生活垃圾处理可行性报告.pdf
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1、1 / 32 城镇生活垃圾自供能、热解气化处理 综合利用技术可行性报告 目录 一、 简述工程提出的背景、技术开发状况、现有产业规模 二、 工程产品的主要用途、性能 三、 投资的必要性 四、 工程的技术路线和关键技术的先进性效果论述 五、 产品技术性能水平与国内外同类产品的比较 六、 工程成熟程度 七、 市场需求情况和风险分析 八、 环境保护措施 九、 劳动保护和安全 十、 社会经济效益 十一、单机经济效益。 十二、工厂用地情况 十三、用户的选择 前言 人人都讨厌垃圾、人人都制造垃圾、垃圾如何处理的问题是 伴随着人类文明史的一个世界性难题。 垃圾是放错位子的有效资源。垃圾是一座永不枯竭的矿藏。
2、2 / 32 为切实加大城市生活垃圾处理工作力度,提高城市生活垃圾处理减量 化、资源化和无害化水平,改善城市人居环境,国务院于2018 年 4 月 19 号下发的国发 2018 第 9 号文件指出,城市生活垃圾处理是城市管理和环 境保护的重要内容,是社会文明程度的重要标志, 关系人民群众的切身利 益。近年来,由于城镇化快速发展,城市生活垃圾激增,垃圾处理能力相 对不足,一些城市面临“垃圾围城”的困境,严重影响城市环境和社会稳 定。各地区、各有关部门要充分认识加强城市生活垃圾处理的重要性和紧 迫性,进一步统一思想,提高认识,全面落实各项政策措施,推进城市生 活垃圾处理工作,创造良好的人居环境,促
3、进城市可持续发展。综合利 用,变废为宝。坚持发展循环经济,提高生活垃圾中有机成分和热能的利 用水平,全面提升生活垃圾资源化利用工作。城市生活垃圾处理要与经济 社会发展水平相协调,注重集中处理与分散处理相结合,提高设施利用效 率,扩大服务覆盖面。要科学制定标准,注重技术创新,因地制宜地选择 先进适用的生活垃圾处理技术。 自“八五”起,中国农业机械科学研究院北方机器厂、中国环境科学研究 院、清华大学、中国农业大学等多家科研单位合作,开展城市生活垃圾污 泥)减量化、无害化和资源化处理技术方面的研究。在总结吸收国内外垃 圾污泥)处理技术的基础上,根据我国城市生活垃圾无机物质含量高、含 水率高、热值低、
4、多为混合垃圾等物性和特点,开发研制出具有国际领先 水平的“城镇生活垃圾和污泥自供能热解气化处理综合利用技术”,并制 造出关键设备。该项技术已分别通过环保部和科技部评审,于2018 年 6 月 列入国家火炬计划产业化示范推广工程。 b5E2RGbCAP 3 / 32 9 号文件规定,到 2018 年,全国城市生活垃圾无害化处理率达到80% 以上,直辖市、省会城市和计划单列市生活垃圾全部实现无害化处理。每 个省区)建成一个以上生活垃圾分类示范城市。50% 的设区城市初步实现 餐厨垃圾分类收运处理。城市生活垃圾资源化利用比例达到30% ,直辖市、 省会城市和计划单列市达到50% 。建立完善的城市生活
5、垃圾处理监管体制机 制。到 2030年全国城市生活垃圾基本实现无害化处理,全面实行生活垃圾 处理设施和服务向小城镇乡村延伸,城乡生活垃圾处理接近发达国家平均 水平。p1EanqFDPw 该技术完全属于我国自主知识产权,其核心技术在国际国内尚属首创, 经济和社会效益的优势显著。该技术改变了垃圾焚烧的单一处理模式,将 热解气化、高效燃烧、厌氧消化和RDF 等多项工艺技术进行了系统整合优 化。整个系统实现机械化和自动化封闭运行,不仅实现垃圾和污泥处理的 减量化和资源化,而且有效降低污染物的排放和二次污染,各项排放指标 均达到国家规定的标准,特别是二恶英的排放优于欧盟排放标准。尤需一 指的是,该技术的
