【“液态阳光”:推动碳达峰、碳中和的技术新路径】以太阳能为动力,水和二氧化碳作原料,在催化剂作用下合成出甲醇,用以替代化石能源,实现碳的循环利用——甘肃籍中国科学院院士、中科院大连化学物理研究所研究员、博士生导师李灿及其团队,历时20年载攻克的液态太阳燃料合成技术,将这一梦想变为现实。

而随着液态太阳燃料合成技术在兰州新区成功完成工业化验证,人类为早日实现“碳中和、碳达峰”有了一条全新路径。

二氧化碳变废为宝

车辆离开兰州新区繁华的核心区,沿着笔直开阔的道路向西北方向行驶20余公里,便到了兰州新区倾力打造的化工园区。道路一侧的一座小山丘上,漫山遍野铺满了光伏板,在阳光照射下显得格外壮观。

“这是液态太阳燃料合成示范项目的光伏发电部分,占地259亩,用来将太阳能转化为电能。”兰州新区石投集团高级技术主管李春新介绍说。

距离山丘不远,就是项目的主厂区,里面矗立着项目的核心设备——各种各样的装置、在空中穿梭交织的管道、高耸的反应塔,显示出十足的科技范儿。

“用山丘上光伏板发的电,将水电解为氢气和氧气,再让氢气和二氧化碳反应,就生产出了甲醇,也就是我们所说的‘液态阳光’。”李春新尽量用最简要的语言道明了项目的原理。

甲醇,可作为燃料替代石油,同时也是一种重要的化学中间体,在化工领域应用非常广泛。

电解水制氢,氢再与二氧化碳反应制甲醇,在实验室早就在研究,液态太阳燃料合成示范项目有何特别之处?

“关键在于合成过程中使用了李灿院士团队所研发的高效催化剂。”李春新说,这一项目由光伏发电、电解水制氢、二氧化碳加氢等3个重要生产环节组成,其中,李灿院士团队研发的催化剂在后面两个环节发挥了关键作用。

催化剂是在化学反应中加入的一种特殊物质,其本身不会参与反应,却可以加快化学反应的速度,全面提升效率。

实验室里,通过电解水得到氢气,再让二氧化碳与氢气反应生成甲醇的过程复杂漫长,且条件也相对苛刻,而没有实现大规模化工业过程。而李灿院士团队研发的高效催化剂,则极大加快了电解水和二氧化碳加氢的进程,解决了关键技术难题,使工业化生产“液态阳光”变为了现实。

“通俗地讲,液态太阳燃料合成示范项目就是利用太阳能、水和二氧化碳生产出甲醇的过程,它将无形的太阳能量转移到了液态的甲醇当中,因此,以这种方式得到的甲醇被形象地称为‘液态阳光’。”李春新进一步解释说。

兰州新区化工园区总顾问、兰州大学化学系教授张有贤认为,“液态阳光”合成技术是一项革命性的技术,其重大现实意义在于将二氧化碳变为重要的生产原料,划时代地解决了工业二氧化碳尾气的利用问题。

“工业生产过程中,二氧化碳之所以被大量排放,是因为它无法被大量利用,产生不了价值。而在‘液态阳光’的生产中,二氧化碳变成了重要原料,有了利用的价值。”张有贤说,液态太阳燃料合成示范项目不仅将太阳的能量转移到了液态的甲醇中,也使二氧化碳中的碳元素“封存”到了甲醇中,这是人类利用二氧化碳的一次重大创举。

催化技术重大创新

中国科学院大连化学物理研究所位于辽宁省大连市沙河口区,不远处就是大连著名的星海广场和星海公园,依山而建、环境优美。

大连化物所是一座以基础研究与应用研究见长的综合性研究所,催化化学是其重要的研究领域。自1983年到大连化物所读研究生以来,李灿院士不断向着一座又一座催化领域高峰努力攀登。“液态阳光”则是李灿和他的团队在催化剂研究上又一次重大突破。

