垃圾氣化

垃圾氣化

垃圾氣化是專業術語,指將生活垃圾轉變為能源。

基本介紹

  • 中文名:垃圾氣化
  • 釋義:生活垃圾轉變為能源
  • 類型:普通氣化和等離子氣化
  • 試點美國加拿大法國英國
定義,類別,成功發電,反對,支持,

定義

垃圾氣化指人們出於對能源安全與氣候變暖的擔憂,加上處理全球垃圾的成本逐漸上升,將生活垃圾通過缺氧燃燒轉變為可燃性氣體,進而轉變為能源的過程。而該過程幾乎不會產生任何危害氣體排放。但反對者認為,將垃圾氣化的過程並不清潔,而且就能耗和污染排放而言,該過程根本談不上環保

類別

垃圾氣化分為普通氣化和等離子氣化。
垃圾氣化是指在密閉的容器中,將垃圾進行缺氧燃燒,利用空氣和蒸汽做為混合氣化劑,爐溫控制在800℃,使垃圾釋放出大量的一氧化碳、氫氣、甲烷等可燃性的氣體,在經過過濾和清洗後,可將該氣體轉化為電能或熱能來進行利用。由於整個氣化過程溫度較低,不會大量生成氮氧化物;氣化過程中產生的二噁英可以利用急冷設施配合活性炭吸附塔以及布袋除塵裝置完全去除,最終可以使氣化產生的可燃氣體變為真正純淨的綠色能源
等離子氣化(plasma gasification)需要在封閉的燃燒室中將垃圾高溫加熱。這種過程發生在幾乎無氧的情況下,垃圾中的有機成分不會燃燒,而是轉變為一氧化碳和氫氣的合成氣(syngas)。該氣體經過濾,化學成分可以被“清洗”掉,從而去除有毒分子和氣體,然後經燃燒產生能量,或轉化為諸如沼氣乙醇或合成柴油等的燃料。這個過程之後,最後剩下灰塵、過濾器和清洗留下的化學物質,再經處理即可送去掩埋或排入下水道。等離子氣化是在更高溫的情況下蒸發垃圾,使更多有機廢物氣化,其溫度可達1萬攝氏度,而普通氣化溫度僅為800攝氏度。等離子氣化技術的另一優點是,高溫不會使垃圾變成細灰,而是玻璃質固體,這種固體理論上可以用作建築行業里的填充料。但是等離子垃圾氣化本身耗能巨大,難以實現商業化。
過去處理垃圾的方法是通過焚燒爐燃燒產生蒸汽,驅動渦輪機,帶動發電機發電。相比而言,氣化比焚燒一定量的垃圾要產生更多的能量,而且排放有毒有害物質會更少。
目前氣化垃圾技術的試點廠在美國加拿大法國英國葡萄牙等國已經建立,其中大部分使用的是等離子氣化技術。日本已有兩家商業化等離子垃圾氣化發電廠。中國也有生活垃圾氣化中心,已經實現穩定發電。

成功發電

2004年秋,美國北達科塔大學能源和環境研究中心(EERC)已經成功地利用生物能發電,其所採用的技術是柴油發電機低成本氣化技術。燃料為森林廢棄物、劈柴、鋸末和農業副產品。
2004年秋季EERC已經完成了100小時生物氣化燃燒劈柴連續運行。其運行過程是把劈柴轉化成小型燃氣發電機可燃燒的氣體。該技術可自動運行,為發電機提供清潔和高質量的燃氣。所產生的氣體已成功地運行一台100馬力的John Deere發動機,並進行污染檢測。

反對

儘管全球出現越來越多的垃圾氣化發電廠試點,然而非所有人都對這種環保主義者的“理想”抱歡迎態度。反對者認為,將垃圾氣化的過程並不清潔,而且就能耗和污染排放而言,該過程根本談不上環保,這種方法還可能給浪費的社會風氣“煽風點火”。
氣化過程中,有機物質被高溫加熱時可能產生有毒廢氣。還有人說,氣化垃圾過程中產生的氯氣,可能在等離子氣化的高溫、缺氧情況下導致額外問題。
早期垃圾氣化的探索實踐往往在環保和資金上都具有毀滅性質,氣化垃圾方法一直就遭到詆毀,其中包括德國卡爾斯魯厄(Karlsruhe)的商業性質垃圾氣化發電廠有毒氣體泄漏事故。該廠於2000年被暫時關閉,2004年正式關閉。
反對者還認為氣化仍然會產生二氧化碳。全球焚燒工藝聯盟(Global Alliance forincineratorAlternatives)的尼爾·唐格里(Neil Tangri)表示,氣化發電廠不過是給焚燒爐鑲了層金邊。他說:“垃圾氣化有箇中間過程沒錯,但最終結果還是燃燒。”
波士頓獨立智庫Tellus 研究所(Tellus Institute)最近的一項研究結論是,儘管將每噸垃圾氣化比將其填埋要產生比後者高出5倍的能量,但甲烷重捕系統的填埋方法卻比氣化混合氣燃燒少排放2.5倍二氧化碳。

支持

目前中國城市垃圾處理的技術對策是:以衛生填埋和高溫堆肥技術為主,提倡有條件的城市特別是沿海經濟發達地區發展焚燒技術。但是填埋和堆肥都會對土壤及水源造成巨大的污染,並且占用大量土地;而焚燒技術由於受到國內垃圾成分的限制(國內垃圾沒有分類,各種物質混雜),無法真正實現將垃圾轉化為無毒無害綠色能源的目的。現階段唯有垃圾氣化技術可以適應中國國情,即處理複雜成分的生活垃圾。
垃圾氣化過程由於其反應溫度較低,且所需空氣量較小,所以產生的有毒有害物質會大幅減少,配合先進的過濾清洗設備,可以將有害物質的含量控制在很低的水平。
由於垃圾氣化過程中能量轉換次數少,所以最終轉化得到的能量會大幅超越垃圾焚燒技術,並且在氣化過程中無需添加任何的助燃物,使其更具有商業運營價值。

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