深圳宇力城市生活垃圾再生煤技術

一、城市生活垃圾常規處置方法及國內外研究現狀

目前，我國人口13億，2007年統計城鎮人口5.77億，占總人口已超過44.38%。隨著城市化進程快速發展和大量農村人口轉移，以8～10%年增長速度增加。如果按人均每天1公斤生活垃圾產生量計算，每天全國城鎮生活垃圾總量5.77億公斤，即57.7萬噸，每年就有2.106億噸以上。鉆油油井和煉油廠的油污泥、城市生活污水處理廠脫水后的污泥和煤礦的煤矸石等，都是棘手的固體廢物，每年的數量也是很大的。

國外把城市生活垃圾比喻為：“放錯位置的黃金”，是“永不枯竭的城市礦藏”等等。將其開發成“廢棄物再利用固體燃料”（Refuse-Derived Fuels），簡稱為RDF。國外這種方法是以發酵制酒精為主的，投資很大。為符合中國國情，需要找到投資省、操作簡便、成本低廉的方法，其中將垃圾做成再生煤就是這種思維。

我國城市生活垃圾常規處置方法有填埋、焚燒發電、堆肥和有機復合肥。

填埋：占地大，滲濾液長期對地表水造成污染，所產生的甲烷和硫化氫也長期對空氣造成污染，尤其當無地可用時又怎么辦？填埋場的建設（防滲、筑壩和三通一平）和長期運行費用很高，人員編制是按事業單位，都是由政府買單，填埋也是對資源的浪費。近年來，有地方將填埋場內的沼氣收集發電，收集-脫水-脫硫-儲氣-發電，全系統投資很大，運行時間并不長，而且沼氣產量很不穩定。

焚燒發電：投資很大，一般采用BOT方式運作，由于利潤微薄而愈來愈沒有吸引力，投資商逐年抬高每噸垃圾處置費和上網電價。二噁英污染普遍解決不好，甚至濃度比填埋高得多的滲濾液處理普遍都沒有解決好，不僅是無人投資，當地群眾拒不接受，許多地方推行不下去。

堆肥和有機復合肥：堆肥方法占地和污染很大，這是很難被當地群眾接受。有機復合肥雖然是工業化機械裝備流水線作業生產，分撿量很大，有的地方用“水分撿”，水的用量很大，一般垃圾與用水量的比例達到1：20～30，循環水濃度很高，處理費用很高，獲得的有機肥的量很少，推廣上也受限制。

臺北和日本等許多地方，采用了在家庭就開始對垃圾做分類，顯然，符合垃圾的減量化和資源化，但不意味就沒有垃圾了，仍然還需要做進一步的處理。

正因為如此，垃圾處理已經成為中國城市發展一個帶普遍性的限制因素。

二、新的思維和新的方法

由于以上原因，新的思維和新的方法才應運而生——垃圾再生煤。用這種方法為城市生活垃圾提供一條新的出路。這是一種“多元化”的新思維。常規的城市生活垃圾處理方法很多，每種方法都不是唯一可行的，“因地制宜”才是正確的抉擇。

不僅是生活垃圾，采油井和煉油廠（如勝利油田每年10萬噸以上的油污泥）的含油污泥長期未做處理，也成為當地嚴重的污染源；城市污水處理廠和工廠污水處理站的污泥出路也是棘手問題；農村的谷殼和秸稈、林場和木材加工廠的木屑、城鎮綠化垃圾、煙草廠的煙梗垃圾和蔗糖廠的蔗渣，煤礦的煤矸石……都是垃圾的范疇。谷殼、果殼、秸稈和木屑等雖然可以用生物質熱解方法回收利用，但是焦油和木醋液的處理和利用還是一個棘手問題。完全可以按照不同的比例和生活垃圾混合“打包”制成再生煤，供工業鍋爐和火力發電廠使用。

國家的固體廢棄物處理政策是：“無害化、減量化和資源化”。用這種新方法則增加一個“產業化”。減少煤的開采的同時，為地方稅收和就業帶來好處，減少生活垃圾填埋量75%以上。

據資料統計，垃圾焚燒發電廠每噸生活垃圾可產生電量300～450度，這是扣除了鍋爐及發電機的各種損耗后的發電量。而本套設計400噸生活垃圾可生產售出275噸再生煤，再生煤的熱值大約為4000大卡/公斤。1大卡=4186.75J（焦耳），每噸垃圾產生的熱量為：

