轉發(fā)：垃圾衍生燃料RDF用作水泥窯替代燃料的情況調研
2023-09-14 來自: 沈陽卡斯特科技發(fā)展有限公司 瀏覽次數:2054
近段時間，廣東東莞、佛山、梅州等地出現(xiàn)了20多家以碎布條為主要原料的RDF生產廠家，為發(fā)電廠、水泥廠和造紙廠等生產固廢替代燃料，垃圾衍生燃料RDF市場可以說是風起云涌。
對于水泥行業(yè)來說，煤炭價格的高漲，雙碳目標的確立和碳交易實施時間的臨近迫使生產企業(yè)尋求節(jié)能減排之路，各大水泥廠開始探索替代燃料的應用。秸稈、桉樹皮、廢木材、蘑菇渣等生物質替代燃料以及碎布條、生活垃圾、RDF燃料棒、廢舊輪胎膠等固廢替代燃料的應用價值逐步展現(xiàn)出來。
本文的是探討碎布類RDF在水泥窯中的應用。碎布條是生產服裝、被褥等產生的邊角料，屬于固體廢棄物；RDF是垃圾衍生燃料(Refuse Derived Fuel，簡稱RDF)，我國廣東市場的RDF是通過對碎布條、皮革邊角料、塑料等可燃性垃圾進行破碎、分選、干燥、添加藥劑、壓縮成型等工藝處理而制成的燃料。
一、RDF的分類
表1.RDF的分類（美國ASTM）
分類 | 性狀 | 備注 |
RDF-1 | 僅僅是將普通城市生活垃圾中的大件垃圾除去而得到的可燃固體廢棄物。 | 疏松RDF |
RDF-2 | 將城市生活垃圾中去除金屬和玻璃，粗碎通過150mm的篩后得到的粗劣的可燃固體廢棄物。 | 疏松RDF |
RDF-3 | 將城市生活垃圾中去除金屬和玻璃，粗碎通過50mm的篩后得到的絨狀可燃固體廢棄物。 | 疏松RDF |
RDF-4 | 將城市生活垃圾中去除金屬和玻璃，粗碎通過2mm的篩后得到的粉狀可燃固體廢棄物。 | 粉狀RDF |
RDF-5 | 將城市生活垃圾分撿出金屬和玻璃等不燃物，經過粉碎、干燥、加工成型后得到的細密顆粒狀可燃固體廢棄物。 | 成型RDF |
RDF-6 | 將城市生活垃圾加工成液體燃料。 | 液態(tài)RDF |
RDF-7 | 將城市生活垃圾加工成氣體燃料。 | 氣態(tài)RDF |
根據美國檢查及材料協(xié)會（ASTM) 按城市生活垃圾衍生燃料的加工程度、形狀、用途等將RDF分成7類（見表1）。我國廣東市場現(xiàn)在存在兩種垃圾衍生燃料，一種是碎布條等經過破碎、干燥、加工成型后得到的顆粒狀可燃固體廢棄物——RDF-5，因為它形如木棒條狀，下文統(tǒng)稱它為RDF燃料棒。另外一種是碎布條等經過破碎、干燥得到的絨狀可燃固體廢棄物——RDF-3，它是沒有經過壓制的松散狀的破碎料，下文統(tǒng)稱它為RDF破碎料。
從組成上看，廣東市場的RDF燃料棒和RDF破碎料是相同的，都是由碎布條、皮革邊角料、塑料等固廢組成。他們的區(qū)別在于生產工藝的不同，RDF燃料棒是經過多道破碎后擠壓成型的密實棒狀燃料；而RDF破碎料缺了一道壓制成型的工藝，它是松散的。
二、RDF燃料棒應用情況介紹
相對于RDF破碎料，RDF燃料棒是更復雜更高級的替代燃料，它具有熱值大、體積小等優(yōu)點，便于存儲運輸。
我們來看一看廣東佛山某固廢燃料廠商生產的RDF燃料棒的檢測數據。
表2.佛山某固廢燃料廠RDF燃料棒檢測結果
序號 | 項目 | 結果 | |
1 | 彈筒發(fā)熱量Qb,ad | 22.42（MJ/kg） | 5362（cal/g） |
2 | 高位發(fā)熱量Qgr,v,ad | 22.38（MJ/kg） | 5351（cal/g） |
3 | 低位發(fā)熱量Qnet,v,ar | 21.80（MJ/kg） | 5214（cal/g） |
4 | 內水分Minh(%) | 0.99 | |
5 | 全水分Mt(%) | 2.81 | |
6 | 全硫St,ad(%) | 0.18 | |
7 | 揮發(fā)分Vad(%) | 77.57 | |
8 | 灰分Aad(%) | 16.82 | |
9 | 固定碳FCad(%) | 4.62 | |
從表2.可見，該RDF燃料棒的低位發(fā)熱量達到了5214cal/g，和煤炭的發(fā)熱量相差不大；揮發(fā)分達到77.57%，是一種易燃的燃料，我們用打火機都能將它輕松點著。
RDF燃料棒有便于儲存和運輸的優(yōu)點，可以在較大的范圍內使用，目前在發(fā)電廠、造紙廠應用得比較多，但是在水泥廠卻應用不廣。RDF在水泥窯的應用一般是用作尾煤的替代品，也就是它燃燒的熱量是用于碳酸鹽的分解，在分解爐中這個反應的特點是大面積傳熱，傳熱速度快，而RDF燃料棒是經過壓制成型的密實材料，燃燒速度慢，在分解爐中燃燒存在燃不盡的問題。水泥窯應用RDF燃料棒需要添加額外的燃燒投加設備，比如階梯燃燒爐、熱盤爐等。然而受到RDF燃料棒貨源不穩(wěn)定，環(huán)評審批復雜，水泥市場低迷等因素的影響，水泥廠添加投加設備的意愿不強。
RDF燃料棒在使用過程中還遇到Cl-超標的問題，水泥窯入窯原燃材料有嚴格的氯含量控制要求，規(guī)定Cl-≤0.6%，RDF燃料棒為了獲得更高的熱值，在原材料中添加了較多的塑料等含氯物質，造成了這種燃料的Cl-含量偏高。
Cl-含量過高是造成水泥窯煅燒結皮的重要因素，因此水泥廠在采購的時候限制了RDF燃料棒進廠Cl-的含量，我們從表3.中可以看到TN水泥廠關于Cl-的控制要求，進廠RDF燃料棒Cl-＞0.6%就會被罰款甚至是被拒收。目前，大部分的RDF燃料棒生產廠商沒有控制好Cl-的含量，這也就限制了它在水泥廠中的應用。
表3.TN水泥廠對進廠RDF燃料棒的控制規(guī)定
供應商名稱 | 全水分(%) | 低位發(fā)熱量(cal/g） | Cl-(%) |
合約規(guī)范 | ≤10.0 | ≥4000 | ≤0.6 |
JD | 3.7 | 4796 | 1.056↑ |
TY | 3.2 | 4825 | 0.489 |
RDF燃料棒的生產需要經過生態(tài)環(huán)保部門的審批，有一定的入門門檻，加上受到煤炭價格下降以及水泥廠推廣進度慢的影響，原先熱情高漲的一些固廢燃料生產企業(yè)打了退堂鼓，據筆者調研發(fā)現(xiàn)，有個別固廢燃料生產企業(yè)把剛采購回來的RDF燃料棒生產設備低價出售了。
