填埋气体既能发电又能做燃料
#formatDate(2008-11-01 10:10:58.0)

深圳下坪场垃圾填埋场与东江环保、利赛实业发展公司携手开发变废为宝

填埋气体既能发电又能做燃料

深圳下坪场垃圾填埋场作为全国目前交易金额最大、碳减排最大的CDM项目,究竟如何将填埋气体变废为宝?究竟如何提纯压缩制备车用燃料?究竟怎么利用垃圾给深圳市民带来实实在在的好处?

首期年发电量达2500万度

下坪场的填埋气体收集发电项目,由下坪场和深圳市东江环保股份有限公司共同合作开发。与市政环卫综合处理厂、宝安老虎坑、龙岗白鸽湖、龙岗龙城等焚烧垃圾发电不同的是,下坪场本身是一个现代化的垃圾填埋场,它的独特之处在于发电是将填埋垃圾产生的气体收集后,直接焚烧气体进行发电。

一期工程今年3月份竣工

下坪填埋气体发电工程项目总占地面积5000平方米,建筑面积1326平方米,项目首期投资5121.63万元,总投资约1亿元。利用填埋气体发电投资,全部由企业自筹。目前,一期工程装机容量为1台国产500KW和3台进口1000KW机组,每小时发电量为3674千瓦,年发电量约为2533.6万度,终期规模为10台发电机组,发电规模可达到1万千瓦,同时可消减1.5亿立方米填埋气体对大气环境的污染。一期工程去年6月开工,今年3月份竣工。

下坪场负责人周胜勇说,垃圾在填埋处理过程中,由于垃圾的降解,会释放出大量的填埋气体。按填埋气体产气规律研究,下坪场最大产气量可达每小时9000立方米,目前产气量约为每小时3000立方米。据测算,下坪场2006年产生填埋气体10671万立方米,在2021年达到最大值,为31892万立方米。填埋气体收集焚烧后,可以利用焚烧产生的热能发电。

填埋气体成分为甲烷

下坪场填埋气体,其主要成分是甲烷,俗称沼气,是生活垃圾中的有机物在厌氧状态下降解产生的可燃气体。过去,填埋场产生的气体多是通过排气管直接排放进入大气。如何将分散在下坪场填埋垃圾内的这些气体收集起来,形成源源不断的燃料,这是CDM项目首先要解决的问题。

周胜勇说,下坪场参照发达国家气体收集的先进技术,采用垂直竖井与水平横井结合的立体网络式收集系统收集气体。填埋气体经收集井进入收集井顶部连接管,每座收集井均以软管及集气支管连接至集气干管上,各井所收集到的填埋气体通过集气干管输送到输送主管,由输送干管输送来的填埋气体,经气液分离器后进入鼓风机进行加压,加压后经鼓风机出口管汇合至输送母管,经输送母管送至填埋气体综合利用系统(填埋气体发电站、加气站或火炬系统)。当收集的填埋气体量除满足综合利用系统利用外仍有剩余时,则将剩余部分送至火炬系统燃烧。

填埋气体发电一举多得

在火炬系统项目工程处看到,火炬内火焰熊熊,正是多余的填埋气体在燃烧。周胜勇说,火炬装置在系统中起着重要的调节作用,它可以确保气体燃烧发电时达到一种动态平衡。由于垃圾焚烧发电在我国起步较晚,火炬系统大多数都是国外进口。而填埋气体气量变化值又非常大,气量小不易着火,气量大又易燃烧不尽。因此,建设一套能控制中国城市生活垃圾填埋气体这一特征的火炬系统,是这一项目的关健。深圳市环境卫生管理处与中科院工程热物理研究所为此开展联合攻关,终于自主研制出国内第一台火炬。这台火炬可在30~2640立方米/小时气量范围内稳定燃烧,燃烧效率在90%以上。该系统去年9月建成投入使用后,运行情况一直良好。

目前,下坪场填埋区已有26口收集井开始收集填埋气体,另有19口收集井正在施工,初步预计今年收集系统总收集井可建成70口以上,收集填埋气体总量超过4000立方米/小时。

