城市生活垃圾自供能热解气化处理可行性研究报告

城市生活垃圾自供能热解气化处理

综合利用技术

可行性报告

目录

一、简述项目提出的背景、技术开发状况、现有产业规模

二、项目产品的主要用途、性能

三、投资的必要性

四、项目的技术路线和关键技术的先进性效果论述

五、产品技术性能水平与国内外同类产品的比较

六、项目成熟程度

七、市场需求情况和风险分析

八、环境保护措施

九、劳动保护和安全

十、社会经济效益

十一、单机经济效益。

十二、工厂用地情况

十三、用户的选择

前言

人人都讨厌垃圾、人人都制造垃圾、垃圾如何处理的问题是伴随着人类文明史的一个‘世界性难题’。

垃圾是放错位子的有效资源。垃圾是一座永不枯竭的矿藏。

为切实加大城市生活垃圾处理工作力度，提高城市生活垃圾处理减量化、资源化和无害化水平，改善城市人居环境，国务院于2011年4月19号下发的国发{2011}第9号文件指出，城市生活垃圾处理是城市管理和环境保护的重要内容，是社会文明程度的重要标志,关系人民群众的切身利益。近年来，由于城镇化快速发展，城市生活垃圾激增，垃圾处理能力相对不足，一些城市面临“垃圾围城”的困境，严重影响城市环境和社会稳定。各地区、各有关部门要充分认识加强城市生活垃圾处理的重要性和紧迫性，进一步统一思想，提高认识，全面落实各项政策措施，推进城市生活垃圾处理工作，创造良好的人居环境，促进城市可持续发展。综合利用，变废为宝。坚持发展循环经济，提高生活垃圾中有机成分和热能的利用水平，全面提升生活垃圾资源化利用工作。城市生活垃圾处理要与经济社会发展水平相协调，注重集中处理与分散处理相结合，提高设施利用效率，扩大服务覆盖面。要科学制定标准，注重技术创新，因地制宜地选择先进适用的生活垃圾处理技术。

自“八五”起，中国农业机械科学研究院北方机器厂、中国环境科学研究院、清华大学、中国农业大学等多家科研单位合作，开展城市生活垃圾（污泥）减量化、无害化和资源化处理技术方面的研究。在总结吸收国内外垃圾

（污泥）处理技术的基础上，根据我国城市生活垃圾无机物质含量高、含水率高、热值低、多为混合垃圾等物性和特点，开发研制出具有国际领先水平的“城镇生活垃圾和污泥自供能热解气化处理综合利用技术”，并制造出关键设备。该项技术已分别通过环保部和科技部评审，于2010年6月列入国家火炬计划产业化示范推广项目。

9号文件规定，到2015年，全国城市生活垃圾无害化处理率达到80%以上，直辖市、省会城市和计划单列市生活垃圾全部实现无害化处理。每个省（区）建成一个以上生活垃圾分类示范城市。50%的设区城市初步实现餐厨垃圾分类收运处理。城市生活垃圾资源化利用比例达到30%，直辖市、省会城市和计划单列市达到50%。建立完善的城市生活垃圾处理监管体制机制。到2030年全国城市生活垃圾基本实现无害化处理，全面实行生活垃圾处理设施和服务向小城镇乡村延伸，城乡生活垃圾处理接近发达国家平均水平。

该技术完全属于我国自主知识产权，其核心技术在国际国内尚属首创，经济和社会效益的优势显著。该技术改变了垃圾焚烧的单一处理模式，将热解气化、高效燃烧、厌氧消化和RDF等多项工艺技术进行了系统整合优化。整个系统实现机械化和自动化封闭运行，不仅实现垃圾和污泥处理的减量化和资源化，而且有效降低污染物的排放和二次污染，各项排放指标均达到国家规定的标准，特别是二恶英的排放优于欧盟排放标准。尤需一指的是，该技术的投资建设成本、运行成本只有进口设备的二分之一，各项排放指标均达到国家规定的标准，而且比其他垃圾（污泥）处理方法节约了大量土地资源，极其适合我国城市对垃圾和污泥处理的要求。该项技术产业化应用，将

大幅提升我国生活垃圾和污泥处理的技术水平，这对解决我国“垃圾围城”困境，保障低碳生态城市建设顺利开展，实现我国生活垃圾和污泥处理装备自主化，提高我国环保产业国际竞争力，促进节能减排，转变经济发展方式具有重要的意义。

一、项目背景、技术开发状况、现有产业规模

保护人类生存的环境，实施可持续发展战略，已成为21世纪国际社会“环境与发展”与“和平与发展”两个同等重要主题内容之一。我国在经济持续高速增长，生活水平迅速提高，城市化进程不断加快的同时，也面临着日趋严重的环境问题，特别是城镇垃圾的处理。

