高分子废弃物处理的战略思考

　　当前，很难找到一台真正不冒黑烟垃圾焚烧炉，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、火葬场等所在地，则是高分子（有机）废弃物的重灾区，成了有机污染物和持久性有机污染物扩散的源头。

　　高分子（有机）废弃物的完全燃烧技术是世界性难题。针对高分子（有机）废弃物热能转化/灭害减量高端市场需求的形成，迫使我们尽快地进行科学发展观的调整，其重点是科学技术的创新和投资战略的转变。

　　一、技术创新

　　什么是高分子（有机）废物

　　高分子有机废物是一种多基的、组份和化学结构极为复杂的；甚至含阻燃组份的；固、液、气相的高分子（有机）废弃物。依据国家环保部现行的生活垃圾、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（有机）废物燃烧特性的典型高分子（有机）废弃物有：废塑料；废橡胶；废油漆油墨；沥青质残渣油；动植物纤维、蛋白、脂肪等等。

　　高分子（有机）废物的燃烧特性

　　高分子（有机）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，呈浓黑粘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。

　　垃圾焚烧技术的发展史，始终寄生和借鉴在固体颗粒燃料表面燃烧理论下，可以说迄今的垃圾焚烧炉基本是在用燃煤技术焚烧生活垃圾。2008年9月5日，《科学时报》在关于奥运期间北京城市垃圾焚烧灭害减量工作总结报道中,才正式提到了“高分子废弃物”这个概念；重点院校相关课题组迄今尚徘徊在“高分子（有机）废物完全燃烧”这个世界难题之外。我们认为高分子（有机）废物在空间完全燃烧机理的创新，以及高分子（有机）废物完全燃烧装备制造的更新换代，早已迫在眉睫。

　　焚烧烟气中评价有机废物不完全燃烧燃烧的指示物

　　依据国家环保部现行技术规范执行标准【GB 18484-2001危险废物焚烧污染控制标准】13项；【GB 18485-2001生活垃圾焚烧污染控制标准】10项；以及曾经推行过的【三点比较式臭袋法 GB/T 14675-93 】残留臭气分子（强度）1项。我们可以选择上述14种检测标本中的4项，作为评价“高分子（有机）废物的完全燃烧（complete  combustion）”直接相关的指示物：①烟气黑度、②恶臭、③一氧化碳、④二恶英。    

　　（１）烟气黑度    

　　高分子（有机）废弃物气化生成的原生态可燃气（raw  gas）外观特征，就是浓粘稠的黑烟；不完全燃烧的火焰尾部，残留有机分子必然黑烟滚滚。我们可以说：黑烟就是未能完全燃烧的可燃气。黑烟的本质是“炭黑”——因为高挥发性烷烃类可燃气体中，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的结果。因此，我们从技术难度上说：黑烟（或者说烟气中的炭黑）是高分子聚合物或有机质不完全燃烧的第一指示物。

　　（２）恶臭

　　有机物不完全燃烧，必然残留有机分子。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。因此，我们把焚烧动物尸体的恶臭作为考核不完全燃烧的第二指示物。

　　（３）一氧化碳

　　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。目前我们不考虑‘不完全燃烧过程中，二氧化碳裹胁下的碳元素，会不会‘夺氧’相与‘干馏共生一氧化碳’的争议，并确定把一氧化碳残留量作为考核不完全燃烧的第三项指示物。

　　（４）二恶英

　　高分子（有机）废弃物高端市场需求已经形成

　　高分子（有机）废弃物涉及到生产、生活领域的方方面面；不同地方、不同行业具有各自独特的高分子（有机）污染问题，各自特殊的治理要求。根据作者多年实地考察，我们试举其中最难通过完全燃烧/灭害减量的废弃物例子，如下：

　　①废塑料（烃、脂）：聚乙烯，聚氯乙烯薄膜；聚丙烯；聚四氟乙烯；聚氨酯泡沫，聚苯乙烯泡沫；环氧树脂，酚醛树脂；废化学纤维；以及有机溶剂，有机废气等。

　　②废橡胶（天然、合成）：废绝缘材料，特种橡胶，合成橡塑等。欧洲、北美、中国、日本，每年有上亿条废轮胎堆积如山，北美还有废轮胎30多天大火报导。

　　③废油漆、油墨（天然、合成树脂）：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。印刷厂、印钞厂废油墨，喷漆、印刷车间有机废气等治理难题。另据科学时报2007.5.10.报导，美国每年有6800万加仑废油漆，没有科学治理方法，政府要补贴每加仑废油漆/9美元，进行处置。                                                             

