【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 、上海等 12 個(gè)城市和地區(qū)作為清潔汽車示范城市。目前，北京有 72 座加氣站， 2 萬(wàn)多輛利用畜禽糞便及 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 17 公交車和出租車在使用燃?xì)?。使用燃?xì)獠粌H可以明顯減少污染物的排放和保護(hù)環(huán)境，而且可以顯著降低燃料的成本，因此，有越來(lái)越多的城市和車輛轉(zhuǎn)向使用燃?xì)狻? 但目前國(guó)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。 中國(guó)能源發(fā)展 “ 十一五 ” 規(guī)劃提出，天然氣占一次能源消費(fèi)總量的比例將在５年內(nèi)提高 %，到 20xx 年達(dá)到 ％。受消費(fèi) 水平 快速增長(zhǎng)的拉動(dòng)，我國(guó)天然氣勘探開發(fā)呈現(xiàn)快速發(fā)展 的 趨勢(shì) 。 07 年 中國(guó)天然氣 產(chǎn)量 億立方米 ， 與上年相比增長(zhǎng) 了 ％ 。 從國(guó)家天然氣發(fā)展總體規(guī)劃看， 到 20xx 年 使用 天然氣 的 城市 將 發(fā)展到 270 個(gè) 。本 世紀(jì)中期，全國(guó) 65％的城市都將 用 上天然氣。此外，各級(jí)地方政府在發(fā)展城市燃?xì)夥矫嬉卜浅７e極 ， 預(yù)計(jì)未來(lái) 15 年中國(guó)天然氣需求 量將 呈爆炸式增長(zhǎng)，平均增速達(dá) 11％一 13％ 。 預(yù)計(jì)到 20xx年天然氣需求量 將達(dá)到 1000 億立方米， 而此時(shí) 產(chǎn)量約 800 億立方米，缺口將達(dá)到 200 億立方米以上；到 2020 年天然氣需求量將超過(guò) 20xx億立方米左右，而產(chǎn)量?jī)H有 1000 億立方米，另外的 50％將依賴進(jìn)口。 由此可以看出 ， 我國(guó) 天然氣的生產(chǎn)增長(zhǎng)遠(yuǎn)低于需求增長(zhǎng)。 天然氣和液化石油氣資源的嚴(yán)重缺乏，造成了車用氣的供應(yīng)十分緊張。因此，以有機(jī)廢棄物生產(chǎn)車用沼氣，做為新型可再生能源有著廣闊和市場(chǎng)前景。 有機(jī) 肥市場(chǎng)預(yù)測(cè) 目前 XXXX 市 的有機(jī)肥市場(chǎng)有廣闊的需求，約 100 萬(wàn)畝的土地需要有機(jī)肥施用和改良土壤結(jié)構(gòu)，有機(jī)肥總需求高達(dá) 150 萬(wàn)噸以上，目前本項(xiàng)目年產(chǎn)沼渣沼液 有機(jī)肥 肥 萬(wàn)噸，市場(chǎng)需求高于市場(chǎng)供給量，可以確保完全被市場(chǎng)所消化 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 18 根據(jù)國(guó)際銀行研究，人均國(guó)民收入達(dá)到 1000～ 20xx 美元時(shí)，汽車擁有量增長(zhǎng) 將 進(jìn)入高峰期 。隨著汽車的大量普及，車用燃料的消耗將不斷增加。截至到 20xx 底，我國(guó) 人均 GDP 達(dá)到 2042 美元， 已超過(guò) 20xx美元， 20xx 年中國(guó)人均 GDP 更是達(dá)到 2461 美元，這標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)開始進(jìn)入“汽車時(shí)代”，并意味著我國(guó)在車用燃料能源的需求上正逐步進(jìn)入高峰期。 現(xiàn)在 我國(guó)機(jī)動(dòng)車消耗的石油 量已 占全國(guó)石油 消 耗 總 量 的三分之一。據(jù)預(yù)測(cè)， 到 20xx 年 和 2020 年機(jī)動(dòng)車的燃油需求分別為 億噸和 億噸，為當(dāng)年全國(guó)石油總需求 量 的 43%和 57%。 因此，石油能源的供應(yīng)將十分的緊張。 而我國(guó)天然氣的供應(yīng)，主要是以民用為主，以保障居民生活用氣為第一要?jiǎng)?wù)。在天然氣供應(yīng)不斷緊張的形勢(shì)下，車用燃?xì)獗厝粫?huì)越來(lái)越緊缺。