（275×4000×4186.75×1000）÷400=1.15×1010J（焦耳）=3198.21kw·h（度電）

每噸再生煤的耗電量為33.38度/T，則本項目所產的再生煤不計損耗的理論發電量為：

3198.21 – 33.38= 3164.83kw·h（度電）

結論：如果考慮鍋爐及發電機的各種損耗，輸出的電量也會比垃圾焚燒發電廠的平均發電量375度要高得多。因為，垃圾直接焚燒發電含水35～55%，除自然排出的滲濾液外，未經脫水和烘干，帶入鍋爐內的水分大約40%左右，這部分水的蒸發要消耗大量的熱量，而且進焚燒爐的垃圾是不分撿的。所以，不能把垃圾再生煤和垃圾的直接焚燒發電相提并論。而且，垃圾再生煤除補充普通火力發電廠用煤之外，更多的是給當地的工業鍋爐和供熱鍋爐補充燃料，使垃圾的處置在填埋、焚燒發電及做有機肥之外，提供了一條新的途徑。

三、應用范圍

1、城市生活垃圾

2、采油井和煉油廠的含油污泥（摻入生活垃圾按比例混合）

3、城市生活污水處理廠污泥（摻入生活垃圾按比例混合）

4、非有毒和非重金屬離子成分的污水處理站污泥（摻入生活垃圾按比例混合）

5、采煤分選后的煤矸石（摻入生活垃圾按比例混合）

6、谷殼、秸稈、林場木屑以及木材加工鋸末（可以生物質熱解，也可以摻入生活垃圾按比例混合），對于中國、東亞和南亞地區的產糧大國來說谷殼和秸稈的處置找到一條出路

7、蔗糖廠蔗渣、煙草廠煙梗垃圾（可以造紙、生物質熱解，也可以摻入生活垃圾甚至不摻生活垃圾）

顯然，垃圾再生煤方法比常規生活垃圾處置方法，方法簡單，投資省，占地小，應用更加廣泛和靈活。

四、工藝方法

首先將城市生活垃圾送入指定垃圾場地收集；然后通過抓破、振動分選及磁分選前處理，將粗大可見惰性物及鋼鐵質金屬物清除，接著用粗破機將垃圾粗破至100mm以下；再將粗破垃圾擠壓脫水，脫水后進行細破，在此階段將垃圾顆粒度控制在20目之內，細破之后再加入引燃劑、助燃劑、防腐、粘合劑、除臭、殺菌劑及固硫、固氯物等，在攪拌機里混合均勻；最后擠壓成型煤，形狀尺寸可以在模板的孔型設計達到。

五、產品特性

作為RDF技術，從生產過程到成品使用全過程，必須符合以下要求：

● 再生煤經過權威部門檢測

● 與4500大卡/公斤天然煤相比，在同臺鍋爐、產生基本相等的蒸汽量、蒸汽溫度、蒸汽壓力和焓值的前提下，有較好的燃燒工況，并精確測出耗煤量的比較數據

● 未經處理就有比燃燒天然煤更好的煙氣排放質量（除塵外其余指標都在排放標準內）

● 二噁英不經處理即能達標排放（是國家排放標準的1/50，歐盟標準的1/5）

● 生產過程中符合清潔生產要求，煙氣經治理達標排放；生活污水和滲濾液經處理達標后部分回用，部分排放；厭氧的沼氣回收利用；玻璃和金屬回收，其他不燃物填埋

● 再生煤產品出廠前在烘干的過程中高溫消毒殺菌

● 生產的安全和穩定能得到保障

六、產品的質量

由前文產品的檢測報告可知，垃圾再生煤的主要質量參數如下：

熱值：實測3500cal/g左右；根據熱值的計算，并改進添加劑配方應可達到4000 cal/g以上。

含水率：實測12%；生產中控制15%。

未經處理排放的煙氣中

HCl ：實測16.5 mg/m3，大大低于《生活垃圾焚燒污染控制標準》標準限值GB18485-2001中規定的75 mg/m3。

CO2：實測1.7 mg/m3，大大低于《生活垃圾焚燒污染控制標準》標準限值GB18485-2001中規定的260 mg/m3。

SO2：實測無。

因為HCl、CO2濃度極低，而且又沒有SO2，所以煙氣中酸性氣體的含量遠遠低于普通煤的燃燒煙氣，可認為垃圾再生煤燃燒產生的煙氣對鍋爐腐蝕遠遠低于普通煤。

二噁英毒性當量平均值：實測0.020 ng/Nm3，僅為國家排放標準的1/50，歐盟標準的1/5。

七、再生煤生產過程中的污染治理

該產品生產過程的主要污染源：濃度很高的滲濾液；污水處理厭氧的沼氣和硫化氫氣體；鍋爐燃燒后煙氣除塵、脫硫；分撿車間的臭氣除味；生產車間的廢氣除塵。分撿后的固體廢棄物，金屬和玻璃回收，其余填埋（5%左右）。

1、滲濾液處理：采用本公司多項發明專利、國家重點環保實用技術、“國家垃圾焚燒發電滲濾液處理863課題”中試技術及“深圳—香港兩地政府聯合支持深港創新圈科研項目”中指定項目“城市垃圾中轉站滲濾液處理”技術，確保

