利用畜禽粪便及农村生活垃圾中的有机废弃物生产有机肥和车用沼气替代石油示范项目可行性研究报告

利用畜禽粪便及农村生活垃圾中的有机废弃物生产有机肥和车用沼气替代石油示范项目可行性研究报告第一章概述11项目背景111项目名称、主办单位、企业性质及法人企业法人112编制原则根据市养殖业畜禽粪便处理情况和农村有机废弃物产生情况及生态农业对有机肥需要和城市对车用沼气的需求状况，分析并确定本工程的建设规模。结合现阶段国际上畜禽粪便发酵及有机废弃物厌氧消化技术发展水平和国家相关产业技术政策要求，采用先进成熟的沼气生产技术，对市畜禽粪便和农村生活垃圾中的有机废弃物进行资源化利用,生产有机肥和可替代石油的清洁能源。选择性能良好、运转可靠、高效节能的设备，便于运转管理、节省运行费用。一体化、自动化、轻型化、大型化和国产化，以达到节省投资和减少占地的目的。认真贯彻执行国家基本建设的各项方针、政策和有关规定，执行国家及各部委颁发的现行标准和规范。工程项目与环保、安全和公共卫生同时考虑，节能和环保综合利用，减少生产对环境和职工造成的危害。注重环境保护，设计中选用清洁生产工艺，确保工艺水的闭路循环，在生产过程中减少“三废”排放，同时采用行之有效的“三废”治理措施，贯彻执行“三废”治理“三同时”的原则。设计中尽可能采用循环水，提高水的重复利用率，减少一次水的用量。113可行性研究范围本可研报告，对市松柏周家村农业种植专业合作社畜禽粪便和有机废弃物生产有机肥和车用沼气替代石油示范项目的工艺设计、工程设计、投资估算、财务评价、经济效益和社会效益等方面的问题进行分析研究，并作出相应结论。本项目可行性研究报告的研究范围包括年产10万吨有机肥及400万NM3/年车用沼气生产装置及相应的辅助生产装置和配套的公用工程设施。包括有机肥生产线；工程内部的预处理车间，消化罐控制室、锅炉房、生物脱硫间、沼气净化提纯车间、变配电室、管理区、原料存放池、其他附属设施以及工程外部的道路、供电等配套工程。针对上述内容，本项目可行性研究重点从市场、工程技术和经济上的可行性、合理性进行分析论证,其主要内容有1对产品市场需求进行预测；2确定产品方案及建设规模；3确定工艺技术方案、设备方案、工程方案并进行比选论证；4落实原辅材料、燃料及动力供应方案；5对公用工程及辅助设施进行方案设计；6提出环境保护、劳动安全卫生及消防措施；7制定项目实施进度计划；8对项目投入资金进行估算，并制定筹资计划；9对项目进行财务评价，并作出结论。主要规范和标准中华人民共和国固体废物污染防治法；中华人民共和国水污染防治法；垃圾填埋污染控制标准GB168891997；城市生活垃圾好氧静态堆肥处理技术规程CJJ/T5293城市生活垃圾堆肥处理厂运行、维护及其安全技术规程CJJ/T862000污水综合排放标准GB89781996；恶臭污染物排放标准GB1455493；大气污染物综合排放标准GB1629796；环境空气质量标准GB309596；工业企业厂界噪声标准GB1234890；厂矿道路设计规范GBJ2287；建设项目工程劳动生产卫生监督规定2004930；城镇环境卫生设施设置标准GJJ272005；室外排水设计规范GBJ14871997年版室外给水设计规范GBJ13861997年版城市给排水紫外线消毒设备GB/T198372005地表水环境质量标准（GB38382002）污水排入城市下水道水质标准（CJ30821999）城镇污水处理厂污染物排放标准（CB189182002）农田灌溉水质标准（GB508492）农用污泥中污染物控制标准（GB428484）数据处理与分析质量控制（HY003、391）水质检测与分析（HY003、491）制定地方水污染物排放标准的技术原则与方法（GB383983）泵站设计规范（GB/T5026597）城市污水处理工程项目建设标准（修订）（2001年版）建筑排水硬聚氯乙烯管道工程技术规程（CJJ/T2998）埋地硬聚氯乙烯排水管道工程技术规程（CECS1222001）埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程（CECS172000）建筑设计规范（GBJ1588）给水排水工程结构设计规范（GBJ6984）给水排水工程构筑物结构设计规范（GB500692002）给水排水工程钢筋混凝土沉井结构设计规程（CEC1372002）给水排水工程钢筋混凝土水池井结构设计规程（CEC1382002）建筑给水排水设计规范（GB500152003）建筑结构荷载规范（GBJ987）工业建筑防腐设计规范（GBJ4682）混凝土结构设计规范（GBJ500102002）钢结构设计规范（JGJ1788）建筑地基基础设计规范（GBJ789）建筑抗震设计规范（GBJ1189）水工混凝土结构设计规范（SDJ2078）建筑结构设计统一标准（GBJ6884）工业企业设计标准（TJ3679）采暖通风和空气调节设计规范（GBJ1987）建筑设计防火规范（2001年版）（GBJ1687）城镇污水处理厂附属建筑和附属设备标准（CJJ3189）地下工程防水技术规范（GBJ501082001）建筑电气设计技术规范（GBJ1083）供配电系统设计规范（GB5005295）10KV及以下变电所设计规范（GB5005394）低压配电设计规范（GB5005495）爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