張衍國(guó):讓工業(yè)化插上生態(tài)文明的翅膀
發(fā)布時(shí)間:2021-03-05
基于對(duì)未來文明的思考,三十年深耕“廢物”,他將創(chuàng)新的垃圾焚燒技術(shù)與生態(tài)肥料制備技術(shù)跨界結(jié)合,實(shí)現(xiàn)超低的污染物排放,超寬的處理范圍,以廢治廢,增質(zhì)提效,為實(shí)現(xiàn)生態(tài)文明3.0版的工業(yè)時(shí)代有機(jī)循環(huán),腳踏實(shí)地做實(shí)事。
大家現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展了,物質(zhì)也豐富了,天沒那么藍(lán)了,水也沒那么清了,廢物卻越來越多。
我們吃的東西沒有小時(shí)候那么好的味道,有時(shí)候我們還會(huì)擔(dān)心吃的東西里,是不是有對(duì)我們身體不好的,那么這些就是我們需要面對(duì)的廢物處理的問題,在這個(gè)廢物處理的領(lǐng)域里頭,核心的一個(gè)問題就是說怎么樣實(shí)現(xiàn)廢物的循環(huán)利用,能夠把工業(yè)化生存產(chǎn)生的各種各樣不好的東西轉(zhuǎn)化成無害的,而且是有用的東西,然后把這些形成一個(gè)良好的循環(huán),讓生態(tài)始終維持一個(gè)好的狀態(tài)來讓我們的綠水青山始終保持本色。
我當(dāng)時(shí)選擇這個(gè)方向的時(shí)候,實(shí)際上還有點(diǎn)意思,因?yàn)槲襾碜詮V東的農(nóng)村,小時(shí)候真的就在綠水青山里頭長(zhǎng)大,對(duì)生態(tài)的感受很深,來到了北京在清華上完學(xué)留校以后,當(dāng)時(shí)選擇專業(yè)方向還真有一點(diǎn)困擾,但心里頭有一種自己的情懷,我學(xué)的是能源與動(dòng)力工程,但是我后來在做廢物處理,其實(shí)已經(jīng)有一點(diǎn)跨行了,當(dāng)時(shí)我那導(dǎo)師他是科學(xué)院的院士,也是我們學(xué)科的創(chuàng)始人。
當(dāng)時(shí)就跟我講,他說,你小伙子想做這個(gè)事可以,但是要準(zhǔn)備坐十年的冷板凳,當(dāng)時(shí)我印象很深,為什么要坐十年的冷板凳呢?這個(gè)東西很復(fù)雜不那么好搞,我當(dāng)時(shí)印象特別深的是什么,就是我們那個(gè)垃圾池臭的簡(jiǎn)直是沒辦法, 感受極深!我們?nèi)W洲看人家垃圾場(chǎng),垃圾的品質(zhì)跟我們完全不一樣,這也就決定了我們的裝置簡(jiǎn)單的從發(fā)達(dá)國(guó)家拿一個(gè)成熟的技術(shù),放在我們國(guó)家解決不了這個(gè)問題。
我們當(dāng)時(shí)系里頭有煤燃燒的國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,有煤燃燒的國(guó)家工程中心,應(yīng)該講在國(guó)際上做煤燃燒我們都有一席之地,我那時(shí)候有些同事也跟我說,你小子干什么不好,非要跑去燒垃圾,垃圾有什么好燒的,不就是比煤熱值低一點(diǎn)嗎?做了一下之后才知道不是那么回事,我們的這個(gè)煤跟垃圾相比是很簡(jiǎn)單的東西了,垃圾的成分是你想象不到有多少,去了垃圾場(chǎng)你才會(huì)知道。
我這一輩子跑了幾百個(gè)垃圾場(chǎng),國(guó)內(nèi)國(guó)外的我們都跑過很多,那是真的超乎人的想象,那么它的問題的復(fù)雜性恰恰就來源于這東西品種非常多,而且是變動(dòng)的。這就是因?yàn)槲覀兊纳a(chǎn)、生活、消費(fèi)各種東西,它會(huì)產(chǎn)生無數(shù)種、無數(shù)類別的,是動(dòng)態(tài)變化的成分的東西,煤相對(duì)固定。而且我們從領(lǐng)域上來講,做能源的人是什么,我設(shè)計(jì)什么東西你就給我什么我來用。用完以后我追求更高的效率,更清潔的排放,但是廢物它不是這樣,給你什么你就得處理什么,所以這個(gè)難度非常大,這個(gè)就是超過我們?cè)瓉磉@些在學(xué)校里做研究的人的想象,所以絕對(duì)不是一個(gè)簡(jiǎn)單的問題,實(shí)際上非常復(fù)雜。
