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1、城鎮生活垃圾封閉式內循環低溫氣化專利技術與整套工程 環保核心科技環保核心科技 城鄉垃圾不落地城鄉垃圾不落地項目的出發點項目的出發點/項目的意愿項目的意愿核心議題核心議題技術產業鏈與創新集群技術產業鏈與創新集群 我國的環保投資遠遠不足，潛力巨大，技術儲備與產業積累豐厚。技術與技術集成 支撐可持續發展，構建綠色生態系統，實現集約增長。智慧城市兼顧低碳環保，重視技術集成與綜合效益。目標與方向目標與方向立足多學科集成創新系統工程立足多學科集成創新系統工程基于城鎮垃圾與廢棄生物質的熱汽電三聯系統與充電系統，形成智能城網，支持各種生物質資源的綜合開發利用。基于農業廢棄物的生物炭基復合肥、有機栽培基質，農業2、生產水體質量保持技術，形成城市化立體生態農業。基于廢熱利用的高效動力系統集成，包括煤炭、生物質熱解氣等，提高整個城市的能源利用效率。產學研一體化產學研一體化與國家級科技團隊合作與國家級科技團隊合作核心技術擁有近百項國家專利。與國家級科技團隊合作，抓住21世紀影響人類進程最主要的兩件大事，即為“中國的城市化”和“新技術革命”，為中國緊迫的城市化發展服務，專注于成套設備與系統工程，突破此項城鎮生活垃圾處理技術從實驗室走向社會化、產業化的瓶頸，成為一個可持續發展的現實支撐。項目的出發點項目的出發點/項目的意愿項目的意愿n生物碳抗土壤退化生物碳抗土壤退化土壤退化現已成為全世界面臨的環境問題之一!土壤退3、化則是人類活動誘導和加速的一種自然過程。土壤侵蝕、土壤鹽漬化、土壤荒漠化及土壤沙化是土壤的絕對退化。土壤含碳量低是土壤退化的根本表現。n益生菌抗土壤生物退化益生菌抗土壤生物退化土壤生物退化指由連茬種植的農作物和土壤微生物共同導致的一種土壤生物障礙。其表現為:在同一田塊連續多年種植同一作物會導致該作物產量和品質下降,病蟲害加重,連茬作物生產力下降或絕收,而改種其他作物卻能夠正常生長。沙漠綠色產業沙漠綠色產業需要連茬種植的農作物或藥用植物等，一定存在土壤連作障土壤連作障礙礙，限制沙漠綠色產業沙漠綠色產業的生產力進一步提高，包括加速環境改善。沙質土壤不利于土壤微生物的定殖，因此多孔碳黑則可以為土壤微4、生物提供完美的棲息地。同時，土壤微生物要到當地篩選，在沙柳長勢最好的地方篩選，或在其它地方研究成功的土壤細菌帶過去根據當地的條件進行適當的馴育。項目的出發點項目的出發點/項目的意愿項目的意愿n城市生活垃圾城市生活垃圾城鎮生活垃圾現已成為全國面臨的環境問題之一!環境退化是人類活動誘導和加速的一種過程。這些放錯地方的生物質資源的來源也是持續增長的。資源化利用開發是環境保護的根本途徑。n生物質生物質 光合作用生物合成了地球生態中最大量的可再生資源。全球每年光合作用產生的生物質可達950億噸炭，遠遠高于目前世界每年化石資源消耗(65億噸炭)，同時吸收了CO2，并排放出大量氧氣。這是構建地球和諧生態環境5、的基礎，也是人類新文明的物質基礎。n立體農業及其系統工程立體農業及其系統工程 農業與 生物質的關系重大。農業與城市生活。農業 與水資源。已經形成的技術優勢與成果已經形成的技術優勢與成果已經形成的技術優勢與成果已經形成的技術優勢與成果n成套技術可建設一條日處理成套技術可建設一條日處理3030噸生活垃圾的裝備單元，并試驗解決：噸生活垃圾的裝備單元，并試驗解決：入爐垃圾無需專門分揀，包括城市綠化廢棄物等其他生物質，符合目前社會條件；實現炭化裝置的連續進出料處理；有毒氣體排放達標；上海環境監測中心密封性能良好，實現缺氧炭化。物料受熱均衡性；熱解充分，炭化物性穩定。系統熱能平衡及有效利用；環境污染評估；6、上海環境監測中心垃圾熱解生成的黑炭中重金屬處理技術；實現了鹽堿地修復應用處理設備集成模塊化，自動化，多單元集成可滿足100-200T/d；為熱解炭化后的生成物提供解決方向。