“‘液态阳光’合成成功,实际上就是催化技术的成功。”近期,记者专程前往大连化物所,对李灿院士进行了专访。李灿介绍说,“液态阳光”的合成过程中,通过加入催化剂,大幅提升了电解水制氢、二氧化碳加氢两个生产环节效率。

也就是说,李灿团队分别攻克了两大催化技术。

以电解水制氢为例:传统电解水制氢能耗大,生产出同样体积的氢气不仅成本高,而且速度慢。但使用李灿院士团队研发的先进电催化剂后,单位时间内电解的氢气量大幅增加。

“以前,一小时能够出几百方氢气就已经了不起了,现在我们可以出1000方以上,这是一个很大的进步。”李灿说。

制氢速度提升的同时,还有成本的下降。

传统制氢,每产生一立方米氢气大概需要耗5度以上的电能,但兰州新区液态太阳燃料合成示范项目把生产一立方米氢气的耗电量降至4.3度。

“别小看这0.7度,一方省下0.7度,1亿方、10亿方又要省下多少电,这个量大得不得了。”李灿说,工业生产必须要考虑效率和成本,否则没有企业愿意干。

前沿技术的探索之路往往充满着艰辛。

“液态阳光”的成功,研制出具有很强靶向性的催化剂是关键。一次次试验、一次次失败,李灿院士团队没有放弃。

“加入催化剂后,要让氢气和二氧化碳反应后生成甲醇,而不是甲烷之类的其他物质。”李灿院士说。

与实验室环境不同,工业合成“液态阳光”必须要充分考虑到杂质、水、温度等对催化剂的影响。

比如:要确保催化剂耐高温,温度升高不会被烧死、烧结。同时,工业二氧化碳含有大量杂质,有毒化作用,这又需要催化剂要特别“皮实”,既要在温度高的时候不怕烧结,又要同时在各种各样的“粗粮杂粮”原料过来能够被消纳。

“一般的催化剂很怕水,温度高的时候,水对催化剂的破坏很严重,而二氧化碳加氢过程中会产生大量的水,又给我们带来新的问题、新的挑战。”李灿说。

通过许多次攻关,一系列问题最终逐一得到解决。
李灿院士团队成员在大连化物所实验室进行催化剂性能测试。

2020年10月15日,兰州新区“液态阳光”示范项目通过了中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定。来自全国各地的权威专家一致认为:这一项目具有完全自主知识产权,整体技术处于国际领先。

而“液态阳光”项目运行数据也显示,项目运行1000小时的时候,催化剂依然没有明显失活,抗中毒和抗烧结良好,达到了推广条件。这意味着“液态阳光”这一科技成果已经具备工业化生产条件。

兰州新区“液态阳光”示范项目为下一步建设10万吨级、百万吨级的“液态阳光”生产线打下了基础。
“太阳能是取之不尽用之不竭的,同样的道理,我们还可以用风能、水能等绿色能源发电,与水和二氧化碳合成出清洁的甲醇。”李灿说。

技术应用前景广阔

2020年1月17日,注定是一个值得铭记的日子。这一天,总占地面积289亩,投资约1.4亿元的兰州新区液态太阳燃料合成示范项目成功投运,呈液体状的粗甲醇第一次从设备终端的管道中流出。

“电是通过光伏发电得到的,水是普通的工业用水,二氧化碳是从合成氨工厂尾气中捕获的,整个甲醇的生产过程完全实现了绿色生产。”李灿院士团队的王集杰博士见证了这历史性的一刻。

化学品的工业化生产存在着放大效应,在相同的操作条件下,利用小型设备在实验室得出的研究结果,往往与大型生产装置得出的结果有很大差别。
“在实验室里,最初放入反应管的催化剂只有1克,成功后,我们把量放大100倍以上,也就是加入100克催化剂再看结果,成功了,才有了进行工业试验的基础。”王集杰说。

