城镇生活垃圾热解气化处理技术及应用前景探讨

田新民

摘 要：在当前生态文明快速建设过程中，热解成为了城镇生活垃圾处理的重要方法。通过具体分析城镇垃圾热解气化处理技术及应用前景，旨在提升城镇垃圾热解气化处理技术水平，为美化城镇环境创造良好的条件。

关键词：城镇生活垃圾；热解气化；处理技术；应用前景

中圖分类号：X799.3 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.11.073

目前，大部分生活垃圾的无害化处理方法主要包括填埋、焚烧和堆肥3种，其中，焚烧已成为我国城镇生活垃圾处理的一种主要方法。城镇生活垃圾在焚烧处理的过程中一般选择使用炉排炉或者循环流化床炉。这类设备在使用的过程中具有投资大、运行成本高等特点，由于是过氧燃烧，燃烧过程中易生成二英，且烟气中含有较多的飞灰，易对整个环境造成二次污染。热解气化技术作为一种绝氧或缺氧燃烧技术，可以降低二英的生成量，并减少飞灰排放量，成为城镇生活垃圾处理的一种重要技术。

1 城镇生活垃圾热解气化原理及技术优势

1.1 热解气化原理

热解气化技术可分为立式和卧式结构，以下以立式为代表进行介绍。

目前，立式旋转热解气化焚烧技术在应用的过程中采用的是二段式焚烧方法，其一燃室主要是立式旋转热解气化焚烧炉，而二燃室则是可燃气体燃烧室。立式旋转设计是最常用的一种，从根本上解决了立式炉应用过程中布料使用不均匀的技术问题，同时，在炉体与炉篦相对转动的过程中能够有效解决连续排渣的技术问题，并且能够起到搅动垃圾的作用，从而有利于垃圾热解气化技术得到更好的应用。立式旋转热解气化焚烧炉主要分为7个层次，由上到下分别是空层、干燥层、热解层、燃烧层、燃烬层、冷却层和排渣层。温度场的分布对垃圾热解气化处理技术的应用具有较大的影响，其主要是通过充分利用生活垃圾本身蕴含的热量达到生活垃圾热解气化的目的，从根本上降低城镇生活垃圾灰渣的热灼减率，全面提升垃圾的热回收率。这里，提升垃圾的热回收率主要是增强垃圾焚烧后残渣的陶瓷特性，从而有效提高残渣的综合利用效率。因此，立式旋转热解气化焚烧技术成为了当前城镇生活垃圾处理中比较先进和安全的一种处理技术，适用于中小规模垃圾量的处理。

1.2 热解气化技术优势

城镇生活垃圾热解气化技术在应用过程中的优势主要体现在以下几个方面：①设计较为科学，结构布局统一、紧凑，具有质量轻、布置简单和建设周期短等特点。②在低温区域合理地进行炉排工作，能够从根本上避免炉排受到高温的影响，这样有利于从根本上降低设备制造的成本，从而全面提升设备在使用过程中的可靠性，延长设备的使用周期。③由于热解气化焚烧室中烧的是气体，且过量空气系数小，所以这种热解气化技术在应用过程中所产生的烟气量比直接焚烧少，尤其是烟气中所含的SOx、NOx、HCl、HF以及重金属等污染物非常少，这样对烟气具有较强的净化作用，且能够在一定程度上降低垃圾二次污染的产生和治理成本。④整个热解气化处理过程均是在低氧的环境中进行的，这样能够有效降低二英前驱体的生成量，且整个二燃室内的温度高达1 100 ℃左右；烟气停留的时间较长，基本上超过了2 s，能够在较短的时间内分解产生二英前驱体的元素，从根本上减少垃圾焚烧后的重金属含量，有效降低甚至避免垃圾热解处理对环境造成的二次污染。⑤炉体与炉篦在运行的过程中是相对转动的，能够有效解决炉进料均匀和连续排渣的技术问题，以确保热解气化处理过程的稳定性，促使进料量和出料量能够被更好地控制在设计范围内。

2 城镇垃圾热解气化处理技术的应用

实验研究表明，立式热解焚烧炉应用于城镇垃圾处理过程中时，焚烧炉的二燃室温度基本上都在850 ℃以上，且烟气停留的时间远远多于2 s。这时，燃烧灰的热灼减率基本上低于3%.通过在废气排放口进行成分含量测试，其数据显示所有有害气体的含量能够更好地满足当前城镇垃圾处理的“3T”要求。也就是说，整个城镇垃圾燃烧区的温度基本上高于850 ℃，而停留的时间远远多于2 s，这样便能够充分扰动二燃室，从而真正达到混合的目的。这种技术在应用过程中所排出的尾气中含有的有害气体量非常少，能够完全满足GB 18485—2014《生活垃圾焚烧污染控制标准》规定的排放要求。

3 城镇垃圾热解气化处理技术的应用前景

目前，《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》提出，到2020年年底，我国直辖市、计划单列市和省会城市（建成区）生活垃圾无害化处理率达到100%，其他设市城市生活垃圾无害化处理率达到95%以上（新疆、西藏除外），县城（建成区）生活垃圾无害化处理率达到80%以上（新疆、西藏除外），建制镇生活垃圾无害化处理率达到70%以上。当前，全国城镇新增生活垃圾无害化处理设施能力为3.4×105 t/d。到2020年年底，全国城镇生活垃圾焚烧处理设施能力占无害化处理总能力的50%以上，其中，东部地区达到60%以上。因此，按照这样的速度，预计在3～4年期间，我国的城市生活垃圾无害化处理设施建设及运营发展的速度将呈现猛增的趋势。因此，城镇垃圾热解气化处理技术将有可能在大范围内进行推广应用。

4 结论

总之，通过充分利用热解气化方法来处理城镇生活垃圾，能够更好地实现城镇生活垃圾的无害化、资源化和减量化。通过在城镇垃圾热解气化处理过程中采用双回路系统，利用燃烧之后的烟气对入炉垃圾进行烘干处理，能够有效提高进入炉内的生活垃圾的热值，从而更好地适应我国城镇生活垃圾热值低、含水率高且不易燃烧的特点。同时，采用回转预烘干系统，充分利用水冷板式耐高温布料器和低温出渣等先进的技术，有利于保障设备的可靠性和运行的稳定性。这种技术的应用对提高我国城镇生活垃圾热解气化处理技术水平，改善城镇环境质量

具有非常重要的作用。

参考文献

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[2]黄伟立.城市生活垃圾热解气化处理技术及应用研究[J].科技致富向导，2015（12）.

[3]钱睿，韩健.北京城市生活垃圾处理转型新思路——垃圾热解气化技术[J].环境工程，2014（S1）.

[4]潘春鹏.生活垃圾固定床热解气化的实验研究[D].杭州：浙江大学，2012.

〔编辑：刘晓芳〕