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  高新项目  
  垃圾沼气(发电)化处理项目  
发布时间:2010-1-21 14:24:52   
     沼气动力机组,专利号:ZL200320102284.2,发明专利申请号:200510130028.8,200510130069.7,实用新型申请号:200520142939.8,发明人:吴兆流。  

      该专利是一项新型的沼气工艺及结构技术,其特点是:一、它利用太阳能和沼气发电余热给发酵液加温。二、利用沼气循环压力机给容器内的发酵液搅拌及加快液料提升的速度。三、利用仿生物菌床加快厌氧速度。四、利用沼气压力将渣液分离。五、利用物理、化学相结合的方法对沼气进行脱硫脱水。六、利用物理等先进的方法将泥沙与有机物分离,使带有大量泥土、砂石的垃圾等废弃有机物可大量用于沼气化发电。  

      该专利技术为沼气工程的推广发展提供了一个新途径,它可使大量的垃圾、秸秆、粪便、污水等污染物变废为宝,它可使我国北方地区沼气工程可长年运行。  

      由于垃圾中含有大量的有机物,垃圾降解过程中,在生物的作用下产生大量沼气。垃圾场沼气资源丰富,因此,在厌氧过程中消耗了约70%的有机物,剩余有机物可作高效有机肥或燃料(同煤、气混燃)。开发利用垃圾沼气资源,发展循环经济,即可减少对环境的污染,又可提高垃圾场的经济效益。利用沼气发电,利国利己,一举多得。  

    一、垃圾沼气(发电)化处理的必要性  

      目前,填埋式垃圾场侵占了大量土地,且产生出大量的有害性气体,毒害性和危害性极大。垃圾场从建场投入使用到结束后长达数十年。排放了大量的沼气等有害气体,给社会环境污染极大。  

      研究表明,填埋式垃圾场对周围环境和人类健康具有下列危害:  
(一)、易发生爆炸事故和火灾。填埋场气体爆炸事故,国内外常有发生。  
(二)、填埋堆体滑坡。堆体滑坡随时会给周边人们的生活带来不便。  
(三)、造成地下水质发生变化。填埋场释放气体中挥发性有机物及二氧化碳都将造成地下水的污染。  
(四)、填埋场气体的释放加剧了全球变暖。由于填埋场气体中含有大量的二氧化碳,通过温室效应,使气温上升,可造成地表气温升高。  
(五)、填埋场气体的释放及扩散造成填埋场及附近植物根区氧气缺乏,从而造成植物死亡。  

      因此,垃圾场的垃圾合理的处理应用非常必要,其社会效益不可估量。  

   二、垃圾沼气(发电)化处理工艺及方法  

       该项目工艺结构已获专利为技术保密,暂不公开发表.请谅解.  

      垃圾一旦进入垃圾场,微生物的分解过程就开始,并不断开始产生沼气,排出沼气。因此,利用沼气化处理降解垃圾,效益可观,方法可行。  

      垃圾沼气化处理的方法是:先将运来的垃圾进行机械和人工分检,分检后的垃圾再进入精分检池内进行砂石和泥土分离,分检后的大量有机物经酸化发酵,多级厌氧,发酵产生沼气,沼气净化后用于发电,发电余热和浮飘物燃烧后给厌氧间加温,这样可实现中恒温厌氧发酵,大大提高降解速度,减短滞留期。沼渣可用于作高效有机肥或燃料,砂、石及泥土可作建筑原料等。  

      研究证明,消耗1kgCOD可产生甲烷0.35m3,粗略估算每千克垃圾可产生沼气0.35m3,根据垃圾总量可以粗略的算出产生沼气的总量。  

    三、沼气的主要成分  

      在上述工艺设备正常运行的情况下,所产生的甲烷体积含量一般为45%~55%,这样含量的甲烷的热值大约为17-22MJ/m3。  

      沼气通常由二氧化碳、甲烷和其他微量成分(如氮气、硫化氢和挥发性有机气体)组成。  
甲烷(CH4)              45%~58%  
氧气(O2)               1%~2%或更低  
氮气(N2)                2%~10%  
二氧化碳(CO2)          36%~53%  
氢气(H2)                0~1%  

微量气体:  
硫化氢(H2S)             0~1%  
一氧化碳(CO)           0~0.2%  

    有害气体中的非甲烷有机化合物包括乙烷、甲苯、硫化氢、乙苯、氟氯烯等几十种。  

    四、垃圾沼气(发电)化处理可实现无公害化排放  

      垃圾的主要成分(以北京为例):厨余32.6%、纸15.1%、塑料14.6%、灰土21.46%、金属1.96%、其它14.28%。容重约0.402t/m3、含水率约54%。  

      目前,国外和国内处理垃圾主要靠填埋或焚烧,填埋垃圾侵占了大量的土地,且污染了环境,焚烧设备投资大,二次污染也较严重。  

      近年来,科技人员在纷纷的为垃圾寻找新的出路。如沼气(甲烷)化处理、垃圾发酵制造酒精等。  

      垃圾沼气化处理技术可靠、投资相对较少、产生效益可观,关键在于它能将垃圾彻底的进行了无公害化处理,运行费用低,管理简单。  

      垃圾被沼气化处理后,各此所用。砂、石、泥被分离后可用作建筑材料等,浮飘有机物被燃烧后产生了热能,有机物厌氧产生的沼气可直接用于发电,发电余热可提高发酵间的温度,加速发酵速度,缩短发酵周期,未降解完的30%有机物压干后可直接作肥料或燃料,降解后的水可在系统内被循环利用。  