范（GB5005892）35KV110KV变电所设计规范（GB5005992）电力装置的继电保护和自动装置设计规范（GB5006292）建筑物防雷设计规范（2000年版）（GB5005794）电力装置技术条件（JB292181）分散型控制系统工程设计规定（HG/T2050892）过程检测和控制流程图用图形符号和文字代号（GB262581）控制室设计规定（HG2050892）仪表供电设计规定（HG2050992）信号报警、连锁系统设计规定（HG2051192）仪表配管、配线设计规定（HG2051292）仪表系统接地设计规定（HG2051392）供水排水用铸铁闸门（CJ/T300692）钢闸门设计规范（SDJ1381）原油和天然气工程设计防火规范（GB5018393）113承办单位情况市松柏周家村农业种植专业合作社位于市经济开发区周家村隽家屯，成立于2007年9月20日。自成立以来，始终以发展生态农业、为生命健康提供产品和服务为使命。公司自繁自养的东北民猪猪肉，已经通过了有机食品认证，同时完成了商标注册，注册商标“老隽头”。公司在周家村建设了占地面积2500平方米，建筑面积7000平方米的配种、繁育、仔猪保育设施设备和排污设施及生活设施齐全的东北民猪保种繁育中心。目前存栏繁育及后备母猪600头，种公猪40头；出栏达到“有机”标准的商品猪近3000头，也获得了市十大种、养、加大户的荣誉。为了彻底解决污染的问题，公司建设了一个总容积为1140立方米的大型厌氧沼气生产设施，沼气系统的应用，除了可以处理养殖场的污染物之外，还可以为农村居民提供便利的清洁能源，发酵的副产物用来生产具有生物活性的有机肥。公司建设了冷冻、冷藏保鲜生产链系统，并纳入了市的冬储菜计划。公司建设了速冻传统面米食品生产加工车间，以“粘豆包”、“速冻饺子”、“勃利叶饼”等食品在农博会上获得了好评。公司在基地建设了有机杂粮加工、分装车间及饲料加工车间，打造和推广市有机小米和有机玉米碴子品牌。公司通过以上经营活动，直接带动致富的农民超过了200户。员工86人，技术人员13人，2012年实现销售收入20982万元，固定资产总额50809万元。12研究结论通过市场分析、技术方案论证、技术经济分析，初步结论如下1、市松柏周家村农业种植专业合作社有限责任公司依托当地丰富的电力、原料资源，以先进技术与管理优势作保障，建设年产10万吨有机肥和400万NM3/年车用沼气生产装置，项目的建设，符合国家可再生能源和节能减排政策及地区发展规划。2、工艺技术成熟可靠，设备先进，产品质量好，产品销路畅通，具有较强的竞争力。3、公用工程配套合理，能满足工程要求，环保、节能设施完善。4、本工程原料来源可靠，交通运输及供水、供电、供汽有保障，具备建厂条件。5、环境保护、劳动安全、职业卫生、消防、抗震等设计严格执行国家和当地的有关法规、标准和规范。6、投资及效益1工程投资及资金来源项目总投资为6000万元，其中建设投资5981万元，铺底流动资金19万元。本项目所需资金申请银行贷款1500万元，自筹4500万元。2效益分析本项目建成后，财务内部收益率1836，财务净现值3841万元，总投资收益率1978，投资回收期69年含建设期，从财务评价看投资回收期较短，各项技术经济指标均达到国家规定的基准指标，因而具有较强的获利能力和较强的抗风险能力。通过上述研究结论可以看出，本工程生产规模和产品方案符合国家产业政策，工艺装备先进，技术成熟可靠，经济合理，具备建厂条件，并且项目建成后将具有较好的经济效益、社会效益和环境效益，因此，建设是可行的。13主要技术经济指标表序号项目名称单位数量备注一生产规模年处理有机废弃物万吨146二产品方案21车用沼气万标方/年40022有机肥万吨/年1387三年操作天数天330按8000小时计四主要原材料、燃料用量41原材料吨/年146000411人类粪便吨/年91250412畜禽粪便吨/年18250413餐厨垃圾吨/年3650414屠宰垃圾吨/年730415人粪污水吨/年3212042燃料421煤吨标煤/年26058五公用动力消耗量51供水最大用水量立方米/小时10平均用水量立方米/小时252供电装机容量千瓦590年用电量万度28853供汽最大用汽量吨/小时172平均用汽量吨/小时15六“三废”排放量61废水立方米/小时062废气标方/小时16063废渣吨/小时0七、运输量71运入量吨/年14636572运出量吨/年143445八全厂定员人30其中生产工人人22技术人员人3九总占地面积公顷552十全厂建筑面积平方米317751十一全厂综合能耗总量吨标煤/年7179080十二单位产品综合能耗吨标煤/单位产品179477十三工程总投资万元6000131固定资产投资万元59811建设投资万元58812固定资产投资方向调节税万元03建设期贷款利息万元100132流动资金万元19十四年销售收入万元19879十五年总成本万元66607十六年利润总额万元129888十七年销售税金万元1870十八财务评价指标181投资收益率1978182静态投资回收期年60含1年建设期183动态投资回收期年69含1年建设期184财务内部收益率1836185财务净现值（I8）万元3841十九清偿能力指标人民币贷款偿还期年514存在的主要问题和建议141存在问题1项目原料城市生活垃圾部分主要靠环卫部门收集、运输，不仅仅没有收集、运输成本，而且政府还给予补贴。