生活垃圾热解气化发电综合处置项目可行性研究报告

生活垃圾热解气化发电综合处置项目可行性研究报告垃圾是放错位置的资源1、我国生活垃圾的现状我国生活垃圾产生现状非常严峻，目前我国平均每天每人产生0.8～1.1kg垃圾，并且每年仍以8%～10%的速度增长，全国主要城市年产生活垃圾2.5亿吨左右，例如北京日产垃圾2.5万吨；上海日产垃圾2.8万吨；广州日产垃圾1.2万吨，如此庞大的数量足以让任何垃圾填埋场很快就成为垃圾山。预计到2030年将会达到4.09亿吨，到2050年将达到5.28亿吨。历年累积堆存的城市生活垃圾总量更是高达70亿吨，全国几乎所有的城市垃圾填埋场处于即将填满或已填满的状态，城市被垃圾围城。全国城市垃圾堆存累计侵占土地75万亩。垃圾含有大量水份成为垃圾填埋场的渗滤液，导致填埋场渗漏液的COD(化学需氧量)严重超标，对地下水系构成严重威胁。垃圾在自然中堆放会腐烂变臭，滋生细菌，引发呼吸道、肠胃疾病，有时垃圾填埋场范围数公里都臭气熏天，严重影响周围居民生活，引发许多群体性事件。例如2013年10月广东广宁村民反对建垃圾填埋场围堵政府机关。2014年5月29日郑州侯寨垃圾处理厂被围堵，每天1000吨垃圾堆路上。2014年5月31日，深圳市坂田南片区的居民用汽车封堵了清水河下坪垃圾填埋场的大门，他们长期受到垃圾填埋场飘散出的臭气影响，希望垃圾填埋场可以彻底解决臭气问题。当前，国内的垃圾处置方式主要是卫生填埋和焚烧发电，卫生填埋对于垃圾填埋场已填满的城市来说，处于再选土地困难甚至无地可征的窘况；而垃圾焚烧会产生二噁英等大量有毒有害气体，污染空气，危害人类健康。垃圾焚烧发电处置技术主要有以下弊端：投资需要数亿元资金规模；占用大量土地（60亩以上）；需要当地政府财政补贴（不低于60元/吨）；产生二噁英类等有毒有害气体；因“邻避效应”导致项目难于落地，还易产生群体性事件。同时建设垃圾焚烧发电项目最低需要垃圾日产生量600吨以上，对于县级城市的垃圾产生量根本达不到此规模，处置垃圾的财政补贴更是让县级政府捉襟见肘。目前生活垃圾的处理工艺和现状存在这些问题，所以，对地方政府来说，找到一种无需政府补贴、无污染处理生活垃圾的工艺技术迫在眉睫、刻不容缓。2、生活垃圾热解气化发电综合处置技术2.1垃圾成份和工艺选择城市垃圾主要是由塑料袋、废旧衣物、塑料、渣土、餐余垃圾和废纸等以及很少一部分建筑垃圾组成的。垃圾中有热值的如塑料袋废旧衣和物塑料等成分，占垃圾重量的20-25%，但体积要占到70%左右。对垃圾填埋场来讲，体积是一个主要指标。并且这些垃圾是不可降解的，而渣土和餐余垃圾经过静态厌氧后，体积会减少一半以上。所以说能把塑料袋废旧衣物等不可降解的垃圾处理好，也就把垃圾问题基本解决了。垃圾热解气化发电技术就是针对垃圾的特点，把垃圾体积70%的有机物经过处理，生成一氧化碳和烷类气体，再进入内燃机发电，靠垃圾自身的价值实现垃圾无害化处理的正效益。剩余30%的垃圾继续填埋，经过一段时间的厌氧后，体积会明显减小，可再挖出分选，一部分有热值的再气化处理，渣土可作为营养土用于园林绿化。生活垃圾经分选后：（1）衣服、塑料袋等可燃物重量约占25%，体积约占70%左右。（2）果皮、餐厨垃圾等有机垃圾重量占60%，（3）渣土、砖块，碎玻璃等重量占15%2.2生活垃圾热解气化发电综合处置工艺流程收集的原生生活垃圾，首先由我公司的垃圾分选和预处理系统进行处置，分选后，具有热值的可燃物直接进入气化炉热解气化系统，产生可燃气体，然后进入发电系统燃烧发电。剩余部分的体积约占30%左右的餐厨垃圾、渣土、碎砖块等按照原有处置工艺填埋进行静态厌氧发酵。这样对原有的垃圾填埋场而言，原生垃圾通过分选处理后延长垃圾填埋场数倍的使用寿命。对于已填埋的陈腐垃圾，其主要成分是不可降解的有机物成分和经发酵过的有机肥。