生活垃圾碳化消解炉技术
发布日期：2013-04-25
前言
当前，国内外对生活垃圾的处理通常采用填埋、焚烧等方式，这些方式不仅会占用大量的土地资源、消耗大量的能源，还会对人类的生存环境产生二次污染。近年来，焚烧方式处理生活垃圾迅速发展，但是，由于我国生活垃圾具有成分杂、水分高、热值低等特点，垃圾焚烧必然需要用煤、气、油或电能等能源为助燃剂以实现垃圾的热解，这种方式直接导致大量能源的消耗。目前，国内外使用的焚烧炉处理生活垃圾助燃煤量均在20%左右，而碳化消解炉处理生活垃圾，无需投入煤、气、油、电能等助燃剂，通过磁的能量转换功能提供给碳化炉所需热能对生活垃圾进行碳化处理，更好地实现生活垃圾处理无害化、减量化、资源化，在节能、环保等方面取得了良好的效果。
遵化市斗星环保能源设备有限公司成立于2010年7月，位于遵化市工业园区，由董事长张占齐和总经理张峰共同出资组建。公司是国内第一家利用自有专利技术生产垃圾碳化消解炉的企业。年可生产碳化消解炉1620台，实现销售收入22500万元，创利税4600万元。碳化消解炉处理生活垃圾，无需投入煤、气、油、电能等助燃剂，通过磁的能量转换功能提供给碳化炉所需热能对生活垃圾进行碳化处理。按年处理100万吨生活垃圾计算，碳化消解炉相比传统焚烧炉，年可节约标煤107100吨，并实现垃圾处理无害化、减量化、资源化，在节能、环保等方面可取得良好的效果。
本案例着力剖析公司利用自主研发的专利技术“生活垃圾处理系统”生产出的生活垃圾碳化消解炉，是生活垃圾处理历史上的一次重大革命，彻底解决了政府处理垃圾的一大难题。
本案例共分四个部分：1、创新事由。2、具体做法。3、实施效果。4、持续改进措施。
正文
一、创新事由
1、符合国家的产业政策
早在2002年，国家计委、建设部和国家环保总局就已经联合发布了《关于推进城市污水、垃圾处理产业化发展的意见》，明确提出垃圾处理产业化的发展方向。自此，国家和有关部门陆续出台和实施了市政公用事业的开放政策、特许经营政策、投资体制改革政策、鼓励非公有制经济政策等一系列相关的改革政策，加快了城市垃圾处理行业的市场化进程。
中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要提出，要将“提高城镇生活污水和垃圾处理能力”、“县县具备污水、垃圾无害化处理能力”作为绿色发展、改善民生的重要着力点，作为建设资源节约型、环境友好型社会和建立健全基本公共服务体系的重要工作任务。
“十二五”全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设规划已经出台，《规划》主要阐明“十二五”时期全国城镇生活垃圾无害化处理设施建设的目标、主要任务和保障措施，明确政府工作重点，是落实《中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》和《国务院批转住房城乡建设部等部门关于进一步加强城市生活垃圾处理工作意见的通知》（国发〔2011〕9号）的重要支撑，是指导各地加快生活垃圾无害化处理设施建设和安排投资的重要依据。
规划范围包括全国所有设市城市、县城（港澳台地区除外），并通过以城带乡、设施共享等多种方式服务于常住人口3万人以上的建制镇。
城镇生活垃圾处理是城镇管理和环境保护的重要内容，是社会文明程度的重要标志，关系人民群众的切身利益。近年来，我国城镇生活垃圾收运网络日趋完善，生活垃圾处理设施数量和能力快速增长，城镇环境总体上有了较大改善。截至2010年底，全国设市城市和县城生活垃圾年清运量2.21亿吨，生活垃圾无害化处理率63.5%，其中设市城市77.9%，县城27.4%。
但也要看到，由于城镇化快速发展，生活垃圾激增，垃圾处理能力相对不足，一些城市面临“垃圾围城”的困境。同时，部分处理设施建设水平和运行质量不高，配套设施不齐全，存在污染隐患，影响城镇环境和社会稳定。为此，应在“十一五”有关工作取得积极成效的基础上，及时把握国家高度重视、资金投入力度加大、激励约束机制日益完善、装备支撑显著增强、节能环保产业快速发展的有利时机，精心组织、科学谋划，加快推进处理设施建设，不断提高设施运营水平。
2、 规划发展需要
1、“十二五”期间，城镇生活垃圾无害化处理主要目标：
——到2015年，直辖市、省会城市和计划单列市生活垃圾全部实现无害化处理，设市城市生活垃圾无害化处理率达到90%以上，县县具备垃圾无害化处理能力，县城生活垃圾无害化处理率达到70%以上，全国城镇新增生活垃圾无害化处理设施能力58万吨/日。