从试验室中的瓶瓶罐罐,到完成工业中试,是“液态阳光”合成技术的一次大跨越。

兰州新区液态太阳燃料合成示范项目可年产甲醇1000吨,反应器中投入的催化剂达到了1.6吨,是原始试验的160万倍,达到了项目的工业化示范作用。

“现在的任务是进行推广应用,建设10万吨级甚至规模更大的项目。”王集杰说。

新技术能否被推广,还要算经济账。

兰州新区液态太阳燃料合成示范项目有关负责人、兰州新区石投集团有限公司总经理姜锦算过一笔账,在这一项目中,每吨甲醇的生产成本为3000元。而以传统的煤化工方式生产,每吨甲醇的成本约为2000元。

3000元与2000元,貌似“液态阳光”合成技术缺乏竞争力。

“项目的二氧化碳是购买的,因此增加了500元的成本,而随着‘碳达峰’‘碳中和’目标的提出,传统二氧化碳排放企业面临巨大的减排压力,我们项目很有可能‘零成本’甚至负成本获得二氧化碳,从而使‘液态阳光’成本大幅降低。”姜锦说。

在合成“液态阳光”过程中,除了二氧化碳,电价也对成本有着重要的影响。另一个好消息是,随着技术的进步,光伏发电的成本也在不断下降。

“3000元的成本是按每度电0.20元的价格计算的,现在有些地方光伏发电成本已降到了几分钱。”对“液态阳光”合成技术的推广前景,姜锦充满信心。

在液态太阳燃料合成示范项目中,之所以将甲醇称为“液态阳光”,是因为太阳的能量被一步步转移到了甲醇中。项目落户兰州新区,一个重要原因就是当地海拔高,太阳能资源丰富。

“当然,这也同兰州新区对高科技成果应用的重视密不可分,从2018年考察对接到2019年开工,再到2020年建成试运行,仅仅用了1年多的时间,兰州新区从土地、资金等多个方面给予了大力支持。”姜锦说。

在王集杰看来,兰州新区液态太阳燃料合成示范项目的影响将会非常深远。

我国每年的二氧化碳排放量约100亿吨,其中近一半集中在电力、化工、冶金等八大行业。如果能将这些二氧化碳捕集用于制造甲醇,按1.4:1的二氧化碳投入和甲醇产出比例,就等于全国每年在减排50亿吨二氧化碳的同时,能够生产出35亿吨甲醇,社会效应无法估量。

王集杰说,目前工业捕集二氧化碳技术已经相对成熟,未来,人们还可以对轮船等排放的二氧化碳进行捕集利用。

“液态阳光”合成技术在兰州新区完成工业化验证后,引起社会广泛关注。

在中国可再生能源学会科学技术奖评审中,液态太阳燃料合成项目荣获技术发明奖一等奖。

“已经有多家企业来对接合作,有的已经进入合同起草阶段,很快就有10万吨级以上的液态阳光甲醇合成项目启动建设。”王集杰说。

太阳能为动力,将二氧化碳变废为宝,实现碳的资源化循环利用,这一天很快就会到来。(新甘肃客户端)

疫情防控进行时 | 渠县筑牢疫情防控安全屏障

达州日报报道渠县
渠县筑牢疫情防控安全屏障

“您的核酸检测结果已经超过48小时,请靠边停车、到旁边的核酸采样点进行核酸检测……”5月22日下午,在渠县高速出站口,工作人员正在对进入渠县的驾乘人员严格执行疫情防控措施。
在出站口四周,摆放着疫情防控明白卡等牌子,还有“请出示行程码”“重视自身健康、做好自我防护”等温馨提示话语,这些疫情防控宣传引导大众自觉遵守疫情防控要求。诸如此类的疫情防控宣传在渠县随处可见,在各大医院、商场、超市等公共场所,市民们佩戴着口罩,自觉排队扫码、亮码、测温,秩序井然有序……
这是渠县全力做好疫情防控工作的一个缩影,针对当前严峻复杂的疫情形式,渠县始终从严从紧、精准精细做好疫情防控各项工作。

