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本發明公開了一種農村生活垃圾炭化的方法及其炭化產品與應用，該方法包括以下步驟：將生活垃圾進行分揀，剔除無機垃圾以及經焚燒后會產生有毒有害物質的有機垃圾；將分揀后的垃圾自然風干后進行粗粉碎，使粒徑小于等于5cm；將粗粉碎后的生活垃圾在缺氧條件下進行炭化，炭化溫度為350～500℃，炭化時間為20min～5h，自然冷卻后得到炭化產品。本發明方法集農村生活垃圾處理、資源化應用以及固碳于一體，經濟、有效、環保，操作簡單，易于推廣；制得的炭化產品作為肥料既能改良農田土壤，又提高了農作物產量，也不會產生二次污染。

技術創新性和領先性與國內外其他垃圾分選技術相比，本技術方案主要具備以下技術優勢及創新新：(1) 針對我國垃圾特點的工藝路線選擇及參數優化。本技術方案針對我國垃圾含水率高、熱值低的特點，通過將前處理技術與工藝路線相結合，充分地利用了工藝流程中的余熱、余氣、余能。并且通過選擇富氧作為反應介質，提高氣化反應速率和能量轉化效率。(2) 通過對垃圾氣化熔融的核心裝置進行了創新設計，使得系統高效、穩定。由于我國垃圾成分復雜，國外已有的系統裝置易出現“水土不服”，本技術通過綜合分析，優化設計，開發出適合我國垃圾狀況的垃圾氣化爐、飛灰旋風熔融爐等核心裝備。(3) 通過集成優化并有機結合多種環保技術實現整個處理過程的綠色環保。本技術有機結合爐內脫氯、高溫燃燒、飛灰熔融固化的手段，實現了二惡英的低成本控制；通過重金屬分區固化、增加助融劑等手段提高飛灰熔融過程中重金屬的熔固率，實現了整個系統重金屬排放的低成本控制；通過優化反應參數、有機結合爐內脫硫脫氯、SNCR 等技術，實現了低成本的脫硫脫氯脫硝。（2）技術成熟度（3）市場及效益分析以日處理 300 噸城市生活垃圾的垃圾氣化熔融處理系統為例，投資額約為 1億元，每噸垃圾可獲得毛收入約 580 元，刨去運行成本 285 元，每噸可獲得凈利潤 295 元。綜合下來，單臺氣化爐每年可獲利約 2600 萬元， 3 年多即可收回投資。（4）合作條件(1) 有獨立承擔民事責任能力的企業法人，具有良好的信譽基礎和積極向上的事業激情。(2) 有相應的投資能力，并且具備一定的市場開拓能力。(3) 有一定的啟動資金和市場經驗，具備較強的品牌經營意識。

在中國北方地區，由于缺水原因，火電機組的發展受到了很大的限制，許多新建電廠由于用水指標緊缺，往往不得不采用投資大、運行成本高、脫硫效率較低的干法脫硫系統。一臺600MW機組干法脫硫系統初投資就達7-8億元，而脫硫效率很高的濕法脫硫系統只需1.2-1.5億元。所以，研究大幅度減少濕法脫硫系統耗水，非常必要，具有巨大的應用背景。 煙氣通過脫硫塔一般為飽和狀態，將帶走大量水分。對于濕法脫硫系統，由飽和煙氣帶到大氣中的水量占整個系統耗水量的90%以上。降低脫硫后的煙氣溫度，飽和濕煙氣將發生冷凝，可以回收大量水分，大幅度減少系統耗水，甚至實現濕法脫硫零補水。但由于脫硫塔出口煙溫一般為50℃左右，存在低溫腐蝕問題，同時對冷凝換熱器結構及傳熱系數，凝結水回收效率，低品位熱量回收利用方式等問題還缺少系統的研究，因此目前國內外還沒有在大型燃煤機組上成熟運用此項技術的先例。西安交通大學能動學院在近幾年的課題中，探索了從燃煤電廠煙氣中回收水分的可能性，并取得了詳細的試驗數據，可為本課題的工業示范應用提供支持。 本課題將通過實驗研究脫硫塔出口煙氣水分及熱量回收過程的影響因素及規律，并對工業實施方案中的具體問題進行分析，為濕法脫硫系統節水工程提供理論與實驗基礎。

隨著經濟社會的發展，生活垃圾產生量逐年提高，并在前些年造成了垃圾圍城的現象。對于干垃圾的處理，已經從原先的填埋處理走向了焚燒處理為主。而對于濕垃圾，由于其熱值低，燃燒不完全，易產生有害物質，所以主要依靠生物技術資源化利用。生物技術主要分為：有氧發酵－堆肥技術、生物轉化－生產蛋白質飼料、無氧發酵－沼氣利用。其中，生物轉化途徑存在潛在的、不確定性的傳播疾病的風險。無氧發酵技術工藝流程較長，工程投資較大，沼氣發電等后端設備維護成本較高，人員要求較高。因此，這種處理方式主要在城市建設。農村比較適合采用有氧發酵技術，其工藝簡單、還可以改良土壤，投資也較小，適合小規模、分散化處理。 本項目開發了好氧高溫菌劑制備技術，主要包括好氧高溫菌的培養和富集技術、有機固體廢棄物降解液菌劑制備技術、菌劑載體制備技術。項目還開發了高溫堆肥模擬裝置，可以在實驗室模擬實際效果。最終，項目設計的陽光堆肥房，可以實現太陽能物料加熱、自然通氣排水，無需額外耗能。

