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有机固废物新型无害化资源转化处置技术

危废技术网 2018-12-18
 

一、技术核心特点


按照有机物质的基本合成反应规律都应该存在合成反应的逆条件,还原裂解。具有不焚烧、全密闭、转化率高、无排放污染,处理后转化为可利用的再生资源(生物质油、可燃气、生物炭〉和水等。实现有机垃圾在循环生产过程的资源性。

1.1、该技不采用技术手行对垃圾的形态进行改变(焚烧就是种强制手有毒生成创造导物质按照其本原属性进行自然谐共方式使无害途径重新回到成垃物质前。而这些自有合它们求和条就不会污染变质长期是主;其东西是有还原据大然循环律和我们多 始状态(再生)。

该技术合理的应用了有机合成逆反应这一化学原理,通过建立逆向化学工程体系将各类有机合成物重新转化成有可用资源价值的生物“油、气、炭”。

二、技术主要原理、内容及路线

2.1艺原理因为何固有机物都可以在一定的温度压力条件下会被降解成油和,这就像自然界形成石天然气的原理一早已被人们所认

技术所依据的正是这一原理,通过人造环境条件对有机物进行适度加热,使组成有机物的大分子在一定温度、压力、时间等等条件下发生断 裂,将有机物从大分子变成小分子,经数小时后就能将有机垃圾转化为可易处理和可再利用的最原始的生物液(裂化油)、固(炭〉、气(可燃气体)三态的初级能源物质;就如同成千上万年前的生物质经过长期 的地下裂变而形成地球上的煤、石油、天然气。常规的城乡垃圾可以直 接使用,而无需再增加分类成本。

2.2术原

无氧-还原反应是一种最基本的化学反应现象,它们一般是成对发 生,并随着电极电位变化而互相平衡且反应可逆。反应的发展方向向受制于所构成的反应条件,当反应的平衡条件被改变时,一般反应过程会朝新的平衡点移动。利用和控制好反应的平衡方向是实现有机垃圾被干馏还原裂解转化的技术关键。

2.3要装置

无氧干馆还原裂解装置是一套能实现连续生产运行的大型系统组合设备,由多台反应釜复合串并组成。主要反应釜型为CSTR(全反混型)和PFL(活塞流型)。系统装置中配有湿法自动炭渣分离系统、自动油水分离系统和自动气液分离系统等,各系统单元可实现由中央控制室DCS系统集中控制,远程操作。

2.4统工流程简述

(1)预处理系统:外运垃圾在垃圾仓房短暂停留进入后续预处理系统。经过将垃圾破袋并粉碎后,通过喂料机将将物料恒量匀速地送入裂解反应釜,整体运营过程均处于全密闭状态,确保垃圾异味不外泄。同时,垃圾的部分渗沥液污水被导入污水处理系统进行无害化处理。

(2)还原裂解系统在完全没有氧气的条件下,利用再生的燃气作为热源气或复合一定额度的外加热,使裂解反应温度和升温速度达到工艺设计要求,经过多级反应后,从而能够快速高效地将垃圾中的所有有机物质分解成生物可燃气、生物碳和部分液体化合物:有机垃圾被全部转化成生物“油、气、炭”类资源物质。

(3)生产过程可实现动力源自给自足,使用的能源来自从垃圾中分解出来的可燃气,无需外界提供全部使用能源。油、气经分离后分别进入各自的储存系统待用。

(4)冷凝/热交换系统将产生的部分燃气能量经热交换器进行交换利 用;利用余热和再生的部分可燃气,将粉碎后的垃圾通过蒸发干燥和风干干燥将垃圾的水分含量降低到30%以下,以保证裂解还原的高效进行。

(5)废气及废水处理系统z生产过程为全程密封和自循环作业,无新 生有害物(无废气、废液、废物)对外排放污染。通过气体收集设各将 装置产生的异味气体送往净化系统集中处理。池底部渗滤液及系统产生 的其他废水收集后送至厂内污水处理系统:垃圾分离水进入污水收集处 理系统,经处理后循环回用,实现超低排放。产生的清水补充到的冷却 循环系统重新利用,真正实现了渗滤液的无害化处理和综合利用。

(6)有机垃圾经裂解还原后均转化为有价值初级资源物质,可进行再度 深加工利用。根据可燃气、生物碳、生物裂解油等裂解出的产物,通过 工艺参数设计,分离、净化、深加工系统合成等加工成清洁可燃气、燃 油、成品炭及肥料等产品。垃圾中的石块、玻璃、铁等无机物和炭化物 全部从固体出料口排出,经除铁分离后分类收集进行资源化利用〈建筑 材料〉。

