1、城镇生活垃圾封闭式内循环低温气化专利技术与整套工程 环保核心科技环保核心科技 城乡垃圾不落地城乡垃圾不落地项目的出发点项目的出发点/项目的意愿项目的意愿核心议题核心议题技术产业链与创新集群技术产业链与创新集群 我国的环保投资远远不足，潜力巨大，技术储备与产业积累丰厚。技术与技术集成 支撑可持续发展，构建绿色生态系统，实现集约增长。智慧城市兼顾低碳环保，重视技术集成与综合效益。目标与方向目标与方向立足多学科集成创新系统工程立足多学科集成创新系统工程基于城镇垃圾与废弃生物质的热汽电三联系统与充电系统，形成智能城网，支持各种生物质资源的综合开发利用。基于农业废弃物的生物炭基复合肥、有机栽培基质，农业2、生产水体质量保持技术，形成城市化立体生态农业。基于废热利用的高效动力系统集成，包括煤炭、生物质热解气等，提高整个城市的能源利用效率。产学研一体化产学研一体化与国家级科技团队合作与国家级科技团队合作核心技术拥有近百项国家专利。与国家级科技团队合作，抓住21世纪影响人类进程最主要的两件大事，即为“中国的城市化”和“新技术革命”，为中国紧迫的城市化发展服务，专注于成套设备与系统工程，突破此项城镇生活垃圾处理技术从实验室走向社会化、产业化的瓶颈，成为一个可持续发展的现实支撑。项目的出发点项目的出发点/项目的意愿项目的意愿n生物碳抗土壤退化生物碳抗土壤退化土壤退化现已成为全世界面临的环境问题之一!土壤退3、化则是人类活动诱导和加速的一种自然过程。土壤侵蚀、土壤盐渍化、土壤荒漠化及土壤沙化是土壤的绝对退化。土壤含碳量低是土壤退化的根本表现。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连茬种植的农作物和土壤微生物共同导致的一种土壤生物障碍。其表现为:在同一田块连续多年种植同一作物会导致该作物产量和品质下降,病虫害加重,连茬作物生产力下降或绝收,而改种其他作物却能够正常生长。沙漠绿色产业沙漠绿色产业需要连茬种植的农作物或药用植物等，一定存在土壤连作障土壤连作障碍碍，限制沙漠绿色产业沙漠绿色产业的生产力进一步提高，包括加速环境改善。沙质土壤不利于土壤微生物的定殖，因此多孔碳黑则可以为土壤微4、生物提供完美的栖息地。同时，土壤微生物要到当地筛选，在沙柳长势最好的地方筛选，或在其它地方研究成功的土壤细菌带过去根据当地的条件进行适当的驯育。项目的出发点项目的出发点/项目的意愿项目的意愿n城市生活垃圾城市生活垃圾城镇生活垃圾现已成为全国面临的环境问题之一!环境退化是人类活动诱导和加速的一种过程。这些放错地方的生物质资源的来源也是持续增长的。资源化利用开发是环境保护的根本途径。n生物质生物质 光合作用生物合成了地球生态中最大量的可再生资源。全球每年光合作用产生的生物质可达950亿吨炭，远远高于目前世界每年化石资源消耗(65亿吨炭)，同时吸收了CO2，并排放出大量氧气。这是构建地球和谐生态环境5、的基础，也是人类新文明的物质基础。n立体农业及其系统工程立体农业及其系统工程 农业与 生物质的关系重大。农业与城市生活。农业 与水资源。已经形成的技术优势与成果已经形成的技术优势与成果已经形成的技术优势与成果已经形成的技术优势与成果n成套技术可建设一条日处理成套技术可建设一条日处理3030吨生活垃圾的装备单元，并试验解决：吨生活垃圾的装备单元，并试验解决：入炉垃圾无需专门分拣，包括城市绿化废弃物等其他生物质，符合目前社会条件；实现炭化装置的连续进出料处理；有毒气体排放达标；上海环境监测中心密封性能良好，实现缺氧炭化。物料受热均衡性；热解充分，炭化物性稳定。系统热能平衡及有效利用；环境污染评估；6、上海环境监测中心垃圾热解生成的黑炭中重金属处理技术；实现了盐碱地修复应用处理设备集成模块化，自动化，多单元集成可满足100-200T/d；为热解炭化后的生成物提供解决方向。