有关专家在该项目可行性研究报告中评价说,下坪垃圾填埋气体发电工程不仅有效解决了垃圾填埋气体所带来的各种危害,达到净化深圳及周边地区的生活、居住环境之目的,还有效将其所含能量转化成宝贵的电力资源,很好体现了循环经济的“无害化、减量化、资源化”原则。同时,电厂建设还实现了对垃圾填埋场的环境控制,改善了填埋场的环境,科学排除了填埋场安全隐患。

强强联合形成多赢格局

在下坪场CDM项目中,我们发现一个引人注目的现象:下坪场目前作为政府部门,东江环保股份公司是境外上市公司、国家循环经济试点单位,市利赛实业发展有限公司作为环保投资企业,三方“握手”形成一个多“赢”的格局。

发展循环经济变废为宝

下坪场作为国内最早建成的现代化垃圾填埋场,依靠政府财力的大力支持,先行一步,敢闯敢试,在垃圾卫生填埋领域引领该行业的潮流,同时也打下了丰富、坚实的填埋气体管理的经验。下坪场经过多年的填埋,在发展循环经济、建设和谐深圳、效益深圳的社会大背景下,下坪场填埋产生的丰富的填埋气体,由昔日令人头疼的安全隐患变成了“无价之宝”。

东江环保公司负责人称,东江环保在工业危险废物处理、城市生活垃圾综合处理等方面有着良好的信誉,也是公司的“强项”。随着我国经济的快速增长,能源问题越来越突出,发展循环经济和推动新能源开发是经济发展的必然趋势。对于如何有效利用垃圾填埋气体发电,国家给予了高度的重视。2002年,国家又出台相关政策,鼓励私营企业和国际商业企业参加垃圾填埋气体收集发电项目,并给予优先支持。随着“十一五”规划对发展新能源提倡环保型循环经济的进一步重视,国家对垃圾发电产业的政策支持还在继续加强。东江环保参与下坪场CDM项目,既借国家政策的“东风”,又能为企业带来新的发展机遇,更重要的是通过与政府合作,为深圳环境建设出一份力。

开发利用填埋气体前景广阔

利赛公司负责人也表示,与下坪场合作开展CDM项目,可谓恰逢期时。目前,我国城市大气污染中,汽车的尾气成为了重要问题。随着汽车工业的发展,民用汽车价格不断下降,家用汽车的数量不断上升,2020年中国的民用汽车保有量将达到1.4亿辆左右,汽车尾气的危害越来越严重。深圳汽车拥有量已超过100万辆,解决机动车尾气污染,已成为目前深圳全体市民的共识。同时,随着化石燃料的不断消耗,石油的总量不断减少,石油产品价格不断上涨,汽油的替代能源成为迫切的需求。而另外一个大的国际背景是,为减少全球温室气体排放,中国作为发展中的国家和负责任的大国,控制温室气体排放、实行清洁发展,将是我国环保优先考虑的问题。利赛公司2005年就开始投资建设填埋气体制备车用燃料项目,正是看准了国内外这一有利时机和无限商机,果断出招与下坪场联手。

创造性地走出综合利用新路子

国内业内人士评价说,深圳下坪场CDM项目借鉴国外资金和企业投资,解决了我国许多城市普遍面临建设垃圾处理等公共设施所遇到的“资金”瓶颈问题,与企业、高校强强联手开展科技攻关,为我国同类项目解决了技术问题,利用填埋气体发电、做汽车燃料,既减少了填埋气体的污染,消除了安全隐患,又对减缓全球变暖有重要的贡献,还创造性地走出填埋气体综合利用的新路子。可以说,这一项目的实施,体现深圳坚持可持续发展、全力推进循环经济的“闪光点”,成为全国垃圾填埋场的一个示范。

