高分子废物处理还有许多空白
当前，很难找到一台真正不冒黑烟的垃圾焚烧炉，也很难找到一台没有有机恶臭的动物尸体火化机，其主要原因是高分子(有机)废弃物难以实现完全燃烧。高分子聚合物上下游产品的工业园、废五金拆解产业园、畜禽养殖场等所在地，则是高分子废弃物的重灾区。
高分子废弃物的完全燃烧技术是世界性难题，其热能转化和灭害减量高端市场需求的形成，要求我们根据科学发展观调整产业发展思路，其重点是科学技术的创新和投资战略的转变。
大量高分子废弃物亟待处理
“高分子废弃物”是指多基的、组分和化学结构极为复杂、甚至含阻燃元素的固、液、气相等废弃物。依据环境保护部现行的生活垃圾、危险废物、医疗废弃物相关标准和技术规范所涉及的，符合高分子废物燃烧特性的废弃物，典型的有废塑料、废橡胶、废油漆油墨、渣油沥青、动植物纤维和蛋白、脂肪等。
不同地方、不同行业具有各自独特的高分子污染问题和特殊的治理要求。我们试举其中最难通过完全燃烧实现灭害减量的废弃物例子。
欧洲、北美、中国、日本，每年有上亿条废轮胎堆积如山；我国船舶、汽车、集装箱、机械、电器、家具制造业每年产生的废油漆以万吨计；美国每年有6800万加仑废油漆难以处置，政府为每加仑废油漆补贴9美元处理费用。
石油输出国有大量渣油、沥青积存。中国中石化集团早年公布的数字显示，每年生产沥青400万吨，销量仅40万吨；前不久公布沥青年生产能力已达到 550万吨，但近3年50种沥青产品销售量仅增长到年平均200万吨。沥青的低位发热值是煤的1.5～2倍，在石油资源紧缺的今天，应当是仅次于重油的最佳候选燃料。
此外，动植物脂肪、蛋白。火葬场内部烟道富集很厚的煤焦油层(局部伴有阴燃)是火葬行业的持久性有机污染物来源，目前有业内人士拟采用“二次燃烧、三次燃烧”解决动物遗体的不完全燃烧问题。但是，即使多次重复，甚至喷油助燃，也无法达到完全燃烧的目的。
组分复杂、燃烧特性，使高分子废弃物难以完全燃烧
首先，高分子废物在高温场的第一反应，是气化而不是燃烧，其所生成的烷烃类可燃气体，呈浓黑黏稠状具高挥发扩散性。因此高分子(有机)废物的完全燃烧必然是全气相的、必须在空间一次性完成的燃烧反应过程。这个燃烧特性超出了“针对煤颗粒表面燃烧物理模型”的理论维度。而垃圾焚烧技术的发展，始终寄生和借鉴固体颗粒燃料表面燃烧理论，因此高分子废物在空间完全燃烧机理创新和完全燃烧装备的更新换代，已迫在眉睫。
其次，由于不可能对入炉的高分子垃圾进行严格分析、分选，组分复杂的高分子废物气化临界温度在相当宽的温度区间；加之烷烃类可燃气体浓度不同，热值差别也很大，致使原生态可燃气体的着火临界条件也是模糊的，所以，其点燃、稳定燃烧，很难进行精确的程序控制和调节，如果高挥发扩散性原生态可燃气体始终处在不完全燃烧条件下，必然浓烟滚滚。
其三，高分子聚合物的热分解，是一个连续的、可改变分解趋向的、多级的复分解反应过程。这个过程既可以受控从而引导其功能分子团再聚合进行化工提纯，也可以促使其化学键断裂，直至转化为燃烧反应释放出热能。可以说，没有完全的热分解，就没有完全的燃烧。
其四，由于高温、浓黑黏稠、高热焓的原生态可燃气体，既不宜在容器中长时间存储，也不宜在管道中远程配送，因此，气化、燃烧一体化的整体设计，有可能是实现其完全燃烧的唯一技术选择。那么相应的炉门密封、稳定燃烧、控制系统的设计以及燃尽后灰渣、烟气中残留物的进一步处置等，将是高分子废物燃烧装备系统工程成败的关键。
4项指示物评价有机废物是否完全燃烧
依据环境保护部有关技术规范标准，可选择烟气黑度、恶臭、一氧化碳和二恶英，作为评价高分子废物是否完全燃烧的指示物。
