垃圾衍生燃料（RDF）制备新技术

摘要：采用无粘结剂冷压成型工艺将城市固体废弃物（MSW）制备成垃圾衍生燃料（RDF) , 并考察掺煤量、成型压力等工艺条件对RDF冷热强度、粘结性、反应活性等工艺性质的影响。结果表明，在RDF制备过程中掺入的煤起到非常重要的作用：调节RDF的热值，保证RDF的具有满意的冷热强度，提高RDF的反应活性，全面满足了贮存、运输和用于固定床焚烧或气化时对RDF的要求。在研究条件下，向MSW中掺入20 ％～30 ％的煤、15MPa 左右的成型压力是制备RDF 的较优条件。

1 引言

城市生活垃圾（municipal Solid waste , MSW ）处理的目标是减容（量）、无害化和资源化。在垃圾处理的各种技术中，垃圾焚烧具有减容程度高、可同时获得能源的优点，成为垃圾综合处理系统中的重要环节［l , 2 ］。原生垃圾直接焚烧存在垃圾易腐败、恶臭、运输和贮藏困难等问题［3 ］。将城市生活垃圾制成垃圾衍生燃料（refuse-derived fuel , RDF ）是解决上述问题有效方法，已得到广泛的研究和应用［l,4 ,5 ］。

城市生活垃圾用于燃烧或焚烧提供热量，是广义上的垃圾衍生燃料，按ASTM ( American society for Testing and Materials）的分类属于RDF-1 [ 2 ］。美国对MSW 的能源化利用基本上采用将RDF-1 与煤或其它燃料共燃的方式［6 ] ，或将MSW 经分选、破碎后进行压片制成致密的RDF-5 ( densified RDF ）用于燃烧［2 ] ，也研究了利用冲压法将MSW 中的纸、木质物、软硬塑料单独或混合制成大尺寸的柱状物［7 ] ；日本应用的RDF 多是将分类搜集的MSW 经破碎、干燥、成型，制成直径l～2cm 、长度3～10 cm 的柱状RDF-5 ，并在RDF中添加CaO 或Ca(OH)2 [ 8 ］。郭小汾等［9 ］以中国城市垃圾为原料采用模压成型的方式制备了RDF 并研究了添加剂（Ca(OH)2) 和成型压力对RDF 的密度、脱氯特性的影响。

本文报导了一种采用对辊成型机以城市生活垃圾为主要原料制备用于气化或燃烧的卵形RDF 的方法和对RDF 工艺性质研究的结果。

2 试验原料

城市生活垃圾试样采集自我国某城市。首先测定了生活垃圾的堆比重；然后垃圾经人工分拣、称重，测定了物质组成；垃圾经破碎、缩分制备了分析样，用于进行工业分析、元素分析，并采用氧弹法测定了发热量。

试验中所用煤样的煤质特征见表1 。
表1 试验用煤样煤质特征

2.1 RDF 制备

将采集的具有代表性的城市生活垃圾试样经手选分类、称重并计量，自然干燥，把垃圾样中的“软”成分（纸、塑料、纤维等）和“硬”成分（渣、土等）分别采用剪切式破碎机和颖式破碎机破碎到3 mm 以下，然后再将破碎后的各成分彻底混合，即制得具有一定热值的“绒毛”状垃圾衍生燃料（fluffy RDF ，即RDF-1 ）。

将煤样破碎至3 mm 以下。按一定的比例把RDF-1 与破碎的煤采用混捏机混合，最后在一定的压力下采用对辊成型机（如图1 所示）把RDF-1 和煤的混合物制成尺寸为25 mm 的卵状致密的RDF ( densified RDF , RDF-5 ）。

图1 对辊成型示意

2.2 RDF 组成、特性分析与测定

迄今，我国尚未有检测城市生活垃圾或垃圾衍生燃料组成和性质的国家标准。本文按照国内外目前通行的办法，把MSW 视为和煤、油页岩等固体燃料相似的含能材料，参照煤的分析方法进行Msw 和RDF 的工业分析、元素分析，并用氧弹法测定了Msw 和RDF 的发热量