形成技术优势与成果：炭化形成技术优势与成果：炭化n生活垃圾生活垃圾/城市绿化废弃物的城市绿化废弃物的封闭式封闭式内循环内循环低温炭化关键技术低温炭化关键技术，解决：，解决：入炉垃圾无需专门分拣，包括城市绿化废弃物等其他生物质，符合目前社会条件；实现炭化装置的连续进出料处理；有毒气体排放达标；上海环境监测中心密封性能良好，实现缺氧炭化。物料受热均衡性；热解充分，炭化物性稳定。系统热能平衡及有效利用；环境污染评估；上海环境监测中7、心垃圾热解生成的黑炭中重金属处理技术；实现了盐碱地修复应用和荒漠土地应用的试验 处理设备集成模块化，自动化；为热解炭化后的生成物提供解决方向。形成技术优势与成果：立体生态形成技术优势与成果：立体生态n建设一条建设一条立体生态农业联合实验室（基地）立体生态农业联合实验室（基地）与年生产与年生产1 1万吨绿色有机肥料的加万吨绿色有机肥料的加工厂，并解决：工厂，并解决：仿生农药的研制、试验和推广；生物质与生物碳的开发和利用；土壤生物退化与生物防治；农业环境污染和生物修复；立体农业、有机农业和生态循环农业的关键技术集成；产业基地的立体生态农业技术支持；抗衰老植物的选育、栽培和提取；优质种鸡的生物育种技8、术；无抗生素家禽养殖技术开发；农业废弃物的资源化利用。工艺流程示意图工艺流程示意图挤压脱水挤压脱水挤压脱水挤压脱水挤压脱水挤压脱水垃垃圾圾/生生物物质质破破碎碎烘干烘干烘干烘干污水污水处理处理热解炭化热解炭化热解炭化热解炭化洗气分离洗气分离洗气分离洗气分离烟气烟气冷凝水并冷凝水并入挤压水入挤压水一起处理一起处理可燃气可燃气回炉燃烧回炉燃烧焦焦 油油黑黑 炭炭烟气处理排放烟气处理排放 低温缺氧炭化低温缺氧炭化在缺氧的条件下通过外热源加热，使炉内物料温度达到在缺氧的条件下通过外热源加热，使炉内物料温度达到4004000 0C C4504500 0C C进行热解炭化进行热解炭化2024/9/8 199、:02技术工艺流程图技术工艺流程图生活垃圾生活垃圾/生物质生物质垃圾垃圾/生物质生物质脱水系统脱水系统低温热解碳化炉低温热解碳化炉配风机配风机烟气烟气旋风器旋风器冷凝水冷凝水焦油焦油洗气塔 一级二级烟气烟气排放排放黑炭黑炭热解气热解气烟气烟气除尘塔除尘塔水膜水膜污水污水工艺的技术基础：热解碳化技术工艺的技术基础：热解碳化技术 城市生活废弃物（垃圾）城市生活废弃物（垃圾）/生物质热解是指在无氧或缺氧加热的条件下，生物质热解是指在无氧或缺氧加热的条件下，垃圾中的有机组分发生大分子断裂，产生小分子气体、热解溶液和碳渣的垃圾中的有机组分发生大分子断裂，产生小分子气体、热解溶液和碳渣的过程。按热解温度可10、分为高温热解（过程。按热解温度可分为高温热解（1000 C）、中温热解）、中温热解（600700 C）和低温热解（）和低温热解（600 C）热化学热化学有机液体有机液体+多种有机酸和芳香族物多种有机酸和芳香族物+碳渣碳渣+NH3+H2S+HCN垃圾垃圾/生物质生物质的有机成分的有机成分+CH4+H2+H2O+CO+CO2 热解热解TG曲线曲线热解热解DTG曲线曲线 由热解的TG和DTG曲线可以看出：废纸张、纤维织物、竹木屑和厨余在300400区间表现出较明显的失重趋势，挥发分主要在这一温度区间析出，而塑料橡胶与其它组分相比在700左右仍有一明显的失重趋势，这主要与塑料橡胶的复杂化学成分有关，有11、机高分子化学键的断裂需要更多的能量。从热解TG图还可看出，塑料橡胶的失重趋势相对平缓，而其余4种组分失重急剧工艺的技术基础：工艺的技术基础：热解温度的选择热解温度的选择热解热解DTA曲线曲线热解热解TG-DTG曲线曲线DTA曲线表明：有机组分的明显失重区间都置于300700温度范围内，各个组分的挥发分都能得到较好程度的析出，有利于炭化固体产物的获取。