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垃圾衍生燃料前景眺望


  为垃圾能源化带来勃勃生机的垃圾衍生燃料( RDF)技术已在一些发达国家成为“宠儿”。中国大陆一些发达的城市也已具备发展RDF的条件。

  文/邱大庆刘宁川迟文涛

  目前我国人均生活垃圾产量约为440千克/年,城市生活垃圾总量已达到1.5亿吨/年。根据环境保护部预测,到2015年全国城市生活垃圾总产量将达1.79亿吨。生活垃圾无害化、资源化和减量化已成为必需。目前正在兴起的垃圾衍生燃料( RDF,Refuse Deribed Fuel)可作为燃煤锅炉及水泥窑辅助燃料,灰渣可制造水泥,为垃圾资源化拓宽了道路。

  垃圾衍生燃料( RDF)是将垃圾中的玻璃、金属等不可燃成分去除,对剩余的纸、塑料制品等可燃物质进行破碎、分选、干燥等加工而制成的燃料。其热值均匀,储存期达6~12个月,与焚烧处理相比二氧化碳与污染物排放较少、能源利用效果佳、灰烬处理容易,可减少有害物质排放,延长废弃物生命周期,实现废弃物资源化、减量化,是固体废弃物处理的有效途径之一。

  美国材料协会(ASTM)根据废弃物的组成、状态、用途等将RDF分为7类(表1)。垃圾处理“新宠”-RDF-5

  RDF-5工艺概述

  具有良好性能的RDF,其原料要求可燃成分高、水分含量低,以保证较高的热值、成型强度及较佳的燃烧性能;灰分含量也应较低,以防止RDF燃烧后产生较多灰渣。因此垃圾预处理是RDF技术的关键步骤,即垃圾的破碎、干燥、分选过程。垃圾通常成分复杂,含有金属和玻璃等无机物。因此,关键中的关键就是进行为垃圾预处理选择适合的工艺。

  RDF-5的特性

  据有关文献资料介绍,RDF-5是从简单焚烧原生垃圾发电,向依托高新技术用垃圾产生清洁能源发展的产物。与传统原生垃圾处理相比,衍生燃料RDF-5具有如表2所示的多种优势。

  国内外对RDF-5的应用

  垃圾衍生燃料( RDF)的诞生,为垃圾能源化带来了勃勃生机。RDF技术已在美国、日本、欧洲等一些发达国家受到很大重视。其概念最早由英国于1980年提出,美国进行了工业化应用研究,建立了一批RDF燃烧发电厂。目前日本也有50多座RDF加工和发电厂投入运行。我国台湾省工业技术研究院于1 999年开始了对RDF-5的技术研究,于2001年建立产量200千克/时的试验生产厂。2004年台湾首座城市垃圾RDF-5示范厂建成,生产规模达到1吨/时。2008年,台湾省完成了RDF-5专用流化床技术的开发,并进行了示范运转。至2010年,台湾省已累计进行了7次(家)RDF-5的技术授权。中国大陆地区对垃圾焚烧技术的研究起步较晚,但一些发达城市已具备发展RDF技术的条件。

  RDF-5效益分析

  日本发展RDF已有几十年,每天可处理2.5~225吨废弃物,若以每小时处理量为1吨的设备为例,所需设备成本约为5亿~8亿日元,每吨操作成本约1万~1.5万日元。若以国产机械设备为主系统,则每小时处理1吨废弃物所需设备成本约为5000万元人民币,操作成本如以处理量4吨/,J、时,l天操作7小时估算,并将人工费、燃料费及机器设备维护费计算在内,成本约为1500元/吨。目前国内一般废弃物处置费为1500~3000元/吨,采用RDF技术不但可降低处理成本,RDF燃烧产生的附加价值也是鼓励该项技术发展的有力推动因素。台湾工业技术研究院累计进行了7次(家)RDF-5技术授权,运行数据显示,运用RDF技术单位垃圾可比传统垃圾焚烧技术多产出1.45倍的电能。

  RDF技术固然可回收废弃物中的能源,但回收过程对环境的影响也不可忽视。而RDF系统正好具备能源回收效果好、二氧化碳减量效果佳、污染物排放量较低、能有效减少二次污染、燃烧稳定而完全,发电效率高、污染防治费用低、产生的灰烬较少等优点,加之其采用了具有“划时代”之美誉的集尘器和干式活性炭的排烟处理装置,有效去除烟尘、硫氧化物、氮氧化物、卤素、重金属类等污染物,环境效益“表现”可谓十分优异。

  RDF-5能否“进京”?

  我国城市垃圾处理70%以上靠填埋,高温堆肥占20%以上,焚烧处理还比较少。北京虽跻身国际都市之列,却与我国内地众多城市一样难以摆脱垃圾占地围城的困扰,急需引进先进技术处理垃圾:不过,先进的RDF-5能不能“进京”,还是要靠数据说话。笔者对较有代表性的阿苏卫垃圾卫生填埋场进行了采样和分析,这个填埋场于1994年12月投入运行,日填埋垃圾2000吨,地面以下深4米,预计填埋高度40米,主要收纳来自东城区、西城区、海淀区和昌平区部分地区的垃圾。

  垃圾衍生燃料前景眺望图片1垃圾衍生燃料前景眺望图片2

  表3显示,阿苏卫垃圾卫生填埋场的垃圾以有机物为主,有机物以塑料为主,无机物以灰土为主。基于这个特点,北京垃圾可以考虑走综合治理的道路,对灰土、砖石垃圾进行分拣填埋,其余部分考虑用RDF-5技术处置。同时,北京市垃圾中,塑料和重金属成分比发达国家少,二恶英的产生相对容易控制。不过有鉴于垃圾焚烧自身固有的环境和健康危险性以及社会公众对该问题的高度敏感,对焚烧污染物排放的监测和研究仍有必要不断加强。

  (作者单位:邱大庆,北京市环境影响评价评估中心;刘宁川、迟文涛,北京市环境保护科学研究院)

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