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能量自给型城市垃圾处理系统的研制
--技术集成创新服务于社会
  文章来源: 发布时间:2004-10-10 【字号: 小  中  大   

陈勇 能源环保专家。1957年6月生于浙江省宁波市。1993年毕业于日本名古屋大学,获博士学位。1998年任中国科学院广州能源研究所所长,2001年任中国科学院广州分院、广东省科学院院长。回国后致力于我国城市固体废物处理及利用的研究与开发,开展了垃圾热解及燃烧机理、污染物形成机理及控制技术、垃圾衍生燃料的燃烧特性等研究,首次提出了应用技术集成系统处理和利用城市生活垃圾的能量自给型垃圾处理技术方案。在国内外重要刊物上发表论文98篇,共申请专利8项,3项成果获国家、省部级奖励。

随着经济迅速发展,我国人民生活水平不断提高,产生的城市固体废弃物越来越多,这些城市生活垃圾大多以露天堆放、填埋为主,历年堆存量已达60亿吨。现在每年的垃圾产出量达1.7亿吨,全国200多座城市已陷入垃圾包围之中。而露天堆放和填埋不仅侵占了大量宝贵的土地,对环境造成严重的二次污染,并且还浪费了垃圾中大量可利用的宝贵资源,因此必须在技术上由以处理为主向以利用为主转变,进行充分有效的处理和利用。近年来,人们对“垃圾是放错了位置的资源”已形成了共识。在发达国家,垃圾无害化、减量化、资源化处理利用已经达到了工业化应用水平,国内也引进了一些技术设备用于我国的垃圾处理。但其设备费用及运行费用很高,如引进国外垃圾焚烧发电技术,每处理100吨/日垃圾的建设成本接近1亿元人民币,地方财政难以承受。更重要的是由于各国生活习惯、自然条件、环保政策及经济结构的差别造成了我国与发达国家在垃圾特性上的不同,如我国目前的城市生活垃圾成分仍以厨余为主,而且可燃成分也不尽相同,如果不从我国垃圾的特性出发,而直接采用国外技术和设备并不能有效解决我国垃圾处理和利用问题。

陈勇博士回国后,带领固体废弃物能科研团队坚持不懈地致力于我国城市垃圾处理和利用的研究与开发。对广州市的生活垃圾定期跟踪取样、分析,进行垃圾热解及燃烧机理、污染物形成机理及控制技术、生活垃圾衍生燃料(RDF)的燃烧机理等深入研究。同时建立了包含垃圾物化特性、处理方法及RDF基础研究和技术的数据库,并在实验研究的基础上自行开发研制出强旋流热解焚烧炉,使垃圾中的可燃物成分热解产生出的可燃气体在高温下充分燃烧,大大减轻了对环境造成的二次污染。将此垃圾热解焚烧技术与气体发电技术结合起来,就形成了能输出利用电能的垃圾气化发电系统。

他们针对我国城市生活垃圾中复杂多样的可燃成分和厨余物等特点,认识到仅采取单一技术达不到综合处理利用的效果,为此需要和厨余物堆肥、资源回收等技术联合,由单一技术向技术集成转变。经过充分的技术调研和交流,他们与中国科学院成都生物研究所、宜宾环卫科学研究所的科研人员共同建立起实质性的技术合作伙伴关系,通过分选、堆肥、制肥、热解焚烧供热、气化发电多项技术集成,最终形成了具有多项自主知识产权的能量自给型城市生活垃圾堆肥技术,最大限度地使垃圾得到充分利用和充分治理,达到无害化、减量化、资源化的良好效果。

先进的技术要创造良好的社会经济效益才具有实际意义和价值。运用该技术,已建成了广东省200吨/日能量自给型城市生活垃圾堆肥系统。该系统首次将组合式分选、堆肥、制肥、热解焚烧供热、气化发电技术相结合,把垃圾中的易腐有机质、难降解有机质以及无机废渣分别转化为肥料、能源及建材,既充分利用了资源,又无害化处理了垃圾,克服了单一技术处理垃圾的不足之处。投资成本相当于国外技术的1/5-1/10、国内其他技术的1/2,在理念上、用途上、经济上是适合国情的一项城市生活垃圾综合处理高新技术。

中国科学院及广东省委、省政府领导对该项目的建设给予了很大的关心和支持,并多次到实地考察指导,帮助解决施工建设中遇到的具体困难。在该项目的实施过程中,地方政府、科研单位、设计单位、设备生产单位及工程施工队十多个单位积极充分协作,联合参与了示范系统的建设,分工落实征地、资金、土建、设计、选型、制造、安装等一系列工作,按进度进行,最终使该系统工程如期竣工,正常投入运行。目前的实际运行结果证明本系统的工艺路线非常成功,有机肥产量约15吨/日,达到《城镇垃圾农用控制标准》,复混肥工艺也进行了试运行。示范系统建成后,为实现对其进行规范化、科学化管理,研究所还与地方政府、投资企业合作组建了威斯特环保工程有限公司,各方根据实际投资比例(知识产权、土地、资金、设备等)确定收益分配,研究所提供技术支持,公司则按照市场机制运营,以推进该技术的产业化、市场化工作。

该技术集成系统的建成不仅为我国城市生活垃圾的处理利用开辟了新的途径,还对我国环保产业的发展起到一定的推动作用。由于既研究开发了适合国情的具有自主知识产权的技术,又充分发挥了各种单一技术的优势进行技术集成,同时还充分利用社会的资源、资本,所以从研究、技术开发、中试、示范系统建设直至市场运营已形成较完整的技术成果产业链。

撰稿人:周肇秋

点评:

广州能源所的科技人员在陈勇博士的带领下,长期不懈地致力于我国城市垃圾处理技术的自主研究。他们注重调研,对广州市生活垃圾定期跟踪取样、分析,并对垃圾热解及燃烧机理、污染物形成机理及控制技术,垃圾衍生燃料的燃烧特性等进行了深入研究。他们克服单一处理技术的不足,与兄弟单位密切合作,通过集成分选、堆肥、制肥、热解焚烧供热、气化发电多项技术,形成了具有多项自主知识产权的能量自给型城市生活垃圾处理技术。现已建成的200吨/日能量自给型城市垃圾堆肥系统,为我国城市垃圾处理开辟了新途径。

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