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环博会见闻-县域垃圾“碳”索未来之热解气化

作者:本站编辑      2023-05-03 01:33:34     45

     本篇文章从2023年的环境技术大会和一些县域垃圾处理政策开篇,中间会穿插书本上对一些热解气化技术解读,最后会将环博会收集的做热解气化的企业技术介绍一下。篇幅有些长,可自行选读。我是从这次环博会才开始认真了解这项技术,不足之处还请各位多多指教。

    作为环博会十年的粉丝,非常感谢环保会能够举办这场流动的盛宴也很幸运通过论坛和展会交流认识很多环保人通过五一期间的资料整理也受益良多,如果需要更详细的资料,可私信我,另外小编一直在内蒙古通辽做一个垃圾资源化处理项目,如果有兴趣的小伙伴欢迎多交流,文末有我对这个行业的热爱

    第一部分 协同减污降碳,迈入生态环境产业新时代

   2023年中国环境技术大会高峰论坛的主题为“协同减污降碳,迈入生态环境产业新时代”。论坛分为开幕式,三位专家的主旨报告,四部分议题论坛,议题包括迈入生态环境产业新时代、减污降碳 科技赋能 、深入打好污染防治攻坚战 环境企业机遇与挑战、双碳目标下的绿色金融。通过字面意思就能感受到当前双碳背景下,环保行业的"碳"索方向方向。 前几年论坛在讲”3060“的概念多一些,今年更多的企业做到将减污降碳协同并量化,很多企业都在发布可持续发展报告、做ESG评价、研发及应用低碳技术。科技公司和咨询公司参与碳核算和碳监测,对环保企业的碳行为量化提供很大技术支撑。绿色金融领域有更多的交易所和咨询公司在实实在在完善双碳交易体系并已取得很多成果。随着各地治污设施的完善,各大环保公司已逐渐进入内涵式发展的运营时代。

    小编是做县域垃圾处理的,我认为这个领域依然有较大的建设空间。一些县域垃圾和乡镇垃圾治理思路要结合当前大的政背景,拥抱资源化利用、能源化利用等低碳处理方式将是行业的春天。我针对县域垃圾处理领域技术及论坛的部分内容进行整理,本次围绕热解气化技术展开,后续将会对县域其他多垃圾品类和处理技术开展总结:

    生态环境部环境规划院严刚院长,以协同减污降碳,建设美丽中国为主题做了报告,介绍了美丽中国建设分阶段的推进过程。介绍了美丽中国建设的重要载体,每一个项目都是美丽中国的美丽细胞。当前我国生态文明建设面临实现生态环境根本好转和碳达峰碳中和两大战略任务。基于环境污染物和碳排放同根同源性,协同推进减污降碳已成为推动我国经济社会发展全面绿色转型的必然选择,加快构建减污降碳一体推进的任务体系,实施目标、空间、领域、措施、政策、六维协同,实现减污降碳协同增效;加快编制一体化融合清单,构建协同度评价体系,建立健全措施库,行业耦合优化路径,强化空间异质性研究。

   清华大学贺克斌教授针对减污降碳协同推进碳中和长期战略做了主旨报告。我国主要大气污染物排放量的攀升势头逐渐被遏制、减污降碳协同处理是实现气候目标和空气治理改善的关键,介绍基准大气成分排放模型及数据库,面向双碳目标的本地化精细化综合评估模型开发等,探索城市减污降碳协同治理政策与机制。

     实现碳中和目标的关键是技术创新,详见科技部碳中和技术创新分类。其中燃料/原料与过程替代部分,和垃圾的资源化能源化处理有很大的交叉。其中生物质燃料,废旧物资的回收利用都和我们从事的垃圾处理行业关联度较大。

    论坛环节最吸引我的是“双碳目标“下的绿色金融这一议题。讨论由孙轶颐中国环境科学学会理事、气餐投融资专业委员会常务委员主持。生态环境部环境规划院生态环境投资与产业综合研究所程亮所长,以”十四五“生态环境投资重点领域与气候投融资前景为主题做引导报告。报告包括“十三五”环境投融资进展、“十四五”生态环境投资需求、气候投融资前景与展望三个部分。