扩建集中隔离医学观察点
渠县集中隔离医学观察点(渠县健康驿站)位于渠县渠南街道小山社区的齐登山,一期按照300张床位规模建设,于2022年1月开工,3月底建成并投入使用。目前,正在进行二期扩建工程建设,届时容量可达到500个床位。

△渠县集中隔离医学观察点

据悉,渠县齐登山集中隔离医学观察点一期分为全县集中核酸采集中心、集中隔离观察区和医护人员办公生活区三个功能区域。核酸采集中心位于医学观察点的正大门处,中心占地面积约3500平方米,包括登记采样区、排队等候区、战备实验室等设施设备,为防止疫情扩散蔓延做储备使用,可完成日均数千人的核酸采集。集中隔离观察区位于观察点最后方,一共10个隔离单元,共计300个隔离房间,每个房间均配备独立浴室、厕所、空调、电视、WIFI和书桌。齐登山集中隔离医学观察点医废和生活物资设有专用运输通道,并严格遵守隔离的相关管理办法,观察区设立了专用的集中排污处理区,隔离人员居住期间产生的废水经集中处理达到排放标准后,排入污水蓄水池中。医护人员办公生活区位于观察点正大门左侧,设置了1个办公区,1个宿舍区及1个食堂,该食堂能保障所有隔离人员及医护人员的生活饮食。
除正在建设中的渠县齐登山集中隔离医学观察点二期,渠县还将静边镇闲置敬老院改造成集中隔离点,有50个床位,届时渠县常备的隔离点床位规模可达到550个。

建立10分钟核酸采样服务圈
“我们单位要求持48小时核酸报告上岗,所以趁着中午休息来做核酸,从排队到做完也就几分钟,速度还挺快,非常方便!”5月23日中午,在渠县明月大桥下的便民核酸采样点,居民王女士在进行核酸采样后这样说道。
记者从渠县疫情防控指挥部获悉,为进一步方便居民就近采样,满足常态化疫情防控条件下的核酸采样需求,近日,渠县23个便民核酸采样点投入使用。便民核酸采样点不但能实现快速采样,同时构建起渠县主城区“10分钟核酸采样服务圈”,全面推进核酸常态化工作,提升核酸检测覆盖率和疫情防控水平。
在渠县县医院门诊部便民核酸采样点,记者看到前来做核酸的居民按照防疫要求,自觉佩戴口罩,保持1米安全距离,等待核酸采样。在社区志愿者的引导下,记者按照社区志愿者要求打开行程码以待查验、登记信息,只需要2分钟,记者就完成了核酸采样。

△渠县便民核酸样本采集点

“目前渠县主城区有140个核酸检测筛查采样点,均分布在各个小区,确保不管是在静态管理还是常规情况下,居民在小区门口就能完成核酸采集;全县乡镇共有597个采样点,分布在场镇和村(社区),按照人口数量分别布置了2到8个采样台,为市民提供安全、便捷的核酸检测服务。”王宇说。

核酸检测能力大幅提升
在渠县妇女儿童医院门口,工作人员正在对移动方舱实验室进行调试。据悉,为进一步缩短核酸检测样本转运时间、提高检测效率,渠县采购6台移动方舱实验室,目前已有3台运抵渠县,其余3台也将在近期抵渠。
已运抵的3台移动方舱实验室有2台位于齐登山集中隔离医院观察点,1台位于渠县妇女儿童医院,而即将运抵的移动方舱实验室将分别投放在三汇镇、有庆镇、静边镇。

