【文章內(nèi)容簡介】 120 20 MU10 100 80 25 20 80 20 第四章 項目的節(jié)能減排論證 隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展節(jié)能減排指標成為經(jīng)濟發(fā)展中的焦點問題在我國除GDP 發(fā)展外也新提出了節(jié)能減排等綠色經(jīng)濟指標本項目可研為此增加一章對節(jié)能減排指標作了如下論證 節(jié)能減排減少溫室氣體排放雖己是當今世界人們共同關(guān)注的問題可是占全國 80 以上的垃圾填埋技術(shù)是典型的溫室氣體制造廠占全國農(nóng)村氮肥使用量 80以上的尿素卻也是髙耗能產(chǎn)品都急待于新技術(shù)的替代和更新本項目使用的垃圾處理制肥技術(shù)使用全新的技術(shù)可有 效的大幅度緩解這二個領(lǐng)域的節(jié)能減排問題它的使用將對相關(guān)行業(yè)產(chǎn)生重大影響也為更多的行業(yè)改造開創(chuàng)先例為此我們做了一個初步的對比估算如下 41 填埋場填埋氣的排放 我國的垃圾填埋處理己超過總量的 80％成為垃圾處理的絕對主流方式因此本項目的減排對比指標 以垃圾填埋處理排放數(shù)據(jù)為對比依據(jù) 填埋氣體 LFE 是填埋場的主要排放物之一其主要成分是甲烷氣 CH4 和二氧化碳 CO2 其含量約各 50％ 體積比 其余為少量的氫氮硫化氫等氣體 其產(chǎn)氣量的計算有多種方法化學需氧量法是其中較可靠方法之一據(jù)甲烷氣的燃 燒反應(yīng)式 CH42O2 CO22H2O 可導(dǎo)出的理論 最大 產(chǎn)生量為 1g COD 有機物 025g CH4 035L CH4 由于 CH4 在填埋氣中的濃度約為 50 可近似導(dǎo)出填埋氣的體積為 1kgCOD 有機物 07m3 填埋氣 0℃ 01MPa 再根據(jù)填埋場的有機物數(shù)量計算出產(chǎn)氣量為 L0 W 1ω η有機物 C COD VCOD 式中 L0為填埋場的理論產(chǎn)氣量 m3 W為垃圾重量 kg 按照本例中 W 300td 本項目的垃圾成份詳見表 表 21 ω為垃圾含水率 質(zhì)量分數(shù) 此例中ω 45η有機物為垃圾中有機物含量 質(zhì)量分數(shù) 本例中的垃圾有機物含量例定 為50％ 考慮到有一部份有機物沒有全部反應(yīng) 故按其 60％ 計 為η有機物 30 C COD為單位重量垃圾的 COD kgkg 一般廚余垃圾 C COD 12kgkg VCOD為單位 COD相當?shù)漠a(chǎn)氣量 m3kg 在此 VCOD 07m3kg 計算出填埋場每噸有機物垃圾將產(chǎn)生1386 m3 的填埋氣其中 CH4為 693m3 CO2 為 693m3 其重量分別為 1826kg 499kg 1327kg 平均每年產(chǎn)生填埋氣 2 萬 t 其中甲烷氣 0546 萬 t 和二氧化碳氣 145 萬t 若 CH4 氣按 211 折算成 CO2 的排放量則與本項目相當?shù)睦盥駡雒磕昱欧臗O2 氣 129 萬噸 15 年共排放 CO2 氣 1935 萬噸 42． CO2 氣的減排量 本例若因分選等原因一部分有機物混入了填埋物料中其量一般不應(yīng)超過10％ 歐洲標準要求為 5％ 按最壞情況考慮按 20％計則年排放量應(yīng)為 12920 258 萬噸因此本例的垃圾處理比填埋法每年可減排 CO2 氣 129258 103 萬噸 15年可共減排 CO2 氣 1548 萬噸 43 項目肥料生產(chǎn)的節(jié)能減排估算 ． 