所以需要政府的大力支持。特别是厨余垃圾，因为有机物含量高，产气量大，但因为部分养殖户违反国家政策，采用厨余垃圾喂猪，致厨余垃圾收集困难，需要政府执法部门提高执法力度，保证原料供应。2项目生产能力相对较小，固定生产成本偏高。3肥量大，而农民用肥季节性比较强，有机肥的贮存难度较大。如处置不当容易造成二次污染。142建议1项目开工建设前与政府有关部门签订原料供应协议、原料补贴协议。2项目要考虑寻求其他原料，扩大产能。省是农业大省，秸秆等农业废弃物丰富，可以考虑用作项目原料。随着国内秸秆产沼气技术研究的进展，国内丰富的农业废弃物必将应用于沼气生产。因此，项目设计和选址时，各工序应预留扩能用地。3项目建设前，依托政府有关部门，开展有机肥利用培训，作出有机肥利用、储存规划。与周边农村签订好有机肥供应协议、有机肥储存协议，变集中储存为分散储存。第二章项目建设的必要性及意义21项目提出的背景能源是人类生存与发展的基础，是国民经济的支柱。作为世界上最大的发展中国家，我国人口众多，能源却相对匮乏。能源安全问题越来越引起人们的关注。我国能源工业面临着经济增长、环境保护和社会发展的巨大压力，开发新能源已成为我国当前经济建设的重中之重、当务之急。从能源总量来看，我国是世界第二大能源生产国和第二能源消费国。据统计结果显示截至2006年年底，全国石油剩余经济可采储量2043亿吨，占世界总量的14，天然气剩余经济可采储量24490亿立方米。占世界天然气可采储量总量的12；煤炭剩余可采储量1145亿吨，占世界总量的126等。就可采储量而言，有关专家估计，若按目前的开采水平，我国石油资源和东部的煤炭资源将在2030年耗尽。就质量而言，我国能源资源以煤炭为主，按各种燃料的热值计算，在目前的探明储量下，世界能源资源中，固体燃料和液体、气体燃料的比例为41，而我国则远远落后于这一比值。目前，在世界能源产量中，高质量的液、气体能源所占比例为608，而我国仅为191。2006年，中国一次能源消费总量197亿吨标准煤，比上年增长152。其中，煤炭消费量187亿吨，原油29亿吨，天然气415亿立方米。从人均水平来看，2006年中国人均一次能源消费量108吨油当量，为世界平均水平163吨油当量的66，是美国人均802吨油当量的134，日本人均382吨油当量的281。从能源结构来看，2006年一次能源消费中，煤炭占677，石油占227，天然气占26，水电等占70。这些只是部分能源消费情况，其形势不容乐观。虽然近年来，中国天然气需求平均增速高达1113。2005年天然气产量达4995亿立方米，同比增长219。2006年13月，全国天然气生产总量为1592亿立方米，比去年同期增长了313，同比涨幅比去年同期提升139个百分点，2006年3月当月全国天然气生产总量529亿立方米，同比增长245，比去年同月提升了37个百分点，比2月份下降了166个百分点。据预测，到2020年，我国天然气需求将超过2000亿立方米。但是，天然气的生产增长却远低于需求增长。目前中国天然气50的对外依存度必将带来能源安全隐患，最终演变为制约经济发展的瓶颈。面对国家这样的能源现状，触目惊心的数据，提醒着我们应更冷静、更客观地面对中国的能源问题。人们不能再大手大脚的对待现有的能源，更应该从现在起积极寻找可替代的再生能源。22项目建设的必要性及意义221车用燃料面临的能源和环境的挑战随着我国社会经济的快速发展和人们生活水平的提高，对能源的需求量也急剧增加。汽车是衡量一个国家经济发展和人们生活水平的重要标志。根据国际银行研究，人均国民收入达到10002000美元时，小汽车拥有量增长进入高峰期。目前，我国人均GDP已经超过1000美元，这标志我国已经开始进入“汽车时代”。2005年，我国拥有机动车3500万辆，预测2020年将达到13103万辆。但是，在走向汽车社会的进程中，我国也面临着诸多问题和挑战。我国机动车消耗的石油已占全国石油消费总量的三分之一。据预测，2010和2020年机动车的燃油需求分别为138亿吨和256亿吨，为当年全国石油总需求的43和57。我国是世界上第二大能源消耗国（占世界总耗量的11），同时，也是石油进口国。2005年我国石油消耗的40来自于进口，而我国探明的石油和天然气储量只可再用23和42年。机动车燃油需求的快速增长加剧了我国本来就已经十分紧张的能源问题，它对我国的国家安全、经济发展和人民生活都有着十分重要的影响。其次是来自环境方面的问题。随着汽车保有量的增加，我国汽车污染物排放总量也日趋上升。据国家环保总局预测，2005年我国机动车尾气排放在城市大气污染中的分担率达到了79左右，已成为影响我国城市空气质量的最主要的因素。由于上述能源和环境方面的双重问题，开发新的、洁净的和可再生的车用替代燃料就成了急迫的需要。222车用替代燃料现状近年来，各国都开展了许多的研究，目前使用比较广泛的车用替代燃料有压缩天然气、液化石油气、乙醇燃料、太阳柴油、生物柴油、二甲醚等。其中，大力发展燃气汽车就是一条重要的途径，受到了各国普遍的重视。据报道，以压缩天然气（CNG）和液化石油气（LPG）作为车用燃料时，可综合减少废气污染物排放7080左右，对改善环境非常有利。