形成技術優勢與成果：炭化形成技術優勢與成果：炭化n生活垃圾生活垃圾/城市綠化廢棄物的城市綠化廢棄物的封閉式封閉式內循環內循環低溫炭化關鍵技術低溫炭化關鍵技術，解決：，解決：入爐垃圾無需專門分揀，包括城市綠化廢棄物等其他生物質，符合目前社會條件；實現炭化裝置的連續進出料處理；有毒氣體排放達標；上海環境監測中心密封性能良好，實現缺氧炭化。物料受熱均衡性；熱解充分，炭化物性穩定。系統熱能平衡及有效利用；環境污染評估；上海環境監測中7、心垃圾熱解生成的黑炭中重金屬處理技術；實現了鹽堿地修復應用和荒漠土地應用的試驗 處理設備集成模塊化，自動化；為熱解炭化后的生成物提供解決方向。形成技術優勢與成果：立體生態形成技術優勢與成果：立體生態n建設一條建設一條立體生態農業聯合實驗室（基地）立體生態農業聯合實驗室（基地）與年生產與年生產1 1萬噸綠色有機肥料的加萬噸綠色有機肥料的加工廠，并解決：工廠，并解決：仿生農藥的研制、試驗和推廣；生物質與生物碳的開發和利用；土壤生物退化與生物防治；農業環境污染和生物修復；立體農業、有機農業和生態循環農業的關鍵技術集成；產業基地的立體生態農業技術支持；抗衰老植物的選育、栽培和提取；優質種雞的生物育種技8、術；無抗生素家禽養殖技術開發；農業廢棄物的資源化利用。工藝流程示意圖工藝流程示意圖擠壓脫水擠壓脫水擠壓脫水擠壓脫水擠壓脫水擠壓脫水垃垃圾圾/生生物物質質破破碎碎烘干烘干烘干烘干污水污水處理處理熱解炭化熱解炭化熱解炭化熱解炭化洗氣分離洗氣分離洗氣分離洗氣分離煙氣煙氣冷凝水并冷凝水并入擠壓水入擠壓水一起處理一起處理可燃氣可燃氣回爐燃燒回爐燃燒焦焦 油油黑黑 炭炭煙氣處理排放煙氣處理排放 低溫缺氧炭化低溫缺氧炭化在缺氧的條件下通過外熱源加熱，使爐內物料溫度達到在缺氧的條件下通過外熱源加熱，使爐內物料溫度達到4004000 0C C4504500 0C C進行熱解炭化進行熱解炭化2024/9/8 199、:02技術工藝流程圖技術工藝流程圖生活垃圾生活垃圾/生物質生物質垃圾垃圾/生物質生物質脫水系統脫水系統低溫熱解碳化爐低溫熱解碳化爐配風機配風機煙氣煙氣旋風器旋風器冷凝水冷凝水焦油焦油洗氣塔 一級二級煙氣煙氣排放排放黑炭黑炭熱解氣熱解氣煙氣煙氣除塵塔除塵塔水膜水膜污水污水工藝的技術基礎：熱解碳化技術工藝的技術基礎：熱解碳化技術 城市生活廢棄物（垃圾）城市生活廢棄物（垃圾）/生物質熱解是指在無氧或缺氧加熱的條件下，生物質熱解是指在無氧或缺氧加熱的條件下，垃圾中的有機組分發生大分子斷裂，產生小分子氣體、熱解溶液和碳渣的垃圾中的有機組分發生大分子斷裂，產生小分子氣體、熱解溶液和碳渣的過程。按熱解溫度可10、分為高溫熱解（過程。按熱解溫度可分為高溫熱解（1000 C）、中溫熱解）、中溫熱解（600700 C）和低溫熱解（）和低溫熱解（600 C）熱化學熱化學有機液體有機液體+多種有機酸和芳香族物多種有機酸和芳香族物+碳渣碳渣+NH3+H2S+HCN垃圾垃圾/生物質生物質的有機成分的有機成分+CH4+H2+H2O+CO+CO2 熱解熱解TG曲線曲線熱解熱解DTG曲線曲線 由熱解的TG和DTG曲線可以看出：廢紙張、纖維織物、竹木屑和廚余在300400區間表現出較明顯的失重趨勢，揮發分主要在這一溫度區間析出，而塑料橡膠與其它組分相比在700左右仍有一明顯的失重趨勢，這主要與塑料橡膠的復雜化學成分有關，有11、機高分子化學鍵的斷裂需要更多的能量。從熱解TG圖還可看出，塑料橡膠的失重趨勢相對平緩，而其余4種組分失重急劇工藝的技術基礎：工藝的技術基礎：熱解溫度的選擇熱解溫度的選擇熱解熱解DTA曲線曲線熱解熱解TG-DTG曲線曲線DTA曲線表明：有機組分的明顯失重區間都置于300700溫度范圍內，各個組分的揮發分都能得到較好程度的析出，有利于炭化固體產物的獲取。