生活垃圾熱解氣化發(fā)電綜合處置項目可行性研究報告報告

1、-. z.生活垃圾熱解氣化發(fā)電綜合處置項目可行性研究報告垃圾是放錯位置的資源1、我國生活垃圾的現(xiàn)狀我國生活垃圾產(chǎn)生現(xiàn)狀非常嚴峻，目前我國平均每天每人產(chǎn)生0.81.1kg垃圾，并且每年仍以8%10%的速度增長，全國主要城市年產(chǎn)生活垃圾2.5億噸左右，例如日產(chǎn)垃圾2.5萬噸；日產(chǎn)垃圾2.8萬噸；日產(chǎn)垃圾1.2萬噸，如此龐大的數(shù)量足以讓任何垃圾填埋場很快就成為垃圾山。預計到2030年將會達到4.09億噸，到2050年將達到5.28億噸。歷年累積堆存的城市生活垃圾總量更是高達70億噸，全國幾乎所有的城市垃圾填埋場處于即將填滿或已填滿的狀態(tài)，城市被垃圾圍城。全國城市垃圾堆存累計侵占土地75萬畝。垃圾含有

2、大量水份成為垃圾填埋場的滲濾液，導致填埋場滲漏液的COD(化學需氧量)嚴重超標，對地下水系構(gòu)成嚴重威脅。垃圾在自然中堆放會腐爛變臭，滋生細菌，引發(fā)呼吸道、腸胃疾病，有時垃圾填埋場圍數(shù)公里都臭氣熏天，嚴重影響周圍居民生活，引發(fā)許多群體性事件。例如2013年10月廣寧村民反對建垃圾填埋場圍堵政府機關(guān)。2014年5月29日侯寨垃圾處理廠被圍堵，每天1000噸垃圾堆路上。2014年5月31日，市坂田南片區(qū)的居民用汽車封堵了清水河下坪垃圾填埋場的大門，他們長期受到垃圾填埋場飄散出的臭氣影響，希望垃圾填埋場可以徹底解決臭氣問題。當前，國的垃圾處置方式主要是衛(wèi)生填埋和焚燒發(fā)電，衛(wèi)生填埋對于垃圾填埋場已填滿的

3、城市來說，處于再選土地困難甚至無地可征的窘?jīng)r；而垃圾焚燒會產(chǎn)生二噁英等大量有毒有害氣體，污染空氣，危害人類健康。垃圾焚燒發(fā)電處置技術(shù)主要有以下弊端：投資需要數(shù)億元資金規(guī)模；占用大量土地（60畝以上）；需要當?shù)卣斦a貼（不低于60元/噸）；產(chǎn)生二噁英類等有毒有害氣體；因鄰避效應(yīng)”導致項目難于落地，還易產(chǎn)生群體性事件。同時建設(shè)垃圾焚燒發(fā)電項目最低需要垃圾日產(chǎn)生量600噸以上，對于縣級城市的垃圾產(chǎn)生量根本達不到此規(guī)模，處置垃圾的財政補貼更是讓縣級政府捉襟見肘。目前生活垃圾的處理工藝和現(xiàn)狀存在這些問題，所以，對地方政府來說，找到一種無需政府補貼、無污染處理生活垃圾的工藝技術(shù)迫在眉睫、刻不容緩。2、

4、生活垃圾熱解氣化發(fā)電綜合處置技術(shù)2.1垃圾成份和工藝選擇城市垃圾主要是由塑料袋、廢舊衣物、塑料、渣土、餐余垃圾和廢紙等以及很少一部分建筑垃圾組成的。垃圾中有熱值的如塑料袋廢舊衣和物塑料等成分，占垃圾重量的20-25%，但體積要占到70%左右。對垃圾填埋場來講，體積是一個主要指標。并且這些垃圾是不可降解的，而渣土和餐余垃圾經(jīng)過靜態(tài)厭氧后，體積會減少一半以上。所以說能把塑料袋廢舊衣物等不可降解的垃圾處理好，也就把垃圾問題基本解決了。垃圾熱解氣化發(fā)電技術(shù)就是針對垃圾的特點，把垃圾體積70%的有機物經(jīng)過處理，生成一氧化碳和烷類氣體，再進入燃機發(fā)電，靠垃圾自身的價值實現(xiàn)垃圾無害化處理的正效益。剩余30%

