城市生活垃圾热解一气化一体化处理新工艺_张光杰
第卷第期
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活垃圾热解气
化体
化处
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州
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圾
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合利
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具有
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用率低和
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境污染较严重
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出种城
市生
活垃
圾热解气化体
化
出的新工
艺本工艺
由于其在缺氧状态
下进行较好
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绝
了二恶英
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同时其
随时处
理
彻底处理
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了恶臭产生
节约
了大量
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福建某地年
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化实验证明本工艺
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关键
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圾热解气化工
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中图分类号文献标识码
文章编夸
产生物等
方面
有很
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似之处在
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中人们对
热解和气化的概念般
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区分
两者往往
混淆
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市化进程
中垃圾作
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市代谢
的产物是城市
在起
使用
因此可
以把
二者
结合起来作个
定义
热
发展
的负担世界上
许多
城市均有过
垃圾
围城
的局面
解气化是指在
无氧或缺氧条件
下
使物料在
高温
作用下
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中
国垃
圾增长率
分解最终转化
为可燃气有机
液体
固体残
渣
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达到
以上全世界每
年产生约亿吨垃
圾仅
中
学过
程
实际上热解
与气化
还是有
明
显的
区别
的主要
国每年就产生近亿
吨
城市垃圾
中国
城市生活
垃圾
在于气化过程需要
氧
气使物料
发生
部分燃烧它
是
累积堆存
量
已达亿吨随
着环境
问题
的
日益突
出节
个
自热维持
的热分解过程而
热解不能有氧物料
能环保
已经成
为全世
界发展
的主旋律
这
为城
市垃圾
不发生燃烧
需要外供热来
维持
的热分解过程
处理提供
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的机会
同时成
为循
环经
济的重要
垃圾等有机
固体废
料的热解气化是个非常
复杂
组成部分
连续
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包括大分子
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我
国不断
出台政策支持垃圾处
理行
业
的发
展各地
小分子
的聚合等
反应过程包括
二个过程裂解过程
政府高
度重视垃圾填埋
场和垃圾
焚烧
及焚烧
发电
厂的建
由大分子变成
小分子直
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的过程聚合过程
设但卫生填
埋场
因产
生
恶臭遭
民众
厌恶且
占用土地较
由小分子聚合成较大分子
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大
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市面临着
垃圾
围城
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垃圾
热解气化
的基
本过
