| 技术名称 | 一体化移动式无动力有机固体废物热解气化氧化处理技术 |
| 申报单位 | 辽宁中农承天环境科技有限公司 |
| 推荐单位 | |
| 技术领域 | 固体废物处理处置 |
| 适用范围 | 本产品适用于我国广大农村和有机固体废物处理领域。主要应用于 农村村组、 社区、医院、院校、部队、监狱、厂矿、企事业单位等， 只 要含水量小于 30%的 有机固体废物都可利用。 为了适应野外作业环境，本装备设计为一体化移动式结构，具有耐 寒、隔热、 保温功能。同时，具有牵引移动、野外作业功能，且无动力、 不耗水、不耗电、 无噪音， 可在移动中生产。体积和质量满足道路交 通和田间移动通行条件。废气 排气管具有快速起落功能， 在通行时落 下， 在工作时升起。本装备不受地域、季 节、天气等限制， 适应东北 高寒地区气候特征， 冬季在野外可正常生产。本产品 不需厂房等基础 设施建设投资， 项目投资成本低。因具有移动通行、不用水、不 耗电， 不需基础设施建设等功能， 因此， 垃圾产生量较小的村组、社区等单 位可 多单位共享，降低项目运行与投资成本。 |
| 技术原理 | 本技术产品的基本原理是： 本技术产品采用无动力静态厌氧热解气化技术+燃气无动力静态高效氧化(燃烧) 技术+无动力干式静态净化技术对农村垃圾进行无害化、 减量化处理。 热解气化的基本原理是： 有机固体废物 (可燃垃圾) 气化技术是有机固体废物 (可燃垃圾)在高温及缺氧 条件下，热解产生一氧化碳与气化介质空气在一定条件下 发生热化学反应，产生以 CO、 H2 和 CH4 为主要成分的可燃气体的转化过程。整个过程可分为:干燥、热解、氧化和 还原四个过程。 (1) 干燥过程： 有机固废进入气化装置内，在热量的作用下，析出表 面水分。在 200-300℃时为主要干燥阶段。 (2)热解反应： 当温度升高到300℃以上时 开始进行热解反应。在 300-400℃时， 有机固体废物就可以释放出 70%左右的挥发组 分(而煤要到 800℃才能释放出大约 30%的挥发分)。热解反应析出挥发分主要包括 水蒸气、氢气、一氧化碳、甲烷、焦油及其他碳氢化合物。 (3)氧化反应：氧化反应 为热解的剩余木炭与引入的空气发生反应， 同时释放大量的热以支持干燥、热解和后续的还原反应， 温度可达到 1000-1200℃。 (4)还原反应： 还原过程没有氧气存在，氧 化层中的燃烧产物及水蒸气与还原层中木炭发生反应，生成氢气和一氧化碳等。这些 气体和挥发分组成了可燃气体， 完成了固体有机固废物向气体燃料的转化过程。 垃圾 热解气化技术不仅实现垃圾无害化、减量化和资源化， 而且还能有效克服垃圾焚烧产 生的二恶英污染问题，因而成为一种具有较大发展前景的垃圾处理技术。 高效氧化的基本原理： 高效氧化是有机固废厌氧热解气化产生的燃气进入旋流氧化室，与二次空气进行 混合氧化(燃烧) 的过程。有机固废经厌氧热解气化后制成燃气， 燃气在进行高效氧化(燃烧) ，产生的微量废气直接进入干式净化器内， 经活性炭 (或火山浮石)过滤、吸附、降温处理后实 现“无烟达标排放”。与露天焚烧生活垃圾比较， 处理 1kg 生活垃圾减排二氧化碳约 2.06kg。无动力干式静态净化的基本原理整个气化、氧化、净化过程无动力扰动， 废气含尘量低， 颗粒物含量少。 采用活 性炭或火山浮石作为净化介质对废气进行快速降温、过滤、吸附净化处理。 工艺路线： 本装置通过农机(拖拉机) 牵引直接到垃圾收集点、田间地头停车，通过废气排 放管快速起落装置升起废气排放管。有机固体废物(可燃垃 圾) 通过进料门直接装入 气化室内点燃， 进行无动力热解气化制气(静态气化) ，所得燃气通过炉排下的喉口 进入氧化室， 在氧化室内与二次空气充分混合进行氧化 (燃烧) 。燃气充分氧化(燃 烧) 后产生的少量废气直接上升进入干式净化器通过活性炭(或火山浮石) 进行净化 处理后， 通过废气排放管排出。田间处理秸秆时， 拖拉机可慢速行驶中工作， 操作工 直接将秸秆收集装入进料门， 产生少量的灰渣直接在田间挖坑填埋， 作为钾肥提高农 作物产量、质量。 本技术产品因具有牵引移动功能， 因此可临近村组、单位共享， 降 低项目投资成本。 |
