日处理200吨餐厨垃圾工程项目(修)

日处理200吨餐厨垃圾工程项目初步设计方案华宏新能源科技股份有限公司二0一三年八月1目录第一章、总论……………………………………………………………2第二章、资源与产品分析………………………………………………5第三章、工建设规模……………………………………………………6第四章、工艺技术方案…………………………………………………7第五章、工艺计算………………………………………………………10第六章、单元处理设计…………………………………………………12第七章、消防、劳动生产保护与人员编制……………………………16第八章、投资估算………………………………………………………18第九章、运行成本分析…………………………………………………21第十章、效益分析………………………………………………………212第一章总论一.项目名称：日处理200吨餐厨垃圾工程主办单位：二.编制的依据和原则(一)编制的依据根据业主提供的有关数据作为工艺设计和成本效益分析的依据。工艺设计的主要依据：1、《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》（GB50341-2003）2、《建筑物设计防火规范》（GBJ16-87（2001修订版））3、《建筑物设计防雷规范》（GBJ57-94）4、《室外排水设计规范》（GBJ14-87，97版）；5、《室外给水设计规范》（GBJ13-86）；6、《给水排水工程结构设计规范》（GB141-90）；7、《工业自动化仪表工程及验收》（GBJ93-86）；8、《给水排水工程设计手册》(二)编制原则1、资源化原则。人们日常生活中产生的餐厨垃圾，如果加以综合利用，则是一种非常有价值的宝贵资源，对其进行厌氧消化处理，可以产出再生能源（沼气或电能），具有一定的经济价值和环保效益。2、减量化原则。将餐厨垃圾经过厌氧消化后，不但能产生沼气，还可使其减量。3．无害化原则3餐厨垃圾中含有大量的各类致病细菌，如果直接用做饲料，易于传播各种疾病，直接填埋因其有机物含量高，含水高易腐烂，产生大量的渗滤液污染地下水。通过厌氧消化处理，可杀死病菌，是一种既环保又卫生的处理方法。4．安全性原则沼气是一种可燃易爆气体，因此，本方案对厌氧罐、贮气柜等设备设置有安全装置以确保安全。6、综合效益原则本方案兼顾环境效益、社会效益、经济效益，将治理污染与资源开发有机结合起来，尽量提高综合效益。三.项目提出的背景、投资的必要性和经济意义1．必要性餐厨垃圾中含有大量细菌，如果用来喂猪，极易引发各种疾病的传播，特别是近年的禽流感的爆发及欧洲国家爆发的二噁英和口蹄疫事件，引起了各国政府的高度重视，发达国家已纷纷立法，严禁用餐厨垃圾作饲料来喂猪，也严禁将餐厨垃圾焚烧（易产生二噁英）。我国近年也开始重视这个问题，各大城市也纷纷制定了《餐厨垃圾管理办法》，如：北京、上海、广州、深圳、杭州等大城市已率先在我国立法制定餐厨垃圾收集运输处理管理办法。处理好了餐厨垃圾，既可防止各种疾病传播，又能改善人们的生活环境，提高人们的生活质量。目前，我国各城市的餐厨垃圾仍然主要还是被近郊的一些养殖户拉去作饲料用于喂猪及提炼潲水油，这是一种既不卫生又不安全的处理方式。因此，如何对餐厨垃圾进行稳定化、减量化、无害化、资源化的处理，成为当前我国餐厨垃圾需要迫切解决的问题。42．目的、意义随着我国经济的快速发展，能源消费速度也同步增长且高于经济增长速度。能源危机把可再生能源推到了经济舞台的最前沿。以生物质能、太阳能、风能为代表的可再生能源大规模开发利用的条件已经成熟。随着化石能源的价格上涨和新能源技术的进步,可再生能源的开发已逐渐具有一定的经济性,而财务盈利是促进投资的根本动力。为了降低单位GDP能耗,“国家发改委”正在拟定《可再生能源中长期发展规划》,初步计划到2020年总的可再生能源装机容量占比达到30%以上。可以预见,中国可再生能源产业在未来几年将会出现爆发性增长。