出水COD＜80mg/l，NH3-N＜15mg/l

出水回用于：沖廁所、洗車、沖洗場地和周邊綠化灌溉。

厭氧沼氣回用于燃燒爐。

2、脫硫和脫二噁英處理：采用本公司相關多項專利技術，主要是從源頭做起，在添加劑中加入藥劑，在再生煤燃燒過程中脫硫和脫除二噁英。排放的煙氣處理是以除塵為主，脫硫為輔，可以不再做二噁英的耗資很大的燃燒后處理。脫除二噁英也是本技術的亮點之一，否則再生煤的生產技術在環評上也通不過。

3、再生煤在高溫烘干中殺菌、消毒、防霉。

八、再生煤技術依托

該技術突出優點是：占地少、投資省、市場化、產業化、資源化。本公司結合中國國情，自主研發，整體配套。具備以下專利技術：

1． 發明專利“生活垃圾再生煤產品及其制備方法” 申請號：200810216134.1

申請人：周澤宇 專利權人：深圳市宇力科技有限公司

2． 發明專利“生活垃圾再生煤生產工藝”申請號：200810216135.6

申請人：周澤宇 專利權人：深圳市宇力科技有限公司

3． 發明專利“對垃圾焚燒及垃圾再生煤燃燒二噁英控制的添加劑及其生產工藝” 申請號：200810216133.7

申請人：周澤宇 專利權人：深圳市宇力科技有限公司

4． 發明專利“生活垃圾滲濾液處理方法” 專利號：ZL03147021.1

申請人：周澤宇 專利權人：深圳市宇力科技有限公司

5． 國家863課題“垃圾焚燒發電”第6子項“垃圾焚燒發電滲濾液處理”2003年完成單位

6． “深圳—香港兩地政府聯合支持深港創新圈科研項目”中指定項目“城市垃圾中轉站滲濾液處理”技術，該技術是“清華大學深圳研究院”、“香港大學”與本公司共同研發完成，已共同申請發明專利。

7． “國家重點環保實用技術”編號2002-B-032

“電催化氧化處理難降解高濃度有機廢水技術”

8． 發明專利“一種難生化降解高濃度有機廢水處理方法及裝置”專利號：ZL00134787.X

申請人：周澤宇 專利權人：深圳市宇力科技有限公司

9． 實用新型專利“流化吸收塔煙氣處理裝置”專利號：ZL97245980.4

申請人：周澤宇 專利權人：深圳市宇力科技有限公司

10． 實用新型專利“高效能內循環活性污泥厭氧流化床污水處理裝置”專利號：ZL00264199.2

申請人：周澤宇 專利權人：深圳市宇力科技有限公司

九、各種生活垃圾處理方法的比較

1、垃圾填埋占地大，使用的年限是有限的。而且滲濾液、甲烷和硫化氫等的污染是長期的。垃圾填埋從基礎設施到填埋的運作和污染的治理通通都是當地政府買單。不符合國家垃圾處理的減量化、無害化和資源化的政策。

2、垃圾焚燒發電是按BOT方式運作的，當地政府要提供很高的垃圾處置費和很高的發電上網補貼，只有對東部沿海經濟發達的大中城市有條件招商引資，否則不可能在10年內收回投資商巨額的投資。前面已經說明，原生垃圾的熱值是800-1600Kcal/Kg，發電量為300-450度/噸，而再生煤熱值是4500Kcal/Kg，發電量為3198.21度/噸。因此，對東部沿海大中城市的垃圾焚燒發電廠，可配套建設垃圾再生煤生產線，自產自用，效益更高。對于中西部地區中小城市財政收入不高的情況下，垃圾焚燒發電政府負擔不起，而填埋不僅用地有限，而且還要政府長期買單，垃圾再生煤的方法是經濟有效可選方法。

3、沼氣發電技術的應用也是可選的方法之一，但是采氣的面積很大，產氣量波動也很大，同樣存在政府對垃圾處置及沼氣發電上網電價的補貼，設備的投資也比制造再生煤要大。

4、垃圾再生煤（RDF）技術從目前國內外生活垃圾處置方法比較中可以看出：適合于中國RDF技術的國情，特別是中小城市的生活垃圾處理，把本該是政府買單的市政建設項目變成招商引資項目，政府只需提供用地或者是在原來填埋場建設，處置每噸生活垃圾提供力所能及的補貼費，其它政府徹底解脫。垃圾總填埋量減少3/4，為當地鍋爐提供補充用煤，增加當地稅收，并解決數十至一百多人員的就業。并且一次性投資是所有垃圾處理方法中最低的，而經濟效益是最高的。

十、本公司技術亮點

垃圾再生煤生產技術是國內近3年的符合中國國情和中小城市生活垃圾處理的較有前途的技術。本公司的技術亮點在于：

1、能生產出合格的再生煤。

2、自身的污染如滲濾液和臭氣的處理確保達標排放。沒有配套治理技術的此類工程是不完整的。

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