【正文】 ，已成為影響我國城市空氣質(zhì)量的最主要的因素。 但是， 在走向汽車社會的進(jìn)程中，我國 也 面臨著諸多 問題和 挑戰(zhàn) 。目前中國天然氣 50%的對外依存度必將帶來能源安全隱患，最終演變?yōu)橹萍s經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。從人均水平來看， 20xx 年中國人均一次能源消費(fèi)量 噸油當(dāng)量，為世界平均水平 噸油當(dāng)量的 66%，是美國人均 噸油當(dāng)量的 %，日本人均 噸油當(dāng)量的 %。 從能源總量來看，我國是世界第二大能源生產(chǎn)國和第二能源消費(fèi)國。隨著國內(nèi)秸稈產(chǎn)沼氣技術(shù)研究的進(jìn)展，國內(nèi)豐富的農(nóng)業(yè)廢棄物必將應(yīng)用于 沼氣生產(chǎn)。所以需要政府的大力支持。 公用工程配套合理，能滿足工程要求，環(huán)保、節(jié)能設(shè)施完善。為了徹底解決污染的問題，公司建設(shè)了一個(gè)總?cè)莘e為 1140 立方米的大型厭氧沼氣生產(chǎn)設(shè)施，沼氣系統(tǒng)的應(yīng)用，除了可以處理養(yǎng)殖場的污染物之外，還可以為農(nóng)村居民提供利用畜禽糞便及 農(nóng)村 生活 垃圾中的有機(jī)廢 棄 物生產(chǎn) 有機(jī)肥和 車用沼氣替代石油示范項(xiàng)目 6 便利的清潔能源，發(fā)酵的副產(chǎn)物用來生產(chǎn)具有生物活性的有機(jī)肥。 本項(xiàng)目可行性研究報(bào)告的研究范圍包括 年產(chǎn) 10 萬噸有機(jī)肥及 400萬 Nm3/年車用沼氣生產(chǎn)裝置及相應(yīng)的輔助生產(chǎn)裝置和配套的公用工程設(shè)施。 結(jié)合現(xiàn)階段國際上 畜禽糞便發(fā)酵及 有機(jī)廢 棄 物厭氧消化技術(shù)發(fā)展水平和國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策要求 ， 采用先進(jìn)成熟的沼氣生產(chǎn)技術(shù)，對 XXXX 市畜禽糞便和 農(nóng)村 生活 垃圾中 的有機(jī)廢 棄 物進(jìn)行資源化利用 ,生產(chǎn) 有機(jī)肥和 可替代石油的清潔能源。 注重環(huán)境保護(hù)，設(shè)計(jì)中選用清潔生產(chǎn)工藝，確保工藝水的閉路循環(huán)，在生產(chǎn)過程中減少“三廢”排放，同時(shí)采用行之有效的“三廢”治理措施，貫徹執(zhí)行“三廢”治理“三同時(shí)”的原則。公司自繁自養(yǎng)的東北民豬豬肉，已經(jīng)通過了有機(jī)食品認(rèn)證，同時(shí)完成了商標(biāo)注冊，注冊商標(biāo)“老雋頭”。員工 86 人，技術(shù)人員 13 人， 20xx 年實(shí)現(xiàn)銷售收入 萬元，固定資產(chǎn)總額 萬元。 (2)效益分析 本項(xiàng)目建成后，財(cái)務(wù)內(nèi)部收益率 %，財(cái)務(wù)凈現(xiàn)值 3841 萬元 ，總投資收益率 %，投資回收期 年 (含建設(shè)期 )，從財(cái)務(wù)評價(jià)看投資回收期較短，各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均達(dá)到國家規(guī)定的基準(zhǔn)指標(biāo)，因而具有較強(qiáng)的獲利能力和較強(qiáng)的抗風(fēng)險(xiǎn)能力。 建議 (1)項(xiàng)目開工建設(shè)前與政府有關(guān)部門簽訂原料供應(yīng)協(xié)議、原料補(bǔ)貼協(xié)議。