6、投资建设成本、运行成本只有进口设备的二分之一,各 项排放指标均达到国家规定的标准,而且比其他垃圾污泥)处理方法节约 了大量土地资源,极其适合我国城市对垃圾和污泥处理的要求。该项技术 产业化应用,将大幅提升我国生活垃圾和污泥处理的技术水平,这对解决 我国“垃圾围城”困境,保障低碳生态城市建设顺利开展,实现我国生活 垃圾和污泥处理装备自主化,提高我国环保产业国际竞争力,促进节能减 排,转变经济发展方式具有重要的意义。 DXDiTa9E3d 4 / 32 一、 工程背景、技术开发状况、现有产业规模 保护人类生存的环境,实施可持续发展战略,已成为21 世纪国际社会 “环境与发展”与“和平与发展”两个同
7、等重要主题内容之一。我国在经 济持续高速增长,生活水平迅速提高,城市化进程不断加快的同时,也面 临着日趋严重的环境问题,特别是城镇垃圾的处理。RTCrpUDGiT 我国城市垃圾人均年产量达到450公斤,而且每年以8%至 10%的速度 增长。我国城市垃圾总量的大幅度增加主要是由于城市规模、城市数量和 人口的增加所造成的。近30年来,我国城市数量和规模不断扩大,21 世纪 我国城市数量将达到800 多个,小城镇2 万余个,目前,我国城市常驻人 口超过 3 亿,还有相当多的流动人口。据估计,我国的城镇人口将从35 亿增长到9 亿,由于城市数量的增加,城市规模的扩大以及旅游事业的发 展,大大增加了城市
8、垃圾的产生量。 5PCzVD7HxA 我国目前城镇生活垃圾处理的方式主要有卫生填埋、堆肥和焚烧处理 三种方式。据统计,我国历年积存垃圾超过60 亿吨,且垃圾增长率高达到 10%以上。许多大城市,尤其是百万人口大城市,生活垃圾已处于无处消 纳的境地,有200 多个城市陷入垃圾的包围之中,垃圾问题已成为阻碍城 市发展的重要因素。垃圾堆放严重地污染水源、污染农田、土壤、污染大 气环境,已成为蚊蝇、老鼠、病原体的滋生源,严重危害着人们的身体健 康。jLBHrnAILg 这些问题引起我国政府和相关部门的高度重视,建设部、国家环保总 局、科技部联合制订了城市生活垃圾及污染防治技术政策,从“十 五”期间,中
9、国城市垃圾处理稳步推进,城市垃圾处理设施的建设投资有 5 / 32 了较大增长,全国累计投入191.6亿元,年平均增长速度达35%。生活垃圾 处理率已由80 年代的 2%提高到 58.2%。其中卫生填埋占80%,高温堆肥 占 15%20%,焚烧处理占 3%5%。xHAQX74J0X 近年来不少城市已经建成较为完善的无害化处理填埋厂,取得了一定 成效。但是许多城市垃圾并未达到安全卫生填埋标准,仅是堆放,诸如防 渗、防臭、防爆、填埋气沼气)利用、渗滤液处理等诸多问题没有解决。 一些城市采用堆肥方式处理生活垃圾,但在堆制过程中的防臭、碳氮比、 发酵温度控制及前处理等问题也没有得到很好解决,特别是堆肥
10、由于未对 垃圾有效分类,堆肥中含有玻璃、陶瓷、无机物碎片、塑料、橡胶甚至废 电池等,不符合国家标准和农业部标准。有的堆肥未能有效地高温灭菌, 肥料营养成分不足,被农民称为“垃圾土”市场滞销。LDAYtRyKfE 一些大城市引进垃圾焚烧设备,从运行效果上,也不尽人意,一是投 资大,平均超过65 万元/吨日,并且都要以油、煤助燃,运行费用居高不 下,给政府和企业带来很重的经济负担,以至于进退两难,如深圳垃圾处 理厂引进日本焚烧炉一套两台)日处理量600 吨垃圾 发电功率总计为 6MW)的焚烧发电处理厂需要投资约4.5 亿人民币,每吨垃圾需要100 300 元运行管理费用。上海建设日处理1000 吨
