范文强 付洋 袁文仆 卢建茹 林潇潇:小型连续高效垃圾处理系统的创新性
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摘要：生活垃圾的处理途径主要有：焚烧、填埋和堆肥，这三种方式各有利弊。其中垃圾焚烧的减量效果最明显、无害化最彻底、最简便易行，且焚烧产生的热能最容易有效利用，因此广为发达国家采用。我国垃圾年产量占全球比重已突破30%，目前处理方式仍以填埋为主。我国政府对垃圾焚烧处理一直持鼓励态度，先后出台了一系列政策法规给予支持。2012年6月16日国务院颁布的《“十二五”节能环保产业发展规划》明确提出示范推广“中小型焚烧炉高效处理技术”。北京宏元茂环保装备科技有限公司以极具前瞻性的战略眼光，经过逾三年的研发攻关，于2012年成功研制出了全球领先的小型连续高效垃圾处理系统，顺应了国家节能环保的发展战略，为发展绿色经济和循环经济，建设资源节约型和环境友好型社会开辟了一条崭新的道路。 关键词：垃圾焚烧 小型化 循环经济 源头消纳 The Innovation of Miniaturized Continuous Efficient Refuse Disposal System Fan Wenqiang Fu Yang Yuan Wenpu Lu Jianru Lin Xiaoxiao Abstract：There are mainly three measures for waste disposal: combustion, landfill and composting. Among them, combustion is believed to be the most efficient way. It is the most convenient way to reduce the amount of waste at utmost. Meanwhile, it is not only harmless, but contributes useful heat source. Therefore, most of developed countries employed combustion in waste disposal. Today, China is contributing 30 percent of the waste in the world; however, landfilling is still the most common way for waste disposal. To change this situation, the government of China has taken steps to generalize the use of combustion in waste disposal. Besides the policies by the government, another exciting thing is that the Beijing Honyuanmao CO. Ltd. Of environmental protection machinery successfully invented an advanced miniaturized continuous efficient refuse disposal system. after three years investigation. This invention finds a new way to develop environment friendly society, green economics and cyclic economics. 一、垃圾焚烧技术比较分析 垃圾焚烧（Waste Combustion）是指燃烧垃圾当中的有机物质以达到减小垃圾质量和体积的垃圾处理过程[1]。垃圾焚烧属于“热处理（Thermal Treatment）”，垃圾经焚烧后转化为灰烬、烟气和热能。灰烬大多由垃圾中的无机物组成，通常为固体，烟气中也可能含有极细小的灰烬微粒。烟气在排放到大气中以前需要处理掉其中的有害气体和微粒。垃圾焚烧所产生的热能可以用于发电。 垃圾焚烧会减少原有垃圾（已经过压缩）80-85%的质量和95-96%的体积，其减少的程度取决于垃圾的成分及分类回收的情况[2]。这说明焚烧是垃圾减量的有效途径。此外，由于焚烧过程中的高温能杀死垃圾中的病原体和毒素，垃圾焚烧在处理诸如医疗垃圾和高危废弃物时有着不可替代的优势。 垃圾焚烧在许多国土狭小的国家当中尤为常见。而在如何利用垃圾焚烧所产生能量这一领域中，丹麦和瑞典一直是世界的先驱者，其垃圾焚烧厂毗邻热电设施，用垃圾焚烧产生的热能供应所在区域的供热系统[3]。瑞士、日本等国也非常依赖垃圾焚烧技术来处理城市垃圾。 目前国内外垃圾焚烧技术主要有三大类：层状燃烧技术、流化床燃烧技术和旋转燃烧技术（回转窑）。
根据“欧盟废弃物焚烧法令”（The European Waste Incineration Directive），垃圾焚烧炉的设计必须符合使烟气在不低于850℃的温度下处理至少2秒钟的要求，以确保有害物质在高温下充分分解[4]。因此，欧洲国家采用的活动式炉排焚烧炉往往配备了备用燃烧器，用于在垃圾热值不足的情况下保证炉内温度符合相关标准。炉内产生的高温烟气经过热器冷却后，热能转化为蒸汽（约400℃），带动汽轮机发电，剩余的烟气降至约200℃后进入烟气处理系统进行无害化处理后排入大气中。 在斯坎迪纳维亚半岛国家，一座活动炉排垃圾焚烧炉每小时能处理约40吨垃圾，并且可以在每年只检修一次的情况下连续运转8000个小时。检修通常安排在对采暖供热需求不高的夏季，由于一座垃圾焚烧厂由数个“焚烧流水线”（焚烧炉和烟气处理设备）组成，在检修时可以进行轮换，仍能保持一定的处理能力。
