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王凱軍丨環保回憶錄:污泥幹化-焚燒技術的誕生

時間: 2021-09-06 15:51

來源: 綠茵陳

作者: 王凱軍

王凱軍老師年少成名,在科研上卓有成就。特別是,他和中國第一代環保工作者一起工作,經歷了中國環保重大事件的全過程。

去年值王凱軍老師60歲生日,在弟子們的一再要求下,他開始陸續回顧從業以來的經歷和經驗,在此基礎上,口述了《環保回憶錄》。綠茵陳和913工作室等一起,有幸記錄整理相關內容。

污泥處理領域,從問題出現、政策發佈到市場興起,其間又有許多跌宕起伏,而王老師與多家公司的合作,正是產學研的典範。本次截取的是污泥幹化-焚燒技術誕生前後的片段,説的是技術,但又不僅僅是技術。

01跨界研究生物質熱解

Study on Biomass Pyrolysis

2005年,王岐山還在北京當市長,他在奧運之前到延慶考察了一個生物質氣化供老百姓炊事用氣的廠子,技術的實質是生物質不完全燃燒,產生一氧化碳,是一個水煤氣反應,產生的氣體熱值低,只有800-1200大卡。

但是,從解決農村能源結構和大氣污染控制角度考慮是有意義的,他就讓北京市環保局局長史捍民來研究推廣一下。回來以後史捍民找到我,他可能覺得搞厭氧產氣和氣化產氣都一樣可以燃燒,所以讓我負責。

這是我第一次真正接觸熱物理化學領域。接受任務後,我認真比較了一下技術路線,覺得不能直接採用延慶現有的技術路線——上世紀80年代左右,宋健在山東大面積推廣過這項熱解技術(上千個),後來就因為焦油堵塞問題,幾乎都不成功。本質問題是氣化熱值低,生成氣量大,氣體處理投資大,所以一般大家都不認真處理氣體。

我記得我以前評過大連環科院的一個農業廢棄物項目,當時大連環科院院長閃紅光申報環保部農業廢棄物工程中心,有兩個技術,一個是秸稈熱解技術,採用的是間接加熱條件下無氧熱解裂解產生可燃氣體,熱值會比較高,比宋健在山東推的技術熱值高一倍以上,與城市煤氣相當。另一個是污泥快速堆肥技術——在污泥中加上鋸末,快速擠壓以後產生熱再堆肥,效果很好。

時間過去四五年,由於上述機緣,我又想起了大連的熱解技術。進行分析以後,我去拜訪了當年大連環科院的技術負責人南方。他已經退休了,但聽到我的想法後,他當即表示:“我有兩件事要説。第一,當年我在大連推這個技術,就落地了一個項目,我不服這口氣。你要是能推成,那就是幫了我;第二,我退休了,想掙點錢。”達成共識後,課題組就把他請到北京來,給他租了房子,一年給他20萬。這對於一個國家研究院是很大一筆投入,從體制內無法解決,當時,我們課題組承擔了所有費用。

史捍民一下拿出密雲、延慶、大興等四個項目,讓我們做試點。為了以後能進一步發展,我們將氣體處理的環節集約化和設備化,並試着在這個過程中疊加一些不同技術。以前產氣就是給農村老百姓生火做飯,但在延慶項目中我們修建了一個公共洗澡堂,制氣的一部分給澡堂供熱水,同時給大隊辦公室集中供暖;以前氣體儲存都要做沼氣櫃,但兩個項目中特意做了一個罐壓力儲存,把氣體壓縮到10kg後儲存。這幾項小改動對於今後的發展很有意義,在熱解技術部分還會談到。

幾個示範工程非常成功,給村裏的老百姓都供上了氣,但是當時也發現,農村人員結構發生了很大變化。大部分農村人口已經離户離村另有出路,這就是農村的現實情況——可能都外出打工了。上項目的時候基本規模按户設計,一般一户日用氣一方。三、四百户的村莊,日供氣規模300-400立方米。但是,這些項目運行起來之後,發現要三、四天才用一罐氣。如果不瞭解這些情況很難設計農村公共設施項目。事實上,這種情況在後來的全國農村污水處理建設上屢屢發生,導致項目屢屢失敗。

北京地區最主要的原料是秸稈,把秸稈粉碎以後,採用高壓擠壓的方式,熱壓產生燒烤碳棒產品,用碳棒作為熱解原料。做起來後發現熱壓擠壓的擠壓頭,由於温度和壓力比較高,磨損非常嚴重,生產碳棒的小設備幾個小時就要換一次。這個產業的設備還不成熟。

這件事最終比較完美地畫了一個句號:對史捍民局長有了一個交代;同時對得起朋友,南方老先生也很滿意,他當時説我要推廣成功就是幫了他出了一口氣;我們很好地推動了這一技術,並且上了北京市政府採購平台,熱解碳化工藝在下一步應該有更大的發展。

這也是我初步接觸熱物理化學技術,懂得了各種物料的熱值,熱分解過程,對氣化氣、熱解氣、煤氣和天然氣的熱值如數家珍,多少年後我的學生記不住這些數字,我就將他們歸結為不用心。

02初識俞其林

First acquaintance with Yu Qilin

2006年左右,浙江環興的俞其林帶着浙江上虞龍盛染料廠的潘總來找我。

這是我時隔近十年第二次與龍盛和俞其林打交道,説起來第一次打交道時有一點傳奇色彩。

浙江上虞有個白手起家的農民企業家做染料廠的生意,最後上市市值達到100多億,這公司就是龍盛。在“一控雙達標”期間,他們四處尋求高效的水處理技術。這位企業家不知通過什麼途徑打聽到北京環保所做三相流化牀,就約我見面。

見面過程也非常有戲劇性,這家染料廠老闆安排任總經理的大兒子坐飛機到北京,落地後沒有進城,約我在機場旁邊的賓館碰面,僅僅談了一個多小時,就迅速拍板,決定與我們開展合作,約好去浙江的時間,旋即馬上飛了回去。

在荷蘭期間,我在Delft參觀過著名的Gist-brocadaes酵母廠項目,它最初採用的工藝便是厭氧流化牀和好氧三相流化牀串聯工藝,我實地參觀過這個項目,感覺已經理解了技術內核。

1993年回國期間,我和徐冬利的聯合創業公司,接了一個北京油脂廠廢水處理項目。項目各項條件都很適合,於是我們用上了20方的三相流化牀,處理幾百噸的油脂廢水。未經小試,但是生產規模的反應器運行良好,放大過程非常順利。

我們把這些結果和龍盛交流之後,他們也沒有要求看示範工程現場,就讓我們一下上了4個流化牀,每個單元高30多米、直徑3米,是當時世界範圍內最大的三相內循環流化牀處理裝置。在做完龍盛項目之後,有了示範效應,我們又在浙江那一帶接連做了四五個染料廢水項目,上了十幾個好氧三相流化牀。

編輯:趙凡

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