一、项目背景

　　汝城县生活垃圾低温炭化焚烧及资源化利用项目于2024年12月16日，由兰石环保公司与汝城爱地夫公司签订汝城县200吨/天生活垃圾低温炭化焚烧及资源化利用项目实施合同，项目新增投资3000万元，项目重点建设内容为拆除现厂房内原生活垃圾处理设施，新增一套生活垃圾破碎、干燥、炭化、筛分、储存生产线。

　　产线核心技术由兰石环保股东山东诺泰环保科技有限公司提供。兰石环保公司在利用原有厂房、供电系统、垃圾渗滤液处理系统基础上进行全系统重新布局设计，新增垃圾处理干燥炭化系统、尾气处理系统、电气控制系统、热风炉系统、炭粉筛分存储系统等重点设备。

　　项目已于2025年6月25日至7月3日完成168小时连续稳定运行，7月8日已开始进行长周期稳定生产。

 

　二、技术介绍

　　（1）技术先进性分析

　　本技术将原本在一个炉体内所进行的有机固废原料焚烧、气化过程分为“干燥+低温绝氧炭化+炭化油气燃烧”三个不同的反应器，有机固废原料具有的高含水率、低热值的特点，干燥工段实现生活垃圾的预干燥的同时提升了有机固废的热值；干燥后的物料随后在低温绝氧炭化反应器内在完全隔绝空气的气氛下以一定的温度（300℃~500℃）受热分解，利用固废中有机物的受热不稳定性原理变成高热值的炭化油气（热值高达2800kcal/Nm3）和生物炭渣。随后炭化油气在炭化油气燃烧炉内实现充分的燃烧，由于炭化油气的热值高，其绝热燃烧温度可高达1800℃，因此炭化油气燃烧炉内的高温（850~1050℃）易于得到控制，燃烧的高温烟气出口温度为850℃以上，并确保在此温度下的停留时间为2s以上。而后，该高温烟气通过间壁加热低温绝氧炭化反应器、干燥器分别为有机固废绝氧炭化过程和干燥过程提供炭化、干燥所需的热量，使得整个工艺过程持续连续稳定的进行。

　　含碳有机固废炭化工艺流程示意图如下所示：

含碳固废炭化工艺流程示意图

　　本技术工艺具有如下特点：

　　①处理规模灵活：特别适宜于县城、村镇等生物质电厂、垃圾焚烧发电厂所不能覆盖区域的有机固废的减量化、无害化、资源化的处理，填补了这一区域的有机固废处理市场空白；

　　②对有机固废热值（垃圾焚烧所不能处理的~800kcal/kg热值的生活垃圾亦可进行处理）、分类（环卫车原生垃圾可直接进料）、粒度（生物质秸秆等无需造粒成型仅简单粗破碎即可）等要求宽泛；

　　③从源头解决了二噁英处理难题：炭化机内的低温、绝氧环境杜绝二噁英合成所必需的金属氧化物催化剂的条件，并通过对炭化油气进行捕氯，大幅度降低烟气尾气中的氯元素的含量，使得烟气尾气净化系统中无需配置活性炭喷射系统即可实现烟气中二噁英含量的达标排放（＜0.1ng/Nm3）；

　　④炭化油气在燃烧室内精确的控温（850~1050℃）燃烧，实现了烟气中超低NOx的排放；

　　⑤相较于同等规模下垃圾焚烧发电、生物质电厂等生产模式，炭化所产生的烟气量小，烟气所携带的粉尘量<200mg/Nm3，比炉排炉垃圾焚烧出炉膛的3~5g/Nm3的粉尘量低了一个数量级，粉尘、重金属等各项污染物通过简单的布袋除尘净化后即可达标排放；

　　⑥固体生物炭产物的性质稳定，重金属浸出毒性（重金属在还原环境中由可交换态等不稳定形态向残渣态等稳定形态转化，重金属几乎全部固化在炭渣中）、氯等污染物浓度含量低，可应用于气化制氢；

　　⑦针对垃圾等原料可实现全机械自动化的回收铁、铜铝、玻璃、砂石料等资源化产物，实现了生活垃圾的100%资源化，100%减量化和100%的无害化。而生物质秸秆类较生活垃圾原料，其组成单一，炭化后炭粉收率可达70%以上，经济效益显著。

　　⑧技术成熟可靠，目前我公司已经在云南省宜良县建设了宜石200吨/天生活垃圾低温绝氧炭化工艺示范化工程项目，项目实现了长周期稳定运行，已完成约9万余吨生活垃圾及其他废弃物处置；在雄安新区建设100吨/天皮革、废纺、芦苇等原料处理装置，作为重点研发项目受到国家有关部门指导；同时在湖南汝城县建设了200吨/天生活垃圾低温炭化处理产线，现已完成168小时连续生产运行。本技术已经过长期工业验证，具备可靠的性能和稳定性。

