雙碳背景下，垃圾氣化發(fā)電正在釋放更大可能

時(shí)間：2025-01-20 11:08

來(lái)源：中國(guó)固廢網(wǎng)

全球各地面臨日益嚴(yán)重的有機(jī)固體廢物污染，中國(guó)工業(yè)固廢垃圾量2025年將達(dá)到70億噸。有機(jī)固體廢物包含廢舊塑料，橡膠，農(nóng)業(yè)有機(jī)廢物，市政有機(jī)垃圾等，其中的塑料、橡膠等是石油化工產(chǎn)品，極難降解。

“垃圾氣化發(fā)電是將垃圾進(jìn)行缺氧燃燒，生成可燃性氣體，以氣體為能源進(jìn)行發(fā)電的技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)垃圾的無(wú)害化、減量化、資源化處理”，上海什方電氣有限公司總經(jīng)理張勇在2024（第十八屆）固廢戰(zhàn)略論壇上表示，垃圾清潔能源化解決方案將煤轉(zhuǎn)化成煤氣，進(jìn)入燃機(jī)的聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)電效率高，近零排放，是未來(lái)發(fā)電行業(yè)的重要發(fā)展方向。

近十年來(lái)，上海什方電氣深耕高效清潔能源、垃圾綠色能源化處理兩大業(yè)務(wù)。論壇上，張勇結(jié)合企業(yè)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和大量成功案例，對(duì)當(dāng)前有機(jī)垃圾氣化資源化的實(shí)際問(wèn)題做了分析和探討。

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張勇

01垃圾清潔能源化系統(tǒng)潛在成本更低，資源利用廣泛

我國(guó)每年有超過(guò)86%的垃圾被填埋和焚化，給環(huán)境帶來(lái)沉重負(fù)擔(dān)。張勇指出，對(duì)比垃圾焚燒發(fā)電，垃圾氣化發(fā)電具備諸多優(yōu)勢(shì)，環(huán)境污染更小、發(fā)電效率高、能源利用率高。

上海什方電氣最早從事鍋爐和汽輪機(jī)的研發(fā)制造，包括流化床鍋爐、燃煤鍋爐、爐排爐。隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和科技進(jìn)步，近十年，上海什方電氣深耕高效清潔能源、垃圾綠色能源化處理兩大業(yè)務(wù)板塊，包括生物質(zhì)/煤發(fā)電技術(shù)、煤氣化技術(shù)、垃圾制氣制油技術(shù)。

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IGCC 發(fā)電有限公司265MW氣化發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)

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玖龍紙業(yè)重慶有限公司熱電廠2*320+2*50MW機(jī)組發(fā)電主機(jī)設(shè)備

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臺(tái)州森林造紙有限公司熱電廠2*30MW汽輪發(fā)電機(jī)設(shè)備

垃圾氣化爐處理垃圾的類別非常廣闊，包含食物垃圾（包括餐廚垃圾）、紙制品、塑料垃圾、醫(yī)療垃圾、生物質(zhì)（木材、樹(shù)枝）、皮革、橡膠、衣物垃圾、其他辦公室垃圾、有機(jī)物垃圾等等。其中，紙制品、生物垃圾氯含量較低，容易處理，塑料垃圾、皮革橡膠垃圾、醫(yī)療垃圾等熱值較高，氯含量也比較高，較難處理。

從技術(shù)角度，垃圾的氣化反應(yīng)是在缺氧和催化劑的加熱條件下，有機(jī)垃圾組分發(fā)生大分子斷裂，產(chǎn)生小分子氣體、氣化溶液和炭渣的過(guò)程。氣化是一個(gè)復(fù)雜且同時(shí)發(fā)生多種化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，包含有機(jī)大分子的鍵斷裂，有機(jī)分子的異松化和小分子的聚合等反應(yīng)，最后生成各種較小的分子。反應(yīng)順序是垃圾氣化脫水分子，垃圾氣化其次脫甲基，生成水和架橋部分的分解次甲基鏈反應(yīng)，同時(shí)醚型結(jié)構(gòu)生成CO。

以聚苯乙烯Ps為例，垃圾氣化的過(guò)程經(jīng)歷了初始階段斷掉較薄弱的分子鏈，主要分解階段是將主要的分子鏈斷掉，深度氣化階段是小分子重組產(chǎn)生一氧化碳和氫氣。

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垃圾的氣化階段

垃圾汽化爐可以處理廚余垃圾、紙制品、塑料、醫(yī)療垃圾等，經(jīng)過(guò)分離凈化系統(tǒng)，一系列產(chǎn)物可以進(jìn)行資源化利用。張勇表示，氣化處理與焚燒處理較大不同是進(jìn)行了欠氧反應(yīng)，生成了大量的氣體式一氧化碳和氫氣即“合成氣”，可以根據(jù)市場(chǎng)情況進(jìn)行廣泛的資源利用，同時(shí)生成的燃油可以用于汽油、燃油燃料，水可以用于灌溉等。

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02什方氣化爐與爐排爐的三個(gè)對(duì)比分析

什方氣化爐的核心工藝區(qū)別于常規(guī)的氣化爐體結(jié)構(gòu)，采用了獨(dú)特氣化爐設(shè)計(jì)，水平和縱向結(jié)構(gòu)上都進(jìn)行優(yōu)化，包括采用什方電氣專有的加熱技術(shù)、獨(dú)特的攪拌器設(shè)計(jì)、獨(dú)特的催化劑、微負(fù)壓保證系統(tǒng)操作的安全性，以及什方爐體結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)的配合。

張勇展示了100t/d垃圾清潔能源化裝置全貌。圖1是什方氣化爐，圖2是垃圾清潔能源化系統(tǒng)（垃圾庫(kù)、垃圾處理系統(tǒng)），圖3是燃?xì)鈨?chǔ)存裝置。

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