文章编号=2095 -1671 (2018)04 -0177 -04
铁路站车生活垃圾热解气化技术研究评析
王晓伟
\"中国铁道科学研究院集团有限公司节能环保劳卫研究所，北京 100081)
摘要：我国铁路快速发展中面临着站车生活垃圾处置处理水平低和资源化利用滞后等问题。针对中小型垃圾资源化 处理热解气化技术，从原理、影响因素、污染物控制及关键点等方面进行研究评析。首先，探讨气化媒介对垃圾热解气化 特性的影响、催化剂特性对垃圾热解性能和焦油产生的影响、垃圾含水率对热解特性的影响，以及热解气化时污染物产 生的途径及其控制手段等。其次，针对我国铁路站车生活垃圾特点，归纳了适合铁路生活垃圾的具体热解气化技术及其 存在的问题，提出了该技术研究应用中的关键点，为我国铁路站车生活垃圾资源化处理提供技术支撑和理论依据。关键词：站车生活垃圾；热解气化；气化媒介;催化剂；焦油 中图分类号：731
X
文献标识码：
A
DOI：10. 16374/i. cnki. issn2095-1671.2018. 0043
选回收设备、餐厨垃圾收集处理设施等，需每年缴 纳一定的垃圾处理费和输运费，政府强制垃圾分 类的实施可能还会增收垃圾分类费。
10垃圾成分及区域存在差异
随着我国铁路快速发展、客运量持续增长和 人民生活水平的不断提高，铁路站车生活垃圾量
和比重也在逐步上升，据统计2015年全路产生 50万吨以上的垃圾量，对运输安全、环境卫生等 造成压力[1_3]。2017年3月18号国务院办公厅 颁布的《关于转发国家发改委住建部生活垃圾分 类制度实施方案的通知》指出，遵循垃圾减量、无 害和资源化原则，在实施强制分类城市中回收利 用率达到35%以上，其中强制实施的对象包括车 站。因此，针对垃圾分类后的处理技术新模式 (如集中式和分散式）或将被重新规划考虑，如鼓 励餐厨垃圾就地消纳处理，该政策将进一步完善 和拉动垃圾处理整套装备市场。
1
铁路站车生活垃圾处置处理主要问题
站车生活垃圾成分及区域性差异较大，铁路 站车生活垃圾基本是以可燃成分为主，如食物残
渣、塑料包装类和纸屑等，约占90%以上，其热值 高和回收价值大。
10新技术处理模式亟待推出
铁路站车生活垃圾处理特点与要求尚缺乏系 统研究，其处置技术模式的选择仍缺乏科学依据， 亟需寻找低成本、风险可控、环境可持续的处置技
式。
目 前， 中
， 垃 产生
较小且市政回收输运条件欠缺或输送成本过高， 需自行处理，因不允许直接填埋或露天焚烧，亟需 推出新的技术处理模式，如清洁低能耗中小型分 式垃 处理 。
10生活垃圾处置水平有待提高
目前，铁路站车生活垃圾处置处理面临的主 要问题包括以下方面。
10 回收处理设施不足
目前，尚无储备垃圾分选、减量、无害和资源
化回收处理设施，如PE/PET类塑料垃圾分类分
《绿色铁路客站评价标准》对垃圾收集分类 和处置处理提出了明确要求，而铁路生活垃圾处 置处理水平薄弱是目前我国铁路建设“绿色车 站”“智慧铁路”的重要制约因素。
综上，亟需系统开展站车生活垃圾特点与处 置要求差异性研究，提出和构建铁路站车分散式
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收稿日期：2018-06-14 &修订日期'2018-07-03
基金项目：中国铁道科学研究院科研基金（2017YP10)。作者简介：王晓伟（1982 —），男，河南郑州人，博士，助理研究 员，主要从事固废资源化处置处理及综合利用研究。
铁路节能环保与安全卫生2018年第％卷第4期
生活垃圾处置处理技术体系，为提高铁路垃圾处 理的无害化、减量化和资源化技术水平，节约运营 成本，提升行业竞争力，完善铁路生活垃圾输运处 理和绿色站车建设等提供支撑。
!