本方案拟建设一套日处理200吨餐厨垃圾综合利用装置，对餐厨垃圾进行厌氧发酵，产生的沼气作为燃料或用于发电，沼渣沼液作为绿化或果蔬的肥料，为餐厨垃圾的综合高效利用开辟一条很好的资源化道路。沼气是一种很好的清洁的可再生能源，其热值约为5600大卡/立方。将其提纯，可替代天然气，做为居民的燃料；用于发电，可发电1320万度/年，节约电费818万元；所产沼渣沼液作为肥料，可提高水果蔬菜的品质，改良土质。四.编制范围本技术方案的编制范围主要包括餐厨处理装置内的工艺流程、初步工艺设计、投资估算、运行成本与效益估算等。5第二章资源与产品分析1.干物质量计算根据业主提供的数据，业主日产餐厨垃圾200吨，餐厨垃圾含水量80%，含油2.5%，其中干物质（TS）量为：200×20%=40吨。2.沼气产量计算餐厨垃圾沼气产率取550m3/tTS，日产沼气：200×（20%—2.0%）×550=19800m3年产沼气（一年按8000小计）：660万m3。3．发电量的计算采用进口发电机，其电效率为40%，1m3沼气可发电2kwh，若全部用于发电，可装机1650kw，年发电：1320万kwh。4．回收油量计算油含量2.5%，可回收量以2.0%计，日可回收油：4吨，年回收1333吨。5．肥料产量计算本装置日产沼渣沼液混合物约200吨，年产含水量小于10%的沼肥0.15万吨，此混物作为绿化用肥或近郊果蔬用肥。第三章建设规模本工程处理能力为日处理含水量80%的餐厨垃圾200吨，采用厌氧消化处理，水力停留时间以28天计（中温35℃），需总体积为：200×20%÷10%×28÷0.8≈14000立方米6第四章工艺技术方案一．工艺流程（一）．工艺流程图7（二）．工艺说明收集来的餐厨垃圾进入粗滤器，经初步分选，将其中的大块骨头、一次性饭盒、筷子等较大的东西分选出去，而后进入分油器，将其中的油脂分离出来，经打浆机打成浆状，送入调质槽进行调质成固含量为10%左右的浆料，泵入厌氧消化罐进行厌氧消化，产生的沼气经脱硫、脱水、脱尘等预处理后，送入发电机发电或经提纯后作车用燃料。沼液沼渣流入地槽暂存，经脱水后，沼渣制固态有机肥料，沼液经处理达标排放或直接外运做液态肥料。本工程包含原料预处理、厌氧消化罐、沼气净化、反应器的保温、增温、沼气发电或燃烧等设备。1、粗滤器主要是将餐厨垃圾中的各种大块物料如骨头、一次性饭盒、筷子等分选出来，其内设有一振动筛。经筛分后，大块物料与普通的生活垃圾外送处理。筛余物进入分油器处理。2、分油器经筛分后的餐厨垃圾，在分油器中经物理的方法，将其中的油分分离出来，分离出来的油可用于生产生物柴油。余料送去打浆。3．打浆机分油后的餐厨垃圾，经打浆机打成浆糊状，以利于加快厌氧消化速度。4．调质地槽打成浆状的餐厨垃圾在调质槽内调配成固含量为10%左右。85．厌氧罐（1）罐体说明普通的厌氧反应器大多采用钢筋砼结构。近年来为了缩短施工周期，节省建筑材料，提高反应池的施工质量，建设美观大方的厌氧处理装置，也多有采用新材料、新技术建造的厌氧消化器。拼装制罐技术使用软性搪瓷或其他防腐预制钢板，以快速低耗的现场拼装使之成型，预制钢板采用栓接方式拼装，栓接处加特制密封材料防漏。此种预制钢板形成的保护层不仅能阻止罐体腐蚀，而且具有抗酸碱的功能。拼装罐具有技术先进、性能优良、耐腐蚀性好、维修便利、外观美观及价廉等特点。本工程确定选择搪瓷拼装罐结构为厌氧反应器罐体结构。(2)厌氧消化器的配置每座厌氧反应器内设置二台罐内搅拌器，用于使底部进料均匀分布于罐体底部并充分与厌氧微生物接触混合。厌氧罐底另设有排渣系统，定期将罐底沼渣排出。排出的沼渣可进入到脱水环节进行脱水后制肥，也可直接外运做肥料。（3）增温器由于冬季寒冷，气温较低，故原料必需增温保温，采用余热锅炉回收燃气发电机的尾气（烟道气）余热，向本装置供热增温保温。余热锅炉所产生的热水在热交换器内与餐厨垃圾进行热交换，原料升温后进入地下反应罐。96．贮气柜由于产气量和用气量之间存在不平衡，因此需设置储气柜进行调节。