　　④残渣油、沥青：石油输出国有大量残渣油、沥青积存，中国仅中石化集团（网络）早年公布的沥青数字：400万吨/年产；年销量仅40万吨，近年公布的数字450-500万吨/年产，年销量200-250万吨。沥青的低位发热值约7000-8000大卡/公斤，是二类烟煤的1.5倍，在石油资源紧缺的今天，应当是最佳候选燃料。

　　此外，落地油，刮杆油，油砂、粘稠油泥废水，油罐沉淀物、油轮油脚子（国际上对于向公海丢弃油脚子重罚，美国还有判刑），矿沥青、渣油沥青、路面废沥青等。石油行业有机污染物发热值高，但是迄今还没有见到真正成功的“热能转化和灭害减量”的技术和装备。；此外，石油裂解炉废气点天灯、高速切削车间冷却液气雾等等治理难题。

　　⑤动植物脂肪、蛋白：医疗废弃物（手术切除物、污染血浆、一次性医疗用品、试验动物、传染病区垃圾以及过期药品、毒品的销毁等）；

　　动物遗体：涉及民政部火化机的黑烟、恶臭；禽流感、疯牛病，地震海啸突发性灾难事故后，有突击性（就地）火化需求。

　　⑥烟煤、褐煤中的挥发分；炼焦炉、碳素炉、乙炔烧结炉所产生的黑烟；煤矿瓦斯、零星煤层气；电解铝、电解碱的废电极、底糊；以及小桐子壳、腰果壳制活性炭时的黑烟、恶臭。

　　⑦养殖场、屠宰场、皮革厂的三废；糖厂的糖蜜废水；造纸厂废纸浆池沉淀物；

　　⑧江河湖海、电站大坝等水体漂浮的白色污染物（既是生态污染又危害发电和航运安全）；城乡有机污染淤泥，名胜古迹、旅游度假村、海滨浴场，兵营哨所、车站码头港口、养路道班以及露天施工人群等的有机垃圾；以及农村地头、河边随意堆放的高分子（有机）垃圾等等。

　　高分子（有机）废弃物高端市场需要什么

　　１.高端市场急切需求——强针对性的典型高分子（有机）废物“燃烧器”（或者叫做完全燃烧的热能转化装置）。

　　城镇生活垃圾的热值1300～3000大卡/公斤；而高分子（有机）废弃物的热值有3000～10000大卡/公斤，（是二类烟煤的0.6～2.0倍高热值的可燃物）是重要的高热焓热能资源。空泛地谈论“垃圾就是热能资源”，毫无实用价值，必须把高分子（有机）废弃物像烟煤、褐煤或者重油一样，烧出没有黑烟的火焰来，才能谈得上热能的工厂化利用价值。换句话说：只有垃圾的完全燃烧才是热能的有效转化；也只有完全燃烧才能谈得上真正的、彻底的灭害减量。

　　笔者曾经访问过国内几个著名焚烧炉制造企业的设计、研究总工程师：焚烧高热焓的垃圾，能不能把焚烧炉的火焰喷出来，看看还有没有黑烟，以便热能利用？回答是： 1.正在运行的焚烧炉只能产生不完全燃烧的高温烟气；2.眼下国家技术规范只要求在消烟除尘后烟色黑度达标。因此，高端市场急切需求——针对性的典型高分子（有机）废物“燃烧器”（或者叫做完全燃烧的热能转化装置）。

　　2．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，具备有效回收铜、铝等功能。此外，静电喷涂支架、挂具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等等。

　　我们可以断言：随着垃圾焚烧炉的更新换代，针对高分子（有机）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（有机）废物完全燃烧高端市场需求的主打产品。

　　投资者需要转变战略思路

　　1. 热能属性决定高分子（有机）废弃物的价值法则将引发高端市场产业结构的变革

　　在热能资源紧缺的压力下，高分子（有机）废弃物具有特别的热能转化、工厂化利用的开发价值。能源/环保这个第四产业的高端市场的投资者有没有想到——随着高分子（有机）废弃物热能转化的装备问世，高分子（有机）垃圾资源拥有者就会有‘垃圾热能价值’的觉醒。台州市黄琅填埋场爆满后，高分子（有机）废物200吨/日成了轰动一时的项目。2007年7月17日项目设计书专家评审会上，确实出现过热能利用方式的分歧。热能不利用，显然立不了项。“高分子废物直接发电”，完全燃烧技术在哪里？其间也出现高端技术方案——以峰江废五金拆解产业园每天100吨高分子（有机）废物，约等于100吨/日铝合金熔炼炉×10台所消耗重油的热量。建议由既是高分子垃圾热能资源/有机污染物的拥有者，又是铝合金熔炼生产企业自筹资金，进行热能利用/灭害减量的技术改造，政府只需要修定一下技术规范，制定一个合理的政策支持、正确进行产业化引导，就已经可以避免一厢情愿的项目失误。