根據(jù) 目前原油、天然氣和發(fā)電用煤之間的比價(jià)關(guān)系，國(guó)內(nèi)約為 1∶ ∶ ，而國(guó)際市場(chǎng)約為 1∶ ∶ ，國(guó)內(nèi)天然氣價(jià)格明顯偏低 ；即使是依據(jù)國(guó)內(nèi)的原油和天然氣的比價(jià)關(guān)系，在原油價(jià)格不斷上漲的情況下，天然氣 的價(jià)格也必將逐步提升；如果要與國(guó)際市場(chǎng)接軌，天然氣的價(jià)格必然會(huì)大幅度的提升。 當(dāng)前國(guó)內(nèi)車用燃?xì)鈨r(jià)格變化 去年，國(guó)家發(fā)改委迫于國(guó)際能源價(jià)格不斷上漲和國(guó)內(nèi)能源消耗迅猛提升的雙重壓力，已經(jīng)于 20xx 年下發(fā)通知，允許上游油氣田供給工業(yè)用戶天然氣的出廠基準(zhǔn)價(jià)格上調(diào) 元 /立方米，相當(dāng)于上漲 35%，各地均可適當(dāng)上調(diào)工業(yè)用氣價(jià)格。通知發(fā)布后，各地紛紛上調(diào)車用天然氣價(jià)格，上調(diào)幅度基本上都在 元 /立方米以上。 從當(dāng)前車用天然氣價(jià)格全國(guó)普遍大漲的形勢(shì)來(lái)看，影響其價(jià)格變利用畜禽糞便及 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 19 化的原 因有很多種，其中四個(gè)方面是決定性因素：市場(chǎng)需求量、車用汽油和柴油價(jià)格、車用天然氣的供應(yīng)量以及新型替代能源的價(jià)格。 首先，由于國(guó)際原油價(jià)格的持續(xù)高位運(yùn)行，導(dǎo)致汽油、柴油價(jià)格不斷上漲，國(guó)內(nèi)油品供應(yīng)緊張。許多國(guó)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(chǎng)供應(yīng)偏緊。據(jù)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，未來(lái)車用燃?xì)馐袌?chǎng)的需求還會(huì)進(jìn)一步加大。 其次，由于國(guó)內(nèi)車用天然氣價(jià)格是根據(jù)與汽油、柴油的性價(jià)比，并依據(jù)汽油、柴油的市場(chǎng)供應(yīng)價(jià)制定的。因此，日益高漲的油價(jià)為車用天然氣價(jià)格的提升，提供了十分有利的價(jià)格依托 。根據(jù)每百公里汽油和天然氣的燃油性價(jià)比（燃燒值： 1m3 天然氣 = 升汽油，而 1 m3天然氣一般不超過(guò) 元， 1 升汽油售價(jià)則已超過(guò) 5 元）計(jì)算，雖然國(guó)內(nèi)車用天然氣行業(yè)經(jīng)歷了數(shù)次提價(jià)，但與 國(guó)際市場(chǎng)原油、天然氣和發(fā)電用煤之間 1∶ ∶ 的比價(jià)關(guān)系 仍有很大差距。 第三，天然氣是煤和石油燃料很好的替代能源，如今應(yīng)用十分廣泛，目前主要應(yīng)用于民用、工業(yè)和車用三個(gè)方面。而且國(guó)家首先保證民用氣，其次是工業(yè)用氣，最后才是車用氣?？傊?，車用天然氣供應(yīng)緊張的局面短期內(nèi)很難緩解。 最后，雖然新型的車用燃料市場(chǎng)前景廣闊，但由 于目前市場(chǎng)份額很小，對(duì)車用天然氣的替代能力有限，根本對(duì)其價(jià)格構(gòu)不成沖擊。相反，新型的車用氣體燃料還主要以車用天然氣價(jià)格為參照來(lái)制定自身的價(jià)格。新型車用燃料想對(duì)車用天然氣價(jià)格造成決定性的影響還有很長(zhǎng)的路要走。 我公司生產(chǎn)的車用沼氣銷售對(duì)象主要是國(guó)內(nèi)車用燃?xì)饨?jīng)銷商，因此，我們十分有必要了解燃?xì)饨?jīng)銷商的市場(chǎng)采購(gòu)價(jià)格。目前天然氣的利用畜禽糞便及 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 20 采購(gòu)成本在每立方米 元 元之間，而其終端銷售價(jià)為 元/立方米。隨著未來(lái)國(guó)內(nèi)車用燃?xì)獾南牧坎粩嘣黾?，車用氣的價(jià)格還會(huì)不斷 上升。依據(jù)汽油和天然氣的燃燒性價(jià)比及成品油的價(jià)格走勢(shì)得出預(yù)測(cè)，未來(lái)三到五年，車用燃?xì)鈨r(jià)格將在 元 /立方米之間。 如果車用天然氣達(dá)到 元 /立方米的終端零售價(jià)格，其采購(gòu)成本有可能突破 元 /立方米。 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。