近年來,國家出臺一系列政策要求各行各業推動落實節能減碳要求,其中垃圾處理是城市綠色低碳循環發展的重要一環。以往,垃圾處理主要方式是填埋、焚燒、堆肥,而位于惠州的火神(廣東省)環保科技有限責任公司(以下簡稱“火神公司”)利用一項顛覆性的黑科技,研發出全新的固體垃圾處理新方式,助力“無廢城市”建設和“雙碳”目標實現。
01 裂解氣化垃圾處理實現“四無”
氣化爐開啟,進料口放入的生活垃圾以及電鍍泥等工業垃圾,進入相對密閉的氣化爐進行高溫裂解,只見氣化焚燒爐內騰起通紅的火苗,卻不見煙霧彌漫。不久之后,和氣化爐連通的輸氣管道就輸送出無色無味的可燃氣體,這些氣體在1000°C的高溫環境下充分燃燒……7月15日,在由火神公司研發的“赫菲斯”垃圾裂解氣化焚燒爐旁,5家工業產廢企業人士,在火神公司負責人的陪同下,現場觀摩了垃圾無害化裂解氣化焚燒,見證了一堆臭烘烘垃圾在裂解氣化技術下的“魔法消失術”。

工作人員正在操作垃圾裂解氣化焚燒爐。 惠州日報記者馮旺廷 攝
“國內的垃圾焚燒設備一般從德國日本進口,這些設備使用成本高,使用附加廢物多,它處理一種垃圾,會產生四種垃圾。而我們研發的這套設備,采用了垃圾裂解氣化技術,能夠就地、及時因地制宜地處理垃圾,在不產生二次污染的前提下,解決當前迫在眉睫的垃圾污染問題。”火神公司法人代表曾花介紹道。
城鄉承載著萬般精彩,也無時無刻不在產生廢物垃圾。如何解決美好的城鄉生活與大量廢物需要處理之間的矛盾,是擺在我們面前的一道必答題。“全面建設垃圾處理處置等環境基礎設施”被列入我國“十四五”規劃綱要,國家出臺的多項文件都對垃圾處理提出了明確要求。
近年來,國內大力推廣垃圾分類,細化垃圾分類領域,其中固廢產生量呈現出快速增長的態勢,固廢處置和利用也逐漸成為當下人們關注的焦點話題。然而在固廢垃圾處理方面,此前主要處理方式仍然是填埋、焚燒、堆肥,處理過程可能產生廢氣(惡臭、顆粒物等)、廢水(滲濾液)、廢渣(爐渣、飛灰等)和溫室氣體(甲烷、二氧化碳等),因此垃圾處理過程意味著新污染物的產生和排放,亟須綠色低碳循環處理方式,而固廢處理裝備成為了處理大量產生的固體廢物的關鍵。
“垃圾裂解氣化是一個復雜的多項物理及化學過程,這套裝備最大的特點是在處理垃圾時,可以直接處理濕垃圾,不用先行發酵、烘干,全程實現無黑煙,無廢水,無異味,無焦油,殘渣率低于5%。”曾花解釋了“赫菲斯”垃圾裂解氣化焚燒爐的運用原理,該設備通過不斷技術革新和工藝創新,采用目前最先進的兩段式熱解氣化燃燒模式,即將垃圾處理后放入一個密閉的特制容器,在限氧狀態下,將垃圾熱解氣化,使其轉化為可燃氣體,充分燃燒,并產生高熱能輸出,不產生飛灰,垃圾減量化程度可達85%至95%。該項技術發明克服了傳統垃圾處理的技術缺陷,達到了垃圾處理“減量化明顯、無害化顯著、資源化高效”的效果。
02 曾援助雷神山醫院醫療垃圾處理
“我們這套技術設備還曾經援助過武漢雷神山醫院醫療垃圾處理。”曾花告訴記者,2020年新冠疫情期間,新冠肺炎醫療垃圾屬高危廢棄物,具有感染性強、成分復雜、含水率高低不一、處理要求高的特征,不能對垃圾進行任何預處理,處理難度極大。火神公司總工程師、湖南人文科技學院固廢工程中心主任、湘潭大學兼職教授、湖南大學校外導師陳慶平教授帶領團隊捐建湖北10個醫療廢物處理站,特別是捐建武漢雷神山醫院醫廢垃圾處理站,完成雷神山醫院醫療垃圾無害化氣化裂解處理車間建設任務,有效解決了關鍵時期湖北疫情產生的醫療垃圾,受到中國工程院、中華人民共和國生態環境部,以及湖北省和武漢市生態環境部門的高度肯定和贊譽。