 　　2.“集中处置”和“就地焚烧”应当相辅相成

　　污染属性决定了高分子（有机）废弃物不宜远距离运输；易燃易爆的危险特性、卫生防疫特性，都使得集中处置本身具有风险；而喷漆、印刷、有机溶剂车间废气，只能是就地焚烧（combustion  insitu)灭害减量；

　　如果处理中心的焚烧炉不能完全燃烧而冒黑烟，那么集中处置的结果，就等于把有机污染搬搬家，扩散污染恶性循环。个别地方只允许一个集中处置中心营运，无论其良苦用心真假，乌托邦式产业结构只能是空想。所以问题的实质，到头来还是个完全燃烧技术过不过关的问题，资本首先要找对了高端技术，投资才有成功的可能。

　　各地方、各行业高分子（有机）废弃物有各自独特的存在形式，而且必然有各自特殊的热能利用方式的要求。集中处置和就地焚烧应当相辅相成，不能勉强。

　　3．高分子（有机）废物热能转化/灭害减量高端项目规模

　　垃圾发电固然是大项目，投资也大，但是迄今的垃圾发电采用的仍然是不完全燃烧技术，要靠水喷淋塔洗涤炭黑，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，比垃圾发电项目好得多。峰江产业园100吨/日废塑料橡胶热能至少可炼1000吨合金铝为例，年产30万吨铝合金项目的节能减排改造，每吨节约燃料费不会低于200元，那么一年仅节约燃料成本的收益就是6000万元！如果能把沥青质、残渣油当油来燃用，其资金的投入产出规模会超出数十亿元以上。

　　我国垃圾焚烧炉、火化机制造业逾千家，小作坊多为10来个人/4～5条枪，低水平产能过剩，技术上互相抄袭，靠低价格恶性竞争，前些年靠SAS发点医废焚烧炉小财。我国焚烧炉制造业的现状与垃圾焚烧市场正在向高分子垃圾热能利用/灭害减量高端倾斜的发展趋势极不相称，火化机制造行业与新时代民众对于人类遗体火化的环境目标也极不相称。

　　与高分子（有机）废弃物的热能转化/灭害减量相关的国家级研究院、所，也正面临世界级科研难题的考验，国际资本更是热钱以待。投资高分子（有机）废弃物的完全燃烧这样的世界性难题，进行“高分子废物热能转化/灭害减量”技术改造工程项目，成败取决于用什么方式来经营和用什么方法来保护自主知识产权。

　　4. 高分子（有机）废物的热能转化/灭害减量高端市场，到了彻底放弃不完全燃烧技术的时候

　　如果说资本是项目做大的基础，那么技术则是行业做强的保证。我国燃烧学界对于垃圾焚烧制造业的关注是薄弱的，事实上焚烧炉制造业至今是陷入了自己忆造出来的“二次燃烧”、“负压燃烧”伪科学的泥坑。

　　完全燃烧和reburn不完全燃烧是不能兼容的。无论组份结构多么复杂、复分解多么复杂多变的高分子废物，其完全燃烧只能是全气相的在空间一次性完成的燃烧反应过程。在尚未弄清楚“气化、热解、燃烧三者关系”之前，某些厂家就急于把立式炉膛叫成‘热解炉’；甚至把‘回转窑’也按上‘热解’字眼。

　　Reburn是半个世纪以前西方发达国家采用的分段复式低温不完全燃烧技术，其所追求的环保目标，是通过低温不完全燃烧，降低氮氧化物生成量。“Reburn”与“二次燃烧”毫不相干，不能翻译成“二次燃烧”；更不可能用二次或者三次不完全燃烧的简单重复或额外喷油提高烟气温度来达到完全燃烧的目的。好在硫、氮、卤元素完全燃烧后的生成物95%以上溶于水，并且可以用碱性物中和。所以高分子（有机）废物的热能转化/灭害减量高端市场到了彻底放弃reburn不完全燃烧方法的时候。

　　5.倡议全国和地方针对高分子（有机）废物存在的污染问题，开展完全燃烧技术大比武：

　　投资者密切关注项目商务信息很重要，但是关注针对高分子（有机）废弃物空间完全燃烧的技术功能更重要。鉴于当前我国技术信息平台并不通畅，建议投资者不妨举办 “高分子（有机）废物热能/灭害减量技术比武大会”。让国家级的技术鉴定专家组，来认定完全燃烧技术是不是真正把塑料、橡胶、油漆油墨、沥青质已经烧得没有黑烟了，是不是把动物尸体烧得没有黑烟和恶臭了。（供稿　许恩）

编辑：刘永丽