TG-DTG曲線可以看出：DTG曲線有3個波谷，第1個波谷為水分析出區間，第2、3個為揮發分的析出區間，后兩個區間正好位于300700，可見選取300700作為熱解炭化最佳溫度區間是適宜的。工藝的技術基礎：熱解溫度的選擇工藝的技術基礎：熱解溫度的選12、擇低溫熱解碳化氣化線低溫熱解碳化氣化線低溫熱解碳化氣化線低溫熱解碳化氣化線14低溫炭化氣化低溫炭化氣化燃氣凈化系統燃氣凈化系統單線：單線：30-50T/30-50T/日結果日結果成套技成套技術：各設備運行基本正常，日處理能力達到30-50T/日煙氣排放達標,遠低于國家標準和歐美標準，其中：二惡英含量僅0.027 TEQ ng/m3，（國標為 1 TEQ ng/m3）研究合成黑炭中重金屬固化處理，益生菌的植入與群落化每噸垃圾炭化每噸垃圾炭化產物：物：可燃氣350450 m3，平均熱值3000大卡/m3，循環利用滿足熱解所需的燃料；固體黑炭約200，平均熱值1500大卡/kg，可作為燃料、工業吸附13、劑、土壤改良基肥焦油約20，平均熱值7000大卡/kg，可作為燃料或深加工成燃油；冷凝水約200，經處理作為葉面肥等使用。污水約300，經處理后可循環再利用。16測試結果：系統的能耗平衡、工況穩定測試結果：系統的能耗平衡、工況穩定17 試驗數據表明在循環利用熱解燃氣的情況下，垃圾的含水率小于30%時，系統的能耗平衡、工況穩定。炭化充分利用了垃圾中的熱能資源。垃圾炭化耗能少，自產再生能源燃氣足以供自身炭化垃圾所需的熱量。尚有余留的熱能資源可置換出焦油，經過提煉加工獲得燃油產品或可用作燃料直接燃燒；尚有余留的熱能資源可置換出有機碳黑，可用作燃料直接燃燒或經特制設備精加工去除玻璃、碎石、雜質后植入農14、田成碳儲存器，有效制止了二氧化碳排放進入大氣層。碳黑同時也是農作物促長高產的特效有機肥料，是很好的土壤改良碳基肥料。18測試結果：無需專門的垃圾分揀測試結果：無需專門的垃圾分揀/生物質分類生物質分類 良好的垃圾分類是垃圾焚燒的基礎之一，但是人員素質和制度執行中的缺陷，是我國目前難以做到的。本項目熱解炭化方法無需專門垃圾分揀處理，無論垃圾熱值高低都能夠進行炭化處理，無需顧慮 垃圾的熱值太低，焚燒不起來或者焚燒不充等情況。測試結果：煙氣體達標排放，無重金屬污染測試結果：煙氣體達標排放，無重金屬污染19序號序號項目項目單位單位數值含義數值含義國標國標低溫炭化低溫炭化煙氣煙氣1煙塵mg/m3測定均值815、015.72煙黑度林格曼黑度,級測定值113一氧化碳mg/m3小時均值15063.44氮氧化物mg/m3小時均值40014.55二氧化硫mg/m3小時均值260ND6氯化氫mg/m3小時均值750.007772汞mg/m3測定均值0.20.001218鎘mg/m3測定均值0.1nd9鉛mg/m3測定均值1.60.0047710二惡英類ng,TEQ/m3測定均值1.00.0276測試結果：二惡英排放標準是國標的測試結果：二惡英排放標準是國標的1/501/5021垃圾處理產物的資源化利用垃圾處理產物的資源化利用黑炭黑炭焦油焦油內循環燃料內循環燃料重整柴油重整柴油土壤固碳土壤固碳燃氣燃氣葉面肥葉面肥16、垃圾熱解生成的黑炭中重金屬固化劑處理垃圾熱解生成的黑炭中重金屬固化劑處理 炭化過程由于溫度相對較低，垃圾中的金屬、玻璃等在垃圾裂解的過程中都炭化過程由于溫度相對較低，垃圾中的金屬、玻璃等在垃圾裂解的過程中都保持原樣，因此更容易分選出來。本項目采用了重金屬固化劑處理，也由于保持原樣，因此更容易分選出來。本項目采用了重金屬固化劑處理，也由于金屬未發生化學變化，金屬未發生化學變化，解決了黑炭中的重金屬污染解決了黑炭中的重金屬污染，可服務于農業生產，不可服務于農業生產，不會造成重金屬二次污染。會造成重金屬二次污染。