       “十三五”期间进展一:财政资金支持生态文明建设的力度显著提高、进展二:绿色金融政策蓬勃发展,2020年设立国家绿色发展基金,发行生态环保专项债并大幅增加、进展三:生态环境保护补偿政策不断完善,跨省流域生态环境保护补偿全面建立、发展四:开征环境保护税,水费政策不断完善,污水垃圾收费政策不断完善、进展五“建立环境保护市场机制,实行排污权有偿使用。

    "十四五"生态环境投资需求预测范围和方法

     "十四五"生态环境保护总资金需求17万亿左右。 "十四五"生态环境保护重大工程资金需求6.7万亿元,应对气候变化重大工程投资需求占一半以上。

精彩来了!!!气候投融资前景与展望

   气候投融资重点支持领域包括:电力、交通、建筑、工业。气候投融资政策基本框架如下。展望2:展望2:政府引导投资基金应重点投向可再生能源发电等商业模式相对完善但尚存一定风险的气候领域。展望3:政府债券应重点支持燃气管网、输配电网、充电桩等基础设施建设。展望4:发挥财政资金引导带动作用,设立生态风险补偿资金,既不会给财政带来较大负担,同时又能够撬动社会资金投入气候领域。展望5:适时征收碳税,发挥碳定价作用,有助于完善气候项目投资回报机制。展望6:促进生态产品价值转化,激励增加碳汇供给。展望7.创新与碳排放量挂钩的绿色信贷产品。展望8:通过信息披露、金融产品创新、强化机构投资者绿色与可持续偏好等措施,引导资本市场投资双碳领域。展望9.引导各地区积极开发合适的绿色保险产品。展望10:稳步推进碳排放权交易。

     那么上述政策与我们县域垃圾处理有多大关系呢,我想”双碳“目标下的绿色金融是助推县域乃至村镇级垃圾处理加速发展的重要推动力。县域垃圾处理为滞后于污水处理的发展呢,其中经济回报问题,政策关注和引导问题是制约很多垃圾处理项目未被开发和良好推进的关键。相信不久,绿色金融将对一些以前盈利性一般的生物质能项目、垃圾资源化处理、资源再生领域产生重大影响。这都是生态产品价值化的体现。

   中央财经大学绿色金融国际研究院气候金融研究中心执行主任 刘慧心做主旨报告:双碳目标下,构建转型金融与绿色金融高效协同。

      支持环境改善、应对气候变化和资源节约高效利用的经济活动,即对环保、节能、消洁能源、绿色交通、绿色建筑等领域的项目投融资、项目运营、风险管理等所提供的金融服务。

——2016年8月,中国人民银行等七部委印发的《关于构建绿色金融体系的指导意见》

    刘主任介绍了双碳背景下绿色金融和转型金融协同的必要性、中国绿色金融体系建设、绿色金融三大功能和五大支柱、国际转型金融的提出与进展、转型金融工作的推进、国内转型金融支持工具、国内转型金融产品创新、国内转型金融地方实践、我国转型金融实施难点、我国转型金融与绿色金融协同发展构想。大象绿金小助手内课程也很棒,通俗易懂的讲解,让我们拉近与绿色金融的距离。

    对话环节:邀请生态环境部环境规划院生态环境投资与产业综合研究所程亮所长、中央财经大学刘慧心主任、中国环境保护集团有限公司党委副书记国鸿先生、上海环境能源交易所总经理赖晓明先生、广州碳排放权交易中心有限公司总经理助理肖斯锐先生、深圳市智多兴投控科技有限公司庄曜任、赛迪顾问股份有限公司王舒雅经理

    这次我对讨论环节的感受是:从讨论嘉宾的背景就可以看出,绿色金融板块已经不是属于概念和行业探讨了,更多深入到具体业务。结合碳数据技术的发展,金融机制的完善,碳市场交易的日趋成熟,气候投融资平台的搭建,让我们看到了环保项目离参与碳交易的距离越来越近,县域垃圾秉持着资源化、能源化发展的前路也会更加明亮。

      对县域垃圾处理行业政策进行了部分汇编:

国务院关于印发《2030年前碳达峰行动方案》的通知国发〔2021〕23号

   循环经济助力降碳行动。大力推进生活垃圾减量化资源化,推进生活垃圾焚烧处理,降低填埋比例,探索适合我国厨余垃圾特性的资源化利用技术。到2025年,生活垃圾资源化利用比例提升至60%左右。到2030年,生活垃圾资源化利用比例提升至65%。

《关于加快推进城镇环境基础设施建设的指导意见》国办函〔2022〕7号

  2025年城镇环境基础设施建设主要目标:

  生活垃圾分类收运能力达到70万吨/日左右,城镇生活垃圾焚烧处理能力达到80万吨日左右,城市生活垃圾资源化利用率达60%左右,城市生活垃圾焚烧处理额能力占无害化处理能力比重达到65%左右。

《关于加强县级地区生活垃圾焚烧处理设施建设的指导意见》(发改环资〔2022〕1746号)

   技术攻关:推动技术研发攻关针对小型生活垃圾焚烧装备存在的烟气处理不达标、运行不稳定等技术瓶颈,形成亟需研发攻关的小型焚烧技术装备清单,组织国内骨干企业和科研院所通过“揭榜挂帅”等方式开展研发攻关,重点突破适用于不同区域、不同类型垃圾焚烧需求的100吨级、200吨级小型垃圾焚烧装备,降低建设运维成本。

   建设目标:2025年,重点区域,京津冀及周边、长三角、粤港澳大湾区、国家生态文明试验区、长江经济带、黄河流域、生活垃圾分类重点城市、“无废城市”建设地区以及其他地区具备条件的县级地区,应建尽建生活垃圾焚烧处理设施。到2030年,全国县级地区生活垃圾焚烧处理能力基本满足处理需求。

    第二部分 热解原理

    本部分参考蒋展鹏老师的《环境工程学》。

    (一)、热解过程与产物

   大多有机化合物有热不稳定特性,若将其置于缺氧、高温条件下,在分解与缩合的共同作用下,大分子有机质将发生裂解,转化为相对分子量较小的气态、液态与固态组分,有机物在这种条件下的化学转化过程成为热解。在工业生产中,煤气工程(焦化)就是热解的一个范例,是比较成熟的化工工艺过程。

   焚烧是在高电极电位条件下的氧化放热分解反应过程,而热解是在低电极电位下的吸热分解反应过程,因此,热解也称为“干馏”,可用下述表达此化学反应过程:

  含碳固体有机物--缺氧加热-->相对分子量较高的有机液体(焦油、煤油、芳香族)+相对分子量低的有机液体(醇、醛类)+多种有机酸+碳渣+CO+CH4+H2+CO2+NH3+H2S+HCN+H2O

  (二)热解工艺与设备

最早开展固体废物热解处理的是美国联合碳化公司,使用的热解工艺设备如图,称为Purox系统。主要设备为纵向气化热解炉,废物由顶部料斗落入灰膛,氧气由底部注入燃烧区,与热解产生的碳渣反应。炉体产生的热量足以熔融废物中的金融、玻璃与其他惰性物质,并连续由底口流入水淬槽形成的水淬渣。由氧与炭渣反应生成的热气流上升,与下落的物料接触,在炉体中部的热解区内,有机物被热裂解(600 ~800C),产生混合气体。气体上升过程与下落"流逆向接触,使之预干燥与升温。由炉体排出的气体含有水袭气、凝油雾与粉尘等杂质,经净化器与冷凝器处理,即获得燃气。系统中有机物转化率约为70%。

     

   热解燃气属于低热产品,含热量与天然气相差两倍以上,若供用户使用,需进一步提高热含量。压缩环节使燃气压力提高 150倍;在固定床催化反应器中,用水蒸除去 CO2,与 H2S 等酸气:净化的燃气进行甲烷化,使 H2 CO与CO2在高压下合成甲烷(CH4)

(三)热解过程基本要素

      热解操作过程主要控制因素是操作温度、升温速度、垃圾燃料的物理性质和热解停留时间。操作温度对产物成分有显著影响。升温速度影响气相产物与液相产物间的关系,升温速度过快,使气相产物增多,液相产物减少。垃圾燃料的理化性质是产物成分与传热速率的影响因素。物料在炉中的停留时间取决于熔渣时间。上述各因素是热解系统设计的基本要素。

