垃圾热解气化焚烧炉专利
由中科院广州能源研究所牵头，首席科学家陈勇实施，中科院成都生物研究所完成的“城市生活垃圾资源化与能源利用集成技术示范”是广东省百项科技创新项目之一。示范项目建设在广东省博罗县，以专项扶持的100个项目作为启动资金，总投资2285万元。这是一个200吨/天的能源自给自足的城市固体废物综合处理和利用系统。一期工程每年处理生活垃圾5.4万吨，生产有机复合肥6.5438万+0.8万吨。
城市垃圾处理问题影响着国计民生
垃圾产量的快速增长严重危害了环境。中国垃圾历年存储量达60亿吨，1.997，中国垃圾年产量达1.4亿吨，年增长率8-10%。到目前为止，我国绝大多数城市生活垃圾仍以露天堆放和掩埋为主，不仅占用宝贵的土地资源，而且对环境造成严重的二次污染。
研究综合治理技术势在必行。一方面，垃圾资源化利用的主要障碍在于垃圾本身成分复杂，资源化利用难度大。另一方面，相关技术的研发也没有跟上。现有的利用技术往往采用单一的模式(如焚烧发电)，以同样的方式处理不同的垃圾成分，导致处理过程本身的消耗量大，经济性差。因此，因地制宜地根据垃圾的不同成分研究综合处理的关键技术具有重要意义，是关系到国计民生的大事。
演示项目经过精心构思，采用了综合技术来扬长避短。
国内外城市垃圾处理主要采用填埋、堆肥、焚烧等方法，其中填埋技术占有较大面积；堆肥技术存在减容、减量化、无害化程度低的缺点；采用垃圾焚烧技术，减量化程度高，但投资巨大。因此，单纯依靠某种技术来处理垃圾，并不是适合中国国情的解决垃圾问题的根本方法。
本项目根据我国城市生活垃圾的特点，从垃圾是一种错位资源的观点出发，开发出一种投资少、处理效率高、成本低的垃圾处理和资源化新技术和新工艺——能源自给型城市生活垃圾综合处理利用系统。根据我国垃圾的不同成分和理化性质，将不同的垃圾处理技术有机结合，达到减量化、减量化、无害化的目标，同时将处理成本降到最低，尽可能综合利用垃圾资源。
多种技术同时应用的过程是科学合理的。
本项目研究人员在研究博罗县生活垃圾成分的基础上，提出了将分拣、有机垃圾发酵、肥料加工、可燃物热解-焚烧、气化发电、无机垃圾填埋等工艺相结合的系统集成技术:
(1)预分拣流程
通过分类从城市固体废物中回收可回收材料，如可再生塑料、金属、废纸和玻璃；燃烧分离的可燃材料；将分选后的易腐有机垃圾进行发酵处理，并将处理后的有机垃圾制成有机肥；无机废物可用于填埋、铺路或土壤改良(精细无机废物)。
(2)发酵技术
通过微生物的作用，可以使城市有机垃圾无害化、分解，生产成有机肥，为农业提供有机肥。腐烂的有机垃圾来自自燃，回归自然，从而维护了大自然的生态。该工艺可采用快速好氧发酵和高温熟化，处理周期为15天。封闭式发酵产生的废气集中高位排放，发酵过程中产生的渗出物循环利用，无废水排放。
(3)有机废物处理和肥料生产过程
城市有机垃圾处理的出路是生产肥料。肥料的顺利销售和广泛的应用范围使废物处理得以顺利进行，并获得一定的经济效益。在产品质量方面，除了堆肥的质量，有机废弃物的处理也很重要。处理后的有机废弃物经二次筛选、制作粗堆肥或烘干加工成细粉肥料，可用于水田和旱地及各种作物。此外，还可制成有机-无机复合肥，不仅增产效果明显，还可提高化肥利用率。
(4)焚烧过程
焚烧的特点是快速减量，适用于可燃有机废物的处理。这种处理技术利用分离过程中分离出的可燃有机物进行焚烧。由于用于焚烧的垃圾含水率低，热值高，焚烧时无需增加辅助燃烧，产生的热能用于制肥和烘干所需的能量，可以节约能源。
