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04余毅_碳背景下焚烧技术迭代与展望.pdf

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1、双碳背景下焚烧技术迭代与展望余毅院长上海环境卫生工程设计院有限公司2023年6月27日北京中国固废专家CONTENTS目录1双碳背景固废碳排放2低碳焚烧技术探索3未来发展趋势展望1.1 双碳缘起与推进缘起：应对气候变化推进：全球气候治理科学和政治进程1990:FAR1995:SAR2001:TAR2007:AR42013:AR52021:AR61992:联合国气候变化框架公约1994:公约实施1997:京都议定书2005:京都议定书生效并实施2007:巴厘路线图2015:巴黎协定达成2016:巴黎协定生效2017:美国退出巴黎协定2021：COP2

2、6全球承诺碳中和科学评估政治进程2018年，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）指出当年全球平均温度比1981年到2010年平均值偏高0.38，较工业化前水平高出约1。同时IPCC指出，控制全球变暖不超过1.5而不是2或更高的温度，可以避免一系列气候变化影响。IPCC,IPCC全球升温1.5特别报告1.2 国家双碳政策密集出台2021/01/052021/05/302021/10/242022/10/25碳排放权交易管理办法(试行)关于加强高耗能高排放建设项目生态环境源头防控的指导意见关于开展重点行业建设项目碳排放环境影响评价试点的通知中共中央国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳

3、达峰碳中和工作的意见2030年前碳达峰行动方案关于推进中央企业高质量发展做好碳达峰碳中和工作的指导意见2022/06/30“十四五”节能减排综合工作方案2021/07/272021/10/262021/11/272022/01/24城乡建设领域碳达峰实施方案2020年9月22日，习近平主席在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表讲话，宣布“中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。”中国一直是全球应对气候变化问题的科技支撑碳达峰碳中和实施方案（20222030年）2022/08/18“十四五”能源领域科技创新规划

4、1.3 生活垃圾处理总体情况45.59%33.14%20.97%50.70%62.29%72.54%0%20%40%60%80%100%20019-2021年国内各类垃圾处理量方式百分比累计图填埋场焚烧厂其他住建部2019-2021年城乡建设统计年鉴图片来源：2022中国城市生活垃圾处理碳排放研究报告1.4 生活垃圾处理碳资产项目CCER方法：项目减排量=基准线排放-项目排放-项目泄露项根据中国自愿减排交易信息平台审定项目信息，经固废碳管家小程序梳理，截至2017年全国公示的焚烧CCER项目104个，申请的碳减排量1307万tCO2e/年；申请的填埋CCER项目27个，申

5、请的碳减排量182万tCO2e/年。中国固废专家CONTENTS目录1双碳背景固废碳排放2低碳焚烧技术探索3未来发展趋势展望2.1 垃圾焚烧低碳技术路线能效提升节能减排循环利用数字赋能高参数、大型化焚烧系统升级改造协同供热/综合供能高效干法脱酸SCR+组合脱硝技术智能控制技术AI深度融合碳管家智慧平台飞灰资源化炉渣资源化2.2 能效提升-高参数化、大型化l 进气参数与发电效率成正比l 提高锅炉的蒸汽参数和采用再热技术，可提升焚烧厂的发电效率+7%+9%+15%+17%4404604805005205405605806004.0MPa6.4MPa6.4MP

6、a9.8MPa13.4MPa吨垃圾发电量（度/吨垃圾）0.820.8320.8480.870.790.80.810.820.830.840.850.860.870.8812MW25MW50MW100MW相对内效率额定功率汽轮发电机组相对内效率l 单机规模的增加，汽轮机很多损耗的增度很小甚至固定不变l 汽轮机单机功率越大，其发电效率一般也越高l 反动式叶片在容积流量较大的情况下其效率较高，而冲动式叶片则在容积流量较小的区域里其效率相对较高l 中小功率汽轮机应用冲动式叶片是具有一定经济性的高参数蒸汽发电技术工程应用效果汽轮机综合效率比较汽轮机综合效率比较综合效率比（%）入口积液流量（103m3/h

7、）2.2 能效提升-焚烧系统升级改造l 强制风冷/水冷炉排替代传统炉排，应对焚烧高热值垃圾带来的铸件烧损问题l 优化炉拱结构和冷却方式，解决局部高温造成的结焦问题l 优化锅炉受热面布置，受热面扩容，降低排烟温度，提高余热利用率，提高锅炉蒸发量l 通过对锅炉受热面进行堆焊/喷涂，解决受热面腐蚀问题2.2 能效提升-协同供热/综合供能工业企业蒸汽供热绿色供电综合供能集中供暖移动式供热生活垃圾焚烧厂主厂房污泥干化湿垃圾资源化处置建筑垃圾资源化处置项目危险废弃物处置项目电能共享物料共享分选物料焚烧处置焚烧处置蒸汽利用可燃残渣焚烧处置居民住宅分散用户商业企业2.3 节能减排-高效干法脱酸Ca(OH)2活

