花园式垃圾气化厂及垃圾综合利用项目方案书.doc

花园式垃圾气化厂及综合利用项目方案书 1 摘 要 化石能源的大量使用产生了严峻的环境问题 严重威胁着人类的健康和 生存 能源危机与环境污染的双重压力迫使人们重新认识到需要寻找可再生 能源 以逐步替代化石燃料 缓解能源短缺和环境污染 目前 城市生活垃圾排放量的快速增长带来了新的环境问题 而城市生 活垃圾中的各种厨余 纸张 织物 树枝和塑料等有机组分可以实现废物 能量 再生资源的转化 不仅可以减轻能源和环境的双重压力 减少化石燃 料的使用 还能对城市生活垃圾进行资源化利用 焓晨新能源垃圾裂解气化技术综合运用了全部自主研发的太阳能储热技 术 垃圾气化技术 居民生活小区垃圾桶及垃圾中转站生物菌除臭技术 垃 圾运输过程生物菌除臭技术 生物菌除有害气体技术 二噁英及苯类芳香族 物质催化裂解技术 石油藻固定 CO2技术 垃圾渗滤液 渗沥液 回收利用技 术 重金属固化技术 废水雨水循环利用技术 可燃气体发电废热余热平衡 再利用技术 低温余热废热移动供热技术 太阳能制冷技术等多项专利技术 焓晨新能源一台日处理能力 840 吨 年处理 30 万吨 的垃圾气化炉每 天可约产生 4 8 万 m 的 CH4 H2 CO 等清洁可燃气体 燃烧值 4048 大卡 m 可发电为 19 2 万 日 可日产环保型砖 21 8 万块 焓晨垃圾气化技术可以处理每天新产生的生活垃圾 餐厨垃圾以及历史 已经填埋的垃圾 并且可以做到二噁英 HCL SO2 CO 气体发电后 CO2 NOX HF 氨 镉 陀 锑 砷 铅 铬 钴 铜 锰 镍 钒 锡 汞等有害气体及物质全部零排放 焓晨新能源垃圾花园式垃圾气化厂是一座 无烟囱 无冷却塔 无有害气体排放的真正花园式并随时向城市居民开放参 2 观的现代化垃圾处理厂 3 第一章 概述 1 项目背景 1 1 能源与环境 1 2 生活垃圾与环境 1 3 生活垃圾变身清洁能源 2 当前生活垃圾处理状况 2 1 生活垃圾主要处理技术 2 2 当前生活垃圾处理技术优缺点比较 第二章 焓晨生活垃圾处理工艺介绍及优点 2 1 2 2 生活垃圾的来源与特点 1 2 2 生活垃圾的危害 1 3 城市生活垃圾处理概述 1 3 1 城市生活垃圾处理理念和法规 1 3 2 城市生活垃圾处理技术 1 3 3 城市生活垃圾裂解气化技术 4 5 第一章 概述 1 项目背景 1 1 能源与环境 能源是决定人类进步的主要支撑 是经济增长的战略投 入要素 化石能源的大量使用产生了严峻的问题 A 能源枯竭 B 环境污染 因此必须寻找一种新的 清洁的 安全 可靠的可持续 清洁能源 1 2 城市生活垃圾与环境 长期以来 我国城市生活垃圾的处理处置主要是填埋 其次是焚烧和堆肥 这些方法给生态环境带来极大的破坏 主要表现在以下几个方面 A 侵占土地资源 B 污染土壤 水体 空气 C 影响市容和环境卫生 D 垃圾堆放场爆炸事故不断发生 E 影响城乡关系 邻里关系等 1 3 生活垃圾变身清洁能源 垃圾被认为是最具开发潜力的 永不枯竭的 城市矿藏 是 放错地方的资源 这既是对垃圾认识的深入和深化 也是城市发展的必然要求 一方面城市生活垃圾在不断的污 6 染着我们的生存环境 另一方面垃圾中含有各种厨余 纸张 织物 树枝 塑料和废水等有机成分没有得到有效的资源化 再利用 而这些有机成分又是产生清洁能源CO H2 CH4的 重要原材料 因此我们可以通过新的技术手段实现废物 能量的转化 将垃圾变为清洁的可燃气体 不仅可以减轻能源和环境的双 重压力 减少化石燃料的使用 还能对城市生活垃圾进行资 源化利用 从另一个角度讲 在技术条件足够完善的情况下 垃圾 是一种永不枯竭的可利用型资源 因此焓晨新能源公司的垃圾气化及有害物处理技术因运 而生 通过十年的研究科研 并取得了多项发明专利 焓晨 公司垃圾气化技术是一种新型垃圾气化处理技术 该技术不 仅能有效克服目前国内外垃圾处理技术的环保缺陷 还能够 同时获得十几倍于前者的经济效益 真正实现变废为宝 引 领未来垃圾处理行业发展方向 2 当前垃圾处理状况 2 1 生活垃圾主要处理技术 A 卫生填埋处理 这种方法是大量消纳城市垃圾的有效措施 但占地 面积大 使用年限短 垃圾分解速度慢 10 20 年 填 埋区易产生沼气 含毒污水 对空气 土壤和地下 地 7 表水产生污染 大城市周边由于土地资源紧张 更限制 了此类方法的应用 B 堆肥处理 该方法通过微生物的生化作用 将垃圾中的有机质 分解腐烂 转换成肥料 但该法对垃圾成分有较高要求 产品肥效低 制造期长 不适应城市生活垃圾的迅速增 长 堆肥法对塑料 金属等减量程度不高 后续处理量 大 运行费及垃圾转运费用高 由于国内未能实现有效 垃圾分拣 垃圾中含有重金属和有毒化合物等污染物 导致此种肥料不能进入食物链 因此堆肥产品尚面临销 路问题 C 垃圾焚烧发电 该法是指使用特殊的垃圾焚烧设备 以城市工业和生 活垃圾为燃烧介质 在对垃圾进行焚烧处理的同时 利用其 产生的能量发电的一种新型发电方式 直接焚烧法可实 现城市生活垃圾的减容化和资源化 但其致命缺陷是其 焚烧产物中的 SOx NOx HCl 粉尘和残渣中的重金 属 特别是氧化反应产生的剧毒有机物二噁英含量较大 D 等离子垃圾气化技术 等离子垃圾气化技术是近几年才兴起的垃圾处理新 技术 随着技术的不断进步和政府对垃圾处理问题的重 