可以量產/n成果簡介：針對我國生活垃圾的特點，項目創立了生活垃圾無分揀直接處理新技術，過程簡單、快速、無污染及綠色化；建立了生活垃圾制備沼氣、生物乙醇和生物有機肥的新技術和新工藝，實現了生活垃圾處理、能源化和資源化利用一體化。（1）原始生活垃圾無需分揀綠色處理技術。處理后的生活垃圾減量30-50％，且完全符合環境的排放標準。實現生活垃圾綠色化處理的目的；（2）清潔能源生產技術。將處理后的生活垃圾轉移到發酵罐中生產生物乙醇或轉移到密閉容器中，厭氧發酵制沼氣。實現生活垃圾變能源的目的。（3）高效生物有機

成果與項目的背景及主要用途： 隨著經濟的飛速發展和生活消費水平的提高，城市生活垃圾大量增加,垃圾 的堆放不僅占用大量土地，而且嚴重地污染環境，破壞生態平衡。 目前城市生活垃圾采用的處理方法多為：填埋處理、堆肥、焚燒與熱解。綜 合環境、經濟、社會等各方面效益考慮，衛生填埋法工藝簡單但占用大量土地， 而且周圍環境惡劣，對復原土地的使用和填埋后可能的污染問題也值得推敲。堆 肥法只能處理垃圾中的有機質，垃圾必須經過分揀，肥料可以肥田植樹,美化環 境。焚燒法處理垃圾速度快，無害化減量化徹底，但其排放污染情況嚴重，對人 類健康構成威脅。熱解法可為人類提供清潔能源，方便生活，具有廣泛前途，但 對垃圾熱值的要求較高。 天津大學在天津市科委的支持下，研制的新型城市生活垃圾熱解處理裝置填 補了國內空白，國際上也剛剛開始研究。在長期實驗的基礎上開發出第三代垃圾 熱解處理裝置。 技術原理與工藝流程簡介： 熱解法也稱為裂解法,是把有機廢棄物在無氧或貧氧條件下加熱 600～900℃, 用熱能使化合物的化合鍵斷裂,由大分子量的有機物轉化成小分子量的可燃氣體、 液體燃料和焦碳的過程。垃圾的熱解處理是利用其中有機廢物成分的熱不穩定性， 在無氧或缺氧的條件下加熱，使之在高溫下分解，最終成為可燃氣、液態焦油和 少量炭狀殘余物形式的過程。這是一種清潔的處理方法，且減量化程度高。這種 技術與焚燒法相比溫度較低,無明火燃燒過程，重金屬等大都保持原狀在殘渣之 中,可回收大量的熱能。尤其是此種方式具有二惡英產生的逆條件,較好的解決了 垃圾焚燒技術的最大難題。 天津大學研制的新型垃圾熱解資源化處理技術,其裝置采用固定床爐型, 屬 151天津大學科技成果選編 于上吸式熱解制氣。供給一定量的空氣和水進入反應器,使廢物部分自燃,生成熱 量將支持熱解反應。在垃圾熱值足夠高時，整個過程可以自動連續運行而無須外 界熱量供應。工藝將氧化、還原、裂解及相關技術有機結合,垃圾依次經過干燥 層、干餾層、還原層和氧化層,與氣體在逆向運動中進行充分熱交換,在不增加烘 干設備和前分選處理設備的情況下對垃圾進行資源化處理,將有機廢物在較高溫 度下轉變為氣體燃料,熱值接近城市煤氣熱值,經凈化回收裝置可加以利用。剩余 物僅為 5 %～8 %的無機灰。900 ℃ 的最高處理溫度可基本消滅任何病菌,達到 無害化的處理效果。 成果水平及主要技術指標： 針對不同生活垃圾日處理量可定制不同處理能力的裝置設備，以日處理量 15 噸生活垃圾的熱解處理設備為例： 1．垃圾熱解處理裝置每日處理 15 噸生活垃圾，可產生約 2500~3000 立方米 可燃氣（前期的試驗已經獲得此數據），熱值約 2000 大卡/立方米（已經檢驗部 門驗證）； 2．垃圾處理后產生 5-8%左右體積的固體無機物，擬用做為小區花草的養殖 土； 3. 垃圾處理過程產生的二惡英低于國際最低標準 0.1ng TEQ/m3，我國制定 的標準是 1.0 ng TEQ/m3。 應用前景分析及效益預測： 以 15 噸裝置為例，設備每年產生的經濟效益分析指標： 1．15 噸裝置的全年生活垃圾處理量為 5,000 噸（按 330 天計算），可獲得 825,000m3 的可燃氣，折合人民幣 40 多萬元（按 0.5 元/m3 計）； 2．全年 5,000 噸垃圾就地處理可節省運輸車輛 6,000 臺次/年，節省交通費 用約 30 萬元（按 50 元/臺車計）； 3．全年節省垃圾處理費用 15 萬元（按 30 元/噸垃圾計）。 每年總計產生經濟效益約 85 萬元。 主要設備：設備本體、控制系統、垃圾存儲倉、垃圾上料系統及相應的附屬 設備等； 152天津大學科技成果選編 153 主要原材料及來源：金屬、自控； 設備投資：每臺 15 噸垃圾處理量的設備約計價格 100 萬元； 總投資：總計消耗費用約 116 萬元，估計兩年運行即可收回成本。 合作方式及條件：技術轉讓

