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4基于厌氧干发酵的秸秆/生活垃圾多联产技术
一、技术名称:基于厌氧干发酵的秸秆/生活垃圾多联产技术
二、技术类别:零碳技术
三、所属领域及适用范围:可再生能源废弃物综合利用
四、该技术应用现状及产业化情况
县域是能源、循环农业及生态文明建设的基础。随着新型城镇化建设进程加快,县域绿色低碳清洁能源保障及有机废弃物处理问题越来越突出。如何对县域内农作物秸秆和生活垃圾等废弃物进行有效、高质利用,已成为亟待解决的问题。
基于厌氧干发酵的秸秆/生活垃圾多联产技术以城镇生活垃圾和农作物秸秆为原料,经工艺技术集成和生产过程优化,实现了生物天然气、热和电多联产,为我国县域内生活垃圾处置和秸秆能源化利用提供了一种新的模式,具有较好的社会和环境效益。目前,该技术已在黑龙江省得到应用,效果良好。
五、技术内容
1. 技术原理
以城镇生活垃圾和农作物秸秆为原料,采用厌氧干发酵工艺制备沼气,经提纯后生产生物天然气;厌氧发酵后产生的沼渣经干化后,与生活垃圾中分选出的可燃物混合制成垃圾衍生燃料用于热电联产。该技术通过工艺技术集成和生产过程优化,对生活垃圾和秸秆等固体废弃物的梯级和高值化利用,实现气、热、电多联产。
2. 关键技术
(1)厌氧干发酵工艺及设备
该工艺系统包括密封性优良的厌氧干发酵反应器,以及喷淋回流循环系统、地热及壁热采暖系统和通风换气系统等。在厌氧干发酵反应器中投入有机原料,在密封条件下,通过喷淋回流循环系统喷淋甲烷菌液引发厌氧干发酵反应,通过地热及壁热采暖系统保持厌氧干发酵反应器的恒定温度,通过通风换气系统引入空气或排出废气,从而确保有机原料厌氧干发酵过程的顺利进行,以高效率获得甲烷。
(2)垃圾焚烧热电联产技术
采用多段往复推饲分层供风炉排,并配合以高而短的前拱和低而长的后拱,在不添加辅助燃料时,可连续稳定地焚烧低热值生活垃圾。焚烧炉与余热锅炉采用一体化布置,使蒸汽温度提高至400℃,压力2.45MPa,并进入汽轮机实现热电联产。
3. 工艺流程
基于厌氧干发酵多联产技术的工艺流程见图1。
六、主要技术指标
吨典型物料(生活垃圾:农作物秸秆=5:1)主要技术指标:
1.生物天然气≥40m3;
2.电≥280kWh;
3.余热≥0.45GJ。
七、技术鉴定情况
该技术已获得国内发明专利4项,实用新型7项。
八、典型用户及投资效益
典型用户:通河县龙能资源再生利用有限公司
案例名称:通河县生物质气、热、电联产项目
建设规模:生活垃圾和秸秆年处理总量为8.7万t,其中生活垃圾7.3万t,农作物秸秆1.4万t。建设条件:建筑场地地形平坦,能够满足20t重型货车的通行要求;电网供给两路10千伏电源。主要建设内容: 2500 m3厌氧发酵罐2座;1000 m3储气柜1座;2400 m2干发酵车间1座;500 m3车库式发酵仓6座等。主要设备:发酵装置2套,800 m3/h沼气提纯设备1套,装机3MW垃圾焚烧发电供热设备一套(1×25t/h焚烧炉1套+1×3MW汽轮发电机组)以及配套辅机设备。项目总投资12000万元,建设期为24个月。年减排量2.6万tCO2,碳减排成本为100~200元/tCO2。产生经济效益3373万元,投资回收期约4.8年。
九、推广前景和减排潜力
预计未来5年,该技术可推广应用30处,年处理废弃物500余万t,项目总投资将达到60亿元,可形成的年碳减排能力约为150万tCO2。
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