因此，在环境要求较高和燃气资源比较丰富的国家和地区，以CNG和LPG作为燃油的替代燃料得到了快速的发展。但是，由于我国燃气资源的短缺，现有的资源和供气系统不足以满足快速增加的需求，进而导致燃气价格的持续升高，并加剧了燃气资源供给和需求之间的矛盾。天然气和液化气都是化石燃料，是不可再生的，其资源量总是在逐渐减少的，且随着资源量的减少和需求量的增加，其价格必然呈现升高的趋势。这几年，天然气和液化气价格的攀升就充分说明了这一点。并且由于国家的政策是优先保障民用，在燃气短缺的情况下，其他行业可能面临停业的困境。因此，通过新技术，寻找新的可替代的车用燃气是市场急迫的需要。223车用沼气替代汽油做为车用燃料的可行性车用沼气的主要成份是甲烷，含量在9097之间，还有少部分的二氧化碳、硫化氢、氧、氮等杂质，其组成与天然气十分接近。因此完全可以应用到燃气汽车上。利用厌氧消化技术把废弃物转化成沼气，再通过净化提纯生产车用沼气，以替代CNG和LPG是一条非常有发展前途的解决途径。它不仅可生产可再生、清洁能源车用沼气，而且还可以解决废弃物的环境污染问题和生产有机肥料，具有多方面的效益。224我国发展车用沼气项目的原料条件车用沼气的生产原料是各种有机废弃物，其来源非常广泛，例如农村生活垃圾、农村粪便、作物秸秆、畜禽粪便、厨余垃圾、食品加工废弃物和市政污泥等。我国是世界上人口最多的国家，2005年，我国农村生活垃圾的产生量为15亿吨。同时，我国也是世界上最大的农业国家，作物秸秆年产生总量在7亿吨左右，畜禽粪便排泄量在20亿吨/年左右。此外，全国各地建有许多污水处理厂，产生的市政污泥量也很大。这些废弃物目前都没有得到有效的处理和利用，对环境造成了严重的影响。因此，如果能够利用畜禽粪便等有机废弃物作为原料，通过厌氧消化技术生产车用沼气，则既可解决废弃物污染问题，又可生产清洁能源和有机肥料，对改善环境、缓解我国能源紧张状况和促进农业的可持续发展都具有十分重要的意义。225市城市发展的需要市城市综合实力的提高，必须要有一个良好的城市环境，只有实现环境的合理保护和利用，才能促进城市建设的发展。城市粪便的无害化处理方面，由于长期以来环卫部门在资金投入、人员培训、基础设施建设和设备、工器具装备等环节的严重滞后，导致城区城市粪便无害化处理处于较低水平。严重影响城市居民的生活质量和身心健康。为了改善居民的生存环境，有效的控制城市粪便对城市环境的危害，提高环境卫生质量，对城市粪便必须进行无害化处理。对市城市粪便进行无害化处理是清洁城市、美化城市、争创文明卫生城市的需要，对实现城市环境综合治理的目标、改善投资环境有着重要的意义。23市实施此项目的优势市政府为民营企业的发展灵活的投资环境，在很多方面给予大力的扶持，为民营企业营造宽松、稳定的政策环境。合作社提出了建设年产10万吨有机肥和400万立方米车用沼气替代石油示范项目的设想后，得到了当地政府的大力支持。通过此项目的建设，不仅可增强合作社的经济实力，加速合作社发展；对于市经济水平的提高和城市环境保护都将产生良好的经济效益、社会效益和环境效益。市合作社的战略指导思想是“致力于清洁能源和可再生能源的开发与经营，推动循环经济发展，追求更大的经济效益、更少的资源消耗、更低的环境污染。立即建成车用沼气试点，研究一套车用沼气连锁发展模式，大力取得其他城市的车用沼气城市经营权，推行连锁，实现源头上的产业化，并以此争取各种政策上的支持，并最终实现沼气产业上市”。本工程率先利用市当地废弃物资源，通过厌氧消化技术，来生产车用沼气，以节约和替代石油，缓解日益紧张的能源危机。该项目的建设与实施，将开创我国在车用沼气领域的先河，不仅市场前景广阔，对我国的能源行业也具有开拓性和革命性意义。同时，也积极响应了国家关于大力发展可再生能源要求，符合国家积极开展和推进可再生能源的战略方向。城市有机废物的消纳、利用和开发，一直是全世界各国政府所重视的问题。本工程将有机废物发酵生产车用沼气，沼渣堆肥制取有机肥料。对市城市有机废物的减量化、无害化、资源化做出积极的贡献。使来源土壤的有机物回归土壤，保持土壤中有机物的平衡，使废物产生沼气变成清洁能源，这从根本上响应了国家发展循环经济和建设节约型社会的要求。第三章市场预测31国内外市场情况预测311车用沼气领域在国外的发展利用厌氧消化技术把废弃物转化成沼气，再通过净化提纯生产车用沼气，以替代CNG和LPG是一条非常有发展前途的解决途径。它不仅可生产可再生、清洁能源车用沼气，而且还可以解决废弃物的环境污染问题和生产有机肥料，具有多方面的效益。据统计，目前，全世界约有600多万辆燃气汽车，其中天然气汽车300万辆，有加气站4000多座，并正在以较快的速度增加。日本政府计划到2015年，力争将天然气汽车的实际使用量从目前的4500多辆提高到100万辆。瑞典提出2020年之后，要100使用可再生能源，彻底摆脱对石油的依赖。目前，瑞典有41个城市有燃气汽车，共有60多个加气站，约1万辆燃气汽车。目前，在沼气车用方面，瑞士和瑞典走在了世界的前列。瑞典首都斯德哥尔摩市有6个沼气加气站、34辆沼气公交车和1千多辆出租车和私家车；林雪平市所有的公交车使用的都是沼气，并且生产出了世界上第一辆沼气火车。全瑞典大约有几千多辆沼气车，包括公交车、出租车和私家车。瑞士也有2个沼气厂专门生产沼气供车用。法国、瑞典和瑞士已分别制订了沼气车用国家标准。