沼气储气柜有多种结构形式，本工程选择安全性较好的膜式沼气储存柜（双膜贮气袋）。7、沼气预处理装置厌氧反应器刚产出的沼气是含有饱和水蒸气的混合气体，除含有气体燃料CH4和较大比例的CO2外，还含有H2S气体和悬浮的颗粒状杂质。H2S气体不仅有毒，而且有很强的腐蚀性。过多的H2S气体和杂质含量会危及发电机组的使用寿命，因此新生成的沼气还需经脱硫、气水分离等净化处理后才能作为发电机组的燃料，其中沼气的脱硫是其主要问题。而沼气发电机组（进口机）要求沼气中含H2S气体含量小于200ppm。因此，沼气的脱硫净化处理是必须的。本方案拟采用干法脱硫方法对沼气进行脱硫处理。8．发电机本装置拟采用进口发电机，其发电效率高（38%-40%，而国产机只有30%-32%）。第五章工艺计算一．餐厨垃圾处理量餐厨垃圾经过粗分器分选出大块物料后，再经分油器分选出油，打成浆状在调质池内调成固含量10%左右的物料，进入消化罐中厌氧消化，产生沼气。业方提供的数据为：日产餐厨垃圾200吨，含水量80%。依此可计算得：干物质量：40吨/日（包括油量）。10二．回收油量日处理餐厨垃圾200吨，含油2.5%(具体含量多少因饮食习惯不同而异)，本方案按2.0%回收计算，日可回收4吨粗油，年回收油1333吨。三．沼气产量及发电量餐厨垃圾中固含量为20%，其中有机物含量占95%左右，因此，其产气较高，一般可达0.5-0.6m3/kgTS（沼气CH4含量55%），200吨餐厨垃圾可产沼气（另回收了2.0%的油）：200×（20%-2.0%）×550=19800m3年产沼气660万m3/年。发电量：采用进口发电机，其发电率为2kw/m3，日发电量：19800×2=39600kw，年发电量：39600÷24×8000=1320万kw。四.沼渣沼液量本装置日处理餐厨垃圾200吨，干物质共计40吨，回收油4吨，日产沼渣沼液约200吨，年产含水量小于10%的沼渣肥约0.15万吨。五.热量平衡计算本工程厌氧阶段拟采用中温发酵，要求反应温度为30℃-35℃。为保证系统的正常运行，需要采用增温措施。本系统主要加热热源为沼气发电机组产生的余热（或太阳能装置的热水）。该系统每天产沼气19800m3。甲烷含量在55%以上（按55%计11算），在标准环境下，沼气热值约为5100Kcal/m3。发电机余热锅炉回收的热量为沼气总热量的35%∽40%，以35%计，每天可利用的热量总量为:19800×5100×35%=35.3×106Kcal厌氧消化池的进料量是200m3/d，根据当地天气情况，取冬天物料温度0℃，要加热到35℃，需要补充的热量：200×1000×（35-0）=7×106Kcal考虑到热水在交换的热量损失，按80%的效率计算，沼气机组余热锅炉实际可提供的热量为：35.3×106Kcal×80%=28.2×106Kcal7×106Kcal由此算得在冬季沼气发电机组的余热完全可以满足升温所需热量的需要。六．占地面积：约20000m2左右,即30亩。第六章单元处理设计一.粗滤器:处理量：25吨/小时数量：2套二.油回收装置1．固液分离器外形尺寸：Φ3.0mx5.0m12材质：不锈钢容积：35m3数量：2台2．油水分离器外形尺寸：Φ3.0mx5.0m材质：不锈钢容积：35m3数量：4台三．打浆机处理量：5吨/小时材质：不锈钢数量：4台四.调质槽外形尺寸：Φ4.0mx5.0m材质：钢筋砼结构容积：60m3数量：2台五.消化罐内壁尺寸：Φ30.18mx4.2m有效容积：2500m3有效水深：3.5m停留时间：25.0d13发酵温度：35℃中温材质结构：搪瓷结构数量：6座结构形式：地上附属设备：增温余热锅炉：1台搅拌机：2台厌氧罐进料及运行方式：本工程餐厨垃圾处理量为200m3/d，厌氧罐进料量400吨/天，泵入式，采用机械搅拌（也可采用沼气搅拌），每天搅拌1至2次，每次持续约10分钟，厌氧消化时间约28天。六.增温和保温设备1.保温故知新系统整体保温包括厌氧消化罐的保温；管道、阀门保温。厌氧罐保温方式：厌氧罐保温采用彩