【正文】 發(fā)電 工程 建設(shè)地點： 江蘇省大豐市海豐 奶牛場 編制單位： 杭州能源環(huán)境工程有限公司 編寫時間： 2021 年 6 月 項目名稱： 大豐市海豐奶牛場沼氣工程 報告編制單位： 杭州能源環(huán)境工程有限公司 法人代表： 蔡昌達(dá) 項目負(fù)責(zé)人： 蔡 磊（總工程師） 主要編寫人員： 李 倩 （工藝工程師 ) 王真真（工藝工程師） 陳建文（結(jié)構(gòu)工程師 ) 王奕陽（給排水工程師 ) 潘軍飛（電氣工程師） 王 超（預(yù)決算 ) 聯(lián)系電話： 057186041861 86965644 編制時間： 2021 年 6 月 大豐市 海豐奶牛場沼氣發(fā)電工程 可研報告 杭州能源環(huán)境工程有限公司 地址：杭州市鳳起東路 118 號七層 電話 /傳真： (0571)86041861 Email: I 目錄 第 1 章 概述 4 項 目目的和意義 16 第 7 章 工藝單元設(shè)計與設(shè)備選型 39 工程建設(shè)完成后對外部環(huán)境的影響與對策 40 第 10 章項目組織管理與運行 44 投資估算依據(jù)及范圍 44 固定資產(chǎn)投資總額 48 財務(wù)評價 53 附件： 大豐市 海豐奶牛場沼氣發(fā)電工程 可研報告 杭州能源環(huán)境工程有限公司 地址：杭州市鳳起東路 118 號七層 電話 /傳真： (0571)86041861 Email: 2 建設(shè)內(nèi)容及規(guī)模 項目處理 上海牛奶集團（大豐）海豐奶牛場（一期） 1 萬 頭奶牛 糞污， 牛糞 240噸 /天 ， 牛尿 240 噸 /天，沖洗水 167 噸 /天 。 計 CDM 收益時 達(dá)產(chǎn)期內(nèi)年均銷售收入 萬元 ， 年 利潤 萬元 ， 項目財務(wù)內(nèi)部收益率為 %， 項目財務(wù)總凈現(xiàn) 值為 萬元 ， 項目的投資回收期 年。國務(wù)院 領(lǐng)導(dǎo) 在北京國際可再生能源大會上指出 2020 年我國可再生能源占 能源供應(yīng)的比重將達(dá)到15%，《 2021 中國新能源產(chǎn)業(yè)年度報告》提出 2050 達(dá)到 30%，任重道遠(yuǎn)。 三 、保護 生態(tài)環(huán)境的需要 我國是農(nóng)業(yè)大國，每年產(chǎn)生大量的有機廢棄物。有機廢棄物厭氧消化生產(chǎn)清潔生物燃?xì)獾倪^程能有效控制病原微生物的擴散和傳播，發(fā)酵殘余物是優(yōu)質(zhì) 的有機肥，可替代化肥的使用，改善土壤理化性狀，為農(nóng)作物生長提供良好的土壤環(huán)境。 上述 一系列政策和法規(guī)為本項目順利實施提供了政策保障。 本項目有效解決畜禽養(yǎng)殖場固體、液體廢棄物以及氣體惡臭等 環(huán)境污染 問題 。 近年來，農(nóng)業(yè)污染治理已列入重要議事日程。 實施可持 續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略是我國的基本國策，可持續(xù)發(fā)展要求在經(jīng)濟發(fā)展的同時，治理環(huán)境污染，改善和提高環(huán)境質(zhì)量。 在大中型畜禽養(yǎng)殖場中建設(shè) 能源環(huán)境及綜合利用工程 ，可以從根本上解決糞 污的污染問題。沼渣、沼液可消除化肥對土壤的污染。從 1991 年開始，已經(jīng)在世界各地成功開發(fā)了100 多個甲烷回收項目。 經(jīng)厭氧消化的沼渣和沼液中不僅保留了有機物分解后所生成的各種養(yǎng)分，富含 N、 P、 K、 Ca、 Mo、 Zn、Fe、 Mn 等元素，還含有生長素、維生素、有機酸、氨基酸等多種活性物質(zhì)，適宜用作農(nóng)用灌 溉及農(nóng)業(yè)肥料。沼氣是本項目的前端產(chǎn)品，設(shè)計產(chǎn)能為每年生產(chǎn)沼氣約 萬 m3， 采用進口發(fā)電機組， 1 立方米沼氣可發(fā) 2 度電，電能 將全部用于 上網(wǎng) 發(fā)電， 設(shè)計年發(fā)電量約為 萬 kW 電力供應(yīng)是國家能源體系的重要組成部分， 連續(xù) 多年 出現(xiàn) 用電緊張 的局面， 同時能源結(jié)構(gòu) 比例失調(diào) 。 