吳浩 譚玲君 沈竑

摘 ? 要：RDF在發(fā)達(dá)國(guó)家得到廣泛應(yīng)用，通過(guò)分析國(guó)內(nèi)RDF技術(shù)推廣應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)體系、制備技術(shù)以及商業(yè)應(yīng)用，可以得知國(guó)內(nèi)與國(guó)外存在較大差異，存在RDF的標(biāo)準(zhǔn)欠缺導(dǎo)致產(chǎn)品無(wú)法標(biāo)準(zhǔn)化，RDF的制備成本和運(yùn)營(yíng)成本高、成形技術(shù)工藝不成熟，以及商業(yè)應(yīng)用定價(jià)機(jī)制不完善等諸多問(wèn)題。國(guó)內(nèi)RDF制備技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)體系、定價(jià)機(jī)制以及應(yīng)用機(jī)制需要進(jìn)一步的完善方能得到廣泛推廣應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：垃圾衍生燃料（RDF） ?標(biāo)準(zhǔn) ?成形技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TK6;X799 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2019）08（a）-0123-04

Abstract： RDF is widely used in developed countries. By analyzing the standard system， preparation technology and commercial application of domestic RDF technology promotion， it can be known that there are big differences between domestic and foreign countries. The lack of RDF standards leads to the inability to standardize products， and the preparation cost of RDF. And high operating costs， immature forming technology， and imperfect pricing mechanisms for commercial applications. Domestic RDF preparation technology， standard system， pricing mechanism and application mechanism need further improvement before they can be widely applied.

Key Words： Refuse-derived fuel （RDF）; Standards; Forming technology

RDF，即“垃圾衍生燃料”，是原生垃圾經(jīng)一系列復(fù)雜工序制成的一種固體成形燃料。RDF可直接燃燒，也可與煤粉、燃油和木屑等混燒，廣泛應(yīng)用于發(fā)電工程、供熱工程等工業(yè)領(lǐng)域。RDF具有燃燒穩(wěn)定、易于運(yùn)輸及儲(chǔ)藏等特點(diǎn)。RDF燃料化技術(shù)已作為固體廢棄物處理的新技術(shù)逐漸得到世界各國(guó)重視，但由于多方面的原因，國(guó)內(nèi)RDF在商業(yè)方面還未得到廣泛應(yīng)用。

1 ?國(guó)內(nèi)外RDF應(yīng)用情況簡(jiǎn)述

美國(guó)是最早使用RDF發(fā)電的國(guó)家，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)目前有5座發(fā)電廠(chǎng)利用外購(gòu)的RDF-5燃料燃燒發(fā)電;還有10座發(fā)電廠(chǎng)，實(shí)現(xiàn)RDF-5的生產(chǎn)、發(fā)電一體化。目前美國(guó)電廠(chǎng)年處理RDF能力達(dá)到570萬(wàn)t以上，占垃圾發(fā)電站的1/5。

歐盟各國(guó)利用市政生活垃圾（MSW）生產(chǎn)的RDF-5，70%以上用于燃燒發(fā)電或供熱。英國(guó)于1973年在全世界首次提出垃圾衍生燃料（RDF）技術(shù)的概念，英國(guó)位于柴郡的因斯RDF電廠(chǎng)（CHP），年消耗RDF-5燃料達(dá)到60萬(wàn)t，制作RDF燃料的來(lái)源為填埋場(chǎng)中的固體廢棄物，該電廠(chǎng)的RDF制造、使用環(huán)節(jié)屬于獨(dú)立環(huán)節(jié)。德國(guó)位于赫希斯特的電廠(chǎng)，年消耗RDF燃料為67萬(wàn)t，發(fā)電容量為70MW。荷蘭RDF-5產(chǎn)品形成標(biāo)準(zhǔn)化，如ROFIRE產(chǎn)品，為發(fā)展再生能源替代化石燃料的政策，荷蘭還推行生物質(zhì)、固廢廢物取能計(jì)劃（EWAB計(jì)劃）。比利時(shí)、意大利等國(guó)，為加大垃圾衍生燃料的利用量，除用于直燃發(fā)電、供熱外，還將部分RDF通過(guò)氣化、熱解等方式，制作衍生燃料或產(chǎn)品。

亞洲方面，日本于1988年建成啟用第一座RDF工廠(chǎng)，地點(diǎn)位于北海道富良野市。目前日本有超過(guò)60座RDF-5的制造工廠(chǎng)和5座利用RDF的發(fā)電廠(chǎng)。日本為推廣RDF的應(yīng)用，同時(shí)為削減二噁英產(chǎn)生及回收固廢能源，鼓勵(lì)設(shè)置RDF制造、利用工廠(chǎng)，同時(shí)停止補(bǔ)助小于100t/d的小型焚燒廠(chǎng)及無(wú)能源回收設(shè)施的中大型焚燒廠(chǎng)。韓國(guó)RDF利用相對(duì)較晚，2009年新建3座RDF制造廠(chǎng)，年處理RDF規(guī)模約20萬(wàn)t。國(guó)內(nèi)目前直接利用RDF的項(xiàng)目還較少，鮮有報(bào)道。

