濕態(tài)廢棄物的熱解液氣化處理實(shí)用教案

1、1百分之25 聽起來有點(diǎn)高這有可能嗎 ? 我們的科技現(xiàn)在已經(jīng)可以開始運(yùn)用濕態(tài)廢棄物朝這個(gè)目標(biāo)邁進(jìn)了 到了2015年 每天產(chǎn)生物原油 285,000 桶 到了2045年每天可以產(chǎn)油330萬桶 (是美國市場(chǎng)需求量的17%); 同時(shí)生產(chǎn)超過每天6百萬MCF的甲烷氣 更多的廢棄物原料會(huì)促使產(chǎn)量持續(xù)成長到占整個(gè)美國市場(chǎng)需求的 25% (參考后頁的統(tǒng)計(jì)圖) 利用廢棄物解決了環(huán)境處理的問題,減少甚至消除處理廢棄物原料的成本(chngbn)并且能產(chǎn)生可觀的可再生能源第1頁/共22頁第一頁，共22頁。2液化熱解流程工藝 先進(jìn)的流程工藝有效(yuxio)的轉(zhuǎn)化濕態(tài)廢棄物成為生物質(zhì)燃料或潔凈水 可以生產(chǎn)生物質(zhì)原油,

2、 天然氣, 或者兩樣都有 超過 99% 的有機(jī)質(zhì)會(huì)被轉(zhuǎn)化成能源 流程工藝經(jīng)過美國能源部的實(shí)驗(yàn)室PNNL超過 35年 的密集測(cè)試已經(jīng)相當(dāng)成熟 “一次性解決兩個(gè)問題” (注冊(cè)商標(biāo)) 解決濕態(tài)廢棄物環(huán)境處理問題 有利潤的產(chǎn)出可再生能源關(guān)鍵因素是濕態(tài)廢棄物成本低甚至是負(fù)成本第2頁/共22頁第二頁，共22頁。3流程工藝概念 流程工藝跟化石燃料的形成很類似, 但快多了 “我們可以在 30 分鐘內(nèi)完成. 但是自然界卻要花 3千萬年” 生物質(zhì)原油及天然氣跟同等化石燃料是很類似的 這是迄今為止把濕態(tài)廢棄物轉(zhuǎn)化成碳?xì)浠衔锶剂系淖顑?yōu)秀的技術(shù)設(shè)備非常集約并且可以規(guī)模化 使用超過(chogu) 100 種原料進(jìn)行過測(cè)

3、試 所產(chǎn)出的生物燃料 可以使用在現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施上替代原來的燃料第3頁/共22頁第三頁，共22頁。4部分已經(jīng)測(cè)試過的采用原材料廢棄物 豬糞牛糞,家禽糞便,市政固體廢物、紙漿和造紙廠廢棄物、塑料瓶水生 水風(fēng)信子、海帶(海洋)、紅藻(海洋),綠藻(咸水), 綠藻(海洋),綠藻(新鮮),硅藻、藍(lán)藻木質(zhì)纖維素 木削減、鋸末、玉米秸稈、楊樹發(fā)酵殘差,木頭氣化殘差,纖維素發(fā)酵殘留物草本(cobn) 納皮爾草、高粱、向日葵、玉米秸稈、金盞花食品加工 土豆浪費(fèi),玉米乙醇的底部(DWG),葡萄果渣(葡萄酒), 蔓越莓果渣、污泥消化池、牛皮紙黑液,奶酪乳清, 咖啡渣,谷物蒸餾器、醋、橄欖油洗水,雞處理廢物,魚處理廢