我國現(xiàn)有的農(nóng)田種植面積約 20 億畝，每年使用各種肥料數(shù)以億噸計，其中 90%以上是化肥。在可預(yù)見的時期內(nèi)，有機肥的生產(chǎn)和供應(yīng)都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場的 需要。江蘇省大豐市地處亞熱帶與暖濕帶的過渡 地帶，四季分明，氣溫適中，雨量充沛，年平均氣溫 ℃ ，無霜期213 天，常年降水量 毫米，日照 小時。國家重點工程大豐港位于江蘇沿海海岸線中部，是填補江蘇沿海港口空白帶的 中心戰(zhàn)略大港。 實現(xiàn)場區(qū)內(nèi)污染零排放 通過建設(shè)該項目，可使場區(qū)內(nèi)實現(xiàn)清潔生產(chǎn)和糞污治理的開 發(fā)利用，并可實現(xiàn)場區(qū)內(nèi)污染零排放的目標(biāo)。 大豐市 海豐奶牛場沼氣發(fā)電工程 可研報告 杭州能源環(huán)境工程有限公司 地址：杭州市鳳起東路 118 號七層 電話 /傳真： (0571)86041861 Email: 16 沼 氣 工程 工藝 設(shè)計 工程規(guī)模設(shè)計 大豐市 海豐奶牛場（一期）飼養(yǎng)規(guī)模為 10,000 頭奶牛，其中成年奶?？倲?shù)為6969 頭（泌乳牛 5575 頭），后備乳?？倲?shù)為 3031 頭。d ＝ t/d 合計糞便量： 240 t/d 牛尿量： 成年奶牛尿量 ： 6969 頭 30 kg/頭 物料（ TS）平衡計算見表 62。 圖 63 大豐市海豐奶牛場 沼氣工程工藝流程 二、 工藝流程說明 沼 氣 發(fā)電上網(wǎng) 混合糞污 勻漿 水解池 厭氧反應(yīng)器 CSTR 固液 分離機 固態(tài)有機肥 用作農(nóng)作物、果園、 飼料地等液態(tài)有機肥 生物脫硫 貯氣柜 發(fā)電機 余熱利用 后發(fā)酵池 沼液池 氧化塘 大豐市 海豐奶牛場沼氣發(fā)電工程 可研報告 杭州能源環(huán)境工程有限公司 地址：杭州市鳳起東路 118 號七層 電話 /傳真： (0571)86041861 Email: 20 發(fā)酵原料牛糞 、尿和沖洗水等 統(tǒng)一收集 ，然后進入勻漿水解池，經(jīng)過進一步水解和沉砂之后進入?yún)捬豕薨l(fā)酵。 （ 2）厭氧反應(yīng)器工藝 本工程采用 完全混合厭氧反應(yīng)器 。因此，選擇完全混合厭氧反應(yīng)器（ CSTR）是較為合適的，有利于 節(jié)省 投資；較長的水力停留時間也有利于奶牛糞污的 充分 分解與消化，沼氣的產(chǎn)量也相對穩(wěn)定，同時，更有利于項目的順利實施與運行管理。對厭氧消化罐采用高密度擠塑板等材料進行強化保溫。 沼液用途：沼液 經(jīng)管網(wǎng) 至 青貯玉米 飼料地、果園、苗圃等施肥用地，作為液態(tài)有機肥使用 。這種脫硫方法已在歐洲 廣泛使用，在國內(nèi)某些工程已有采用，其優(yōu)點是：不需要催化劑、不需處理化學(xué)污泥，產(chǎn)生很少生物污泥、耗能低、 H2S 去除率為 90%， 去除效率高。 由牛糞污水厭氧消化處理后所產(chǎn)生的沼氣是一種優(yōu)質(zhì)的生物氣體能源。發(fā)電機組由發(fā)電機 主機、 余熱 回收裝置、消音設(shè)備、 軟化 水設(shè)備 等 部分 組成。 （ 3） 熱能供需平衡計算 大豐市 海豐奶牛場沼氣發(fā)電工程 可研報告 杭州能源環(huán)境工程有限公司 地址：杭州市鳳起東路 118 號七層 電話 /傳真： (0571)86041861 Email: 24 物料增溫是中溫厭氧消 化的重要條件，為保證消化池在 35℃ 條件下正常運行，需要對物料進行升溫。 功 率： kW 型 號： M04F4 數(shù) 量： 2 臺 ，與進料泵串聯(lián)安裝 進料泵 功 能：向厭氧消化反應(yīng)器 進料 。 厭氧罐保溫方式 本設(shè)計發(fā)酵罐保溫采用 高密度擠塑板 保溫，總厚度為 6 cm，安裝于 罐體 外壁 ，可保證發(fā)酵罐內(nèi)溫度穩(wěn)定。 后發(fā)酵池 功 能：后續(xù)厭氧消化 ， 池 頂 上面加膜收集 產(chǎn)生的尾 氣 ，防止沼氣泄 漏 。 