程是在开
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加热
焚烧及其发
电
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生较
多
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而实验
证
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升温和析
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当温度上升到定程度
时物料进入
英与其衍生
化合物
可
以损害
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和系统
国际癌症
激
烈的等温分解阶段开始析
出大量挥发性成分并通
研究
中心
己将其
列为人类级致癌物
过裂解
和聚合等
复杂
的热化
学反应
生成
可燃气
本文提
出种生活垃
圾热解气化
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由于其在
有机液态有机酸
芳径焦油等
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下进行热解气化较好地杜绝
了二恶英
的产生
和
固态残
留物炭
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同时其
随
时处理彻底
处理
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下物沙土
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磁选后用传带送入
城
市生
活職
热解气化
处理
新工
艺
砖
厂作制砖原料筛
上物主要是有机物送
入干燥滚
热
解气
化基
本坂
理筒进行
干燥
经再次磁选后用传送带送
入
干燥垃圾
储
热解是指物料在无氧或缺氧
状态
下通过
加热坑待用生产
时用抓斗取料放入给料
斗通过
液压
使其发生
分解生成
可燃
气有机液体和
固体残
渣
的热推料
器推
至热解气化炉
处理
热解气化炉详
细反应器
化学
过程气化是指在
反应
器
中通
入部分空气
氧或蒸设计原理
见节
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干燥段
和
干馏段分别设
可燃气体
汽使有机物
发生
部分燃烧生成可
燃气有机液体和
引
出管道
干燥段
可燃
气先经
上段水封
阀再经
电捕焦
固体残渣的热化学
反应
由于热解和气化在
反应
过程和油器除下的焦
油流入
焦油池
除去焦
油的可燃
气进入
收稿
日期修
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日期
作
者筒介
张光杰男高级工
程师
中国地质大学土木
工程
专业本科毕
业武
汉大
学软件
工
程专
业工程硕士504针
丨机
右
用化净
总
隔离水
封干
馏段可
燃
气先通过干
式旋风
除尘器除尘设降温水套冷
却降温冷媒
为软化水
软化
水经高温可
后与干
燥段处理
的可
燃气
在
总隔离水封
混合送至砖厂燃
气加热
后部分产生热水供浴室生
活
用水
部分变
成
作
为隧道窑烧砖燃料热解干
馏气化炉碳化段和气化段蒸汽供
气化段使
用
垃圾
可燃物
热
解
气化
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程
图
焦油储
饱
恤
抓德喷淋
去除
燃气加压
式除
尘器冷
却降温
热解
气化炉
卿
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筒排
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冷
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飞式脱硫
年
价上
品燃气
图垃圾
可燃
物热解气
化工艺流
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与其它生活垃
圾处理
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艺相比本工
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活垃圾连续进
入
热解气化
炉全过
程可采
用全天
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间断作业生产稳
定产气连续
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用户可
连续不断供应燃
气
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果最好生
活
垃
圾采
用热解气化工
艺处理
时分选工序
先
将可气化物
有机营养土及不可
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彻底
分类可气化物
去热解气
化
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可
形成商
品气体有机
营养土
可
制成有机肥
料或有机