312国内车用燃气市场预测我国从上世纪80年代后期开始引进国外技术改装汽车和建设加气站，并于1988年在四川兴建了我国第一座全进口新西兰的CNG加气站。从1999年开始推广“清洁汽车行动”，确定了北京、上海等12个城市和地区作为清洁汽车示范城市。目前，北京有72座加气站，2万多辆公交车和出租车在使用燃气。使用燃气不仅可以明显减少污染物的排放和保护环境，而且可以显著降低燃料的成本，因此，有越来越多的城市和车辆转向使用燃气。但目前国内的燃气汽车把用的燃料多为压缩天然气和液化石油气，这些均为不可再生的资源。中国能源发展“十一五”规划提出，天然气占一次能源消费总量的比例将在年内提高25，到2010年达到53。受消费水平快速增长的拉动，我国天然气勘探开发呈现快速发展的趋势。07年中国天然气产量6931亿立方米，与上年相比增长了231。从国家天然气发展总体规划看，到2015年使用天然气的城市将发展到270个。本世纪中期，全国65的城市都将用上天然气。此外，各级地方政府在发展城市燃气方面也非常积极，预计未来15年中国天然气需求量将呈爆炸式增长，平均增速达11一13。预计到2015年天然气需求量将达到1000亿立方米，而此时产量约800亿立方米，缺口将达到200亿立方米以上；到2020年天然气需求量将超过2000亿立方米左右，而产量仅有1000亿立方米，另外的50将依赖进口。由此可以看出，我国天然气的生产增长远低于需求增长。天然气和液化石油气资源的严重缺乏，造成了车用气的供应十分紧张。因此，以有机废弃物生产车用沼气，做为新型可再生能源有着广阔和市场前景。313沼液有机肥市场预测目前市的有机肥市场有广阔的需求，约100万亩的土地需要有机肥施用和改良土壤结构，有机肥总需求高达150万吨以上，目前本项目年产沼渣沼液有机肥肥1387万吨，市场需求高于市场供给量，可以确保完全被市场所消化32产品价格分析根据国际银行研究，人均国民收入达到10002000美元时，汽车拥有量增长将进入高峰期。随着汽车的大量普及，车用燃料的消耗将不断增加。截至到2006底，我国人均GDP达到2042美元，已超过2000美元，2007年中国人均GDP更是达到2461美元，这标志着我国已经开始进入“汽车时代”，并意味着我国在车用燃料能源的需求上正逐步进入高峰期。现在我国机动车消耗的石油量已占全国石油消耗总量的三分之一。据预测，到2015年和2020年机动车的燃油需求分别为138亿吨和256亿吨，为当年全国石油总需求量的43和57。因此，石油能源的供应将十分的紧张。而我国天然气的供应，主要是以民用为主，以保障居民生活用气为第一要务。在天然气供应不断紧张的形势下，车用燃气必然会越来越紧缺。根据目前原油、天然气和发电用煤之间的比价关系，国内约为1024017，而国际市场约为106020，国内天然气价格明显偏低；即使是依据国内的原油和天然气的比价关系，在原油价格不断上涨的情况下，天然气的价格也必将逐步提升；如果要与国际市场接轨，天然气的价格必然会大幅度的提升。321当前国内车用燃气价格变化去年，国家发改委迫于国际能源价格不断上涨和国内能源消耗迅猛提升的双重压力，已经于2012年下发通知，允许上游油气田供给工业用户天然气的出厂基准价格上调04元/立方米，相当于上涨35，各地均可适当上调工业用气价格。通知发布后，各地纷纷上调车用天然气价格，上调幅度基本上都在03元/立方米以上。322影响车用天然气价格的因素从当前车用天然气价格全国普遍大涨的形势来看，影响其价格变化的原因有很多种，其中四个方面是决定性因素市场需求量、车用汽油和柴油价格、车用天然气的供应量以及新型替代能源的价格。首先，由于国际原油价格的持续高位运行，导致汽油、柴油价格不断上涨，国内油品供应紧张。许多国内汽车纷纷改装成双燃料汽车，进而使车用天然气需求量急剧增加，导致当前车用天然气市场供应偏紧。据权威机构预测，未来车用燃气市场的需求还会进一步加大。其次，由于国内车用天然气价格是根据与汽油、柴油的性价比，并依据汽油、柴油的市场供应价制定的。因此，日益高涨的油价为车用天然气价格的提升，提供了十分有利的价格依托。根据每百公里汽油和天然气的燃油性价比（燃烧值1M3天然气11升汽油，而1M3天然气一般不超过38元，1升汽油售价则已超过5元）计算，虽然国内车用天然气行业经历了数次提价，但与国际市场原油、天然气和发电用煤之间106020的比价关系仍有很大差距。第三，天然气是煤和石油燃料很好的替代能源，如今应用十分广泛，目前主要应用于民用、工业和车用三个方面。而且国家首先保证民用气，其次是工业用气，最后才是车用气。总之，车用天然气供应紧张的局面短期内很难缓解。最后，虽然新型的车用燃料市场前景广阔，但由于目前市场份额很小，对车用天然气的替代能力有限，根本对其价格构不成冲击。相反，新型的车用气体燃料还主要以车用天然气价格为参照来制定自身的价格。新型车用燃料想对车用天然气价格造成决定性的影响还有很长的路要走。323目前国内车用天然气经销商的采购价格我公司生产的车用沼气销售对象主要是国内车用燃气经销商，因此，我们十分有必要了解燃气经销商的市场采购价格。目前天然气的采购成本在每立方米325元350元之间，而其终端销售价为459元/立方米。随着未来国内车用燃气的消耗量不断增加，车用气的价格还会不断上升。依据汽油和天然气的燃烧性价比及成品油的价格走势得出预测，未来三到五年，车用燃气价格将在480540元/立方米之间。