在处理垃圾的全过程都具有不焚烧、全密闭、无异味泄露、无毒害气体、飞灰产生、污水排放、无垃圾残余等优势。

三、与国内外先进处理技术对比

3.2、各类技术比较结果

(一)低温无氧干锢还原裂解技术是当今资源转 化度最高,对环境影响最少,处理理念最领先的技术。

在整个垃圾处理过程中不会产生新的二次污染,这一技术很好地实现了生活垃圾处理的无害化、减量化、快捷化、资源化、生态化目标要 求,垃坡随进随清、日产日清,并最大限度地实现垃坡的资源化再生利用;真正做到了无排放、无污染。

(二)本技术有别其他氧化和裂解技术的关键点利用有机合成物存在逆向反应的基本有机化学规律一即有机太分子可被还原裂解的理,通过在热环境下还原剂的作用,建立一定温度热 场和过量还原反应环境及活化条件,使各类有机大分子链断成多个小分子,其原含有化学键能被重新分布到各种小分子中。这些小分子按其物 化形态性质被分离后就得到所称的“油、气、炭”类物质。这些小分子按其物化形态性质被分离后就得到了所称的“油、气、炭”类物质及由玻璃、金属、石头、砂土等无机混合物的残碴。该过程是一个复杂的化学反应过程。包括大分子的键断裂,异构化和小分子的聚合等反应,最后生成各种较小的分子,主要包括:

(1)以氢气、一氧化碳、甲皖等低分子碳氢化合物为主的可燃性气体

(2)在常温下为液态的包括乙酸丙酣等化合物在内的有机类

(3)生物质炭

4)玻璃、金属、土砂石等的混合物

热解气化(不完全氧化、贫氧)技术可得到(只能得到)低热值可燃气, 而且其处理过程仍会有污染物质产生,产业化利用和污染排放控制都存 在问题,目前运用不多。

低温无氧干馆还原裂解技术在国际上己有应用,但其技术的前提是先把垃圾分类,再根据成份、等式进行推导。而在商业应用中,通常只能接受剩饭剩菜等厨房垃圾,其他生活垃圾不能混入其中。

对比国外利用低温无氧干馆还原裂解技术,在实际应用方面,只有对单一类生物质的处理有技术报道:与我们能直接处理不需分类的城市生活垃圾技术相比要差很多。

四、技术生产运营

集固废垃圾无害化处理、再生资源、燃气发电、深加工利用产业一体化的固废资源综合循环利用项目。为自主研发,自主设计、自主制造一套完整工艺体系(低温无氧干馆还原裂解技术〉。无害化、资源化处理城乡生活垃圾(包括所有农业废弃物〉,将这些有机垃圾全部变成生物质油、炭、气三种大  自然所具各的能源:在整个处理工艺过程中做到了三无、三低。

4.1不需分类及长久

在整个生产过程中,垃圾不需长久堆放,当天垃圾当天处理,随进随清、日产日清:

4.2处置生产过程三排放

无烟囱、无排污〈下水管〉、无异味,无(三废〉对外排放:真正做到 了无排放,无污染。

4.3其次生产过程工艺采用三低

既:低温(300-600)、低压(常压0.2-0.3)、低速〈每分1/4转〉。

4.4

将垃圾所带进的水和氧全部在处置过程中进行脱水、脱氧;经过了脱氧处理,所以过程没有二恶英和氮氧化物等等有害物产生:脱出的污水全部净化处理并在生产过程循环使用,混在垃圾中的石块、玻璃、铁、电池等无机物全部从杂道口排出,石子、玻璃可用做渗水建筑材料使用;铁块、电池可回收利用。

在整个处理过程中不给周边环境带来任何伤害和污染及异味。因无排放,在处置生产过程中工人可不需带口罩,整个厂区就像一座美丽的公园。

五、项目应用建设条件

5.1建设用地

以日处理能力百吨级为例:处理陈年填埋垃圾和日产新鲜垃圾的单线生产线建设用地约在3500平方米左右。若能在陈年垃圾填埋场就地处理还可将原填埋场的大量宝贵土地置换。

建设200t-500tI日处理量,士地使用约30-50

建设600t-1000tI日处理量,土地使用约50-120

建设5000t日/处理量,土地使用约400-500

5.2

A、电 380V/220V,约为50KVA/百吨/日

B、水给水能力为20吨/小时,水消耗量为1吨/小时(使用垃圾中带有的水份,经系统内高温消毒处理之后回收循环利用〉

六、再生资源产物分析及用途

由于一般对垃圾来料只能大概知道其所含热值这一项统计指标,对其分子级结构及组成几乎无法判定,而且其组分还是会随机变化的,因此对其的反应产物很难有准确判定。研究及运营结果体现,每处理1吨生活垃圾可以产出混合生物炭约150-300公斤,生物质油50-100公斤:生物可燃气体100-160公斤。垃圾中带有的水份,在系统内高温消毒处理之后可回收循环使用。这些产品可实实在在地产生商业价值,而在过去都被丢弃在垃圾填埋场或焚烧了。