2 ?標(biāo)準(zhǔn)體系分析

2.1 RDF分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)內(nèi)欠缺

發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)垃圾衍生燃料目前已經(jīng)制定了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)[1]。

以美國(guó)為例，美國(guó)材料測(cè)試學(xué)會(huì)（ASTM）按RDF的不同制備特點(diǎn)將RDF分成7類(lèi)[2]，如表1所示。

對(duì)于美國(guó)所講的RDF，一般指RDF-2和RDF-3，瑞士、日本等國(guó)家通常所講的RDF，一般是RDF-5。我國(guó)垃圾的物理特性決定也偏重于RDF-5。但由于我國(guó)對(duì)RDF技術(shù)的研究起步較晚，盡管?chē)?guó)內(nèi)已經(jīng)有多家成功生產(chǎn)出RDF燃料，且試燒成功，但由于多種原因還沒(méi)有大面積投放市場(chǎng)，目前國(guó)內(nèi)還未有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)國(guó)內(nèi)的RDF分級(jí)進(jìn)行規(guī)范。

2.2 RDF鑒別檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)國(guó)內(nèi)欠缺

美國(guó)材料測(cè)試學(xué)會(huì)（ASTM）還于1983年制定第1部RDF標(biāo)準(zhǔn)，目前已制定了RDF元素含量、灰分、粒度、燃燒值、水分等在內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)體系，對(duì)RDF的測(cè)定、評(píng)價(jià)、分級(jí)提供了參考依據(jù)，如表2所示。

除美國(guó)以外，為促進(jìn)RDF的應(yīng)用及發(fā)展，日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)調(diào)查會(huì)（JISC）1999年開(kāi)始出臺(tái)了RDF測(cè)定的系列標(biāo)準(zhǔn)，如表3所示。

歐盟國(guó)家也制定了RDF相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，如意大利、芬蘭、西班牙、瑞士等國(guó)。意大利和芬蘭的RDF技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是依據(jù)RDF的熱值、水分、灰分及元素含量制定的通用性標(biāo)準(zhǔn);西班牙、歐盟協(xié)會(huì)、瑞士等依據(jù)的是RDF使用環(huán)境條件制定的專(zhuān)用標(biāo)準(zhǔn)[3]。

2.3 國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)缺失導(dǎo)致產(chǎn)品無(wú)法標(biāo)準(zhǔn)化

我國(guó)沒(méi)有制定明確的RDF標(biāo)準(zhǔn)，影響了RDF的順利發(fā)展。為實(shí)現(xiàn)RDF運(yùn)轉(zhuǎn)效率和強(qiáng)化使用管理，亟待解決缺乏RDF標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題。國(guó)內(nèi)目前缺乏RDF粒度、熱值、水分、灰分、金屬、總氯、元素分析檢測(cè)方法，還需針對(duì)中國(guó)垃圾特性，規(guī)定RDF標(biāo)準(zhǔn)的術(shù)語(yǔ)、規(guī)范、實(shí)驗(yàn)環(huán)境、設(shè)備參數(shù)和應(yīng)用規(guī)范等。

垃圾衍生燃料RDF具有燃燒穩(wěn)定的特點(diǎn)，但沒(méi)有檢測(cè)鑒別標(biāo)準(zhǔn)的建立，就無(wú)法形成市場(chǎng)化的統(tǒng)一產(chǎn)品定價(jià)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境，因而給RDF商業(yè)化應(yīng)用帶來(lái)了諸多制約。

常規(guī)燃料如燃煤就可基于熱值、產(chǎn)地，給出市場(chǎng)相對(duì)公允的定價(jià)，通常5000～6000大卡的噴吹煤市場(chǎng)定價(jià)為600～700元/t，動(dòng)力煤Q5000的價(jià)格在200～250元/t。由于垃圾衍生燃料RDF屬于非標(biāo)燃料，市場(chǎng)無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，就無(wú)法按照熱值進(jìn)行市場(chǎng)定價(jià)，容易出現(xiàn)低質(zhì)高價(jià)，市場(chǎng)混亂的現(xiàn)象，正規(guī)的RDF制造商也缺乏推廣應(yīng)用的動(dòng)力。