因此，利用車用沼氣項(xiàng)目緩解氣源緊缺問(wèn)題就是一條非常有發(fā)展前途的途徑。 由于本項(xiàng)目是車用沼氣項(xiàng)目，目前市場(chǎng)上也沒(méi)有車用沼氣銷售，因此車用沼氣的出廠價(jià) 格依據(jù)車用天然氣價(jià)格制定，現(xiàn)在確定為 元 /立方米。因?yàn)檐囉脷饨K端供應(yīng)商的利潤(rùn)空間在 元 /立方米左右，照此計(jì)算，未來(lái)車用沼氣銷售價(jià)有可能高達(dá) 元 /立方米，價(jià)格上升空間很大。 綜上所述，未來(lái)車用沼氣的價(jià)格也將隨著車用天然氣價(jià)格的上升而水漲船高，甚至由于其具有清潔新能源的優(yōu)勢(shì)從而使終端銷售價(jià)格更高，發(fā)展車用沼氣前景廣闊。 因此，開發(fā)利用可再生新型車用燃料就成為能源科技發(fā)展的必然趨勢(shì)。而在歐美國(guó)家，車用沼氣作為可再生新型清潔能源，無(wú)論是技術(shù)開發(fā)還是市場(chǎng)應(yīng)用都已經(jīng)十分成熟。車用沼氣技術(shù)的開發(fā)必將 成為我國(guó)發(fā)展新型能源的一條重要途徑。 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。 (1)主產(chǎn)品：車用沼氣 日產(chǎn)車用沼氣 120xx 標(biāo)方 年產(chǎn)車用沼氣 400 萬(wàn)標(biāo)方 (2)副產(chǎn)品：沼液 有機(jī) 肥 日產(chǎn)沼液 有機(jī) 肥 380 噸 年產(chǎn)沼液 有機(jī) 肥 萬(wàn)噸 沼氣經(jīng)過(guò)提純達(dá)到國(guó)家規(guī)定的車用標(biāo)準(zhǔn)后方可使用。我國(guó) 尚無(wú)車用沼氣國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，因此，車用沼氣將參照《車用壓縮天然氣（ GB1804720xx）》的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 表 4－ 1 車用壓縮天然氣國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（ GB1804720xx） 項(xiàng)目 技術(shù)指標(biāo) 高位發(fā)熱量（ MJ/m3） 總硫（以硫計(jì)， mg/m3） ≤ 200 硫化氫（ mg/m3） ≤ 15 二氧化碳（ yCO2，％） ≤ 氧氣（ yO2，％） ≤ 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 22 水露點(diǎn)（℃） 在汽車駕駛的特定地理區(qū)域內(nèi)，在最高操作壓力下，水露點(diǎn)不應(yīng)高于－ 13℃；當(dāng)最低氣溫低于－8℃，水露點(diǎn)應(yīng)比最低氣溫低5℃。 注：本標(biāo)準(zhǔn)中 氣體體積的標(biāo)準(zhǔn)參比條件是 ， 20℃ 有機(jī)廢棄物經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的厭氧發(fā)酵后，殘留的液體稱為沼液肥，也稱沼氣發(fā)酵殘留物。由于沼氣發(fā)酵是在密閉條件下進(jìn)行厭氣分解，減少了氨態(tài)氮的損失，因此，保存了養(yǎng)料，提高了肥效。沼液肥水經(jīng)過(guò)充分發(fā)酵后，不但可以殺滅其中的病菌和微生物，同時(shí)還含有豐富的多種作物所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，如氮、磷、鉀，以及多種生物活性物質(zhì)，如氨基酸、微量元素、植物生長(zhǎng)刺激素、 B 族維生素和某些抗生素等，是一種速效的優(yōu)質(zhì) 有機(jī) 肥料。 本項(xiàng)目所采用的原料經(jīng)發(fā)酵后，沼液中的各種有機(jī)物含量如表 42所示 。 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(huì)含有鎂，銅，硼和鈉，并且這些東西對(duì)于農(nóng)作物的需求量是足夠豐富的。 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 23 第五章 工藝技術(shù)方案 車用沼氣的生產(chǎn)原料是各種有機(jī)廢棄物，其來(lái)源非常廣泛，例如農(nóng)村 生活垃圾、作物秸稈、畜禽糞便、食品加工廢棄物和市政污泥等。