把陈腐垃圾挖掘出来，经过筛分设备进行处理，把不可降解的有机物成分筛分，再通过上述工艺步骤送入热解气化炉进行处置；剩余部分就是城市绿化和林业可利用的有机营养土。将原有的垃圾填埋场陈腐垃圾挖掘出来再处理，可腾空垃圾填埋场进行周转使用，让填埋场地进入可循环再利用的持续使用状态。无须再建设新的垃圾填埋场。实现了节约土地，降低垃圾处置费用和垃圾的减量化，无害化和资源化的目的。工艺流程图如下：图1垃圾终端分选、气化、发电综合处置工艺2.3热解气化技术原理生活垃圾的热解气化技术，是指将可气化生活垃圾送入热解气化炉中，在高温、贫氧的条件下，经过一段时间热解气化反应，使生活垃圾中有机类组分得到充分的热解气化，在热解气化过程中有机质大分子态裂解成小分子态的甲烷等烷类可燃气体；同时，经碳化后的有H2、CO、CH4等腾空垃圾场垃圾填埋场原生垃圾终端分选体积占原生垃圾20%的餐厨垃圾和渣土等按原有工艺填埋处理原有陈腐垃圾垃圾静态厌氧发酵挖掘筛分营养土部分有机物绿化林业体积占原生垃圾80%的可燃物热解干馏气化内燃发电机组并入电网机物在高温下与与二氧化碳和水反应产生大量的一氧化碳。剩余物为玻璃状熔融炉渣。各类细菌病原菌被彻底杀灭的过程。产生可燃气体主要是CH4，CO和H2，经过除尘、电捕焦油、净化、降温和捕滴等过程，最后可得纯净气体的热值为1000kcal/m³左右。每吨垃圾平均产气约1500-1800m3，实行不间断、连续输出。2.4热解气化过程第一步、经分选后垃圾有机可燃物，从炉顶部加入热解气化炉中，在下降的过程中与温度在80-120℃的热解燃气接触，不断脱去附着水，水变成蒸汽和热解燃气一起排出炉外，垃圾逐步变干燥。（见干燥层）第二步、干燥后的垃圾可燃物，在部分反应层上升过来的温度高达200～450℃的灼热燃气的烘烤下，发生干馏反应，生成烷类（CmHn）、焦油等可燃气体和水蒸气（H2O），以上所有气体一起从炉体上部排出。（见图2热解气化炉干馏层）第三步、经过干馏后的垃圾，主要残留物是焦炭和少数粘土等不可燃物，在1100-1200℃高温下，通过水蒸气的作用，发生氧化还原反应产生一氧化碳（CO）、氢（H2）等可燃气体，从炉体中部排出。主要反应如下：（见图2热解气化炉反应层）C+O2=CO2+408840kJ/kmolC+1/2O2=CO+123217kJ/kmolCO2+C=2CO-162405kJ/kmolC+H2O=CO+H2-118821kJ/kmolC+2H2O=CO2+2H2-75237kJ/kmol第四步、垃圾可燃物气化完成变成无机玻璃态熔渣，通过特制出渣机构从反应炉底部排除。（见图2热解气化炉灰渣层）图2热解气化炉结构示意图2.5生活垃圾热解气化发电综合处置工艺流程生活垃圾经分选后，进入热解气化系统进行处置，其整个工业化运行流程如图3所示。垃圾气化后产生的可燃气体主要成分是甲烷，一氧化碳和氢气等，某垃圾热解气化站工业化运行后产生的可燃气取样检测，经权威机构检测后，其成分见图4.图3垃圾热解气化发电综合处置工艺流程图图4垃圾热解气化产生可燃气体成分检测报告2.6技术优势较低的政府补贴，每吨60元左右。解决地方财政处理垃圾补贴的困难占地很小，处理工艺需要5-10亩土地，在原有填埋场区即可，解决项目用地难题从原理上避免了产生二噁英类有害物质的条件，不产生二次污染，能够适应未来更为严格的环保排放要求腾空现有垃圾填埋场，可延长数倍的使用寿命。产生可燃气体进行燃烧发电，实现零碳排放。热解气化处置垃圾技术，采用模块化设计，具有扩展性。2.7垃圾热解气化与垃圾焚烧不同点分析1）资源化利用方式不同焚烧：焚烧需设置较复杂的热回收系统来驱动发电，运行及维护费用高昂，且必需政府的垃圾处理补贴费用。