△位于渠县妇女儿童医院门口的渠县移动方舱实验室

“如果没有移动方舱实验室,隔离点的核酸样本需要送到实验室进行检测,阳性样本可能会污染实验室,有了这两台移动实验室,就能实现隔离点的闭环管理,目前两台移动实验室分别由县人民医院和县疾控中心负责,实行双采双检,确保核酸检测的准确性。渠县妇女儿童医院有检测人员、但没有检测实验室,移动实验室投用后能完成医院日常的核酸检测,也能承担全县的核酸检测需求。”渠县卫生健康局局长王宇说,“目前各乡镇的核酸样本需要送到渠县城区进行检测,四小时转运一次,检测效率较低。即将运抵的三台移动实验室投用后,可以解决周边乡镇的检测需求,能确保一个小时内完成样本转运,大大提高了全县核酸样本检测效率。”
在检测能力上,此次采购的移动方舱实验室每天可以完成样本检测1.2万管,6台车全部投用后每日可完成核酸样本检测7.2万管,加上目前渠县每日2.5万管的检测能力,全县总共可完成日样本检测9.7万管,如全部按照10:1混采检测,每日检测量可达97万人次,可实现一天内完成全县全员核酸检测。
在医疗物资的储备上,5月渠县除采购6台移动核酸实验室外,还采购了10辆专门用于人员和样本转运的救护车、定点医院救治所需的基础设备,及其他用于核酸检测和应急事件的物资,“从目前的医疗物资储备上看,可应对全县40至45天的消耗。”王宇说,在生活物资的储备上,全县米、油、肉、蛋等物资储备充足,可满足全县一个月的消耗。

达州日报报道渠县
隔离点的“大白”警察

疫情当下,隔离点是疫情防控的前沿阵地,也是内防扩散的重要战场。5月13日,渠县渠南派出所民警王林虓突然接到指令,去防疫隔离酒店执勤21天。接到命令后,王林虓拿了两件换洗衣服,毫不犹豫地奔赴抗疫一线……
到达隔离点后,王林虓及时对接,明确自己的工作职责和工作流程后,就立即穿上防护服化身“大白警察”开始了工作,虽然看不清防护服下年轻的面孔,但他是隔离点的“定海神针”。
王林虓在隔离点的日常工作主要是负责外围保卫、处理突发事件,需要24小时待命,并对隔离点及周围环境进行巡查,发现异常情况第一时间处置。同时,王林虓需要和医生沟通隔离人员的状态,“长时间隔离对人的情绪影响很大,要及时对隔离人员进行心理疏导,才能保证隔离人员身心健康地结束隔离。”

早上七点,隔离点开始查房,测体温、做核酸;八点半开始分配早餐,需要将早餐送进电梯,到达各楼层后由医务人员送到各病房门口;十点多填表、准备午餐……每一天,王林虓的工作都排得满满当当,”我对医疗工作一点也不懂,也只能在后勤保障这些事情上出力,减轻医务工作者的压力,因为他们每天也是很累的。”由于隔离点目前处于满员状态,防疫物资消耗较大,平均每三十小时就需要进行一次补充,由于医务人员大多是女生,王林虓主动加入到物资的搬运中。

王林虓所在的城南派出所是城区派出所,管辖范围广、辖区内娱乐场所多、警力少、警情多、任务重,派出所采取的是48小时连续值班制,以克服人少事多的困境,有效应对众多的警情。王林虓家在外地,加之疫情原因,参加工作后就没回过家,即使是过春节也没能回家与家人团聚,时刻坚守在工作岗位,保持着24小时在所值班备勤的状态,过上了以所为家的生活。
谈及家人,这个23岁的小伙子觉得自己太亏欠家人了,“以前每年过年,家里的全家福照片里都有我,今年是第一次没有我陪着爸妈过年,4月份的时候妈妈生病住院我也没能回去,只能通过视频跟她说说话。”由于工作繁忙,加班不断,他常常不能及时接听家人的电话,即使他抽空回拨了电话,通话时间也只有两三分钟。
警察是王林虓从小就崇拜的职业,觉得能守护一方平安是很崇高的,从读警校到参加工作,王林虓遇到了不少艰辛,但在老师、领导和同事的关心下,王林虓更加坚定了自己选择,“我觉得我存在的意义不在于我了,更多地是守护渠县人民的平安。”
目前王林虓是一名入党积极分子,他以行动积极向党组织看齐靠拢,“当下是最好的时候,也是展现我价值的时候,年轻人就应该去拼去闯。”