8 视和公众环保意识不断提高 等离子体处理生活垃圾和 生物质气化发电的技术逐渐成为国内外的热点 他的技 术特点及原理是生活垃圾气化处理一般采用电弧放电得 到的低温热等离子体 弧区温度达 6000 以上 由于 能量密度非常高 且富含大量极具反应活性的电子和重 粒子 因此能够迅速使有机废物的化学键断裂 达到裂 解的目的 生活垃圾中的有机成分在等离子体反应器内 1000 高温环境下充分裂解气化 转化成 CO 和 H2 等小分子可燃性气体 一般称为 合成气 用于能源 或资源回收 等离子体技术最主要的技术优势包括 1 处理温度高 环保效果较好 等离子体核心温度 可达 6000 以上 反应器内温度可根据需要控 制在 1000 2000 范围 有害物质摧毁彻底 二噁英前 驱体被彻底破坏 二次污染物排放比 焚烧低 2 3 个数量级 2 反应器尾气量较少 采用还原性气氛时 约为焚 烧法的 5 10 采用过量空气系数 0 3 的部 分氧化气氛时 尾气量不到焚烧法的 40 3 不能回收利用的无机物以液态底渣形式排出 可 形成玻璃体 无害化彻底 可以直接填埋或作为 建材利用 4 经济效益较好 合成气可用燃气内燃发电机发电 9 也可合成柴油 相对蒸汽发电循环 发电效率可 从 20 左右提高到 32 以上 投资回报期可缩 短 2 3 年 由于热值高 没有焦油问题 合成 气品质优于常规气化技术 5 设备结构紧凑 占地面积少 设备高度低 可减 少厂房建设成本 大量实验数据表明 等离子体 技术处理危险有机物的尾气中二噁英类物质含 量较低 远远优于焚烧技术所能达到的排放控制 能力 此外 酸性气体 NOx 和 SOx 排放也较焚 烧法易于控制 但其缺点也是明显的 高温需要高耗能 能源消耗 严重 高温对设备要求极高 成本极高 另外含有少量 有害气体无法出去 等离子技术产生的 NOx 含量高 控 制时有增加了成本 以上四种垃圾处理方式中 当前发展最为迅速的是垃 圾焚烧发电 与其他处理方法相比 垃圾焚烧发电具有占 地少 能最大程度减害化 资源化利用程度高等优点 但 其面临的主要问题表现为 直接引进国外成熟的垃圾焚烧处理技术价格昂贵 从 投资经济性的角度来看 国内典型的引进日处理量 1000 吨的垃圾焚烧电厂总投资将达 5 7 亿元人民币 普通城市很难承受 同时垃圾厂运行成本也较高 需 10 要高额的政府补贴 中国的生活垃圾大多为没有经过分拣含水量高的厨余 垃圾 不同的地方垃圾的组成与特性也呈现较大差异 而国外成熟技术主要针对当地热值较高 含水率较低 的生活垃圾而言处理效果好 在面对中国生活垃圾的 焚烧处理效果却不尽理想 无法实现真正的 清洁 焚烧 国内垃圾焚烧厂燃烧 温度标准在 850 度焚烧排放的烟气中含有 SO2 HCl HF Hg Pb Cd NOx 二噁英和重金 属等多种有害有毒物质 会造成严重的二次污染 生活垃圾焚烧发电效率有待提高 中国垃圾焚烧厂普 遍都在掺煤燃烧 国家规定允许的掺煤量为 20 以下 而实际很多厂子都超过 30 甚至有的达到 40 以上 以这种方式发电再去享受国家的补贴电价 严重降低 了垃圾处理厂的经济效益和社会效益 2 2 当前生活垃圾处理技术优缺点比较 处理方法优点缺点 卫生填埋处理 投资省 易操作二次污染 占地面积 大 堆肥处理 成本低 产量大劳动强度大 市场空 间小 11 垃圾焚烧发电 减量效果好尾气及飞灰有很高的 毒性 等离子垃圾气化技术 环保效果好 减量效 果好 成本高 当前垃圾处理方法优缺点比较 综上所述 有没有一种投资少 易操作 成本低 环保效果好 经济价值客观的城市生活垃圾处理方式来综合上述四种垃圾处理方 法的所有优点 而又避免其各种方法的缺点的方法呢 答案是肯定 的 焓晨新能源的垃圾气化综合利用可以实现废物 能量 再生资 源的转化 不仅可以减轻能源和环境的双重压力 减少化石燃料的 使用 还能对城市生活垃圾进行资源化利用 12 第二章 焓晨生活垃圾处理工艺介绍及优点 1 技术研发 1 1 公司介绍 河南焓晨新能源有限公司是集技术研发与工程建设为一 体的新型能源企业 公司有着 10 年的研发历程 企业创立秉 承着 最求绿色时尚 走向绿色文明 的信念 专注于节能 减排技术研发和相关工程建设 企业秉承科技至上 以人为 本的原则 聚集了一批专门从事相关专业研究 开发生产的 高级技术人才 大学本科以上专业技术人员占 100 保证 了公司产品的品质和技术的先进性 企业核心技术已获得国 家专利 已研发建设并投入运行太阳能综合利用示范项目和 绿色储能等项目 1 2 技术产品路线 公司产品 纳米碳复合镍锌动力电池 专利号 2008200081013 发酵型生物有机肥及其加工方法 专利号 2009101174387 垃 圾 气 化 技 术 储 热 技 术 太 阳 能 制 冷 储 能 钒 电 池 原 煤 脱 硫 铁 矿 石 脱 硫 原 油 脱 硫 烟 气 脱 硫 垃 圾 除 臭 13 14 2 垃圾气化技术 2 1 垃圾气化技术工艺简述 除 臭 味 垃圾清运 压缩后垃圾 垃圾进入气化炉前准备 3 台 N 台 2 台 1 台 垃圾中转站垃圾填埋场 历史已填埋垃圾 每日新产生垃圾 无 需 分 拣 垃 圾 840 吨 日工业化标准气化炉 840 吨 日工业化标准气化炉 840 吨 日工业化标准气化炉 840 吨 日工业化标准气化炉 