综述：废弃物热化学转化为能源的研究进展

《Environmental Chemistry Letters》：Thermochemical conversion of waste into energy: a review

本综述系统探讨了废弃物衍生燃料（RDF）的热化学转化技术（包括热解、气化和焚烧），重点分析了RDF的燃料特性（热值8-20 MJ·kg-1）、生产工艺优化策略及其在水泥窑协同处理中的应用潜力（热替代率可达80-100%），为废弃物能源化与碳减排提供了关键技术路径。

　　

废弃物衍生燃料的特性与生产

废弃物衍生燃料（RDF）是通过对市政固体废物（MSW）进行机械分选、破碎、干燥和成型等工艺制备的标准化燃料。其热值范围通常为8-20 MJ·kg^-1，水分含量8-40%，灰分4-20%。RDF的组成高度依赖原料来源，塑料含量高时可提升热值，而食品垃圾过多会导致水分偏高。生产工艺中，非可燃物（金属、玻璃）的去除和干燥工序对燃料品质起决定性作用，人工智能分选技术和光学分选器的应用显著提升了分选效率。

热化学转化技术路径

1. 1.1.
   热解技术：在无氧或限氧条件下（400-800°C）将RDF转化为生物油、合成气和生物炭。快速热解在500°C、高热传递速率下可实现67.9 wt%的液体油收率，而慢速热解更适于炭生产。反应器类型（固定床、流化床）和温度显著影响产物分布，升温速率提高会促进气体产率。
   
2. 2.2.
   气化技术：通过控制氧化剂（空气、蒸汽）在700-900°C下将RDF转化为以H₂和CO为主的合成气。蒸汽气化产生的合成气热值可达10.9 MJ·m^-3，但焦油生成（3-18 g·m^-3）是主要技术瓶颈。等价比（ER）和温度升高可提升气体产率但降低热值，共气化（如与生物质混合）能优化反应性能并减少焦油55%。
   
3. 3.3.
   焚烧与水泥窑协同处理：RDF在水泥窑中替代化石燃料（煤）时，预分解炉的热替代率可达80-100%，回转窑为50-60%。但需严格控制RDF中氯含量（<1 wt%）、重金属（汞<10 ppm）和灰分（<20%），以防止设备腐蚀和污染物排放。高温焚烧（>1000°C）可减少90%废物体积，但二噁英等有害气体需通过先进净化系统控制。
   

标准化挑战与发展前景

目前RDF缺乏全球统一标准，而固体回收燃料（SRF）在欧洲已建立EN 15359标准体系（热值10-25 MJ·kg^{-1>，氯含量≤0.2-1.5 wt%）。未来需通过优化预处理工艺提升RDF品质一致性，开发两段式热解-重整技术强化氢气生产，并建立跨区域质量控制框架以推动废弃物能源化的规模化应用。}