5、的垃圾繼續(xù)填埋，經(jīng)過一段時間的厭氧后，體積會明顯減小，可再挖出分選，一部分有熱值的再氣化處理，渣土可作為營養(yǎng)土用于園林綠化。生活垃圾經(jīng)分選后：衣服、塑料袋等可燃物重量約占25%，體積約占70%左右。果皮、餐廚垃圾等有機垃圾重量占60%，渣土、磚塊，碎玻璃等重量占15%2.2 生活垃圾熱解氣化發(fā)電綜合處置工藝流程收集的原生生活垃圾，首先由我公司的垃圾分選和預處理系統(tǒng)進行處置，分選后，具有熱值的可燃物直接進入氣化爐熱解氣化系統(tǒng)，產(chǎn)生可燃氣體，然后進入發(fā)電系統(tǒng)燃燒發(fā)電。剩余部分的體積約占30%左右的餐廚垃圾、渣土、碎磚塊等按照原有處置工藝填埋進行靜態(tài)厭氧發(fā)酵。這樣對原有的垃圾填埋場而言，原生垃圾通過

6、分選處理后延長垃圾填埋場數(shù)倍的使用壽命。對于已填埋的腐垃圾，其主要成分是不可降解的有機物成分和經(jīng)發(fā)酵過的有機肥。把腐垃圾挖掘出來，經(jīng)過篩分設(shè)備進行處理，把不可降解的有機物成分篩分，再通過上述工藝步驟送入熱解氣化爐進行處置；剩余部分就是城市綠化和林業(yè)可利用的有機營養(yǎng)土。將原有的垃圾填埋場腐垃圾挖掘出來再處理，可騰空垃圾填埋場進行周轉(zhuǎn)使用，讓填埋場地進入可循環(huán)再利用的持續(xù)使用狀態(tài)。無須再建設(shè)新的垃圾填埋場。實現(xiàn)了節(jié)約土地，降低垃圾處置費用和垃圾的減量化，無害化和資源化的目的。工藝流程圖如下：H2、CO、CH4等騰空垃圾場垃圾填埋場原生垃圾終端分選體積占原生垃圾20%的餐廚垃圾和渣土等按原有工藝填埋

7、處理原有陳腐垃圾垃圾靜態(tài)厭氧發(fā)酵挖掘篩分營養(yǎng)土部分有機物綠化林業(yè)體積占原生垃圾80%的可燃物熱解干餾氣化內(nèi)燃發(fā)電機組并入電網(wǎng)圖1 垃圾終端分選、氣化、發(fā)電綜合處置工藝2.3熱解氣化技術(shù)原理生活垃圾的熱解氣化技術(shù)，是指將可氣化生活垃圾送入熱解氣化爐中，在高溫、貧氧的條件下，經(jīng)過一段時間熱解氣化反應(yīng)，使生活垃圾中有機類組分得到充分的熱解氣化，在熱解氣化過程中有機質(zhì)大分子態(tài)裂解成小分子態(tài)的甲烷等烷類可燃氣體；同時，經(jīng)碳化后的有機物在高溫下與與二氧化碳和水反應(yīng)產(chǎn)生大量的一氧化碳。剩余物為玻璃狀熔融爐渣。各類細菌病原菌被徹底殺滅的過程。產(chǎn)生可燃氣體主要是CH4，CO和H2，經(jīng)過除塵、電捕焦油、凈化、降溫