垃圾热解气化技术及应用
2.1原理与特点
热解是在无氧或缺氧的条件下，受热后分解
为液体油、可燃气体和焦炭3种产品[4^5]。热解 气化技术早在19世纪初就得以应用，在过去的 10 e 15年时间里，热解气化技术已经用于整体煤 气化联合循环发电$ Integrated
Gasification
Combined Cycle，IGCC)技术[(]。
垃圾热解主要分为催化热解、共热解、慢热 解、中速热解和快热解m
，该技术因其优势已经
得到应用。虽然热解过程中产生的焦油导致管路 的堵塞或结焦而使设备停运，后续的维护、清理非 常复杂，但是垃圾热解气化技术无论在控制常规 污染物还是二噁英等方面都有望达到极低 水平[1]。
同时，生活垃圾经筛选后，筛上物用于热解， 筛下物（如食品残渣）可用于堆肥，不仅提高热解 气的品质，而且可望真正彻底实现铁路站车生活 垃圾的无害化和资源化[9_1〇]。2.2生活垃圾热解气化影响因素 2.2.1气化媒介的影响
气化媒介为空气时，空气当量比$!3)是一个 重要的气化器设计参数，它是一个实际空燃比与 理论空燃比之间的比值，关系为
< 1.0)气化=实际空气量/理论空气 量=!3( >1.0)燃烧
燃气质量与值有直接关系，值过低
(<0. 2)会使垃圾不能完全气化、碳含量过高和
燃气热值低等。
太高会使热解气产出中C0、
H\"再次氧化为C〇2、H2〇,使热值降低。实际气化
时，值一般在0.2 ~0. 3之间[10]。
对于上吸式气化炉，低值可以使焦油产 量最大化，值过高会使产气过度氧化，出口温 过
。
媒介量可由2个参数确定：一是计算垃圾热 解气化理论空气量，然后由值确定实际空气 178
量;二是根据垃圾成分分析，由S/C (硫/碳）比值 确定蒸汽加人量，H空气/水蒸气高比值可产生气体
2、C〇2和CH&的成分较少，高位发热量较低，但
C0
含量很高[10]。因此，铁路站车垃圾热解装置
可以采用较为经济的空气蒸汽混合作为气化 。
2.2.2催化剂对热解性能的影响
催化剂能够根据要求有效控制热解气化产物 的形成，CU催化热解产气的催化剂种类很多，主要以 0和稀有金属为主。目前，多采用实验室构建 的小型上吸式垃圾固定床水蒸气气化炉，研究不 同 Ca0 化
对
成
产
等的影响[11B 12]。纳米催化剂价格昂贵，技术尚不 成熟，使用钾氧化物作为催化剂后，垃圾残留物可 能会造成土壤盐碱化；而CU0价格低廉，并且有 利于焦油的裂解。因此，CU0在垃圾热解时运用 比较广泛。
2. 2. 3催化剂对除焦油特性的影响
焦油是一种十分复杂的混合物，现在已测量 出的就有几百种物质[13]，包括酚、酮、醛、酸、芳香 族化合物等，其成分随着物料种类、反应条件变化 而变化[14]。国内外学者研究了两段式分部气化， 将物料热解和气化分开进行，可以保证焦油的充 分裂解[15b1(]，其中上吸式固定床结构简单，热效 率高，但焦油产量大，热解过程中焦油会诸塞管 道、过滤器。
有多种去除焦油的办法[17]，如机械法、热分 解法、催化裂解法及等离子体法等，其中催化裂解 法是去除效率最高、经济性最好的方法[10]。白云 石成本低，是目前应用最普遍的催化剂[18b19]。 2.2.4垃圾含水率的影响
垃圾含水率对富氢化和热解效果等有不同程 度的影响。水蒸气对垃圾热解特性的影响及特定 热解工况下垃圾最佳含水率的确定，对垃圾热解 工艺的简化和能源消耗的减少具有重要意义[10]。
适当的含水率对垃圾的富氢化有促进作用。 目前部分垃圾气化工艺中，为增加气态产物量而 对干燥后的垃圾再次通人水蒸气的方法，不但使 设备复杂化，还造成了能源浪费。因此，将具有一 定含水率的垃圾直接用于热解气化更为合适。高 含水率条件下热解产氢量明显高于干污泥热解产
铁路节能环保与安全卫生2018年第％卷第4期
氢量[2°]，高温使所含水分蒸发变为水蒸气，并参 与水汽重整、水煤气反应及半焦气化， 态
产
[21-22]〇
态产物中的氢气比例相较于干生物质热
2.3生活垃圾热解气化中污染物的控制
新型的垃圾焚烧技术污染较小。BabushH V I 等[2-]指出，当
工况良
，气相反应生
成的二噃英会大大减少。煤所产生的S02能够抑 制二嘴英的形成，当S02存在时，S02与Cl2、水分
反应生成HC1，从而减少氯化作用，进而抑制二噃
英的生成。
对于二嗯英的控制可以考虑与煤混合.活性 炭脱出二n恶英使用较为广泛且价格便宜，但需定 期更换且更换
。随着低温等离子
发
展，去除二噃英及酸性气体的能力有了很大改 善[24],-另外，二噃英的产生主要来源于塑料，可 以从源头处理减少二噃英的产生
Lm W _[等[25]研究了电子产品与生物质（锯
屑）混合后再添加人溴化阻 产 实
验，当单独热解时，焦油产量分别是53. 1<和 46. 3%，而混合热解后产油为62. 3%。热解油中 含有多种芳香族混合物，
中的溴化物浓缩于
热解油中，后期净化处理也很方便。
3
结论与建议
3.1生活垃圾热解气化技术存在的问题
垃圾热解气化 虽然 明显的优势，但
仍存在一
。
(1) 热解炉的选取仍然缺乏资料，具体尺寸，特对于适合站车
化生活垃
化设，尚未形成行业内的设计规范，需要
研究
确定。
(2) 未深人研究和研发适合铁路站车生活垃圾特点 化
设备。缺少对铁路
站车生活垃
点的预处理、
后续资源化
处理技术研究。
(3) 铁路站车生活垃圾产量相对较低，垃圾分选装置与选
不明确，需要研究确定。(4) 垃 化炉连续运行尚不稳定。由
于进料方式的原因，垃圾热解气化时容
&此外，气化炉高温
离技术不完善，
化炉
氯腐蚀现象可能会较为严重。
3.2 铁路站车生活垃圾热解技术研究应用的
关键点
(1) 从顶层设计层面，应针对性提出适合铁路站车生活垃圾可 纳的综合处理新技术模
式， 垃圾无害化、减量化和资源化关键技术深
化 研究，
利于后续研发清洁能源和高值
环
化处理成套
，实资源
化 与 一，形成铁路生活垃圾中小型综合处理 方案和成套工艺 。
(2) 加强铁路站车生活垃 选管理与预处理
。我国铁路站车生活垃 种 、
形态存在差异，需要在 化工序前进行预处
理，将可燃垃圾进行分离，并善 大小、均
性 性， 提 后续 化 、
善
性 性能。(3) 构建处理规模小、运行操作简便、投资省
的铁路站车生活垃 化成套
化
与中 处理装备。针对车生活垃
种组分和
水
点，研发推 炉型床
垃圾化工艺。通过垃
处理
、高效热解
技术、化过程污染控制技术及焦油处置 等，
形成适用于铁路站车垃
化处理的集成技术及
设计方 。
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铁路节能环保与安全卫生2018年第8卷第4期
Analysis of Food Safety Supervision and Inspection Results in Railway Area
LI Guangrong,LIU Wuying,HOU Juan
$Baoji Branch，Xi’an Railwa/yHealth Supervision Institute，Baoji Shaanxi $21000，China)Abstract:In order to understand the food safety situation of canteens and catering groups in a railway area,