11、垃圾焚烧厂耗资7.2 亿元, 还要建设配套的油库等。目前国产垃圾处理设备多为炉排炉,流化床燃烧 炉,许多配套不完善,垃圾焚烧后的烟气往往达不到国家标准要求,特别 是垃圾焚烧厂烟气中的二恶英类物质超标,其次在垃圾焚烧处理中,垃圾 的可再生利用低。这也是造成大部分垃圾处理厂效益不好的原因之一,至 使我国城市垃圾处理长期在“三高一超”建设投资高、设备故障高、运行 6 / 32 费用高、排放超标)的阴影下徘回。Zzz6ZB2Ltk 基于上述情况,经多方调研、考察国内外垃圾处理技术和市场分析, 在总结国内外垃圾处理技术设备运行经验的基础上,通过对我国城市垃圾 与发达国家相比无机物质含量高、含水率高、热值
12、低、多为混合垃圾等物 性和特点,开发研制出城镇生活垃圾自供能热解与综合利用技术,并研制 出关键设备。其主要技术特点:dvzfvkwMI1 、无需辅助能源实现生活垃圾自供能热解焚烧处理,具有节能、运 行成本低的特点。针对我国城镇垃圾含水率高、热值相对较低的特点,在 前处理子系统中将垃圾中的水分去除,提高垃圾的热值,为后续处理和利 用创造条件。 rqyn14ZNXI 、整合不同的垃圾处理工艺技术,对垃圾分类分级处理和可再生利 用,实现垃圾处理最大资源化。改变垃圾焚烧的单一处理模式,将热解气 化、高效燃烧、厌氧消化和RDF 等多项工艺技术加以系统整合,最大限度 地将垃圾中的各有效组分转换为可再生利用
13、的资源。本设计可生产的资源 有:RDF 燃料、再生塑料、建材、沼肥、沼气等。 EmxvxOtOco 、采用综合措施,有效地降低污染物的排放和二次污染,实现二恶 英等物质的排放达到和低于欧盟标准。综合措施包括:在热解气化焚烧 前,通过厌氧消化、RDF、再生塑料回收等措施从总量上减少产生二恶英 的含氯前体物,如聚氯乙烯、氯代苯、五氯苯酚等;采用热解气化和高温 焚烧的技术方案使进入热解装置的所有有机可燃物在还原气氛下进行热解 产生可燃气体,将大分子有机物分解为小分子可燃气,同时灰渣在高温熔 融下进行燃烧使垃圾中的Cu、Fe不易生成二恶英形成的催化剂;通过垃圾 7 / 32 后处理系统控制二恶英低温合
14、成的反应条件。SixE2yXPq5 、无需人力手工分拣,整个系统实现机械化和自动化封闭运行,减 轻了工人劳动强度并改善了工人的劳动条件,对周边环境无污染。系统中 各部分均为全封闭设计,隔室操作。垃圾前处理子系统为负压运行。生产 线中的臭气均抽到热解气化装置中焚烧。操作、测量系统采用计算机控制 和显示。6ewMyirQFL 经过设备运营和检测,各项指标达到或优于国家标准,具有良好的社 会环境效益和经济效益。目前城镇生活垃圾自供能热解与综合利用技术进 入成长期,技术设备市场需求量相当大,仅国内市场需求量应在五万套以 上。kavU42VRUs 二、 工程产品的主要用途、性能 垃圾煤炭,它是一种用途广