我国城市垃圾人均年产量达到450公斤，而且每年以8%至10%的速度增长。我国城市垃圾总量的大幅度增加主要是由于城市规模、城市数量和人口的增加所造成的。近30年来，我国城市数量和规模不断扩大，21世纪我国城市数量将达到800多个，小城镇2万余个，目前，我国城市常驻人口超过3亿，还有相当多的流动人口。据估计，我国的城镇人口将从3—5亿增长到9亿，由于城市数量的增加，城市规模的扩大以及旅游事业的发展，大大增加了城市垃圾的产生量。

我国目前城镇生活垃圾处理的方式主要有卫生填埋、堆肥和焚烧处理三种方式。据统计，我国历年积存垃圾超过60亿吨，且垃圾增长率高达到10%以上。许多大城市，尤其是百万人口大城市，生活垃圾已处于无处消纳的境地，有200多个城市陷入垃圾的包围之中，垃圾问题已成为阻碍城市发展的重要因素。垃圾堆放严重地污染水源、污染农田、土壤、污染大气环境，已

成为蚊蝇、老鼠、病原体的滋生源，严重危害着人们的身体健康。

这些问题引起我国政府和相关部门的高度重视，建设部、国家环保总局、科技部联合制订了《城市生活垃圾及污染防治技术政策》，从“十五”期间，中国城市垃圾处理稳步推进，城市垃圾处理设施的建设投资有了较大增长，全国累计投入191.6亿元，年平均增长速度达35%。生活垃圾处理率已由80年代的2%提高到58.2%。其中卫生填埋占80%，高温堆肥占15%—20%，焚烧处理占3%—5%。

近年来不少城市已经建成较为完善的无害化处理填埋厂，取得了一定成效。但是许多城市垃圾并未达到安全卫生填埋标准，仅是堆放，诸如防渗、防臭、防爆、填埋气（沼气）利用、渗滤液处理等诸多问题没有解决。一些城市采用堆肥方式处理生活垃圾，但在堆制过程中的防臭、碳氮比、发酵温度控制及前处理等问题也没有得到很好解决，特别是堆肥由于未对垃圾有效分类，堆肥中含有玻璃、陶瓷、无机物碎片、塑料、橡胶甚至废电池等，不符合国家标准和农业部标准。有的堆肥未能有效地高温灭菌，肥料营养成分不足，被农民称为“垃圾土”市场滞销。

一些大城市引进垃圾焚烧设备，从运行效果上，也不尽人意，一是投资大，平均超过65万元/吨日，并且都要以油、煤助燃，运行费用居高不下，给政府和企业带来很重的经济负担，以至于进退两难，如深圳垃圾处理厂引进日本焚烧炉一套（两台）日处理量600吨垃圾（发电功率总计为6MW）的焚烧发电处理厂需要投资约4.5亿人民币，每吨垃圾需要100—300元运行管理费用。上海建设日处理1000吨垃圾焚烧厂耗资7.2亿元，还要建设配套的油库等。目前国产垃圾处理设备多为炉排炉，流化床燃烧炉，许多配套不

完善，垃圾焚烧后的烟气往往达不到国家标准要求，特别是垃圾焚烧厂烟气中的二恶英类物质超标，其次在垃圾焚烧处理中，垃圾的可再生利用低。这也是造成大部分垃圾处理厂效益不好的原因之一，至使我国城市垃圾处理长期在“三高一超”（建设投资高、设备故障高、运行费用高、排放超标）的阴影下徘回。

基于上述情况，经多方调研、考察国内外垃圾处理技术和市场分析，在总结国内外垃圾处理技术设备运行经验的基础上，通过对我国城市垃圾与发达国家相比无机物质含量高、含水率高、热值低、多为混合垃圾等物性和特点，开发研制出城镇生活垃圾自供能热解与综合利用技术，并研制出关键设备。其主要技术特点：

⑴、无需辅助能源实现生活垃圾自供能热解焚烧处理，具有节能、运行成本低的特点。针对我国城镇垃圾含水率高、热值相对较低的特点，在前处理子系统中将垃圾中的水分去除，提高垃圾的热值，为后续处理和利用创造条件。

⑵、整合不同的垃圾处理工艺技术，对垃圾分类分级处理和可再生利用，实现垃圾处理最大资源化。改变垃圾焚烧的单一处理模式，将热解气化、高效燃烧、厌氧消化和RDF等多项工艺技术加以系统整合，最大限度地将垃圾中的各有效组分转换为可再生利用的资源。本设计可生产的资源有：RDF 燃料、再生塑料、建材、沼肥、沼气等。

