生活垃圾低溫熱解設備的改進＊

黃湘寧 ,朱彩萍 ,管知深 ,閆俊輝，康 魏，李育昌，朱躍彬

（1.青海師范大學，青海 西寧 810008；2.廣東熠森能環(huán)保科技有限公司，廣東 廣州 510000）

1 研究背景

生活垃圾低溫熱解設備在高原高海拔牧區(qū)特色生活垃圾治理上表現(xiàn)優(yōu)異，但設備在高海拔地區(qū)應用時會出現(xiàn)一些問題。本研究通過在試驗過程中出現(xiàn)的一系列問題做深度改進，并圍繞出現(xiàn)的出灰揚塵問題、爐內冰凍垃圾、布料不均問題、爐排耗水問題設備改進前后做詳細對比試驗，探究改進后設備在高原高海拔牧區(qū)的應用。

2 改進出灰揚塵問題后的應用效果

生活垃圾低溫熱解技術[1]在高海拔地區(qū)應用過程中，由于灰渣含水率極低，且高海拔區(qū)域濕度低、大風天氣多，在出灰過程中極易出現(xiàn)無組織揚塵，危害現(xiàn)場操作人員身體健康[2]，有損區(qū)域環(huán)境質量，為此項目組技術人員根據實際情況，有針對性地對生活垃圾低溫熱解設備進行改進，利用在尾氣處理過程中產生的冷凝水，在生活垃圾熱解設備內加裝噴霧降塵裝置，對從爐底出來的爐渣進行噴霧加濕預處理，增加爐渣濕度，大大降低揚塵的幾率，改進后的設備經過2020 年10 月—12 月的跟蹤觀察，基本杜絕了出灰無組織揚塵問題。經現(xiàn)場采用激光粒子計數器在噴淋前后進行多次檢測，對甘肅省冶力關鎮(zhèn)、四川省阿壩州黑水鎮(zhèn)、青海省果洛州江千鄉(xiāng)等高海拔地區(qū)生活垃圾熱解設備改進前后的數據進行比較，見表1。

表1 三地設備加裝噴霧降塵裝置前后數據對比

從上述結果，可以分析得出，針對生活垃圾低溫熱解技術出灰揚塵問題的改進方案，不僅僅可以應用青海高海拔地區(qū)，也可以在上述類似區(qū)域廣泛應用，同樣達到了較為理想的效果，既解決了操作人員出灰時揚塵較大又解決了尾氣處理產生的冷凝水無去處的問題。在上述區(qū)域，該升級改造方案，在將來大力推廣和應用生活垃圾低溫熱解技術進行就地無害化處理的時候，將起到重要作用。

3 增加爐內垃圾攪拌裝置后的應用效果

對于生活垃圾處理裝置，不論采用何種工藝，都需要對爐內垃圾進行較為均勻布控[3]，這樣既起到了通過垃圾層截留顆粒物和有毒有害物質的好處，同時又增加了垃圾處理效率。針對青藏高原高海拔地區(qū)，本項目增加垃圾攪拌裝置，解決冰凍垃圾入爐后不均勻問題，通過實踐，在沒有冰凍垃圾的情況下，垃圾攪拌裝置對爐內垃圾的均勻布控，也起到了很好的作用，既大大減輕了工作強度，又提高了垃圾處理效率，在青海省果洛州成功應用的基礎上，垃圾攪拌裝置在甘肅省冶力關鎮(zhèn)、四川省阿壩州黑水鎮(zhèn)等設備也改造安裝完成，經過一段時間設備穩(wěn)定運行后，收集各5 天生活垃圾低溫熱解裝置運行處理量數據和減少操作人員對垃圾進行均勻布控的次數，和未安裝垃圾攪拌裝置之前數據對比見表2。

