湿解技术应用于寒冷地区生活垃圾焚烧前处理的介绍

湿解技术应用于寒冷地区生活垃圾焚烧前处理的介绍

赵相相王瑞平

烟台润达垃圾处理环保股份有限公司山东烟台264006

摘要：RD湿解工艺是烟台润达垃圾处理环保股份有限公司公司针对我国城镇生活垃圾的特点研制开发的一种垃圾前处理技术，该技术可以将焚烧、堆肥、填埋等处理方式有机结合起来，它具有单一垃圾处理方式所不可比拟的优势。垃圾通过湿解处理，可燃物发电、营养土可以作为园林绿化土、金属回收利用、炉渣制砖，其减量化、无害化、资源化程度高于任何单一处理方式。

关键词：RD湿解技术；原理分析；电量

我国东北及西北极寒地区冬季漫长，垃圾焚烧厂普遍面临的垃圾热值低、池内垃圾冰冻不能发酵、沥水，导致燃烧状况恶化，炉膛温度不能满足要求，烟气排放不达标，圾焚烧厂难以正常运行。

1RD湿解技术介绍

1.1RD湿解技术工艺

（1）湿解过程

在RD湿解工艺中，将原生垃圾通过上料装置送入湿解罐内，通入0.8MPa的饱和水蒸汽（或微过热蒸汽），将湿解罐中的垃圾加热、提高压力、保温保压反应。此反应过程完成对垃圾的消化降解、灭菌、脱水、脱臭、减容等。

（2）排料过程

反应完成后，将湿解罐内压力从0.8MPa降低到一定压力后，采用瞬间排放的方式将几十立方米的垃圾在短时间内排放到排料间。排放过程垃圾个体组织从高压状态瞬间向低压状态转化，物料皮层结构和组织系统由于承受不住压力瞬间变化所形成的冲击波，造成垃圾个体组织被破碎，垃圾粒径得到均化，厨余成分消减，垃圾成分混合均匀，垃圾的比表面积增大；同时通过瞬间排料膨化闪蒸，可以去除垃圾中大部分水分。

（3）后续处理

湿解后垃圾经过短时堆放即可快速渗沥脱水，可直接进入焚烧炉焚烧或进入筛分系统筛分后综合利用。

1.2RD湿解提高垃圾低位发热值原理分析

（1）湿解反应使得生活垃圾中的自由水和大部分结合水会被释放出来。

在湿解喷爆过程中，物料的皮层组织破碎，成分均匀，组织疏松，在自然堆放状态下即能迅速脱除水分，垃圾的含水率在1~2天时间内下降20%以上。湿解后混合垃圾中的水分所占比例大大降低，燃烧过程中水分蒸发消耗的汽化潜热减少，垃圾低位发热值相应提高。

（2）C、H比例越高，热值越高

水分比例的降低，带来可燃物成分比例的升高。由于湿解过程为物理及机械脱水，原生垃圾有机物中的C、H元素被留存下来，使湿解后的混合垃圾中C、H比原生垃圾大大提高，与经过5~7d发酵的同等垃圾相比，可燃的C、H比例还要高，垃圾低位发热值相应提高。

2烟台地区冬季的应用情况

2.1湿解垃圾对垃圾坑提温的影响

2016年冬季是烟台地区五十年一遇的寒冷天气，对于湿解后垃圾对垃圾坑提温的效果，我们做了对比试验，表3-1为2016年1月20日，湿解车间不进行生产时，监测湿解原生垃圾坑及焚烧垃圾坑内的温度，表3-3为2016年1月23日，湿解车间投入运行时，各垃圾坑内的温度，表3-4为2016年1月25日，监测焚烧垃圾坑内存放9天的垃圾温度。