复混肥而
取得效益不可气化无
机物制成建筑构件或粉碎制砖
资源化利
用率最为
彻底
减
量化著肺找舰娜細
气化
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后可
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无害化
彻底原生垃
圾
经
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处理即可完成杀
灭各种有
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：
完全去除臭
味可实
现清洁化生产有
利于
环境保护
在处
理工艺
流程
中所有生
产过程均
可以形成清洁生
产
所有气体液体废渣全部达标排放或直翻
用
行费
用低其筛上
物
和热解气化方法结合产生
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经过净化提纯加压形成商品气体
管道输送或直
接
用于页岩烧结砖
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费用较低■
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而
工艺
可实现
大规模连续生产且可实
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闭
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影
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中与温
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生
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圾
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气化炉
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如
图所
不反
水水变成蒸汽和热解燃气起排
出炉外垃
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应器
内的详
细的过程描述如下
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圾可燃
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光进介音射
浙江泰来环保科技有限公司 让垃圾热解气化焚烧技术及装备走出国门
浙江泰来环保科技有限公司 让垃圾热解气化焚烧技术及装备走出国门
作者：暂无
来源：《环境与生活》 2014年第12期
浙江泰来环保科技有限公司，是由国家“千人计划”专家鲍海明先生于2005年在浙江省宁波市成立的，是一家集核心设备开发及制造、核心工艺研发及设计、工程总包、运营管理为一体的高科技环保企业，核心技术围绕垃圾安全焚烧处理，产品涉及固废、污水和废气处理三大领域。公司于2008年被认定为国家高新技术企业，已获得及正在申请的国家专利有40余项。2009年公司通过ISO9000质量管理体系认证，2014年通过企业知识产权管理体系认证。
从污水处理到垃圾焚烧转型升级
泰来环保从水处理行业开始发展，最早在村镇生活污水处理、城市及村镇粪污处理、工业废水、屠宰养殖、医院等特种行业废水处理领域有较好的发展，占据了宁波地区30%以上的农村生活污水处理市场，为公司积累了一定的资金和行业影响力。
2011年对泰来环保来说，是具有深远意义的一年，不仅先后引进了东元创投、创业加速器两家投资机构，同时为了泰来环保的长远发展，提升公司的竞争优势，公司仔细研究了国内环保市场的现状及国家相关规划，果断斥巨资引进了国际先进的垃圾热解气化焚烧技术及其技术团队。2011年8月，泰来环保完成对太原晨风环保工程有限公司和济南晨茂环保能源有限公司的100%并购，成功转型升级，进军垃圾焚烧行业。
经过近10年的发展，泰来环保已发展成为目前国内固体废弃物热解气化焚烧领域规模优大、技术居优的环保公司，先后被评为国家首批环保装备“专、精、特、新”企业、2013中国科技创新示范企业、宁波市环保骨干企业和浙江省环保产业重点企业等。核心产品先后获得国家环保部环境保护科学技术二等奖、中国机械工业科学技术二等奖、2013中国科技创新卓越成果奖以及第五届中国侨界（创新成果）贡献奖等国家级奖项。同时泰来环保在宁波望春工业园区建设了占地50亩的垃圾焚烧装置产业化生产基地，专注于立式旋转热解气化焚烧装置及配套设备的研发制造，使宁波市成为国内垃圾热解气化焚烧系统的研发制造中心和技术服务中心。
第三代垃圾热解气化技术
1第三代垃圾热解气化技术
江 苏 长 江 机 械 集 团