我國(guó)是世界上人口最多的國(guó)家， 20xx 年，我國(guó)城市 生活垃圾的產(chǎn)生量為 億噸。同時(shí)，我國(guó)也是世界上最大的農(nóng)業(yè)國(guó)家，作物秸稈年產(chǎn)生總量在 7 億噸左右，畜禽糞便排泄量在 20 億噸 /年左右。此外，全國(guó)各地建有許多污水處理廠，產(chǎn)生的市政污泥量也很大。這些廢棄物目前都沒(méi)有得到有效的處理和利用，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的影響。厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣工程均采用當(dāng)?shù)氐母鞣N有機(jī)廢棄物為原料。 車用沼氣工藝系統(tǒng)主要包括兩部分：一是有機(jī)廢棄物厭氧發(fā)酵系統(tǒng)，二是原產(chǎn)沼氣的凈化提純壓縮系統(tǒng)。 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。 干式發(fā)酵工藝技術(shù) 厭氧干發(fā)酵又稱高固體厭氧消化，在傳統(tǒng)的厭氧消化工藝中固體含量通常較低，而高固體消化中固體含量可達(dá)到 20%～ 35%。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。隨著固體濃度的加大，干發(fā)酵工藝中需設(shè)計(jì)抗酸抗腐蝕性強(qiáng)的反應(yīng)器，同時(shí)還得解決干發(fā)酵系統(tǒng)中輸送流體粘度大以及高固體濃度帶來(lái)的抑制問(wèn)題。 濕式發(fā)酵工藝技術(shù) 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 24 濕式完全混合厭氧消化工藝（即濕式工藝）的應(yīng)用最早也最為廣泛。此工藝條件下固體濃度維持在 15%以下，其液化 、酸化和產(chǎn)氣 3 個(gè)階段在同一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行，在發(fā)酵啟動(dòng)時(shí)，加入一定量的水調(diào)節(jié)含固率。 以上兩種工藝技術(shù)根據(jù)發(fā)酵溫度的不同又可分為中溫 (35℃ )和高溫 (55℃ )。 沼氣凈化提純工藝技術(shù)概況 (1)脫硫工藝概況 目前常見(jiàn)的脫硫工藝技術(shù)主要有生物法和物化法。 A 生物脫硫法 沼氣中的 硫 可以通過(guò)微生物被去除。大部分的硫氧化細(xì)菌都屬于硫桿菌屬 ,且大多都是自養(yǎng)的 ,即它們可以利用沼氣中的 二氧化碳 來(lái)滿足其 碳 營(yíng)養(yǎng)的需要 ,主要生成物是單質(zhì)硫 ,也有部分硫酸根 ,在溶液中形成硫酸會(huì)造成腐蝕。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。 最直接和簡(jiǎn)單的方法是直接往厭氧消化罐或儲(chǔ)氣罐中通入一定量的氧或空氣并保持一定時(shí)間 ,因?yàn)榱驐U菌隨處可見(jiàn) ,所以并不需要接種。消化物的表面可以提供給它們一個(gè)微觀好氧環(huán)境和必需的營(yíng)養(yǎng)以供它們生長(zhǎng) ,并會(huì)形成菌落上面附著一層黃色的硫。適當(dāng)?shù)臏囟?、反?yīng)時(shí)間和空氣量可以使 硫化氫 減少至 50ppm。 B 物化法 目前物化法應(yīng)用較普遍的是氧化鐵化學(xué)吸收法。由于 硫化氫 易與氫氧化鐵、氧化鐵反應(yīng)生成硫化鐵 ,此反應(yīng)是略微的吸熱反應(yīng) ,最低溫度要求 12℃ ,最佳反應(yīng)溫度為 25℃ — 50℃ ,所以需要加熱。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。產(chǎn)生的硫化鐵可以被空氣氧化再生 ,生成氧化鐵或者氫氧化鐵和硫單質(zhì) ,再生過(guò)程中會(huì)放出大量的熱 ,因此常常會(huì)發(fā)生自燃。由于在氧化鐵的表面上會(huì)覆蓋一層硫單質(zhì) ,所以在經(jīng)過(guò)很多次重復(fù)使用后 ,就需要更換氧化鐵和氫氧化鐵。通常 ,一個(gè)裝置中配有兩個(gè)反應(yīng)床 ,當(dāng)一個(gè)在進(jìn)行脫硫的過(guò)程中 ,另一個(gè)可以進(jìn)行再生。 (2)脫碳工藝技術(shù)概況 脫除氣體中的 二氧化碳 ，目前應(yīng)用的主要有兩種工藝：化學(xué)吸收法和變壓吸附法。 A 化學(xué)吸收法 化學(xué)吸收法是使原料