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鄉鎮垃圾處理項目可行性分析

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鄉鎮垃圾處理項目可行性分析

發布日期:2018-12-28 作者: 點擊:

1. 垃圾處理技術簡介

1.1 生活垃圾的物理特性

 

 

 

城市

垃圾成份(%)

 

 

含水率(%)

 

 

低位熱值(kj/kg)

 

 

 

備注

有 機 物

無機物

 

 

小計

 

 

植物

 

 

動物

 

 

紙類

 

 

塑料

 

 

織物

 

 

灰土

 

 

玻璃

 

陶瓷磚瓦

 

 

金屬

 

 

其他

**市

63.41

40.02

6.25

5.15

10.64

1.35

30.25

0.63

1.56

0.18

3.97

48.60

4803


**縣

61.77

39.56

4.98

6.35

9.62

1.26

32.68

0.81

1.32

0.12

3.30

40.36

4679


**縣

57.89

38.88

4.36

4.52

8.94

1.19

36.12

0.74

1.68

0.16

3.41

48.12

4385


**縣

59.27

40.80

5.01

3.48

7.85

2.13

33.65

0.88

2.12

0.14

3.94

47.20

4490


1.1 目前國内各種生活垃圾處理工藝特性的對比

 1.2-2 垃圾無害化處理适用工藝對比分析一覽表

      項目

衛生填埋

簡易填埋

水泥窯協

同處理

農村沼氣

厭氧發酵

垃圾熱解

焚燒

堆肥

技術

可靠

 

可靠

 

較可靠

 

可靠

 

較可靠

 

較可靠

 

較可靠

 

較可靠

 

 

處理範圍

 

 

适用于有機物<20% 的垃圾

 

适用于垃圾分類後有機物< 10%的垃圾

适用于有條件利用水泥窯協同處理的村鎮

 

因發達養殖業産生的大量糞便垃圾

垃圾分類後塑料、廢紙、木料等組成比例較高的垃圾

垃圾分類後垃圾低位發熱量高于5000KJ/kg

的垃圾

 

 

是用于垃圾分類後可堆肥垃圾

選址

難度

較困難

有一定

難度

——

容易

有一定

難度

有一定

難度

較容易

占地

面積

較大

——

較小

中等


能源化

沼氣收集

後可發電

——

——

沼氣收集

後可燃燒

垃圾堆肥

投資

40-60

元/m³

5-15 元/m³

——

250-350

元/m³

30-55

萬元/t

35-70

萬元/t

15-35

萬元/t

技術特點

需專業人員操作,運行成本低

操作簡單, 運行成本

需專業人員操作

操作簡單,運行

成本低

需專業人員操作

需專業人員操作

投資低, 減量化和資源化效果好



1.1 目前國内各種生活垃圾處理工藝特性的對比


本設計方案涉及的垃圾裂解汽化爐是一種小型村鎮垃圾處理系統設施,由垃圾前處理設備+垃圾裂解氣化爐+煙氣後 處理設備聚合集成,按國标《生活垃圾焚燒污染控制标準》

(GB18485-2014)設計。

設計的産品系列: 10t/d、15t/d、20t/d、30t/d

2. 垃圾熱解氣化爐的工藝技術原理

2.1 工藝原理圖解

如下圖所示:

圖片2.png

1.1 工藝技術簡介

熱解氣化爐從上到下, 依次為幹燥層、熱解氣化層、燃燒層、燃盡層。

 

垃圾首先在幹燥層受爐膛壁面熱輻射、高溫熱解氣化 煙氣對流以及熱解氣化層導熱三方作用下幹燥, 其中的水分揮發。幹燥後垃圾在熱分解段和氣化燃燒段分解成一氧 化碳、氣态烴類等可燃物進入混合煙氣中。熱解氣化後的 殘留物( 液态焦油、較純的碳素以及垃圾本身含有的無機灰土和惰性物質) 進入燃燒層充分燃燒。燃燒層沿高度方向可分為氧化區和還原區。氧化區内發生碳、焦油和氧氣 發生劇烈的氧化反應,燃燒溫度可達到 850~1000℃,燃燒産生的熱量用來提供還原區、熱解氣化層和幹燥層所需的 熱量。還原區内 CO2 和 H2O 被熾熱的 C 還原, 産生CO,H2 等可燃氣體,進入混合煙氣中。

