垃圾衍生燃料RDF技術(shù)及應(yīng)用的淺析

　　垃圾處理是城市發(fā)展繞不開的重要課題。垃圾的無害化處理只是垃圾處理的第一步要求，如何徹底杜絕生活垃圾處理中的二次污染，在垃圾處理過程中變廢為寶，垃圾衍生燃料RDF技術(shù)無異是一個(gè)新的實(shí)踐方向。

　　垃圾是人類日常生活和生產(chǎn)中產(chǎn)生的固體廢棄物，一般分為生活垃圾以及醫(yī)療垃圾、危險(xiǎn)廢棄物、電子廢棄物、工業(yè)垃圾、城市污泥等。其中，生活垃圾所占的比重最大，需要處理的壓力最大。由于生活垃圾排出量大，成分復(fù)雜多樣，給處理和利用帶來困難，如不能及時(shí)處理或處理不當(dāng)，就會(huì)污染環(huán)境，影響環(huán)境衛(wèi)生。垃圾處理就是要把垃圾迅速清除，并進(jìn)行無害化處理，最后加以合理的利用。即實(shí)現(xiàn)無害化、資源化和減量化的目標(biāo)。生活垃圾的處理目前主要的方法有：填埋法、堆肥法、焚燒法。另外，還有資源返還、綜合利用等。

一、垃圾衍生燃料的產(chǎn)生

　　城市生活垃圾如果不經(jīng)處理直接作為固體燃料，將存在許多問題。

　　(1)垃圾中有機(jī)物極易腐爛，導(dǎo)致運(yùn)輸難和貯藏難。

　　(2)垃圾中常含有塑料、食鹽及其他含氯化合物，高溫受熱時(shí)產(chǎn)生具有腐蝕性的氯化氫氣體，氯化氫排放可形成酸雨，而且在爐內(nèi)腐蝕金屬設(shè)備。

　　(3)由于含氯化合物的存在，還可能產(chǎn)生劇毒有害物質(zhì)――二惡英，對人類健康形成很強(qiáng)的危害。

　　(4)垃圾焚燒后排出的灰渣通常含有汞、鉛等有害金屬，若處理不當(dāng)，也會(huì)造成環(huán)境的二次污染。

　　因此要提高焚燒爐的運(yùn)行質(zhì)量，加大熱能利用率，減少尾氣治理成本，首先應(yīng)在垃圾進(jìn)爐前進(jìn)行更有效的預(yù)處理，為焚燒創(chuàng)造有利條件。

　　垃圾衍生燃料RDF(Refuse Derived Fuel)，即先將生活垃圾在進(jìn)爐前進(jìn)行有效的預(yù)處理和成型加工，然后作為固體燃料被焚燒利用，從而為解決上述問題提供了新的思路。目前已應(yīng)用于城市生活垃圾焚燒處理及資源化利用的工程實(shí)踐中。

　　垃圾衍生燃料RDF 制作系統(tǒng)是由破碎分選子系統(tǒng)和加工成型子系統(tǒng)組成的。垃圾衍生燃料RDF 加工生產(chǎn)技術(shù)是將生活垃圾首先進(jìn)行破碎，分揀出可燃物，再加入添加劑干燥，最后將其擠壓成型，制成顆粒狀物質(zhì)RDF 燃料。RDF 燃料的特點(diǎn)是大小均勻，所含熱值均勻，成型工藝可使垃圾熱值提高4 倍左右，且易運(yùn)輸及儲(chǔ)備，在常溫下可儲(chǔ)存6～10 個(gè)月不會(huì)腐壞。因此可以臨時(shí)將一部分垃圾儲(chǔ)存起來，以解決在鍋爐停運(yùn)或垃圾產(chǎn)出高峰時(shí)期的處置能力問題;通過在成型過程中加入添加劑[5， 7]可以達(dá)到爐內(nèi)脫除SO2，HCl 和減少二惡英類物質(zhì)排放的目的。

