Kanadevia与东京二十三区清扫一部事务组合于2026年10月5日宣布,位于品川清扫工厂内的废弃物富氧燃烧及二氧化碳回收示范设施已经建成,并于当天举行竣工仪式。日本新能源与产业技术综合开发机构NEDO随后于10月7日确认了这一工程进展。该项目是废弃物燃烧烟气CO₂高浓度化技术开发的一部分,主要通过调整燃烧用气体组成及烟气循环方式,提高排烟中的CO₂浓度,为后续分离、回收和液化创造条件。目前项目已完成建设,但尚不能写成相关技术已经实现商业化应用。
按照Kanadevia与清扫机构联合发布的资料,本次建成的是一套废弃物处理能力为2吨/日的小型示范焚烧装置,并配置相应的CO₂分离回收设施。项目实施单位公布的现场试验计划为2026年11月至2028年3月,主要用于验证不同运行条件下的燃烧过程、烟气组成及CO₂回收性能。2吨/日属于示范焚烧炉的处理能力,不是CO₂回收量,也不代表未来大型商业焚烧工厂的设计规模。后续能否扩大应用,还需要通过现场连续运行数据验证。
此次项目的技术特点,在于改变传统废弃物焚烧过程中的燃烧气体组成。普通空气中含有较高比例的氮气,使用空气进行燃烧时,氮气也会进入排烟系统,使烟气中的CO₂浓度受到稀释。Kanadevia开发的方案则通过向再循环烟气中加入氧气,调整进入焚烧炉的气体组成,在维持相应燃烧条件的同时,提高排烟中的CO₂浓度。这并不是简单地以纯氧完全取代原有空气系统,而是需要对氧气供应、烟气再循环和燃烧过程进行协调控制。
根据Kanadevia公布的技术资料,传统废弃物燃烧排烟中的CO₂浓度通常约为8%至15%,其新工艺计划将这一比例提高至30%至60%。需要注意,30%至60%属于企业针对技术路线提出的目标范围,并不是本次新建示范装置已经完成长期运行验证的数据。排烟浓度提高以后,进入后续CO₂分离系统的气体组成会发生变化,有望降低部分分离处理负担,但实际效果仍需要考虑烟气总量、杂质组成、能耗及系统运行条件。
烟气再循环是这套工艺中非常重要的设备环节。焚烧炉排出的烟气经过必要处理后,其中一部分重新参与燃烧过程,使燃烧气体不再完全依赖外部空气。对于连续运行的工业焚烧设备来说,烟气循环并不是简单增加一条回流管路。系统需要结合炉内燃烧状态,控制循环气体的流量、温度及相关运行参数,同时维持合适的炉膛压力条件。如果回流量与氧气供给不能有效协调,就可能造成燃烧状态波动。因此,流量测量、压力检测、执行机构和自动控制系统之间的配合,是这一工艺进入实际运行阶段需要验证的重要内容。
液化氧供应系统也是本次项目已经明确配置的设施之一。工业气体企业Air Water在10月6日发布公告,确认其承担项目液化氧供应设备的安装,以及CO₂回收和液化设备的设计与导入。与普通空气输送不同,液化氧供应涉及低温介质的储存、供给以及进入工艺系统前的相应处理。低温管路、阀门、连接部件和仪表的选型,需要根据实际温度、压力、介质条件及氧气使用要求确定。普通工业流体设备不能因为接口尺寸接近就直接用于氧气系统,材料相容性、清洁度及安全设计必须符合相应要求。
从工业流体控制角度看,氧气供应与烟气循环属于两种性质不同的管路系统。氧气系统需要特别重视与氧气接触材料及设备洁净度,烟气循环系统则需要考虑气体温度、颗粒物及其他烟气组分对设备的影响。两类系统中的阀门都可能承担隔离、调节或切换任务,但实际采用的阀体材料、密封结构和执行方式应分别根据工况确定。自动控制阀在适当的设计中可以根据控制系统指令调整介质流量,而承担安全切断功能的阀门则还需要符合相应的安全要求,不能将普通调节阀直接视为安全切断装置。
过程检测设备在此类项目中的作用也比较明确。燃烧过程需要掌握温度、压力和气体供应状态;烟气循环需要获得稳定的流量与运行状态反馈;CO₂回收环节则需要对气体组成及相关工艺条件进行监测。不同测量任务需要选择适合的仪表。例如,压力变送器用于连续测量压力,流量计用于监测流体通过量,而气体分析设备则用于获得相应气体组分信息。普通位置传感器虽然也属于工业检测产品,但不能直接代替工艺气体浓度分析设备。随着工艺变量增加,测量数据的准确性以及仪表长期稳定性会直接影响控制系统判断。
垃圾焚烧烟气的组成还存在较强的变化性。进入焚烧系统的废弃物在数量、成分和含水率方面可能持续变化,这会影响燃烧状态、排烟量及烟气成分。与原料组成相对稳定的部分化工生产过程相比,废弃物焚烧设备需要更充分地考虑工况波动。因此,新技术能否在不同原料条件下保持预期的CO₂浓度和回收效果,是示范阶段的重要验证内容。单次试验能够达到目标参数,并不意味着设备已经具备长期商业运行所需要的稳定性。
