1、背景:
隨著我國經濟水平的提升,城市化發展給我們帶來社會繁榮和生活質量的進步,同時也帶來了大量的生活垃圾。在倡導循環經濟和環境保護的今天,垃圾泛濫已是不爭的事實,據統計,我國城市生活垃圾的年產量約為一億噸以上且每年以9%速度遞增。因此,城市生活垃圾的有效處理已是迫在眉睫的任務。
2、來 源:
垃圾與廢棄物資源化處理的新途徑,即複合垃圾衍生燃料(C-RDF)來源包括:
1)城市生物質廢物 。城市生物質廢物主要包括家庭廚餘垃圾、餐廚垃圾、城市糞便以及城鎮污泥。目前我國大城市的生活垃圾中廚餘和餐飲等有機廢物比例大,即生物質廢物含量高。採用傳統的垃圾處理方法處理生物質廢物都存在一定的弊端。直接填埋會產生大量的滲濾液,造成土壤及地下水污染,其缺氧環境還導致大量溫室氣體(CH4)的產生,填埋對生物質廢物的資源利用率較低,不符合我國可持續發展的原則;生活垃圾堆肥則存在惡臭、肥效低、產品出路困難的問題。
2)農作物廢物。我國農作物秸稈主要以玉米秸、麥秸和稻秸為主。農作物廢物最大的污染是田間燃燒,隨著農村經濟的發展,農民收入的增加,農村中商品能源的比例不斷增加,煤、液化石油氣等已成為其主要用能。秸稈由於體積大,能效低,首先成為被替代的對象,全國每年約有20.5%的秸稈被棄于田間,直接在田中燃燒,產生大量的CO,CO2,SO2,NOx和煙塵等污染物,嚴重污染了大氣環境,濃煙瀰漫還影響到交通和航空運輸事業的安全,甚至發生過多起焚燒秸稈導致高速公路關閉、民航停飛的事件,給人民健康和生活帶來很大的影響。
3)禽畜糞便。隨著畜禽養殖業的發展,養殖廢物的產量也逐年增加,目前我國的禽畜糞便達到8.5億t,大量的畜禽糞便和污水帶來了土地負荷壓力過大、土壤及水體污染、空氣惡臭和疾病傳播等一系列問題。養殖廢物中化學需氧量含量高,並且含有大量的氮、磷等元素,成為導致地表水水質惡化和富營養化的重要原因之一。另外,養殖廢物中含有氨、胺、硫化氫、吲哚、尿酸鹽、致病菌及蟲卵等臭味物質,它是造成空氣污濁度升高、影響人類和牲畜健康的主要因素。養殖廢物污染給我國生態環境造成了巨大的壓力,養殖廢物處理技術一直是國內外相關領域的研究重點。
3、套用:
垃圾衍生燃料具有熱值高、燃燒穩定、易於運輸、易於儲存、二次污染低和二惡英類物質排放量低等特點,廣泛套用於乾燥工程、水泥製造、供熱工程和發電工程等領域。
RDF技術在國外已套用多年,目前歐美等國家主要偏重於發展RDF-2和RDF-3,在歐洲已有RDF-5的商品,而日本則是著重在RDF-5的套用上。已開發國家對RDF技術的重視,使其套用範圍不斷擴大,目前主要套用在以下幾個方面:
1)中小公共場合。主要是指溫水游泳池、體育館、醫院、公共浴池、老人福利院、融化積雪等方面。
2)乾燥工程。在特製的鍋爐中燃燒RDF,將其作為乾燥和熱脫臭中的熱源利用。
3)水泥製造。日本將RDF的燃燒灰作為水泥製造中的原料進行利用,從而取消RDF的燃燒灰處理過程,降低運行費用。此技術已實現了工業化套用。
4)地區供熱工程。在供熱工程基礎建設比較完備的地區,只需建設專門的RDF燃燒鍋爐就可以實現RDF供熱,投資較少。
5)發電工程。在火力發電廠將RDF與煤混燒進行發電,十分經濟。在特製的RDF燃燒鍋爐中進行小型規模的燃燒發電,也得到了較快的發展。日本政府從1993年開始研究RDF燃燒發電方案,並已投資進行RDF燃燒發電廠的建設。
6)作為碳化物套用。將RDF在空氣隔絕的情況下進行熱解碳化,製得的可燃氣體燃燒,作為乾燥工程的熱源,熱解殘留物即為碳化物,可作為還原劑在煉鐵高爐中替代焦炭進行利用。
