一、課題來源與背景
隨著全球城市化進(jìn)程加速及工業(yè)規(guī)模擴(kuò)大,生活垃圾、工業(yè)固廢、危險(xiǎn)廢物、污泥等多源有機(jī)廢物的高效、清潔處置需求日益迫切。傳統(tǒng)處理技術(shù)存在能源轉(zhuǎn)化效率低、污染物控制難、燃料適應(yīng)性差等瓶頸,尤其對熱值波動大、組分復(fù)雜的廢物處理能力不足。在此背景下,我公司自2014年起專注多源有機(jī)廢物集中氣化焚燒及能源化利用領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化,聯(lián)合清華大學(xué),完成從核心技術(shù)研發(fā)、工藝系統(tǒng)集成到裝備工程化的全流程產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化。依托國家高新技術(shù)企業(yè)平臺,承擔(dān)國家發(fā)改委“揭榜掛帥”項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等多項(xiàng)國家級/省部級課題,聚焦有機(jī)固廢熱化學(xué)轉(zhuǎn)化領(lǐng)域,致力于突破多源廢物協(xié)同處置與能源化利用的技術(shù)壁壘,推動環(huán)保事業(yè)實(shí)現(xiàn)歷史性跨越。
二、技術(shù)原理及性能指標(biāo)
技術(shù)原理:
公司基于基元表征熱轉(zhuǎn)化理論,構(gòu)建“中溫氣化+高溫焚燒+熱量回收”的技術(shù)路線:以過程控制為導(dǎo)向,開創(chuàng)性地發(fā)明了"變截面"式湍動流化床,創(chuàng)新融合了氣化室“變截面”設(shè)計(jì)、湍動流態(tài)化、氣化-焚燒分級耦合及智能控制技術(shù)。首創(chuàng)多床層疊加設(shè)計(jì)與變截面異型氣化爐膛,實(shí)現(xiàn)700-820℃控氧氣化與950℃以上高溫焚燒的分級反應(yīng)。通過實(shí)時監(jiān)測溫度場、矢量場與風(fēng)量,動態(tài)調(diào)節(jié)氣化劑流量及進(jìn)料比例,適應(yīng)復(fù)雜物性廢物的波動。
核心性能指標(biāo):
單臺氣化焚燒爐(TFB)處理能力:50-500t/d;
燃料適應(yīng)性:兼容粒徑范圍0.1-300mm的復(fù)雜廢物,綜合熱值 ≥ 1600 kcal/kg 即可穩(wěn)定運(yùn)行;
熱效率:> 85% ;
超低排放:顆粒物≤10mg/m3,CO≤50mg/ m3,NOx≤50mg/ m3,SO2≤35mg/ m3,二噁英≤0.05ngTEQ/ m3,熱灼減率≤3%(優(yōu)于國標(biāo)及歐盟標(biāo)準(zhǔn))。
運(yùn)行可靠性:年運(yùn)轉(zhuǎn)時間 ≥8000小時;
碳減排:顯著替代化石能源,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降碳。
三、技術(shù)的創(chuàng)造性與先進(jìn)性
1.國際首創(chuàng)多床層疊加設(shè)計(jì),研發(fā)變截面異型爐膛與氣化焚燒一體化設(shè)計(jì),突破傳統(tǒng)爐排爐和循環(huán)流化床焚燒工藝局限,填補(bǔ)《產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)創(chuàng)新發(fā)展目錄》兩項(xiàng)技術(shù)短板。
2.“中溫氣化+高溫燃燒”分級耦合,通過控氧氣化與高溫燃燒分級,實(shí)現(xiàn)污染物源頭抑制,達(dá)到超低排放。
3.智能過程控制:基于基元表征熱轉(zhuǎn)化理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的多目標(biāo)動態(tài)優(yōu)化系統(tǒng),實(shí)時平衡廢物多樣性、燃燒穩(wěn)定性與排放控制,實(shí)現(xiàn)多源廢物動態(tài)響應(yīng)調(diào)控,擺脫對原料均質(zhì)化的依賴。
4.權(quán)威評價:中國高科技產(chǎn)業(yè)化研究會、中國節(jié)能協(xié)會先后對該技術(shù)評定為 “國際領(lǐng)先”,科技查新證實(shí)全球無相同技術(shù)。