表2 三地設備加裝爐內垃圾攪拌裝置前后數據對比

通過上述數據表明，爐內垃圾均勻布控，是垃圾處理的效率影響較大的因素之一，增加垃圾攪拌裝置不僅有效解決高海拔高寒地區(qū)的入爐結冰垃圾處理問題，同樣可以解決爐內垃圾布控均勻的問題，增加垃圾攪拌裝置大大提高了生活垃圾處理效率，可以推廣到全國相同類型或近似類型的處理裝置中，有效解決生活垃圾就地無害化處理問題。

4 增加風冷爐排應用效果

生活垃圾處理裝置中的爐排是重要部件，爐排的損壞不僅影響垃圾處理效率，還大大增加維護和更換成本，所以本研究在應用現(xiàn)有設備的基礎上，繼續(xù)改進和增加了風冷爐排的應用。因為用液體冷卻，不僅需要用到水和冷卻水塔，在缺水的地方或停水的時候，雖然會有應急和保護措施，但同樣會嚴重影響爐排的冷卻效果，另外冷卻水塔在使用時同樣地增加了能耗。在上述情況下，依據高原高海拔地區(qū)氣溫較冷的情況，經過數據測算和實驗，改進了爐排的局部結構，把整體爐排分成3 個一組，通過空氣泵通入外接空氣，循環(huán)降溫換熱，既起到冷卻爐排的效果，同時又不會因為太過快降低溫度，引起灰渣層的溫度劇烈變化而影響垃圾處理效率。從爐排出來的干凈熱空氣，通過保溫管道連接至工人休息室、廚房、廁所等地方用來供暖或在垃圾臨時存儲區(qū)布控管道，熱空氣通過管道，把垃圾進行預烘干，熱空氣也可以用于結冰垃圾進行除冰融化等可行方案[4-5]。改造后的風冷爐排如圖1 所示。

圖1 風冷爐排示意圖

風冷爐排裝置在甘肅省冶力關鎮(zhèn)、四川省阿壩州黑水鎮(zhèn)、青海省果洛州江千鄉(xiāng)等三臺設備進行相應的改造安裝完成，經過一段時間設備穩(wěn)定運行后，收集各10 天生活垃圾低溫熱解裝置爐排溫控報警次數和未改裝風冷爐排裝置之前數據對比見表3。

表3 三地設備加裝風冷爐排裝置爐排溫控報警前后數據對比

續(xù)表3

通過統(tǒng)計數據表明，在未改裝成風冷爐排之前，由于每個操作人員出爐渣的經驗、方式等不同，導致原來出灰渣時，更加依賴于爐排溫控報警裝置，且報警次數也較為頻繁，自從改裝為風冷爐排后，不論操作人員如何出灰渣，爐排溫控報警裝置沒有或較少報警，說明風冷爐排起到了很好的保護作用，此改進方式可以推廣到全國相同類型或近似類型的處理裝置中，有效解決了爐排變形問題。

5 優(yōu)化后的生活垃圾低溫熱解技術在高海拔地區(qū)應用的討論

本研究從2019 年4 月開始，針對高海拔高寒地區(qū)垃圾的特性，在青海省果洛州江千鄉(xiāng)開展生活垃圾低溫熱解設備應用近兩年的基礎上，對設備進行了尾氣冷凝水噴霧降塵裝置、垃圾攪拌裝置解決冰凍垃圾破冰及均勻垃圾層、水冷爐排裝置冷卻液熱量回用供熱供暖等6 項技術優(yōu)化，優(yōu)化后的生活垃圾低溫熱解技術，經過三地設備的實際應用表明，針對高海拔地區(qū)的環(huán)境特點，在原有生活垃圾低溫熱解技術基礎上，通過對設備的6 項技術優(yōu)化改造，大大提高了垃圾處理效率、加強了對操作人員身體和環(huán)境的保護，更加有效增強了對爐排壽命的保護，這些優(yōu)化技術，對生活垃圾低溫熱解設備在高海拔地區(qū)的大規(guī)模應用起到了示范作用。