| 技术主要指标 | 1、技术指标 处理能力： 3 吨/天； 结构形式：一体化、移动式； 气化装置类别：横吸式固定床，自供气化系统； 气化形式：厌氧热解气化； 燃气氧化(燃烧)形式：旋流直燃式； 系统运行状态：负压； 气化介质：空气； 气化速率： 3-5min； 给料方式：连续给料； 处理物料类别：可燃生活垃圾、秸秆等有机固体废物； 物料含水率：小于 30%； 气化温度：≥1200℃； 烟气停留时间：＞3S； 气体热值：＞4200KJ/Nm3； 气化率：≥73%； 灰渣热减灼率：≤5%； 出口烟气含氧量： 6-10%； 设计额定运行时间：≥7200h； 操作工： 1-2 人；2、经济指标(使用方典型规模) 总投资 48 万元 其中：设备投资 48 万元 运行费用 4.2 万元/年 综合经济效益 6.3 万元/年 直接经济净效益 6.3 万元 投资回收年限 7.62 年 77 其他经济效益说 明： 日工作 8 小时，处理生活垃圾 3 吨，年工作 350 天， 年处理生活垃圾 1050 吨。本产品一人即可操作，不 用水，不耗电，人工费按 3500 元/月计算，处理费 39 元/吨；折旧等其他费用约 1 元/吨，生活垃圾处 理费用合计 40 元/吨。年运行费用 4.2 万元。其他处 理方法按处理费用最低的村收集、镇运输，县填埋处 理模式进行计算：运输距离按 50km，运费吨公里按 0.8 元计算，吨运费 40 元；填埋费用按 60 元/吨计 算，吨费用合计为 100 元，年费用合计为 10.5 万元。 3、环境指标 削减主要污染物 农村有机固体废物 (生活垃圾) 减排二氧化碳 单位 吨 吨 应用前 1050 2163 应用后 0 0 削减率(%) 100 100 其他环境效益： 本项目实施后， 年减排生活垃圾 1050 吨， 同时有效的解决了 1050 吨生活垃圾长 途运输污染问题。生活垃圾热解气化反应过程中的 高温和缺氧条件都遏制了二噁英的 生成。焚烧 1kg 生活垃圾排放二氧 化碳约 2.06kg。本产品年减排二氧化碳约 2163 吨。 其它指标： 产品运行排放指标经专业部门检测， 二噁英总量 0.014ngTEQ/m3； 锑、砷、铅、铬、 钴、锰、镍及其化合物 0.0523mg/m3；镉、铊及其化 合物 8.43×10-5mg/m3；氯化氢 6.13 mg/m3；颗粒物＜20 mg/m3；二氧 化硫 25 mg/m3；氮氧化物 124mg/m3；一氧化碳 82 mg/m 3。热减灼率： 0.5%。 达到哪一污染物排放标准(标准编号、类别、等级)： 本产品污染物排放指标达到并优于中国环保机械行业协会团体标准 《有机固体废 物热解气化处理装备技术规范》 T/CAMIE15-2020、中华 人民共和国国家标准《生活垃 圾焚烧污染控制标准》 GB18485-2014 的 要求。 |
| 推荐标签 | 工程案例 |
| 案例名称 | |
| 案例详情 | 宽甸满族自治县青山沟镇人民政府的一 体化移动式无动力固体废物热解气化氧 化处理设备采购项目 |
| 技术资质 | |
| 效益分析 | 本技术产品的关键技术主要包括无动力静态气化技术、连续给料技 术、 无动力静 态氧化技术和无动力静态干式净化技术。 1、无动力静态气化技术 常见的生物质气化技术是以罗茨鼓风机为动力源。发生器(气化炉) 在密闭的状 态下， 空气(氧) 靠罗茨鼓风机吹入或吸入， 控制流量和 压力后与发生器内的物料发 生热化学反应，因此只能间歇式给料。本装 置因在野外和田间作业，不具备通电条件， 因此自主研发一种独有的无 78 动力静态气化技术。 本技术产品气化室设计在上部， 中部为旋转炉排， 底部为灰室。 灰室的后部为氧 化室， 氧化室上部为干式净化装置， 干式净化装置上 部为废气排放管。 气化室的上部 设有进气阀门装置； 灰室的底部设有 一次进气门； 灰室后部与氧化室之间设有联通喉 管。气化室和灰室四 周外壁设有一次空气夹层与一次空气进气门和气化室进气阀门装 置相 通。气化室所得燃气在废气排放管的高差引力和冷热差的作用下下行通 过炉排进 入灰室，在灰室尾部通过联通喉管进入氧化室。因此灰室的温 度高于气化室，达到 1200℃左右。当外界空气在废气排放管的高差引 力和冷热差作用下， 通过一次进气门 进入灰室外部的空气夹层时，吸 收高温热量，快速升温， 提高流速， 产生高温动力， 部分通过气化室 进气阀门装置调节流量后， 进入气化室上部， 与物料发生热化学反应， 实现无动力静态气化。