《城市可燃固体废弃物高效清洁燃烧及污染物控制技术》

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随着中国经济高速发展,2017年中国生活垃圾产生量为18850.5万吨,城市污泥产量为3015.9万吨。针对城市可燃固体废弃物能源化和污染物控制技术落后等现状,从城市可燃固体废弃物减容化处理及污染防治和资源循环利用的国家重大需求出发,但由于受到技术、经济等方面的制约,中国城市可燃废弃物处理领域缺乏可行的低成本、大规模、可持续利用技术,难以满足国家对城市可燃废弃物处理的要求。因此,自主研发满足上述领域需求的城市可燃固体废弃物高效、低污染处理技术日趋迫切。

项目组以国家重大需求为导向,在国家自然科学基金项目支持下,经过多年协同攻关,通过流化床高效清洁燃烧系统设计、优化和污染物有效控制的系列关键技术开发与集成,构建了城市可燃固体废弃物能源化、低污染、无害化处理处置系统体系,在处理工艺中引入特定的高效流态化脱硝装置,并实现其稳定着火和均匀燃烧,研发出满足城市可燃固体废弃物处理要求的高效清洁燃烧及污染物控制技术。主要科技创新如下:

1.创新性开发出适应多组分城市可燃固体废弃物高效低污染的流化床混烧新技术。解决了外置启动燃烧室加热效率低、炉体升温速率慢等技术难题,实现了城市可燃固体废弃物的稳定着火和均匀燃烧,污染物生成显著降低。

2.提出了一种流化床高效颗粒层催化脱硝工艺,开发出新型一种循环流化床催化还原法脱硝反应器。解决了脱除烟气中颗粒物和氮氧化物协同脱除,减少催化剂磨损,改善脱硝效率,具有可燃固体废弃物处理成本低、系统稳定、适用性强、污染物排放水平低等特点。

3.开发出一种具有连续、低耗能的高效流态化反应器及使用该反应器的烟气催化脱硝装置系统。通过在催化反应单元与颗粒物脱除装置之间设置柔性金属筛网,有效拦截并分离燃烧烟气中大颗粒粒径的颗粒堆积物,解决了大颗粒堆积物对催化剂的冲刷、堵塞及脱硝反应器的脱硝效率低等问题。

4.开发出城市可燃固体废弃物焚烧烟气预热、除尘催化脱硝反应装置。解决了现有的脱硝反应器由于烟气预热不均而引起的脱硝效率低的问题,同时解决了烟气在反应器均匀混合和催化剂定量优化控制等难题。该技术可有效地抑制烟气中氮氧化物等有害物质的扩散和迁移。适用于对城市可燃固体废弃物焚烧烟气中氮氧化物等污染物的批量化和工业化处理。

该项目在实施过程中获授权国家发明专利10项,实用新型4项,发表论文18篇,其中SCI、EI收录7篇。获得成果评价1项,河南省教育厅科技成果一等奖1项。该项目成果通过与国内能源、电力等相关公司的产学研合作,实现了产业化、规模化推广应用,该技术处于国内领先水平。该项目实施三年来共新增产值9984.58万元,形成了一套完整的城市可燃固体废弃物高效能源化利用技术体系,为解决中国城市可燃固体废弃物清洁处置和污染物减排等重大需求问题提供科学指导和技术支撑。为中国可燃城市废弃物无害化处理起到了重大推动作用,对于生态环境、加快环保装备制造业发展具有重要战略意义。

成果说明

该项目的完成将有助于企业研发能力、系统改造技术和产品结构的调整与技术提升,提高现有技术的附加值。可燃固体废弃物高效清洁燃烧及污染物控制关键技术项目相关成果成功应用焦作市宇星锅炉有限责任公司、洛阳阳光发电有限公司、洛阳西格马炉业有限公司等。三年均产值约0.998亿元,新增利润5681.92万元。用于污泥处置的锅炉是3台35t/h循环流化床锅炉,以三台汽轮发电机总发电功率为12730kW,自用电为3819kW,外供8911kW,全年运行7000小时,共外供8911*7000=0.624亿kW.h,每度电售价按

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