垃圾衍生燃料(Refuse Derived Fuel,简称RDF),是将生活垃圾经过机械生物处理,通常经过分选、破碎、干燥、成型等工序,将其中可燃物加工成燃料。垃圾衍生燃料(RDF)就是浓缩的生活垃圾,通过生活垃圾机械生物处理(前处理/预处理),去除灰土等无机物,以及减少水分后,加入添加剂,压缩成所需形状的固体燃料。
RDF的性质随着地区、生活习惯、经济发展水平的不同而不同。RDF的物质组成一般为:纸68.0%、塑料胶片15.0%、硬塑料2.0%、非铁类金属0.8%、玻璃0.1%、木材、橡胶4.0%、布类5.0%、其它物质5.0%。
由于城市生活垃圾不经处理直接作为固体燃料进行焚烧,存在以下主要问题
- 垃圾中的有机物极易腐烂,运输和贮存都较困难;
- 垃圾具有成分和热值波动大、水分和灰分含量高等特点,容易造成燃烧不稳定;
- 垃圾中常含有塑料、食盐以及其它含氯化合物,高温受热时会产生具有腐蚀性的氯化氢气体,氯化氢排放可形成酸雨,且可在炉内腐蚀金属设备;由于含氯化合物的存在,还可能产生剧毒有害物质—二噁英,对人类健康形成更严重的危害;
- 垃圾焚烧后排出的灰渣通常含有有害金属,如汞、铅等,若处理不当,也会造成环境的二次污染
从上世纪80年代开始,国外开始研究通过制作垃圾衍生燃料RDF来解决焚烧当中的问题。
要提高焚烧炉的运行质量,加大热能利用率,减少尾气治理成本,首先应在垃圾进炉前进行有效的预处理,为焚烧创造有利条件是至关重要的。一种先将城市生活垃圾在进炉前进行有效的预处理和成型加工,然后作为固体燃料被焚烧利用的垃圾衍生燃料的出现,为解决上述问题提供了新的思路,目前已应用于城市生活垃圾焚烧处理资源化利用的工程中。
RDF燃料棒 来源网络
RDF燃料制备工艺流程
RDF生产方便,不受场地和规模的限制,原料一般用袋装,卡车运输即可;管理方便,可长期储存,适用于小城市分散制造后集中给于一定规模的发电站使用,有利于提高发电效率和进行二噁英等的治理。
垃圾衍生燃料制作系统由破碎分选子系统和加工成型子系统组成。RDF加工生产技术是将生活垃圾首先进行破碎,分拣出可燃物,再进行干燥,最后将其挤压成型等处理,制成颗粒状物质—RDF燃料。RDF燃料的特点是大小均匀,所含热值均匀,成型工艺可使垃圾热值提高4倍左右,且易运输及贮存,在常温下可储存6~10个月不会腐烂。因此可以临时将一部分垃圾贮存起来,以解决锅炉技术停运,或者因旺季而导致垃圾产出高峰时期的处置能力问题;通过在RDF成型过程中加入添加剂可以达到炉内脱除SO2、HCl和减少二噁英类物质排放的目的。这种燃料可以作为主要原料单独燃烧,亦可根据锅炉工艺要求,与煤、燃油混烧。垃圾衍生燃料具有热值高、燃烧稳定、易于运输、易于储存、二次污染低和二噁英类物质排放量低等特点,可广泛应用于干燥工程、水泥制造、供热工程和发电工程等领域。
美国检查及材料协会(ASTM)按城市生活垃圾衍生燃料的加工程度、形状、用途等将RDF分成7类。
分类 | 工艺过程 | 说明 |
RDF-1 | 仅仅将生活垃圾中的大件垃圾分离去除 | 疏松RDF |
RDF-2 | 没有去除生活垃圾中金属和玻璃,粗碎通过152mm的筛后得到的固体 | 疏松RDF |
RDF-3 | 将生活垃圾中金属和玻璃去除,粗碎通过50mm的筛后得到的固体 | 疏松RDF |
RDF-4 | 将生活垃圾中金属和玻璃去除,粗碎通过1.83mm的筛后得到的固体 | 粉状RDF |
RDF-5 | 将生活垃圾金属和玻璃去除,其余可燃物粉碎、干燥、加工成型后得到的固体 | 成型RDF |
RDF-6 | 液体燃料 | |
RDF-7 | 气体燃料 |
在美国RDF一般指RDF2和RDF3,在荷兰、瑞士、日本等国家RDF一般是RDF5,其形状为Φ(10~20)×(20~80)mm圆柱状,其热值为14600~21000kJ/kg。
RDF制备工艺
主要分为散装RDF制备工艺、干燥成型RDF制备工艺、化学处理RDF制备工艺。
散装RDF制备工艺
散装RDF是由美国研发的,目前主要在美国应用。
该工艺非常简单。与原生活固废相比具有不含大件固废、不含非可燃物、粒度比较均匀和利于燃烧等优点。但有不宜长期储存和长途运输,易于发酵产生沼气、CO、CO2和恶臭,污染环境等缺点
干燥成型RDF制备工艺
干燥成型RDP制备工艺是由美国、欧洲一些国家开发的。
城市生活垃圾经粉碎、分选、干燥和高压成型等加工工序后,其最终的形状一般为圆柱状。它具有适于长期储存、长途运输、性能较稳定等优点。缺点是不易将城市生活垃圾中的厨余除去、干燥后短时间内较稳定,长时间储存后易吸湿。
化学处理的RDF制备工艺
化学处理RDF有两种制备工艺,一种是瑞士的卡特热公司的J-carerl法,另一种是日本再生管理公司的RMJ法。
J-carerl法工艺流程的特点是先将含有厨余、不燃物的生活固废进行破碎,然后将金属、无机不燃物分选除去,在余下的可燃生活垃圾中加入垃圾量3%〜5%的生石灰(CaO)进行化学处理,最后进行中压成型和干燥得到尺寸为直径10~20mm长20〜80mm圆柱体,其热值为14600〜21000kJ/kg的RDF。该法具有很多优点:(1)RDF可长期储存不发臭,燃烧时NOx、HC1和SOx的量少,并抑制了二恶英的产生:(2)RDF成型时不需高压设备;(3)压缩成型机的容量降低,动力消耗下降,运行费用低:(4)干燥机内塑料等不会熔融或燃烧,干燥机可小型化,设备投资少。
RMJ法与J-carerl法工艺流程大致相同.优点也差不多。RMJ法是先干燥,再加入消石灰添加剂,加入量约为固废的10%,再进行高压成型;J-carerl法是先在固废含湿的状态下加入生石灰,再进行中压成型和干燥。
RDF燃料生产设备
RDF燃料生产系统有破碎分选系统和加工成型系统组成,主要包括以下设备
固废破碎机
根据项目的大小和物料以及其他技术要求的不同,可能使用粗破碎机,双轴剪切式破碎机或细破碎机中的一个或多个设备。主要功能是把垃圾破碎到符合后续分选和成型系统所要求的尺寸。
分选设备
主要功能是去除不能燃烧,有回收价值的物料,包括金属,泥土等。使用的设备包括磁分选机,涡电流分选机,弹跳筛,浮选机等。
压制成型机
负责把处理好的物料压制成要求的形状,又叫RDF成型机,通过压制成型机把燃料压制成型后,是其具有更高的燃烧性能,同时便于运输,一个大型的RDF燃料棒生产线通常配备多台压制成型机
其他设备
根据项目大小和具体要求的不同,其他可包括的设备还有烘干机,风选机等
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