经加热的高温空气不但给气化室提供氧气， 还可 快速烘干物料， 提高对处理物料气化的含水率的限制范围，加大处理能 力。因此本气化装置对物料的 含水率要求大大降低，含水率在 30%以 下即可气化(常态气化装置对物料的含水率要 求要小于 20%) 。 2、连续给料技术 为了实现连续给料， 进料门设计在气化室上部。因气化室内产生的 燃气在废气排 放管高差引力和冷热温差的作用力下下行， 气化室为负 压状态， 因此进料门设计在气 化室的上部，基本上不影响气化室的正 常工作。 为了实现进料门开启时气化室保持厌氧条件，进料门的四壁上设有 风幕孔， 与上述的一次空气夹层相通， 形成风幕墙， 隔离气化室与外 界的联通。其原理是： 外界空 气为冷空气， 流速较慢。而进料门四壁 上的风幕孔与一次空气加热夹层相通。一次空 气被加热提速后， 部分 空气通过风幕孔喷出， 形成风幕墙， 隔绝气化室与外界的联通， 避免 外界空气的大量涌入和气化室内烟气的外溢，实现开进料门工作， 达到 连续给料 的目的。 3、无动力氧化技术 79 常见的燃气燃烧器都是靠鼓风机强制加氧进行燃烧的。本技术为了 解决能在野外 无电的环境下作业的条件， 研发了一种无动力静态氧化 (燃烧) 技术。 氧化室的结构 由外壁、内壁组成，内、外壁之间设有空 气夹层(二次空气加热通道) ，内壁里侧设 有耐火混凝土层， 耐火混凝 土层上顺时针方向设有旋流槽，旋流槽上设有 n 个空气喷 嘴， 与内外 壁之间的空气夹层联通。 氧化室底部设有二次空气进气门。二次空气进 气 门底部与氧化室联通， 顶部与内外壁之间的空气夹层联通。 旋流槽 主要起到导流和延 长燃烧时间，提升燃烧室的温度的作用。 氧化室中 下部设有柴油(或液化气) 辅助点 火装置， 用于点燃燃气和辅助氧化室 内燃气的燃烧。 外界空气在废气排放管高差和冷 热差引力作用下进入 二次空气进气门， 部分直接进入氧化室底部与燃气混合氧化(燃 烧) ； 部分直接进入二次空气加热通道， 吸收灰室和氧化室的高温热量，快速 升温， 提高流速， 产生高温动力， 通过旋流槽上的空气喷嘴喷出， 形 成旋流空气再次与未燃 尽的燃气混合氧化(燃烧) ，实现了无动力静态 氧化技术。且高温空气更有利于提高 氧化室的温度， 燃气氧化(燃烧) 效果更好。 4、干式净化技术 为了解决本技术产品在无电、无水的野外环境下能够移动中生产， 我们研发了一 种干式净化装置。利用活性炭(或火山浮石) 作为净化介 质， 对产生的少量废气进行 快速降温、过滤除尘、吸附净化处理。有 机固体废物在无动力静态气化中燃气内颗粒 物含量极低， 而所得燃气 又是在无动力静态状态下进行氧化， 因此废气颗粒物含量更 低。且有 机固体废物经气化所得燃气成分较简单， 都是可燃气体， 氧化后二氧 化碳基 本为零， 因此经活性炭(或火山浮石) 快速降温、过滤、吸附净 化处理后完全可以实 现无烟尘达标排放。 |
| 运行管理 | |
| 组织评审详情 | 如今农村居民的生活水平有了较大的提高，但农村的环境卫生问题 还令人担忧， 尤其是农村垃圾处理问题日益紧迫。只要到农村去走一走 看一看，就不难发现一堆堆 散发着恶臭气体的垃圾(包括秸秆)长年累月 堆积在沟渠、 公路边、溪水边、村边、 田边、池塘边。大量的农村生 活垃圾暴露堆放， 既污染环境， 又有碍观瞻。这些垃圾 日积月累， 越堆越多， “垃圾围村”现象已成为不容忽视的社会 问题。同时我们注意 到， 农村垃圾的危害更不容忽视。日常生产生活 中， 农民深受其害， 也逐步树立起环 保意识。但是， 苦于没有什么 好办法来解决。特别是体积大、运输难的农业固废垃圾 更难以处理。因 此，农民急需一种快速、无害化的农村垃圾处理技术。 经调研，农村垃圾主要包括村民排放的生活垃圾和农林业固废垃圾 两部分。 农 村居民排放的生活垃圾主要包括厨余垃圾、果壳、包装物、 食品包装袋、纺织物、地 膜、橡胶物、废纸、植物根茎、炉渣灰、玻璃 瓶、建筑垃圾等。除少量的玻璃瓶、炉 渣灰、建筑垃圾为无机物， 其 他大部分都为有机固废， 都属于可燃垃圾范畴。 村民产 生的厨余垃圾 基本上都被单独收集， 用于家庭养殖饲料， 基本上无排放。 只要能按 国 家要求的户分类或经简单分拣， 将含水率较大的有机物、玻璃瓶、 炉渣灰、建筑垃圾 分离，剩下都可按可燃垃圾进行即时、快速的无害化 处理。 |
