生物質(zhì)燃料耦合紡織固廢發(fā)電的探索和分析

馮宏

摘 要：在部分紡織固廢聚集的地區(qū)，利用現(xiàn)有的生物質(zhì)發(fā)電（熱電）機(jī)組設(shè)施，將紡織固廢和生物質(zhì)燃料進(jìn)行耦合焚燒熱電聯(lián)產(chǎn)或發(fā)電，從燃料特性、技術(shù)工藝流程、環(huán)保方面進(jìn)行分析探討，旨在有效解決區(qū)域性類似生物質(zhì)燃料的紡織固廢處理問題和資源能源回用問題。

關(guān)鍵詞：耦合；生物質(zhì)；紡織固廢；二噁英

中圖分類號(hào)：TM619 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2018）35-0055-02

Abstract： In some areas where textile solid waste is concentrated， the existing biomass power generation （thermoelectric） unit facilities can be used for coupling the incineration of textile solid waste and biomass fuel for cogeneration or power generation. Based on the analysis of fuel characteristics， technological process and environmental protection， this paper aims to effectively solve the problems of textile solid waste treatment and resource and energy reuse similar to biomass fuel in the region.

Keywords： coupling； biomass； textile solid waste； dioxin

前言

中國是紡織品生產(chǎn)和出口的大國，根據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年中國紡織服裝的廢棄物已超過100萬噸，且呈遞增趨勢(shì)[1]。然而在廢舊紡織品的循環(huán)利用和處理上，目前還沒有成熟的回收體系和處置規(guī)范，配套的技術(shù)手段和措施還比較薄弱，還處于初級(jí)探索階段，廢舊紡織品的售出量和回收再利用率仍然很低。如何對(duì)紡織固廢實(shí)施再回收利用，以節(jié)約資源和能源，減少二次污染是我們值得研究的課題。

1 紡織固廢回收利用現(xiàn)狀

目前廢舊紡織品的回收再利用方法主要有物理回收、能量回收和化學(xué)回收三種。

物理回收是指對(duì)廢舊紡織品進(jìn)行篩選、消毒和簡(jiǎn)單的機(jī)械加工后，就可以被重新利用，或是得到一些初級(jí)原材料重新制作成為另外功能產(chǎn)品的回收再利用方法。能量回收是將紡織固廢通過焚燒轉(zhuǎn)化為熱量，用于火力發(fā)電或余熱利用的回收再利用方法[2]。化學(xué)回收是將廢舊紡織品收集、處理，采用化學(xué)方法將原材料中的高分子聚合物解聚，得到單體，然后再利用這些單體制造新的化學(xué)纖維的回收再利用方法。

化學(xué)回收法所需的工藝技術(shù)較高，成本相對(duì)較高適用于大規(guī)模批量生產(chǎn)，對(duì)于所回收的廢舊紡織品所含原料要求較為嚴(yán)格，目前應(yīng)用很少。物理回收是最有效的回收再利用方法，但是總有部分紡織品或者原料不能采用這種辦法有效回收變成為固廢，對(duì)于不能物理回收的廢舊紡織品適合采用能量回收方法。

目前，紡織固廢比較規(guī)范的技術(shù)線路是采用專門的紡織業(yè)垃圾焚燒爐進(jìn)行焚燒處理。其中一部分企業(yè)進(jìn)行了能量回收利用，但規(guī)模較小，一般不是連續(xù)運(yùn)行。煙氣處理系統(tǒng)采用急冷塔+活性炭噴射系統(tǒng)+消石灰投加裝置+袋式除塵器+活性炭吸附的組合工藝進(jìn)行煙氣凈化，凈化后的煙氣排放限值要求滿足GB18484-2014《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)紡織企業(yè)來說專門建設(shè)紡織業(yè)垃圾焚燒，從經(jīng)濟(jì)投資上比較昂貴，從能源利用效率上比較低，從環(huán)保達(dá)標(biāo)排放角度講由于分散和不連續(xù)運(yùn)行很難監(jiān)管。所以實(shí)際上很多紡織廢品沒有真正回用和處置，造成二次污染。

2 生物質(zhì)燃料耦合紡織固廢可能性

紡織固廢主要分布在我國蘇南浙北這個(gè)紡織業(yè)發(fā)達(dá)的區(qū)域，也是目前世界上最集中的紡織品集散地。近年來這個(gè)區(qū)域陸陸續(xù)續(xù)建設(shè)了區(qū)域性的生物質(zhì)發(fā)電（熱電）項(xiàng)目，主要焚燒處理當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)林廢棄物，對(duì)資源綜合利用和環(huán)境保護(hù)有很大作用，但是由于南方秸稈季節(jié)性較強(qiáng)，水分大，收集難度大，導(dǎo)致燃料成本較高，大多數(shù)生物質(zhì)項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)性較差。如果將紡織固廢作為燃料耦合生物質(zhì)燃料進(jìn)行焚燒發(fā)電（供熱），既解決了紡織企業(yè)廢品無法解決處理的問題，也在一定程度上產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益，發(fā)揮資源綜合利用、節(jié)能、環(huán)保多方面綜合效益。

生物質(zhì)燃料和紡織固廢在性狀和熱值方面具有一定的相似性。在江浙一帶，生物質(zhì)主要是農(nóng)作物秸稈、農(nóng)林廢棄物、木材加工廢棄物為主。生物質(zhì)燃料水分較大，一般30-55%，熱值一般在9196-13794kJ/kg左右。見表1：