燃燒層産生的殘渣經過燃盡層繼續燃燒完全後,落入灰渣

室排出爐外,同時熱解氣化區産生的混合煙氣進入二燃室并與二次供風混合進行高溫燃燒。來自預幹燥裝置的部分水蒸汽、低沸點可燃氣體送入爐膛進行混合燃燒。其中,空氣能給燃燒層提供充分的助燃氧。而幹燥産生的水蒸汽可作為熱解氣化層的部分氣化劑。立式爐型和獨特的風管送風方式滿足了垃圾在關鍵的熱分解氣化階段需要的溫度和反應空氣量( 欠氧和無氧) 的條件, 并能使參與反應的垃圾維持


在這個環境下足夠的時間。

 

由此可以看出, 垃圾在熱解氣化爐内經熱解後實現了能量的兩級分配, 熱解成分進入二燃室燃燒, 熱解後的殘留物在熱解氣化爐的燃燒段燃燒, 垃圾的熱分解、氣化、燃燒形成了沿向下運動方向的動态平衡, 在投料和排渣系統連續穩定運行的外部條件下, 爐内各反應段的物理化學過程也連續、穩定地進行, 因此熱解氣化爐可以連續地、正常地運轉。

1.2 工藝技術亮點

1.2.1 獨特的一體化多段一燃室

獨特的結構設計使一燃室内形成獨立的烘幹段、熱解段、燃燒區和燃燼區,使燃燒區和燃燼區産生的熱量直接有效地供給熱解段和烘幹段,有效提高進入熱解室的垃圾溫度和熱值,提高對高水份垃圾的适應性。同時,各段各區即各自獨立又能相互有序聯通,保證處理工藝的高效進行。

1.2.2 獨特的一次風送風方式

與通常的熱解氣化爐不同,本設計一次風包含空氣、預幹燥産生的水蒸汽和低沸點可燃氣體,由引風機吸入空氣經過熱交換機進爐内。從向上、向下和徑向為熱解氣化層、燃燒層、燃盡層、提供氣化劑(水蒸汽),氧氣和輔助燃料(可燃氣體),使燃燒更劇烈充分,提高煙氣中可燃成分含量。

 

1.2.3 獨特的可燃氣、煙氣引出方式

 

常規固定床熱解氣化爐,可燃氣、煙氣引出主要是上吸式和下吸式兩種。上吸式采用在爐膛壁面開孔引出煙氣的方法,由于引出孔靠近幹燥層,可燃氣中水分、焦油含量高。下吸式由爐排下方引出煙氣,由于流經灰渣層,煙氣中攜帶粉塵量大。本熱解氣化爐中煙氣由内置于爐膛,淹沒在物料中的煙管引出,其作用:1)迫使幹燥層産生的水蒸汽折返穿過熱解氣化層和熾熱的燃燒層,降低水分含量,提高煙氣熱值;2)迫使熱解産物折返,通過熾熱的燃燒層進行二次裂解,使其中含有的長鍊碳氫化合物(如焦油)徹底裂解, 減少煙氣中焦油的含量;3)迫使上行高溫煙氣折返,降低煙氣中粉塵濃度。

1.2.4 獨特的圓環形多噴嘴供氧二燃室設計

煙氣在二燃室的流程需經過 4 次加氧(供熱風),供風噴嘴圓柱面分布的多個二次風口,使進入二燃室的二次空氣形成渦流,可燃成分與氧氣得到充分的混合,燃燒劇烈。而且延長了煙氣在二燃室内的停留時間(≥3s),從而确保煙氣中的可燃成分充分燃燒,抑制持久性有機污染物産生,降低煙氣中粉塵濃度,達到垃圾無害化處理的目标。