3 ?制備技術(shù)分析

3.1 RDF制備生產(chǎn)投資、成本高

國(guó)內(nèi)RDF燃料成形技術(shù)不能得到市場(chǎng)化運(yùn)作的最主要原因是RDF生產(chǎn)線(xiàn)投資較大，且運(yùn)營(yíng)成本過(guò)高，更有甚者，RDF的運(yùn)營(yíng)成本將政府給予的垃圾處理補(bǔ)貼全部消耗，這直接影響了項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)性。

圖1為制備RDF的工藝流程圖。目前來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)制備1t RDF燃料通常需要3t原生生活垃圾或者農(nóng)林廢棄物。國(guó)內(nèi)成套100t/d處理規(guī)模的RDF制備設(shè)備約2800萬(wàn)元，不含土建、廠(chǎng)房投資。而RDF的生產(chǎn)成本（包括運(yùn)行電費(fèi)、人工費(fèi)、成形添加劑費(fèi)用、設(shè)備折舊等費(fèi)用）大約為200元/t左右。100t/d處理規(guī)模的RDF制備生產(chǎn)線(xiàn)，年運(yùn)行成本超過(guò)600萬(wàn)元。

3.2 RDF制備技術(shù)不成熟

由于我國(guó)城市生活垃圾水分含量高，使國(guó)外引進(jìn)的RDF制備技術(shù)受到局限。另外，受限于國(guó)內(nèi)生活垃圾未普遍實(shí)施分類(lèi)處理，居民習(xí)慣使用塑料類(lèi)制品，原生垃圾中含塑料的比例高[4]，導(dǎo)致RDF燃燒時(shí)的廢氣中氯化氫HCl含量高，易造成燃燒二噁英超標(biāo)和鍋爐腐蝕問(wèn)題。

RDF制備工藝流程中，由于國(guó)內(nèi)垃圾的特性，無(wú)機(jī)物渣土、金屬類(lèi)物質(zhì)的存在，導(dǎo)致制備工藝中的粉碎設(shè)備（圖1環(huán)節(jié)3、6、18）磨損較快，塑料、金屬物纏繞導(dǎo)致設(shè)備的問(wèn)題也經(jīng)常存在，連續(xù)、自動(dòng)化生產(chǎn)率低;其次，成形工藝（圖1環(huán)節(jié)9）的一次成形率低，成形設(shè)備易損件更換頻繁，經(jīng)濟(jì)性差。此外，風(fēng)干定型（圖1環(huán)節(jié)10）的產(chǎn)品成形效果差、碎料較多，成形產(chǎn)品的性質(zhì)受前端垃圾性質(zhì)的影響，熱值成分等變化較大，無(wú)法形成穩(wěn)定的產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量可控度低。

國(guó)內(nèi)目前對(duì)RDF成形的技術(shù)包括：環(huán)模壓輥、平模壓輥、機(jī)械活塞成形、液壓活塞成形、螺旋擠壓成形等技術(shù)，還存在設(shè)備易磨損、維修成本高，對(duì)原料要求高、設(shè)備穩(wěn)定性差等問(wèn)題需要解決。

3.3 RDF成形臭氣粉塵問(wèn)題

圖1所示的RDF整個(gè)生產(chǎn)工藝過(guò)程缺乏環(huán)保配置，塵排放超標(biāo)，噪音超標(biāo)，臭氣易超標(biāo)，該因素是RDF制備成形過(guò)程對(duì)環(huán)境的主要影響。除此之外，中國(guó)原生生活垃圾水分含量通常在40%～60%，而RDF成形通常要求水分含量在15%以下甚至5%以下，因此制備RDF需要物理壓縮、干燥過(guò)程（圖1環(huán)節(jié)7、8、9、10和環(huán)節(jié)22）。制備RDF的干燥溫度在100℃～120℃之間，臭味主要通過(guò)設(shè)備密封、加入添加劑等手段予以消除，但通常效果不佳或者制作成本過(guò)高，無(wú)單獨(dú)的臭氣處理工藝。