該公司還擁有處理工藝以及可凈化燃氣的生物質氣化設備等發明專利,同時擁有四項實用新型專利。
據介紹,火神公司成立于2020年,有一支專業的科研團隊,包括陳慶平及湖南大學物理與微電子科學學院副院長,教授、博士生導師陳克求等。其中陳慶平專職研究垃圾裂解氣化技術17年,此前已在湖南婁底建成4500平米垃圾裂解氣化試驗車間,主持制訂企業標準《Q/OCNW 001-2020醫療廢物氣化處理裝備及工藝》,在國家企業標準信息公共服務平臺公示。研究項目《新冠肺炎醫療危廢物大容量無害處理關鍵技術與裝備研制》(2020KYGG0503)獲中國工程院立項。
陳慶平教授多年來潛心研究垃圾無害化處理,在中國工程院支持和歐陽曉平院士的指導下,組建科研團隊,通過大量原創性試驗,突破原有裂解氣化理論,在垃圾預處理、垃圾氣化裂解、燃氣燃燒、熱能利用等方面取得技術突破,將裂解氣化技術應用于生活垃圾、醫療垃圾、工業固廢和危險廢物處理諸多領域,形成各種不同種類垃圾裂解氣化處理工藝群,部分技術在全球領先。
“赫菲斯”垃圾裂解氣化焚燒爐是火神公司具有完全自主知識產權的“裂解氣化型垃圾無害化處理綜合利用裝置”,該公司還擁有處理工藝以及可凈化燃氣的生物質氣化設備等發明專利,同時擁有四項實用新型專利,分別是生活垃圾處理設備用裂解氣化裝置、聚合物垃圾處理用裂解氣化裝置、防止有害氣體外泄的垃圾處理設備、高效農村生活垃圾處理裝置。
03 助推“無廢城市”愿景成為現實
“使用這種裂解氣化技術處理垃圾,垃圾分類只需分為可回收和不可回收,把有價值的收回來,把沒有價值的全部處理掉,可大大節約垃圾分類步驟。這項技術和裝置還可以就地消化垃圾,避免了垃圾運輸產生的二次污染,此外不僅省電,還能發電,讓垃圾處理既節能又環保。”曾花詳細介紹了垃圾裂解氣化技術的優勢。

火神環保第三代產品。
首先是節能高效。使用該設備,只有在第一次點火時需要助燃輔助劑,運行時充分利用自身生物質能量,在高溫裂解時最高溫度可達1573°C。處理垃圾時,全過程只需用到220伏電,和一個750瓦左右的電吹風機,據測算,1噸生活垃圾經裂解氣化后,產生的熱量相當于0.5噸標準煤的熱值。以0.5立方米設備為例,一天可以處理3噸左右垃圾,僅需要耗電約20度,產生的熱量可以發500度電左右。
曾花透露,火神公司已與西部斯特林公司達成了戰略合作,西部斯特林公司專門為一體式裂解氣化爐設計了對接型號的發電機,垃圾氣化焚燒后產生的熱能,采用斯特林發電機進行熱能回收,實現垃圾的資源化利用。
其次環保且應用廣泛,無任何污水和焦油排放,尾氣不經過凈化處理,或僅需簡單凈化處理,即可達標排放,尾氣排放檢測達到國家相關標準,此外灰渣為無機物和 碳化物,占比總量的5%至15%左右,不含有機高分子物質。“比如一般塑料垃圾高溫處理會產生煙氣、污水、飛灰和底渣,這四種成分均含有不等的二惡英,二惡英總量高。而我們領先的垃圾處理技術原理上不產生二惡英。”曾花說,該設備還應用廣泛,可直接處理含水量達60%的濕垃圾,已運行的處理固廢包括生活垃圾、衛生廚余、動物尸體、醫療垃圾、秸稈、電路板、等以及國家固廢名錄中300余種,適用于中小城鎮、鄉村的生活垃圾,醫療垃圾,農業垃圾等固廢物處理。“比如說一些漁島村,里面的生活垃圾要運出來再處理,特別不方便,我們這套設備只有0.5個立方,放一套就能解決全村的垃圾處理問題,助力實現美麗鄉村建設”。
據悉,火神一體式裂解氣化爐已經開發到第三代,實現了全數字化,高精度設計,可自動化控制,操作更加方便安全,且能精準控制爐溫,風量,爐壓,提高效率;同時通過多傳感器設計,可實時檢測8種以上有害氣體及顆粒物濃度是否超標。
“火神固廢氣化專用技術設備,從原理上代表了未來垃圾處理的技術方向,已從技術原理上解決固體廢棄物的處理難題。”垃圾處理無小事,火神公司將遵循綠色循環、低碳發展的理念,深耕研發,不斷創新,帶著垃圾裂解氣化技術,探索“垃圾圍城”解決之道,推動“無廢城市”這一美好愿景成為現實。
惠州日報記者劉乙端