抽除已产生气体 已抽气填埋垃圾 生物工程菌群 渗滤液抽出 15 补充水 气体成分包含 CH4 H2 CO 等可燃气体 H2S 二恶英 苯类 芳 香族等有毒有害物 破碎 烘干 风选 提供气化热能及可控温度 工业化标准垃圾气化炉工艺流程 无 需 分 拣 垃 圾 太 阳 能 储 热 系 统 水蒸气 液态氢 历史已填埋垃圾 抽除已产生气体 含 水 量 10 垃 圾 有机物垃圾 无机物垃圾 低温气化炉 高温气化炉 微量焦油 气体 无机底渣 重金属固化 环保型砖 废金属 焦油裂变 16 二次经过吸收脱出有害气体装置 加 液 氢 催化二噁英 苯类 将 H2S 氨气 氮氧化 芳香族等有害物质 合物等有害气体吸收 微生物工程菌群吸收脱出有害气体工艺流程 CH4 H2 CO H2S 二恶 英 苯类 芳 香族 等气 体 除汞装置催化罐微生物工程菌群 吸收后气体 生物有机硫 燃烧值为 4048 大 卡 m CH4 H2 CO 等清洁可燃气体 17 尾气 软化水 石油藻进入 垃圾气化炉 冷热交换后 可燃气体 废热利用及 CO2固化综合循环利用 燃烧值为 4048 大 卡 m CH4 H2 CO 等清洁可燃气体 进入天然气管道供居民用气 清洁燃气燃气发电机组无烟囱发电 蒸汽发电机组 余热储热装置 余热锅炉 高温余热 低温余热 移动供热 中央空调制冷 并入国家电网兆瓦级全钒储能电池 微生物工程菌群 除 NOX后主要为 CO2的废气 历史垃圾处理后利用 雨水改成的石油藻池 石油藻固化 CO2 吸 收历史垃圾渗漏重金 属等有害物质 18 A 垃圾进入气化炉前准备 1 新产生垃圾 小区垃圾 环卫垃圾及垃圾中转站垃圾在垃圾清运之前加入 我公司研发的无毒无害生物菌群 将臭味抑制 垃圾从垃圾中转站压缩后运输到垃圾填埋场过程中 采用我 公司自制研发的垃圾运输车加入无毒无害生物菌群 将臭味 抑制 运输到垃圾气化厂无需分拣的垃圾进入垃圾烘干装置 2 历史填埋垃圾 将已经填埋垃圾产生的可燃气体及有害气体抽出 直接进入 低温垃圾气化后 将已经填埋垃圾产生的渗滤液 主要含有重金属污染物 抽出 进入生物菌培养罐 作为生物菌群营养液使用 将抽完气体和渗滤液无需分拣的历史垃圾进入垃圾烘干装置 B 工业化标准垃圾气化炉工艺流程 1 垃圾破碎 无需分拣的垃圾进入气化炉前经过垃圾破碎装置简单破碎 2 垃圾烘干 初始时 利用太阳能储热技术及垃圾旋筒干燥器装置将破碎 后垃圾进行烘干 保留水分含量在 10 左右 垃圾气化开始后 利用产生的高温气化燃气换热将垃圾烘干 19 一方面可以冷却产生的高温可燃气体 另一方面可以热源有 效利用 将烘干垃圾产生的水蒸气再垃圾气化过程中进入低温气化炉 3 垃圾风选 利用旋风分离器分选装置 将大部分轻型垃有机物垃圾选入 1 中间料仓并通过螺旋输送机加入到低温垃圾气化炉 将大部分 重型无机物及部分有机物选选入 2 中间料仓并通过螺旋输送机 入高温气化炉 4 垃圾气化过程 低温气化炉温度在 700 左右高温封闭厌氧热解和脱氯 消 除了垃圾受热后快速热解产生的焦油 酚和轻油等 主要生 成 CH4等小分子以及小部分焦油 酚和轻油等物质 垃圾气化过程后段 控制进入烘干时产生的水蒸气 气 固 两相发生剧烈传质和传热 水煤气反应生成 CO H2 CO2 等 采用变压吸附发 将产生的氢气分离出来 吸附剂可再生 将产生的部分焦油和上述产生的氢气进入高温气化炉在催化 剂的作用下进行裂解催化 催化剂可再生 反应温度为 900 1100 这个过程将绝大部分焦油 酚和轻油 二噁 英 芳香类笨等有毒有害物质裂解 4 无极低渣处理过程 20 低含碳灰渣经由换热式螺旋出渣机排于密闭灰斗 作为吸附 剂使用 然后定期排到炉底渣车 再倒运入渣仓 经短皮带 送到临时储渣场 利用储热系统将热量吸收循环利用 利用这部分热量通过吸 热反应将重金属 汞除外 固化在废渣里面 通过浮选机将废金属选出 将残渣通过传送带输送到制砖机 制成环保型砖 C 微生物工程菌群吸收脱出有害气体工艺流程 经过高温气化燃气换热装置冷却后的气体进入除汞装置 利 用化学吸附剂将汞吸附并回收 化学吸附剂可再生 吸附完后的气体 主要成分是 CH4 H2 CO H2S 二恶英 苯 类芳香族等气体 进入二次进入高温气化炉 加入氢气 在催 化剂作用下进行彻底裂解 除去二恶英 苯类芳香族等气体 产生 HCL H2S 和氨气等 裂解后的高温气化经过燃气换热装置冷却后的气体 进入微 生物工程菌群净化装置 除去 HCL H2S 和氨气 NOX等有 害气体 并产生生物硫磺 再次循环 做保障性消除将恶英 苯类芳香族等气体彻底 消除 吸收后气体 主要成分是 CH4 H2 CO 等清洁可燃气体燃烧 值为 4048 大卡 m D 可燃气体 废热利用及 CO2 固化综合循环利用 21 1 民用和工业用气 燃烧值为 4048 大卡 m CH4 H2 CO 等清洁可燃气体通过燃气 压缩加压装置 进入天然气管道 供企业和居民用气 2 燃气发电 清洁燃气经过燃气发电机组直接发电 发出的电存储到大容 量储能钒电池 然后并入国家电网 燃气发电机组产生 430 680 的余热尾气 430 680 的余热尾气进入余热储热装置 经余热储存起 来 通过余热储热装置 给余热锅炉提供 380 的高温蒸汽 并加 入软化水 进行蒸汽发电 蒸汽发电后的高温余热 120 以上 经过热交换装着进入余 