城市固体废弃物能源化利用技术
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第一版前言

城市是社会发展和进步、人类文明进化的重要载体,也是人类社会活动的聚集地和主要场所,同时,城市消耗了60%的自来水、76%的木材、60%~70%的能源,也“贡献”了全球78%的碳排放总量和其他大多数污染物,其中包括城市固体废弃物(municipal solid waste, MSW)。

随着我国城市数量的增加、规模的扩大和人口的增多,城市垃圾的发生量以年平均增长率8.98%的速度迅猛增加。数量庞大的城市垃圾已对城市及城市周围的生态环境构成日趋严重的威胁。此外,垃圾爆炸事故不断发生,对人民的生命财产也造成了重大损失。为了贯彻可持续发展战略,落实“中国21世纪议程——中国21世纪人口、环境与发展白皮书”,必须对城市固体废弃物进行处理。

城市固体废弃物造成的生态与环境的危害是明显而巨大的,但从物质的观点,固体废弃物又是一种资源,而且是总量不断增长的资源。固体废弃物处理的目标是减容(量)、无害化和资源化,其中无害化(不产生二次污染)是处理技术的核心。在各种技术和方案中,城市固体废弃物能源化利用技术(目前主要是焚烧)由于具有减容、减量程度高,可同时获得能源等优势,已处于固体废弃物处理技术的中心地位,在保护环境、资源,促进可持续发展等方面均具有重大意义。

广义上的城市固体废弃物能源化利用技术,就是通过化学或生物转换,将垃圾中所含的能量释放出并加以利用技术的总称。目前开发、使用的城市固体废弃物能源化利用技术主要是垃圾的热处理技术(焚烧、热解、气化等)和生物转换技术(主要是填埋气利用)。

由于历史的原因,我国垃圾焚烧,特别是垃圾高效、洁净能源化利用技术的发展起步较晚。然而,随着人民生活质量的不断提高,我国垃圾的成分发生很大变化,热值大幅度增大,这为垃圾的能源化利用提供了物质基础。近年来在相当多的城市相继建设了生活垃圾的焚烧厂,更多的城市出现了建设垃圾焚烧厂的要求。目前,国内外对城市固体废弃物能源化利用技术的研究、开发和应用方兴未艾。

迄今,国内外有关城市固体废弃物处理与利用方面的图书中仅有少量的书籍涉及能源化利用技术,并且基本上是局限于生活垃圾的焚烧。而对于能达到城市固体废弃物高效洁净能源化利用目的的其他技术,如垃圾的热解、气化、填埋气利用等,尚未有专门图书面世。此外,各种文献里关于能源化利用技术的资料也有许多谬误,有些甚至混淆了垃圾“热解”和“气化”的概念。为此,我们结合近年来在城市固体废弃物能源化利用技术研究方面的成果,并搜集、归纳、整理了国内外最新研究进展,撰写了《城市固体废弃物能源化利用技术》一书,对城市固体废弃物能源化利用技术的概念、原理、工艺、设备等进行了系统的叙述。希望本书的出版对我国城市固体废弃物能源化利用技术的发展有一定的推动作用。

本书在编写过程中借鉴了一些能源化工的观点与方法。城市固体废弃物作为能源利用时与煤在许多方面都有相似性:均为组成复杂、并随着空间和时间变化很大的固体含能物质;在能源化利用过程中都有可能产生严重的污染。因此,利用已较为成熟可靠的洁净煤技术(Clean Coal Technology, CCT),在考虑城市固体废弃物特性的基础上,把它们“嫁接”到城市固体废弃物能源化利用技术的研发上,就具有技术上的可能性、技术开发周期的快速性和经济上的优越性。这是本书编写过程中的基本指导思想。

本书由解强主编,边炳鑫、赵由才副主编。具体分工为:解强(第一章,第二章第二节,第三章第五节,第四章第四节,第五章第一节、第二节,第六章第三节,第七章第一节、第二节,第八章第五节、第六节,第十章第二节、第五节);张宪生(第二章第一节、第三节,第五章第三节);边炳鑫(第三章第一节、第二节,第七章第三节,第八章第一节,第十章第一节、第三节);厉伟(第三章第三节、第四节,第四章第一~三节);赵由才(第五章第四节,第十章第四节、第六节);张沛君(第五章第五节部分,第六章第一节);焦学军(第五章第五节部分,第六章第五节);沈吉敏(第六章第二节、第五节,第八章第二~四节);舒新前(第九章)。全书由解强统稿。

近年来,城市固体废弃物能源化利用技术的研究与开发是国内外固体废弃物处理和处置领域研究的焦点、投资的热点,已取得了极大的进步,各种成果层出不穷。限于作者水平,对这些新成果的介绍可能挂一漏万,疏漏也在所难免,恳请读者不吝赐教。在本书最后整合、统稿的过程中,得到了刘伟、孙慧、杨丽丽、刘昕等同志的大力帮助,在此表示感谢。同时,对书中所引用文献的作者也表示深深的谢意。

本书的编写和出版受到建设部(垃圾衍生燃料(RDF)热解与气化的技术与工艺研究[03-2-055])、哈尔滨市科委(城市垃圾高效洁净能源化利用关键技术与设备[2003AA4CS128])的部分资助。

解 强    

 2004年3月于北京