垃圾衍生燃料RDF技術及應用的淺析

　　垃圾處理是城市發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技術無異是一個新的實踐方向。

　　垃圾是人類日常生活和生產中產生的固體廢棄物，一般分為生活垃圾以及醫療垃圾、危險廢棄物、電子廢棄物、工業垃圾、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，成分復雜多樣，給處理和利用帶來困難，如不能及時處理或處理不當，就會污染環境，影響環境衛生。垃圾處理就是要把垃圾迅速清除，并進行無害化處理，最后加以合理的利用。即實現無害化、資源化和減量化的目標。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、垃圾衍生燃料的產生

　　城市生活垃圾如果不經處理直接作為固體燃料，將存在許多問題。

　　(1)垃圾中有機物極易腐爛，導致運輸難和貯藏難。

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

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

　　(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，也會造成環境的二次污染。

　　因此要提高焚燒爐的運行質量，加大熱能利用率，減少尾氣治理成本，首先應在垃圾進爐前進行更有效的預處理，為焚燒創造有利條件。

　　垃圾衍生燃料RDF(Refuse Derived Fuel)，即先將生活垃圾在進爐前進行有效的預處理和成型加工，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。目前已應用于城市生活垃圾焚燒處理及資源化利用的工程實踐中。

　　垃圾衍生燃料RDF 制作系統是由破碎分選子系統和加工成型子系統組成的。垃圾衍生燃料RDF 加工生產技術是將生活垃圾首先進行破碎，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RDF 燃料。RDF 燃料的特點是大小均勻，所含熱值均勻，成型工藝可使垃圾熱值提高4 倍左右，且易運輸及儲備，在常溫下可儲存6～10 個月不會腐壞。因此可以臨時將一部分垃圾儲存起來，以解決在鍋爐停運或垃圾產出高峰時期的處置能力問題;通過在成型過程中加入添加劑[5， 7]可以達到爐內脫除SO2，HCl 和減少二惡英類物質排放的目的。

　　國外對RDF 技術的研究起步較早，在美國、日本等國已得到廣泛應用，并開始商業化發展。美國是世界上最早利用RDF 發電的國家，已有發電站37 座，占垃圾發電站的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 用于電廠發電。日本政府于20 世紀90 年代開始支持該技術的引進和研發工作，近幾年已有十幾家大公司對RDF 工藝投入大量資金進行RDF 資源化研究和開發。2004 年投運的上海寶山神工生活廢物綜合處理廠即安裝了RDF生產線。

　　垃圾衍生燃料RDF 技術與垃圾焚燒技術的比較

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

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

　　(3)由于RDF 具有較好的防腐性，能在倉內保管1 年以上，可作為儲備能源按需使用;垃圾直接焚燒，受垃圾成分波動的影響，產生熱能不穩定，且由于垃圾需連續消納，熱能在無需求時也必須產生，造成能源浪費。

　　垃圾衍生燃料(RDF-5)具有熱值高、燃燒穩定、易于運輸、易于儲存、二次污染低和二惡英類物質排放量低等特點，廣泛應用于干燥工程、水泥制造、供熱工程和發電工程等領域。

二、垃圾衍生燃料的應用

　　在RDF 的生產中，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。

　　相同質量的垃圾，應用RDF技術，可以增加一倍的發電量。衍生燃料(RDF-5)，可在垃圾發電廠、一般熱電廠(燃煤)及普通燃煤機械鍋爐中使用，在大型鍋爐上使用效率會更高。由于中小城鎮垃圾產出量有限，地級以下城市采用垃圾分區處理加工RDF-5，再集中于中心城市發電，可實現最佳的綜合效益。

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

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

　　基金項目： 貴州省教育廳基地項目《貴州城市競爭力與城市生態環境研究》部分研究內容。