热储热装置 进行温度提升 二次发电使用 蒸汽发电后的低温高温余热 65 120 经过热交换装着进入 太阳能制冷装置 进行太阳能制冷 供中央空调使用 吸收完后的余热尾气中主要有害物质为 NOX和 CO2 经过微 生物工程菌群净化装置将 NOX吸除 尾气中主要成分为 CO2 历史垃圾经过处理后 空出的原垃圾填埋场经过简单的防水 渗漏处理 将雨水收集起来改成石油藻池 然后将 CO2进行 导入 利用太阳光合作用 石油藻固化 CO2 吸收历史垃圾渗漏重 22 金属等有害物质 将生长后的石油藻捞出 进入垃圾气化装置 进行能源循环 利用 2 2 垃圾气化专利技术简述 A 储热技术 河南焓晨新能源有限公司 简称焓晨新能源 以 镍锌 动力电池 专利发明人郭凯为技术骨干 组建国内储能技术 前沿的研发团队 在相变储热材料和化学能储热材料方面进 行了独特自主的创新研究 经过 9 年的不懈努力 一举攻克 了无法大容量 长时间储存热能的技术难题 焓晨新能源公司研发的热储能技术主要是化学储能 太 阳热能转化为化学能储存 地热能转化为化学能储存 工业 废弃热能转化为化学能储存 电能规模化储存 的范畴 而 化学储能实际上属于储热 化学反应热储存技术实际上就是 利用物质相接触时发生化学反应而将化学能转化为热能并加 以存储利用的一种储存技术 其最大的优点是储能密度高 且储能体系可通过催化剂或反应物与产物的分离实现热能的 长期储存 简言之 就是利用太阳能 或其他能源 例如电 厂废热 工业废热 空气热能 地热等 将热能供给储能材 料 介质 储能材料受热分解为两种或多种物质 将这些物 质分离后以化学能的方式储存 在需要的时候 这些储存的 化学能物质通过添加催化混合物质将能量释放出来 达到跨 23 季节 跨地域利用能量的目的 该项技术不仅能实现对太阳 能的储存 释放 还可对工业生产中的废热进行储存和释放 其优势是除催化剂外 物质没有消耗 功率等级与现在可再 生能源功率接近 现已在陕西 宁夏 河南等地分别完成了 太阳光照不同类别地区的储能实验目标 正在协调用户完成 应用目标 与利用煤炭 石油 天然气等传统化石能源的供热技术 相比较 焓晨新能源公司自主研发的热储能技术具有无可比 拟的优势 对于缓减我国能源危机 节能减排具有划时代的 意义 一是成本低 该热储能技术将太阳能转化 或将工业生 产中产生的其他热能吸收 储存及再次释放 所利用的是取 之不竭的太阳能或工业生产中产生的 未被充分利用的废热 能 这将彻底改变化石能源枯竭造成的能源危机和消耗化石 能源所引发的气候 环境后果 彻底改变对化石能源的依赖 由于储热材料属本公司自主开发 原料的市场供应量大且价 格低廉 同等供热量的耗材是煤炭的 1 3 天然气的 1 7 电力的 1 8 二是存期长 本公司开发的热储能技术分为相变储热和 化学能储热两种方式 存储时间从几个月到两年不等 远远 超过现有 国内外研发的太阳能储存时限 且存储不受任何 天气影响 用户完全可以根据需求选择不同存期 不同存量 24 的存储方式 三是应用广 热储能技术将太阳热能及工业生产中产生 的其他废热能加以储存并利用 是对现有一切地下能源的替 代 凡是现有热能使用的地方 无论发电 取暖 还是现代 农业供热 以及其他需要热能的领域 热储能技术都可以替 代现有一切化石合旨源提供的热源 可发电 可供暖 可满 足任何需要热能的需求 四是环保好 除催化剂外 物质没有消耗 没有其他化 石能源附带的环境代价 真正实现了能源使用与环境保护双 赢的目标 B 垃圾气化技术 焓晨新能源公司垃圾气化技术优点 1 连续不断生产 生活垃圾连续进入热解气化炉全过程 可采用全天 24 小时不间断作业 生产稳定 产气连续 对用户可连续不断供应燃气 2 资源化效果最好 生活垃圾采用热解气化工艺处理前 无需经过分选工序 全部垃圾进入气化炉 产生的可 燃气体可形成商品气体 废渣可用于建筑填料或者用 于制作肥料 资源化利用率最为彻底 可达到 75 以 上 3 减量化显著 城市生活垃圾采用热解气化工艺处理后 可一次性减量 80 以上 25 4 无害化彻底 原生垃圾经过热解气化处理 即可完成 100 杀灭各种有害菌 完全去除臭味 5 可实现清洁化生产有利于环境保护 在处理工艺流程 中所有生产过程均可以形成清洁生产 所有气体 液 体 废渣全部达标排放 6 垃圾气化燃气能量的利用 可以节约大量的煤炭 石 油 天然气等一次能源 其节约的一次能源当量碳排 放 可以在国际市场上进行碳汇交易 获得良好的收 益 7 处理工艺可实现大规模连续生产 且可实现全封闭 不会影响周边环境 其专业化设计的生产设备 可以 组成各种规模的生产线 生产线设施全部封闭 并全 部采用计算机 DCS 自动化控制 8 工艺系统和设备适应能力强 一台机器日处理垃圾能 力可达二百四十吨 热解气化法工艺适用性广 操作 灵活 既可建完整的垃圾燃气发电厂 也可建单一的 垃圾综合处理厂 C 太阳能制冷技术 焓晨新能源公司顺应市场发展 大力开发太阳能利用 技术 自主研发出了太阳能中央制冷技术 这项技术节能 环保 而且处于国家先进水平 1 技术原理简介 26 焓晨新能源公司的太阳能中央制冷技术是利用太阳能 集热器收集太阳能热量 把太阳能储存为化学能 通过 A B 两种物质吸收收集的太阳能热量后分解为物质 A1 A2 和 B1 B2 然后物质 A2 和物质 B1 