如果车用天然气达到54元/立方米的终端零售价格，其采购成本有可能突破42元/立方米。324车用沼气价格增长潜力车用沼气是不可多得的可再生能源，作为天然气的替代品，其主要成分是CH4,含量占97以上，和天然气的成分基本一样。因此，利用车用沼气项目缓解气源紧缺问题就是一条非常有发展前途的途径。由于本项目是车用沼气项目，目前市场上也没有车用沼气销售，因此车用沼气的出厂价格依据车用天然气价格制定，现在确定为350元/立方米。因为车用气终端供应商的利润空间在1215元/立方米左右，照此计算，未来车用沼气销售价有可能高达42元/立方米，价格上升空间很大。综上所述，未来车用沼气的价格也将随着车用天然气价格的上升而水涨船高，甚至由于其具有清洁新能源的优势从而使终端销售价格更高，发展车用沼气前景广阔。因此，开发利用可再生新型车用燃料就成为能源科技发展的必然趋势。而在欧美国家，车用沼气作为可再生新型清洁能源，无论是技术开发还是市场应用都已经十分成熟。车用沼气技术的开发必将成为我国发展新型能源的一条重要途径。第四章产品方案及生产规模41产品方案将有机废弃物厌氧发酵后，产生的沼气经净化提纯压缩后做为车用燃料，沼液沼渣经稳定化处理后用做农用有机肥料。42生产规模1主产品车用沼气日产车用沼气12000标方年产车用沼气400万标方2副产品沼液有机肥日产沼液有机肥380吨年产沼液有机肥1387万吨43产品规格及质量指标沼气经过提纯达到国家规定的车用标准后方可使用。我国尚无车用沼气国家标准，因此，车用沼气将参照车用压缩天然气（GB180472000）的国家标准。表41车用压缩天然气国家标准（GB180472000）项目技术指标高位发热量（MJ/M3）314总硫（以硫计，MG/M3）200硫化氢（MG/M3）15二氧化碳（YCO2，）30氧气（YO2，）05水露点（）在汽车驾驶的特定地理区域内，在最高操作压力下，水露点不应高于13；当最低气温低于8，水露点应比最低气温低5。注本标准中气体体积的标准参比条件是101325KPA，20有机废弃物经过一段时间的厌氧发酵后，残留的液体称为沼液肥，也称沼气发酵残留物。由于沼气发酵是在密闭条件下进行厌气分解，减少了氨态氮的损失，因此，保存了养料，提高了肥效。沼液肥水经过充分发酵后，不但可以杀灭其中的病菌和微生物，同时还含有丰富的多种作物所需的营养物质，如氮、磷、钾，以及多种生物活性物质，如氨基酸、微量元素、植物生长刺激素、B族维生素和某些抗生素等，是一种速效的优质有机肥料。本项目所采用的原料经发酵后，沼液中的各种有机物含量如表42所示。表42沼液中各种成份的最佳含量成分干物质总氮氨磷钾PH氨在氮中的比例含量8（）0350285011500657681沼液中还会含有镁，铜，硼和钠，并且这些东西对于农作物的需求量是足够丰富的。第五章工艺技术方案51工艺技术方案的选择511原料路线确定的原则和依据车用沼气的生产原料是各种有机废弃物，其来源非常广泛，例如农村生活垃圾、作物秸秆、畜禽粪便、食品加工废弃物和市政污泥等。我国是世界上人口最多的国家，2010年，我国城市生活垃圾的产生量为15亿吨。同时，我国也是世界上最大的农业国家，作物秸秆年产生总量在7亿吨左右，畜禽粪便排泄量在20亿吨/年左右。此外，全国各地建有许多污水处理厂，产生的市政污泥量也很大。这些废弃物目前都没有得到有效的处理和利用，对环境造成了严重的影响。厌氧发酵生产沼气工程均采用当地的各种有机废弃物为原料。512国内外工艺技术概况车用沼气工艺系统主要包括两部分一是有机废弃物厌氧发酵系统，二是原产沼气的净化提纯压缩系统。5121厌氧发酵工艺技术概况厌氧发酵工艺技术分为干式发酵和湿式发酵两种。干式发酵工艺技术厌氧干发酵又称高固体厌氧消化，在传统的厌氧消化工艺中固体含量通常较低，而高固体消化中固体含量可达到2035。高固体厌氧消化主要优点是单位容积的产气量高、需水量少、单位容积处理量大、消化后的沼渣不需脱水即可作为肥料或土壤调节剂。随着固体浓度的加大，干发酵工艺中需设计抗酸抗腐蚀性强的反应器，同时还得解决干发酵系统中输送流体粘度大以及高固体浓度带来的抑制问题。湿式发酵工艺技术湿式完全混合厌氧消化工艺（即湿式工艺）的应用最早也最为广泛。此工艺条件下固体浓度维持在15以下，其液化、酸化和产气3个阶段在同一个反应器中进行，在发酵启动时，加入一定量的水调节含固率。以上两种工艺技术根据发酵温度的不同又可分为中温35和高温55。5122沼气净化提纯工艺技术概况1脱硫工艺概况目前常见的脱硫工艺技术主要有生物法和物化法。A生物脱硫法沼气中的硫可以通过微生物被去除。大部分的硫氧化细菌都属于硫杆菌属,且大多都是自养的,即它们可以利用沼气中的二氧化碳来满足其碳营养的需要,主要生成物是单质硫,也有部分硫酸根,在溶液中形成硫酸会造成腐蚀。根据沼气中不同的硫化氢含量,可以往沼气中通入26的空气,以满足生物氧化硫化物的需要。最直接和简单的方法是直接往厌氧消化罐或储气罐中通入一定量的氧或空气并保持一定时间,因为硫杆菌随处可见,所以并不需要接种。消化物的表面可以提供给它们一个微观好氧环境和必需的营养以供它们生长,并会形成菌落上面附着一层黄色的硫。适当的温度、反应时间和空气量可以使硫化氢减少至50PPM。B物化法目前物化法应用较普遍的是氧化铁化学吸收法。