城市生活垃圾分選與綜合利用技術的核心是利用機械等方法高效分選出垃圾不同成分，針對分選出的不同物質加以不同的資源化利用方式。垃圾分選及綜合利用技術擯棄了傳統上垃圾所有組分采用單一處理技術的思維模式，而是基于對生活垃圾基質組成、垃圾組份性質進行深入分析研究的基礎上，通過一系列相互協作的分選設備將生活垃圾細分為有機質類、磁性物質、無機磚石類、塑料類、紙類、織物類等，并結合不同的資源化利用工藝①有機質制作有機肥工藝②廢舊混合塑料制作塑木工藝③織物和紙等可燃物類制備衍生燃料（RDF）工藝等實現高值化利用。垃圾經分選綜合利用之后只有少部分鈍化物質需衛生填埋，減容率達90%以上。

生活垃圾本征無害化高溫處理技術是一種超低二噁英的生活垃圾高溫處理（焚燒或熱解）工藝方法。在我國已建成的垃圾焚燒裝置多數都無法做到。本項目研發的生活垃圾本征無害化高溫處理技術，其核心技術包括：延時燃燒系統、煙氣超凈處理系統和滲濾液資源化系統。這三個系統是本質上區別于傳統焚燒技術的核心技術，均已獲得國家發明專利。 滲濾液資源化系統是本項目對生活垃圾資源化的科學詮釋。垃圾滲濾液通常被業內視為最難處理的高COD和BOD、高鹽廢水，處理設施投資大、成本高。但在本項目中，垃圾滲濾液被視為一種資源。

本發明公開了一種赤泥與生活垃圾焚燒飛灰的協同處置方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將赤泥干燥后研磨成粉末，添加 10wt％至 15wt％的強堿，在 750℃至 850℃之間煅燒活化，冷卻后得到所述重金屬固化劑；(2)將重金屬固化劑和生活垃圾焚燒飛灰混合后得到混合物粉末，所述混合物粉末中重金屬固化劑的質量比例在 45％至 60％之間；將所述混合物粉末按水灰比 0.4 至 0.6 加水攪拌均勻得到凈漿；(3)將凈漿在常溫、常壓下養護 14 至 28 天，得到垃圾焚燒飛灰復合固化體。本方

在對我國城市生活垃圾焚燒飛灰污染性質全面表征的基礎上，針對其污染特點，對 飛灰穩定化處理藥劑和工藝進行了比選與實驗研究，開發了具有自主知識產權的飛灰穩 定化組合處理技術。該技術組合應用基于化學機理的穩定過程和物理機理的固化過程， 使飛灰中的重金屬轉化為具有地質化學穩定性的極低水溶性化合物，處理后飛灰污染物 濃度低于《生活垃圾填埋場污染控制標準 GB16889-2008》規定的進入衛生填埋場處置的 限值，滿足在衛生填埋場中處置的長期環境安全性要求。 基于上述發明專利工藝，通過關鍵設備的比選改進、設計和操作參數優化，本成果 實現了我國生活垃圾組成背景下的焚燒飛灰化學穩定化處理工程的長期運行，成為 GB16889-2008 標準頒布后國內首次工程應用實例，達到了飛灰無害化處理的領先水平。 與國外同類技術比較，本成果穩定化處理后的飛灰產物具有長期環境安全性、填埋 操作方便、增容比小的優勢，重金屬穩定化指標更優。工程實踐表明，飛灰穩定化處理 及后續衛生填埋處置綜合成本合計為 540 元/噸，與目前主流的飛灰固化或穩定化處理 后去危險廢物安全填埋場處置綜合成本比較，節支達 400 元/噸以上；填埋容積亦減少 20%。本成果以衛生填埋替代成本昂貴且容量十分有限的安全填埋處置，具有明顯的經 濟和環境效益。