我國化肥的生產(chǎn)使用情況 氮肥是我國化肥中使用最多的肥料 2020 年我國施肥量按有效成份計 下同 為 4636 萬噸其中氮肥 22219 萬噸占總量的 48％磷肥 736 萬噸占總量的 159％鉀肥 4673 萬噸占總量 10％復(fù)合肥 1204 萬噸占總量 26％在氮肥中又以尿素為主我國 2020年尿素產(chǎn)量為 43734萬噸 合有效成份 20208萬噸 占氮肥總施用量 22219萬噸的 90％本項目生產(chǎn)的有機氮肥經(jīng)近年的大面積試用效果良好 另見試驗報告 按以與尿素 11對比使用大田作物可比等量尿素增產(chǎn) 36％其它作物更高且可改良土壤和生態(tài)環(huán)境尿素 生產(chǎn)無論是能耗或 CO2 氣排放都遠大于本技術(shù)有機氮肥的生產(chǎn)指標對比如下 對比的節(jié)能減排估算 我國 2020 年尿素產(chǎn)量為 437343 萬噸其中煤基尿素 271153 萬噸氣基尿素113709 萬噸油基尿素 52481 萬噸 以煤基尿素為例 尿素單耗氨 590kg 燃料煤900kg 電 193kwh 其中噸氨消耗原料煤 1017kg 燃料煤 94kg 電 1423kwh 噸 在本技術(shù)項目中主要工序為分選水解固氨脫水造粒烘干包裝其總裝機容量約為 500kw 每小時產(chǎn)量為 75 噸干燥熱源來自生物質(zhì)煙氣爐故不計入燃煤消耗故可得 出噸有機肥單耗氨 100kg 電 67kwh 同尿素相比噸肥單耗減少氨 590100 490kg 燃料煤 900kg 電 19367 126kwh 所減少的氨折合原料煤 1017049 49833kg電 1423049 69727kwh燃料煤 94049 4606kg總計噸肥節(jié)煤 900498334606 144439kg 節(jié)電 12669727 82327kwh若按國內(nèi)最先進的 337gkwh發(fā)電煤耗指標折算節(jié)省電煤033782327 27744kg 總計節(jié)標煤 14443927744 17218kg 煤噸肥 按噸煤排放二氧化碳 293 噸折算減排二氧化碳 29317218 504 噸按年產(chǎn)肥料36 萬噸計減排二氧化碳 50436000 1814 萬噸 CO2排放尿素的生產(chǎn)是本技術(shù)有機氮肥生產(chǎn)的 105倍若本枝術(shù)生產(chǎn)也使用煤作燃料其排放是本技術(shù)的 6 倍詳見《附表一》有機氮肥與尿素節(jié)能減排對比表 第五章 項目工藝及設(shè)備 51 垃圾進料倉及分選系統(tǒng) 垃圾車進廠后將垃圾卸入密封的垃圾貯倉再用垃圾抓斗送入分選車間經(jīng)過垃圾水選車間進行分選后垃圾物料可分為三大類 a 可水解的有機物供 3H 制肥用料 b 經(jīng)過淘洗和消毒后的 砂粒磚瓦石塊等可做制磚原料或建筑用砂 c 可回收利用物料如金屬塑料玻璃等以上三大類物料的重量含水量及其用途詳見《表 32》和《表 33》 垃圾貯倉主要包括卸料平臺可供兩輛垃圾車同時卸料和往返通行設(shè)自動倉門卸料時有氣幕防塵設(shè)施和倉內(nèi)負壓防止臭氣外逸等裝置貯倉內(nèi)設(shè)置行吊抓斗一部由控制室進行遠程操作將物料送進水選工序并對垃圾中的特大物料進行剔除根據(jù)車間的生產(chǎn)進度控制進料速度調(diào)配垃圾運輸車的卸料倉位等事項垃圾貯倉容積地坑容積為 864 米 3 