8、性炭空气原烟气反应器急冷塔除尘器给料装置双卧轴混合器烟囱注：工艺流程图引用自鲁尔，现场图拍摄于湖南某项目2020年欧洲16国垃圾焚烧生产线使用脱酸技术数量统计（根据BREF-BAT、CEWEP及ISWA数据）脱酸技术干法半干法湿法干法+湿法半干法+湿法干法+半干法生产线数量38国内工程应用案例工艺介绍组合工艺特点：l 药剂使用率高，降低药剂成本l 飞灰产量小，降低处置成本l 安装适应性强，占地少，安装工期短欧洲应用2.3 节能减排-SCR+组合脱硝技术SCR+烟气脱硝组合工艺，探索经济高效烟气脱硝新路径改造后工艺介绍工程案例组合工艺特点：l 脱硝效果稳定可靠，更环保l 投

9、资少，运行成本低，更节能l 系统紧凑，占地少，安装快捷，检维修量小l 工艺可复制性强，易于推广应用投运费用以单条线500t/d为例：l SCR+工艺：初投资约400万，年运营成本250万l SNCR+SCR组合工艺：初投资约1000万，年运营成本580万2.4 循环利用-炉渣深度资源化提升炉渣处理标准化、规范化水平，探索高值利用路径炉渣预处理炉渣磁选破碎水洗筛分集料炉渣深度利用炉渣集料的一般应用:场地、道路垫层、水工填料等炉渣集料的深度应用：道路侧屏石、护坡砖、PC墙板立柱、小箱梁、盖梁等2.4 循环利用-飞灰资源化响应“无废城市”要求，对标HJ1134，开展飞灰资源化工艺开发与实践工艺介绍

10、:热解+三级逆水洗+干化+水洗液分盐+建材利用上海某项目案例2.5 数字赋能-智能控制技术垃圾三维模型安全抓取点计算无人值守智慧垃圾吊系统基于火焰识别系统智能ACC系统炉膛温度、蒸发量波动控制在3%以内，蒸发量提升%均化物料智能控制Fuzzy/PID控制器炉排调速炉膛燃烧系统燃尽点检测系统图像灰度化图像平滑滤波阈值分割边缘检测图像完结点提取2.5 数字赋能-AI深度融合通过焚烧炉实时状态识别及大数据训练，建立焚烧生产预测、环保预测模型，实现精细化控制2.5 数字赋能-碳管家智慧平台诊断盘查评估多维度碳盘查的辅助计算和评估软件多维度碳盘查的辅助计算和评估软件碳排指标可考核减碳技术可变现智能管理可

11、推广低碳理念可科普2.5 数字赋能-碳管家智慧平台l采集修正超过垃圾组分数据，实时展示碳排放强度与细分构成l构建超过不同工艺环节、物料消耗本地化碳排放因子数据库l碳核算模型模拟结果与CO2实测值偏差控制在以内l集成CCER国家核证自愿方法，为提供前期数据支撑八大途径中国固废专家CONTENTS目录1双碳背景固废碳排放2低碳焚烧技术探索3未来发展趋势展望3.1 垃圾气化制氢020301低碳效果实现碳零排放高能量利用率助力国家绿氢战略l 可靠性：气化工艺较成熟，对生活垃圾的适应性需进行优化l 经济性：原料预处理、运行能耗、产品运输等成本较高，经济性需结合边

12、界条件和相关政策进行综合研判l 碳排放：全生命周期碳排放水平取决于绿氢认定、氢气的减排替代效益、副产物碳补集等绿氢产业闭环3.2 低值可回收物制RDF 水泥窑燃煤锅炉废塑废纺废纸RDF燃料建造垃圾轻物质沼渣l 可靠性：技术成熟，原料来源及配伍是重点l 经济性：RDF（橡塑废纺）替代燃料，经济效益待探索l 碳排放：降低其他行业化石燃料使用，提升固废能源转化效率工艺原料产品应用3.3 环卫车辆“绿电”化Source from:罗兰贝格新能源商用车白皮书 2022市政环卫专用车辆全面电动化是发展的必然趋势l 可靠性：充换电技术成熟，主要解决作业车辆/小吨位运输车辆品类多、型号多、管理单位多，标准

13、化难度大；大吨位转运车续航能力不足等问题；l 经济性：购车费用高，对比燃油车运营费用低；l 碳排放：降低燃油消耗，使用焚烧厂绿电，进一步降低碳排放。发展趋势示范项目3.4 碳资产与碳交易l 健全碳排放管理体系，科学开展碳盘查工作l 创新化人才培养机制，开展碳管理专业化培训l 加快建立完善碳交易管理机制，建立企业碳交易管理信息系统l 积极培育新产品与新业务，开发碳汇项目与（CCER）项目l 积极发展绿色金融，有序推进绿色低碳金融产品和服务开发l 设立低碳基金，推动绿色低碳产业项目落实l 落实低碳产品认证与碳标识制度，从产业链上加强绿色低碳理念的运用l 微小项目低碳核算，贡献社会责任1 碳排放管理能力提升3 绿色金融支撑能力提升2 碳交易管理能力提升 4 碳普惠制落实社会责任单位网址：单位电话：，54085378单位地址：上海市徐汇区石龙路345弄11号邮政编码：200232

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