這個(gè)里頭怎么樣才能把它給你什么就得處理什么,同時(shí)又得把排放做得很好,成本還不能太高了,就是又想馬兒跑,又想要馬兒少吃草,其實(shí)是很有點(diǎn)挑戰(zhàn)性,所以當(dāng)時(shí)在面對(duì)這些問題的時(shí)候,一直在問自己的一個(gè)問題,能不能搞一個(gè)爐子,把什么東西都擱在一起處理干凈,而不是說我拿一類東西,比如說生活垃圾搞一個(gè)爐子燒一燒,市政里頭的污泥搞一個(gè),工業(yè)垃圾再搞一個(gè),不行餐廚再來一個(gè),能不能搞一個(gè)東西都把它處理干凈,這樣就能夠很大程度上解決。
燃料的適應(yīng)性強(qiáng)了以后經(jīng)濟(jì)性就好了,當(dāng)然垃圾始終是要求排放要特別好。就是說都能燒,還要燒得特別干凈。所以在這我們經(jīng)過二、三十年的研究開發(fā),逐步逐步的完善找到了一個(gè)竅門,因?yàn)槲疫@個(gè)人思維比較發(fā)散,經(jīng)常是反著想,比如說我們以前燒垃圾的爐排爐,它是這么一個(gè)燃燒過程,循環(huán)流化床又是那么一個(gè)燃燒過程,那我這能不能反過來?你想把很多東西擱在一個(gè)爐子里,就不能按照一個(gè)常規(guī)的方式,說一對(duì)一 、二對(duì)二去是解決不了這個(gè)問題,所以我當(dāng)時(shí)就想,我們?cè)瓉硌h(huán)流化床燒垃圾的時(shí)候,都要求是溫度均勻穩(wěn)定,但是很多東西矛盾就來了,你燒這一種東西,燒塑料的時(shí)候均勻穩(wěn)定可以,但是你要燒樹頭、樹皮、鋸末、樹枝這些東西可能就不一定行了,再給你一塊廢輪胎可能就更不行了。好。我們把這些東西擱到一起看看能不能把它處理好,我就構(gòu)思了一個(gè)特殊的東西。
我把這里頭各種各樣的爐子的特征給它抽出來,抽完了以后,我能不能把兩三個(gè)爐子合到一個(gè)爐子里頭去,所以我們就搞了一個(gè)叫湍動(dòng)流化床氣化焚燒的技術(shù),這湍動(dòng)化以后,就把你原來各種各樣的廢料,反應(yīng)速度快慢都不一樣的,我都把它搞成反應(yīng)速度都一樣的東西,然后產(chǎn)生一些中間產(chǎn)物,就是可燃的氣體,這個(gè)氣體再通過一個(gè)高溫的燃燒,高到多少呢,1000℃、 1100℃、 1200℃。我們這個(gè)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)是850℃,歐盟、日本、美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)是850℃或者950℃,我們可以給它燒到1000℃ 、1200℃,燒了很高溫度以后它就燒得很徹底。
再一個(gè)就是垃圾里頭有一些低熔點(diǎn)的東西,比如說鈉、鉀,這些堿金屬很容易熔,那得溫度做得很低,所以這樣我們?cè)谡麄€(gè)里頭做了一個(gè)很不均勻的這么一個(gè)東西,是反過來的,這一下子就解決了我們剛才講的這些需求里頭最關(guān)鍵的問題,就說你按照我設(shè)定的這個(gè)曲線,就能夠把所有的垃圾都擱在一個(gè)爐子里,同時(shí)全部都給它處理掉,終于我們做成了一臺(tái)250噸的爐子,這個(gè)爐子運(yùn)轉(zhuǎn)下來出乎我們的預(yù)料。
運(yùn)轉(zhuǎn)完了以后,日本人還有一點(diǎn)不太服氣,組了一個(gè)二十幾個(gè)人的團(tuán),去觀摩我們這個(gè)技術(shù)到底是不是吹牛的,能不能做到。我們技術(shù)上完勝!