創新科技：技術標準一創新科技：技術標準一n生活垃圾炭化預處理系統技術與設備，所開發一套針17、對生活垃圾炭化工藝的生活垃圾炭化預處理系統技術與設備，所開發一套針對生活垃圾炭化工藝的破碎技術與設備破碎技術與設備,及其機械擠壓脫水工藝技術研究等，配合煙氣余熱干燥工藝及其機械擠壓脫水工藝技術研究等，配合煙氣余熱干燥工藝技術，確保進入炭化工藝段的垃圾含水率技術，確保進入炭化工藝段的垃圾含水率30%30%。n生活垃圾內循環封閉式低溫炭化系統技術與設備，所開發成一套生活垃圾內生活垃圾內循環封閉式低溫炭化系統技術與設備，所開發成一套生活垃圾內循環封閉式低溫炭化系統，實現封閉式低溫炭化工藝技術，其中考核：循環封閉式低溫炭化系統，實現封閉式低溫炭化工藝技術，其中考核：產生的燃氣100%滿足炭化爐的能量需18、求；垃圾有機質完全炭化；炭黑產出率15%、焦油產出率1.2%、殘渣量低于5%。創新科技：技術標準二創新科技：技術標準二n生活垃圾污染控制系統方案研究，所開發成一套煙氣污染控制技術、混合型生活垃圾污染控制系統方案研究，所開發成一套煙氣污染控制技術、混合型污水深度處理技術、高效臭氣處理技術及集成，并經第三方資質單位檢測污污水深度處理技術、高效臭氣處理技術及集成，并經第三方資質單位檢測污染排放達到國家要求的相關標準：染排放達到國家要求的相關標準：混合型污水深度處理排放達到污水綜合排放標準（XX978-1996）；煙氣排放達到生活垃圾焚燒污染控制標準（GXX85-2001），其中二惡英排放達到歐盟2019、00標準；惡臭去除率達到90%，臭味排放達到惡臭污染物排放標準（GXX4-93）規定的排放限值。創新科技：技術標準三創新科技：技術標準三n資源化利用與開發資源化利用與開發炭基肥料重金屬指標符合有機肥的標準（炭基肥料重金屬指標符合有機肥的標準（XX2002XX2002）；膜法生物質焦油再生的工藝膜法生物質焦油再生的工藝條件不引入新的化學試劑、不污染環境，使得分離體系在無相變的條件下進行凈化，從焦油再生獲取的柴油中污染物金屬（Ca、Zn、Mg等）含量低于10ppm（以質量計）；部分關鍵指標（如熱值、閃點、運動粘度、殘炭、灰份、含硫量及機械雜質等）達到或接近柴油，獲得與柴油相同的使用效果，以此來保證20、再生資源的使用性能和價格優越性。n在本項目示范成功與推廣的基礎上，進一步研制焦油再生燃料柴油的中試裝在本項目示范成功與推廣的基礎上，進一步研制焦油再生燃料柴油的中試裝置并通過運行確定最優工藝參數，獲取更好油品質量的生物質柴油。置并通過運行確定最優工藝參數，獲取更好油品質量的生物質柴油。黑炭黑炭資源化利用：旱地玉米增產資源化利用：旱地玉米增產施生物黑炭40噸/公頃比單施氮肥45kg/畝增產200kg/公頃商丘玉米試驗商丘玉米試驗新疆灰漠土新疆灰漠土27黑炭黑炭資源化利用：資源化利用：土壤改良劑和碳基肥料土壤改良劑和碳基肥料福建菜地試驗福建菜地試驗-增產、病蟲害減少，根系發達增產、病蟲害減少，根系21、發達（左，施用垃圾生物黑炭 右；不施用垃圾生物黑炭）黑炭黑炭資源化利用：浙江旱田試驗塊根類增產顯著資源化利用：浙江旱田試驗塊根類增產顯著前季施垃圾黑炭前季施垃圾黑炭前季不施垃圾黑炭前季不施垃圾黑炭處理組胡蘿卜的平均單個重量為181.5g，折合畝產為4.72噸/畝；對照組胡蘿卜的平均單個重量為84.1g，折合畝產為2.19噸/畝。處理與對照相比，胡蘿卜產量增加了116%，說明土壤中施用40噸黑炭/公頃的垃圾黑炭能顯著增加胡蘿卜產量。關鍵技術：熱氣機熱電聯供機組關鍵技術：熱氣機熱電聯供機組生物質分布式供能系統生物質分布式供能系統熱氣機特點熱氣機特點燃料要求低燃料要求低 關鍵技術：吸收式制冷特點關鍵技術：吸收式制冷特點熱源要求低熱源要求低 謝謝謝謝 謝！謝！農林業秸稈柴草生物質氣化炭化制氫農林業秸稈柴草生物質氣化炭化制氫餐廚餐廚 生活垃圾生活垃圾 固廢氣化炭化制氫固廢氣化炭化制氫