垃圾衍生燃料(Refuse Derived Fuel,简称RDF)即通过对可燃性垃圾进行破碎、分选、干燥、添加药剂、压缩成型等处理而制成的燃料。
特性
RDF燃料的特点是大小均匀,所含热值均匀,成型工艺可使垃圾热值提高4倍左右,且易运输及贮存,在常温下可储存6~10个月不会腐烂。因此可以临时将一部分垃圾贮存起来,以解决锅炉技术停运,或者因旺季而导致垃圾产出高峰时期的处置能力问题。通过在RDF成型过程中加入添加剂可以达到炉内脱除SO2、HCl和减少二噁英类物质排放的目的。因此得到的RDF燃料具有热值高、燃烧稳定、易于运输、易于储存、二次污染低和二嗯英类物质排放量低等特点。这种燃料可以作为主要原料单独燃烧,亦可根据锅炉工艺要求,与煤、燃油混烧。
分类
美国检查及材料协会(ASTM)按城市生活垃圾衍生燃料的加工程度、形状、用途等将RDF分成7类。在美国RDF一般指RDF22和RDF23,瑞士、日本等国家RDF一般是RDF25,其形状为Φ(10-20)×(20-80)mm圆柱状,其热值为14600-21000kJ/kg。
制备
垃圾进场经破袋、一次磁选等预处理后,除去金属、玻璃、砂土等不燃物,将垃圾中的可燃物(如塑料、纤维、橡胶、木头、食物废料等)进入一次破碎机,破碎成易干燥的碎粒后通过输送机进入烘干机,在烘干机内自动滚下。热风在烘干机上部通过,避免物料因与热风直接接触而着火。通过控制热风调整含水率,使物料水分降到8%以下。干燥后的烟气经除尘器排出,干燥后的物料经二次磁选、铝分选后送入风选机,将不燃物(灰土、碎玻璃、金属屑等)除去后,送入二次破碎机,将物料破碎至易成型的小颗粒,添加一定量的固硫,固氯剂和防腐剂后送入成型机。成型机连续制出RDF,经冷却后通过振动筛筛分送入成品漏斗,由自动称量机装袋,筛下物则返回重新成型。工艺流程如图所示。
图垃圾衍生燃料工艺简图
组成
RDF的性质随着地区、生活习惯、经济发展水平的不同而不同。RDF的物质组成一般为:纸68.10%、
塑料胶片15.0%、硬塑料2.0%、非铁
类金属0.8%、玻璃0.1%、木材、橡胶4.0%、其它物质10.10%[7]。
应用
生活垃圾变为可燃性垃圾固体燃料RDF,是国外发达国家较成熟的垃圾处理方式,日本、韩国等国家已普遍应用RDF燃料发电或供热。
发达国家对RDF技术的重视,使其应用范围不断扩大,RDF除可用于发电外,还有许多其他领域的应用,目前主要应用在以下几个方面:
(1)中小公共场合。RDF在公共场合中的应用主要是指温水游泳池、体育馆、医院、公共浴池、老人福利院、融化积雪等方面。
(2)干燥工程。在特制的锅炉中燃烧RDF,将其作为干燥和热脱臭中的热源利用。目前在日本,RDF在干燥工程中的应用量一般占总量的1/4~1/3。
(3)地区供热工程。在供热T程基础建设比较完备的地区,只需建设专门的RDF燃烧锅炉就可以实现RDF供热,投资较少。但在供热工程基础比较落后
的地区由于费用高,RDF供热则不经济。
(4)发电工程。在燃烧火力发电厂,将RDF与煤混烧进行发电,具有十分经济的优点。在特制的RDF燃烧锅炉中进行小型规模的燃烧发电,也得到了较快的发展。13本政府从20世纪90年代中期开始研究RDF燃烧发电方案,目前北海道、枥木县、群马县、三重县、滋贺县、高知县、石川县、福冈县等地方政府的积极性很高,并已投资进行RDF燃烧发电厂的建设。
(5)作为碳化物应用。将RDF在空气隔绝的情况下进行热解碳化,将制得的可燃气体进行燃烧作为干燥工程的热源,热解残留物即为碳化物,可作为还原剂在炼铁高炉中替代焦炭进行利用。