垃圾的分選首先進行水選將垃圾中的砂石金屬等比重大的無機物料進行分離并由 傳送帶送至無機物料分選室將金屬類可回收物料分離后可填埋物送填埋場作填埋處理這些填埋物料都是無機物且經(jīng)過淘洗和消毒其填埋只需作簡易填埋不需做防滲污水收集處理和沼氣排放等工程但本工程建設(shè)地在戸縣據(jù)當?shù)卣磻?yīng)土地缺乏不宜再建填埋場的要求在本項目中渣工石塊等物料用做制磚和建筑用砂 大部份有機垃圾進入水選池進行破袋和有機物分的再分離工序在水中物料經(jīng)過粗碎后進行旋液和氣浮分離并將飄浮物送入篩分和風選處理經(jīng)過分選后基本可將物料分為三大類可供水解固氨物料可供廢品回收的物料和可供造粒再利用的塑料物料 采用 3H 制肥 技術(shù)其垃圾可利用范圍比垃圾堆肥大大的擴展除廚余外廢紙織物各種植物的枝稈葉和動物皮毛等都可作為水解制肥原料可利用范圍的擴大一方面可增加制肥產(chǎn)量另方面可簡化垃圾分選的難度水選技術(shù)特別適合水解固氨工藝對原料的要求除大型衣物等有機物需要破碎后使用外一般易吸水的紙張或小布塊均可經(jīng)水選后直接進入水解固氨物料儲罐作為原料使用水選工藝也簡化了塑料金屬等可回收物的清洗消毒工作 52 3H 催化水解固氨工藝和制肥生產(chǎn) 3H 水解工藝 圖 513H 水解固氨工藝流程圖 本項 目資源化處理的關(guān)鍵工序是垃吸的水解固氨工序 3H 水解固氨工藝流程詳見 圖 51 經(jīng)過分選的可水解有機物按照裝料操作工藝將水解固氨儲倉內(nèi)的物料泵送入水解罐內(nèi)在高溫高壓和催化劑的作用下完成水解反應(yīng)不同類的有機物分別完成各自的水解反應(yīng)形成穩(wěn)定的易被農(nóng)作物和土壤微生物吸收利用的速效有機碳素營養(yǎng)物 整個水解反應(yīng)采用了現(xiàn)代化生產(chǎn)設(shè)備通過嚴格的工藝參數(shù)控制和操作利用現(xiàn)代化工業(yè)自動化手段對反應(yīng)過程通過在線測量和控制使降解反應(yīng)徹底質(zhì)量穩(wěn)定產(chǎn)品性能保持一致 3H 水解工藝的完成也即完成了垃圾物料的營養(yǎng)化處理 整個工藝過程在密 閉的反應(yīng)罐內(nèi)完成反應(yīng)結(jié)束后生成物和介質(zhì) 水和水蒸汽 經(jīng)過熱交換后在近常溫常壓的條件下排出既減小了能量消耗又解決了髙溫排放的污染問題其排出的全部固態(tài)和液態(tài)物均成為制肥原料經(jīng)固氨處理和肥料的加工后作為商品出售 水解反應(yīng)在高溫高壓下進行其溫度約為 1800C壓力約為 12MPa時間約 2小時在整個工藝過程中采用了大量的節(jié)能措施可節(jié)省 23 的熱能 在完成水解工序后再次對物料進行篩分并對其篩上物進行風選由于完成水解的物料成為小顆粒狀態(tài)未完成水解的物料就容易剔選出來二次分選可提高有機氮肥的純度 3H 的固氨處 理 將完成了水解反應(yīng)的物料泵入固氨反應(yīng)罐然后將液氨和催化劑通入固氨反應(yīng)罐中再將罐內(nèi)加溫加壓將氨基固在碳鏈上完成了 3H 物料的穩(wěn)定化處理形成含有氨基糖的 3H 有機氮肥整個生產(chǎn)過程在現(xiàn)代化設(shè)備和嚴格的自動化工藝操作下進行氨碳之間有著穩(wěn)定牢固的共價鏈不會像無機氮因易形成亞硝酸鹽而污染作物和地下水有機氨基糖將作為整體施入土壤中被其中的微生物和植物作為營養(yǎng)被根系吸收微生物的吸收增加了土壤的活力豐富了土壤營養(yǎng)有力的改善作物的根系環(huán)境 