作為世界上最大的發(fā)展中國家，我國人口眾多，能源卻相對匱乏。目前，在世界能源產(chǎn)量中，高質(zhì)量的液、氣體能源所占比例為 %，而我國僅為 %。 20xx 年 13 月，全國天然氣生產(chǎn)總量為 億立方米，比去年同期增長了 %，同比漲幅比去年同期提升 個(gè)百分點(diǎn)， 20xx 年 3 月當(dāng)月全國天然氣生產(chǎn)總量 億立方米，同比增長 %，比去年同月提升了 個(gè)百分點(diǎn)，比 2 月份下降了 個(gè)百分點(diǎn)。 根據(jù)國際銀行研究，人均國民收入達(dá)到 1000～ 20xx 美元時(shí)，小汽車擁有量增長進(jìn)入高峰期 。 機(jī)動車燃油需求 的快速增長加劇了我國本來就已經(jīng)十分緊張的能源問題，它對我國的國家安全、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活都有著十分重要的影響。因此，在環(huán)境要求較高和燃?xì)赓Y源比較豐富的國家和地區(qū)，以 CNG 和 LPG 作為燃油的替代 燃料得到了快速的發(fā)展。 利用厭氧消化技術(shù)把廢棄物轉(zhuǎn)化成沼氣，再通過凈化提純生產(chǎn)車?yán)眯笄菁S便及 農(nóng)村 生活 垃圾中的有機(jī)廢 棄 物生產(chǎn) 有機(jī)肥和 車用沼氣替代石油示范項(xiàng)目 14 用沼氣，以替代 CNG 和 LPG 是一條非常有發(fā)展前途的解決途徑。 城市發(fā)展的需要 XXXX 市 城市綜合實(shí)力的提高，必須要有一個(gè)良好的城市環(huán)境，只有實(shí)現(xiàn)環(huán)境的合理保護(hù)和利用，才能促進(jìn)城市建設(shè)的發(fā)展。 XXXX 市 XXXX 合作社 的戰(zhàn)略指導(dǎo)思想是“致力于清潔能源和可再生能源的開發(fā)與經(jīng)營，推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，追求更大的經(jīng)濟(jì)效益、更少的資源消耗、更低的環(huán)境污染。使來源土壤的有機(jī)物回歸土壤，保持土壤中有機(jī)物的平衡，使廢物產(chǎn)生沼氣變成清潔能源，這從根本上響應(yīng)了國家發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)和利用畜禽糞便及 農(nóng)村 生活 垃圾中的有機(jī)廢 棄 物生產(chǎn) 有機(jī)肥和 車用沼氣替代石油示范項(xiàng)目 16 建設(shè)節(jié)約型社會 的要求。瑞典首都斯德哥爾摩市有 6 個(gè)沼氣加氣站、 34 輛沼氣公交車和 1 千多輛出租車和私家車；林雪平市所有的公交車使用的都是沼氣，并且生產(chǎn)出了世界上第一輛沼氣火車。 但目前國內(nèi)的燃?xì)馄嚢延玫娜剂隙酁閴嚎s天然氣和液化石油氣，這些均為不可再生的資源。 由此可以看出 ， 我國 天然氣的生產(chǎn)增長遠(yuǎn)低于需求增長。 因此，石油能源的供應(yīng)將十分的緊張。許多國內(nèi)汽車紛紛改裝成雙燃料汽車，進(jìn)而使車用天然氣需求量急劇增加，導(dǎo)致當(dāng)前車用天然氣市場供應(yīng)偏緊。 最后，雖然新型的車用燃料市場前景廣闊，但由 于目前市場份額很小，對車用天然氣的替代能力有限，根本對其價(jià)格構(gòu)不成沖擊。 車用沼氣是不可多得的可再生能源，作為天然氣的替代品，其主要成分是 CH4,含量占 97%以上，和天然氣的成分基本一樣。 