  (四)行业标准

   虽然热解的排放标准并未很明确,大部分企业都在执行《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB 18485-2014)

   

部分热解气化设备的设计标准

第三部分 参展企业介绍及案例

   本次收集的企业有:航天凯天、续盈环保、湖南万荣、恒誉环保、福建汇鑫环保、陕西久普环保、陕西润和环保、玖森环境。接下来将按这个顺序逐一介绍。

   1、航天凯天:四川省小金县生活垃圾无害化处理厂

   小金县生活垃圾无害化处理厂,地处四川省小金县日尔乡,海拔2730米,日处理生活垃圾60吨,可解决小金县城及其周边乡镇约6万人口的生活垃圾处理问题。该处理厂可满足生活垃圾不经分选直接入炉的要求,烟气经处理后实现达标排放。该项目完美解决了县域生活垃圾处理的老大难问题,为推进“美丽乡村”建设,实现乡村生态振兴提供了坚实支撑。

2、续盈环境

   续盈环境是我很喜欢的一个企业,围绕县域多元固废处理及能源化利用,农村及乡镇生活垃圾处理等有诸多案例。该司的技术为气炭互补燃烧工艺。垃圾经过炉内干燥层逐级干燥后进入炭化层,在炭化层完成热解气化过程,分解产生气相可燃物,包含甲烷、氢气、一氧化碳等,这些气相可燃物在互补燃烧区进行空间燃烧,焦炭、半焦等固态可燃物在炉排上进行层状燃烧,气固两相剧烈燃烧,上下互补,形成均匀的火焰和温度场。烟气进入二燃室烟道,炉渣排入渣坑。

   炉排系统:多级翻转与往复炉排系统由续盈环保自主研发设计并完成产业化应用。炉排系统主要包含翻转炉排系统和往复炉排系统,二者是工艺实现的重要支撑。翻转炉持与往复炉排通过各自的机械动作,完成物料在炉胜内的有序运动,在翻转炉排上完成千燥和炭化过程,在往复炉排上完成固相燃烧过程。

  技术亮点为:气炭互补燃烧技术、内平衡脱水技术、再循环低氮燃烧技术、负压平衡控制技术。

3、湖南万荣

    湖南万荣有机固废热解设备主要应用于油泥、污泥、油漆渣、危险废物包装、废轮胎、纸业固废、医疗垃圾、ASR、RDF等固体废物的综合资源化处置。在连续式或间歇式送料的工况下,有机固废置于密闭热解炉中,处于缺氧环境。组成有机物的大分子链在400—650摄氏温度下,经过30—60分钟热化学反应后发生断裂,并产生热解气,热解气经由专门设计的冷凝系统后生成以油为主的热解液。不能冷凝的气体进入燃烧室燃烧供热,燃烧的高温烟气通过热解主炉吸收大部分热能后进入后端烟气系统处理后达标排放。经过这一过程,有机物转化为可再利用的油品、碳黑及可燃气等能量密度高、使用方便的高附加值能源产品。

   包括连续式热解炉及间歇式、半连续式热解炉。针对不同的垃圾有如下选型建议。

  生活垃圾处理领域案例有长沙县生活垃圾分类处置基地,日处理生活垃圾300吨,其中日处理混合垃圾100吨、可再生资源100吨、大件垃圾50吨、农贸市场易腐垃圾50吨、年处理生活垃圾10.95万吨。

  新密万荣环境技术有限公司,日处理生活垃圾600吨。其中日处理新鲜垃圾300吨及陈腐垃圾300吨。

4、济南恒誉环保

       济南恒誉环保科技股份有限公司 (股票代码 :688309) 是一家集技术研发、设备制造及产品销售于一体的国家级高新技术企业,荣获国家科技进步奖等。恒誉环保系统掌握有机废弃物工业连续化热解核心技术,是业内少数几家能够提供在安全、环保前提下长期稳定连续化运行的热解装备制造企业。处理领域涵盖:土壤修复、危废处理、废弃物处理、资源回收。

  工业连续化有机废弃物热解生产线介绍如下:

该公司的核心技术:

   该公司系统掌握有机废弃物工业连续化热解核心技术,在专有 “工艺+ 结构”设计理念和转经过多年自主研发与技术储备,进出料难以动态密封、产出物易聚合等世界行业难题,实现对有机废弃物的减量化、无害术组合下,解决热解系统结焦、化处理和资源化利用,并确立了公司在热解技术领域的领先优势。

   5、福建汇鑫环保

      该司创办于1989年,是一家致力于高新环保技术研发创新和产品生产、销售和维护等一体化企业。产品有垃圾焚烧炉、垃圾热解处理站、尾气处理成套系统、废渣固化处理等。国内外有较多案例。下面介绍生活垃圾无害化高温热解气化处理技术与成套设备、生活垃圾往复式焚烧炉、小型村级生活垃圾低温热解处理技术、小型焚烧炉、100-300吨垃圾焚烧发电系统、医疗垃圾热解气化炉、回转式垃圾焚烧炉。内容较多,以图片的形式逐一展现。

6、陕西久普环保

   该公司致力于解决我国县级生活垃圾、农林废弃物等一站式综合处置。公司科研团队专注于中小型垃圾处理研究;团队十余年攻关、创新研制了新型炉排、炉体结构、形成多级燃烧、“四个精准”及高原燃烧的第五代技术,实现日处理5-300吨垃圾热解气化无极设计的最优技术方案。

技术成果:实现了5-300吨成熟产品、实现了超低超净排放、实现了稳定、可靠运行、实现了超低成本运行。

技术特点:无极设计、无需分类、超净排放、实用好用可智能化控制、余热利用率高。

7、陕西润和环保科技

     陕西润和环保围绕县域垃圾处理,提出1+N的垃圾转运和无害化处置模式,即以县城城区为中心,覆盖范围30公里的乡镇,建立一个50-300吨日处理量的中型垃圾热解处理站。解决县城即周边区域的的垃圾无害化处理问题。在大于300公里外的乡镇建立N个5-30吨日处理量的小型垃圾热解处理站,实现县域垃圾处理全覆盖。

8、玖森环境

     之所以把玖森环境放在最后,是要感谢该公司的李向武董事长,在展会给我做了详尽的介绍。该公司专注于一站式乡镇县域固废处理。李总也是技术出身自主创业,深耕这一细分领域。应用场景确实广泛,而且比较亮点的是该司的餐厨垃圾与热解协同的思路很好。后续介绍也将项目占地和热回收做了详细说明。

     技术优势:二燃室燃烧技术、能源利用管理技术、智慧运营中心无人值守技术、物料电液控制技术、分选系统、烟气处理工艺

县域垃圾分选+热解气化+热解气燃烧+能源利用

乡镇垃圾处理设备

方舱式垃圾处理设备

拖挂式固废处理设备

   最后:

     2013年,小编逃课从石家庄去上海参加环博会,这次展会是我第一次真正接触环保行业,也是我第一次去上海。初中就说自己要做环保但是不知道这个行业具体是做什么的,囫囵吞枣带回学校二十多斤资料,虽然看不懂,但更坚定了自己朴素的理想。这次展会后我就研究怎么从土木专业跨到环保行业。好在,十年前那辆呼啸而过的青春列车将我带到了更远的地方。

     2015年至今,一直在一线从事县域垃圾资源化处理工程,我碰到了一个很困那的项目,所以在内蒙一待就是七年。每次参加环博会都是带着问题来,带着启发回去。听论坛里行业专家的演讲和谈论,看展会细分领域里企业的精彩呈现。这几年热点的变化让我也深刻感受到所在行业政策导向性之强。从PPP项目模式,绿色金融,循环经济产业园,到垃圾分选技术,厨余垃圾分选技术,有机垃圾处理技术,再到小规模焚烧、碳中和。往年觉得固废行业的企业更多把重点放在规模大的市级项目,我带回的资料和参观的项目确实开眼界,但在我从事的县级垃圾处理工作中有些消化不了。今年从来参展的企业看,小规模垃圾处理有越来越多的企业参与,也很贴切我的县级垃圾处理,同时也反映了县级村镇级垃圾处理市场的前景广阔。

     我也是这次环博会才开始认真去关注热解气化这项技术。不足之处还请各位多多指教。通过五一期间的资料收集和整理也受益良多。果需要更详细的资料,可私信我,加我微信哦。

   

   

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