生活垃圾热解气化发电综合处置综合项目可行性研究应用报告.docx

生活垃圾热解气化发电综合处理项目可行性研究汇报

垃圾是放错位置资源

1、中国生活垃圾现实状况
中国生活垃圾产生现实状况很严峻，现在中国平均天天每人产生0.8～1.1kg垃圾，而且每十二个月仍以8%～10%速度增加，全国关键城市年产生活垃圾2.5亿吨左右，比如北京日产垃圾2.5万吨；上海日产垃圾2.8万吨；广州日产垃圾1.2万吨，如此庞大数量足以让任何垃圾填埋场很快就成为垃圾山。估计到2030年将会达成4.09亿吨，到2050年将达成5.28亿吨。历年累积堆存城市生活垃圾总量更是高达70亿吨，全国几乎全部城市垃圾填埋场处于立即填满或已填满状态，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渗滤液，造成填埋场渗漏液COD(化学需氧量)严重超标，对地下水系组成严重威胁。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全部臭气熏天，严重影响周围居民生活，引发很多群体性事件。比如10月广东广宁村民反对建垃圾填埋场围堵政府机关 。5月29日郑州侯寨垃圾处理厂被围堵，天天1000吨垃圾堆路上。5月31日，深圳市坂田南片区居民用汽车封堵了清水河下坪垃圾填埋场大门，她们长久受到垃圾填埋场飘散出臭气影响，期望垃圾填埋场能够根本处理臭气问题。
目前，中国垃圾处理方法关键是卫生填埋和焚烧发电，卫生填埋对于垃圾填埋场已填满城市来说，处于再选土地困难甚至无地可征窘况；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。垃圾焚烧发电处理技术关键有以下弊端：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助（不低于60元/吨）；产生二噁英类等有毒有害气体；因“邻避效应”造成项目难于落地，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，对于县级城市垃圾产生量根本达不到此规模，处理垃圾财政补助更是让县级政府捉襟见肘。
现在生活垃圾处理工艺和现实状况存在这些问题，所以，对地方政府来说，找到一个无需政府补助、无污染处理生活垃圾工艺技术迫在眉睫、刻不容缓。
2、 生活垃圾热解气化发电综合处理技术
2.1垃圾成份和工艺选择
城市垃圾关键是由塑料袋、废旧衣物、塑料、渣土、餐余垃圾和废纸等和极少一部分建筑垃圾组成。垃圾中有热值如塑料袋废旧衣和物塑料等成份，占垃圾重量20-25%，但体积要占到70%左右。对垃圾填埋场来讲，体积是一个关键指标。而且这些垃圾是不可降解，而渣土和餐余垃圾经过静态厌氧后，体积会降低二分之一以上。所以说能把塑料袋废旧衣物等不可降解垃圾处理好，也就把垃圾问题基础处理了。
垃圾热解气化发电技术就是针对垃圾特点，把垃圾体积70%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，靠垃圾本身价值实现垃圾无害化处理正效益。剩下30%垃圾继续填埋，经过一段时间厌氧后，体积会显著减小，可再挖出分选，一部分有热值再气化处理，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理工艺步骤
搜集原生生活垃圾，首先由我企业垃圾分选和预处理系统进行处理，分选后，含有热值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。剩下部分体积约占30%左右餐厨垃圾、渣土、碎砖块等根据原有处理工艺填埋进行静态厌氧发酵。这么对原有垃圾填埋场而言，原生垃圾经过分选处理后延长垃圾填埋场数倍使用寿命。
对于已填埋陈腐垃圾，其关键成份是不可降解有机物成份和经发酵过有机肥。把陈腐垃圾挖掘出来，经过筛分设备进行处理，把不可降解有机物成份筛分，再经过上述工艺步骤送入热解气化炉进行处理；剩下部分就是城市绿化和林业可利用有机营养土。
将原有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连续使用状态。无须再建设新垃圾填埋场。实现了节省土地，降低垃圾处理费用和垃圾减量化，无害化和资源化目标。
工艺步骤图以下：

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%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%可燃物
热解干馏气化