需添加化石能源（煤或石油等）热解气化：热解气化直接将垃圾气化生成清洁可燃气体，通过燃气内燃发电机发电，热效率高，工艺简单，运行维护费用低。2）污染物排放不同焚烧：焚烧将大量产生含二噁英、重金属、氮氧化物等有毒有害气体。产生“邻壁效应”，项目很难落地。热解气化：热解气化从技术原理上就避免了有毒有害气体的产生，不产生二恶英类气体.重金属被固化在熔融状炉渣中，不再产生危害。3）技术前景不同焚烧：焚烧需要很大投资进行排放污染治理才能满足当前环保要求.热解气化：气化不仅能够达到现有的污染排放标准要求，而且还可满足未来更严格的国家环保排放标准。4）投资不同焚烧：工艺设备复杂,投资及运行成本较高热解气化:投资及运行维护低3.日处理300吨生活垃圾工艺设计3.1总体设计本方案设计日处置300吨垃圾工程。包括垃圾的进料，输送，分拣，热解气化，燃气净化洗涤，内燃机发电以及相应的辅助设施。占地5-10亩，该土地需在原有垃圾填埋场区（政府免费提供或者自购买）。工程主要包括三个部分：一是进料、分选系统；二是热解气化、燃气净化系统；三是发电上网系统。见图5.项目建设周期：9个月。图5垃圾热解气化发电工程设计流程图3.2主要系统设备装机容量一览表序号名称数量（套）备注1预分选和输送系统设备2分选原生垃圾和陈腐垃圾2热解气化设备33可燃气体净化系统1除尘，脱硫脱硝、捕焦和降温捕滴4内燃机发电机组4每台容量：1000kwh5厂房及基础/设备基础及垃圾暂存4、投资效益分析建设日处理300吨原生生活垃圾和200吨陈腐生活垃圾规模。总投资5000万元。投资回报期为37个月。具体分析如下：日处理300吨原生生活垃圾和200吨陈腐生活垃圾投资汇总表单位：万元分选系统气化系统发电系统土建厂房免烧砖厂合计投资1100140018005501505000年运行费用182.5182.512010495年收入1882.23101892.23年利润1397.23（注：分选后的垃圾每吨发电量：880度电）投资分选系统1100万元（2套）；热解气化系统1400万元（3套）；发电系统1700万元（4组）；并网设施100万元；土建及厂房成本550万元；水泥免烧砖厂(配套)150万元。运行成本分选成本50元/吨；气化成本50元/吨；发电系统维护120万元/年；制砖系统维护10万元/年；年总运行费用495万元；（100吨×365天×100元+130万）年总收入（并网电价格：0.586元/度）=2549.23100吨×880度/吨×365天×0.586元/度+10万元（砖）=1892.23万元；政府补贴：60元/吨×300吨/天×365天=657万元；年总利润年总收入电费-年总运行费用=2549.23万元-495万元=2054.23万元动态投资回收期5000万元÷2054.23万元÷0.8(系数)×12=37（个月)5.合作模式1、考虑到与贵公司的真诚合作。项目建设竣工后，为保证项目的正常运转，由我公司负责运行。2、为保证我公司的技术和商业秘密，本项目不接受任何双方以外人员的考察，除非经我公司同意。贵公司不经授权，不得以任何方式泄露和推广该技术。3、本项目的建设费用为5000万元，其中含有1500万元的利润。为了与贵公司在此项目的长期合作，共担风险，共享利益。此项目所获取的利润和本公司的专利技术授权使用费不再收取，把它们转作为项目的资本入股，占该项目公司40%股份。4、我公司若上市，本项目公司有优先被选择作为公司上市的资产整合，获取更多的收益。本文有生物质燃烧机，木屑颗粒机，模板破碎机，撕碎机，生物质颗粒燃烧机，收集分享在线声明：本刊非原创内容来自网络或源自行业转发，我方不对所包含内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。请读者仅作参考，并请自行承担全部责任。版权属于原作者。