【绿色环保】 垃圾焚烧发电项目科普小知识

(一)生活垃圾焚烧项目建设概况

随着我国城市生活垃圾焚烧行业的逐步发展,垃圾焚烧厂的投运数量逐年增加,已由2000年之前的2座快速增加到2015年底的224座,总焚烧规模达到20.78万吨/日,约占无害化处理能力的40%,垃圾的处置能力得到大幅提升。

从垃圾焚烧厂投运分布情况来说,东南部沿海地区设施建设进度明显领先于中部、西部地区,其中浙江、山东、江苏、广东、福建在焚烧设施数量和焚烧设施处理规模上居于全国前列,这五个省份共计已建有129座焚烧设施,占全国焚烧设施总量的57.6%,该比例远超过中部、西部地区。

(二)垃圾焚烧技术的主要特点

1、项目用地省。同样的垃圾处理量,垃圾焚烧厂需要的用地面积只是垃圾卫生填埋场的1/20-1/15。

2、处理速度快。垃圾在卫生填埋场中的分解时间通常需要7到30年,而焚烧处理只要垃圾的熔点低于850℃,2小时左右就能处理完毕。

3、减量效果好。同等量的垃圾,通过填埋约可减量30%,通过堆肥约可减量60%,而通过焚烧约可减量90%。

4、污染排放低。据德国权威环境研究机构研测,如采用同样严格的欧盟污染控制标准,垃圾焚烧产生的污染仅为垃圾卫生填埋的1/50左右。

5、能源利用高。每吨垃圾可焚烧发电300多度,大约每5个人产生的生活垃圾,通过焚烧发电可满足1个人的日常用电需求。

通常来说,对于人口密集、经济发达、土地资源稀缺的大中城市,应该优先选择垃圾焚烧方式。

(三)针对垃圾焚烧项目颁布的政策、标准和规范

生活垃圾焚烧发电厂的建设,具有严格的建设审批程序,包括特性经营权的招标采购,规划的符合性、土地使用审批、环境影响评价、能评、安评和社会稳定性评价等。同时,为保障生活垃圾焚烧发电厂的建设水平和建设质量,国家针对垃圾焚烧发电厂制定并颁布实施有关政策、标准和规范,包括:

《国务院批转住房城乡建设部等部门关于进一步加强城市生活垃圾处理工作意见的通知》(国发[2011]9号);

《关于进一步加强生物质发电项目环境评价管理工作的通知》(环发[2008]82号);

《国务院办公厅关于印发“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划的通知》(国办发[2012]23号);

《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485-2014);

《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》(GB30485—2013)

《城市生活垃圾焚烧处理工程项目建设标准》(建标142-2010);

《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》(CJJ90-2009);

《垃圾焚烧袋式除尘工程技术规范》(HJ2012-2012);

《生活垃圾流化床焚烧工程技术导则》(RISN—TG16)等。

为了规范生活垃圾焚烧发电厂的运行,已经颁布实施的标准和规范,包括:

《生活垃圾焚烧厂评价标准》(CJJ/T137—2010);

《生活垃圾焚烧厂运行监管标准》(CJJ/T212-2015);

《生活垃圾焚烧厂运行维护与安全技术规程》(CJJ128-2009);

《生活垃圾流化床焚烧厂评价技术导则》(RISN—TG018—2015)

(四)生活垃圾焚烧采用的主要工艺

垃圾发电是把各种垃圾收集后,进行分类处理。对燃烧值较高的进行高温焚烧,在高温焚烧中产生的热能转化为高温蒸气,推动涡轮机转动,使发电机产生电能。对不能燃烧的有机物进行发酵、厌氧处理,最后干燥脱硫,产生甲烷气体即沼气,再经燃烧把热能转化为蒸气,推动涡轮机转动,带动发电机产生电能。

