花园式垃圾气化厂及垃圾综合利用项目方案书
花园式垃圾气化厂及综合利用项目方案书
河南焓晨新能源有限公司
撰写人：仵辉
电话：185********
E-mail: wuhui@https://www.wendangku.net/doc/615977900.html,
摘要
化石能源的大量使用产生了严峻的环境问题，严重威胁着人类的健康和生存。能源危机与环境污染的双重压力迫使人们重新认识到需要寻找可再生能源，以逐步替代化石燃料，缓解能源短缺和环境污染。
目前，城市生活垃圾排放量的快速增长带来了新的环境问题。而城市生活垃圾中的各种厨余、纸张、织物、树枝和塑料等有机组分可以实现废物—能量—再生资源的转化，不仅可以减轻能源和环境的双重压力，减少化石燃料的使用，还能对城市生活垃圾进行资源化利用。
焓晨新能源垃圾裂解气化技术综合运用了全部自主研发的太阳能储热技术、垃圾气化技术、居民生活小区垃圾桶及垃圾中转站生物菌除臭技术、垃圾运输过程生物菌除臭技术、生物菌除有害气体技术、二噁英及苯类芳香族物质催化裂解技术、石油藻固定CO2技术、垃圾渗滤液(渗沥液)回收利用技术、重金属固化技术、废水雨水循环利用技术、可燃气体发电废热余热平衡再利用技术、低温余热废热移动供热技术、太阳能制冷技术等多项专利技术。
焓晨新能源一台日处理能力840吨（年处理30万吨）的垃圾气化炉每天可约产生4.8万m3的CH4,H2,CO等清洁可燃气体(燃烧值4048大卡/ m3),可发电为19.2万°/日，可日产环保型砖21.8万块。
焓晨垃圾气化技术可以处理每天新产生的生活垃圾、餐厨垃圾以及历史已经填埋的垃圾，并且可以做到二噁英、HCL、SO2、CO(气体发电后)、CO2、NO X、HF、氨、镉、陀、锑、砷、铅、铬、钴、铜、锰、镍、钒、锡、汞等有害气体及物质全部零排放。焓晨新能源垃圾花园式垃圾气化厂是一座无烟囱、无冷却塔、无有害气体排放的真正花园式并随时向城市居民开放参观的现代化垃圾处理厂。
第一章概述
1、项目背景
1.1 能源与环境
能源是决定人类进步的主要支撑，是经济增长的战略投入要素。化石能源的大量使用产生了严峻的问题
A、能源枯竭
B、环境污染
因此必须寻找一种新的、清洁的、安全、可靠的可持续清洁能源。
1.2 城市生活垃圾与环境
长期以来，我国城市生活垃圾的处理处置主要是填埋，其次是焚烧和堆肥。这些方法给生态环境带来极大的破坏，
主要表现在以下几个方面：
A、侵占土地资源
B、污染土壤、水体、空气
C、影响市容和环境卫生
D、垃圾堆放场爆炸事故不断发生
E、影响城乡关系、邻里关系等
1.3 生活垃圾变身清洁能源
垃圾被认为是最具开发潜力的、永不枯竭的“城市矿藏”，是“放错地方的资源”。这既是对垃圾认识的深入和深化，也
是城市发展的必然要求。一方面城市生活垃圾在不断的污染
着我们的生存环境，另一方面垃圾中含有各种厨余、纸张、
织物、树枝、塑料和废水等有机成分没有得到有效的资源化
再利用。而这些有机成分又是产生清洁能源CO、H2、CH4的
重要原材料。
因此我们可以通过新的技术手段实现废物—能量的转化，将垃圾变为清洁的可燃气体，不仅可以减轻能源和环境
的双重压力，减少化石燃料的使用，还能对城市生活垃圾进
行资源化利用。
从另一个角度讲，在技术条件足够完善的情况下，垃圾是一种永不枯竭的可利用型资源。
因此焓晨新能源公司的垃圾气化及有害物处理技术因运而生，通过十年的研究科研，并取得了多项发明专利。焓晨
公司垃圾气化技术是一种新型垃圾气化处理技术，该技术不
仅能有效克服目前国内外垃圾处理技术的环保缺陷，还能够
同时获得十几倍于前者的经济效益，真正实现变废为宝，引
领未来垃圾处理行业发展方向。
2、当前垃圾处理状况
2.1 生活垃圾主要处理技术
A、卫生填埋处理
这种方法是大量消纳城市垃圾的有效措施。但占地面积大，使用年限短，垃圾分解速度慢（10-20年），填埋
区易产生沼气、含毒污水，对空气、土壤和地下、地表水
产生污染。大城市周边由于土地资源紧张，更限制了此类方法的应用。
B、堆肥处理
该方法通过微生物的生化作用，将垃圾中的有机质分解腐烂，转换成肥料。但该法对垃圾成分有较高要求，产品肥效低、制造期长，不适应城市生活垃圾的迅速增长。
