生活垃圾低温热解设备的改进＊

黄湘宁 ,朱彩萍 ,管知深 ,闫俊辉，康 魏，李育昌，朱跃彬

（1.青海师范大学，青海 西宁 810008；2.广东熠森能环保科技有限公司，广东 广州 510000）

1 研究背景

生活垃圾低温热解设备在高原高海拔牧区特色生活垃圾治理上表现优异，但设备在高海拔地区应用时会出现一些问题。本研究通过在试验过程中出现的一系列问题做深度改进，并围绕出现的出灰扬尘问题、炉内冰冻垃圾、布料不均问题、炉排耗水问题设备改进前后做详细对比试验，探究改进后设备在高原高海拔牧区的应用。

2 改进出灰扬尘问题后的应用效果

生活垃圾低温热解技术[1]在高海拔地区应用过程中，由于灰渣含水率极低，且高海拔区域湿度低、大风天气多，在出灰过程中极易出现无组织扬尘，危害现场操作人员身体健康[2]，有损区域环境质量，为此项目组技术人员根据实际情况，有针对性地对生活垃圾低温热解设备进行改进，利用在尾气处理过程中产生的冷凝水，在生活垃圾热解设备内加装喷雾降尘装置，对从炉底出来的炉渣进行喷雾加湿预处理，增加炉渣湿度，大大降低扬尘的几率，改进后的设备经过2020 年10 月—12 月的跟踪观察，基本杜绝了出灰无组织扬尘问题。经现场采用激光粒子计数器在喷淋前后进行多次检测，对甘肃省冶力关镇、四川省阿坝州黑水镇、青海省果洛州江千乡等高海拔地区生活垃圾热解设备改进前后的数据进行比较，见表1。

表1 三地设备加装喷雾降尘装置前后数据对比

从上述结果，可以分析得出，针对生活垃圾低温热解技术出灰扬尘问题的改进方案，不仅仅可以应用青海高海拔地区，也可以在上述类似区域广泛应用，同样达到了较为理想的效果，既解决了操作人员出灰时扬尘较大又解决了尾气处理产生的冷凝水无去处的问题。在上述区域，该升级改造方案，在将来大力推广和应用生活垃圾低温热解技术进行就地无害化处理的时候，将起到重要作用。

3 增加炉内垃圾搅拌装置后的应用效果

对于生活垃圾处理装置，不论采用何种工艺，都需要对炉内垃圾进行较为均匀布控[3]，这样既起到了通过垃圾层截留颗粒物和有毒有害物质的好处，同时又增加了垃圾处理效率。针对青藏高原高海拔地区，本项目增加垃圾搅拌装置，解决冰冻垃圾入炉后不均匀问题，通过实践，在没有冰冻垃圾的情况下，垃圾搅拌装置对炉内垃圾的均匀布控，也起到了很好的作用，既大大减轻了工作强度，又提高了垃圾处理效率，在青海省果洛州成功应用的基础上，垃圾搅拌装置在甘肃省冶力关镇、四川省阿坝州黑水镇等设备也改造安装完成，经过一段时间设备稳定运行后，收集各5 天生活垃圾低温热解装置运行处理量数据和减少操作人员对垃圾进行均匀布控的次数，和未安装垃圾搅拌装置之前数据对比见表2。

表2 三地设备加装炉内垃圾搅拌装置前后数据对比

通过上述数据表明，炉内垃圾均匀布控，是垃圾处理的效率影响较大的因素之一，增加垃圾搅拌装置不仅有效解决高海拔高寒地区的入炉结冰垃圾处理问题，同样可以解决炉内垃圾布控均匀的问题，增加垃圾搅拌装置大大提高了生活垃圾处理效率，可以推广到全国相同类型或近似类型的处理装置中，有效解决生活垃圾就地无害化处理问题。

4 增加风冷炉排应用效果

生活垃圾处理装置中的炉排是重要部件，炉排的损坏不仅影响垃圾处理效率，还大大增加维护和更换成本，所以本研究在应用现有设备的基础上，继续改进和增加了风冷炉排的应用。因为用液体冷却，不仅需要用到水和冷却水塔，在缺水的地方或停水的时候，虽然会有应急和保护措施，但同样会严重影响炉排的冷却效果，另外冷却水塔在使用时同样地增加了能耗。在上述情况下，依据高原高海拔地区气温较冷的情况，经过数据测算和实验，改进了炉排的局部结构，把整体炉排分成3 个一组，通过空气泵通入外接空气，循环降温换热，既起到冷却炉排的效果，同时又不会因为太过快降低温度，引起灰渣层的温度剧烈变化而影响垃圾处理效率。从炉排出来的干净热空气，通过保温管道连接至工人休息室、厨房、厕所等地方用来供暖或在垃圾临时存储区布控管道，热空气通过管道，把垃圾进行预烘干，热空气也可以用于结冰垃圾进行除冰融化等可行方案[4-5]。改造后的风冷炉排如图1 所示。

图1 风冷炉排示意图

风冷炉排装置在甘肃省冶力关镇、四川省阿坝州黑水镇、青海省果洛州江千乡等三台设备进行相应的改造安装完成，经过一段时间设备稳定运行后，收集各10 天生活垃圾低温热解装置炉排温控报警次数和未改装风冷炉排装置之前数据对比见表3。

表3 三地设备加装风冷炉排装置炉排温控报警前后数据对比

续表3

通过统计数据表明，在未改装成风冷炉排之前，由于每个操作人员出炉渣的经验、方式等不同，导致原来出灰渣时，更加依赖于炉排温控报警装置，且报警次数也较为频繁，自从改装为风冷炉排后，不论操作人员如何出灰渣，炉排温控报警装置没有或较少报警，说明风冷炉排起到了很好的保护作用，此改进方式可以推广到全国相同类型或近似类型的处理装置中，有效解决了炉排变形问题。

5 优化后的生活垃圾低温热解技术在高海拔地区应用的讨论

本研究从2019 年4 月开始，针对高海拔高寒地区垃圾的特性，在青海省果洛州江千乡开展生活垃圾低温热解设备应用近两年的基础上，对设备进行了尾气冷凝水喷雾降尘装置、垃圾搅拌装置解决冰冻垃圾破冰及均匀垃圾层、水冷炉排装置冷却液热量回用供热供暖等6 项技术优化，优化后的生活垃圾低温热解技术，经过三地设备的实际应用表明，针对高海拔地区的环境特点，在原有生活垃圾低温热解技术基础上，通过对设备的6 项技术优化改造，大大提高了垃圾处理效率、加强了对操作人员身体和环境的保护，更加有效增强了对炉排寿命的保护，这些优化技术，对生活垃圾低温热解设备在高海拔地区的大规模应用起到了示范作用。