垃圾焚烧发电主体装置主要技术包括机械炉排焚烧炉、流化床焚烧炉、回转式焚烧炉、CAO式焚烧炉、脉冲抛式焚烧炉等五类技术。目前国内主要垃圾焚烧技术为机械炉排炉技术和流化床技术。

机械炉排焚烧炉工作原理:垃圾通过进料斗进入倾斜向下的炉排,由于炉排之间的交错运动,将垃圾向下方推动,使垃圾依次通过炉排上的各个区域,直至燃尽排出炉膛。燃烧空气从炉排下部进入并与垃圾混合,高温烟气通过锅炉的受热面产生热蒸汽,同时烟气也得到冷却,最后烟气经烟气处理装置处理后排出。

流化床焚烧炉工作原理:炉体是由多孔分布板组成,在炉膛内加入大量的石英砂,将石英砂加热到600℃以上,并在炉底鼓入200℃以上的热风,使热砂沸腾起来,再投入垃圾。垃圾同热砂一起沸腾,垃圾很快被干燥、着火、燃烧。未燃尽的垃圾比重较轻,继续沸腾燃烧,燃尽的垃圾比重较大,落到炉底,经过水冷后,用分选设备将粗渣、细渣送到厂外,少量的中等炉渣和石英砂通过提升设备送回到炉中继续使用。

(五)如何控制废气排放?

垃圾焚烧厂排放的废气主要来自于焚烧过程所产生的烟气,其主要污染物为粉尘、氯化氢、二氧化硫、氮氧化物、二噁英及重金属等。

通过计算机控制系统可以实现垃圾焚烧、热能利用、烟气处理等过程的高度自动化,控制设定的燃烧条件(温度高于850℃,烟气停留时间大于2秒等),使焚烧系统在额定工况下运行,原始排放物浓度降到最低,并保证二噁英等有机物的彻底分解。

安装各种有效的烟气处理设备,如布袋除尘、活性炭吸附有害物质等,并使用烟气在线监测仪连续监测每条焚烧线的烟气排放指标,确保垃圾焚烧厂烟气污染物排放达到规定标准要求。

(六)如何控制恶臭排放?

1、应采用密闭性好、具有自动装卸结构的压缩式运输车来运输垃圾,尽量减少臭味外溢。

2、在垃圾卸料大厅出入口应设置空气幕,并在垃圾运输车卸料前后关闭电动卸料门,以防止臭气外逸。

3、垃圾池应采用密闭式设计,在垃圾池上方设置吸风口,将恶臭气体作为燃烧空气引至焚烧炉内高温分解,并使垃圾池和卸料大厅处于负压状态。

4、应设置备用的活性炭废气净化设施,在全厂停炉检修期间,垃圾池内的臭气必须经活性炭废气净化设施净化达标后才能排放。

5、渗滤液处理系统应设计为密闭结构,并在顶部设导气管,将产生的沼气和臭气通过导气管、抽风机导入焚烧炉内高温分解。

(七)如何控制二噁英排放?

人们常说的二噁英,实际上是二噁英类物质的简称,指的是结构和性质都很相似的包含众多同类物或异构体的两大类有机化合物,共有210种,其中只有极少数种类被认为具有毒性。

二噁英并不是垃圾焚烧厂特有的公害,它是一种有机物与氯一起加热就会产生的化合物,是一种比较普遍的化学现象。二噁英在空气、土壤、水、食物和垃圾中都能发现,有研究显示,食品是其主要来源,人体接触的二噁英中约有90%来自膳食。

垃圾焚烧厂控制二噁英排放,保持焚烧炉膛内温度大于850度,并控制烟气在炉膛内停留2秒以上,使二噁英得到完全分解;其二是烟气通过先进的净化处理系统,将单位二噁英浓度控制在0.1纳克内,达到国际上最严格的排放标准。

(八)如何处置炉渣和飞灰?

