三.国际上生活垃圾水解燃料化技术与应用

　　在国际上针对生活垃圾进行亚临界水解处理，日本曾经做过相关的研究，并把该技术成功应用于印尼雅加达生活垃圾处理，处理规模为40吨/天，处理后产物为黑色烃燃料：

　　其它国际上已经成型的工业应用国家有：日本、越南、马来西亚、泰国、缅甸、斯里兰卡等。

　　日本的这项技术获得了“联合国全球推荐”和“日本国贸促进会特别全球推荐”荣誉：

　　四.我国生活垃圾亚临界水解燃料化技术现状：

　　2018年10月，吉林市必赢贵宾会3003am环保股份有限公司与日本伸光科技株式会社共同签署了《中日技术转让协议》和《中日合营企业合同协议》、合资成立了吉林伸飞能源环保能源有限公司(以下简称“伸飞环保”)，并获得了中国境内独家开发与工业化应用的排他权，一年来已经建成了一条60KG/H的生活垃圾亚临界水解燃料化生产线(原生垃圾为吉林市永吉县生活垃圾)，并成功产出了黑色固态水解燃料，燃料产出率可达40%。权威检测报告显示：该水解燃料热值达4200大卡，这一点不难理解：国内多数原生态生活垃圾热值范围1100-1600kcal/kg,大卡，水解过程中蕴含其中的热值基本没有损失，被“压缩”在了产出率为30%-40%的燃料中，压缩倍率为2.5-3.3倍，那么水解后燃料热值应该2750-5280kcal/kg范围，其余60%-70%的成份，大部分为水份，包括湿态垃圾的表面含水量和各种废弃物质的内在含水量，这些水量或在工艺系统中循环利用、或者以水蒸汽形式排放大气，过程中无任何环境污染点。

　　“生活垃圾亚临界水解燃料化技术”系统工艺原理如下：

　　检测报告的其它数据显示，该水解燃料的成分类似于煤炭或石油，其含量更接近于咖啡壳和木屑生物质颗粒：

　　国内第一条用于较大型工业化处理的生活垃圾亚临界水解燃料化生产线目前正在开工建设，位于吉林市永吉县，项目处理规模300吨/日，预计2020年投产运营。

　　五.生活垃圾亚临界水解燃料化技术用于垃圾发电领域展望

　　工业化生活垃圾亚临界水解燃料生产线以100吨/日规模为一个处理单元，视地方生活垃圾产生量大小情况增加相应的生产线。由于产出物水解燃料完全来源于原生态生活垃圾，如果把该燃料用于焚烧发电，那么跟目前以炉排炉焚烧线为主流的垃圾焚烧发电技术一样，能够获得国家相应的电价政策和发电量全额保障消纳政策。其焚烧发电工艺流程示意图如下：

　　七.生活垃圾亚临界水解燃料发电技术与传统生活垃圾直燃发电技术的异同

　　(一)相同之处：

　　发电产生的电能均来自于原生态生活垃圾的热值贡献，所以从本质上完全能够认定为此类发电归属于“生活垃圾焚烧发电”，并执行国家所有的电价政策、节能减排政策和税收优惠政策。

　　(二)区别：

　　1、 生活垃圾在焚烧发电前的预处理方式不同。

　　传统生活垃圾焚烧发电，在焚烧前的预处理方式为：生活垃圾进入厂内垃圾池发酵5-9天(相应需要投资建设一座5-9天储量的大型垃圾库)，期间滤出渗滤液，为此需要配备占地足够大的、完整的渗滤液处理系统、沼气收集、回喷系统、渗滤液处理后产生的浓缩液，也需要有合适的处理方式。

　　而水解燃料发电技术，生活垃圾不需要发酵、不需要配备储量5-9天的大型垃圾库、不需要滤出渗滤液、从而不需要配备大型的渗滤液处理系统，而且无论原生态垃圾含水率多少，都可直接进入反应釜进行水解反应。从而大大节省了相应的投资成本和运行成本。

　　2、 生活垃圾水解后的热值没有损失。

　　传统生活垃圾焚烧发电，发酵效果受季节温度、发酵时间、混合搅拌程度所左右，发酵后热值要么没有完全释放、要么在发酵过程中丧失一部分热值(发酵热值达到峰值后，后续开始急剧下降);而且发酵过程中滤出的渗滤液是一种高浓度有机废水，其中含有的热值也不能低估(表现为：处理过程中产生的沼气、以及处理后浓缩液中含有的热值)，这些热值损失都从一定程度上降低了原生态生活垃圾的固有热值，从而降低了相应的电能转换量。

　　而水解燃料发电技术，由于原生态垃圾直接进入水解反应釜，其中含有的所有热值，包括渗滤液中蕴含的热值，都被“压缩”在了产出物水解燃料中，过程没有任何热值损失环节，所以水解燃料发电技术的电能转换率更高，其“吨垃圾上网电量”也一定高于传统生活垃圾直燃发电技术。

　　3、 臭味程度不一。

　　传统生活垃圾入厂后的垃圾池中5-9天的储量和发酵时间产生的臭味阈值远远高于1-2天的臭味阈值。虽然过程中都有密闭和负压焚烧措施，但如果密闭、负压效果不好，溢散至工作空间的臭味不适感程度却大相径庭。