find out potential risks! and put forward measures to improve food safety supervision. Statistical analysis wascarried out on the basic status statistics of staff canteens and catering groups in the jurisdiction 2016, as well as the “ on-site inspection record” and “ supervision opinions* of the food safety supervision organization. The results showed that there were different degrees of problems with the 12 indicators in 3 aspects in the canteens and catering groups of the jurisdiction! among which the problems of cold storage offood and classification and labeling of food containers and cookware were the most promineproblems in the catering group than in the canteen. The qualification rate of 10 indexes such as infrastructureequipment and license management has increased year by year. The supervision of food groups by foodsupervision agencies in the jurisdiction has been strengthened year by year. Finally, it is pointed out that the overall level of food safety supervision and management in this area has graduaiy improved in the past six years, but there are still some problems such as nonstandani col(i storage of food, inconsistent labeling ofcontainers and utensils, insufficient haniware in catering groups, and lack of food safety knowledge training. It needs to be strengthened from the aspects of improving hardware! standardizing matraining, and improving supervision efficiency.Keywords: Railways & Staff canteen & Catering group & Food safety； Supervision and management
$上接第180页)
Review on Pyrolysis and Gasification Technology of Railway Domestic Waste
WANG Xiaowei
$ Ener#^y Saving & Environmental Protection & Occupational Safety and Health Research Institute,
China Accdemy of Railway Sciences Co., Ltd. , Beijing 100081 , China)Abstract: With the rapid development of China railway presently! we are facing the problems of low treatment
level of railway domestic waste and the lag of resource utilization. Aiming at the pyrolysis and gasification technology of medium-sized and small-sized garbage resource treatment, the research and evaluation werecarried out from the aspects of principle! influencing factors, pollutant control and key points. Firstly, thegasification medium impact on pyrolysis & gasification characteristics, the effect of catalyst on pyrolysischaracteristics and tar performance, the influence of moisure content of garbage on pyrolysithe ways to produce pollutants during pyrolysis and gasification and their control methods are discussed.Secondly, according to the China railway domestic waste characteristics, the pyrolysis & gasificationtechnology suitable for railway waste disposal and the existing problems were summarthe technology research and application were put forward. This will provide theoretical and technical supportfor the recycling treatment of China railway domestic wastes.Keywords'Railway domestic waste; Pyrolysis and gasification; Gasification medium; Catalyst; Tar
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