炉渣主要为生活垃圾焚烧后的残余物,其产生量视垃圾成分而定,其主要成分为氧化锰、二氧化硅、氧化钙、三氧化二铝、三氧化二铁、废金属,以及少量未燃尽的有机物等。垃圾焚烧产生的炉渣经过高温无害化处理,再经过磁选等分离出废钢铁等废旧金属后,可对炉渣进行综合利用,如用于铺路的垫层、填埋场的覆盖材料等。

飞灰属于危险废物,必须单独收集,不得与生活垃圾、焚烧残渣等混合,也不得与其他危险废物混合。垃圾焚烧飞灰不得在厂区长期储存,不得进行简易处置,不得随意外运排放。垃圾焚烧飞灰必须先在厂区进行必要的稳定化和固化处理,在经稳定化和固化处理并经浸出毒性试验合格后,方可使用专用密闭运输工具送至安全填埋场或卫生填埋场填埋。条件允许时,也可采用符合标准要求的其它处理处置方法。

(九)如何处置渗滤液?

渗滤液属于高浓度有机废水,需要通过专门的多道净化工艺才能达标排放。垃圾渗滤液产生量主要受进厂垃圾的成分、水分和贮存天数的影响。渗滤液具有以下特点:污染物成份复杂多变、水质变化大,有机污染物浓度高,氨氮浓度高,重金属离子与盐份含量高等。

目前,用于废水处理的工艺很多,但由于渗沥液的浓度高和成分复杂,对处理工艺提出了特殊的要求。通常而言,垃圾渗沥液的基本处理工艺在充分利用生化处理的经济合理性的原则上,可将几个不同的处理工艺单元进行优化组合,仅仅依靠单一的处理工艺很难达到严格的出水要求。目前应用比较多的处理方式是:生物法+膜技术处理,即为“厌氧+膜生物反应器+纳滤+反渗透+浓缩液处理系统”。采用膜技术其优点是出水水质较好,可以达到较高的排放要求。

(十)垃圾焚烧发电项目的发展前景与方向?

1、更严格的烟气排放标准。随着《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18485—2014)的全面实施,生活垃圾焚烧设施运行和污染排放控制将更为严格,新标准中主要污染物的排放浓度限值基本上已与欧盟相当。已建成焚烧厂进行技术改造来满足更高的排放要求,新建焚烧厂将在通常采用的脱硝、干法/半干法脱酸、活性炭吸附去除二噁英及重金属、布袋除尘器去除烟尘的基础上,采用脱酸效率更高的湿法工艺,先进的SCR低温催化脱硝及分解二噁英的技术,大幅降低主要烟气污染物的排放。

2、更显著的能源利用效率。为了使垃圾焚烧厂能量消耗大幅降低,发电效率显著提高。焚烧炉使用烟气再循环技术,节能同时大幅削减氮氧化物的产生量,采用低温催化脱硝系统,在实现氮氧化物和二噁英同步高效去除的同时,较高温催化剂的能量消耗减少50%以上。同时,采用智能燃烧控制系统,并优化炉膛和锅炉设计,提高蒸汽参数,使用大型焚烧发电设备,风冷却塔冷却,较国内焚烧厂通常采用的强制通风冷却塔的能量消耗降低90%以上。

3、更有效的资源综合利用。垃圾焚烧的发展趋势是具有更先进的资源综合利用,实现污水近“零排放”及固废协同处理。厂内污水经处理后循环利用,实现全厂污水近“零排放”。支持多种固废高效协同处理,如协同处置医废和污泥等。焚烧厂建设优先应用新型节能材料、环保材料、再生材料,垃圾焚烧厂炉渣用于建筑材料,实现资源综合利用。

4、更先进的焚烧技术开发和应用。为了进一步减少垃圾处理过程的污染物排放,各国竞相开发各类垃圾处理前沿技术:垃圾热解气化技术、焚烧后灰渣熔融技术、等离子体焚烧技术及垃圾衍生燃料制备技术等。这些技术可以进一步实现垃圾无害化、减量化,尤其适用于分类后的垃圾处理,也将是今后垃圾焚烧的发展方向。
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