黑烟的本质是“炭黑”，有机分子在不完全分解和不完全燃烧条件下，会有大量炭黑固相析出。黑烟可执行林格曼黑度等级的比色方法(推行)；建议着手制定“炭黑残留量”定量分析检测标准。
有机物特别是动物尸体不完全燃烧，烟气中必然有氨化、焦化的恶臭分子残留。建议着手研究制定“有机分子残留量”定量分析方法和检测标准。
从完全燃烧技术难度上讲，一氧化碳是很容易进行完全燃烧反应的。因此，把一氧化碳残留量作为考核不完全燃烧的第三项指示物。
需要特别强调的是，上述3项指示物的检测标本的采样口，应当设置在火焰流与烟气流交界的断面上而不是“消烟除尘系统”后面，以保证准确测试出不完全燃烧指示物的数据。
尽管我们对于二恶英的生成、重聚合机理；金属及金属氧化物触媒作用的认识，还都很模糊，但是二恶英这个痕量的持久性有机污染物，作为考核不完全燃烧的第四项指示物，应当不容置疑，其采样口应当按照现行规范执行，设置在消烟除尘系统后面。
高分子废弃物高端市场需要什么样的主打产品？
高分子废弃物市场急需针对性强的典型高分子废物“燃烧器”(或者叫做完全燃烧的热能转化装置)，把高分子废弃物像烟煤、褐煤烧或者重油一样，烧出没有黑烟的火炬来，才能实现热能的工厂化利用价值。换句话说，只有完全燃烧才能谈得上真正、彻底的能源化利用和灭害减量。一些焚烧炉制造企业的总设计师、总工程师表示，目前正在运行的焚烧炉只能产生不完全燃烧的高温烟气，而且眼下国家技术规范只要求在消烟除尘后烟色黑度达标。
另外，据调查，高端市场上特别需要针对金属、非金属表面脱除有机污染物的“热清洗机”。再生金属熔炼行业，金属再生熔炼炉脱除有机污染物的环节，迄今还是空白。废五金拆解行业，需要在脱除废五金表面附着有机污染物的同时，有效回收铜、铝等资源；静电喷涂支架、挂具等需要在脱除废油漆后恢复电极功能；废玻璃钢脱除环氧树脂后可以回收玻璃丝布或碳化硅；甚至从废橡胶轮胎中回收炭黑等。
我们可以断言，随着垃圾焚烧炉的更新换代，针对高分子废弃物热能转化的“燃烧器”和针对金属表面有机污染物的“热清洗机”，将是高分子废物完全燃烧高端市场需求的主打产品。
高分子废物热能转化、灭害减量高端项目规模有多大？
垃圾发电固然是大项目，投资也大，但是，目前垃圾发电采用的仍然是不完全燃烧技术，要依靠喷淋塔洗涤炭黑，才能使烟色黑度达标。
全国船舶、汽车、集装箱、机械、电器和家具制造业，每年需要热能转化和热清洗灭害减量的废油漆以万吨计；治理费用按2500元/吨收取，仅废油漆一项其产值就在数千万元；加上废油漆热清洗后直接回收氧化锌等，其投入产出效益不可低估。
以浙江台州峰江产业园炼铝项目为例，规模为100吨/日的废塑料橡胶热能利用设备，每天至少可炼1000吨合金铝。年产30万吨铝合金项目，每吨节约燃料费不低于200元，那么一年节约的燃料成本就达6000万元。
如果采用高分子废物完全燃烧技术把沥青当油来燃用，其资金的投入产出规模，将超出数十亿元。
我国垃圾焚烧炉制造业有千家，低水平产能过剩；行业集约化水平低，技术上互相抄袭，靠低价格恶性竞争。但垃圾焚烧市场正在向高分子垃圾热能利用、灭害减量高端倾斜，国际资本已经开始关注高分子废弃物高端市场，国内有投资能力涉足垃圾焚烧项目的环保企业应把握良机，及早进入这一技术改造工程领域。同时，建议开展“高分子(有机)废物热能利用和灭害减量技术比武大会”，组织技术鉴定专家评选出适合塑料、橡胶、油漆油墨、沥青等行业完全燃烧的实用技术和设备。
使用微信“扫一扫”功能添加“谷腾环保网”