⑶、采用综合措施，有效地降低污染物的排放和二次污染，实现二恶英等物质的排放达到和低于欧盟标准。综合措施包括：在热解气化焚烧前，通过厌氧消化、RDF、再生塑料回收等措施从总量上减少产生二恶英的含氯前

体物，如聚氯乙烯、氯代苯、五氯苯酚等；采用热解气化和高温焚烧的技术方案使进入热解装置的所有有机可燃物在还原气氛下进行热解产生可燃气体，将大分子有机物分解为小分子可燃气，同时灰渣在高温熔融下进行燃烧使垃圾中的Cu、Fe不易生成二恶英形成的催化剂；通过垃圾后处理系统控制二恶英低温合成的反应条件。

⑷、无需人力手工分拣，整个系统实现机械化和自动化封闭运行，减轻了工人劳动强度并改善了工人的劳动条件，对周边环境无污染。系统中各部分均为全封闭设计，隔室操作。垃圾前处理子系统为负压运行。生产线中的臭气均抽到热解气化装置中焚烧。操作、测量系统采用计算机控制和显示。

经过设备运营和检测，各项指标达到或优于国家标准，具有良好的社会环境效益和经济效益。目前城镇生活垃圾自供能热解与综合利用技术进入成长期，技术设备市场需求量相当大，仅国内市场需求量应在五万套以上。

二、项目产品的主要用途、性能

垃圾煤炭，它是一种用途广泛的燃料，烧烤、冶炼、铸造等用途。水份4.15%、灰分27.41%、挥发分14.33%、固定炭54.11%、全硫0.31%、弹筒发热量4859大卡、高位发热量4846大卡。

三、投资的必要性

保护环境是我国的一项基本国策，“十一五”期间，国家将全面改善环境质量作为污染防治的根本任务；将以防为主、防治结合作为污染防治的根本方针；将全面推进重点突破作为污染防治的根本方法；将减少污染物产生

作为污染防治根本途径；将综合运用法律、经济、技术、行政和信息公开等措施作为污染防治的根本手段。为此，国家环境保护部将中国城市环境综合整治与定量考核作为污染防治基础性工作。到2010年，全国城市都要纳入“城考范围”达到“十一五”规定的减排目标。2009年2月国务院又制定了乡村“以奖促治”实施方案，大大加强了环境保护和治理力度。

按照《城市生活垃圾及污染防治技术政策》要求：减量化、资源化、无害化的原则，加强对垃圾产生的全程管理，从源头减少垃圾的产量，对已经产生的垃圾要进行无害化处理和回收利用，防止污染环境。本项目实施：（1）能有效的改善治理大气环境污染及地表水和地下水的污染。在垃圾堆放的场区臭气冲天、老鼠成灾、蚊蝇孳生，有大量的氨、硫物污染物向大气释放，仅有机挥发性气体就多达100多种，其中含有许多致辞癌、致畸物等。其次，垃圾不但含有病微生物，其中的含水量和淋入堆放的垃圾中的水产生的渗滤液流入周围地表水体和渗入土壤，将会造成地表水和地下水的严重污染。

（2）可节约大量的大地资源。城市垃圾填埋场从表面上看，消灭了堆放的垃圾山，但是并没有进行垃圾减量化处理，只是将地面上垃圾放到了地下。一个占地300亩的城市垃圾填埋场，只够日产垃圾200吨以下的中小城市使用15年，而且垃圾填埋场的土地至少50年不能再使用。

（3）有利于实现垃圾资源化。国家把实现生活垃圾资源化提高到了社会可持续发展的战略高度，垃圾资源化已逐步成为垃圾治理的目标。该项目的实施：（A）解决了城市垃圾混合回收方式垃圾资源化的难度。（B）解决了城市垃圾资源化技术难题。（C）解决了城市垃圾资源化的资金不足。（D）加

快了垃圾管理工作走进市场，形成市场性的良性循环，促进了垃圾产业的发展。

该项目以生活垃圾自供能热解技术处理生活垃圾，生产出垃圾煤炭在我国及世界上属首创，具有重要的示范性和推广性。设备制造填补高新技术空白，也为我国在垃圾综合治理以及实现垃圾资源化开发起到了巨大的推进作用，并为其产业化发展奠定了基础。

四、项目的技术路线和关键技术的先进性效果论述

原料垃圾成份是垃圾处理技术设备设计的基础，这些年来我们从北京及周边地区取样，通过试验和参考有关资料确定本技术设计工艺的垃圾成份。同时，生活垃圾的含水率随季节、气温和收集方式等多种因素有关，本设计确定垃圾含水率60%（湿基），主要包括外在水份和内在水份。统计数据显示垃圾成份为：（%）

各取样点生活垃圾成份（%）统计数据