6.1、生物质“油”

生物质原油约50-100公斤/吨,其热值约为1.1万大卡用途:可以用来加工战略储备油和价值更高的特种油。目前己提炼出三种再生油品,(1)汽油,标号92号,(2)柴油,标号0号,有了柴油煤油就没有问题了,(3)工业用润滑油及腊油。

6.2、生物“气”

生物质可燃气在100-160立方米/吨,其热值为5000千大卡以上。用途:可用燃气发电,一个立方气可发约二度电,生产的裂化气已经用于处置工厂燃烧加热自用和发电。

6.3、生物“炭”

生物质炭约150-300公斤/吨,其热值约为2200-5000大卡。炭最大基本可作生物质燃料(供热取暖〉;生物质炭,是优良的吸附、净化材料,也可以作为催化剂或催化剂载体,(a)可用来处理污水,(b)可做土壤肥料,(c)修复土壤(固水固肥,可吸附土壤中的重金属),(d)可改变沙漠地理环境,使沙漠变成绿舟(仅限草原),(e)可生产砖石等。

七、项目技术的社会效益性

首先该项目技术利用是一件利国利民的大好事,其次是如何来保护地球保护环境,如何改变生态环境发展的一种刚性需求。

7.1、将全部有机固废物还原为可再生资源,彻底解决传统污染排放问题,有助建设和谐社会。

7.2、持续不断地消除垃圾,无需残渣填埋场,避免垃圾重复占地;提升土地价值,有利于城市环境的可持续发展。

7.3、减少垃圾填埋场及垃圾中转站的建设投资和运营费用:可以就近、及时处理,节约人力、时间、投资和运输成本,减少垃圾运输二次污染。

八、技术优势

8.1、本技术可用于各种有机垃圾的无害化、资源转化处理,建设成本和处理成本均低于其它处置技术方法。

8.2、可实现节能减排:

彻底解决了垃圾焚烧发电技术带来的二次污染、无烟尘排放,以及垃

圾填埋造成的环境臭气污染。该技术属洁净生产、环境无排放和低碳经济类范畴。

8.3、生产过程除了使用少量的电以外,完全可用废弃物自身的能源处理。垃圾裂解转化得到的资源性产品:生物燃油、生物燃气和生物炭,均为有价值的初级能源或化工原料,处理过程实质上是在进行能源和资源的再生型生产,是实实在在的循环经济!

8.4、与垃圾焚烧技术相比z

和现有垃圾焚烧发电处理的对比,“吃干榨净”和“变废为宝”的资 源转化处理技术,彻底解决固废处理的二次排放污染问题。

在相同规模的情况下,焚烧发电项目处理每吨垃圾成本要高于该项目技术,而产出却要远远低于该项目技术。

(1)项目投资少:在相同规模的情况下,初期投入与投资焚烧相比约下降30%

(2)占地面积少:节约、复原和提升大量用于填埋垃圾的土地价值,无需垃圾堆放、无需残渣填埋场。

(3)处理方式无害化、资源化、随进随清、日产日清,无污染及 污染带来的问题。

(4)运营方式:以低消耗、无排放、运行成本低,比焚烧发电的运营处理成本低50%

(5)建设时间短:建设期仅6-8 个月:垃圾焚烧发电厂一般建设周期约十八月以上。

8.5、附价值高

将全部有机物垃圾还原为可再生资源,转化所产生的资源可补充社会发展对资源的需要,如每天一万吨生活垃圾可转化产生约1000桶燃油,在石油资源短缺的今天其社会意义重大。如:垃圾焚烧靠80%煤或者油等来帮助燃烧增加热能起到发电所需要能量,从中得到政府补贴,然而发电又得到政府另一抉补贴,建造一个垃圾焚烧厂,不仅污染环境,投资大占地多,其经济效益全靠政府补贴而生存,且还有大量余杂残渣,又给环境带来第二次污染。

8.6、对资源的节约

(1)碳氢氧元素提取以后的回收再利用,生物炭的提取及再利用,是真正的绿色无污染处理方式。

(2)垃圾还原裂解法再生能源技术,成熟可靠、先进高效、营利运作,环保无污染排放,变废为宝,同时解决垃圾处理和能源短缺的困境,实现了能源再生的可持续性发展和良性循环。

(3)产品缓释炭肥性能优越,具有保效增效,促进作物生长,同时大幅度降低肥料流失,及消除了化肥对地下水危害等传统产品的严重缺陷。

(4)产品燃料不含硫、极低芳香环,用于发动机,污染排放大幅度降低,属当今燃料油最佳品质,世界范围内归化为高纯绿色燃品,更可用作化工原料,生产高端产品。

(5)所生成燃气既可循环用作生产过程的热源,也可利用催化技术再用作汽油等合成。

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