《科技创新与品牌》杂志社创新成果

科技打通垃圾到能源的循环

绿岛实现的循环

 

科技打通垃圾到能源的循环



        随着人类经济活动迅速发展、人们生活水平日益提高,地球上的能源越来越少,垃圾越来越多。尤其在人们集中居住的城市,对能源的需求与日俱增,对垃圾进行有效处理的呼声也越来越高。

        新理念催生新技术

        被人们消费过了的、废弃了的生物质是否也能像千百万年前被埋入地下的生物质一样,可以经过裂解变成固、液、气三态的能源?这个原本是自然的过程能不能被人工复制?裂解的时间能不能大大缩短?如果能够,那就意味着人类将会建立起这样一种完全新型的工厂:以被称为垃圾的废弃生物质为原料,不断生产宝贵的能源。从而,也将催生一个与消耗能源、产生污染的传统经济相区别的真正新经济。这个新经济的主要特征是:绿色、低碳、环保、大循环。它不再仅仅依赖在地球上开采资源,而是运用全新的技术,转化人类过去经济活动与生命活动产生的废弃物,把它再生成为新资源、新能源。

垃圾裂解转化处理装置运行情况


        在这一新理念的指导下,上海弘和环保科技有限公司把眼光聚焦于有机质生活垃圾,寻找将它们变成再生能源的途径,开始了运用人工裂解方法无害化处理垃圾,并试图将生物质垃圾转化为能源的技术研究。经过近四年的努力,取得了城市生活垃圾无害化热裂解转化处理技术的成功。这项项目所涉及的关键技术,全部由弘和公司自主研发,并已经历了一年时间近千吨垃圾的实际生产运行,其工艺路线的科学性与生产设备的可靠性在实践中得到了充分证明。日前,亲赴弘和示范生产基地视察的上海市长韩正明确表示要尽快推进该技术的推广应用。
        热裂解技术的基本原理是通过对有机物的适度加热,使组成有机物的大分子链段在一定压力、温度、时间等条件下发生断裂,转化成可再利用的气(可燃气体)、液(裂化油)、固(炭)三态的初级能源物质,就如同成千上万年前的生物质经过长期的地下裂变而成为地球上的煤、石油、天然气。
        弘和公司的城市生活垃圾无害化热裂解技术可以把所有废弃的生物质,无论是“荤”的、“素”的、还是“人造”的,不用分类,投入到反应釜,统统转化为再生新资源。而且,在整个转化处理过程不产生新的二次污染。生产过程的耗能全部利用垃圾自身所蕴藏的能源,不需消耗商品能源。
        运用此项技术,每吨生活垃圾可产出混合碳150公斤至300公斤,焦油30公斤至50公斤,可燃气体100公斤至120公斤。按照目前上海每天产生生活垃圾2万吨计算,如果使用此项技术,相当于上海拥有年产150万吨的煤矿和年产22万吨的油田。推广这项技术,还能减少大气中二氧化碳的含量,以再生能源补充被消耗了的地球矿物资源,减缓温室气体效应对地球环境的影响。 
        据测算,应用裂解转化技术的工厂,建设成本低于同等规模的焚烧发电厂,运行成本仅为焚烧发电的二分之一;与填埋相比,不仅成本低,还可以复原被垃圾填埋场占用的大片宝贵土地。

        创新破解难题

        上海弘和公司科研人员集长期在石油化工领域工作取得的丰富知识与成功经验,通过多年的潜心研究和实验,找到了如何利用热物理化学原理,实现将生物质从“碳水”转化为“碳氢”的工程化诀窍。公司拥有数项国家发明专利,特别是在令人头疼的“白色污染”无害化处理等方面的研发已获得了突破性进展,成果已具世界级领先水平。弘和公司从2005年开始研发至今累计投入已超过4500万元人民币。
垃圾无害裂解示范装置        要实现垃圾裂解转化为再生能源,通常会面临五大难题。垃圾除氧:垃圾中带有氧气,在处理过程中会产生二噁英,并可能引起爆炸;垃圾脱水:垃圾必须在不发生燃烧的情况下完全脱水,否则不能转化为碳;垃圾传输:形状不一、成分不同、质地各异且混杂在一起的垃圾必须按设计预想自如流动,不结块,不堵塞管道;垃圾受热:垃圾本身热传导能力极差,但必须让被处理的各种垃圾的各个面均向受热;能量的自平衡:如果处理垃圾所消耗的能源比转化而来的能源多得多,这样的研究就没有意义,必须实现能源自给并且有富余能源产出。弘和公司的技术创新,使得这些难题通过科学的工艺路线和特殊的工艺设备得到了成功破解,它可以将在裂解过程中产生的可燃性气体直接引回反应釜作为处理垃圾的热源,富余的部分还可供气体发电机发电使用。因此,在经过进一步完善后,这座新型生活垃圾处理工厂不仅不消耗市场供应的煤、电、油、气等能源,而且还能源源不断地向市场提供从生活垃圾中产生的再生能源。 
        热裂解技术让垃圾变成能源,一箭双雕地为解决环境和能源问题提供了新的思路。利用人类生活中产生的有机废弃物制取再生能源,可有效改变目前用粮食作物制取能源所造成的全球粮食短缺状况。

        新技术大有可为

        据了解,许多大城市动用大量专门车辆把城区产生的巨量生活垃圾集中运到填埋场或焚烧发电厂,仅运输成本就达政府给予垃圾处理补贴费的一半。弘和公司希望能运用热裂解技术,建立多个被他们称为“城市生活绿岛”的垃圾裂解工厂,分散、就近、及时、无害化地将每日产生的城市生活垃圾裂解转化为再生能源。据介绍,“绿岛”将是花园式工厂,有把握做到污染零排放、无异味、不扰民。在目前情况下,“绿岛”工程还可以建在现有中小煤电厂、垃圾焚烧发电厂旁为其配套:先将垃圾经适当规模的“绿岛”处理,再将转化而来的再生能源作为中小煤电厂和垃圾发电厂的能源,以减少中小煤电厂的二氧化碳排放,消除焚烧发电造成的大气污染。
        在过去的生产消费与生活消费的过程中,到了废弃物成为无法处理的垃圾的时候,经济活动的循环往往就中断了。弘和相信,生活垃圾裂解转化技术将打通垃圾转化为资源和能源的循环通道,催生一条新的、不断循环的新产业链,实现真正的循环经济。运用已有技术及不断出现的新技术,将展现石油化工、煤化工、气化工的崭新前景,新产品将层出不穷。上海弘和公司的生活垃圾裂解转化技术及其示范工厂打通了人类实现资源循环转化的最重要一环,是新经济产业链的一个开端。
        当生活垃圾裂解转化技术被广泛运用的时候,通过裂解转化而来的再生能源将源源不断、越来越大量地涌现。发展新的产业链的时机也就越来越成熟,而这条新的产业链的发展、延伸,也将催生许多新的企业,出现许多新的经济增长点,带来许多新的就业机会。