      总之,垃圾沼气化处理真正的实现了无公害化排放。  

    五、垃圾沼气(发电)化处理的发展前景  

      垃圾沼气(发电)化处理,一举多得。目前,国际环境污染加剧,能源需求矛盾突出,这两大问题都制约了世界经济的发展和和平。我国能源紧缺已成为经济发展的瓶颈子,国家出台了《可再生能源法》,大力鼓励开发利用可再生能源。利用垃圾生产沼气来发电,即处理了垃圾,又获得了能源。且经济收益可观,利国利己,前景广阔。  

      人们开发利用沼气已有几十年的历史,近年来国内外专家已总结了十多种成熟且高效的工艺及设备,生产沼气的成套装置技术成熟、工艺可靠、性能稳定,可适应各类发酵原料的使用。  

    六、垃圾沼气化处理设备的平面布置及主设备结构  

      该工艺设计的垃圾精分检至发电的工段均为全自动化运行,它的工艺平面布置图及设备结构简图如下:  

      该结构是垃圾精分检,泥与有机物分离,一级酸化,二级厌氧和三级厌氧连串在一起,四级为BBR结构。设备材料上采用混凝土,钢板防腐和玻璃钢结合。工艺和用料尽量满足各工段的性能要求。且投资少、寿命长、维护方便、运行成本低。  

      垃圾沼气化处理的收入主要来源于处理垃圾的政府补贴和发电收入。如能达到政府对投资设备补贴,企业的经营效益就更加可观了。  

       以下就单一的设备投入与发电收益作一分析,本分析未考虑土地和机械及人工的前期粗分检费用。  

      下列计算参数以日消耗2000t垃圾(有机物及灰土含量40%时约800t,可日产沼气约40000m3,日可发电量约50000kwh)为依据。  
1、一次性投入:1871万元  
1)、净化设备   85万元  
2)、输气及安全系统(不含阀门)   15万元  
3)、储气柜(500m3)              38.5万元  
4)、控制系统(含探头及执行元件)  22万元  
5)、燃烧炉        18万元  
6)、水泵及阀      20万元  
7)、四级罐(钢板焊接防腐) 193万元  
8)、土建(BBR池子)       238万元  
9)、土方(25000m3×25)    62.5万元  
10)、分离池    10.7万元  
11)、精分池    4.75万元  
12)、消泡池    3.5万元  
13)、砂、石提升设备  60万元  
14)、厂房、道路      60万元  
15)、办公用品及小型工具    13.5万元  
16)、FRP气室(146只)    116.8万元  
17)、培菌及调试费          40万元  
18)、系统工艺设计费        50万元  
19)、吸泥、压干设备        110万元  
20)、发电系统(500KW机组5台,含安装等费用)   648万元  
21)、税费                  61.75万元  
      
      注:年均折旧(发电机组、泵、燃烧炉、吸泥及压干设备10年,其它设备20年):134.70万元  

2、运行成本(年):150.40万元  
1)、人工费          21.60万元(18人,1000元/月)  
2)、设备维护费用    100万元(发电机组十年平均值)  
3)、化工材料及电费  28.80万元(日耗电费500元,日耗化工原料300元)  
3、发电收入:50000kwh/d×0.5元/kwh×360d=900万元  
4、年净收益:900-150.4-134.7=614.90万元  
5、回收期:1871万元÷614.90万元=3.04年  

      注:如加上政府补贴和项目支持或有政策优惠,回收期可大大缩短。经营效益可大大提高。   
 
   七、系统安全管理  

      垃圾沼气化处理系统、储气柜、输气管道、发电机组均应按相关的规范进行管理,企业应对职工进行岗前培训。  

      系统的安全管理应定期不定期进行安全普查,及时排除险情,定期不定期对设备进行安全检查,尽早排除安全隐患。  

      总之,利用垃圾沼气发电可实现环保效益和经济效益“双赢”。这是因为,垃圾场产生的沼气主要含量是甲烷和二氧化碳,它们不仅严重污染大气环境,加剧地球温室效应,而且易引起自燃和爆炸事故。将沼气用于发电,不但可以减少垃圾环境污染,杜绝燃爆事故,还可将污染物转化为“绿色能源”。与垃圾焚烧发电相比,垃圾沼气(发电)化处理投资小,运行费用低,不仅产生了能源,还制造了大量的高效有机肥(如沼渣作肥料);真正实现了垃圾无公害化处理,利国利民,应大力发展。  

八、合作或转让方式
  该项目拟采取项目股权合作、技术转让、分项加工等方式进行推广,具体事项如下:
(一)股权合作:
1、由专利权单位和投资单位共同组建一家项目公司,专门负责本产品的加工生产和工程施工。专利权单位以无形资产(市场资源和专利技术)投入,持股30%;投资单位以500万元现金投入,持股70%。资金一次到位。
2、产品的市场开发和工程设计由专利权单位负责,产品的加工制造和工程建设由项目公司负责。
3、双方对项目公司经营实行股份制管理,公司财务运作由合作双方共同监管,所获收益双方按股权进行分配。
  (二)技术转让:
1、非独家转让,每省、市、区一家,技术转让费80万元。
2、独家转让,全国一家,技术转让费500万元。
3、接产方可先付入门费100万元(独家转让),技术方长期占股10%,30万元(非独家转让)技术方长期占股10%。
  (三)分项加工:
  即由合作方提供流动资金、场地等生产条件,并承担相关加工任务。具体方式、条件面议。

   

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