4、物,明膠生產(chǎn)。浪費(fèi)、朗姆酒酒糟、蘇打水漿廢水,軟飲料工廠浪費(fèi)、馬鈴薯加工屑, 蝦殼,土豆皮,乳制品廢料,洋蔥,玉米罐頭荷蘭達(dá)夫,蘋果果渣、啤酒糟化學(xué)廢棄物 尼龍廢水、丙烯腈廢水、脂肪酸浪費(fèi),金屬螯合物解決方案,氰化鈉浪費(fèi)、多元醇廢水、維生素發(fā)酵、肉湯、油漆布斯洗、甲乙酮、丙二醇、碳四氯化,許多其他的化合物第4頁/共22頁第四頁，共22頁。5問題與機(jī)會(huì) 濕態(tài)廢棄物到處都有, 全世界有非常大的量而且一直就存在的 通常的認(rèn)知這類濕態(tài)廢棄物都是被大量(dling)的傾倒進(jìn)掩埋場(chǎng),水域或海洋,浪費(fèi)淡水, 能源及肥料 全世界的環(huán)保法令迫切的需要更完善且昂貴的處理, 并且不斷朝著這個(gè)趨勢(shì)與方向發(fā)展 全世界對(duì)

5、生物質(zhì)燃料及可再生能源的需求正快速的擴(kuò)張第5頁/共22頁第五頁，共22頁。6問題(wnt): 濕的廢棄物第6頁/共22頁第六頁，共22頁。7解決方案: 讓濕態(tài)廢棄物轉(zhuǎn)化成燃料(rnlio)第7頁/共22頁第七頁，共22頁。8它如何做到? 液化熱解流程工藝 (HTP) 僅使用加壓熱水 沒有溶劑 濕態(tài)原料被以干基(實(shí)際上不是全干的)1535%的比例加進(jìn)水化 污泥中 流程工藝不是超臨界的, 這對(duì)HTP整體效益跟成功是非常重要的 - 350C and 207 bar (662F and 3,000 psi) 連續(xù)的流程工藝把99%以上的有機(jī)質(zhì)在30-45分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品 流程工藝能源(nngyun)效

6、率高 使用了產(chǎn)出能源(nngyun)的12% (剩余的88%可以出售)第8頁/共22頁第八頁，共22頁。9產(chǎn)品 生物質(zhì)原油可以直接使用(shyng)或者在傳統(tǒng)煉油廠升級(jí)成煉制 油品 看煉廠的情況可能需要做預(yù)處理 甲烷氣可以幾種方式使用(shyng) 可以當(dāng)作發(fā)電機(jī)燃料來產(chǎn)生電跟熱能 去除 CO2 后可以直接引入天然氣管道或者在本地當(dāng)做 CNG 使用(shyng) 燃?xì)馐歉蓛舻?(沒有硫, 磷,硅氧烷) 大多數(shù)由廢棄原料產(chǎn)生的燃料與電力在國際上會(huì)獲得可 再生能源的鼓勵(lì)第9頁/共22頁第九頁，共22頁。10產(chǎn)品(chnpn)有生物原由, 甲烷氣或者兩者都有第10頁/共22頁第十頁，共22頁。11設(shè)

7、備(shbi)開發(fā)狀態(tài): 2014年8月完成組裝第11頁/共22頁第十一頁，共22頁。12液化熱解流程工藝(gngy)可以采取得的原物料第12頁/共22頁第十二頁，共22頁。13來自前頁圖中的潛在燃料: 15% 圖中假設(shè)有 54% 可獲取(huq)的濕態(tài)廢棄物會(huì)被收集并處理 藻類并沒有被計(jì)算到,由于時(shí)間上大量的藻類產(chǎn)能不明朗 木材及農(nóng)業(yè)廢棄物(例如:玉米秸稈)沒有被算入除非是當(dāng) 做纖維素乙醇生產(chǎn)的殘?jiān)?如果認(rèn)真算進(jìn)去那量就變的很大 結(jié)論是濕態(tài)廢棄物到2045年將可以提供超過15%美國液體 燃料需求的來源 (每天1900萬桶油里面的310萬桶)第13頁/共22頁第十三頁，共22頁。14其它生物質(zhì)

