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垃圾如何变废为宝

来源: | 作者: | 发布时间: 2024-04-08 14:38:45 | 42 次浏览 | 分享到:

  那么,既然是清洁焚烧,焚烧产生的废气、废水、废渣去哪儿了,会不会造成二次污染?令人闻之色变的燃烧产物——二噁英如何处理?

  “这正是我们研究团队攻克的重点和难点。”面对记者的疑问,严建华解释道,垃圾焚烧处理并不难,难的是要实现环保达标、提高焚烧和发电效率。

  对此,实验室研究团队围绕固体废物先进高效热处置、热能高效利用、烟气高效净化、二噁英解毒和重金属稳定化、飞灰和炉渣安全处置等方面,开展了技术、工艺、装备的研发和工程化应用,突破了生活垃圾循环流化床焚烧、污泥脱水干化焚烧、危险废物回转式多段热解焚烧、二噁英全过程控制及检测、飞灰重金属解毒等关键技术。其中,生活垃圾、污泥和危险废物焚烧技术先后荣获国家科学技术进步奖等奖项。

  记者了解到,垃圾的组分复杂,不同组分间热化学特性、水分含量等差异很大,这给高效清洁稳定焚烧提出了巨大挑战。因此,垃圾的清洁焚烧不是简单地一烧了之,而是有一套严格细致的工艺流程。

  以生活垃圾清洁焚烧为例。在焚烧前,生活垃圾需经堆放预处理降低含水率,或进行破碎等处置,然后被抓取传送至焚烧炉内焚烧,焚烧过程中产生的高温烟气,可以通过传热将水变为高温、高压蒸汽,驱动汽轮机发电。与此同时,垃圾焚烧还会产生一些污染物,比如一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫等常规气体污染物,汞、镉、铅等重金属,多环芳烃、二噁英等特殊有机污染物,还有炉渣、飞灰等,“不同组分的焚烧物,生成的污染物不同”。

  “炉渣可用于制砖,有害烟气、飞灰等则需经尾部净化装置和粉尘过滤系统处置达标才可排放。”据严建华介绍,他们提出了“源头减量、过程阻滞、脱除降解、监测反馈”全过程控制二噁英等污染物生成和排放的全新理念。

  研究验证,垃圾焚烧后的烟气在850℃以上的高温环境中停留两秒,二噁英就会分解。“而要实现这一点,需根据垃圾的热值设计炉型、保障工况稳定,分解率可超99%。另外,垃圾充分燃烧后,还会采用一些吸附或催化降解技术来去除低温下再生的二噁英等污染物,从而实现无害化处置。”能源清洁利用国家重点实验室陆胜勇教授介绍,目前这些技术已经比较成熟。

  人工智能、大数据,让垃圾焚烧发电更加绿色高效

  虽然正值暑期,浙江大学能源工程学院博士研究生何俊捷并没有离校。

  7月28日一早,他就到了实验室(玉泉校区)。记者联系到他时,他正借助热重分析仪、质谱仪等设备,研究炭黑颗粒的生成机理。

  据介绍,随着垃圾分类的不断推进,对垃圾焚烧设备和技术、控制条件、污染物净化处置系统等也提出了更加精细化的要求。

  “我们需要根据不同固废的特性,对设备和技术作出相应的调整优化,才能更有效地减排增效。”何俊捷告诉记者,借助人工智能、大数据等手段,实现对给料系统、炉排运动系统、燃烧系统和烟气净化系统全流程的智能诊断控制,将会大大提升设备运行的稳定性和垃圾发电的吨发电量,让垃圾焚烧发电更加绿色高效。

  对炉内火焰温度场、垃圾组分、料层厚度进行在线实时测量,对炉内燃烧状态进行智能识别,对燃烧系统运行情况进行智能诊断、实时优化……一系列智能自动控制技术得到研发应用。

  云南昆明,每天约产生8000吨生活垃圾。其中40%以上的生活垃圾会送到浙能锦江环境昆明西山垃圾发电厂和五华垃圾发电厂处置。

  850℃是生活垃圾能够实现清洁焚烧的关键指标。过去,为了确保燃烧温度稳定,垃圾焚烧监控员必须每5秒调整一次参数。如今,昆明西山生活垃圾发电厂给生活垃圾焚烧系统装上了“大脑”后,焚烧监控员的双手解放了。如果设备出现故障,系统会自动报警,这时再人工介入调整就可以了。

  不仅如此,能源清洁利用国家重点实验室科研团队研发的“可调谐激光光谱结合飞行时间质谱在线监测二噁英的方法”,在国际上首次获得垃圾焚烧炉168小时二噁英排放的连续检测图,解决了二噁英实时在线快速测量的世界性难题。

  “系统可以在一定周期内无间隙获取二噁英实时检测数据,通过数据积累与分析,不断反馈优化焚烧运行及清洁生产,提升垃圾焚烧发电系统的运行水平。”严建华告诉记者,该方法刚刚获得了第二十三届中国专利金奖。

  目前,该专利技术已在浙江、山东、重庆等多地垃圾焚烧处理项目中得到应用。(王珍)

[ 责任编辑:陈静 ]

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