1.2.5 機械化程度高、結構設計巧妙

一燃室爐排是液壓連杆機構傳動旋轉爐排看,可将未經 分選的無機垃圾(瓶子、建築垃圾)順利的排除爐外,解決了垃圾可以不需經過“分選與破碎”這道影響垃圾裂解焚燒 經濟性的難題。既減少了處理工序環節又節約了處理成本, 提高了系統工作的可靠性和效率。

在立體圓台爐體內膛,堆放的垃圾容易橋架,造成堵塞, 本爐型設置爐膛幹燥段機械攪拌活動裝置,有效的解決了爐膛堵塞難題。

2.3.5 煙氣淨化處理用水循環利用

為了節約用水,避免污水外排造成二次污染,對換熱器 用水、噴淋塔堿洗用水進行淨化處理循環回用,水處理設施廢棄濃水抽到裂解爐做氣化劑使用,從而實現垃圾裂解氣化 爐污水零排放。

2.3.6 清潔環保,“零”污染

我公司産品成套設計,各項污染物的排放穩定達标。爐 渣燃燒充分(熱灼率低、燒透好),接近零廢渣,且排出的廢渣可以用于廠房、圍牆、市政道路磚、路基等非居住房場所建設(或衛生填埋),各排放指标均符合國家标準,是對環境友好的建築材料。熱解爐的殘餘碳渣粉塵産生量少,含有多種微量元素,顆粒均勻細膩,可以用于堆肥添加劑或土壤改良。

 

2. 垃圾處理技術發展概況

 2.1 我國生活垃圾處理現狀

2.1.1 我國城鎮生活垃圾産生量大,曆史存量包袱重

 

随着城鎮化進程的加快及人民生活水平的提高,城鎮生活垃圾快速增加,引起的環境污染問題越來越嚴重。目前我國城鎮人均生活垃圾産生量約 1-2 千克/日,且以每年 8%-10% 的速度逐年快速增加。2015 年我國城鎮生活垃圾産生量約 2.77 億噸,是垃圾第一大國,約占全世界垃圾的 26%。2008 年我國城市生活垃圾清運量為 1.18 億噸,2018 年達到 1.64 億噸,

10 年增加了 4600 萬噸,年均增幅為 3.3%。

 

目前,我國城市尤其是經濟實力較弱的城市仍普遍采用 市郊露天堆放,對大氣、土壤、水體環境已經造成嚴重污 染。目前我國城市生活垃圾堆存量已超過 80 億噸,占比80 多萬畝,且垃圾産生量仍以 5%-6%的速度增長,占地量以平均每年 4.8%的速度持續增長。


2.1.2 垃圾處理行業起步晚,垃圾處理設施快速增加

相對于水處理和大氣污染治理行業,我國城鎮生活垃圾處理行業起步晚,20 世紀 90 年代後期開始起步,2000 年以後發展速度加快,2007 年後進入快速發展期。從垃圾處理廠數量來看, 2006 年全國共有垃圾無害化處理廠 419 座,2011 年增至 677 座,增幅 258 座或 61%,年均增幅 51.6 座或 10%。從城鎮生活垃圾無害化處理率來看,2000 年以後處理率逐年提升,2003- 2006 年維持在 51%-52%左右,2007 年提升至 62%,2011 年達到 80%。

