案例展播:湖南汽车工程职业学院分布式垃圾热解冷排放能源站

来源:央视网 | 2022年06月21日 14:33
央视网 | 2022年06月21日 14:33
原标题:湖南汽车工程职业学院分布式垃圾热解冷排放能源站
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一、技术原理:

将城乡垃圾等有机固废,经智能分选、破碎、深度干燥、低温热解、高温热解、催化成气炭燃烧,转换成清洁能源,通过智能配送系统输送到用户端。800℃以上深度热解,有效打断有机物的化学键,高效摧毁有机物分子结构,避免前驱物二噁英等有害物质生成。热解产生的CO、H2、CH4和C等成分导入燃烧室,被燃烧炉底部鼓入的空气流态化燃烧后,再经过高温四元催化反应二次1000℃以上燃烧,将CO、-CH-、-CCl-与NOx 反应,显著降低烟气中的NOx含量,实现热解炭、气提质反应及催化气悬浮燃烧一体化。烟气釆用“布袋除尘,脱硫、脱酸、净化、干燥、光氧催化、静电除尘”等工艺,热交换自逆卡诺原理冷却处理至尾气35℃以下环保冷排放,二氧化碳定向排放至植物工厂进行光合作用,提供廉价CO2,带动现代智慧农业发展,真正实现了碳的自然中和。垃圾热解、燃烧后产生的灰渣可作园林绿化肥料、水泥厂原料,少量废水处理达标排放。

利用化学热力学原理,控制热动力学过程,集成关键技术构成有机质生活垃圾智能分选、高温热解气化、催化分级燃烧、完成垃圾就地无害化及多效热值资源化智能处理处置。开辟生活垃圾等有机固废安全经济处理处置系统,为生活垃圾无害化处理及资源化利用构建了完美的环保经济产业链。

湖南汽车工程职业学院,处理校园内生活垃圾、园林垃圾,供2万人生活热水,30万平方中央空调制冷(溴化锂换热)制热。

二、碳减排路径分析

冷排放技术,余热排放做到全热回收,烟囱以常温排放,无热量排放烟囱出口尾气与环境温差小,没有冷热空气交换产生气溶胶,包裹PM2.5升空让形成雾霾,对雾霾属于根治方法。无热量排放,热效率达95%以上,而垃圾发电只有20%多,节能减排,对地球热岛效应起作巨大的贡献。配套建设定向让二氧化碳排放到植物工厂,以植物的需求量定向中和,种植产生的甲烷等温室气体可以被反抽回作为燃烧入炉进气,达到自然碳中和,带动现代智慧农业发展,助力乡村振兴。

三、治理效果

污染物排放浓度值低于国家标准《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014),二噁英浓度远低于国家标准,数值对比见下表。

由于本“能源站”是冷排放(35℃以下),会产生烟气冷凝废水。烟气干燥区等产生的少量冷凝废水(20t/d规模每分钟约3升),经处理后达到国家标准排放,不对环境造成污染。

四、国内外先进技术对比分析:

1.垃圾转化成能源,制冷、制热;

2.节约垃圾压缩、运输、处理费用60%-80%;

3.供能价格优惠40%;

4.热解炉设置地下,上建音乐咖啡厅等休闲设施,将难看、散发异味的垃圾站变成美丽景观,居民易接受,降低市政工程成本;

5.垃圾不压缩、没被渗沥液浸润,处于蓬松状态热解速度快,分解彻底,能量转化率高;灰烬少,减容效果好;

6.冷排放方式(塑料管排放)净化后排放的气体当量小,基本无污染,且随大气循环自然分解均衡;

7.产生的少量灰渣是就近园林绿化的上等肥料,量大也是生产有机肥、生产水泥的原料;

8.及时处理新鲜垃圾消除了中转、运输、填埋等集中处理产生的异味、水体污染等二次污染。

9.移动互联网+操作,采用智能手机APP远程控制,全自动化运行。

五、技术创新点:

本项目将生活垃圾等有机固废采用连续式移动流化床,催化悬浮燃烧等关键技术。通过合理的炉膛设计和空气动力场,实现了垃圾热解炉一体化的强制气化和强化燃烧,解决了传统气化工艺的焦油处置难题。在垃圾热解炉总体布置和设计,一二次风的布置,尾气环保冷排放、无热污染排放等方面实现了技术创新。

六、攻克的技术难点和解决的难题:

本项目采用颠覆性分布、200℃烘干、400℃低温热解、800℃高温热解+1000℃气炭焚烧,自主研发的纳米炉壁二次催化燃烧、二次配风,烟气多级净化,将城乡生活垃圾、工业一般可燃性垃圾等,经筛选、破碎、干燥,在缺氧状态下热解成可燃气体和炭,达850~1000℃炉温温差恒定在1℃内催化悬浮燃烧解决了二噁英生成,35℃以下冷排放技术解决了二噁英的末端二次合成,无热污染,比传统热排放节约20%左右的能源。将生活垃圾等有机固废采用连续式移动流化床催化悬浮燃烧,解决了热解无焦油、尾气环保冷排放净化后,二氧化碳可以定向回收给植物工厂进行光合作用,真正实现了碳的自然中和等关键问题。

七、技术鉴定(评估)情况:

本项目湖南省地方标准已经公示。

2018年,湖南省生态环境厅、湖南省科学技术厅组织有关单位、专家对“能源站”项目进行了严格评审与现场考察,评选为环境保护实用技术,列入2018年湖南省环境保护实用技术目录发文件推广。

2019年11月,中国科学院文献情报中心出具了《科技查新报告》结论是:该查新项目“分布式垃圾热解冷排放能源站”中提出的技术点,经检索国内外文献,未见与委托方相同研究的报道”。

2019年12月经科技部和环保部国家专家库专家进行成果评价,结论技术为国际先进,建议全国推广。

2020年3月“分布式垃圾热解冷排放能源站”项目经中国高科技产业化研究会科技成果转化协作工作委员会审查,列为科技成果重点转化项目,项目已入库。

编辑:赵雪松 责任编辑:
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