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王凯军丨环保回忆录:污泥干化-焚烧技术的诞生

时间: 2021-09-06 15:51

来源: 绿茵陈

作者: 王凯军

王凯军老师年少成名,在科研上卓有成就。特别是,他和中国第一代环保工作者一起工作,经历了中国环保重大事件的全过程。

去年值王凯军老师60岁生日,在弟子们的一再要求下,他开始陆续回顾从业以来的经历和经验,在此基础上,口述了《环保回忆录》。绿茵陈和913工作室等一起,有幸记录整理相关内容。

污泥处理领域,从问题出现、政策发布到市场兴起,其间又有许多跌宕起伏,而王老师与多家公司的合作,正是产学研的典范。本次截取的是污泥干化-焚烧技术诞生前后的片段,说的是技术,但又不仅仅是技术。

01跨界研究生物质热解

Study on Biomass Pyrolysis

2005年,王岐山还在北京当市长,他在奥运之前到延庆考察了一个生物质气化供老百姓炊事用气的厂子,技术的实质是生物质不完全燃烧,产生一氧化碳,是一个水煤气反应,产生的气体热值低,只有800-1200大卡。

但是,从解决农村能源结构和大气污染控制角度考虑是有意义的,他就让北京市环保局局长史捍民来研究推广一下。回来以后史捍民找到我,他可能觉得搞厌氧产气和气化产气都一样可以燃烧,所以让我负责。

这是我第一次真正接触热物理化学领域。接受任务后,我认真比较了一下技术路线,觉得不能直接采用延庆现有的技术路线——上世纪80年代左右,宋健在山东大面积推广过这项热解技术(上千个),后来就因为焦油堵塞问题,几乎都不成功。本质问题是气化热值低,生成气量大,气体处理投资大,所以一般大家都不认真处理气体。

我记得我以前评过大连环科院的一个农业废弃物项目,当时大连环科院院长闪红光申报环保部农业废弃物工程中心,有两个技术,一个是秸秆热解技术,采用的是间接加热条件下无氧热解裂解产生可燃气体,热值会比较高,比宋健在山东推的技术热值高一倍以上,与城市煤气相当。另一个是污泥快速堆肥技术——在污泥中加上锯末,快速挤压以后产生热再堆肥,效果很好。

时间过去四五年,由于上述机缘,我又想起了大连的热解技术。进行分析以后,我去拜访了当年大连环科院的技术负责人南方。他已经退休了,但听到我的想法后,他当即表示:“我有两件事要说。第一,当年我在大连推这个技术,就落地了一个项目,我不服这口气。你要是能推成,那就是帮了我;第二,我退休了,想挣点钱。”达成共识后,课题组就把他请到北京来,给他租了房子,一年给他20万。这对于一个国家研究院是很大一笔投入,从体制内无法解决,当时,我们课题组承担了所有费用。

史捍民一下拿出密云、延庆、大兴等四个项目,让我们做试点。为了以后能进一步发展,我们将气体处理的环节集约化和设备化,并试着在这个过程中叠加一些不同技术。以前产气就是给农村老百姓生火做饭,但在延庆项目中我们修建了一个公共洗澡堂,制气的一部分给澡堂供热水,同时给大队办公室集中供暖;以前气体储存都要做沼气柜,但两个项目中特意做了一个罐压力储存,把气体压缩到10kg后储存。这几项小改动对于今后的发展很有意义,在热解技术部分还会谈到。

几个示范工程非常成功,给村里的老百姓都供上了气,但是当时也发现,农村人员结构发生了很大变化。大部分农村人口已经离户离村另有出路,这就是农村的现实情况——可能都外出打工了。上项目的时候基本规模按户设计,一般一户日用气一方。三、四百户的村庄,日供气规模300-400立方米。但是,这些项目运行起来之后,发现要三、四天才用一罐气。如果不了解这些情况很难设计农村公共设施项目。事实上,这种情况在后来的全国农村污水处理建设上屡屡发生,导致项目屡屡失败。

北京地区最主要的原料是秸秆,把秸秆粉碎以后,采用高压挤压的方式,热压产生烧烤碳棒产品,用碳棒作为热解原料。做起来后发现热压挤压的挤压头,由于温度和压力比较高,磨损非常严重,生产碳棒的小设备几个小时就要换一次。这个产业的设备还不成熟。

这件事最终比较完美地画了一个句号:对史捍民局长有了一个交代;同时对得起朋友,南方老先生也很满意,他当时说我要推广成功就是帮了他出了一口气;我们很好地推动了这一技术,并且上了北京市政府采购平台,热解碳化工艺在下一步应该有更大的发展。

这也是我初步接触热物理化学技术,懂得了各种物料的热值,热分解过程,对气化气、热解气、煤气和天然气的热值如数家珍,多少年后我的学生记不住这些数字,我就将他们归结为不用心。

02初识俞其林

First acquaintance with Yu Qilin

2006年左右,浙江环兴的俞其林带着浙江上虞龙盛染料厂的潘总来找我。

这是我时隔近十年第二次与龙盛和俞其林打交道,说起来第一次打交道时有一点传奇色彩。

浙江上虞有个白手起家的农民企业家做染料厂的生意,最后上市市值达到100多亿,这公司就是龙盛。在“一控双达标”期间,他们四处寻求高效的水处理技术。这位企业家不知通过什么途径打听到北京环保所做三相流化床,就约我见面。

见面过程也非常有戏剧性,这家染料厂老板安排任总经理的大儿子坐飞机到北京,落地后没有进城,约我在机场旁边的宾馆碰面,仅仅谈了一个多小时,就迅速拍板,决定与我们开展合作,约好去浙江的时间,旋即马上飞了回去。

在荷兰期间,我在Delft参观过著名的Gist-brocadaes酵母厂项目,它最初采用的工艺便是厌氧流化床和好氧三相流化床串联工艺,我实地参观过这个项目,感觉已经理解了技术内核。

1993年回国期间,我和徐冬利的联合创业公司,接了一个北京油脂厂废水处理项目。项目各项条件都很适合,于是我们用上了20方的三相流化床,处理几百吨的油脂废水。未经小试,但是生产规模的反应器运行良好,放大过程非常顺利。

我们把这些结果和龙盛交流之后,他们也没有要求看示范工程现场,就让我们一下上了4个流化床,每个单元高30多米、直径3米,是当时世界范围内最大的三相内循环流化床处理装置。在做完龙盛项目之后,有了示范效应,我们又在浙江那一带接连做了四五个染料废水项目,上了十几个好氧三相流化床。

编辑:赵凡

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