廢舊布料的能源轉化是針對難以再生(如成分復雜、污染嚴重)的布料,通過技術手段將其蘊含的化學能轉化為熱能、電能等可用能源的過程,是 “減量化、無害化” 處理的重要途徑。具體方式如下:
一、焚燒發(fā)電(主流能源轉化方式)
利用布料(尤其是化纖布料,含碳量高)的燃燒特性,通過可控焚燒釋放熱能,再轉化為電能或熱能,適用于大多數(shù)無法再生的廢舊布料(包括混紡、輕微污染的布料)。
核心流程:
預處理:去除布料中的金屬(拉鏈、紐扣)、大塊雜質(塑料配件),破碎成均勻小塊(增加燃燒效率)。
焚燒階段:在專用垃圾焚燒爐(溫度 850℃以上,避免化纖燃燒產生二噁英)中,布料與其他生活垃圾 / 生物質燃料混合燃燒,釋放熱能加熱鍋爐產生蒸汽。
能量轉化:蒸汽推動汽輪機轉動,帶動發(fā)電機發(fā)電,部分余熱可用于供暖(如區(qū)域集中供熱)。
特點:
優(yōu)勢:處理量大(單爐日處理量可達數(shù)百噸)、技術成熟(我國垃圾焚燒發(fā)電普及率高),能同時實現(xiàn)減容(布料焚燒后體積減少 90% 以上)和能源回收。
局限:需嚴格控制燃燒條件(如溫度≥850℃、停留時間≥2 秒),否則化纖(如 PVC 涂層布料)會釋放氯化氫、二噁英等有毒氣體,需配套煙氣凈化系統(tǒng)(如活性炭吸附、脫硫脫硝設備),增加處理成本。
二、熱解氣化(更的能源轉化技術)
在缺氧環(huán)境下,將廢舊布料加熱至 500-800℃,使其發(fā)生熱解反應(而非完全燃燒),生成可燃性氣體(如甲烷、氫氣、一氧化碳),再通過燃氣發(fā)動機或燃料電池發(fā)電。
核心流程:
干燥預處理:去除布料中的水分(含水率需降至 10% 以下,避免影響熱解效率)。
熱解氣化:在密閉反應器中,布料分解為 “合成氣”(可燃氣體)和少量固體殘渣(焦炭),殘渣可進一步燃燒補充熱量。
氣體凈化與利用:合成氣經脫硫、除塵后,通入燃氣輪機發(fā)電,或直接作為工業(yè)燃料(如鍋爐加熱)。
特點:
優(yōu)勢:相比焚燒,熱解氣化能耗更低,污染物排放(尤其是二噁英)減少 50% 以上,且合成氣可儲存運輸,靈活性更高;適用于含化纖、涂層的復雜布料(如防水布、反光布)。
局限:設備投資較高(反應器、氣體凈化系統(tǒng)成本高),對布料的均勻性要求高(大塊布料需破碎至統(tǒng)一尺寸),目前主要應用于工業(yè)級集中處理項目。
三、厭氧消化(天然纖維布料)
針對纖維布料(如純棉、純麻,不含化纖、染料),可通過微生物厭氧發(fā)酵分解,產生沼氣(主要成分為甲烷),作為清潔能源使用。
核心流程:
破碎與預處理:將布料撕碎成 5-10 厘米小塊,浸泡軟化后調節(jié) pH 值(6.5-7.5,適合產甲烷菌生存)。
厭氧發(fā)酵:在密封發(fā)酵罐中,微生物分解纖維中的纖維素、半纖維素,產生沼氣(甲烷含量約 50%-60%)和沼渣(可作為有機肥)。
沼氣利用:沼氣經脫硫后,用于家庭做飯、供暖,或通過沼氣發(fā)電機轉化為電能。
特點:
優(yōu)勢:全程無燃燒,零有害氣體排放,且沼渣可資源化利用,適合農村或小型社區(qū)的天然布料分散處理。
局限:僅適用于未染色、無化學處理的天然纖維(染料、化纖會抑制微生物活性),處理周期長(15-30 天),產氣效率較低(1 噸純棉布料約產沼氣 100-200 立方米)。