　　國外對RDF 技術(shù)的研究起步較早，在美國、日本等國已得到廣泛應(yīng)用，并開始商業(yè)化發(fā)展。美國是世界上最早利用RDF 發(fā)電的國家，已有發(fā)電站37 座，占垃圾發(fā)電站的21%。如美國維吉尼亞州的RDF 工廠，每天將約2 000 t 的生活垃圾制成RDF 用于電廠發(fā)電。日本政府于20 世紀(jì)90 年代開始支持該技術(shù)的引進(jìn)和研發(fā)工作，近幾年已有十幾家大公司對RDF 工藝投入大量資金進(jìn)行RDF 資源化研究和開發(fā)。2004 年投運(yùn)的上海寶山神工生活廢物綜合處理廠即安裝了RDF生產(chǎn)線。

　　垃圾衍生燃料RDF 技術(shù)與垃圾焚燒技術(shù)的比較

　　(1)垃圾衍生燃料RDF 的制備，不受場地和規(guī)模限制，適合中、小型垃圾處理廠分散制造后，再收集起來進(jìn)行高效發(fā)電，有利于提高垃圾發(fā)電的規(guī)模和效益，比用原生垃圾焚燒發(fā)電，效率提高25%～35%，使大規(guī)模的熱能循環(huán)利用成為可能;而垃圾焚燒受場地和規(guī)模限制，垃圾焚燒量在400 t 以下時(shí)，一般用于供熱水或蒸汽，但受地理?xiàng)l件、季節(jié)變化和周邊環(huán)境的限制，熱能常常得不到充分利用。

　　(2)垃圾衍生燃料RDF 經(jīng)分選、脫氯、脫硫處理，可大大減輕煙氣對設(shè)備的腐蝕，煙氣和灰渣比原生垃圾焚燒時(shí)減少2/3，減少了相關(guān)處理設(shè)備的投資。

　　(3)由于RDF 具有較好的防腐性，能在倉內(nèi)保管1 年以上，可作為儲(chǔ)備能源按需使用;垃圾直接焚燒，受垃圾成分波動(dòng)的影響，產(chǎn)生熱能不穩(wěn)定，且由于垃圾需連續(xù)消納，熱能在無需求時(shí)也必須產(chǎn)生，造成能源浪費(fèi)。

　　垃圾衍生燃料(RDF-5)具有熱值高、燃燒穩(wěn)定、易于運(yùn)輸、易于儲(chǔ)存、二次污染低和二惡英類物質(zhì)排放量低等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于干燥工程、水泥制造、供熱工程和發(fā)電工程等領(lǐng)域。

二、垃圾衍生燃料的應(yīng)用

　　在RDF 的生產(chǎn)中，最重要的是城市生活垃圾和制備工藝，什么成分的垃圾，決定采用什么樣的制備工藝。一般整套垃圾燃料處理制備工藝由垃圾接收破碎單元、垃圾含水率降低及熱值提高單元、造粒烘干單元及配套工程單元組成。

　　相同質(zhì)量的垃圾，應(yīng)用RDF技術(shù)，可以增加一倍的發(fā)電量。衍生燃料(RDF-5)，可在垃圾發(fā)電廠、一般熱電廠(燃煤)及普通燃煤機(jī)械鍋爐中使用，在大型鍋爐上使用效率會(huì)更高。由于中小城鎮(zhèn)垃圾產(chǎn)出量有限，地級(jí)以下城市采用垃圾分區(qū)處理加工RDF-5，再集中于中心城市發(fā)電，可實(shí)現(xiàn)最佳的綜合效益。

　　生活垃圾衍生燃料RDF 是一種新型再生能源物質(zhì)。在熱電行業(yè)是一種能夠部分代替煤炭的環(huán)保燃料，主要適用于各種以焚燒垃圾配套發(fā)電廠的原料預(yù)處理工序。同時(shí)適用于通過鍋爐改造，將現(xiàn)有的6 MW/h燃煤小火電發(fā)電機(jī)組，改造成同能量輸出的垃圾發(fā)電機(jī)組的燃料供應(yīng)。

　　有專家估計(jì)今后每年垃圾發(fā)電對垃圾衍生燃料的需求量達(dá)1 000 萬t 以上，并每年按5%～8%的速度增長。

　　基金項(xiàng)目： 貴州省教育廳基地項(xiàng)目《貴州城市競爭力與城市生態(tài)環(huán)境研究》部分研究內(nèi)容。