利用垃圾(生物質(zhì))生產(chǎn)木炭,焦油和煤氣(云南云維集團(tuán)大為制焦電儀 黃兆榮)摘要:本文簡(jiǎn)述了目前國(guó)內(nèi)垃圾處理方法的利與弊.并介紹了新的垃圾處理方法,即利用垃圾(生物質(zhì))生產(chǎn)木炭,焦油和煤氣的專利技術(shù)方法.關(guān)鍵詞:垃圾、干餾、木炭、焦油、煤氣1 前言 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,以及城市化進(jìn)程的加速,人民生活水平的不斷提高,城市的垃圾產(chǎn)量就越來(lái)越大,據(jù)資料顯示 ,全國(guó)已有200多個(gè)城市處于垃圾的包圍中，且年產(chǎn)垃圾量2.2億噸，并以每年8-10%的速度增長(zhǎng)。而隨著能源短缺，油價(jià)上漲，世界各國(guó)都在積極尋找節(jié)約能源,回收一次能源產(chǎn)品再循環(huán)利用生產(chǎn)的新方法。2 現(xiàn)有垃圾處理方法分析目前世界垃圾的處理方法主要是填埋處理,建沼氣池,利用垃圾發(fā)電等。但是,約80%的生活垃圾填埋場(chǎng)只是簡(jiǎn)單處理,因此就會(huì)造成嚴(yán)重的二次污染，因?yàn)樘盥裎矬w中含有大量CH4和CO2以及少量的NH3、H2等氣體其揮發(fā)性強(qiáng),毒性較大、如果擴(kuò)散或滲透到地下就會(huì)污染土壤及地下水進(jìn)而影響區(qū)域生態(tài)環(huán)境1。沼氣池也不能處理大量的垃圾，也存在氣體擴(kuò)散危險(xiǎn)；利用垃圾發(fā)電時(shí)由于煤和垃圾的混合物在燃燒時(shí)(溫度800-980)要排出大量二氧化碳及其他有害氣體如二噁英(俗稱毒王)會(huì)危害人體的健康,增加溫室效應(yīng)。有資料收集對(duì)垃圾的處理所采用的焚燒、填埋、堆肥三種方法的詳細(xì)指標(biāo)比較如下：內(nèi)容衛(wèi)生填埋焚燒堆肥操作安全性較好，注意防火好好技術(shù)可靠性可靠可靠可靠，國(guó)內(nèi)有相當(dāng)經(jīng)驗(yàn)占地大小中等選址較困難，考慮地形、地質(zhì)條件，防止地表水、地下水污染，一般遠(yuǎn)離市區(qū)，運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)。易，可靠近市區(qū)建設(shè)，運(yùn)輸距離較近較易，僅需避開居民密集區(qū)，氣味影響半徑小于200m，運(yùn)輸距離適中。適用條件無(wú)機(jī)物60% 含水量0.5t/d垃圾低位熱值3300kJ/kg時(shí)不需添加輔助燃料。從無(wú)害化角度，垃圾中可生物降解有機(jī)物10%，從肥效出發(fā)應(yīng)40%。最終處置無(wú)僅殘?jiān)枳魈盥裉幚恚瑸槌跏剂康?0%。非堆肥物需作填埋處理，為初始量的2025%。產(chǎn)品市場(chǎng)可回收沼氣發(fā)電。能產(chǎn)生熱能或電能。建立穩(wěn)定的堆肥市場(chǎng)較困難。建設(shè)投資較低較高適中資源回收無(wú)現(xiàn)場(chǎng)分選回收實(shí)例，但有潛在可能。前處理工序可回收部分原料，但取決于垃圾中可利用物的比例。同左地表水污染有可能，但可采取措施減少可能性。在處理廠區(qū)無(wú)，在爐灰填埋時(shí)，其對(duì)地表水污染的可能性比填埋小。在非堆肥物填埋時(shí)與衛(wèi)生填埋相仿。地下水污染有可能，雖可采取防滲措施，但仍然可能發(fā)生滲漏。灰渣中沒有有機(jī)質(zhì)等污染物，僅需填埋時(shí)采取固化等措施可防止污染。重金屬等可能隨堆肥制品污染地下水大氣污染有，但可用覆蓋壓實(shí)等措施控制可以控制，但二惡英等微量劇毒物需采取措施控制。有輕微氣味，污染指標(biāo)可能性不大。土壤污染限于填埋場(chǎng)區(qū)。無(wú)需控制堆肥制品中重金屬含量。上述對(duì)垃圾的處理方法,雖然解決了一些問題,但是也存在有害氣體擴(kuò)散及垃圾分解后所產(chǎn)生的滲透物污染環(huán)境的弊端。距離對(duì)垃圾進(jìn)行無(wú)害化、減量化、資源化處理，化害為利，綜合利用還有一定的差距。本文主要介紹在密閉狀態(tài)下利用垃圾生產(chǎn)木炭,焦油和煤氣的處理方法。 垃圾成分的分析及轉(zhuǎn)化利用據(jù)有關(guān)資料分析，在城市生活垃圾中，有機(jī)物（可腐化）占60%-70%，；木質(zhì)性（紙張、織物等）占15%-20%，玻璃占3%-5%，金屬成份等占2%-3%，其價(jià)值相當(dāng)可觀。因此垃圾又被稱為第二礦產(chǎn)資源。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)每年從垃圾中回收再利用的資源不足四成，扔掉的再生資源價(jià)值高達(dá)300億人民幣。. 