15、泛的燃料,烧烤、冶炼、铸造等用途。水 份 4.15%、灰分 27.41%、挥发分 14.33% 、固定炭 54.11% 、全硫 0.31% 、弹 筒发热量 4859大卡、高位发热量4846大卡。y6v3ALoS89 三、 投资的必要性 保护环境是我国的一项基本国策,“十一五”期间,国家将全面改善 环境质量作为污染防治的根本任务;将以防为主、防治结合作为污染防治 的根本方针;将全面推进重点突破作为污染防治的根本方法;将减少污染 物产生作为污染防治根本途径;将综合运用法律、经济、技术、行政和信 息公开等措施作为污染防治的根本手段。为此,国家环境保护部将中国城 市环境综合整治与定量考核作为污染防治基
16、础性工作。到2018 年,全国城 市都要纳入“城考范围”达到“十一五”规定的减排目标。2009 年 2 月国 8 / 32 务院又制定了乡村“以奖促治”实施方案,大大加强了环境保护和治理力 度。M2ub6vSTnP 按照城市生活垃圾及污染防治技术政策要求:减量化、资源化、 无害化的原则,加强对垃圾产生的全程管理,从源头减少垃圾的产量,对 已经产生的垃圾要进行无害化处理和回收利用,防止污染环境。本工程实 施:0YujCfmUCw 1)能有效的改善治理大气环境污染及地表水和地下水的污染。在垃 圾堆放的场区臭气冲天、老鼠成灾、蚊蝇孳生,有大量的氨、硫物污染物 向大气释放,仅有机挥发性气体就多达100
17、 多种,其中含有许多致辞癌、 致畸物等。其次,垃圾不但含有病微生物,其中的含水量和淋入堆放的垃 圾中的水产生的渗滤液流入周围地表水体和渗入土壤,将会造成地表水和 地下水的严重污染。 eUts8ZQVRd 2)可节约大量的大地资源。城市垃圾填埋场从表面上看,消灭了堆 放的垃圾山,但是并没有进行垃圾减量化处理,只是将地面上垃圾放到了 地下。一个占地300 亩的城市垃圾填埋场,只够日产垃圾200 吨以下的中 小城市使用 15 年,而且垃圾填埋场的土地至少50 年不能再使用。sQsAEJkW5T 3)有利于实现垃圾资源化。国家把实现生活垃圾资源化提高到了社 会可持续发展的战略高度,垃圾资源化已逐步成为
18、垃圾治理的目标。该工 程的实施: A)解决了城市垃圾混合回收方式垃圾资源化的难度。B)解 决了城市垃圾资源化技术难题。C)解决了城市垃圾资源化的资金不足。 D )加快了垃圾管理工作走进市场,形成市场性的良性循环,促进了垃圾 产业的发展。 GMsIasNXkA 9 / 32 该工程以生活垃圾自供能热解技术处理生活垃圾,生产出垃圾煤炭在我 国及世界上属首创,具有重要的示范性和推广性。设备制造填补高新技术 空白,也为我国在垃圾综合治理以及实现垃圾资源化开发起到了巨大的推 进作用,并为其产业化发展奠定了基础。 TIrRGchYzg 四、 工程的技术路线和关键技术的先进性效果论述 原料垃圾成份是垃圾处理
19、技术设备设计的基础,这些年来我们从北京 及周边地区取样,通过实验和参考有关资料确定本技术设计工艺的垃圾成 份。同时,生活垃圾的含水率随季节、气温和收集方式等多种因素有关, 本设计确定垃圾含水率60%湿基),主要包括外在水份和内在水份。统计 数据显示垃圾成份为: %)7EqZcWLZNX 厨余果皮纸类草木织物塑料橡胶玻璃金属砖瓦灰土 60 10 4 3 10 2 6 3 2 各取样点生活垃圾成份%)统计数据 成份双气住宅区普通楼房住 宅区 普通平房住 宅区 商业区事业区医院城乡结 合区 灰土2.0 12.8 2.66 4.45 18.6 食品厨余68.6 61.0 36.5 32.41 29.3