　　另外一个重要区别是：即使有少许臭味，这个臭味仅来自于水解生产线配备的1-2天储量垃圾池，而对于异地建设焚烧发电厂来讲，由于用于焚烧的“水解燃料”没有任何异味，所以整个发电厂没有任何臭味源、也没有渗滤液处理系统，与常规燃煤火力发电厂完全相同，这在很大程度上避免了安全风险、环境污染风险和邻避效应风险，是一种典型的“生活垃圾清洁焚烧发电模式”。

　　4、 焚烧炉型有重大区别

　　国内目前多数采用生活垃圾焚烧炉为“炉排炉”，系统占地大、投资高、运行过程、运行参数(温度、压力、配风、燃烬率等)很难达到精细化调节，单炉处理规模目前最高也只能达到850吨/日。

　　而水解燃料发电技术，由于产出物“水解燃料”本质上与煤炭雷同，所以“焚烧炉”选择方面没有特别要求，只要是火力发电常规锅炉，皆可以选用，技术成熟，投资节省，运行稳定，而且单台处理规模可做到远远大于850吨/日(原生垃圾)的水平。

　　八.环境效益

　　传统生活垃圾焚烧发电，人们普遍比较关心的环境风险主要来自于：垃圾池大量臭味溢散、渗滤液处理不当或者雨季来临时渗滤液产量过多、处理不及时而产生的二次污染、沼气的产生多了一处危险源辨识点、烟气处理不当产生的污染物超标、过程处理不当而产生的二恶英超标等方面。

　　而水解燃料发电，配置的1-2天垃圾库仅用于临时储存，不用于发酵，储存时间较短而产生的臭味量大大减少;而且渗滤液无需单独处理，可用作水解过程的补充用水并参与其中的水解反应而全部消耗;针对产出物水解燃料，由于高温高压水解过程中把大量的高分子有机物断裂成低分子有机酸类、及甲氧基酮类、醛类等化合物，后续进入锅炉燃烧时，燃烧温度更高、燃烧更充分、二恶英生成条件受到极大限制，烟气处理负担较轻，综合环境风险极小，预期的邻避效应也会降到最低，是一种典型的清洁焚烧发电方式，具备较为优良的环境效益。

　　九.应用方向

　　1、水解燃料发电技术，为中小型县城提供了一种可行的、实用的生活垃圾清洁化减量处理方式：

　　传统生活垃圾直燃发电，对于原生垃圾处理量<300吨/日的中小县城，多数选择放弃投资建设，因为目前国家电价政策背景下所建立的财务模型达不到收益预期、而且国家政策明确表示不鼓励建设处理规模为300吨/日以下的垃圾焚烧发电厂(2016年国家发改委住建部《“十三五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划》)、而选择“区域间共享共建”时又受到运输污染、运输距离和运输成本等方面限制(一般地，一个地方不喜欢另一个地方的原生垃圾运到本地)。基于此，在土地利用资源日益紧张情形下(用于露天填埋的土地有限、环境污染风险较大)、在垃圾堆肥效果不理想情况下，中小县城针对生活垃圾的“减量化”第一要务，目前为止还找不到一种适合国情的技术方案和措施去解决。

　　而水解燃料发电技术，由于水解过程和发电过程可以分隔开来，分隔距离甚至可以达到200-300公里，所以该技术可以把处理规模缩小到50吨/日，也就是说，如果一个县城只能产生50吨/日的原生态垃圾量，也可以上马建设一条水解生产线，而产出物水解燃料由于体积大幅度压缩、运输条件等同于煤炭运输，所以可以运至200-300公里范围的常规火电厂去参与焚烧。从这个特征来看，水解燃料发电技术，实质上是提供了一种“周边几个中小县城水解处理、某一区域集中焚烧发电”的区域间共享共建崭新模式。

　　2、水解燃料发电技术，同样可以用作任何大型城市垃圾焚烧发电，而且由于“发电环节”等同于常规火电，所以机炉选型简单，也无需“几用几备”考虑，多大规模都可以上马一套机炉即可(停机检修时，水解过程可以持续生产运行)。考虑到目前国内大部分大型城市垃圾焚烧发电厂已经建成，全寿命周期较长，所以这项崭新技术在大型城市的应用面可能会受到限制。

　　3、水解燃料发电技术也可作为传统生物质秸秆发电的替代方式，但投资收益效果仍跟传统技术一样，主要受制于秸秆燃料价格的不可控。

　　4、更小的县城如果暂时不具备“共享共建”条件，同样可以只建设一条亚临界水解生产线，产出物水解燃料供给周边燃煤火电厂参与耦合发电，也是另外一种可行的应用方向。

　　十.结论

　　1、生活垃圾亚临界水解燃料发电技术，是两套独立系统的组合发电方式，其中“水解反应系统”可以看作是“煤矿”，而“焚烧发电系统”所需燃料可来自于一处或多处地方的“煤炭”供应，“煤矿”停机检修期间并不影响后续焚烧发电，而焚烧发电系统检修时也不影响前端的“煤炭”生产。

　　2、目前，在国内外，“亚临界水技术”的研究和应用开发方兴未艾，尤其在固废处理领域、高浓度、高污染有机废水处理领域，经常能看到最新的研究成果，目前这项技术用于生活垃圾处理和生物质秸秆处理领域，就是一种崭新的尝试和探索，并为我们提供了一种耳目一新的工艺系统和工业应用。同时，由于其生产过程的“清洁”属性、以及不受规模约束的“分散”属性，将来势必会成为固废处理领域的主流技术而得到大面积的推广和应用。