河南永兴锅炉集团有限公司
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摘要:介绍了固体回收燃料(SRF)在国内外的发展历程以及欧盟对固体回收燃料的分类。分析了SRF与原生垃圾成分以及生活垃圾固体回收燃料的优势。SRF的推广有助于减少对有限的化石燃料的依赖,减少碳排放量,以满足我国趋紧的环境要求。目前SRF的研究主要在欧盟开展,在国内还没有形成完善的标准体系,因此,通过推广SRF制备技术将开启我国能源的高效再利用,形成“资源-废品-资源”的循环系统,实现可持续发展要求的经济与环境的双赢。

固体回收燃料是指从非危险废弃物中制备而成的,用于在焚烧厂或者流化床锅炉内燃烧以实现能量回收再利用。2017年我国城市生活垃圾清运量达到2.15亿t,比2016年增加5.9 %,从生活垃圾无害化处置角度来看,目前我国无害化处置能力约为67.99万t/d,年处理量约为2.1亿t,无害化处置率97.67 %。其中焚烧处理是我国生活垃圾无害化处理的主要方式之一。炉排炉和流化床锅炉是目前生活垃圾焚烧处理的两大主流技术,两者占垃圾焚烧发电市场的比重合计达到95 %以上,其中炉排炉占比75 %,流化床占比20 %,可以看出,炉排炉技术逐步占据我国垃圾焚烧处理方式的主导地位。但炉排炉焚烧的生活垃圾一般为原生垃圾,垃圾中不可燃烧物较多,也造成了炉排炉焚烧不彻底的现象。生活垃圾流化床技术具有垃圾适应性强、负荷调整灵活的优点,但是流化床技术对燃料质量要求高,原生垃圾不利于设备连续运行。在严格的环保标准要求下,流化床技术推广也遇到了新的挑战,最根本的因素是我国生活垃圾具有混合收集、水分高和热值低等特点。因此,固体回收燃料的推广不仅对流化床技术的发展有利,对于炉排炉的发展也具有重要的意义。

1 国外固体回收燃料标准发展历程

早在20世纪90年代,欧盟已经开始进行有关回收燃料的研究。2002年,欧盟授权CEN(M/325)(欧洲标准委员会(M/325任务))进行建立固体回收燃料(SRF)技术规范并将其转化为欧洲标准(EN)的研究;2002年3月13日,成立CEN/TC 343工作小组,由芬兰标准协会担任秘书长,工作计划包括27个委任的工作项目;2004年开始,工作小组出版了技术报告;2010年开始,工作小组完成并出版了技术规范;2011 和2012年,出版欧洲标准;2012年2月,M/325 任务完成。目前,欧盟关于固体回收燃料的准确定义和分类标准仍采用BSEN 15357-2011。欧盟固体回收燃料标准体系中从固体回收燃料的取样过程、质量体系、技术指标等方面对标准体系进行划分,涵盖了取样方法、质量管理体系、水分、灰分、有害元素分析、生物质含量等方面。美国ASTM回收废燃料标准体系中将标准体系分为质量及取样方法、数据分析方法、水分、有害元素分析、二氧化硅含量等方面。日本JIS工业标准中只是将标准体系分为试验方法、总热值、水含量、灰分、金属含量、有害元素分析等方面,并没有建立具体垃圾再生燃料的质量标准。

2 中国固体回收燃料发展历程

中国对固体回收燃料的研究起步较晚,1996 年最早由中科院广州能源所和太原理工大学开始了RDF(垃圾衍生燃料) 的热解、污染等性能的研究,2001年建立了国内第一条RDF 生产线,展开了对垃圾可燃物的实践探索。除此之外部分院校和企业正在积极考虑应用固体回收燃料,主要应用于焚烧或协同处置,并制定了相应的标准如《水泥窑固体回收燃料取样方法》《水泥窑固体回收燃料垃圾》等。国内从事生活垃圾焚烧处理处置企业也已经进行了多种探索性的应用尝试,实践证明应用固体回收燃料对焚烧发电效率和污染物控制都有明显的作用,获得了较好的经济效益和环保效益。

3 固体回收燃料评价指标

由于中国固体回收燃料的研究起步较晚,且城市生活垃圾尚未形成固体回收燃料的产品标准,目前城市生活垃圾固体回收燃料依然采用欧盟标准(EN 15359-2011)作为分类依据。欧盟现行的固体回收燃料分类标准依据净热值、氯和汞含量不同将固体回收燃料分为5个品质等级,并组成5×5×5共125类。