利用畜禽糞便及 農(nóng)村 生活 垃圾中的有機(jī)廢 棄 物生產(chǎn) 有機(jī)肥和 車用沼氣替代石油示范項(xiàng)目 21 第四章 產(chǎn)品方案及生產(chǎn)規(guī)模 將有機(jī)廢棄物厭氧發(fā)酵后，產(chǎn)生的沼氣經(jīng)凈化提純壓縮后做為車用燃料，沼液沼渣經(jīng)穩(wěn)定化處理后用做農(nóng)用 有機(jī) 肥料。 表 4－ 2 沼液中各種成份的最佳含量 成分 干物質(zhì) 總氮 氨 磷 鉀 PH 氨在氮中的比例 含量 8（ %） 81 沼液中還會含有鎂，銅，硼和鈉，并且這些東西對于農(nóng)作物的需求量是足夠豐富的。 厭氧發(fā)酵工藝技術(shù)概況 厭氧發(fā)酵工藝技術(shù)分為干式發(fā)酵和濕式發(fā)酵 兩種。 A 生物脫硫法 沼氣中的 硫 可以通過微生物被去除。因?yàn)槁然F的反應(yīng)需要一定量的水 ,所以沼氣不能太干 ,但是應(yīng)該避免生成冷凝水利用畜禽糞便及 農(nóng)村 生活 垃圾中的有機(jī)廢 棄 物生產(chǎn) 有機(jī)肥和 車用沼氣替代石油示范項(xiàng)目 25 使球狀氯化鐵粘在一起 ,減少了反應(yīng)表面。化學(xué)吸收法的關(guān)鍵是控制好吸收塔和解析塔的溫度與壓力。 厭氧發(fā)酵工藝技術(shù)方案比較 (1)工藝技術(shù)方案比較 干式厭氧消化技術(shù)是一種相對新的技術(shù)，于 90 年代在德國開始研究，進(jìn)展一直很慢，其主要原因是隨著固體含量的增高，許多影 響微生物活性的條件變得更為嚴(yán)格。 濕式工藝目前國外大多數(shù)采用以高濃度有機(jī)廢棄物聯(lián)合消化為特點(diǎn)的 CSTR 工藝，并配備了熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。 綜上所述。 B 脫碳工藝技術(shù)方案比較 化學(xué)吸收法對 二氧化碳 的吸收效果好，分離回收的 二氧化碳 的純度高達(dá) %以上，而且可有效脫除 硫化氫 (脫除率最高可達(dá) 100%)。 ●原料存儲池?cái)嚢铏C(jī)：選用瑞典 ITT 或者丹麥 LINDIA 產(chǎn)品 ●粉碎 機(jī)：選用德國進(jìn)口福格申或進(jìn)口同級別粉碎機(jī) ●轉(zhuǎn)子泵：選用福格申或同級別系列產(chǎn)品 ●厭氧發(fā)酵罐攪拌機(jī)：瑞典進(jìn)口 AGIMIX 或進(jìn)口同級別產(chǎn)品 ●柔性雙膜頂蓋：核心部件國外進(jìn)口 ●厭氧發(fā)酵罐及其控制系統(tǒng)：由丹麥公司提供 ●沼氣分析、監(jiān)測儀器：德國依姆公司 ●氣柜：核心部件國外進(jìn)口 ●自動控制系統(tǒng)：硬件部分選用西門子、 ABB貝利、霍尼維爾三家范圍內(nèi)的產(chǎn)品 ●儀器儀表：選用橫河川儀、上儀、西門子（合資）、霍尼威爾（合資）的產(chǎn)品或同級別產(chǎn)品。代謝產(chǎn)物主要為揮發(fā)性脂肪酸、揮發(fā)醇及一些醛酮物質(zhì)。而揮發(fā)性脂肪酸正是產(chǎn)酸階段的主要產(chǎn)物。 溫度 厭氧消化反應(yīng)隨著溫度升高反應(yīng)速率有增大趨勢。如果一段時(shí)間 PH 很低，甲烷菌就會死了很多，即使 PH 恢復(fù)中性后，厭氧裝置的處理能力不易恢復(fù)，而在高 PH 時(shí)，只要恢復(fù)中性，甲烷菌很快就恢復(fù)活力，所以厭氧裝置最好控制在中性或稍偏堿性的狀態(tài)下。在正常狀況下，消化污泥揮發(fā)酸的濃度一般在 50－300mg/l（用醋酸表示）范圍之內(nèi)。投配率的倒數(shù)就相當(dāng)于食料在反應(yīng)器中的平均逗留時(shí)間。 