4.1.3 垃圾處理能力存在較大缺口

2011 年我國垃圾清運量較 2003 年增長 0.15 億噸/年或10.36%,年均複合增長率為 1.24%。2011 年我國城鎮人口總數較 2003 年增加 16703 萬人或 31.89%, 年均複合增長率為3.52%。經測算,2011 年我國城鎮人均垃圾清運量為 0.65 千克/日,較 1996 年的 0.80 千克/日下降 18%。當前我國經濟正處于重工業化中後期,城市化進程加快,人均垃圾産生量仍處于上升階段,但垃圾清運量增速明顯卻低于人口增速,說明當前我國的垃圾清運能力遠遠不能滿足實際需求。按照城鎮人均垃圾産生量 1.1 千克/日計算,2011 年我國城鎮生活垃圾産生量約為 2.77 億噸,同期垃圾清運量僅為 1.64 億噸,垃圾處理量為 1.31 億噸,垃圾清運能力存在 1.13 億噸/年缺口,垃圾處理能力存在 1.36 億噸/年缺口。

圖 5:城鎮人口、垃圾清運量、人均清運量對比(單位:萬人、萬噸、千克/日)

2.2 城市生活垃圾處理投資情況

城市生活垃圾處理投資逐年增加,但占環境污染治理投資的比例仍較低

2000 年以來我國城市環境基礎設施建設投資中,市容環境衛生投資大幅增長。2011 年我國市容環境衛生投資額為384 億元,同比增長 27%,較 2000 年增加 300 億元,年均複合增長率為 15%。但市容環境衛生投資在環境污染治理投

資中所占比例 2011 年僅為 6%,在城市環境基礎設施建設投資中占比僅為 11%,仍處于較低水平。

2015 年市容環衛投資占城市基礎設施建設比例低



圖片1.png 

 

2.3 當前我國垃圾處理技術發展

2015 年我國生活垃圾衛生填埋處理能力為 30.02 萬噸/

日,焚燒為 9.41 萬噸/日,堆肥能力統計數據幾乎可忽略不計,分别占 73%、23%和 4%左右。近年來在政策引導下, 垃圾焚燒處理能力增長相對較快,衛生填埋處理能力增速放 緩,堆肥等處理能力 2012 年出現負增長。


2010-2017 年焚燒處理能力年均複合增速為 25.8%,衛生填埋能力年均複合增速為 6.09%,堆肥等其它處理能力年均複合增速為-13.87%。衛生填埋處理能力占比逐年下降,焚燒占比明顯提升,堆肥等其它處理能力逐步萎縮。2015 年我國垃圾焚燒廠、填埋廠分别為 109 座、547 座,較 2003 年分

别增加 62 座和 90 座,堆肥等其它處理廠數量 2003 年為

70 座,2010 年為 10 座,2011 年幾乎為零。

2.4 我國城鎮生活垃圾處理存在的主要問題

(1) 資金投入不足。

目前我國垃圾處理屬于公用事業,大部分地區由地方政府支付運營費用和補貼。受到地方财政實力、重視程度不夠等因素影響,我國在生活垃圾處理領域的資金投入嚴重不足。

(2) 城市生活垃圾處理水平區域差異大。

我國生活垃圾處理水平發展不平衡,在空間地域上存在 很大差異。東部地區由于經濟發展水平高、投入力度大,生活垃圾處理設施數量相對較多,處理率較高。而經濟欠發達地區,受财力限制,生活垃圾處理設施數量相對較少,生活 垃圾處理水平較低。

2.5 固廢處理是我國環保産業最具成長潛力的子行業

“十一五”時期大氣、水污染治理取得重大進展,但固廢處理未完成目标,未來改善空間大。2010 年化學需氧量、二氧化硫排放總量比 2005 年分别下降 12.45%、14.29%,超額完成減排任務。設市城市污水處理率由 2005 年的 52%提高到 72%,火電脫硫裝機比重由 12%提高到 82.6%。全國地表水國控斷面水質優于Ⅲ類的比重提高到 51.9%,全國城市空氣二氧化硫平均濃度下降 26.3%。“十一五”期間我國計劃新增城鎮生活垃圾無害化處理能 力 32 萬噸/日,實際新增 22 萬噸/日,計劃完成投資 863億元,實際完成投資 561 億元,遠遠未達到目标。


本文網址:http://www.sfxparish.net/news/422.html

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