成果名称: 有机废物清洁利用关键技术及成套装备产业化基地建设
完成单位: 中国科学院广州能源研究所,惠州市卓超新能源科技有限公司
主要人员: 袁浩然,何伟偏,陈勇,顾菁,单锐,赵丹丹,王亚琢,何奕文,梁明活,程鹏,张贤
介绍:

    1、课题来源与背景: 课题类型:科技公共服务体系建设领域;课题来源单位:广东省科学技术厅;课题名称:有机废物清洁利用关键技术及成套装备产业化基地建设;课题编号:017B040404011。 作为世界上人口最多的国家,我国每年产生的生活垃圾等有机废物超过50 亿吨。这些有机废物若不妥善处理就会成为巨大的污染源,污染大气、水源和土壤;同时,还会引发各种社会问题。若将这些有机废物作为能源和资源加以利用,则是一座巨大的“能源库和资源库”,可间接节约大量资源和能源,同时还可大幅降低环境污染。因此,亟需大幅度提高我国有机废物清洁利用自主创新水平和综合技术能力,形成系列关键技术,研制具有自主知识产权的有机废物清洁利用产品,培育和带动新兴业,促进相关产业形成与发展,促使我国有机废物清洁利用的整体水平提高,使形成的关键技术和产品达到国际领先水平。

    2、技术原理及性能指标: (1)有机废物预处置关键技术 研究各类垃圾的组分密度、粒径、电磁特性、光反射特性等物理性质,构建基于破袋、磁选、风选、钩选系列原理方法相结合的小型简易自动化组合分选关键技术,有效的将生活垃圾中的可燃组分、可腐组分以及可回收组分进行及时分类,从而拓宽有机废物资源化利用途径。 (2)可腐生活垃圾沼肥联产关键技术 基于传统干式厌氧消化反应器的内部结构,通过对传热方式的优化,利用外置式传热装置系统,即在反应器外部对物料进行换热升温,利用该传热系统的电热丝,根据厌氧系统进出料结构布置进行有针对性的布置调节,以确保新鲜发酵物料进入厌氧系统后可快速升温至发酵稳定,同时控制发酵过程维持发酵温度,确保系统温度平稳运行,实现持续稳定的产气和发酵。 (3)可燃生活垃圾耦合农林废物能源化清洁利用关键技术 基于生活垃圾中的可燃组分与农林废物形成的复杂原料的热化学特性和混合气化剂温度调控原理,开发了气化温度柔性调控技术,提高气化炉对不同原料的适应性;通过优化气化炉结构和气化条件的分区调控,研发生物质-焦油耦合气化分区分层调控技术,形成针对性的混合可燃废物富氧热解气化关键工艺条件与系统,提高能源综合利用效率和产品附加值。 (4)生物气净化与热电联产技术 针对可腐生活垃圾产生的生物燃气脱硫成本高的问题,开发了非接触式脱硫工艺技术。为了实现非接触式脱硫,本工艺在入塔烟气管道上加装活性炭粉末进料避风卸料器定量加入,活性炭干粉与烟气高速混合后,可有效吸附烟气中的二噁英等有害物质,烟气进入喷雾塔后,高速在塔中旋转,与高压雾化的NaOH和Ca(OH)2碱溶液充分混合,烟气中的热量在蒸发水分的同时,发生化学反应。与火力发电厂开展生物燃气与热解气化气混合热电联产关键技术研究,实现高效低排资源利用。 (5)集生活垃圾清洁利用、农林废物利用为一体的LCA分析及系统集成优化 合理集成耦合各项关键技术及设备,集中收集的畜禽粪便、农林废物和生活垃圾进行厌氧产沼,沼气应用于发电并网或提供园区基本的生活生产用电及用气,沼渣快速腐熟制备有机肥,部分沼液作为能源草、周边农作物以及有机蔬菜种植肥料,剩余沼液通过污水处理系统集中处置后排入鱼塘,从而实现了园区内污染物近零排放。形成以生活垃圾为主的有机废物清洁利用技术体系与系统装备,建立近零排放的有机废物清洁利用系统示范工程。

    3、技术的创造性与先进性: (1)基于循环经济理念,本着“Reduce, Reuse, Recycle”原则,提出有机废物资源-能源化清洁利用 集成技术与成套装备,构建有机废物清洁利用新模式,实现示范区废弃物零排放。 (2)针对我国有机废物减量化—资源化—能源化的重大需求,重点研发有机废物自动分选、连续式干式 厌氧消化装备、生活垃圾和农林废物混合快速成型与热解气化等关键技术与成套设备,通过系统控制、 参数耦合调配等手段,形成适合国情的有机废物资源能源化利用的技术体系与工程示范,为构建有机废 物清洁利用新模式提供技术支撑。

    4、技术的成熟程度,适用范围和安全性: 成熟度高,适用范围广。

    5、应用情况及存在的问题: 在揭阳市揭东区建立了一套针对高湿有机固体废弃物的能源化资源化综合利用示范工程。年处理有机废弃物约8.0万吨(含水率80%),年生产生物质成型颗粒约1.5万吨。 在广东省揭阳、汕尾和广州构建基于“种-养”一体化与能源化工产业深度结合的生态循环养殖工业模式,通过引入猪地产、猪公寓、猪物业、猪福利的理念,实施标准化、智能化、立体化养殖,开展畜禽养殖废物厌氧发酵、沼气发电/制氢/制甲醇、沼渣堆肥、沼液制肥及其与作物种植高度耦合技术研发和各模块装备集成优化,以解决目前畜禽养殖废物处理处置模式单一、利用效率低、综合效益差等问题,建设“物质循环、能量再生、近零排放、生态平衡”的新型畜禽养殖-种植一体化绿色产业基地。基地将以建设国际一流的现代农业为目标,将紧扣服务社会、科技创新、人才培养和精准扶贫等,满足国家和地方的重大需求。

批准登记号:
登记日期: 2023-04-10
研究起止时间: 2017-01-01至2019-12-31
所属行业: 电力、热力、燃气及水生产和供应业
所属高新技术类别: 环境保护
评价单位名称: 广东省科学技术厅
评价日期: 2022-09-28