我們拿下了這個(gè)項(xiàng)目,我們做到了幾個(gè)第一,一個(gè)就是說我們?cè)谶@個(gè)里頭,所有的東西加進(jìn)去以后,能夠非常連續(xù)穩(wěn)定的溫度變動(dòng)方向很小的,盡管它不均勻,但是該高的高、該低的低,這是日本人原來最不服氣的地方,說這不可能,一個(gè)爐子一定不會(huì)是這樣,它總是波動(dòng)的,在我們這就很穩(wěn)定。
第二個(gè),我們溫度能燒到1100℃,所以我們?cè)谶@燒垃圾里頭,對(duì)于二惡英大家特別敏感,這個(gè)二惡英是什么東西呢,就是在地球上已知的最毒的物質(zhì),它的毒性是我們氰化鉀的1000倍,所以大家覺得這東西太可怕了,在這里頭我們國(guó)家早期標(biāo)準(zhǔn),二惡英的排放是1.0納克每標(biāo)準(zhǔn)立方,歐盟、日本和我們2014年開始執(zhí)行的國(guó)標(biāo)是0.1納克每標(biāo)準(zhǔn)立方,我們現(xiàn)在能做到多少呢?0.01納克每標(biāo)準(zhǔn)立方。
所以我們盡管是一個(gè)很土的行業(yè),這個(gè)東西很難搞,但是我們?cè)谶@里頭已經(jīng)站在最前沿,來處理這些東西,所以我們這些成果在國(guó)際期刊上發(fā)表,國(guó)際會(huì)議上發(fā)表了以后,我跟我的博士生得了獎(jiǎng)。這時(shí)還不知道為什么人家發(fā)了郵件來,我還把它直接給丟到垃圾郵箱里頭去了,一直等到我們同行的幾個(gè)大學(xué)的教授給我打電話,你真得了獎(jiǎng)了。我說那不是騙人的嗎,對(duì)方說不是。因?yàn)樗皇亲约荷暾?qǐng),就說明國(guó)際同行對(duì)我們是非常認(rèn)可的。
我們把垃圾燒好了,我們的綠水青山實(shí)際上還有另外一個(gè)問題,我們有1000多個(gè)縣,每個(gè)縣里頭還有很多的農(nóng)村和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的人口,我們有6億人,每年在這些縣里頭還有一噸左右的垃圾,還有幾億噸以上的養(yǎng)殖的糞物,咱們現(xiàn)在吃肉很隨便了,就跟以前的地主老財(cái)一樣是吧,想吃什么肉就有什么肉,但這個(gè)背后是什么呢,會(huì)有大量的養(yǎng)殖糞物的排放,而且這些東西里頭它不光是量很大,成分也跟傳統(tǒng)的咱們家庭養(yǎng)的東西不一樣,所以這會(huì)帶來一些新的挑戰(zhàn),綠水青山一定不能落了這一塊。
所以我們?cè)谶@個(gè)里頭做的時(shí)候,縣域里頭、鄉(xiāng)村、縣城該有的品種跟大城市都一樣,能燒的東西我們就用前面剛才講的焚燒爐,好,我們有一個(gè)最好的焚燒爐可以解決這個(gè)問題,而且我們這個(gè)爐子應(yīng)該講是功能比較完整的,就是說它是不光什么都能燒排放好,還可大可小,小到50噸,大到500噸甚至1000噸一臺(tái)爐。剩下來的問題就是剛才講的我們有這么多的養(yǎng)殖場(chǎng),另外一個(gè)就是大量的秸稈,包括林業(yè)廢棄物,還有農(nóng)業(yè)生產(chǎn)里頭帶來的東西,我們這些東西帶來的影響,不光是污染環(huán)境,而且我們直接種菜、直接拿來堆肥,做別的東西都會(huì)帶來一些實(shí)際的障礙,比如說這里邊的病毒怎么辦,能不能控制住,能不能把它滅掉,包括我們養(yǎng)殖里頭有很多抗生素,還有激素類的東西,怎么能把它消滅掉,然后不要再進(jìn)入食物鏈,能夠把比較干凈可靠的肥料再來去循環(huán)。
所以這就是我們需要解決的新的一個(gè)問題,在這里頭我也是跨了另外一個(gè)界,這個(gè)就是一不小心從能源跑到環(huán)境,又從環(huán)境跑到了農(nóng)業(yè),我給我的學(xué)生上課的時(shí)候,我問了他們兩個(gè)問題,上的是熱能工程,教學(xué)生怎么設(shè)計(jì)發(fā)電廠,我說我給你一塊肉,你吃到肚子里跟這塊肉丟到爐子里放出的能量是不是一樣,這個(gè)學(xué)生就想是不是一樣,有的說一樣,有的說不一樣,然后我說在這里頭我們用的熱的東西,我還可以拿來做肥料,這個(gè)想法完全不搭界,你想你搞發(fā)電的跟肥料有什么關(guān)系,我就給他講了我的一個(gè)基本的設(shè)想,因?yàn)槲沂亲鍪裁吹模易龀R界水解 溫度壓力非常高的情況下,在水的臨界點(diǎn)以上,這個(gè)物質(zhì)會(huì)有很奇特的一些性質(zhì),但是我們拿來處理這些糞污,想辦法把它變成肥料的話,還得做得便宜一點(diǎn),還不能夠成本太高了。