——到2015年，全国城镇生活垃圾焚烧处理设施能力达到无害化处理总能力的35%以上，其中东部地区达到48%以上。
2、“十二五”期间，城镇生活垃圾无害化处理主要任务：
——“十二五”期间，规划新增生活垃圾无害化处理能力58万吨/日，其中，设市城市新增能力39.8万吨/日，县城新增能力18.2万吨/日。到2015年，全国形成城镇生活垃圾无害化处理能力87.1万吨/日，基本形成与生活垃圾产生量相匹配的无害化处理能力规模，其中，设市城市处理能力65.3万吨/日，县城处理能力21.8万吨/日；生活垃圾无害化处理能力中选用焚烧技术的达到35%，东部地区选用焚烧技术达到48%。
——生活垃圾处理技术的选择，应本着因地制宜的原则，坚持资源化优先，选择安全可靠、先进环保、省地节能、经济适用的处理技术。东部地区、经济发达地区和土地资源短缺、人口基数大的城市，要减少原生生活垃圾填埋量，优先采用焚烧处理技术；其他具备条件的地区，可通过区域共建共享等方式采用焚烧处理技术。卫生填埋处理技术作为生活垃圾的最终处置方式是每个地区所必须具备的保障手段，在具备卫生填埋场地资源和自然条件适宜的地区，可将卫生填埋作为生活垃圾处理的基本方案。生活垃圾管理水平较高的地区可采用生物处理技术。在充分论证的基础上，鼓励积极开展水泥窑协同处理等技术的试点示范。有条件的地区，宜集成多种处理技术统筹解决生活垃圾处理问题。
3、创造节能环保型社会的需要
碳化消解炉是利用磁芯组件及电磁波产生的负离子原子波动，利用磁的能量转换功能和磁共振效应，磁力学效应，磁阻效应和霍尔效应等，使高、低碳分子与燃烧物充分混合排序，准确切割高碳液化分子，提高燃烧物碳分子的亲氧性，使炉内温度大于850°C，去除有机废弃物中的水分后进行碳化消解处理。但由于中国的生活垃圾热量值低，含水量高，传统的垃圾焚烧炉都要加入煤、电、油等作为助燃剂，造成高能源消耗。而使用垃圾碳化消解炉在处理过程中不需要添加任何能源作为助燃剂，处理成本极低；投资小；处理范围广，可处理除金属、土石、玻璃以外所有的废弃物；根据垃圾成分不同，减量化达1/200以上；碳化过程中，配合公司创新研发的烟气处理系统，不但能有效去除烟气中的有害物质，而且烟气排放达到国家标准，尤其是二噁英远低于国家排放标准，并且运行费用低；碳化后的灰粉质可以用于肥料。
二、具体做法
1、申请专利保护
2010年，斗星公司研制生产出国内第一台生活垃圾碳化消解炉，并获得了4项实用新型专利（同时申请的1项发明专利正在审查中）。碳化消解炉处理生活垃圾不添加任何助燃能源，相比传统的焚烧炉（助燃煤量占比20%左右）节省了大量能源。
2、不断开拓市场
碳化消解炉由日处理垃圾1-25吨不等，非常符合我国国情，因此使用范围广泛，包括大中型企业，科研单位，学校，军队营房等，特别是广大农村地区，可实现垃圾不出乡镇，当地收集当地消化，轻松彻底一次处理。斗星公司拥有一支强有力的工程技术人员和销售队伍，建立了一套完整的科学管理体系。与斗星公司签订服务协议受益的企业、乡镇政府目前已有几十家，全国各地正在筹建的垃圾碳化消解处理工程项目十几家。
3、严把产品质量关
为确保产品质量，斗星公司先后通过了ISO9001 质量管理体系认证和ISO14001环境管理体系认证。垃圾处理后产生的烟气送交台湾实验室检测合格，产品获得了环境保护产品认定。
4、制定企业标准
因垃圾碳化消解炉属国内首创，填补了国家空白，目前尚无国家及行业标准。产品研制成功后，斗星公司在技术监督局申请备案了产品企业标准，并准备申报国家或行业标准。
三、实施效果
该项目经济效益和社会效益十分显著。目前，公司年可生产碳化消解炉1620台，可实现销售收入22500万元，创利税4600万元。经过碳化消解炉处理的垃圾，其排放的烟气达到国家排放标准，尤其是二噁英远低于国家排放标准。碳化消解炉占地少，投资小，运行费用低，在节能、环保、节省土地资源等方面可取得良好的效果。
四、持续改进措施
1、加大研发力度，力争垃圾处理后的烟气中二噁英排放低于欧盟标准0.1ng/m³（国家标准为1.0ng/m³，目前斗星公司检测结果为0.404ng/ m³）。
2、根据各地生活垃圾组分的不同，因地制宜，研发出适合各地区的垃圾前分选设备，以达到炉内生活垃圾碳化消解的最佳效果。
3、研究开发碳化消解炉在工况下余热的回收利用装置。