在一定环境 下发生放热反应生成物质 E 释放大量的热量 该步骤可供 应 45 60 摄氏度热水 物质 E 可在合适的催化剂条件下 重新分解为物质 A2 和物质 B1 同时吸收大量的热 在热 力学上达到化学物质的平衡与稳定 该步骤就是核心的制 冷步骤 到此 整个流程可以在外部条件促使下循环进 行 制取热水与制冷同时进行 即太阳能储热技术与太阳 能中央制冷技术同步应用 焓晨新能源公司的太阳能中央系统制冷技术实际上是 利用化学物质从低能体系转化为高能体系时吸收能量 从 高能体系转化为低能体系 释放热量 而达到制冷与热水 供给的目的 2 技术原理图 E 吸收太阳能 分解 吸收太阳能 分解 A 物质 A1 物质 A2 合成 放热 物质 A2 物质 B1 太阳能制冷核心 技术 A 供给热水 27 D 全钒储能电池技术 本公司研制的全钒储能电池是一种基于金属钒元素的 氧化还原可再生燃料电池 其工作原理主要是通过两个不 同类型 被一层隔膜隔开的钒离子的电子交换 储能系统 钒电池电能以化学能的方式存储在不同价态钒离子的硫酸 电解液中 通过外接泵把电解液压入电池堆体内 在机械 动力作用下 使其在不同的储液罐和半电池的闭合回路中 循环流动 采用质子交换膜作为电池的隔膜 电解质溶液 平行流过电极表面并发生化学反应 通过双电极板收集和 传导电流 从而使得储存在溶液中的化学能转换成电能 这个可逆的反应过程使钒电池顺利完成充电 放电和再充 电 本公司研制的全钒储能电池具有明显的特点 电池正 负极活性物质均为钒 只是价态不同 可以 避免正 负极活性物质通过离子交换膜扩散造成的元素交 叉污染 成本低 寿命长 电堆与活性物质相分离 功率密度和容量密度关系不 大且活性物质可长期使用 冲 放电过程不包括复杂的固 相反应 不存在一般电池体系中经常发生的活性物质脱落 B 物质 B1 物质 B2 B 供给热水 28 和短路现象 完全契合液流电池体系的商用化发展方向 系统安全性高 在常温常压下运行时 电池系统产生 的热量能够通过电解质溶液有效排出 再通过热交换排至 系统之外 而且电解质溶液为不燃烧 不爆炸的水溶液 系统运行安全性高 此外 电池系统废弃后 所有材料仍可循环利用 不 污染环境且回收便利 生命周期中能实现环境友好 主要特性如下 系统使用寿命长 钒电池充放电次数超过 100 000 次 使用寿命可达到 20 年 循环效率高 钒电池系统循环效率可达 65 80 支持频繁充放电 钒电池支持频繁大电流充放电 每天可实 现充放电数百次 而不影响电池容量 支持过充过放 钒电池系统支持深度充放电 DO D 80 深度放电而不损坏电池 充放速度快 充放电速度比为 1 5 1 钒电池系统能够实现 快速充放电 满足负载需要 自放电率低 钒电池正负极电解液中的活性物质分别储存在 不同的储罐中 在系统处于关闭模式时 储罐 中的电解液几乎无自放电现象 启动速度快 钒电池系统运行过程中充放电切换时间小于 1 毫秒 29 维护成本低 整个系统全自动运行 操作成本极低 且电池 中的各个单位电池状态基本一致 维护简单 周期长 环保性能高 钒电池系统在常温下封闭运行 符合环保要求 可以完全同收 无其他处置必要 系统设计灵活 钒电池系统的功率与容量可以独立设计 按 照客户需求配置 并实现快速升级 能量以电 解液的形式储存 增加储存罐的容积或者提高 溶液的浓度均可增加电池的容量 可以通过更 换电解液达到充电的目的 类似于汽车加油 30 生产一度电要排放多少二氧化碳 生产一度电要排放多少二氧化碳 可再生能源 风电 水电 太阳能 地热能 生产 1 度电 排放 9 38 g CO2 核能生产 1 度电 排放 66g CO2 天然气生产 1 度电 排放 443 克 CO2 天然气转化制氢供燃料电池生产 1 度电用要排放 664 克 CO2 比天然气直接产电排放的 CO2反而多 石油生产 1 度电 排放 778 克 CO2 燃煤生产 1 度电至少要排放 960 克 CO2 31 第一章 概述 5 1 1 项目背景 5 1 2 当前垃圾处理状况概述 5 第二章 生活垃圾处理工艺方案选择 6 2 1 小型生活垃圾处理炉型选择方案 6 2 1 1 机械炉排炉 6 2 1 2 回转窑焚烧炉 7 2 1 3 热解干馏气化炉 7 2 2 小型生活垃圾处理炉型选择方案比较 7 2 2 1 机械炉排焚烧炉方案优缺点 8 1 优点 8 2 2 2 回转窑焚烧炉方案优缺点 8 2 2 3 热解干馏气化炉方案优缺点 8 2 2 4 小型生活垃圾处理炉型选择方案比较表见 4 2 1 9 2 3 垃圾热解气化工艺原理 11 2 4 热解气化的过程 13 2 5 工艺特点 14 2 6 设计标准 15 32 2 7 项目设计研究主要规范与标准 16 2 8 设计原则 16 第三章 工艺技术方案 17 3 1 工艺方案设计基础资料 17 3 2 设计规模 17 3 3 工艺流程设计 17 3 3 1 工程范围 17 3 3 2 垃圾处理工艺流程简图如下 17 3 4 主要设备选型及报价 见后面 18 3 4 1 输送分选工艺 19 3 5 分析化验 19 3 6 土建工程 19 3 7 场内平面布置依据 19 3 7 1 场内平面布置图 19 3 8 电控仪表技术方案 20 3 8 1 概述 20 3 8 2 站区内危险等级区域划分 