由于硫化氢易与氢氧化铁、氧化铁反应生成硫化铁,此反应是略微的吸热反应,最低温度要求12,最佳反应温度为2550,所以需要加热。因为氯化铁的反应需要一定量的水,所以沼气不能太干,但是应该避免生成冷凝水使球状氯化铁粘在一起,减少了反应表面。产生的硫化铁可以被空气氧化再生,生成氧化铁或者氢氧化铁和硫单质,再生过程中会放出大量的热,因此常常会发生自燃。由于在氧化铁的表面上会覆盖一层硫单质,所以在经过很多次重复使用后,就需要更换氧化铁和氢氧化铁。通常,一个装置中配有两个反应床,当一个在进行脱硫的过程中,另一个可以进行再生。2脱碳工艺技术概况脱除气体中的二氧化碳，目前应用的主要有两种工艺化学吸收法和变压吸附法。A化学吸收法化学吸收法是使原料气和化学溶剂在吸收塔内发生化学反应，二氧化碳被吸收至溶剂中成为富液，富液进入脱析塔加热分解出二氧化碳从而达到分离回收二氧化碳的目的。应用较普遍的化学溶剂是乙醇胺类的水溶液。以乙醇胺类作吸收剂的方法有MEA法所用溶剂为一乙醇胺、DEA法二乙醇胺、MDEA法甲基二乙醇胺、联合碳化公司的乙醇胺法同时添加两种防腐蚀剂、道化学公司的2烷氧基乙胺法内添加防腐蚀剂以及劳尔夫巴逊斯法所用溶剂为二乙醇胺。化学吸收法的关键是控制好吸收塔和解析塔的温度与压力。B吸附法吸附法是利用固态吸附剂对原料混合气中的二氧化碳的选择性可逆吸附作用来分离回收二氧化碳的。吸附法又分为变温吸附法TSA和变压吸附法PSA，吸附剂在高温或高压时吸附二氧化碳，降温或降压后将二氧化碳解析出来，通过周期性的温度或压力变化，从而使二氧化碳分离出来。常用的吸附剂有天然沸石、分子筛、活性氧化铝、硅胶和活性炭等。采用吸附法时，一般需要多台吸附器并联使用，以保证整个过程能连续地输入原料混合气，连续取出二氧化碳产品气和未吸附气体。无论变温吸附法还是变压吸附法都要在吸附和再生状态之间循环进行，前者循环的时间通常以小时计，而后者则只需几分钟。目前工业上应用较多的是变压吸附工艺，它属于干法工艺，无腐蚀，整个过程由吸附、漂洗、降压、抽真空和加压五步组成，其运行系统压力在126MPA666KPA之间变化。吸附法的关键是吸附剂的载荷能力，其主要决定因素是温差或压差。513工艺技术方案的比较和选择理由5131厌氧发酵工艺技术方案比较1工艺技术方案比较干式厌氧消化技术是一种相对新的技术，于90年代在德国开始研究，进展一直很慢，其主要原因是随着固体含量的增高，许多影响微生物活性的条件变得更为严格。干式发酵系统的难点在于1生物反应高温固体含率的条件下进行；2很高的固体含量给搅拌装置的选择和动力配给带来了困难，反应的启动条件苛刻，菌种驯化任务艰巨；3需要让进料与接种物充分混合，防止反应器局部有机负荷超高以及消化物质的酸化；4氨、重金属硫酸盐挥发性有机酸等抑制物的含量可能会提高，对细菌活性产生不利影响，需要有效的措施来降低原料中对细菌有毒性的物质含量，运行中存在着较高的不稳定性。因此这一技术的机理与工艺条件方面均有许多领域需要进一步研究。从上述情况可以看出，干法沼气发酵技术是一项新技术含量很高的技术，目前还有很多技术方面的问题需要解决，工业化应用并不成熟。湿式完全混合厌氧消化工艺（即湿式工艺）的应用最早也最为广泛。主要利用畜禽粪便具有的高能潜力，通过厌氧发酵，对畜禽粪便进行无害化处理及综合利用，产生的沼气转化为新兴的高能、清洁生物能源，产气后的沼渣、沼液可作为无公害肥料在当地消化利用。目前，在集约化养殖场，广泛采用浆液厌氧发酵法（湿发酵法，固形物浓度一般在810左右）来处理畜禽粪便，且应用极为广泛。传统的沼气发酵均采用湿法技术，具有工艺过程简单、投资小、运行和管理方便的优点。湿式工艺目前国外大多数采用以高浓度有机废弃物联合消化为特点的CSTR工艺，并配备了热电联产系统。这种全混式CSTR的工艺是先对各类畜禽粪污及其它有机废弃物进行预处理，调整进料TS浓度612范围内，泵入带有机械搅拌的CSTR反应器，其容积产气率视原料和温度不同，通常在08150M3/M3之间。沼气经热电联产系统转化为电能和热能，产生的电能并网销售，回收的热能通常用于周边农场、村镇供热以及补偿沼气工程本身所需的热消耗。由于CSTR工艺产气率高，费效比显著，热电联产产生的热能通常大于原料加热所需热量，大大降低了沼气生产成本。在欧洲，沼气厂产生的沼液沼渣，一般不经固液分离直接用于农田施肥。国内应用比较成功的厌氧发酵技术有UASB、USR和HCF等工艺，应用较多的是USR工艺，小部分采用HCF和UASB工艺。USR工艺采用上流式污泥床原理，无内部机械搅拌，产气率在中温条件下，视原料不同在0812M3/M3之间；UASB工艺是上世纪70年代开发的一种适用于低SS工业有机废水的厌氧处理工艺，并被应用于畜禽养殖场的污水处理，其原理是先对养殖场污水进行固液分离，污水进入UASB反应器进行厌氧反应，产生沼气，出水往往需进一步好氧处理达标排放，是一种以环保治理为主，生产能源为辅的能源环保型沼气工程工艺；HCF工艺是一种全混式工艺，80年代从欧洲引进，其原理是将粪污按照TS浓度812调配，直接进入带搅拌器的HCF反应器进行厌氧反应，产气率在中温条件下视原料不同在0812M3/M3之间，产生的沼渣沼液直接用于农田施肥，也是典型的能源生态型沼气工程工艺。