城市生活垃圾综合处理厂工程项目可研报告

城市生活垃圾综合处理厂工程项目可研报告内容摘要：

120 20 MU10 100 80 25 20 80 20 第四章 项目的节能减排论证 随着世界经济的发展节能减排指标成为经济发展中的焦点问题在我国除GDP 发展外也新提出了节能减排等绿色经济指标本项目可研为此增加一章对节能减排指标作了如下论证 节能减排减少温室气体排放虽己是当今世界人们共同关注的问题可是占全国 80 以上的垃圾填埋技术是典型的温室气体制造厂占全国农村氮肥使用量 80以上的尿素却也是髙耗能产品都急待于新技术的替代和更新本项目使用的垃圾处理制肥技术使用全新的技术可有 效的大幅度缓解这二个领域的节能减排问题它的使用将对相关行业产生重大影响也为更多的行业改造开创先例为此我们做了一个初步的对比估算如下 41 填埋场填埋气的排放 我国的垃圾填埋处理己超过总量的 80％成为垃圾处理的绝对主流方式因此本项目的减排对比指标 以垃圾填埋处理排放数据为对比依据 填埋气体 LFE 是填埋场的主要排放物之一其主要成分是甲烷气 CH4 和二氧化碳 CO2 其含量约各 50％ 体积比 其余为少量的氢氮硫化氢等气体 其产气量的计算有多种方法化学需氧量法是其中较可靠方法之一据甲烷气的燃 烧反应式 CH42O2 CO22H2O 可导出的理论 最大 产生量为 1g COD 有机物 025g CH4 035L CH4 由于 CH4 在填埋气中的浓度约为 50 可近似导出填埋气的体积为 1kgCOD 有机物 07m3 填埋气 0℃ 01MPa 再根据填埋场的有机物数量计算出产气量为 L0 W 1ω η有机物 C COD VCOD 式中 L0为填埋场的理论产气量 m3 W为垃圾重量 kg 按照本例中 W 300td 本项目的垃圾成份详见表 表 21 ω为垃圾含水率 质量分数 此例中ω 45η有机物为垃圾中有机物含量 质量分数 本例中的垃圾有机物含量例定 为50％ 考虑到有一部份有机物没有全部反应 故按其 60％ 计 为η有机物 30 C COD为单位重量垃圾的 COD kgkg 一般厨余垃圾 C COD 12kgkg VCOD为单位 COD相当的产气量 m3kg 在此 VCOD 07m3kg 计算出填埋场每吨有机物垃圾将产生1386 m3 的填埋气其中 CH4为 693m3 CO2 为 693m3 其重量分别为 1826kg 499kg 1327kg 平均每年产生填埋气 2 万 t 其中甲烷气 0546 万 t 和二氧化碳气 145 万t 若 CH4 气按 211 折算成 CO2 的排放量则与本项目相当的垃圾填埋场每年排放CO2 气 129 万吨 15 年共排放 CO2 气 1935 万吨 42． CO2 气的减排量 本例若因分选等原因一部分有机物混入了填埋物料中其量一般不应超过10％ 欧洲标准要求为 5％ 按最坏情况考虑按 20％计则年排放量应为 12920 258 万吨因此本例的垃圾处理比填埋法每年可减排 CO2 气 129258 103 万吨 15年可共减排 CO2 气 1548 万吨 43 项目肥料生产的节能减排估算 ． 我国化肥的生产使用情况 氮肥是我国化肥中使用最多的肥料 2020 年我国施肥量按有效成份计 下同 为 4636 万吨其中氮肥 22219 万吨占总量的 48％磷肥 736 万吨占总量的 159％钾肥 4673 万吨占总量 10％复合肥 1204 万吨占总量 26％在氮肥中又以尿素为主我国 2020年尿素产量为 43734万吨 合有效成份 20208万吨 占氮肥总施用量 22219万吨的 90％本项目生产的有机氮肥经近年的大面积试用效果良好 另见试验报告 按以与尿素 11对比使用大田作物可比等量尿素增产 36％其它作物更高且可改良土壤和生态环境尿素 生产无论是能耗或 CO2 气排放都远大于本技术有机氮肥的生产指标对比如下 对比的节能减排估算 我国 