21 3 8 3 仪表类型的确定 21 3 8 4 主要关键仪表的选择 21 3 8 4 1 工控计算机和 PLC 智能仪表操控台 21 3 8 4 2 现场仪表 21 3 8 4 3 信号报警 21 33 3 8 4 4 测点及控制点 22 3 9 处理厂用电 22 3 10 安全 环保及消防措施 22 3 10 1 安全 22 3 10 2 环保 22 3 10 3 消防要求 23 3 10 4 灰渣的处理 23 第四章 劳动定员 23 第五章 工程报价 24 5 1 上料分检系统设备明细表 24 5 2 热解气化系统设备明细表 26 5 3 土建及公共工程一览表 27 第六章 工期 28 第七章 燃气的用途 28 第八章 经济效益分析 29 34 方案说明 垃圾进入气化炉前准备 1 35 第一章 概述 1 项目背景 1 1 能源与环境 1 1 1 能源危机与环境问题 1 1 2 清洁可燃气体能源 1 1 3 生活垃圾变身清洁可燃气体 1 2 生活垃圾现状 1 2 2 生活垃圾的来源与特点 1 2 2 生活垃圾的危害 1 3 城市生活垃圾处理概述 1 3 1 城市生活垃圾处理理念和法规 1 3 2 城市生活垃圾处理技术 1 3 3 城市生活垃圾裂解气化技术 第二章 36 目 录 第一章 概述 1 1 1 项目概要 1 1 2 可行性研究报告编制依据 1 1 3 可行性研究报告的编制原则 3 1 4 可行性研究报告的研究范围 3 1 5 建设单位基本情况 4 1 6 技术依托单位基本情况 5 1 7 主要建设内容 5 1 8 投资概算与资金筹措 5 1 9 主要研究结论 5 第二章 项目提出的背景与必要性 7 2 1 项目提出的背景 7 2 1 1 糠醛工业发展及其国内外发展现状 7 2 1 2 糠醛为共享集团的重要原材料 8 2 1 3 糠醛企业存在的主要环境问题 9 37 2 2 项目提出的必要性 9 2 2 1 经济效益 社会效益显著 9 2 2 2 改善区域环境质量 11 2 2 3 建立典型示范工程 11 第三章 建设条件分析 12 3 1 建设地址 12 3 2 建设条件 12 3 2 1 自然条件 12 3 2 2 社会经济状况 14 3 2 3 外部交通运输状况 15 3 2 4 公用工程条件 16 3 2 5 原材料供应 16 3 3 技术支持条件 17 3 3 1 技术支持能力 17 3 3 2 技术优势 18 第四章 企业生产工艺及产排污情况 19 4 1 糠醛生产工艺技术概述 19 4 1 1 糠醛综述 19 4 1 2 糠醛生产工艺简介 21 4 2 企业生产工艺现状介绍 22 4 2 1 企业生产规模 22 38 4 2 2 企业生产工艺流程 22 4 2 3 企业生产设备情况 26 4 3 企业环保现状介绍 27 4 3 1 固体废弃物 27 4 3 2 废气 27 4 3 3 废水 28 第五章 项目方案 30 5 1 方案设计 30 5 2 方案设计说明 30 5 2 1 糠渣除湿 30 5 2 2 蒸馏废水活性炭吸附 31 5 2 3 糠渣制活性炭 32 5 2 4 生物质气化发电 32 5 2 5 石油藻对二氧化碳 二氧化硫和氮氧化物的吸收 33 5 2 6 烟道粉尘处理 37 5 2 7 废水处理 38 5 3 提高能源利用效率 38 5 4 新增设备 39 第六章 环境保护 41 6 1 编制依据与范围 41 6 1 1 法律 法规依据 41 39 6 1 2 政策及规划依据 41 6 1 3 污染物排放标准 42 6 1 4 编制范围 42 6 2 项目建设和生产对环境的影响 42 6 2 1 项目环境现状 42 6 2 2 建设期环境保护措施 43 6 2 3 环境治理效果 43 第七章 节能方案 45 7 1 编制依据及设计规范 45 7 2 项目节能措施及效果 49 7 2 1 锅炉提高利用率 49 7 2 2 提高废水蒸发器的效率 49 7 2 3 剩余糠渣和失效活性炭等的气化发电系统 49 7 2 4 碳元素利用节能效果 49 7 3 能源计量及仪表配备 54 7 4 节能管理 55 7 4 1 节能管理机构 55 7 4 2 节能管理制度 56 第八章 消防 58 8 1 编制依据 58 8 2 工程概述 58 40 8 2 1 工程各装置火灾危险性类别 58 8 2 2 工程的消防基本情况 58 8 3 生产工艺特点及安全措施 59 8 3 1 生产工艺特点 59 8 3 2 工艺设计安全措施 59 8 4 消防措施 59 8 4 1 总图 60 8 4 2 建筑 60 8 4 3 消防给水与排水 60 8 4 4 通风与采暖 61 8 4 5 电气 61 8 5 消防设施及其安全可靠性 62 第九章 劳动安全卫生 63 9 1 编制依据 63 9 2 采用标准 64 9 3 工程主要危害因素分析 66 9 3 1 自然危害因素分析 66 9 3 2 生产过程中危害因素分析 67 9 4 劳动安全卫生防范措施 68 9 4 1 对自然危害因素的防范措施 68 9 4 2 对生产过程中危害因素的防范措施 68 9 4 3 卫生措施 71 41 9 5 劳动安全卫生机构设置及人员配备 71 9 6 劳动安全卫生投资估算 72 9 7 预期效果及评价 72 第十章 企业组织 