4 ?商業(yè)應(yīng)用分析

4.1 國(guó)內(nèi)未建立RDF定價(jià)補(bǔ)償機(jī)制

基于中國(guó)地方政府的財(cái)政支付能力，通常希望以低廉的價(jià)格實(shí)現(xiàn)垃圾最終減量，例如國(guó)內(nèi)某市生活垃圾焚燒處理價(jià)格低至18元/t，就可實(shí)現(xiàn)原生生活垃圾的80%～90%的減量化處理。而RDF燃料成形后，尚處于中間產(chǎn)品形態(tài)，沒(méi)有進(jìn)行最終處置。RDF生產(chǎn)制備價(jià)格高于其他最終減量化處理技術(shù)，對(duì)于政府方來(lái)說(shuō)較難有吸引力。此外，RDF生產(chǎn)者通產(chǎn)不是RDF的需要者，生產(chǎn)者和需要者之間收費(fèi)機(jī)制尚無(wú)確立。RDF測(cè)定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的缺失導(dǎo)致市場(chǎng)無(wú)法用公允的價(jià)格對(duì)RDF成形物進(jìn)行定價(jià)。而在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家，RDF可作為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品向市場(chǎng)售賣(mài)，并且很多設(shè)施都是RDF制備、利用一體，減少了RDF的轉(zhuǎn)運(yùn)、儲(chǔ)存成本，可以為原生垃圾、廢棄農(nóng)林廢棄物制備RDF創(chuàng)造了有利條件。

4.2 直燃焚燒技術(shù)成熟

國(guó)內(nèi)經(jīng)過(guò)多年的引進(jìn)技術(shù)和設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，垃圾在無(wú)需分揀、不添加任何輔助燃料的情況下，就可實(shí)現(xiàn)高溫自燃，并使經(jīng)過(guò)處理的煙氣滿(mǎn)足國(guó)家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)要求，運(yùn)營(yíng)成本大大降低，鑒于此，RDF應(yīng)用的必要性就大打折扣。RDF若實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化，需重新改變焚燒爐的工作條件，對(duì)于已建成的焚燒廠(chǎng)需要設(shè)備改造以適應(yīng)高熱值的RDF摻燒。

4.3 ?RDF直燃鍋爐環(huán)保排放問(wèn)題

對(duì)RDF燃料基礎(chǔ)研究不夠，成形前一般要求尺寸破碎到15cm以下尺寸，對(duì)于RDF利用者來(lái)說(shuō)，RDF過(guò)小尺寸容易在沒(méi)有直接燃燒情況下就被直接吹入煙道，鍋爐結(jié)焦結(jié)渣，腐蝕嚴(yán)重，利用廢棄農(nóng)林生物質(zhì)制作的RDF燃料直燃鍋爐常常存在環(huán)保排放設(shè)施不到位、排放不達(dá)標(biāo)的問(wèn)題。國(guó)能新能[2014]295號(hào)指出：生物質(zhì)成型燃料鍋爐供熱示范項(xiàng)目煙塵、二氧化硫、氮氧化物排放都有嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)要求，同時(shí)要求安裝環(huán)保部門(mén)認(rèn)可的污染物排放自動(dòng)監(jiān)測(cè)設(shè)備。實(shí)際很多利用RDF供熱的生物質(zhì)鍋爐環(huán)保配置不全，排放不達(dá)標(biāo)。其次，整個(gè)處理工藝中容易出現(xiàn)除塵不當(dāng)，煙塵超標(biāo)的問(wèn)題。此外，小型鍋爐爐膛溫度控制技術(shù)、高氮農(nóng)業(yè)廢棄物處理技術(shù)未過(guò)關(guān)，氮氧化物等二次污染物容易出現(xiàn)超標(biāo)的問(wèn)題。

4.4 與垃圾分類(lèi)需求的匹配問(wèn)題

目前無(wú)論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外都在大力推進(jìn)垃圾分類(lèi)制度，垃圾分類(lèi)不僅僅是單純的垃圾分選，還有垃圾的分類(lèi)處理利用。RDF成形技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)生活垃圾分選處理的自動(dòng)化，但還屬于一項(xiàng)耗能技術(shù)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，國(guó)內(nèi)RDF技術(shù)需要進(jìn)一步升級(jí)減少處理成本、提高處理的穩(wěn)定性和性?xún)r(jià)比，才能適應(yīng)國(guó)內(nèi)垃圾分類(lèi)處理的需要。

5 ?結(jié)語(yǔ)

從以上分析可以得出，目前國(guó)內(nèi)RDF的利用還處于摸索、試錯(cuò)階段，還有很多問(wèn)題亟待解決，主要問(wèn)題包括RDF的標(biāo)準(zhǔn)體系問(wèn)題、制備成形問(wèn)題以及商業(yè)應(yīng)用的機(jī)制問(wèn)題。建議RDF生產(chǎn)者以及利用廠(chǎng)商能夠?qū)ο嚓P(guān)問(wèn)題進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，從經(jīng)濟(jì)適用角度以及環(huán)境友好角度得以提升，同時(shí)RDF的生產(chǎn)制備與RDF的利用盡量實(shí)現(xiàn)一體化，國(guó)內(nèi)地方政府及有關(guān)部門(mén)能夠盡早建立產(chǎn)品檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)體系，為RDF產(chǎn)業(yè)商業(yè)應(yīng)用建立服務(wù)機(jī)制，方能使得RDF的利用得以推廣。

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