在完成了固氨反應(yīng)的物料有很髙含水量為了節(jié)約能源水分通過專用螺旋擠壓機擠出這部分經(jīng)過 水解固氨的水中有大量營養(yǎng)物溶解在其中對液體中可溶物完成固氨后可再經(jīng)過四效蒸發(fā)器對水分進行蒸發(fā)對可溶物進行濃縮后再進入電腦配料機進行配料四效蒸發(fā)是節(jié)能設(shè)施比通常的蒸發(fā)工藝節(jié)能 70 以上但根據(jù)巿場情況也可直接銷售液態(tài)肥料固體物料經(jīng)固氨后直接進入電腦配料機配料后送入制肥車間 3H 有機氮肥加工 完成 3H營養(yǎng)化和穩(wěn)定化處理的物料形成了 3H有機氮肥的基礎(chǔ)原料以此作為基礎(chǔ)肥料再加入少量的氮磷鉀及微量元素等營養(yǎng)成分即可制成 3H 有機氮復(fù)合肥或再加入各種有益微生物菌種即可生產(chǎn)成 3H 有機氮生物復(fù)合肥 53 無機物的建材利用 垃圾中的沙石爐渣磚頭石塊等無機物料經(jīng)清洗消毒后從垃圾中分離出來對這些物料的處置可以填埋也可制磚還可作為建材沙石出售經(jīng)與戸縣環(huán)衛(wèi)部門商確因征地困難不擬再建填埋場為此本項目對上述無機物進行制磚和分選沙石出售兩種方式同時并行以增加運營的靈活性 垃圾中的砂石無機物成份復(fù)雜活性較低根據(jù)成份分類擬生產(chǎn)路面磚和和建筑用免燒磚或砌塊敘述如下 路面磚的生產(chǎn)直接從垃圾中分選出來的沙石灰料活性較差經(jīng)石塊粉碎的砂石活性強但數(shù)量少為此我們將己經(jīng)強力水洗過的活性差的砂石爐渣參照普通混凝土骨料的要 求和顆粒級配的要求備料 最大粒度≤ 10mm01 灰料≤ 10％ 再摻入水泥石灰和各種外加劑后作為底料使用 活性強的砂石再經(jīng)粉碎篩分和顆粒級配后加入水泥 約 20％ 石灰 NM9 耐磨劑 FH2 型防滑劑和快速固化劑等物料經(jīng)攪拌后作為面料使用其工藝流程簡圖見《圖 52》 建筑免燒磚 砌決 的生產(chǎn)建筑用免燒磚的生產(chǎn)工藝與路面磚類似垃圾中的砂石等無機物料經(jīng)粉碎過篩使沙石料的粒度達到級配要求再加入生石灰石膏和外加劑后再進行二次輪碾后攪拌并加入水泥再由壓力成型機壓制成型后進行養(yǎng)護出廠垃圾中非活性廢渣屬于惰性物質(zhì) 不能與水泥產(chǎn)生水化反應(yīng)只能起到集料作用在生產(chǎn)中要根據(jù)物料的活性調(diào)整水泥的用量活性強產(chǎn)品強度高水泥用量可降低 約 10％以下 成本可降低反之為確保產(chǎn)品的強度指標達到要求水泥用量應(yīng)該增加 20％以上 成本也將增加 54 垃圾處理的自動控制和無排放無污染處理 全廠的垃圾處理和肥料生產(chǎn)采用統(tǒng)一的全自控系統(tǒng)垃圾的收集分選水解固氨等車間基本實現(xiàn)現(xiàn)場不須人工操作以保證工廠的環(huán)境清潔和產(chǎn)品質(zhì)量 自控系統(tǒng)由 Siemens PLC 控制系統(tǒng)現(xiàn)場操作站工控機現(xiàn)場儀表等構(gòu)成 該控制系統(tǒng)包括計算機監(jiān)視管理系統(tǒng) PLC 控制系統(tǒng) 控制盤現(xiàn)場儀表等所有數(shù)據(jù)采集與控制均由 PLC 來完成同時通過以太網(wǎng)總線接口與上位機進行通訊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示及控制輸