8、轉(zhuǎn)化成燃料的技術(shù) 厭氧消化池 (AD)是最被大家知道的 是生化流程工藝, 有超過 2,000 年的歷史 速度慢而且不完全轉(zhuǎn)化 大約 50% 需要 20 天, 相對(duì)(xingdu)于液化熱解則轉(zhuǎn)化 99% i只要 30 分鐘 纖維素乙醇生產(chǎn) 35% 的碳轉(zhuǎn)變成燃料, 相對(duì)(xingdu)于液化熱解可以達(dá)到. 85% 酒精的燃值比碳?xì)浠衔锶剂弦獊淼玫?其它技術(shù) 高溫?zé)峤?用在濕態(tài)廢棄物不切實(shí)際 40% 的能源在干化原料過程中消耗掉了 產(chǎn)出的油能量較低要花較高的成本去煉制第14頁/共22頁第十四頁，共22頁。15案例(n l): 消除廢水里的污泥 可以不需要消化池的情況下處理一次或二次的污泥 也可

9、以處理消化處理后的污泥 得到結(jié)果: 可再生能源并且沒有固態(tài)(gti)物剩余第15頁/共22頁第十五頁，共22頁。16在未來 2045年之后液化熱解流程工藝將持續(xù)成長并接受更多的原料, 可能達(dá)到美國(mi u)油品供應(yīng)量的 25% 更大的市場(chǎng)在美國(mi u)以外的地區(qū) - 一樣的原料第16頁/共22頁第十六頁，共22頁。17需要什么 - 財(cái)務(wù)上 許多系統(tǒng)會(huì)被架構(gòu)成類似投資人擁有的電力生產(chǎn)協(xié)議 (PPAs) 現(xiàn)今被用在風(fēng)能(fn nn)跟太陽能上 會(huì)大量的擴(kuò)張項(xiàng)目數(shù)量及資本額 有些項(xiàng)目會(huì)由廢棄物擁有者自己投資 今天項(xiàng)目的獲利可以讓投資回收期(TTR)在3到5年 需要用幾個(gè)因素去調(diào)整 稅務(wù)結(jié)構(gòu),

10、廢棄物成本, 燃料價(jià)格, 補(bǔ)貼政策跟法令法規(guī)等. 需要把這些因素變得簡單有標(biāo)準(zhǔn)化.第17頁/共22頁第十七頁，共22頁。18需要什么 - 技術(shù)上 持續(xù)降低成本, 制造生產(chǎn)的時(shí)間, 以及簡單的設(shè)計(jì) 至少有三套系統(tǒng)成功完成安裝提供展示(zhnsh)及向用戶及投資人證 明;那么成長肯定會(huì)加速 煉油廠要學(xué)會(huì)處理生物質(zhì)原油及對(duì)流程工藝進(jìn)行必要的優(yōu)化 優(yōu)化原料的備料處理讓更多的不同原料可以適用第18頁/共22頁第十八頁，共22頁。19需要什么 - 政府層面 液化熱解流程工藝牽涉到 DOE, USDA,EPA, IRS, WERF (針對(duì)廢水處理設(shè)施)液化熱解處理的流程工藝需要被了解并標(biāo)準(zhǔn)化 (就像風(fēng)能及太陽能)RINs, 碳權(quán),合格的原料等投資稅收減免及其它處理農(nóng)村能源融資(rn z)資格乳制品和其他牲畜項(xiàng)目國家規(guī)定和獎(jiǎng)勵(lì)(例: 加州)空氣和水熱液系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)天然氣和電力上網(wǎng)電價(jià)和程序第19頁/共22頁第十九頁，共22頁。20結(jié)論 濕態(tài)的廢棄物唾手可得 不需要額外時(shí)間或投資種植能源作物 液化熱解流程工藝是最好的而且有時(shí)候是唯一可行的技術(shù)針對(duì)特定(tdng)的濕態(tài)廢棄物 從現(xiàn)在開始,