20、4 29.44 32.4 纸类2.43 7.0 4.6 27.36 12.78 26.27 4.6 砖瓦0.5 1.20 3.5 1.05 3.27 0.64 4.0 塑料8.84 10.2 9.1 14.17 11.11 15.28 7.8 草木4.68 5.2 23.0 5.62 22.91 3.18 26.7 玻璃5.70 6.3 4.6 12.47 11.20 15.58 3.8 织物2.90 4.8 4.1 1.78 3.19 6.94 3.1 10 / 32 金属5.66 3.0 1.8 2.48 1.75 2.67 1.6 基于上述垃圾成份和水份确定技术路线是利用生活垃圾自供能热
21、解焚 烧技术处理垃圾,同时对垃圾分类分级处理无需人力手工分拣,整个系统 实现机械化和自动化封闭运行和可再生利用,采用综合措施有效降低污染 物的排放和二次污染,实现二恶英等物质的排放达超低或零排放,沼渣、 沼液全部回收利用达到零排放。本技术工艺可生产再生产品有RDF 成型燃 料、再生塑料、木炭、木醋液、沼肥等产品,根据产品需求可进行不同配 置。而本工程技术产品主要以垃圾煤炭为主进行论述,技术设备产品性能 达到国际标准,即可以替代进口,也可以直接出口。lzq7IGf02E 本技术工艺设备设计执行技术指标和标准 (1)热解焚烧和排放指标 A热解焚烧装置技术指标 : 烟气出口温度 ): 850 烟气停
22、留时间 S): 2 焚烧炉渣热灼率 %)5 焚烧炉出口烟气中氧含量%):612 焚烧炉烟囱高度 M):25 B 焚烧炉大气污染物排放指标:按生活垃圾焚烧污染控制控制标 准 GB184852001)规定执行。 C 氨、硫化氢、甲硫醇臭气浓度厂界排放限值根据生活垃圾焚烧厂所 在区域,分别按照恶臭污染物排放标准GB1455493)相应级别 11 / 32 的zvpgeqJ1hk 指标值执行。 D 废水中污染物最高允许排放浓度按污水综合排放标准GB8978 1996)执行。 E 生 活 垃圾 焚 烧 厂噪 声 控 制限 值 按 工 业 企 业厂 界 噪 声标 准 GB12348 90)执行。 (2)设
23、备制造、安装执行标准 生活垃圾焚烧处理工程技术规范CJJ902002) 环境保护设备:通用技术条件Q/JBBJD0522001) 工业机械电气部分:通用技术条件GBT5226.11996) 机械设备安装工程施工及验收通用规范GB5023198) 压缩机、风机、泵安装工程施工及验收规范GB5027598) 电气装置安装工程施工及验收规范GB502545025996) 城市生活垃圾焚烧处理工程工程建设标准 生活垃圾焚烧处理厂运行维护及其安全技术规程等。 技术工艺流程概述: 本工艺流程共有七个子系统组成,以下分别简述 1)垃圾前处理子系统 垃圾前处理子系统是通过挤压、干燥和风选的处理工艺将原料垃圾的
24、 含水率降低并将有机可燃物与无机不可燃物分离,经该子系统处理的垃圾 12 / 32 应能满足热解气化的要求,该子系统的处理技术要求是:将垃圾含水率由 60%降至 20%,分离有机可燃物。 NrpoJac3v1 本设计的垃圾前处理子系统主要由垃圾库、挤压脱水、垃圾干燥和垃 圾风选等部分组成。 A 垃圾库 垃圾贮存并沥去部分外在水份约3%左右。 垃圾有效存贮容积 m3):3600按存贮 3 天处理量,垃圾密度 按 250kg/m 3)。 垃圾库建筑:为全封闭建筑,垃圾池内敷设防水、防渗层,底 部设沥水栅板和污水排出管路,可将沥下的污水直接排至厌氧 消化池。建筑按现行国家标准建筑设计防火规范执行;
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