所以我們就給它降溫降壓,在十幾公斤的壓力下,在200℃的時(shí)候,這用純的、熱的不添加任何其他的化學(xué)物質(zhì)的情況下,能夠把肥料做得非常漂亮,這個(gè)跨界的好處就是什么呢,它把剛才講的這些原來我們做熱能燃燒的人的長(zhǎng)處和一些需求結(jié)合起來了,這樣就真正的解決了問題。比如剛才說的抗生素的問題,抗生素78℃到80℃它就分解了,在我這200℃的時(shí)候,它扛不過一秒鐘就沒了?;铙w,不管你是什么病毒,病害還有其它的一些蟲卵什么東西,在200℃ 、十幾個(gè)大氣壓下,也就是在零點(diǎn)幾秒全部都沒有了。
好,這樣以后就徹底分解。再一個(gè)這個(gè)技術(shù)好在哪?還可以把我們的這個(gè)木質(zhì)素、纖維素、果膠、淀粉類的東西都充分的小分子化,這樣出來的肥料一次就是穩(wěn)定的,它不需要再去堆,所以我們這個(gè)技術(shù)我們就號(hào)稱不用發(fā)酵。一旦不用發(fā)酵制這個(gè)肥料它速度非常快,快到什么程度呢,我們從原料、拉糞的車、拉秸稈的車進(jìn)廠卸料開始,三到四個(gè)小時(shí)以后你就把肥料直接拉走了。
這個(gè)時(shí)候完全是工業(yè)化的思路,顛覆了我們傳統(tǒng)的堆肥三天、五天,十五天甚至六、七十天的這種厭氧的情況,這些都不需要,這些方法處理下來的肥料的質(zhì)量非常的好,好在哪?不能嘴巴說,我們的種出來的菜讓農(nóng)民用了指標(biāo)好,國(guó)標(biāo)我們的有機(jī)質(zhì)要求是45%,我們可以達(dá)到80%,國(guó)標(biāo)里頭氮、磷、鉀這種有益元素 5%,我們做到了將近10%,所以這個(gè)肥料用下去以后,我們?cè)诋?dāng)?shù)氐霓r(nóng)民種完以后,不光不怎么長(zhǎng)蟲,關(guān)鍵的是產(chǎn)量非常高、口感非常好,所以大家一吃都覺得就是小時(shí)候的菜的味道,比如種出來的西紅柿、黃瓜,一吃就知道。
產(chǎn)量高,質(zhì)量也好,而且你可以大規(guī)模的工業(yè)化的路子,很快就把你原來的糞污廢料全部都處理掉,這個(gè)時(shí)候就完整的形成了剛才講的廢物處理的一整套的處理的過程,該燒的給你燒了,該處理成肥料處理成肥料了,這兩個(gè)一疊加在一起,就變成以廢治廢。
我們這兩個(gè)技術(shù)里頭不需要添加別的燃料,全部都是廢的垃圾、污泥、樹皮、鋸末、秸稈,然后那頭就是糞污,或者是加上一些秸稈做出來的肥料,所以可以非常完美的解決我們現(xiàn)在的這些問題,在這個(gè)里頭農(nóng)村和縣域里頭廢物處理,實(shí)際上除了技術(shù)問題還有一個(gè)很大的挑戰(zhàn),就是誰買單,誰來出錢。
那么在這個(gè)里頭,以前往往就是靠收費(fèi),靠政府的財(cái)政補(bǔ)貼,所以為什么我們縣域的污水垃圾處理,一直都是個(gè)老大難的問題,除了技術(shù)問題主要是經(jīng)濟(jì)上是個(gè)瓶頸,我們這個(gè)模式里頭有一個(gè)獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),不光是技術(shù)上以廢治廢,而且變廢為寶,變成值錢的有機(jī)肥以后,可以反哺整個(gè)的公益體系,這樣的話自己就可以跑起來,夸張一點(diǎn)說就是既要馬兒好,現(xiàn)在馬兒可以不吃草,我光把這廢的全給你處理掉就行了。
在我們新的條件,比如說我們現(xiàn)在搞垃圾分類了,對(duì)我們這個(gè)原來是什么都能燒,那分類了以后更好,該燒的可以燒,適合去做肥料全部都去做肥料,這樣我們整個(gè)的技術(shù)和未來的發(fā)展一定會(huì)給我們帶來一個(gè)更好的前景。
我們二三十年下來做了這兩套全新的技術(shù),有幾十項(xiàng)的發(fā)明專利來支撐,也在國(guó)內(nèi)外有應(yīng)用的案例,這樣我相信為我們未來的生態(tài)文明的發(fā)展,尤其是在工業(yè)化條件下,我們用生態(tài)文明的思路和理念來治理,我們就可以過上物質(zhì)非常豐富,同時(shí)又享受綠水青山的生活。
關(guān)鍵詞:
其它動(dòng)態(tài)