在烟气进入CO₂分离回收装置之前,还需要处理与烟气净化相关的工艺问题。废弃物燃烧可能产生颗粒物及其他需要按照环保和工艺要求控制的组分,烟气处理设备需要与后续分离系统形成完整流程。工业过滤、除尘以及相关气体处理设备在这类系统中具有重要作用,但不同污染物需要采用不同处理方式,不能简单认为安装普通滤芯就能够完成全部烟气净化任务。过滤阻力、设备密封、气体流量以及长期运行条件,也需要结合实际设备结构开展维护。
此次项目中,CO₂分离回收后的液化处理同样已经纳入工程范围。Air Water确认,其负责导入的设备包括CO₂回收设施及ReCO₂ STATION液化单元。气体分离与液化属于两个不同的工艺阶段,分离过程的目标是从混合烟气中回收CO₂,而液化过程则需要根据气体状态和产品要求进一步处理。相关设备通常需要涉及压力、温度、换热及工艺状态控制,但具体压缩机、泵、阀门和换热设备配置仍应以工程设计为准,不能仅依据“气体液化”就推断某个品牌或型号已经进入项目。
Kanadevia在联合公告中还披露,此前实验室试验已取得CO₂回收率90%以上、回收CO₂纯度95%以上的结果。这两个数据必须严格限定为企业此前实验室阶段的试验结果,不能直接写成本次2吨/日示范装置的长期运行成绩。现场工程的后续目标是验证高浓度烟气处理条件下的实际回收效果,并争取稳定实现90%以上的CO₂回收率。CO₂回收率与回收产品的纯度也属于不同指标:前者反映可回收部分中实际被回收的比例,后者描述回收产物中的CO₂含量,不能相互替代。
从工业设备运行的角度观察,这次试验的重要性不只在于验证某个单独装置的性能,而是需要考察整套系统之间的协调能力。焚烧炉、氧气供应、烟气再循环、烟气处理、CO₂分离和液化设备虽然承担不同任务,但运行状态相互关联。一处气体流量变化可能影响燃烧过程,而烟气成分变化又会影响后续分离装置的运行条件。因此,项目进入现场验证以后,需要将各环节的测量、控制和运行数据结合起来,才能判断系统是否具备进一步扩大应用的工程基础。
这种多系统协同运行的特点,也使电气控制和工业连接成为重要的辅助条件。不同工艺设备中的电机、执行机构、传感器、分析仪表和控制系统,需要通过适当的电源及通信线路实现连接。断路器、接触器、控制继电器和专业保护装置在电气系统中分别承担不同职责,其中控制继电器主要用于辅助控制与信号转换,不能代替按照安全要求配置的保护或安全控制装置。对于具有连续运行要求的工业设施,控制电源和现场连接的可靠性会影响设备状态反馈和故障处理效率。
项目进入实际运行后,机械设备的维护需求也会逐渐体现出来。风机及其他旋转机械的轴承、联轴器和润滑状态,需要根据运行负荷及设备要求开展检查;阀门执行机构、密封部件、流量仪表和温度测量设备,则需要结合实际工况进行点检与校验。对于接触低温介质或复杂烟气的设备,维护时还必须关注材料与使用条件的兼容性。由于示范装置中的许多设备承担的是特殊工艺任务,备件替换不能仅依据普通工业设备经验进行。
新技术从小型示范进入更大规模应用,还需要解决设备放大后的工程问题。此次焚烧炉处理能力为2吨/日,与大型城市垃圾焚烧设施存在明显规模差异。未来如果扩大工艺处理能力,烟气流量、氧气需求、设备尺寸、能源消耗以及系统控制方式都可能发生变化。因此,小型试验中获得的运行结果不能简单按照处理吨位比例放大,也不能据此直接推算商业设施的投资额和节能效果。只有完成充分的技术验证,才有条件继续讨论更大规模的工程应用。
从工业基础设施更新的角度看,这类项目还反映出既有垃圾焚烧设施改造方向的变化。传统垃圾焚烧设施主要围绕稳定处理废弃物、控制污染物排放及回收部分能源进行设计,而加入CO₂分离回收后,原有的燃烧、烟气处理和厂务系统需要与新增设备协调。对于现有工业设施而言,在原有生产和安全条件下增加新的工艺系统,往往需要更加重视设备接口、配电、控制逻辑以及后续维护能力。
Kanadevia此次在既有品川清扫工厂内建设独立示范设施,为富氧燃烧与CO₂回收技术提供了实际工程验证条件。项目已经完成建设,但未来能否形成稳定的商业应用,还需要通过后续试验判断CO₂浓度、回收率、运行稳定性及设备维护条件。对于工业阀门、过程传感器、流量控制、气体处理、过滤及工业连接等设备领域,这种新工艺的推进也意味着不同工业系统之间将出现更多需要精确控制和长期维护的连接环节。
截至2026年10月8日,能够确认的项目状态是2吨/日小型焚烧示范设施已经竣工,液化氧供应、CO₂分离回收及液化设备已经纳入建设范围;实施单位计划开展现场技术实证。90%以上CO₂回收率属于后续验证目标,而不是该示范设施已经实现的长期运行结果。项目未来是否形成更大规模商业设施,还需要以正式发布的工程进展和试验数据为依据。












