浅析装修垃圾高热值组分的资源化利用

2022-09-28郝粼波王晨瑾朱宏哲

中国环保产业 2022年8期

郝粼波，王晨瑾，朱宏哲

（中国城市建设研究院有限公司，北京 100120）

装修垃圾处理行业的发展，经历了从“非无害化简易填埋”到“生产自动化、资源利用高效化”的演变过程[1]。装修垃圾的杂质成分较拆除垃圾和工程渣土更具多样性[2]，在保障骨料类组分高回收率的基础上，行业发展重点已经转移到预处理后分选出的高热值组分（如竹木、壁纸、纤维织物等）及惰性粉粒组分的资源化利用上。其中，高热值组分的利用效率对装修垃圾处理企业的运营成本有着至关重要的影响。

1 装修垃圾处理产业发展现状

在新发展观的大背景下，城市建设从高速发展向高质量发展具有历史必然性。“大拆大建”模式逐渐走向尾声阶段，而与城市高质量发展程度呈正相关性的装修垃圾产量，给现代化城市管理带来了严峻挑战[3]。

同早期开始发展的拆除垃圾处理行业一样，装修垃圾处置目前普遍采用区域统筹及集中处理模式[4]。然而，不同于拆除垃圾处理已经形成的“两级破碎+多级筛分+干/湿式切换除杂”成熟工艺路线现状[5]，装修垃圾预处理工艺技术路线在过去五年呈现了“百花齐放”的态势。在某种意义上，这恰恰印证了装修垃圾预处理技术发展的曲折与艰辛。

近两年，这种态势得到了极大程度的收敛及良性归拢，这也完全符合环境卫生领域处理工艺技术路线的发展规律，预示着装修垃圾的处理工艺将逐渐趋于成熟、稳定。根据主工艺单元的设计顺序，可以把装修垃圾预处理流程分为“先破后筛”和“先筛后破”两种工艺路线，其典型工艺流程详见图1、图2。

从图1、图2 可以看出，两种工艺路线的主要区别在于物料破碎单元和筛分单元的排布顺序。自我国最早进行装修垃圾处理尝试的华东地区各项目，至近年来逐渐投产的华南、西南地区各项目，上述两种工艺路线均得到了较多应用。两种工艺处理过程均可有效将装修垃圾中的轻质物进行分离、收集，而分选出的高热值轻质物如何实现厂内就地资源化处理，将是未来装修垃圾资源化处理行业发展的关键环节。

图1 “先破后筛”模式装修垃圾处理典型工艺流程图

图2 “先筛后破”模式装修垃圾处理典型工艺流程图

2 装修垃圾高热值组分的资源化处理技术介绍

2.1 处理原料垃圾特征分析

装修垃圾预处理后分选出的高热值轻质物包含竹木、织物、塑料以及编织袋等，结合目前国内装修垃圾处理厂现场运营情况，通常还会掺杂部分大件垃圾和生活垃圾。分选轻质杂物实景见图3。

图3 分选轻质杂物实景图

针对前述分选出的装修垃圾高热值组分，笔者在早年研究中就曾指出，高效资源化利用技术将是装修垃圾处理领域的突破性进展。装修垃圾在厂内实现高资源化利用水平，加之协同处置大件垃圾、一般工业废弃物等原料垃圾，也将带来垃圾衍生燃料（RDF）技术的协同发展[6]。

2.2 高热值组分资源化处理工艺介绍

本文介绍的高热值组分资源化处理生产线的物料适应性强、运营成本相对较低、工艺运行相对稳定。

本生产线可以接收“硬质”“软质”两类物料，生产线前端采用分类进料方式，根据物料特性进行预处理后，后端将其汇合进行资源化处理。考虑到装修垃圾细料灰土成分含量过多的特点，本生产线在细碎前进行预处理，以充分提高二级破碎单元的生产效率并降低运维成本（核心在于降低破碎刀具磨损程度）。工艺流程见图4。

图4 高热值组分资源化生产线工艺流程图

3 碳达峰、碳中和目标背景下的跨领域联合应用构想

水泥行业在为基础设施建设提供原材料保障的同时，其直接碳排放量也占据了世界工业总碳排放量的25%[7]。我国具备世界水泥第一产能，自2020 年起水泥产量就已占全球水泥总产量的50%以上。据研究分析，我国水泥行业碳排放量约占全国碳排放总量的12%[8]。

“双碳”目标背景下，对碳排放大户的有效限制手段必然是在科学限产的基础上，探寻工艺生产环节节能改造的可能，而利用RDF 等替代型燃料，将是水泥行业重要的减排措施。我国目前约有5%的水泥企业开展了固体废弃物协同处置工作，如果替代型燃料技术进一步得到有效推广，应用比例提升至40%，那么随之带来的将是接近2000 万t 的二氧化碳减排量[9]。

《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南（2022 年版）》明确提到，必须进一步提升烧成系统的能源利用效率，推广大比例替代燃料技术，从而减少化石燃料的消耗水平。

综上所述，加强清洁能源燃料替代，建立替代型燃料供应支撑体系，将是水泥行业碳减排的重要保障环节。而市政环卫领域的装修垃圾在实现前端高效预处理后，利用高热值组分制备RDF，是一种高度创新的跨领域渗透应用。