劳动定员和人员培训 73 10 1 企业管理体制及组织机构设置 73 10 2 生产班制及人力资源配置 73 10 3 人员来源及培训 73 10 3 1 人员素质要求 73 10 3 2 人员来源 73 10 3 3 职工培训 74 第十一章 项目实施计划 76 11 1 项目实施计划建议 76 11 2 项目实施计划 76 11 3 工程管理 76 第十二章 投资估算与资金筹措 78 12 1 投资估算 78 12 1 1 编制依据 78 12 1 2 投资估算编制和方法 78 12 1 3 投资估算 80 12 2 资金筹措 81 12 2 1 项目资本金 81 42 12 2 2 债务资金 81 12 2 3 筹措计划 81 第十三章 效益分析 82 13 1 经济效益 82 13 2 环境效益 83 13 2 社会效益 86 43 硬件不配备 软件跟不上 这真实地反映了我市垃圾分类的现状 硬件上 城区居 民小区绝大多数还未设置分类箱 环卫工人在收集垃圾时只能混装 软件上 市民的分类 意识还没有形成 有的人甚至不愿意把垃圾扔进垃圾桶 有识之士建议 当前在进一步加 大环卫设施建设的同时 我市要尽快启动垃圾分类工作 制定符合实际的生活垃圾分类处 理方案 为生活垃圾分类及资源化 减量化 无害化处理提供政策依据 同时 要全民发 动 全城动员 加大宣传引导力度 使垃圾分类成为人们的自觉行动 高温气化 让城市垃圾变身清洁电能 每小时 35 吨生活垃圾 相当于每小时处理 10 吨有机物垃圾 一吨有机物垃圾产生可燃气体约 2500m 燃烧值为 4008 大卡 m 即一吨生活垃圾产生可燃气体为 10 35 X2000 571 m 每吨垃圾产生的经济价值为 571m X1 50 元 m 856 50 元 一天处理垃圾为 35 吨 小时 24 小时 840 吨 每天产生经济价值为 856 50 元 吨 X840 吨 719 460 00 元 一年按照 300 天计产生的经济价值为 719 460 00 元 天 X300 天 215 838 000 00 元 44 如果发电按照每立方米天然气发 4 25 电 则一吨生活垃圾可发电为 571m X4 25 m 2427 一天发电量为 2427 X840 2 038 680 全年发电量为 2 038 680 X300 611 604 000 发电经济价值为 611 604 000 X0 7571 元 463 045 388 4 元 转化为电后经济价值提高 463 045 388 4 元 215 838 000 00 元 2 15 即提高 115 45 居民生活垃圾 商业垃圾 集市贸易市场垃圾 市区道路 巷道垃圾 机关 学校 厂矿等单位的生活垃圾 第一章 概述 5 1 1 项目背景 5 1 2 当前垃圾处理状况概述 5 第二章 生活垃圾处理工艺方案选择 6 46 2 1 小型生活垃圾处理炉型选择方案 6 2 1 1 机械炉排炉 6 2 1 2 回转窑焚烧炉 7 2 1 3 热解干馏气化炉 7 2 2 小型生活垃圾处理炉型选择方案比较 7 2 2 1 机械炉排焚烧炉方案优缺点 8 1 优点 8 2 2 2 回转窑焚烧炉方案优缺点 8 2 2 3 热解干馏气化炉方案优缺点 8 2 2 4 小型生活垃圾处理炉型选择方案比较表见 4 2 1 9 2 3 垃圾热解气化工艺原理 11 2 4 热解气化的过程 13 2 5 工艺特点 14 2 6 设计标准 15 2 7 项目设计研究主要规范与标准 16 2 8 设计原则 16 第三章 工艺技术方案 17 3 1 工艺方案设计基础资料 17 3 2 设计规模 17 3 3 工艺流程设计 17 3 3 1 工程范围 17 3 3 2 垃圾处理工艺流程简图如下 17 47 3 4 主要设备选型及报价 见后面 18 3 4 1 输送分选工艺 19 3 5 分析化验 19 3 6 土建工程 19 3 7 场内平面布置依据 19 3 7 1 场内平面布置图 19 3 8 电控仪表技术方案 20 3 8 1 概述 20 3 8 2 站区内危险等级区域划分 21 3 8 3 仪表类型的确定 21 3 8 4 主要关键仪表的选择 21 3 8 4 1 工控计算机和 PLC 智能仪表操控台 21 3 8 4 2 现场仪表 21 3 8 4 3 信号报警 21 3 8 4 4 测点及控制点 22 3 9 处理厂用电 22 3 10 安全 环保及消防措施 22 3 10 1 安全 22 3 10 2 环保 22 3 10 3 消防要求 23 3 10 4 灰渣的处理 23 第四章 劳动定员 23 48 第五章 工程报价 24 5 1 上料分检系统设备明细表 24 5 2 热解气化系统设备明细表 26 5 3 土建及公共工程一览表 27 第六章 工期 28 第七章 燃气的用途 28 第八章 经济效益分析 29 第一章 概述 1 1 项目背景 重庆市简称巴和渝 是长江上游政治 经济 金融 航运 文化 科技 教育 通信中心 全国综合性交通枢纽 内陆出口商品加工 基地和扩大对外开放先行区 国家重要的现代制造业基地和高新技 术产业基地 中国中西部地区发展循环经济示范区 人口主城 795 万 总数约 3000 万 总面积 8 万多平方公里 随着重庆市经济发展 市区人口不断增加 居民生活垃圾量亦不断 