滚筒中排出的烟气通过一个垂直的燃烬室（二次燃烧室）。燃烬室内送入二次风，烟气中的可燃成分在此得到充分燃烧。二次燃烧室温度一般为1000-1200℃。 回转窑式垃圾燃烧装置费用较低，能耗与其他燃烧方式相比也较少，但对热值低于5000Kj/kg或含水量高的垃圾燃烧有一定的难度。 二、垃圾焚烧的国际现状
据统计，1990年美国拥有固体废弃物焚烧设施186座，到2007年已减少到89座；1988年美国拥有医疗废弃物焚烧设施6200座，到2003年仅余115座[10]。1996年到2007年期间，美国没有建设新的垃圾焚烧设施。其原因主要有：1. 经济因素。由于美国地广人稀，拥有大量廉价的垃圾填埋场，卫生填埋仍是最为经济的方法。此外，无论垃圾发电还是RDF，成本相对电价仍居高不下，这一点在美国经济下行的状况下尤为明显。2. 税收政策。政府对垃圾焚烧发电的税收补贴在1990年至2004年间被废止。 在最近十年中，美国和加拿大也有针对垃圾焚烧的利好政策出台。2004年，美国将垃圾焚烧热能认定为可再生能源并恢复了其税收补贴[11]。相应地，政府和民众也开始重新审视垃圾焚烧和卫生填埋孰优孰劣，并投入了部分扩大原有垃圾焚烧厂处理能力的项目。尽管如此，垃圾焚烧在北美地区仍受制于温室气体排放、大气污染、灰烬再利用等问题。
 欧洲各国垃圾焚烧厂数量及处理量[13] 英国由于广泛采用垃圾填埋，其垃圾焚烧的技术和应用对比其他欧洲国家一度相对滞后。欧盟“垃圾填埋法令(Landfill Directive)”[14]的颁布促使英国进行了一系列关于垃圾处理的立法举措，包括征收“垃圾填埋税”和引入“垃圾填埋许可交易机制”[15]。这些举措旨在通过其他垃圾处理替代方式减少垃圾填埋造成的温室气体排放。至2008年，英国国内新建成或列入计划的垃圾焚烧设施已有约100个，英国政府希望垃圾焚烧技术在城市生活垃圾的处理和清洁能源的提供方面能够发挥重要作用[16]。
日本的垃圾处理方式具有以下特点：1. 分类收集普及率高。不仅将垃圾分为可燃、不可燃，有些城市还细分为铁罐、铝罐、树脂瓶、废纸等[17]。2. 焚烧处理率高。可燃垃圾基本全部焚烧处理。3. 焚烧发电厂大型化。日本的焚烧厂数量逐年下降，但焚烧总量和焚烧发电量却不断增加。 最近十年当中，传统小型生活垃圾焚烧设备由于运营成本偏高、无害化处理不完善等原因，并未大量普及。西方国家的小型垃圾焚烧设备多用于防疫和疾病控制，主要用于销毁危险医疗废弃物、疫病区域的危险废弃物、受疾病感染的动物尸体等，用于生活垃圾处理的小型垃圾焚烧设备相对较少。我国则将大型垃圾焚烧发电技术作为垃圾焚烧技术发展的重点。 三、发展小型连续高效垃圾焚烧设备的必要性 国务院于2012年4月19日颁布了《“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》，将提高城镇垃圾处理设施建设作为提升基本环境公共服务、改善环境质量的重大民生工程，提出了“生活垃圾无害化处理率达到80%”的总体要求。  一直以来，大型垃圾焚烧发电设施都是我国垃圾焚烧技术发展的重点。在政府部门的大力扶植下，我国的垃圾焚烧发电产业得到快速发展，截至2008年底，我国已建成垃圾焚烧发电厂56座。既能处理垃圾，又能发电发热，垃圾焚烧发电似乎是解决“垃圾围城”的最佳良方，然而在光环的照耀之下，我国垃圾发电在发展中也面临着许多障碍。
四、小型连续高效生活垃圾处理系统的技术特点与优势 近些年来，随着中国经济的持续高速发展和城市化进程逐步加快，生活垃圾的产生量正急剧增加，生活垃圾处理与土地资源供应紧张的矛盾日益突出。如何合理有效的处理处置生活垃圾已经受到各级政府的关注与重视。以北京市为例，目前，北京市采取的生活垃圾处理方法以填埋为主，填埋占总处理量的80%，堆肥和焚烧各占10%。这种土地占用率高、无害化程度有限、不可持续的填埋方式为主导的垃圾处理模式不符合垃圾处理发展方向。因此，北京市政府要求到2015年垃圾焚烧处理量从目前的10%增加到40%，促使北京市生活垃圾焚烧、填埋和堆肥所占比例调整为4 : 3 : 3 [21]。 近两年，根据《关于全面推进生活垃圾处理工作的意见》要求，在北京市政府和相关部门领导和部署下，北京市加大了垃圾焚烧技术的推广和应用，逐步向垃圾焚烧和综合处理方向发展。但由于大型垃圾焚烧发电设施建设投资大、周期长，且部分群众对垃圾焚烧技术存在一定程度的误解，造成了北京市垃圾焚烧项目选址困难，进展比较缓慢。此外，在人口密度较小、交通运输不便或垃圾品质不佳的地区，大型垃圾焚烧发电设施由于技术的限制，可能存在无法使用或运行成本过高的问题。 北京宏元茂环保装备科技有限公司（以下简称“宏元茂公司”）及时把握环保产业发展的最新动向，于2009年开始投入，历时逾3年的艰苦研发，终于在2012年初推出了小型连续高效生活垃圾处理系统。该产品由宏元茂公司自主研发，是拥有全球领先的设计理念和技术应用的小型生活垃圾焚烧系统。相对于大型垃圾焚烧发电技术，该系统投资少，运行费用低，建设周期短，布局灵活且可移动，设备对周边环境、厂房及垃圾品质的要求较低，造成的环境污染较小且易于控制。因此，小型连续高效生活垃圾处理系统的推广可以缓解垃圾处理设施面临的选址难、建设难等问题，也符合全球、尤其是发展中国家调整生活垃圾处理模式的总体要求，具有良好的经济效益和社会效益。
  氧气磁化装置
 
 小型连续高效生活垃圾处理系统烟气排放检测结果  小型连续高效生活垃圾处理系统灰烬排放检测结果
结论：通过推广使用小型连续高效生活垃圾处理系统，可以彻底解决大型垃圾焚烧发电设施遇到的困难和问题，为全面治理“垃圾围城”的困境，特别是现有布局的盲点创造了条件，也为生活垃圾的源头化消纳由理论变为现实提供了一种全新的方式。但是也应看到，生活垃圾处理问题作为当今社会舆论密切关注的问题，其敏感程度和影响也是显而易见的。小型连续高效生活垃圾处理系统作为一种新技术能否顺利被中央及地方各级政府、广大人民群众以及同行业者所接受和认可，如何转变社会各界对垃圾焚烧技术的旧有甚至是错误观念，从而推动环保产业新产品新技术的不断开发和升级，使生活垃圾处理真正走上健康、快速、可持续的良性发展道路，引领中国率先步入环境时代，这是所有关心环保产业的有识之士的共同愿望，也是我们宏元茂人责无旁贷的历史使命。 References