利用垃圾(生物質(zhì))生產(chǎn)木炭、焦油和煤氣技術(shù)介紹生活垃圾是由固體可燃物和非可燃物組成，可燃物有塑料、衣物、果蔬殘留物等，可燃物達(dá)7895%；非可燃物包括玻璃、廢舊電池、少量金屬等。 利用垃圾生產(chǎn)木炭,焦油和煤氣,就是將垃圾中的可燃物和非可燃物利用液體進(jìn)行分離。對(duì)其中分離出來(lái)的可燃物進(jìn)行干餾處理,干餾中加熱溫度不至產(chǎn)生二噁英(毒王) ，可燃物是由碳水化合物組成，在高溫條件下干餾可生產(chǎn)出木炭、木焦油和煤氣；非可燃物中的玻璃、廢舊電池、金屬等可回收利用。生產(chǎn)出來(lái)的木炭可以再繼續(xù)氣化生產(chǎn)出H2、CH4、O2等。利用變壓吸附方法可以分離出氫氣可以供燃料電池使用發(fā)電, CH4液化后可以供打火機(jī)等專用.也可利用燃?xì)獍l(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電,煤氣也可以生產(chǎn)甲醇, 木炭還可以液化生產(chǎn)生物汽油、柴油等與煤氣化原理相同。焦油中含有木焦油,木酸油,瀝青等,利用蒸餾方法可以焦油中的化學(xué)物質(zhì)分離提煉出來(lái),如甲酸、甲醇等。作為醫(yī)藥,化工,食品等行業(yè)的原料，這就是生物能源工程。生物能源工程的生產(chǎn)過程與煤化工行業(yè)的煉焦生產(chǎn)的流程是大致相同的。煉焦就是把煤炭放到焦?fàn)t里面加熱碳化，干餾、提煉出焦炭、焦油、煤氣等產(chǎn)品，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)是十分成熟技術(shù)2。利用垃圾生產(chǎn)木炭、焦油和煤氣的工藝流程和設(shè)備都與煤化工生產(chǎn)相同的，只是工藝參不相同。其生產(chǎn)的產(chǎn)能是：每1000kg干植物垃圾（水分小于10%）可產(chǎn)出 ：1.類木炭： 250300kg 2.木焦油： 60150kg 3.木酸液： 200220kg 4.可燃?xì)猓?9001000m3 熱值3500Kcal/m3利用垃圾生產(chǎn)的生物質(zhì)燃?xì)饪梢詾榇彐?zhèn)居民提供炊事用氣與供暖用氣，為干燥設(shè)備提供直接熱源烘干物料，為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供熱源。 生物質(zhì)炭，可用于有色金屬冶煉、鑄造脫模劑、防氧化劑、制成活性炭、農(nóng)業(yè)改良土壤和高檔食品添加劑等，深加工可制成橡膠用炭黑，使附加值增加5倍。 木焦油經(jīng)分餾可提煉出苯及衍生物(18%)和苯酚及衍生物(42%)兩大類貴重化工原料,還可用作有機(jī)溶劑、農(nóng)藥中間體和防腐劑等. 閃點(diǎn) 84 86 燃點(diǎn) 93 97 高位熱值 32.93MJ/kg 運(yùn)動(dòng)粘度 9.82m2 /s 密度 1.08g /cm3 含水量 15 。木焦油主要由液態(tài)和固態(tài)芳烴以及一些焦油酸和焦油堿所組成。經(jīng)木焦油防腐劑處理后的木材可用于鐵路枕木，建筑用腳手架、普通家具的內(nèi)襯等。.利用垃圾生產(chǎn)木炭、焦油和煤氣裝置結(jié)構(gòu)利用垃圾(生物質(zhì))生產(chǎn)木炭、焦油和煤氣裝置是由燃燒室、炭化室、上升管、氣液分離器、冷卻器等組成。如下圖所示 先將垃圾的可燃物與非可燃物分離開來(lái)，將可燃物制成餅狀或球形后送入燃燒室干餾，一定時(shí)間后通過推炭車將木炭推出，通過欄炭車將木炭送進(jìn)缺氧熄炭車中熄炭降溫。降溫后將木炭按照需要成型銷售。氣體在壓力的作用下，經(jīng)上升管、集氣管離開炭化室，剩下的就是固體木炭。集氣管中的氣體大部分是煤氣，其余的氣體經(jīng)冷卻器冷卻到常溫后，其中的液體就是焦油。垃圾中木炭的含量大于、煤氣中2的含量是、CH的含量是、CO和CO2含量是。以上分離生產(chǎn)裝置我國(guó)許多企業(yè)都在使用。如:云南云維集團(tuán)有限公司有干餾、煤氣化、煤分離裝置.作者研制的利用垃圾(生物質(zhì))生產(chǎn)木炭、焦油(10%汽油60%柴油)和煤氣的技術(shù)和裝置,已經(jīng)獲得國(guó)家新型實(shí)用專利(ZL200820228990.4).并能批量生產(chǎn)。發(fā)明專利201010124977.6、結(jié)論：利用垃圾生產(chǎn)木炭、木焦油、可燃性氣體等化工產(chǎn)品和能源，解決了現(xiàn)有垃圾處理方法關(guān)鍵性問題，沒有滲透污染，沒有毒害氣體產(chǎn)生、不影響環(huán)境和人們的健康。占地少，轉(zhuǎn)化利用率高，將垃圾變成能源，這是人