紡織固廢主要是無法再利用的布條、棉麻邊角料、車間清掃紡織品和灰塵混合物。熱值一般在9196-17720kJ/kg左右（見表1）。

而將紡織固廢耦合現(xiàn)有的生物質(zhì)機(jī)組則有很大優(yōu)勢(shì)，包括燃料輸送、焚燒、煙氣處理及在線監(jiān)測(cè)、熱量利用、灰渣處理等所有的設(shè)備設(shè)施系統(tǒng)基本上都可以充分利用。從經(jīng)濟(jì)角度分析，目前生物質(zhì)燃料收集到廠價(jià)500元/噸（熱值10868-13794kJ/kg）左右，而同樣熱值的紡織固廢可以向紡織企業(yè)收取處理費(fèi)100-150元/噸。對(duì)紡織企業(yè)和生物質(zhì)發(fā)電（熱電）企業(yè)都會(huì)產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。

3 生物質(zhì)耦合紡織固廢焚燒發(fā)電技術(shù)的主要工藝流程

在焚燒過程中，生物質(zhì)燃料耦合紡織固廢燃料即以一定空氣量在爐內(nèi)進(jìn)行氧化燃燒反應(yīng)，燃料中的有毒有害物質(zhì)在高溫下氧化、熱解而被破壞，所以高溫焚燒是一種可同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢物無害化、減量化、資源化的處理技術(shù)[3]。

生物質(zhì)耦合紡織固廢發(fā)電技術(shù)的主要工藝流程和生物質(zhì)直燃發(fā)電流程相同，如圖1所示。

兩種燃料在粉碎設(shè)備系統(tǒng)有一定的不同，生物質(zhì)主要是打包的秸桿和廢棄的木材邊角料，采用切碎粉碎設(shè)備；紡織固廢主要是棉麻廢棄的布料和絲狀固廢，采用撕碎設(shè)備為主，考慮到入爐堵塞問題，尺寸要求平均5cm最長(zhǎng)不超過10cm。因此，因地制宜采用不同的粉碎系統(tǒng)，然后在輸送系統(tǒng)逐漸以一定比例摻混耦合，盡量均勻以保證爐內(nèi)穩(wěn)定燃燒和煙氣處理系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，生物質(zhì)燃燒和紡織固廢減容比一般可以達(dá)到≥93%，故生物質(zhì)耦合紡織固廢燃燒后減容比一般也可以達(dá)到≥93%。

4 生物質(zhì)燃料耦合紡織固廢焚燒煙氣處理

生物質(zhì)耦合紡織固廢焚燒煙氣治理流程為：爐膛→SNCR→旋風(fēng)分離器→SNCR→高溫過熱器→低溫過熱器→省煤器→空氣預(yù)熱器→旋風(fēng)除塵器→活性炭粉末噴射吸附系統(tǒng)→布袋除塵器→引風(fēng)機(jī)→濕法脫硫裝置→煙囪，如圖2所示?？紤]到固廢焚燒可能會(huì)產(chǎn)生一些有毒有害氣體和二噁英等，在布袋除塵器前增加活性炭粉末噴射吸附系統(tǒng)?？梢猿煔庵械拇蟛糠钟蠧l2、HCl、H2S等有毒有害氣體、二噁英以及部分重金屬。

在焚燒過程中，采用成熟的“3T”技術(shù)對(duì)影響二噁英生成的多個(gè)因素進(jìn)行了有效控制。另外，二噁英再次合成的最佳溫度介于200-400攝氏度之間。因此，活性炭系統(tǒng)和布袋除塵器的工作溫度應(yīng)該在200攝氏度以下，有效避免了二噁英的生成和排放[4]。

煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)采用兩個(gè)更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，生物質(zhì)焚燒煙氣執(zhí)行GB13223-2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)，紡織品垃圾焚燒執(zhí)行GB18484-2014《危險(xiǎn)廢物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)。生物質(zhì)燃料耦合紡織固廢焚燒煙氣排放標(biāo)準(zhǔn)則應(yīng)該兩者排放標(biāo)準(zhǔn)都執(zhí)行，相同污染因子比如顆粒物、二氧化硫、氮氧化物的排放濃度選擇從嚴(yán)執(zhí)行。

5 問題與前景

紡織品固廢目前沒有明確列入國家工業(yè)固體廢物資源綜合利用產(chǎn)品目錄，仍然缺乏一定的政策和規(guī)范指導(dǎo)實(shí)際工藝路線的實(shí)施。

隨著公民環(huán)保意識(shí)垃圾分類工作進(jìn)一步深入開展，新材料可能會(huì)逐步替代一部分紡織品，或者將來紡織產(chǎn)業(yè)的逐漸轉(zhuǎn)移，紡織固廢可能逐漸會(huì)減少，但目前因地制宜將生物質(zhì)燃料耦合紡織固廢， 是有益于環(huán)境和資源綜合利用的，是符合產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)保、低碳綠色可持續(xù)發(fā)展的。

參考文獻(xiàn)：

[1]國內(nèi)外紡織品廢料回收利用現(xiàn)狀[Z].變寶網(wǎng)，2016.

[2]劉路遠(yuǎn).廢舊紡織品循環(huán)利用成為未來方向[Z].2016.

[3]艾雪竹，汪婷婷，李強(qiáng)，等.生物質(zhì)發(fā)電及其灰渣處理綜述[J].安徽化工，2017（2）.

[4]許智博.生物質(zhì)發(fā)電是秸稈綜合利用的有效途徑[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（04）.