堆肥法对塑料、金属等减量程度不高，后续处理量大，运行费及垃圾转运费用高。由于国内未能实现有效垃圾分拣，垃圾中含有重金属和有毒化合物等污染物，导致此种肥料不能进入食物链，因此堆肥产品尚面临销路问题。
C、垃圾焚烧发电
该法是指使用特殊的垃圾焚烧设备,以城市工业和生活垃圾为燃烧介质,在对垃圾进行焚烧处理的同时,利用其产生的能量发电的一种新型发电方式。直接焚烧法可实现城市生活垃圾的减容化和资源化。但其致命缺陷是其焚烧产物中的SO x、NO x、HCl、粉尘和残渣中的重金属。特别是氧化反应产生的剧毒有机物二噁英含量较大。
D、等离子垃圾气化技术
等离子垃圾气化技术是近几年才兴起的垃圾处理新技术，随着技术的不断进步和政府对垃圾处理问题的重视和公众环保意识不断提高，等离子体处理生活垃圾和生物质气化发电的技术逐渐成为国内外的热点。他的技术特点
及原理是生活垃圾气化处理一般采用电弧放电得到的低温热等离子体，弧区温度达6000℃以上。由于能量密度非常高，且富含大量极具反应活性的电子和重粒子，因此能够迅速使有机废物的化学键断裂、达到裂解的目的。生活垃圾中的有机成分在等离子体反应器内1000℃高温环境下充分裂解气化，转化成CO 和H2 等小分子可燃性气体（一般称为“合成气”），用于能源或资源回收，等离子体技术最主要的技术优势包括：
（1）处理温度高，环保效果较好：等离子体核心温度可达6000℃以上，反应器内温度可根据需要控制
在1000~2000℃范围，有害物质摧毁彻底，二
噁英前驱体被彻底破坏，二次污染物排放比焚烧
低2~3 个数量级。
（2）反应器尾气量较少：采用还原性气氛时，约为焚烧法的5~10%；采用过量空气系数0.3 的部分
氧化气氛时，尾气量不到焚烧法的40%。（3）不能回收利用的无机物以液态底渣形式排出，可形成玻璃体，无害化彻底，可以直接填埋或作为
建材利用。
（4）经济效益较好：合成气可用燃气内燃发电机发电，也可合成柴油。相对蒸汽发电循环，发电效率可
从20%左右提高到32%以上，投资回报期可缩短
2~3年；由于热值高，没有焦油问题，合成气品
质优于常规气化技术。
（5）设备结构紧凑，占地面积少，设备高度低，可减少厂房建设成本。大量实验数据表明，等离子体
技术处理危险有机物的尾气中二噁英类物质含
量较低，远远优于焚烧技术所能达到的排放控制
能力。此外，酸性气体NOx和SOx排放也较焚
烧法易于控制。
但其缺点也是明显的，高温需要高耗能，能源消耗严重，高温对设备要求极高，成本极高。另外含有少量有害气体无法出去。等离子技术产生的NOx含量高，控制时有增加了成本。
以上四种垃圾处理方式中，当前发展最为迅速的是垃圾焚烧发电。与其他处理方法相比，垃圾焚烧发电具有占地少、能最大程度减害化、资源化利用程度高等优点。但其面临的主要问题表现为：
①直接引进国外成熟的垃圾焚烧处理技术价格昂贵，从投资经济性的角度来看，国内典型的引进日处理量1000吨的垃圾焚烧电厂总投资将达5-7亿元人民币，普通城市很难承受。同时垃圾厂运行成本也较高，需要高额的政府补贴。
②中国的生活垃圾大多为没有经过分拣含水量高的厨余
垃圾，不同的地方垃圾的组成与特性也呈现较大差异。
而国外成熟技术主要针对当地热值较高、含水率较低的
生活垃圾而言处理效果好，在面对中国生活垃圾的焚烧
处理效果却不尽理想。
③无法实现真正的“清洁”焚烧。国内垃圾焚烧厂燃烧温
度标准在850度焚烧排放的烟气中含有SO2、HCl、HF、
Hg、Pb、Cd、NOx、二噁英和重金属等多种有害有毒
物质，会造成严重的二次污染。
④生活垃圾焚烧发电效率有待提高。中国垃圾焚烧厂普遍
都在掺煤燃烧。国家规定允许的掺煤量为20%以下，而
实际很多厂子都超过30%，甚至有的达到40%以上，
以这种方式发电再去享受国家的补贴电价，严重降低了
垃圾处理厂的经济效益和社会效益。
2.2当前生活垃圾处理技术优缺点比较
当前垃圾处理方法优缺点比较