數(shù) 量： 2 座 尺 寸： Φ20 m 18m， 球冠頂總高度 20 m 總 容 積： 6,000 m3 2 座 有效液位： 17m 停留時間： 18 d 發(fā)酵溫度： 中溫 35℃ 裝置產(chǎn)氣率： m3/m3 根據(jù)當(dāng)?shù)?冬季最冷月 氣溫情況， 混合 糞污溫度取 5℃ 。采用熱電聯(lián)供沼氣發(fā)電機組，進行熱電聯(lián)產(chǎn)。h（ 1 kW 沼氣儲存工藝 本工程選擇 雙膜干式 貯氣柜 貯存沼氣 。 沼氣凈化與貯存工藝 沼氣凈化工藝 厭氧發(fā)酵罐剛產(chǎn)出的沼氣是含 飽和水蒸氣的混合氣體，除含有氣體燃料 CH4和圖 64 溫度對厭氧中溫發(fā)酵產(chǎn)氣率的影響 大豐市 海豐奶牛場沼氣發(fā)電工程 可研報告 杭州能源環(huán)境工程有限公司 地址：杭州市鳳起東路 118 號七層 電話 /傳真： (0571)86041861 Email: 22 CO2外，還含有 H2S 和懸浮的顆粒狀雜質(zhì)。 增溫的熱源來自熱電聯(lián)供發(fā)電機組產(chǎn)生的余熱；在罐體內(nèi)設(shè)置加熱管，發(fā)電機余熱經(jīng)交換管交換熱量，實現(xiàn)對罐體的增溫。而且，還可以破除浮渣，防止結(jié)殼。它在 沼氣 發(fā)酵罐內(nèi)采用攪拌和加溫技術(shù)，這是 沼氣 發(fā)酵工藝中的一項重要技術(shù)突破。 產(chǎn)生的沼氣經(jīng) 生物脫硫、脫水凈化 后 進入 熱電聯(lián)產(chǎn)的沼氣發(fā)電機組 ，產(chǎn)生的 電 能上網(wǎng)，發(fā)電機余熱回收利用，用于厭氧罐增溫和沼渣干燥。沼渣含水率為70%左右，每天沼渣干物質(zhì)產(chǎn)量為 t/d，則沼渣產(chǎn)量為 t/d。d ＝ t/d 合計牛尿量： 240 t/d 按照每頭泌乳牛每天擠奶時的沖洗水為 30 kg 計算，則整個奶牛養(yǎng)殖場沖洗污水量為： 5575 頭 30 kg/頭 d ，產(chǎn)尿 30 kg/頭 通過對 沼 氣的有效利用，減少溫室氣體排放，積極應(yīng)對氣候變化。西邊有沿海高速公路貫通南北，距上海約 250 公里路程。冬季凍土深度，據(jù)統(tǒng)計歷年來凍土最大值 31cm（ 1963 年 1 月28 日）近二十年來最大凍土深度為 14cm（ 1999 年 12 月 23 日）。 沼肥的銷售方案 用沼肥肥效長、果實品質(zhì)好，是安全糧食和綠色食品生產(chǎn)的理想有機肥。許多地區(qū)由于長期施用單一化肥，有 機肥施用量不足 10%，從而造成土壤板結(jié)、環(huán)境污染、作物品質(zhì)下降。我國在國民經(jīng)濟中期發(fā)展規(guī)劃中，已提出在 2020 年將綠色電力的比例提高到10%以上的目標(biāo)。 有機肥 沼渣沼液中含有豐富的氮、磷、鉀以及各種微量元素，還含有多種生物活性物大豐市 海豐奶牛場沼氣發(fā)電工程 可研報告 杭州能源環(huán)境工程有限公司 地址：杭州市鳳起東路 118 號七層 電話 /傳真： (0571)86041861 Email: 11 質(zhì)，是一種優(yōu)質(zhì)的有機肥料。 產(chǎn)品方案 沼氣 發(fā)電 隨著常規(guī)能源（煤、石油、天然氣）的日益減少以及環(huán)境問題的日趨嚴(yán)重，新能源的開發(fā)利用（尤其是可再生能源的開發(fā)和綜合利用）越來越受到人們的重視。杭州能源環(huán)境工程有限公司（前身杭州能源環(huán)境技術(shù)公司和杭州能源環(huán)境工程設(shè)計所）是中國生物質(zhì)能技術(shù)開發(fā)中心副理事長單位和中國可再生能源專業(yè)委員會常務(wù)理事單位，具有建設(shè)部注冊的環(huán)境工程專項乙級設(shè)計資質(zhì)。因此，項目對實現(xiàn)高效生態(tài)循環(huán)經(jīng)濟型企業(yè)，對環(huán)境治理、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、溫室氣體的減排都有著重要的意義。 本項目將借鑒國內(nèi)外成功的經(jīng)驗，吸取失敗的教訓(xùn)