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资源与环境是21世纪的两大主题,城市生活垃圾处理是这两大主题中的重要课题。随着人们环境资源意识的增强,各国政府对垃圾处理技术标准的提高,传统的垃圾处理主要方法填埋、堆肥、焚烧三种技术日益显示出其缺陷,如垃圾填埋占用大片土地,堆肥法处理量小、效率低,焚烧法容易产生二次污染,特别是二恶英(Dioxins)的污染问题,使其在工业应用方面受到阻碍。 垃圾热解技术具有二次污染小,无害化彻底,资源化程度高的特点,是处理垃圾的重要技术之一,正引起世界各国研究者的广泛重视。 我公司以城市生活垃圾典型有机组分作为研究对象,主要从以下几个方面开展研究: 深入探讨了城市生活垃圾热解的原理、工艺与反应过程,全面总结了垃圾热解技术国内外的研究现状与进展以及城市生活垃圾热解技术的优点,对国外典型垃圾热解工艺作出了科学的分析与比较; 采用TG-DTG分析方法对典型的有机垃圾组分:木屑,废纸张,织物以及废塑料PVC的热失重特性作了详细深入的分析,并建立了多阶段一级反应模型,获取了各组分在各温度区间内的热解动力学参数; 在自行设计的外热式热解炉装置平台上对城市生活垃圾的热解做了大量的实验研究,深入分析了城市生活垃圾外热式热解在不同工况下的产物分布情况、产气特性、热解气体性质、热解溶液以及热解残留半焦的特性,结果表明热解温度是影响城市生活垃圾热解过程的最重要的参数;随着温度的上升,气体产率迅速增加,热解溶液产率和半焦产率则呈下降趋势。热解气体主要由CO、H2、CH4、CO2组成,随着热解温度的升高,CO、H2的含量逐渐
PDF 文件使用 "pdfFactory Pro" 试用版本创建 3升高;热解气体的热值并不随着热解温度升高而升高,而是有一个最大值;随着热解温度的升高,热解半焦的热值呈上升的趋势;热解溶液中绝大部分是水分和挥发分,固定碳和灰分含量很低,二者之和也不足3%。 建立了垃圾热解焦油的成分分析方法:液液分离——GC/MS,通过蒸发、萃取和分离等化学分离方法将城市生活垃圾热解产生的焦油分成酸性组分、碱性组分、非极性、极性中性物等几个大类之后利用GC/MS来进行分析,获得焦油组分的构成信息。 自行研发了生物质粉体供热城市生活垃圾外热式热解新工艺,并做了大量的实验研究,结果表明:用生物质直接燃烧技术为垃圾热解供热,具有独创性,该外热式热解系统运行稳定,产气率较高,可达45%以上;热解结束后,在高温下通入水蒸气,能实现绝大部分残留碳的气化;该工艺热解产生的气体热值在14～16MJ之间,是内热式热解气体热值的3倍;利用专业流体软件Fluent较好的模拟了该系统燃烧室和热解室的温度场,为以后系统优化提供了基础。 我公司的研究成果将能为城市生活垃圾热解技术的发展和应用提供一定的理论基础和科学依据。 江苏长江集团 刘中林 2008年8月12日
科技成果——航天热解生活垃圾处理技术
科技成果——航天热解生活垃圾处理技术
技术领域 新能源与环保
技术开发单位 中国航天科技集团公司六院北京航天动力研究所
技术概述
该技术使垃圾中的有机化合物在绝氧或缺氧条件下，利用热能使化合物的化合键断裂，由大分子量的有机物转化成小分子量的可燃气体、液体燃料和焦炭。热解法处理垃圾可获得高热值的燃气和燃料油，资源化率高，可以有效地减少垃圾的重量和体积，减少和避免了二噁英的生产，能够对垃圾的有机成分加以利用，被认为是垃圾焚烧的下一代垃圾处理技术。
热解生活垃圾处理工艺主要包括预处理、热解和燃烧发电三个单元。原生垃圾经过预处理完成分选，除去垃圾中的不可燃成分，然后进行破碎，将可热解部分破碎到要求尺寸，最后入坑熟化脱水，形成热解原料。对热解原料进行热解，完成垃圾颗粒的加热分解过程，在绝氧环境中垃圾受热裂解，产生热解油气和残炭。经过净化的热解气及热解油、残炭可以燃烧产生蒸汽，推动汽轮机发电，并为热解器提供热源。 技术指标
处理量：350t/d；
处理方法：绝氧热解；
无机剩余物灼减率：≤1%；
热载体炉燃烧温度：≥850℃；
热解终温：≥500℃。
技术特点
该技术二噁英近零排放，排烟量少，二次污染物排放低，可实现垃圾的“无害化、减量化、资源化”。相对于大型垃圾填埋场、焚烧厂等，环境和社会影响小，更有利于政府引导从而有效解决城镇生活垃圾处理的困扰。
先进程度 国内先进
技术状态 试生产、应用开发阶段
适用范围 垃圾资源处理利用。
专利状态 申请专利1项 合作方式
单套投资需求2亿元，采用PPP模式，特许经营期限30年，投资回报率8%。
预期效益
“十三五”期间全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设总投资约2518.4亿元。按2020年焚烧处理50万吨/日目标折算，每年垃圾焚烧量达到1.8亿吨，焚烧占比达到50%。建设能力按60万吨/天测算，2020年将在2015年焚烧能力的基础上增加39.9万吨/天，按照目前新建垃圾焚烧厂1000吨/日的处理能力，将增加400座垃圾发电厂。以热解技术投资40万元/日处理吨测算，假设在2020年前热解技术替代焚烧率达到20%，则热解技术市场容量为320亿元。
垃圾热解气化焚烧技术介绍
如今环境问题越来越成为人们关注的话题，近日，郑州紧跟北上广全面实施“垃圾分类”，更让平日里随处可见的垃圾也成为人们口中的热词，“今天的垃圾你丢对了吗”也成为人们寒暄的话语，这种现象也暴露出全民对于垃圾的关注，更是国家对于生活垃圾无处可放的担忧。
随着“蓝天保卫战”“无废城市”的提出，国家层面也越来越重视固体废弃物带来的新的环境问题，垃圾围城的现象日益凸显，固体废弃物的减量化、资源化、无害化、稳定化处理亟需寻找一条新的出路。
据相关部门公开资料显示，目前我国生活垃圾无害化处理方式主要以焚烧为主，占80%，厌氧消化、卫生填埋、回收利用、堆肥等只占20%左右。生活垃圾焚烧产生的二恶英类物质（PCDDs）是已知的毒性最大的物质之一，焚烧产生的飞灰中含有大量重金属，因此焚烧对大气环境造成比较严重的二次污染。而厌氧消化、卫生填埋不仅需要占用大量宝贵的土地资源，并且渗滤液等有毒有害物质也造成土壤、地下水的严重污染。