综上所述，有没有一种投资少、易操作、成本低、环保效果好，经济价值客观的城市生活垃圾处理方式来综合上述四种垃圾处理方法的所有优点，而又避免其各种方法的缺点的方法呢？答案是肯定的。焓晨新能源的垃圾气化综合利用可以实现废物—能量—再生资源的转化，不仅可以减轻能源和环境的双重压力，减少化石燃料的使用，还能对城市生活垃圾进行资源化利用。
第二章焓晨生活垃圾处理工艺介绍及优点
1、技术研发
1.1公司介绍
河南焓晨新能源有限公司是集技术研发与工程建设为一体的新型能源企业。公司有着10年的研发历程，企业创立秉
承着“最求绿色时尚、走向绿色文明”的信念，专注于节能减
排技术研发和相关工程建设。企业秉承科技至上、以人为本的
原则，聚集了一批专门从事相关专业研究、开发生产的高级技
术人才，大学本科以上专业技术人员占100%，保证了公司产
品的品质和技术的先进性。企业核心技术已获得国家专利，已
研发建设并投入运行太阳能综合利用示范项目和绿色储能等
项目。
1.2 技术产品路线
2.垃圾气化技术
2.1、垃圾气化技术工艺简述
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工业化标准垃圾气化炉工艺流程
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A、垃圾进入气化炉前准备
1）新产生垃圾
①小区垃圾、环卫垃圾及垃圾中转站垃圾在垃圾清运之前加入我
公司研发的无毒无害生物菌群，将臭味抑制；
②垃圾从垃圾中转站压缩后运输到垃圾填埋场过程中，采用我公
司自制研发的垃圾运输车加入无毒无害生物菌群，将臭味抑
制；
③运输到垃圾气化厂无需分拣的垃圾进入垃圾烘干装置；
2）历史填埋垃圾
①将已经填埋垃圾产生的可燃气体及有害气体抽出，直接进入低
温垃圾气化后
②将已经填埋垃圾产生的渗滤液(主要含有重金属污染物)抽出，
进入生物菌培养罐，作为生物菌群营养液使用
③将抽完气体和渗滤液无需分拣的历史垃圾进入垃圾烘干装置；
B、工业化标准垃圾气化炉工艺流程
1）垃圾破碎
无需分拣的垃圾进入气化炉前经过垃圾破碎装置简单破碎；2）垃圾烘干
①初始时，利用太阳能储热技术及垃圾旋筒干燥器装置将破碎后
垃圾进行烘干，保留水分含量在10%左右；
②垃圾气化开始后，利用产生的高温气化燃气换热将垃圾烘干，
一方面可以冷却产生的高温可燃气体，另一方面可以热源有效
利用；
③将烘干垃圾产生的水蒸气再垃圾气化过程中进入低温气化炉；3）垃圾风选
利用旋风分离器分选装置，将大部分轻型垃有机物垃圾选入1#中间料仓并通过螺旋输送机加入到低温垃圾气化炉；将大部分重型无机物及部分有机物选选入2#中间料仓并通过螺旋输送机入高温气化炉；
4）垃圾气化过程
①低温气化炉温度在700℃左右高温封闭厌氧热解和脱氯，消除
了垃圾受热后快速热解产生的焦油、酚和轻油等，主要生成
CH4等小分子以及小部分焦油、酚和轻油等物质；
②垃圾气化过程后段，控制进入烘干时产生的水蒸气，气、固两
相发生剧烈传质和传热，水煤气反应生成CO、H2、CO2等；
③采用变压吸附发，将产生的氢气分离出来，吸附剂可再生；
④将产生的部分焦油和上述产生的氢气进入高温气化炉在催化
剂的作用下进行裂解催化，催化剂可再生；反应温度为
900—1100℃，这个过程将绝大部分焦油、酚和轻油、二噁英、芳香类笨等有毒有害物质裂解；
4）无极低渣处理过程
①低含碳灰渣经由换热式螺旋出渣机排于密闭灰斗，作为吸附剂
使用，然后定期排到炉底渣车，再倒运入渣仓，经短皮带送到
临时储渣场；
②利用储热系统将热量吸收循环利用；利用这部分热量通过吸热
反应将重金属(汞除外)固化在废渣里面；
③通过浮选机将废金属选出；
④将残渣通过传送带输送到制砖机，制成环保型砖；
C、微生物工程菌群吸收脱出有害气体工艺流程
①经过高温气化燃气换热装置冷却后的气体进入除汞装置，利用
化学吸附剂将汞吸附并回收，化学吸附剂可再生；
②吸附完后的气体(主要成分是CH4、H2、CO、H2S、二恶英,苯
类芳香族等气体)进入二次进入高温气化炉，加入氢气，在催化剂作用下进行彻底裂解；除去二恶英,苯类芳香族等气体；产生HCL、H2S和氨气等；
③裂解后的高温气化经过燃气换热装置冷却后的气体，进入微生
物工程菌群净化装置，除去HCL、H2S和氨气、NO X等有害气体，并产生生物硫磺；