原料預(yù)處理 所有進(jìn)廠的運(yùn)輸人糞、禽畜糞便、城市有機(jī)廢棄物等運(yùn)輸車首先經(jīng)過地磅稱重，準(zhǔn)確記錄進(jìn)入現(xiàn)場的各類有機(jī)物量。 厭氧消化系統(tǒng) 預(yù)處理完的混和料漿將通過轉(zhuǎn)子泵連續(xù)加入高效厭氧消化罐中進(jìn)行厭氧發(fā)酵。至此，沼氣生產(chǎn)過程就已經(jīng)完成，沼氣將會被輸送到后續(xù)工段進(jìn)行凈化壓縮，沼液將被簡單處理后運(yùn)送出工廠對附近農(nóng)田進(jìn)行噴灑施肥。 沼液穩(wěn)定化系統(tǒng) 后存儲池中發(fā)酵后產(chǎn)生的沼液為無公害高效有機(jī)肥，對于瓜果、蔬菜種植有非常明顯的效果。 全廠計(jì)算機(jī)監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)主要由以下內(nèi)容構(gòu)成： 中央控制室監(jiān)控設(shè)備 廠級計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)設(shè)備 現(xiàn)場控制站：位于各變電室和處理系統(tǒng)生產(chǎn)構(gòu)筑物內(nèi)。管理計(jì)算機(jī)不參與工藝控制。 第二級為工業(yè)光纖以太網(wǎng)，通訊速率 100Mbps, 該網(wǎng)將現(xiàn)場控制 站及兩臺上位監(jiān)控計(jì)算機(jī)連接起來，以完成工業(yè)生產(chǎn)過程監(jiān)控所必須的數(shù)據(jù)傳輸。 表 55 儀表及自控主要設(shè)備表 序號 設(shè) 備 名 稱 說 明 數(shù)量 備注 一、 工程師站 1 WINCC RC1024 用于監(jiān)控畫面的組態(tài)及編程 1 2 STEP7 用于 S7300 的組態(tài)及編程 1 3 DELL 主機(jī)、 鍵盤、鼠標(biāo) 訊馳 4 DELL 19 TFT 1024*768 1 二、 操作員站 1 WINCC RT1024 用于監(jiān)控畫面的組態(tài)及編程 1 2 DELL 主機(jī)、 鍵盤、鼠標(biāo) 訊馳 3 DELL 19 TFT 1024*768 1 三、 網(wǎng)絡(luò)部件 1 SCALANCE X2022IRT 網(wǎng)管型以太網(wǎng)交換機(jī)， 2個(gè) RJ45 口 ,2 個(gè) BFOC 口 1 2 SCALANCE X2042 以太網(wǎng)交換機(jī)， 4 個(gè) RJ45口 ,2 個(gè) BFOC 口 2 3 工業(yè)以太網(wǎng) 光纖 普通玻璃光纖 300 利用畜禽糞便及 農(nóng)村 生活 垃圾中的有機(jī)廢 棄 物生產(chǎn) 有機(jī)肥和 車用沼氣替代石油示范項(xiàng)目 42 4 光纖端頭及接線盒 包括 ST 接頭 ,法蘭盤 ,光纖盒及熔接費(fèi) 6 5 工業(yè)以太網(wǎng)電纜 單位 : 。其中應(yīng)含有編程組態(tài)的基礎(chǔ)軟件，同時(shí)也有對應(yīng)本沼氣廠工 程的應(yīng)用軟件。并經(jīng)數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)絡(luò)與中控室監(jiān)控計(jì)算機(jī)交換數(shù)據(jù)。用于對全廠生產(chǎn)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視和控制。 其他系統(tǒng) 在沼氣生產(chǎn)系 統(tǒng)中還設(shè)置了沼氣應(yīng)急火炬系統(tǒng)，防止在系統(tǒng)運(yùn)行不正?；虺霈F(xiàn)突發(fā)事件時(shí)不能凈化或消耗掉的沼氣對系統(tǒng)的安全性產(chǎn)生危害。