塑料垃圾热解气化技术很好的解决了以往塑料垃圾处理中存在的各种环境污染问题。采用塑料垃圾破碎→干化→热解气化的工艺将废塑料热解气化，在此系统中，废塑料经撕碎机撕碎成2 ~ 5公分的碎块（图2），然后经过滚筒干化机（图3）干化后在热解气化装置（图4）中经过高温加热热解气化，产生CO、H2、CH4 等可燃气体，这些可燃气体经过净化系统（图5）冷却净化后直接通入燃烧室进行燃烧，燃烧后的气体通入余热锅炉产生蒸汽提供给附近纸厂使用，余热气体又引入滚筒干化机，使撕碎后的塑料干燥到含水率15%~20%,最后气体脱硫后排入大气中，在这个系统中，整个反应处在贫氧、高温、密闭的条件下，因此杜绝了二恶英类物质的生成，也杜绝飞灰泄露进入大气环境中，此外气化焚烧后的残渣（图6）可以用作新型建材材料，比如新型建材砖，真正实现固废垃圾的资源化、无害化。
图1
破碎前的塑料垃圾
图2 破碎后的塑料垃圾
图3
滚筒干化机
城市生活垃圾焚烧发电技术及烟气处理
城市生活垃圾焚烧发电技术及烟气处理
摘要：当前，中国诸多城市已经建立了垃圾焚烧发电厂，初步实现了对城市生活垃圾的“减量化、无害化、资源化”处置。但在实践中，生活垃圾焚烧发电中的诸多问题也逐渐暴露出来，烟气污染便是其中一个比较突出的问题。主要对城市生活垃圾及其处理、城市生活垃圾焚烧发电技术、城市生活垃圾焚烧发电的意义进行了分析，并探讨了城市生活垃圾焚烧处理烟气中有害物质的形成机理及其处理工艺。
关键词：城市；生活垃圾；焚烧；发电；烟气处理
城市生活垃圾是阻碍中国城市化发展的一个主要因素。近年来，中国环境保护标准明显提升，以往建立填埋场对城市生活垃圾进行处理的粗放型模式已经无法满足新时代的新要求。当前，可燃物在城市生活垃圾中所占比例不断提升，这种生活垃圾燃烧后产生的热值较高，使得生活垃圾焚烧发电成为城市生活垃圾处理工作的主要发展方向。
1城市生活垃圾及其处理
实现城市人类活动与生态环境的协调发展，是城市现代化发展过程中必须做到的。城市生活垃圾是影响城市人类活动与生态环境协调发展的一个主要因素，其指的是人类生产、生活中产生的各种废物。近年来，中国诸多城市以“减量化、无害化、资源化”处置生活垃圾为目标，积极探索生活垃圾的有效处理方法，并取得了一定成果。城市生活垃圾的处理已逐渐从填埋、堆肥发展到了焚烧制能，力求“变废为宝”。生活垃圾焚烧发电是焚烧制能的一项主要措施，其主要通过高温燃烧，将生活垃圾中的可燃物转化为惰性残渣，并将焚烧过程中产生的热能转化为电能，实现了生活垃圾的能源化。
2城市生活垃圾焚烧发电技术
2.1原理 生活垃圾焚烧发电技术，是将生活垃圾分类之后运送到焚烧炉，在焚烧炉内对可燃物进行焚烧，通过余热锅炉将焚烧过程中产生的热能转化为蒸汽能量，并由汽轮发电机带动涡轮机产生电能。
2.2工艺流程
将生活垃圾运送到垃圾贮坑内存放7d左右，其作用是将生活垃圾中的渗滤液去除，可去除10%左右。经研究发现，通常情况下，垃圾中的水分每降低1%，焚烧过程中产生的热能便会提升100kJ/kg。然后，将垃圾运送至焚烧炉进行高温焚烧处理。垃圾焚烧处理的过程中，一般需在第一烟道设置脱硝系统，如投放氨液、尿素来减少NOx。焚烧后产生的烟气在余热锅炉内转化为蒸汽，进入汽轮发电机组带动涡轮转动，从而使发电机产生动力形成电能。由生活垃圾焚烧发电后产生的电能，可供发电厂自身用电，还可以进入电网系统，作为城市居民生活用电。生活垃圾焚烧发电过程中，除了产生热量发电之外，还会产生其他物质，需对其进行妥善处理。例如：对于焚烧过程中产生的烟气，应先实施净化处理，使其达到国家规定的排放标准之后，再排放到大气环境中；对于焚烧过程中产生的飞灰，应先实施固化处理，再进行填埋处理；对于焚烧过程中产生的炉渣，使其进入焚烧炉底部的排渣机中，在自然冷却或人工冷却之后运送到炉渣坑，然后运送到专门场所进行集中处理；对于焚烧过程中产生的其他废弃物，若为可燃物，则再放到焚烧炉内再次焚烧处理，若为不可燃物，则要具体问题具体分析。
城市生活垃圾热解气化研究进展
龙源期刊网
城市生活垃圾热解气化研究进展
作者：方少曼 李娟 文琛
来源：《绿色科技》2011年第07期
摘要：指出了城市生活垃圾的热解气化是新型的垃圾处理技术,具有高效的能源利用率和良好的环保特性,综述了城市生活垃圾的热裂解技术和气化技术的原理以及国内外发展现状,并结合我国城市垃圾的特点,将垃圾热解和气化结合,提出了一种利用生物质粉体外热式热解气化的新工艺。
关键词：城市生活垃圾；热解；气化；生物质粉体燃料
收稿日期：2011-06-28
作者简介：方少曼（1984—），女，广东人，助理工程师，主要从事城市环境保护方面的研究。
中图分类号：F324.3文献标识码：A文章编号：1674-9944（2011）07-0090-03
1引言
近年来,中国一些主要城市的生活垃圾产生率一直在增加,而且有200多个城市被垃圾所包围。我国大中城市年产垃圾1亿t以上,绝大部分堆积在城郊,未经处理,垃圾堆存量逾70多亿t,侵占土地面积达5亿m ［1］。生活垃圾不仅仅是一种废弃物,垃圾里的有机物质也是一种主要的可再生资源。垃圾的处理不仅是一个重要的环境问题,同样也是资源再利用的问题。
目前,我国的城市生活垃圾处理处置技术最常用的是卫生填埋和露天堆放,占总处理量的79.2%,其次是堆肥化,占总处理量的18.8%,少量的采用焚烧技术,约占总处理量的2%［2］。在垃圾处理的这些方法中,填埋处置操作简单、适应性广,但浪费土地资源,而且存在潜在的二次污染；堆肥处理周期长,处理量小,产品难销。焚烧技术有其显著的减量减容特点及热能回收利用的优势,但焚烧过程中会产生大量的酸性气体、重金属和二噁英等。而垃圾热裂解气化处理方法可以杜绝二噁英类物质的产生,并且具有减容量大、无害化彻底、资源化充分、二次污染小等特点,正日益受到关注和重视［3～4］。