国外常用的CSTR工艺同国内常用的USR工艺、UASB工艺列表比较如下表54沼气工程工艺比较表序号类别CSTRUASBUSR1原料范围所有畜禽原料高COD污水畜禽污水猪粪、鸡粪2原料TS浓度6121353应用区域全国各地中部、南部中部、南部4水力停留时间1530天15天815天5单位能耗高高中等6单池容积5004000M32005000M32002000M37操作难度高高中等8产气率10150M3/M3不定0412M3/M39经济效益较佳较低或负效益偏低经过以上对比分析可以看出几种工艺各有所长，USR工艺作为国内较成熟的工艺，尤其适用于中部和南部养猪场粪污处理和集中供气沼气工程，在北方地区冬季运行经济效益不佳；UASB工艺适用于养猪场的污水处理能源环保型沼气工程，应用范围较窄；应用范围广、适应性强，效益高的工艺是CSTR工艺，有很大的发展潜力。综上所述。本项目的厌氧发酵工艺选择以高浓度有机废弃物联合消化为特点的CSTR工艺。发酵温度的确定对于发酵时所需的温度，中温发酵虽然消耗的能量低，但水力停留时间长，一般为30天左右；高温发酵虽然消耗的能量较中温发酵高，但装置的产气率要远远高于中温发酵。综上所述，本项目厌氧发酵工艺采用高温CSTR工艺。5132沼气净化提纯工艺技术方案比较A脱硫工艺技术方案比较物化法虽已被广泛地应用且累积了丰富的经验，但该方法存在着运行费用高、投资大、产生二次污染等缺点。生物脱硫技术是80年代发展起来的常规脱硫替代新工艺，具有许多优点设备简单，不需催化剂和氧化剂空气除外，不需处理化学污泥，产生很少生物污染，低能耗，回收硫，效率高，无臭味，尤其以其适合处理低浓度气态污染物的特点而受到人们的关注。德国农场沼气工程普遍采用生物法脱硫,大部分采用发酵罐内生物脱硫,少部分采用罐外生物脱硫，工艺技术应用较成熟。因此，本项目的脱硫工艺技术拟采用国外先进成熟的生物脱硫技术。B脱碳工艺技术方案比较化学吸收法对二氧化碳的吸收效果好，分离回收的二氧化碳的纯度高达999以上，而且可有效脱除硫化氢脱除率最高可达100。装置投资低，工艺技术成熟稳定。吸附法虽然工艺过程简单、能耗低，但吸附剂容量有限，需大量吸附剂，且吸附解吸频繁，要求自动化程度高，装置投资也较化学吸收法高，并且工业化应用并不是十分成熟。因此，本项目二氧化碳的净化工艺技术拟采用目前应用成熟的乙醇胺化学吸收法。5133工艺技术方案的确定综上所述，本项目的工艺技术方案如下原料预处理高温湿式完全混合厌氧发酵生物脱硫化学吸收法脱碳沼气压缩车用沼气。514引进技术和设备情况项目拟引进的工艺技术为丹麦NIRAS公司的厌氧发酵和生物脱硫技术。由市合作社负责该项技术的引进和转化。装置所需的关键设备均从国外进口，以保证装置的稳定高效运转。原料存储池搅拌机选用瑞典ITT或者丹麦LINDIA产品粉碎机选用德国进口福格申或进口同级别粉碎机转子泵选用福格申或同级别系列产品厌氧发酵罐搅拌机瑞典进口AGIMI或进口同级别产品柔性双膜顶盖核心部件国外进口厌氧发酵罐及其控制系统由丹麦公司提供沼气分析、监测仪器德国依姆公司气柜核心部件国外进口自动控制系统硬件部分选用西门子、ABB贝利、霍尼维尔三家范围内的产品仪器仪表选用横河川仪、上仪、西门子（合资）、霍尼威尔（合资）的产品或同级别产品。52工艺流程和消耗定额521工艺流程说明5211有机物厌氧消化工艺机理将有机物厌氧消化产沼气，是一个由多种细菌参与的多阶段生化反应过程，每一反应阶段都以某类细菌为主，其产物供下一阶段的细菌利用。厌氧消化机理经常采用三阶段理论。第一阶段，可称为水解、发酵阶段。一些兼性菌向体外分泌胞外酶，将有机物中的碳水化合物（主要为淀粉和纤维素）、类脂化合物（主要为脂肪）和蛋白质的固态和胶态物质水解成细菌可吸收的溶解性物质。多糖先水解为单糖，再通过酵解途径进一步发酵成乙醇和脂肪酸，如丙酸、丁酸、乳酸等；脂肪被水解为甘油和脂肪酸；蛋白质则先水解为氨基酸，再经脱氨基作用产生脂肪酸和氨。第二阶段，称为产氢、产乙酸阶段。进行水解的兼性菌完成水解以后，可将水解产物吸入胞内，继续进行分解代谢。代谢产物主要为挥发性脂肪酸、挥发醇及一些醛酮物质。挥发性脂肪酸通常指少于6个碳原子的直链低级脂肪酸，但消化液中的脂肪酸则主要为乙酸、丙酸和丁酸，三种酸占挥发性脂肪酸总量的95以上。三种酸中，又以乙酸（醋酸）为主，占总量的6575。挥发醇主要为甲醇和乙醇。另外，在该阶段内还产生一些H2S和CO2、H2S、NH3和H2。第三阶段，称为产甲烷阶段。在该阶段，甲烷细菌能产生甲烷。由于该类细菌繁殖速度慢，代谢活力不强，只能利用挥发性脂肪酸这样一些易降解物质进行代谢，产生甲烷。而挥发性脂肪酸正是产酸阶段的主要产物。大部分甲烷细菌将产酸阶段产生的乙酸吸入细胞内进行代谢，产生CH4。5212有机物厌氧消化系统主要控制因素厌氧生物处理过程对某些物理环境条件的要求格外严格。控制厌氧发酵效率的基本因素有两类一类是基础因素，包括微生物量（污泥浓度）、食料（有机物等）、营养比、混合接触、负荷率等；另一类是环境因素，如温度、PH值、氧化还原电位、抑制物及促进剂等。通常，环境因素决定厌氧过程的成败，基础因素控制厌氧生物反应效率的高低。1、含水率有机物在消化池中的含水率是厌氧消化重要的控制因素，既要满足搅拌、输送的要求也要尽量减少含水率以降低消化池加热能耗。同时，有机物在厌氧消化过程中一部分分解为水和CO2，消化池中的水份也随之增加。本设计根据消化池进料的不同将厌氧消化池中有机废物含水率设定为8990。2