[1]Knox, Andrew (February 2005). "An Overview of Incineration and EFW Technology as Applied to the Management of Municipal Solid Waste (MSW)"(PDF). University of Western Ontario. http://www.oneia.ca/files/EFW%20-%20Knox.pdf.
[3]Kleis, Heron; Dalager, Søren (2004) (PDF). 100 Years of Waste Incineration in Denmark.
[4]The Waste Incineration Directive, more formally Directive 2000/76/EC of the European Parliament and of the Council of 4 December 2000 on the incineration of waste (OJ L332, P91 - 111), is a Directive issued by the European Union and relates to standards and methodologies required by Europe for the practice and technology of incineration.
[5]《化工原理（上册）》，科学出版社，2005年版。.
[6]Hickmann, H. Lanier, Jr. (2003). American alchemy: the history of solid waste management in the United States. ForesterPress. ISBN 978-0-9707687-2-8.
[7]"About us". Ross Environmental.
[9]"Waste-to-Energy: Less Environmental Impact than Almost Any Other Source of Electricity". Integrated Waste Services Association. Archived from the originalon 25 June 2008.
[10]Tangri, Neil (14 July 2003). "Waste Incineration: A Dying Technology". GAIA. Archived from the originalon 27 September 2007.
[11]"Renewable Energy Production Incentives". United States Environmental Protection Agency. 25 September 2008.
[12]Themelis, Nickolas J. (July/August 2008). "WTERT Award nominees – Acknowledging major contributors to global waste-to-energy developments". Waste Management World 9 (4).
[13]施庆燕，焦学军，周洪权：《欧洲生活垃圾焚烧发电发展现状》，2010。
[14]The Landfill Directive, more formally Council Directive 1999/31/EC of 26 April 1999 on the landfill of waste, is a European Union directiveissued by the European Union to be implemented by its member states.
[15]The Landfill Tax Credit Scheme (LTCS) is a scheme for the distribution of funds generated from Landfill Tax in the UK. The LTCS was designed to help mitigate the effects of landfill upon local communities. It encourages partnerships between landfill operators, their local communities and the voluntary and public sectors.
[16]Clarke, Tom (21 July 2008). "30 new rubbish incinerator plants planned for the UK". Channel 4 News.
[17]孟帮燕，唐龙：《日本、德国的垃圾分选模式及其启示》，重庆科技学院学报2010年第11期。
[18]丁绍芬：《浅议我国垃圾发电的问题及对策》，《科技风》2010年第11期。
[19]黄生琪，周菊华：《谈城市生活垃圾焚烧发电技术现状及发展》，《应用能源技术》2007年第3期。
[20]《“十二五”垃圾处理产业超三千亿，垃圾电厂成投资香饽饽》，中国新能源网。
[21]北京市《关于全面推进生活垃圾处理工作的意见》，2009年4月。
[22]权威第三方检测报告见北京宏元茂环保装备科技公司官方网：http://www.hym1896.com
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