2020 年尿素产量为 437343 万吨其中煤基尿素 271153 万吨气基尿素113709 万吨油基尿素 52481 万吨 以煤基尿素为例 尿素单耗氨 590kg 燃料煤900kg 电 193kwh 其中吨氨消耗原料煤 1017kg 燃料煤 94kg 电 1423kwh 吨 在本技术项目中主要工序为分选水解固氨脱水造粒烘干包装其总装机容量约为 500kw 每小时产量为 75 吨干燥热源来自生物质烟气炉故不计入燃煤消耗故可得 出吨有机肥单耗氨 100kg 电 67kwh 同尿素相比吨肥单耗减少氨 590100 490kg 燃料煤 900kg 电 19367 126kwh 所减少的氨折合原料煤 1017049 49833kg电 1423049 69727kwh燃料煤 94049 4606kg总计吨肥节煤 900498334606 144439kg 节电 12669727 82327kwh若按国内最先进的 337gkwh发电煤耗指标折算节省电煤033782327 27744kg 总计节标煤 14443927744 17218kg 煤吨肥 按吨煤排放二氧化碳 293 吨折算减排二氧化碳 29317218 504 吨按年产肥料36 万吨计减排二氧化碳 50436000 1814 万吨 CO2排放尿素的生产是本技术有机氮肥生产的 105倍若本枝术生产也使用煤作燃料其排放是本技术的 6 倍详见《附表一》有机氮肥与尿素节能减排对比表 第五章 项目工艺及设备 51 垃圾进料仓及分选系统 垃圾车进厂后将垃圾卸入密封的垃圾贮仓再用垃圾抓斗送入分选车间经过垃圾水选车间进行分选后垃圾物料可分为三大类 a 可水解的有机物供 3H 制肥用料 b 经过淘洗和消毒后的 砂粒砖瓦石块等可做制砖原料或建筑用砂 c 可回收利用物料如金属塑料玻璃等以上三大类物料的重量含水量及其用途详见《表 32》和《表 33》 垃圾贮仓主要包括卸料平台可供两辆垃圾车同时卸料和往返通行设自动仓门卸料时有气幕防尘设施和仓内负压防止臭气外逸等装置贮仓内设置行吊抓斗一部由控制室进行远程操作将物料送进水选工序并对垃圾中的特大物料进行剔除根据车间的生产进度控制进料速度调配垃圾运输车的卸料仓位等事项垃圾贮仓容积地坑容积为 864 米 3 垃圾的分选首先进行水选将垃圾中的砂石金属等比重大的无机物料进行分离并由 传送带送至无机物料分选室将金属类可回收物料分离后可填埋物送填埋场作填埋处理这些填埋物料都是无机物且经过淘洗和消毒其填埋只需作简易填埋不需做防渗污水收集处理和沼气排放等工程但本工程建设地在戸县据当地政府反应土地缺乏不宜再建填埋场的要求在本项目中渣工石块等物料用做制砖和建筑用砂 大部份有机垃圾进入水选池进行破袋和有机物分的再分离工序在水中物料经过粗碎后进行旋液和气浮分离并将飘浮物送入筛分和风选处理经过分选后基本可将物料分为三大类可供水解固氨物料可供废品回收的物料和可供造粒再利用的塑料物料 采用 3H 制肥 技术其垃圾可利用范围比垃圾堆肥大大的扩展除厨余外废纸织物各种植物的枝秆叶和动物皮毛等都可作为水解制肥原料可利用范围的扩大一方面可增加制肥产量另方面可简化垃圾分选的难度水选技术特别适合水解固氨工艺对原料的要求除大型衣物等有机物需要破碎后使用外一般易吸水的纸张或小布块均可经水选后直接进入水解固氨物料储罐作为原料使用水选工艺也简化了塑料金属等可回收物的清洗消毒工作 52 3H 催化水解固氨工艺和制肥生产 3H 水解工艺 图 513H 水解固氨工艺流程图 本项 目资源化处理的关键工序是垃吸的水解固氨工序 3H 水解固氨工艺流程详见 图 51 经过分选的可水解有机物按照装料操作工艺将水解固氨储仓内的物料泵送入水解罐内在高温高压和催化剂的作用下完成水解反应不同类的有机物分别完成各自的水解反应形成稳定的易被农作物和土壤微生物吸收利用的速效有机碳素营养物 