RDF的研究與開發並不是什麼難事,困難在於目前垃圾回收的配套的法制不健全,RDF是建立在垃圾良好的分類收集和分選系統上的,因此,只有通過政府的行為,制定相關法制,並不斷完善再生資源回收、加工、利用體系,才能使RDF得到很好的套用與開發。世界上沒有垃圾,只有放錯地方的資源,RDF作為垃圾處理與資源回收新技術正得到世界各國的重視及套用。在水泥工業中,它的發展前景很好,既是燃料,又是原料。我國的垃圾處理才剛剛起步,應在吸收、借鑑國外技術過程中注意結合實際,開發適合我國國情的RDF技術,走國產化的道路,創出自己的特色。
4、 發展C-RDF的意義
C-RDF是一種利用人類廢棄可燃物的新興人造複合固體燃料。研究、開發和生產各種C-RDF的意義主要體現在以下幾個方面。
1)C-RDF可以實現垃圾的回收和利用,能方便地實現垃圾可用能的貯存與運輸。由於垃圾和可燃廢棄物在較小範圍的產生是不穩定的,波動的產量常常不能維持連續燃燒,而且其原生狀態貯存易污染環境。因此,如果建立不同規模,不同品種的C-RDF生產廠,則可把垃圾變成人造燃料,方便地實現能源化貯存和運輸。
2)C-RDF可以實現再生資源廢棄生物質燃料有效回收和利用。全國農村每年廢棄大量生物質,是對再生能源的巨大浪費,雖然在野地燒荒變肥是一種利用,但嚴重污染環境。鄉村生活垃圾與廢棄的生物質複合壓製成型塊燃料,既使生物質再生能源得到充分利用,同時又可解決鄉村垃圾污染問題,改善鄉村生活質量。
3)C-RDF燃燒可以規範燃燒,減少污染。由於C-RDF是統一形狀和規格的型塊燃料,可以容易實現成型時添加固硫、脫氮及催化劑等,再配套合適的燃燒設備,既有利於高效燃燒又能減少污染。
4)C-RDF可以實現大量煤礦粉煤、泥煤和水處理後的淤泥有效利用。
5)C-RDF可以控制燃料熱值,容易實現穩定燃燒。
6)C-RDF容易使燃燒後固體廢物再綜合利用。因為C-RDF組成顆粒均勻,而且燃燒充分,形成的灰更容易綜合套用到化肥、建材等行業。
5、建議:
1)C-RDF應該成為垃圾與可燃廢棄物處理的一條有效新途徑。尤其是對於我國能源比較短缺,環境污染急待改善的實際情況,發展C-RDF應該得到國家的重視和大力倡導。
2)要生產C-RDF,必須全面開展C-RDF成型機理和工藝的研究。他的研究基礎完全可以在型煤成型機理和工藝研究基礎上深入探索。
3)C-RDF作為人造燃料,應該研究其燃燒機理和特性規律。C-RDF是否大有可為,關鍵是其燃燒性能體現如何,根據C-RDF的燃燒規律,才能配套產生合適的熱能轉換設備,形成廣泛套用市場。
4)C-RDF形成和燃燒的污染控制機理及方法研究也應該得到足夠的重視,尤其考慮成型時加入添加劑不同及合適比例以減少燃燒污染。
複合垃圾衍生燃料(C-RDF)的新構想是垃圾與廢棄物燃料化處理的新途徑。在我國垃圾處理現階段,發展C-RDF是完全可行的,而且會有廣闊的套用前景。RDF的研究與開發並不是什麼難事,困難在於目前垃圾回收的配套的法制不健全,RDF是建立在垃圾良好的分類收集和分選系統上的,因此,只有通過政府的行為,制定相關法制,並不斷完善再生資源回收、加工、利用體系,才能使RDF得到很好的套用與開發。世界上沒有垃圾,只有放錯地方的資源,RDF作為垃圾處理與資源回收新技術正得到世界各國的重視及套用。在水泥工業中,它的發展前景很好,既是燃料,又是原料。我國的垃圾處理才剛剛起步,應在吸收、借鑑國外技術過程中注意結合實際,開發適合我國國情的RDF技術,走國產化的道路,創出自己的特色。