该工艺采用热解和焚烧技术，减少可燃有机废物的体积和数量。热解焚烧是国际上发展起来的先进焚烧技术。这项技术利用了垃圾中有机物的高挥发性。先将垃圾热解(或气化)，然后释放挥发物再进行气相燃烧。通过热解、气化、焚烧，对烟气中的粉尘、NOX、SOX、HCl进行除尘和水洗处理，保证尾气达标排放。
(5)气化发电工艺
采用中科院广州能源所的垃圾气化-内燃机发电技术，原理与热解(气化)焚烧相同。可燃气体在内燃机中高温燃烧，可以完全燃烧有害的大分子有机物，生成CO2、H2O等小分子无害物质。该工艺具有装机容量小、投资低、启动灵活方便的特点。这一过程是降低生产成本的关键环节。
(6)填埋技术
该系统的填埋部分使用原有的填埋设施。
技术创新攻坚克难，技术集成独树一帜。
一系列关键科技问题得到解决。热解焚烧的数学模拟及热解焚烧气化设备的放大效应:有机废弃物气化发电技术及设备开发研究:热处理过程中污染物的形成机理及控制方法:研究分拣、堆肥、热解焚烧供热、气化发电、水煤气残渣净化等技术的集成、优化和控制。
通过原单位加工技术。热解焚烧是一种垃圾焚烧技术。在前期研究的基础上，我院研制了强旋风热解焚烧炉，使热解产生的可燃气体在高温下燃烧，最大限度地减少二次污染。气化发电系统是根据分离出的可燃垃圾的性质，利用专用气化炉(自主产权)和内燃机进行发电的实用系统。
采用综合集成技术:首次将垃圾分类、堆肥、热解焚烧供热、气化发电、化肥生产合二为一，优化工艺配置。整体水平处于国内领先地位，为今后大规模推广奠定了理论和实践基础。
施工中注意密切配合，投产后实行企业化管理。
该项目采用院、地、所、企相结合的模式，充分发挥了合作方的优势，为今后的科技成果转化提供了成功的模式。
强强联合，确保技术先进。该项目由广州能源所牵头，联合成都生物所，以保证所开发技术的先进性和可靠性。
与当地政府紧密合作，确保项目进展。项目分工由各方通过协调确定。项目总负责单位为广州能源研究院，并分别与博罗县政府和企业签订了相关合同和任务书，明确了各自的责任。
以企业形式运作示范项目。在调试和技术培训完成后，示范项目将移交给企业运营。博罗成立了专门的项目公司，由当地政府、投资企业、科研院所共同组建。
建立合资企业，加快技术推广。与社会上有投资实力和广泛社会关系的企业合作，成立专门的环保公司——粤西环境工程有限公司，负责技术推广。研究所主要负责提供技术支持，合作方主要从事市场开发。
投资和运行成本低，市场前景十分广阔。
随着国民经济的发展，垃圾处理已经提上了各级政府的议事日程。传统垃圾处理存在运营成本高、产出低(填埋根本没有产出)的问题。即使政府投资建设，每年高昂的运营成本也会成为地方政府的巨大负担。广州能源所主导的城市固体废物资源化与能源利用综合集成技术与其他或传统的垃圾处理方式相比，具有明显的去弊兴利优势，投资和运行成本更低:系统投资成本相当于国外技术的1/5，国内其他技术的1/2，其中设备投资成本在1万元/吨以下。根据654.38+50万吨/日的垃圾处理能力，易腐有机物从垃圾进厂到发酵生产粗堆肥产品。利用可燃有机物的能量，运行费用约20元/吨。
中国科学院广州能源研究所在城市固体废弃物资源化与能源利用综合集成技术工程示范方面取得了新的突破，为我国乃至周边地区的垃圾资源化起到了良好的示范作用，为该领域的发展提供了成熟的技术及其转化平台。可以预见，随着中国和广东省经济的快速发展，城市生活垃圾资源化和能源化综合集成在全省乃至全国具有良好的市场前景。以我国垃圾年产量65438+5亿吨计算，如果其中一半用能源自给的堆肥系统处理，总需求将达到360亿元以上(不包括征地和填埋建设成本)，市场规模也在扩大，因为垃圾产量还在逐年增加。