整个水解反应采用了现代化生产设备通过严格的工艺参数控制和操作利用现代化工业自动化手段对反应过程通过在线测量和控制使降解反应彻底质量稳定产品性能保持一致 3H 水解工艺的完成也即完成了垃圾物料的营养化处理 整个工艺过程在密 闭的反应罐内完成反应结束后生成物和介质 水和水蒸汽 经过热交换后在近常温常压的条件下排出既减小了能量消耗又解决了髙温排放的污染问题其排出的全部固态和液态物均成为制肥原料经固氨处理和肥料的加工后作为商品出售 水解反应在高温高压下进行其温度约为 1800C压力约为 12MPa时间约 2小时在整个工艺过程中采用了大量的节能措施可节省 23 的热能 在完成水解工序后再次对物料进行筛分并对其筛上物进行风选由于完成水解的物料成为小颗粒状态未完成水解的物料就容易剔选出来二次分选可提高有机氮肥的纯度 3H 的固氨处 理 将完成了水解反应的物料泵入固氨反应罐然后将液氨和催化剂通入固氨反应罐中再将罐内加温加压将氨基固在碳链上完成了 3H 物料的稳定化处理形成含有氨基糖的 3H 有机氮肥整个生产过程在现代化设备和严格的自动化工艺操作下进行氨碳之间有着稳定牢固的共价链不会像无机氮因易形成亚硝酸盐而污染作物和地下水有机氨基糖将作为整体施入土壤中被其中的微生物和植物作为营养被根系吸收微生物的吸收增加了土壤的活力丰富了土壤营养有力的改善作物的根系环境 在完成了固氨反应的物料有很髙含水量为了节约能源水分通过专用螺旋挤压机挤出这部分经过 水解固氨的水中有大量营养物溶解在其中对液体中可溶物完成固氨后可再经过四效蒸发器对水分进行蒸发对可溶物进行浓缩后再进入电脑配料机进行配料四效蒸发是节能设施比通常的蒸发工艺节能 70 以上但根据巿场情况也可直接销售液态肥料固体物料经固氨后直接进入电脑配料机配料后送入制肥车间 3H 有机氮肥加工 完成 3H营养化和稳定化处理的物料形成了 3H有机氮肥的基础原料以此作为基础肥料再加入少量的氮磷钾及微量元素等营养成分即可制成 3H 有机氮复合肥或再加入各种有益微生物菌种即可生产成 3H 有机氮生物复合肥 53 无机物的建材利用 垃圾中的沙石炉渣砖头石块等无机物料经清洗消毒后从垃圾中分离出来对这些物料的处置可以填埋也可制砖还可作为建材沙石出售经与戸县环卫部门商确因征地困难不拟再建填埋场为此本项目对上述无机物进行制砖和分选沙石出售两种方式同时并行以增加运营的灵活性 垃圾中的砂石无机物成份复杂活性较低根据成份分类拟生产路面砖和和建筑用免烧砖或砌块叙述如下 路面砖的生产直接从垃圾中分选出来的沙石灰料活性较差经石块粉碎的砂石活性强但数量少为此我们将己经强力水洗过的活性差的砂石炉渣参照普通混凝土骨料的要 求和颗粒级配的要求备料 最大粒度≤ 10mm01 灰料≤ 10％ 再掺入水泥石灰和各种外加剂后作为底料使用 活性强的砂石再经粉碎筛分和颗粒级配后加入水泥 约 20％ 石灰 NM9 耐磨剂 FH2 型防滑剂和快速固化剂等物料经搅拌后作为面料使用其工艺流程简图见《图 52》 建筑免烧砖 砌决 的生产建筑用免烧砖的生产工艺与路面砖类似垃圾中的砂石等无机物料经粉碎过筛使沙石料的粒度达到级配要求再加入生石灰石膏和外加剂后再进行二次轮碾后搅拌并加入水泥再由压力成型机压制成型后进行养护出厂垃圾中非活性废渣属于惰性物质 不能与水泥产生水化反应只能起到集料作用在生产中要根据物料的活性调整水泥的用量活性强产品强度高水泥用量可降低 约 10％以下 成本可降低反之为确保产品的强度指标达到要求水泥用量应该增加 20％以上 成本也将增加 54 垃圾处理的自动控制和无排放无污染处理 全厂的垃圾处理和肥料生产采用统一的全自控系统垃圾的收集分选水解固氨等车间基本实现现场不须人工操作以保证工厂的环境清洁和产品质量 自控系统由 Siemens PLC 控制系统现场操作站工控机现场仪表等构成 该控制系统包括计算机监视管理系统 PLC 控制系统 控制盘现场仪表等所有数据采集与控制均由 PLC 来完成同时通过以太网总线接口与上位机进行通讯实现数据的显示及控制输。