吸收 二氧化碳 后的溶液經(jīng)富液脫氧裝置脫氧后，由富液泵加壓進(jìn)入貧富液換熱器，與熱貧液換熱后進(jìn)入再生塔，在再生塔內(nèi)解吸出 二氧化碳 。熱源將通過一臺熱水鍋爐利用發(fā)酵罐內(nèi)壁設(shè)計(jì)的盤管進(jìn)行持續(xù)加熱。干的禽畜糞便運(yùn)到廠內(nèi)后，將通過螺旋進(jìn)料器被傾倒在兩個(gè)畜禽糞 便貯存池內(nèi)。 營養(yǎng)與 C/N 比 厭氧消化池中，細(xì)菌生長所需營養(yǎng)由有機(jī)物提供。它顯示了消化池中對消化過程中產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪 酸的中和能力。 揮發(fā)性脂肪酸（ VFA） 在消化的第一階段，產(chǎn)酸菌將有機(jī)物轉(zhuǎn) 化成主要是揮發(fā)性的有機(jī)酸為主的簡單的有機(jī)物。在厭氧消化過程中甲烷菌活性存在著 兩個(gè)不同的最佳溫度范圍，一為 55℃左右，一為 35℃左右，當(dāng)溫度低于或高于這兩個(gè)最佳范圍時(shí)，其厭氧消化速率都將低于二者的相應(yīng)值。 利用畜禽糞便及 農(nóng)村 生活 垃圾中的有機(jī)廢 棄 物生產(chǎn) 有機(jī)肥和 車用沼氣替代石油示范項(xiàng)目 32 厭氧生物處理過程對某些物理環(huán)境條件的要求格外嚴(yán)格。三種酸中，又以乙酸（醋酸）為主，占總量的 65～ 75％。厭氧消化機(jī)理經(jīng)常采用三階段理論。 利用畜禽糞便及 農(nóng)村 生活 垃圾中的有機(jī)廢 棄 物生產(chǎn) 有機(jī)肥和 車用沼氣替代石油示范項(xiàng)目 30 吸附法雖然工藝過程簡單、能耗低，但吸附劑容量有限，需大量吸附劑，且吸附解吸頻繁，要求自動化程度高，裝置投資也較化學(xué)吸收法高，并且工業(yè)化應(yīng)用并不是十分成熟。 發(fā)酵溫度的確定 ： 對于發(fā)酵時(shí)所需的溫度，中溫發(fā)酵雖然消耗的能量低，但水力停留時(shí)間長，一般為 30 天左右；高溫發(fā)酵雖然消耗的能量較中溫發(fā)酵 高，但裝置的產(chǎn)氣率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于中溫發(fā)酵。沼氣經(jīng)熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為電能和熱能，產(chǎn)生的電能并網(wǎng)銷售，回收的熱能通常用于周邊農(nóng)場、村鎮(zhèn)供熱以及補(bǔ)償沼氣工程本身所需的熱消耗。因此這一技術(shù)的機(jī)理與工藝條件方面均有許多領(lǐng)域需要進(jìn)一步研究。 吸附法又分為變溫吸附法 (TSA)和變壓吸附法 (PSA)，吸附劑在高溫 (或高壓 )時(shí)吸附 二氧化碳 ，降溫 (或降壓 )后將 二氧化碳 解析出來，通過周期性的溫度 (或壓力 )變化，從而使 二氧化碳 分離出來。由于在氧化鐵的表面上會覆蓋一層硫單質(zhì) ,所以在經(jīng)過很多次重復(fù)使用后 ,就需要更換氧化鐵和氫氧化鐵。根據(jù)沼氣中不同的 硫化氫 含量 ,可以往沼氣中通入 2%— 6%的空氣 ,以滿足生物氧化硫化物的需要。高固體厭氧消化主要優(yōu)點(diǎn)是單位容積的產(chǎn)氣量高、需水量少、單位容積處理量大、消化后的沼渣不需脫水即可作為肥料或土壤調(diào)節(jié)劑。我國是世界上人口最多的國家， 20xx 年，我國城市 生活垃圾的產(chǎn)生量為 億噸。我國 尚無車用沼氣國家標(biāo)準(zhǔn)，因此，車用沼氣將參照《車用壓縮天然氣