增加 重庆市垃圾产生量不断增加而造成的环境问题日益突现 建 设一座工艺先进 操作简便 管理方便和运行安全可靠的生活垃圾 无害化处理场已是重庆市城区建设的当务之急 49 1 2 当前垃圾处理状况概述 在城市化进程中 垃圾作为城市代谢的产物曾经是城市发展的负担 世界上许多城市均有过垃圾围城的局面 而如今 垃圾被认为是最 具开发潜力的 永不枯竭的 城市矿藏 是 放错地方的资源 这既是对垃圾认识的深入和深化 也是城市发展的必然要求 中国垃圾处理行业起步晚 但通过近年来的发展 我国垃圾处理产 业初具规模 垃圾处理市场容量有了显著增加 市场渗透率迅速提 高 进入环卫行业的企业数量也在迅猛增加 现在我国的垃圾处理 市场已经从导入期进入到成长期 并正向成熟期迈进 2007 年 1 11 月 我国废弃资源和废旧材料回收加工行业累计实现 工业总产值 61 149 109 千元 比上年同期增长了 58 75 累计实 现产品销售收入 59 540 739 千元 比上年同期增长了 53 58 累 计实现利润总额 614 130 千元 比上年同期增长了 51 17 2008 年 1 8 月 我国废弃资源和废旧材料回收加工行业实现累计 工业总产值 64 530 292 千元 比上年同期增长了 57 42 实现累 计产品销售收入 62 446 110 千元 比上年同期增长了 54 54 实 现累计利润总额 2 100 576 千元 比上年同期增长了 81 14 随着环境问题逐渐被重视 节能 环保成为各国的发展主题 已经 开始为垃圾处理提供产业发展的机会 全世界垃圾年均增长速度为 8 42 而中国垃圾增长率达到 10 以上 全世界每年产生 4 9 亿 吨垃圾 仅中国每年就产生近 1 5 亿吨城市垃圾 中国城市生活垃 圾累积堆存量已达 70 亿吨 在如此巨大的垃圾压力下 有理由相信 50 垃圾处理产业会成为未来国内的明星产业 再生资源成为资源循环的新起点 同时成为循环经济的重要组成部 分 另外 在废弃资源和废旧材料回收利用加工过程中 不但解决 了资源短缺问题 同时降低了垃圾排放 正可谓 一举两得 我国 不断出台政策支持垃圾处理行业的发展 各地政府领导也开始高度 重视垃圾填埋场建设 加大了投入 可以预测垃圾处理行业的前景 十分广阔 第二章 生活垃圾处理工艺方案选择 2 1 小型生活垃圾处理炉型选择方案 目前国内外应用较多 技术比较成熟的小型生活垃圾处理炉型主要 有机械炉排炉 回转窑焚烧炉 热解干馏气化炉等三类 2 1 1 机械炉排炉 机械炉排炉采用层状燃烧技术 具有对垃圾的预处理要求不高 对 垃圾热值适应范围广 运行及维护简便等优点 是目前世界上最常 用 处理量从小到最大的城市生活垃圾焚烧炉 在欧美等先进国家 得到广泛使用 其单台最大规模可达 1200t d 最小为 75t d 技 术成熟可靠 垃圾在炉排上通常经过三个区段 预热干燥段 燃烧 段和燃烬段 实现垃圾在炉排上着火 热量来自上方的辐射和烟气 的对流以及垃圾层的内部 炉排上已着火的垃圾通过炉排的翻转作 用 使垃圾层强烈的翻动和搅动 引起垃圾底部的燃烧 连续的翻 动和搅动 也使垃圾层松动 透气性加强 有利于垃圾的燃烧和燃 烬 51 2 1 2 回转窑焚烧炉 回转窑焚烧炉的燃烧机理与水泥工业的回转窑相类似 主要由一倾 斜的钢制圆筒组成 筒体内壁采用耐火材料砌筑 也可采用管式水 冷壁 用以保护滚筒 垃圾由入口进入筒体 并随筒体的旋转边翻 转边向前运动 垃圾的干燥 着火 燃烧 燃烬过程均在筒体内完 成 并可根据筒体转速的改变调节垃圾在窑内的停留时间 回转窑 常用于成分复杂 有毒有害的工业废物和医疗垃圾 在生活垃圾焚 烧中亦有应用 2 1 3 热解干馏气化炉 干燥后的生活垃圾经液压送料进入热解干馏气化炉 首先进入干燥 段 在 150 温度下 脱去水分 含分子水 干燥垃圾进入干馏段 温度在 200 650 时 不同的物质分别干馏 产生烷类可燃气 在 800 时 物质进入碳化段 产生碳化物 部分的碳化物燃烧产 生 1100 以上的 CO2 气体和 C 反应生成 CO 气体 此阶段为气化 段 水蒸气进火层后 一是调节炉温 二是产生 H2 和 CO 气体 完成热解干馏气化全过程 热解干馏气化是一种可控状态下的燃烧与还原 整个过程环境处于 缺氧状态 可以充分遏制二恶英 多环碳氢化合物 PAtt 和醛类 等物质产生 也无臭味气体产生 而且垃圾中的硫和氧也多以化合 物的形式成渣 少部分形成 SO2 和 HCl 可燃气体净化后可作烧结砖厂隧道窑烧砖燃料 焙烧生成高温烟气 干燥砖坯后再作为垃圾干燥滚筒烘干垃圾的热媒 52 2 2 小型生活垃圾处理炉型选择方案比较 2 2 1 机械炉排焚烧炉方案优缺点 1 优点 生活垃圾不需要预处理 炉排作机械运动 炉排面积较大 炉膛体 积大 垃圾在炉内停留时间较长 灰渣热灼减率易达标准 5 以下 生活垃圾处理量可从 75t d 1200t d 应用范围广 能通过调节 干燥段停留时间适应不同含水率的垃圾燃烧 通过机械炉排拔动 垃圾反转 使其均匀化燃烧 烟气含尘量较低 垃圾燃烧不需添加 辅助燃料 燃烧工况较容易控制 2 缺点 设备占地面积大 过剩空气系数大 烟气处理设备庞大 有灰渣输 送及处理 渗滤液处理等复杂环节 基建投资较大 建设周期较长 投资回收期亦较长 2 2 2 回转窑焚烧炉方案优缺