表3-12016年1月20日湿解未运行生产时测温情况

表3-2中的数据是最冷天气入焚烧垃圾库直接堆放的垃圾，经过9天堆放，入炉仍燃烧困难。经过把垃圾抓出后实际测量，垃圾体温仍然在零下三度。因此，冬季垃圾在坑内如不使用其他方式对其进行提温，而单单依靠延长堆放时间，是解决不了垃圾的发酵问题。

实际应用中一方面湿解后的垃圾可以直接入炉燃烧，另一方面，可以利用湿解后的垃圾余温，给原生垃圾进行加热，即湿解垃圾与原生垃圾进行1：1掺拌发酵，历时三天，可使与湿解垃圾混合的原生垃圾完全发酵好，垃圾体温可达到15~24℃入炉，此时的垃圾热值基本与其他季节无异。湿解后垃圾和原生垃圾的掺拌比例可根据当地的垃圾特性和气候条件决定。如果掺拌不能解决问题，则必须实现垃圾全湿解。

2.2极寒天气入炉垃圾发电量统计

在湿解投入运行时，对烟台一年中最低气温时段2016年1月22日至2月1日进行统计，天气、日最高最低气温与吨入炉垃圾发电量的对比表如下：

表3-3吨入炉垃圾发电量对比

由3-3表格可以看出，当湿解运行时，一年中最低气温时段，入炉垃圾热值仍然稳定在较高水平，吨入炉垃圾发电量平均可达330kwh/吨。

3极寒地区应用湿解技术的建议

3.1东北地区垃圾焚烧现状

根据目前我国东北地区垃圾焚烧发电项目的建设运营情况，运行时间较长，能够稳定处理的项目以流化床焚烧炉为主。流化床焚烧炉在运行中，必须掺烧5%~15%燃煤，并对焚烧垃圾的粒径、含水率均有要求。以垃圾炉排炉技术建设的项目，在东北地区发展较晚，最早建成的河北秦皇岛项目与2012年正式投入商业运行。

已投入运行项目中，秦皇岛一月份平均气温-4.8℃，大连1月份平均气温-7℃。在冬冷季节均出现垃圾发酵停止，无渗沥液析出，焚烧情况不利的问题。

哈尔滨某垃圾处理在项目2016年元月7日起炉，由于垃圾发酵困难，操作技术及管理等问题连续焚烧两天后停炉。于元月13日又重新起炉，两台600T的锅炉每天焚烧垃圾约300T，整个冬季焚烧效果一直不佳。

北方冬冷季节持续时间长，冬季气候温度低，比如2016年1月哈尔滨平均气温-26℃，长春为-21℃，沈阳为-19℃。冬季收运的垃圾中水分结冰，储坑内垃圾发酵停止，冻结成块。目前国内在东北地区的炉排炉焚烧项目中，寒冷的冬季使得大量垃圾结冰导致燃烧工况持续下降，需要添加大量辅助燃料维持。

3.2极寒地区垃圾焚烧技术建议

若利用湿解技术进行预处理，不受环境温度的影响，仅消耗少量蒸汽，在2h的时间完成原生垃圾的快速脱水、颗粒均化，处理效果明显。湿解处理后的垃圾入炉焚烧，燃烧工况较好，能保证产能输出，稳定发电收益。而且全年不需要添加任何辅助燃料，节约大量能源费用。采用湿解预处理后，能大大提高垃圾焚烧应对垃圾成分变化，恶劣环境天气影响的抗风险能力。

4结束语

综上所述，采用湿解工艺，经过2h的湿解处理，可以快速脱水，提高垃圾的低位发热值，确保极寒地区垃圾焚烧厂不受气候，低温环境影响，垃圾焚烧正常运行，并显著提高入炉垃圾的发电量。

参考文献

[1]王宇峰，李晓东，金剑，严建华.水热法降解医疗废物焚烧飞灰中二恶英的研究[J].中国电机工程学报.2010（26）.

[2]王磊，金剑，李晓东，池涌，严建华.碱性水热法同步稳定城市垃圾/医疗废物焚烧飞灰与废水中重金属的研究[J].环境科学.2010（08）.