TG-DTG曲线可以看出：DTG曲线有3个波谷，第1个波谷为水分析出区间，第2、3个为挥发分的析出区间，后两个区间正好位于300700，可见选取300700作为热解炭化最佳温度区间是适宜的。工艺的技术基础：热解温度的选择工艺的技术基础：热解温度的选12、择低温热解碳化气化线低温热解碳化气化线低温热解碳化气化线低温热解碳化气化线14低温炭化气化低温炭化气化燃气净化系统燃气净化系统单线：单线：30-50T/30-50T/日结果日结果成套技成套技术：各设备运行基本正常，日处理能力达到30-50T/日烟气排放达标,远低于国家标准和欧美标准，其中：二恶英含量仅0.027 TEQ ng/m3，（国标为 1 TEQ ng/m3）研究合成黑炭中重金属固化处理，益生菌的植入与群落化每吨垃圾炭化每吨垃圾炭化产物：物：可燃气350450 m3，平均热值3000大卡/m3，循环利用满足热解所需的燃料；固体黑炭约200，平均热值1500大卡/kg，可作为燃料、工业吸附13、剂、土壤改良基肥焦油约20，平均热值7000大卡/kg，可作为燃料或深加工成燃油；冷凝水约200，经处理作为叶面肥等使用。污水约300，经处理后可循环再利用。16测试结果：系统的能耗平衡、工况稳定测试结果：系统的能耗平衡、工况稳定17 试验数据表明在循环利用热解燃气的情况下，垃圾的含水率小于30%时，系统的能耗平衡、工况稳定。炭化充分利用了垃圾中的热能资源。垃圾炭化耗能少，自产再生能源燃气足以供自身炭化垃圾所需的热量。尚有余留的热能资源可置换出焦油，经过提炼加工获得燃油产品或可用作燃料直接燃烧；尚有余留的热能资源可置换出有机碳黑，可用作燃料直接燃烧或经特制设备精加工去除玻璃、碎石、杂质后植入农14、田成碳储存器，有效制止了二氧化碳排放进入大气层。碳黑同时也是农作物促长高产的特效有机肥料，是很好的土壤改良碳基肥料。18测试结果：无需专门的垃圾分拣测试结果：无需专门的垃圾分拣/生物质分类生物质分类 良好的垃圾分类是垃圾焚烧的基础之一，但是人员素质和制度执行中的缺陷，是我国目前难以做到的。本项目热解炭化方法无需专门垃圾分拣处理，无论垃圾热值高低都能够进行炭化处理，无需顾虑 垃圾的热值太低，焚烧不起来或者焚烧不充等情况。测试结果：烟气体达标排放，无重金属污染测试结果：烟气体达标排放，无重金属污染19序号序号项目项目单位单位数值含义数值含义国标国标低温炭化低温炭化烟气烟气1烟尘mg/m3测定均值815、015.72烟黑度林格曼黑度,级测定值113一氧化碳mg/m3小时均值15063.44氮氧化物mg/m3小时均值40014.55二氧化硫mg/m3小时均值260ND6氯化氢mg/m3小时均值750.007772汞mg/m3测定均值0.20.001218镉mg/m3测定均值0.1nd9铅mg/m3测定均值1.60.0047710二恶英类ng,TEQ/m3测定均值1.00.0276测试结果：二恶英排放标准是国标的测试结果：二恶英排放标准是国标的1/501/5021垃圾处理产物的资源化利用垃圾处理产物的资源化利用黑炭黑炭焦油焦油内循环燃料内循环燃料重整柴油重整柴油土壤固碳土壤固碳燃气燃气叶面肥叶面肥16、垃圾热解生成的黑炭中重金属固化剂处理垃圾热解生成的黑炭中重金属固化剂处理 炭化过程由于温度相对较低，垃圾中的金属、玻璃等在垃圾裂解的过程中都炭化过程由于温度相对较低，垃圾中的金属、玻璃等在垃圾裂解的过程中都保持原样，因此更容易分选出来。本项目采用了重金属固化剂处理，也由于保持原样，因此更容易分选出来。本项目采用了重金属固化剂处理，也由于金属未发生化学变化，金属未发生化学变化，解决了黑炭中的重金属污染解决了黑炭中的重金属污染，可服务于农业生产，不可服务于农业生产，不会造成重金属二次污染。会造成重金属二次污染。