四、技術(shù)成熟度、適用范圍及安全性
成熟度:已完成全流程產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化,應(yīng)用于國內(nèi)外6個工程項(xiàng)目(含中國大陸、臺灣地區(qū)、越南),累計(jì)合同產(chǎn)值近4億元,最長穩(wěn)定運(yùn)行超5年,根據(jù)越南正隆廢渣污泥焚燒、浙江溫州工業(yè)廢物資源化等項(xiàng)目實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用情況及檢測結(jié)果,多源有機(jī)廢物湍動床高效氣化焚燒技術(shù)效果明顯、技術(shù)成熟、穩(wěn)定可靠。
適用范圍:覆蓋生活垃圾、工業(yè)固廢(固態(tài)/液態(tài)/氣態(tài))、危廢、市政污泥、農(nóng)業(yè)廢棄物等熱值不穩(wěn)定、組分復(fù)雜的多源有機(jī)廢物,單臺處理能力50–500 t/d。
安全性:
核心裝備通過壓力容器及特種設(shè)備安全認(rèn)證;
系統(tǒng)集成多重安全聯(lián)鎖與智能預(yù)警機(jī)制;
污染物排放數(shù)據(jù)經(jīng)第三方認(rèn)證,符合最嚴(yán)標(biāo)準(zhǔn);
系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,年運(yùn)轉(zhuǎn)時間超8000小時;
具備完備的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)(已授權(quán)發(fā)明專利22項(xiàng)、實(shí)用新型專利8項(xiàng)、軟著7項(xiàng)、商標(biāo)28項(xiàng))。
五、應(yīng)用情況及存在問題
應(yīng)用情況:
已成功商業(yè)化應(yīng)用,完全替代同類進(jìn)口產(chǎn)品;
具備國際推廣能力,沿"一帶一路"布局;
實(shí)現(xiàn)同類進(jìn)口技術(shù)替代;
經(jīng)濟(jì)效益顯著:噸處理費(fèi)用從幾十元到上百元不等,1噸有機(jī)廢物可產(chǎn)生2-3噸蒸汽,按蒸汽價格180-380元/噸估算,國內(nèi)潛在市場規(guī)模超過2200億元。
存在問題:
部分地區(qū)配套政策尚需完善,影響規(guī)?;茝V速度;
受宏觀經(jīng)濟(jì)環(huán)境影響,項(xiàng)目初期融資渠道收縮。
六、歷年獲獎情況
技術(shù)成果獲權(quán)威認(rèn)可,主要包括,
國家級獎項(xiàng):
中國發(fā)明協(xié)會"發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎·項(xiàng)目獎"金獎
國家知識產(chǎn)權(quán)局中國專利優(yōu)秀獎
中國節(jié)能協(xié)會"節(jié)能減排技術(shù)發(fā)明獎"一等獎
中國節(jié)能協(xié)會環(huán)保專利獎一等獎
國際獎項(xiàng):
德國紐倫堡國際發(fā)明展銀獎
"國際流化床技術(shù)大會"最佳報(bào)告獎
列入權(quán)威目錄:
《國家清潔生產(chǎn)先進(jìn)技術(shù)目錄》
《國家先進(jìn)污染防治技術(shù)目錄》
《北京市能源領(lǐng)域首臺(套)重大技術(shù)裝備推薦目錄》
《北京市綠色創(chuàng)新技術(shù)推薦目錄》
《廣東省先進(jìn)污染防治技術(shù)目錄》
七、成果價值與社會效益
1.北京衡燃科技有限公司 2.清華大學(xué)
1.張衍國 2.李清海 3.叢堃林 4.陳宣 5.張凝 6.齊逍宇 7.史萌 8.史萌 9.胡彥霞 10.趙永峰 11.張聰彪
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評價單位: |
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報(bào)告編號: |
節(jié)能評字 [2025] 第KJ0370號 |
評價日期: |
2025-04-20 |
評價委員會認(rèn)為,該項(xiàng)目的多源有機(jī)廢物集中處理技術(shù)居國際領(lǐng)先水平,同意通過科技成果評價。