④再次循环①②③做保障性消除将恶英,苯类芳香族等气体彻底
消除；
⑤吸收后气体，主要成分是CH4、H2、CO等清洁可燃气体燃烧
值为4048大卡/ m3；
D、可燃气体、废热利用及CO2固化综合循环利用
1）民用和工业用气
燃烧值为4048大卡/ m3CH4,H2,CO等清洁可燃气体通过燃气压缩加压装置，进入天然气管道，供企业和居民用气
2）燃气发电
①清洁燃气经过燃气发电机组直接发电；发出的电存储到大容量
储能钒电池，然后并入国家电网；
②燃气发电机组产生430℃-680℃的余热尾气，
③430℃-680℃的余热尾气进入余热储热装置，经余热储存起
来；
④通过余热储热装置，给余热锅炉提供380°的高温蒸汽，并加
入软化水，进行蒸汽发电；
⑤蒸汽发电后的高温余热（120°以上）经过热交换装着进入余热
储热装置，进行温度提升，二次发电使用；
⑥蒸汽发电后的低温高温余热（65-120°）经过热交换装着进入
太阳能制冷装置，进行太阳能制冷，供中央空调使用；
⑦吸收完后的余热尾气中主要有害物质为NO X和CO2，经过微生
物工程菌群净化装置将NO X吸除；尾气中主要成分为CO2；
⑧历史垃圾经过处理后，空出的原垃圾填埋场经过简单的防水渗
漏处理，将雨水收集起来改成石油藻池，然后将CO2进行导入；
⑨利用太阳光合作用，石油藻固化CO2, 吸收历史垃圾渗漏重金
属等有害物质
⑩将生长后的石油藻捞出，进入垃圾气化装置，进行能源循环利
用；
2.2、垃圾气化专利技术简述
A、储热技术
河南焓晨新能源有限公司（简称焓晨新能源）以”镍锌动力电池”专利发明人郭凯为技术骨干，组建国内储能技术前沿的研发团队，在相变储热材料和化学能储热材料方面进行了独特自主的创新研究，经过9年的不懈努力，一举攻克了无法大容量、长时间储存热能的技术难题。
焓晨新能源公司研发的热储能技术主要是化学储能（太阳热能转化为化学能储存、地热能转化为化学能储存、工业废弃热能转化为化学能储存、电能规模化储存）的范畴，而化学储能实际上属于储热。化学反应热储存技术实际上就是利用物质相接触时发生化学反应而将化学能转化为热能并加以存储利用的一种储存技术，其最大的优点是储能密度高，且储能体系可通过催化剂或反应物与产物的分离实现热能的长期储存。简言之，就是利用太阳能（或其他能源，例如电厂废热、工业废热、空气热能、地热等）将热能供给储能材料（介质），储能材料受热分解为两种或多种物质，将这些物质分离后以化学能的方式储存，在需要的时候，这些储存的化学能物质通过添加催化混合物质将能量释放出来，达到跨季节、跨地域利用能量的目的。该项技术不仅能实现对太阳能的储存、释放，还可对工业生产中的废热进行储存和释放。其优势是除催化剂外，物质没有消耗；功率等级与现在可再生能源功率接近。现已在陕西、宁夏、河南等地分别完成了太阳光照不同类别地区的储能实验目标，正在协调用户完成应用目标。
与利用煤炭、石油、天然气等传统化石能源的供热技术相比较，焓晨新能源公司自主研发的热储能技术具有无可比拟的优势，对于缓减我国能源危机、节能减排具有划时代的意义。
一是成本低。该热储能技术将太阳能转化（或将工业生产中产生的其他热能吸收）、储存及再次释放，所利用的是取之不竭的太阳能或工业生产中产生的、未被充分利用的废热能，这将彻底改变化石能源枯竭造成的能源危机和消耗化石能源所引发的气候、环境后果，彻底改变对化石能源的依赖，由于储热材料属本公司自主开发，原料的市场供应量大且价格低廉，同等供热量的耗材是煤炭的1／3、天然气的1／7、电力的1/8。
二是存期长。本公司开发的热储能技术分为相变储热和化学能储热两种方式，存储时间从几个月到两年不等，远远超过现有、国内外研发的太阳能储存时限，且存储不受任何天气影响，用户完全可以根据需求选择不同存期、不同存量的存储方式。
三是应用广。热储能技术将太阳热能及工业生产中产生的其他废热能加以储存并利用，是对现有一切地下能源的替代。凡是现有热能使用的地方，无论发电、取暖，还是现代农业供热，以及其他需要热能的领域，热储能技术都可以替代现有一切化石合旨源提供的热源，可发电、可供暖，可满足任何需要热能的需求。