8、和捕滴等過程，最后可得純凈氣體的熱值為1000kcal/m左右。每噸垃圾平均產(chǎn)氣約1500-1800m3，實行不間斷、連續(xù)輸出。2.4熱解氣化過程第一步、經(jīng)分選后垃圾有機可燃物，從爐頂部加入熱解氣化爐中，在下降的過程中與溫度在80-120的熱解燃氣接觸，不斷脫去附著水，水變成蒸汽和熱解燃氣一起排出爐外，垃圾逐步變干燥。（見干燥層）第二步、干燥后的垃圾可燃物，在部分反應(yīng)層上升過來的溫度高達200450的灼熱燃氣的烘烤下，發(fā)生干餾反應(yīng)，生成烷類（CmHn）、焦油等可燃氣體和水蒸氣（H2O），以上所有氣體一起從爐體上部排出。（見圖2熱解氣化爐干餾層）第三步、經(jīng)過干餾后的垃圾，主要殘留物是焦炭和少數(shù)粘

9、土等不可燃物，在1100-1200高溫下，通過水蒸氣的作用，發(fā)生氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生一氧化碳（CO）、氫（H2）等可燃氣體，從爐體中部排出。主要反應(yīng)如下：（見圖2熱解氣化爐反應(yīng)層） C + O2 = CO2 + 408840kJ/kmol C + 1/2O2 = CO + 123217 kJ/kmol CO2 + C = 2CO - 162405 kJ/kmol C + H2O = CO + H2 - 118821 kJ/kmol C + 2H2O = CO2 + 2H2 - 75237 kJ/kmol第四步、垃圾可燃物氣化完成變成無機玻璃態(tài)熔渣，通過特制出渣機構(gòu)從反應(yīng)爐底部排除。（見圖2熱解氣化

10、爐灰渣層）圖2 熱解氣化爐結(jié)構(gòu)示意圖2.5 生活垃圾熱解氣化發(fā)電綜合處置工藝流程生活垃圾經(jīng)分選后，進入熱解氣化系統(tǒng)進行處置，其整個工業(yè)化運行流程如圖3所示。垃圾氣化后產(chǎn)生的可燃氣體主要成分是甲烷，一氧化碳和氫氣等，*垃圾熱解氣化站工業(yè)化運行后產(chǎn)生的可燃氣取樣檢測，經(jīng)權(quán)威機構(gòu)檢測后，其成分見圖4.圖3 垃圾熱解氣化發(fā)電綜合處置工藝流程圖圖4 垃圾熱解氣化產(chǎn)生可燃氣體成分檢測報告2.6 技術(shù)優(yōu)勢較低的政府補貼，每噸60元左右。解決地方財政處理垃圾補貼的困難占地很小，處理工藝需要5-10畝土地，在原有填埋場區(qū)即可，解決項目用地難題從原理上避免了產(chǎn)生二噁英類有害物質(zhì)的條件，不產(chǎn)生二次污染，能夠適應(yīng)未來

11、更為嚴格的環(huán)保排放要求騰空現(xiàn)有垃圾填埋場，可延長數(shù)倍的使用壽命。產(chǎn)生可燃氣體進行燃燒發(fā)電，實現(xiàn)零碳排放。熱解氣化處置垃圾技術(shù)，采用模塊化設(shè)計，具有擴展性。2.7 垃圾熱解氣化與垃圾焚燒不同點分析資源化利用方式不同焚燒：焚燒需設(shè)置較復雜的熱回收系統(tǒng)來驅(qū)動發(fā)電，運行及維護費用高昂，且必需政府的垃圾處理補貼費用。需添加化石能源（煤或石油等）熱解氣化：熱解氣化直接將垃圾氣化生成清潔可燃氣體，通過燃氣燃發(fā)電機發(fā)電，熱效率高，工藝簡單，運行維護費用低。污染物排放不同焚燒：焚燒將大量產(chǎn)生含二噁英、重金屬、氮氧化物等有毒有害氣體。產(chǎn)生鄰壁效應(yīng)”，項目很難落地。熱解氣化：熱解氣化從技術(shù)原理上就避免了有毒有害氣體