　　针对生物质秸秆等较生活垃圾组成单一的原料，采用生物质炭化技术后，使炭化后的产物具有和木炭相似的性质，在保证改变了固体物料的粉碎等属性的前提下，提升了物料能量密度，并最大程度的保留了物料的化学能。以1kg的生物质（干燥基）为例，其能量（低位热值）为1.0Qkcal，则其能量密度为1.0Qkcal/kg，通过间接加热热解，其产生0.3kg的可燃气体及有机液体和0.7kg的生物炭。相较于生物质与生活垃圾，生物炭的质量能量密度提升到了1.28Qkcal/kg。

　　除以上特点外，生物炭和普通生物质比较还有如下优点：

　　1）炭化制得的生物炭，粉碎性优良、能耗远低于普通生物质直接粉碎，大大降低了粉碎成本；另外，烘焙可以形成均一的mm级球形颗粒微粉，具有优异的流动性。完全可以在现有利用现有气化炉的给料系统喷入到气化炉内进行反应。大大提升运行过程的稳定性和设备的可靠性。

　　2）生物炭具有疏水性，不会因被雨淋湿膨胀，变质，发霉，便于运输和室外储存。

　　3）分布式制生物炭，集中式生物炭粉气化的模式，由于生物炭粉体积、能量密度的提升，可以大幅度降低运输成本，增大物料的运输半径。

　　这一工艺路线突破传统生物质气化的技术瓶颈，可同时处理多种类的诸如生活垃圾、农林废弃、餐厨垃圾等生物质原料，构建多元清洁的能源供应体系，对实现“双碳”目标具有重大的现实意义。

　　（2）本技术纳入国家有关指导推广目前说明

　　生物质（生活垃圾）低温炭化焚烧及资源化利用技术已纳入《国家工业资源综合利用先进适用工艺技术设备目录（2023年版）》指南之十三—有机废弃物综合利用工艺技术设备“城乡生活垃圾绝氧低温连续碳剥离裂解技术”；技术符合《国家鼓励发展的重大环保技术装备目录（2023年版）》之固废处理处置技术113项“中小型生活垃圾焚烧处理成套装备”；项目符合《绿色低碳转型产业指导目录（2024年版）》中3.1.6垃圾资源化利用装备制造、3.2.6垃圾资源化利用、6.4.8生活垃圾收运与处理设施建设和运营；符合《绿色技术推广目录（2024年版）》资源循环利用产业生物质热化学转化的能源化和材料化技术；本项目技术已纳入《绿色低碳先进技术示范项目清单》第94项生活垃圾制绿氢和高纯度二氧化碳工程示范项目等。

　　（3）经济性分析

　　本技术具有投资强度低（投资强度约45万元/吨）、对政府补贴费用依赖较低，通过所产炭粉及回收资源可完全实现自主盈亏平衡；此外，针对300~400t/d垃圾处理项目整体投资仅约1.2~1.8亿元，投资强度为焚烧发电投资的一半，具备较强的市场竞争力。

　　相较于传统有机固废处理技术，本技术无需预分拣、生成炭粉均一可直接作为下游气化原料，缩减了原料预处理成本。针对传统固化造粒模式的157.8元/吨（主要为电力消耗）预处理成本，低温炭化模式成本仅52元/吨，此外，针对生物质生活垃圾等固废处理过程，生产成本仅约45元/吨，相较于焚烧发电处理模式成本135.2元/吨，大幅提升了项目的经济性、可行性。

 

　三、汝城县生活垃圾处理项目生产运行情况

　　项目主体设备于2025年4月10日运达项目现场并开始安装工作。全场设备经2个月时间完成安装及单机冷态调试工作，所有设备达到生产运行条件。

 

生产厂房及主体设备

 

　　6月25日公司通知汝城县环卫公司，第一车生活垃圾运送到场。9：00分开始投料运行，生活垃圾经破碎机、进料系统进入干燥机，生活垃圾水分被控制在20%左右，通过螺旋输送机进入炭化机发生绝氧炭化反应。在我公司技术团队指导下于25日下午16：00分开始输出生物质炭粉。整体系统于28日转入稳定生产阶段，并停止向热风炉供应燃料（稳定生产无需燃料），系统实现自热平衡。

 

原生生活垃圾

 

 

项目生产运行（6月25日~7月3日）

 

　　调试运行期间（6月25日~7月3日，连续超168小时）共计投料约240吨生活垃圾，产出炭粉约50吨。

　四、项目未来规划及产业布局

　　未来结合项目运行生产情况，我公司计划在项目地建立相关技术研发中心，并开展技术优化，进行分布式制炭、集中式制氢及下游绿醇、绿氨等产业链构建，增强经济附加值，提升盈利能力。