内燃发电机组

并入电网

图1 垃圾终端分选、气化、发电综合处理工艺
2.3热解气化技术原理
生活垃圾热解气化技术，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足热解气化，在热解气化过程中有机质大分子态裂解成小分子态甲烷等烷类可燃气体；同时，经碳化后有机物在高温下和和二氧化碳和水反应产生大量一氧化碳。剩下物为玻璃状熔融炉渣。各类细菌病原菌被根本杀灭过程。 产生可燃气体关键是CH4，CO和H2，经过除尘、电捕焦油、净化、降温和捕滴等过程，最终可得纯净气体热值为1000kcal/m³左右。每吨垃圾平均产气约1500-1800m3，实施不间断、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，在下降过程中和温度在80-120℃热解燃气接触，不停脱去附着水，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、干燥后垃圾可燃物，在部分反应层上升过来温度高达200～450℃灼热燃气烘烤下，发生干馏反应，生成烷类（CmHn）、焦油等可燃气体和水蒸气（H2O），以上全部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、经过干馏后垃圾，关键残留物是焦炭和少数粘土等不可燃物，在1100-1200℃高温下，经过水蒸气作用，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。关键反应以下：（见图2热解气化炉反应层）
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、垃圾可燃物气化完成变成无机玻璃态熔渣，经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理工艺步骤
生活垃圾经分选后，进入热解气化系统进行处理，其整个工业化运行步骤图3所表示。垃圾气化后产生可燃气体关键成份是甲烷，一氧化碳和氢气等，某垃圾热解气化站工业化运行后产生可燃气取样检测，经权威机构检测后，其成份见图4.

图3 垃圾热解气化发电综合处理工艺步骤图

图4 垃圾热解气化产生可燃气体成份检测汇报

2.6 技术优势
Ø 较低政府补助，每吨60元左右。处理地方财政处理垃圾补助困难
Ø 占地很小，处理工艺需要5-10亩土地，在原有填埋场区即可，处理项目用地难题
Ø 从原理上避免了产生二噁英类有害物质条件，不产生二次污染，能够适应未来更为严格环境保护排放要求
Ø 腾空现有垃圾填埋场，可延长数倍使用寿命。
Ø 产生可燃气体进行燃烧发电，实现零碳排放。
Ø 热解气化处理垃圾技术，采取模块化设计，含有扩展性。

2.7 垃圾热解气化和垃圾焚烧不一样点分析
1） 资源化利用方法不一样
焚烧：焚烧需设置较复杂热回收系统来驱动发电，运行及维护费用高昂，且必需政府垃圾处理补助费用。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，经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） 污染物排放不一样
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”，项目极难落地。
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） 技术前景不一样
焚烧：焚烧需要很大投资进行排放污染治理才能满足目前环境保护要求.
热解气化：气化不仅能够达成现有污染排放标准要求，而且还可满足未来更严格国家环境保护排放标准。
4） 投资不一样
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
本方案设计日处理300吨垃圾工程。包含垃圾进料，输送，分拣，热解气化，燃气净化洗涤，内燃机发电和对应辅助设施。占地5-10亩，该土地需在原有垃圾填埋场区（政府无偿提供或自购置）。工程关键包含三个部分： 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步骤图
3.2关键系统设备
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
3

3
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：1000kwh
5
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。具体分析以下：
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
累计
投资
1100
1400
1800
550
150
5000
年运行费用
182.5
182.5
120

10
495
年收入

1882.23

10
1892.23
年利润

1397.23
（注：分选后垃圾每吨发电量：880度电）

l 投资
ü 分选系统 1100万元（2套）；
ü 热解气化系统 1400万元（3套）；
ü 发电系统 1700万元（4组）；
ü 并网设施 100万元；
ü 土建及厂房成本 550万元；
ü 水泥免烧砖厂(配套) 150万元。
l 运行成本
ü 分选成本 50元/吨；
ü 气化成本 50元/吨；
ü 发电系统维护 120万元/年；
ü 制砖系统维护 10万元/年；
ü 年总运行费用 495万元；
（100吨×365天×100元+130万）
l 年总收入（并网电价格：0.586元/度）= 2549.23
ü 100吨×880度/吨×365天×0.586元/度+10万元（砖）=1892.23万元；
ü 政府补助：60元/吨×300吨/天×365天=657万元；
l 年总利润
ü 年总收入电费-年总运行费用=2549.23万元-495万元 =2054.23万元
l 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、考虑到和贵企业真诚合作。项目建设完工后，为确保项目标正常运转，由我企业负责运行。
2、为确保我企业技术和商业秘密，本项目不接收任何双方以外人员考察，除非经我企业同意。贵企业不经授权，不得以任何方法泄露和推广该技术。
3、本项目标建设费用为5000万元，其中含有1500万元利润。为了和贵企业在此项目标长久合作，共担风险，共享利益。此项目所获取利润和本企业专利技术授权使用费不再收取，把它们转作为项目标资本入股，占该项目企业40%股份。
4、我企业若上市，本项目企业有优先被选择作为企业上市资产整合，获取更多收益。
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，
搜集分享
在线申明：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准
确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示确保。请读者仅作参考，并请自行
负担全部责任。版权属于原作者。