12、的產(chǎn)生，不產(chǎn)生二惡英類氣體.重金屬被固化在熔融狀爐渣中，不再產(chǎn)生危害。技術(shù)前景不同焚燒：焚燒需要很大投資進行排放污染治理才能滿足當前環(huán)保要求.熱解氣化：氣化不僅能夠達到現(xiàn)有的污染排放標準要求，而且還可滿足未來更嚴格的國家環(huán)保排放標準。投資不同焚燒：工藝設(shè)備復雜,投資及運行成本較高熱解氣化:投資及運行維護低3. 日處理300噸生活垃圾工藝設(shè)計3.1 總體設(shè)計本方案設(shè)計日處置300噸垃圾工程。包括垃圾的進料，輸送，分揀，熱解氣化，燃氣凈化洗滌，燃機發(fā)電以及相應(yīng)的輔助設(shè)施。占地5-10畝，該土地需在原有垃圾填埋場區(qū)（政府免費提供或者自購買）。工程主要包括三個部分：一是進料、分選系統(tǒng)；二是熱解氣化、燃

13、氣凈化系統(tǒng)；三是發(fā)電上網(wǎng)系統(tǒng)。見圖5.項目建設(shè)周期：9個月。圖5 垃圾熱解氣化發(fā)電工程設(shè)計流程圖3.2主要系統(tǒng)設(shè)備裝機容量一覽表序號名稱數(shù)量（套）備注1預分選和輸送系統(tǒng)設(shè)備2分選原生垃圾和腐垃圾2熱解氣化設(shè)備33可燃氣體凈化系統(tǒng)1除塵，脫硫脫硝、捕焦和降溫捕滴4燃機發(fā)電機組4每臺容量：1000kwh5廠房及基礎(chǔ)/設(shè)備基礎(chǔ)及垃圾暫存4、投資效益分析建設(shè)日處理300噸原生生活垃圾和200噸腐生活垃圾規(guī)模。總投資5000萬元。投資回報期為37個月。具體分析如下：日處理300噸原生生活垃圾和200噸腐生活垃圾投資匯總表單位：萬元分選系統(tǒng)氣化系統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)土建廠房免燒磚廠合計投資1100140018005

14、501505000年運行費用182.5182.512010495年收入1882.23101892.23年利潤1397.23（注：分選后的垃圾每噸發(fā)電量：880度電）投資分選系統(tǒng) 1100萬元（2套）；熱解氣化系統(tǒng) 1400萬元（3套）；發(fā)電系統(tǒng) 1700萬元（4組）；并網(wǎng)設(shè)施 100萬元；土建及廠房成本 550萬元；水泥免燒磚廠(配套) 150萬元。運行成本分選成本 50元/噸；氣化成本 50元/噸；發(fā)電系統(tǒng)維護 120萬元/年；制磚系統(tǒng)維護 10萬元/年；年總運行費用495萬元；（100噸365天100元+130萬）年總收入（并網(wǎng)電價格：0.586元/度）= 2549.23100噸880度/

15、噸365天0.586元/度+10萬元（磚）=1892.23萬元；政府補貼：60元/噸300噸/天365天=657萬元；年總利潤年總收入電費-年總運行費用=2549.23萬元-495萬元 =2054.23萬元動態(tài)投資回收期5000萬元2054.23萬元0.8(系數(shù))12=37（個月)5.合作模式1、考慮到與貴公司的真誠合作。項目建設(shè)竣工后，為保證項目的正常運轉(zhuǎn)，由我公司負責運行。2、為保證我公司的技術(shù)和商業(yè)秘密，本項目不接受任何雙方以外人員的考察，除非經(jīng)我公司同意。貴公司不經(jīng)授權(quán)，不得以任何方式泄露和推廣該技術(shù)。3、本項目的建設(shè)費用為5000萬元，其中含有1500萬元的利潤。為了與貴公司在此項目的長期合作，共擔風險，共享利益。此項目所獲取的利潤和本公司的專利技術(shù)授權(quán)使用費不再收