创新科技：技术标准一创新科技：技术标准一n生活垃圾炭化预处理系统技术与设备，所开发一套针17、对生活垃圾炭化工艺的生活垃圾炭化预处理系统技术与设备，所开发一套针对生活垃圾炭化工艺的破碎技术与设备破碎技术与设备,及其机械挤压脱水工艺技术研究等，配合烟气余热干燥工艺及其机械挤压脱水工艺技术研究等，配合烟气余热干燥工艺技术，确保进入炭化工艺段的垃圾含水率技术，确保进入炭化工艺段的垃圾含水率30%30%。n生活垃圾内循环封闭式低温炭化系统技术与设备，所开发成一套生活垃圾内生活垃圾内循环封闭式低温炭化系统技术与设备，所开发成一套生活垃圾内循环封闭式低温炭化系统，实现封闭式低温炭化工艺技术，其中考核：循环封闭式低温炭化系统，实现封闭式低温炭化工艺技术，其中考核：产生的燃气100%满足炭化炉的能量需18、求；垃圾有机质完全炭化；炭黑产出率15%、焦油产出率1.2%、残渣量低于5%。创新科技：技术标准二创新科技：技术标准二n生活垃圾污染控制系统方案研究，所开发成一套烟气污染控制技术、混合型生活垃圾污染控制系统方案研究，所开发成一套烟气污染控制技术、混合型污水深度处理技术、高效臭气处理技术及集成，并经第三方资质单位检测污污水深度处理技术、高效臭气处理技术及集成，并经第三方资质单位检测污染排放达到国家要求的相关标准：染排放达到国家要求的相关标准：混合型污水深度处理排放达到污水综合排放标准（XX978-1996）；烟气排放达到生活垃圾焚烧污染控制标准（GXX85-2001），其中二恶英排放达到欧盟2019、00标准；恶臭去除率达到90%，臭味排放达到恶臭污染物排放标准（GXX4-93）规定的排放限值。创新科技：技术标准三创新科技：技术标准三n资源化利用与开发资源化利用与开发炭基肥料重金属指标符合有机肥的标准（炭基肥料重金属指标符合有机肥的标准（XX2002XX2002）；膜法生物质焦油再生的工艺膜法生物质焦油再生的工艺条件不引入新的化学试剂、不污染环境，使得分离体系在无相变的条件下进行净化，从焦油再生获取的柴油中污染物金属（Ca、Zn、Mg等）含量低于10ppm（以质量计）；部分关键指标（如热值、闪点、运动粘度、残炭、灰份、含硫量及机械杂质等）达到或接近柴油，获得与柴油相同的使用效果，以此来保证20、再生资源的使用性能和价格优越性。n在本项目示范成功与推广的基础上，进一步研制焦油再生燃料柴油的中试装在本项目示范成功与推广的基础上，进一步研制焦油再生燃料柴油的中试装置并通过运行确定最优工艺参数，获取更好油品质量的生物质柴油。置并通过运行确定最优工艺参数，获取更好油品质量的生物质柴油。黑炭黑炭资源化利用：旱地玉米增产资源化利用：旱地玉米增产施生物黑炭40吨/公顷比单施氮肥45kg/亩增产200kg/公顷商丘玉米试验商丘玉米试验新疆灰漠土新疆灰漠土27黑炭黑炭资源化利用：资源化利用：土壤改良剂和碳基肥料土壤改良剂和碳基肥料福建菜地试验福建菜地试验-增产、病虫害减少，根系发达增产、病虫害减少，根系21、发达（左，施用垃圾生物黑炭 右；不施用垃圾生物黑炭）黑炭黑炭资源化利用：浙江旱田试验块根类增产显著资源化利用：浙江旱田试验块根类增产显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处理组胡萝卜的平均单个重量为181.5g，折合亩产为4.72吨/亩；对照组胡萝卜的平均单个重量为84.1g，折合亩产为2.19吨/亩。处理与对照相比，胡萝卜产量增加了116%，说明土壤中施用40吨黑炭/公顷的垃圾黑炭能显著增加胡萝卜产量。关键技术：热气机热电联供机组关键技术：热气机热电联供机组生物质分布式供能系统生物质分布式供能系统热气机特点热气机特点燃料要求低燃料要求低 关键技术：吸收式制冷特点关键技术：吸收式制冷特点热源要求低热源要求低 谢谢谢谢 谢！谢！农林业秸秆柴草生物质气化炭化制氢农林业秸秆柴草生物质气化炭化制氢餐厨餐厨 生活垃圾生活垃圾 固废气化炭化制氢固废气化炭化制氢