1. 课题来源与背景： 课题类型：地方计划；课题来源单位：广东省科学技术厅；课题名称：可燃固废热解气化旋流燃烧关键技术及装置研发；课题编号：2017A010104021021。城市固体废弃物的处置是全世界都面临的一个难题。据统计，2014年，我国城市固体废弃物产量超过1.78亿吨，并且以每年8%~10%的速度增长，城市固体废弃物围城严重阻碍了城市的发展。随着社会、经济的发展，人们生活水平和物质需求的提高，城市固体废弃物的“品质”越来越好，其可燃组分的含量越来越高。可燃固废是城市固体废弃物的重要组成部分，大约占城市生活垃圾近30%。因此，从能源角度来看，其能源化利用的发展潜力很大。利用可燃固废代替部分化石燃料，对于解决气候变暖、促进城市能源供应结构的可持续多元化发展，实现国家节能减排战略目标具有十分重要的意义。 传统的城市固体废弃物处置技术主要有填埋法、堆肥法以及焚烧法。随着环境问题越来越被重视，人们环保意识日益增强，传统处理技术日益显示出其缺陷，如填埋法占地面积大、处理周期长、渗滤液污染环境；堆肥法处理量小、操作复杂、效率低；焚烧法燃烧不充分、温度分布不均、易产生二次污染等问题，造成其发展受到限制。为了解决上述问题，本项目利用先进的热解气化再燃烧技术将复杂的可燃固废转化为高温清洁气体，并研发了一种具有自主知识产权的热解气化-旋流燃烧装置，实现可燃固废的高效资源化及能源化利用。

    2. 技术原理及性能指标： 热解气化旋流燃烧技术原理是在无氧或缺氧条件下先将可燃固废中主要能量元素C/H转化为小分子可燃气，再将可燃气高温完全燃烧生成清洁气体，并产生热能。构建的可燃固废热解气化旋流燃烧装置，包括有相互连通的热解气化室、燃烧室和空气预热室。热解气化室采用常规的固定床上吸式；在燃烧室喉口位置设置多个二次风喷嘴，使得二次风切向高速进入燃烧室形成旋流燃烧，同时在喉口上方增加了一螺旋体强制烟气形成旋流，此处旋流方向与燃烧旋流的相反。在热解气化室为缺氧气氛，温度控制在400~600℃，实现可燃固废的热解气化，生成可燃气，然后进入旋流燃烧室；燃烧室内气体混合均匀，燃烧完全，平均温度>1000℃，烟气平均停留时间>3s，出口烟气的O2浓度6%，产生高温烟气用于加热蒸汽，热效率大于85%。通过4F-LCA分析模型评价，热解气化旋流燃烧工艺的4F综合指数均高于直接燃烧工艺，表明了热解气化-旋流燃烧工艺的优越性。

    3. 技术的创造性与先进性： （1）可燃固废热解气化-旋流燃烧技术，高度集成与耦合了固相热解气化与气相旋流燃烧，优化了工艺与设备，解决了可燃气高温除尘及固态热转化除焦油难等问题，实现了可燃固废一体化清洁热转化。（2）在新型可燃固废热解气化-旋流燃烧装置的燃烧室内设计了多维螺旋体形成了旋流燃烧，增强了可燃气与空气的混合程度，提高燃烧效率，延长停留时间，大幅度降低污染排放，实现了多过程转化的一体化。

    4. 技术的成熟程度，适用范围和安全性： 可燃固废热解气化-旋流燃烧技术将固态非均相燃烧转化为气态均相燃烧，所产生的热能可用于发电、供暖及工艺需求等方面；可燃固废的热解气化过程是在贫氧或缺氧气氛下进行，从原理上减少了二噁英的生成，同时可大幅度减少硫化物、烟尘等污染物的排放；热解气化-旋流燃烧装置整体结构简单，设备制造成熟，投资成本低；优化了工艺与设备，解决了可燃气高温除尘及固态热转化除焦油难等问题，降低了生产成本。可燃固废热解气化-旋流燃烧技术适用于城市生活垃圾、可燃工业废弃物、医疗废物等有机固体废弃物的无害化处理，对于我国实现循环经济发展模式和社会可持续发展具有举足轻重的作用。

    5. 应用情况及存在的问题： 在中国南部海岛建成了2 套吨级近零排放可燃固废高效热转化系统。该系统在特定高温高盐高湿环境下针对DJ可燃固废特性的可模块化组合及全构件防腐的可燃固废热解气化再燃烧系统，并针对产生的NOX、SO2、颗粒物等污染物，通过碱液吸收、SNCR、活性炭吸附、布袋除尘等过程协同优化与集成，实现小型化烟气近零排放。成功实现基础理论向实际过程的跨越，装备小型化与技术路线集约化，在高温高盐高湿高辐射环境下提升装备的稳定性、可靠性，实现设备小型化、自动化、简易化。