首创填埋气体提纯制作汽车燃料

相当于每天生产4600升汽油或4000升柴油

下坪场CDM项目,还有一个重要的子项目是填埋气体提纯制作汽车燃料项目。

垃圾填埋产生的气体52%-55%为甲烷气体,它容易引发火灾、爆炸、造成异味,还对全球变暖有重要贡献。下坪场与深圳市利赛实业发展有限公司合作,积极探索使用清洁的可再生能源,利用市环卫处与清华大学环境工程系联合研究的填埋气体提纯制作汽车燃料的科研成果,建设了国际领先、国内首创填埋气体提纯制作汽车燃料项目。

对填埋气体提纯处理

周胜勇介绍说,该项目先采取变压吸附方法,对填埋气体进行提纯处理。具体工艺包括预处理单元和生产单元两部分。预处理单元对填埋气体进行压缩冷凝、多级过滤和氧化铝吸附干燥预处理,去除填埋气体中的颗粒杂质、水分、H2S气体及其他杂质气体,使进入生产单元的气体的流量和压力稳定在一定水平,以保证变压吸附生产单元的正常稳定运行。生产单元借助变压吸附实现分离填埋气体中主要成分甲烷和二氧化碳的目的,甲烷回收率高于92%,甲烷浓度提高至90%以上,将污染物变成了可供车辆使用的优质天然气燃料。

产品气质量已超国家标准

填埋气体制备车用燃料项目分为两期。2006年11月,下坪场建成了首期生产规模为每小时处理500立方米填埋气体项目,每天能生产的汽车燃料4700标准立方米,年产量约为138万立方米,相当118万升柴油或135万升汽油,削减396万立方米的填埋气体。经广东大鹏液化天然气有限公司检验,产品气的质量已超过国家相关标准。有关专家表示,如此质量和产量相当于每天生产4600升汽油或4000升柴油,可以供给约120台出租车(油气比1∶1,即1立方米提纯气体可作1升汽油)或者130台垃圾车(替代率60%,油气比1∶0.86,即0.86立方米提纯气体可作1升柴油)使用,对遏制由燃烧汽油导致的汽车尾气污染有着重要的促进作用。

试用车辆设备运行稳定

目前,通过对垃圾运输车、道路清洗车辆和推土机的燃料系统进行改造试验,该项目现已初步完成了单燃气,油、气两用和油、气混燃三种类型车辆设备改装。试用车辆设备运行稳定可靠,动力性能正常,气体燃料替代率平均可在50%以上,每立方米提纯气体比每升柴油便宜约1.0元的成本,为垃圾清运企业节约超过20%的油料费。

在现场,下坪场安排了三台车来现场演示。一辆1.8升排气量的小轿车车主说,灌注这种提纯的气体13立方米,可以行驶180公里,相当于100公里耗气7.2立方米。按目前每立方米提纯气体价格为3.5元计算,每100公里比使用97号汽油可节省大约20元左右。在加气站,一名前来加气的张姓司机也高兴地说:“我这车经过改造,已经使用天然气燃料一个多月了,动力基本没有下降,价钱却比汽油差不多便宜一块钱一升,挺实惠的”。

下坪场设专门加气站

现在,下坪场已建立专门的加气站,将一期的提纯气体供应给垃圾运输车辆及其他场内车辆使用。经观察、监测,车辆使用天然气燃料后,各项指标正常。最近,下坪场和利赛公司预计近期投资建设二期2000立方米/小时的填埋气体制备车用燃料项目。该项目建成后,不仅可以满足下坪场垃圾运输车及其他车辆的全部用气需求,而且还会有较多的余量。如果能在下坪场区外较近的地方增建一个加气站就可以向更多的用户提供气源。到时将会有更多的人能享受到使用天然气的实惠,清洁可再生的新能源开发又缓解了石油资源紧张的困境,更重要的是该项目具有较好的环境效益。

周胜勇表示,终期规模为每小时1500立方米,年产量约414万立方米提纯气体,消减填埋气体1188万立方米。

利赛将进一步发掘垃圾填埋气体的利用价值。不但提纯甲烷用做能量,还要同步提纯二氧化碳和氮气,提供高纯度的工业原料气体。从而实现填埋气体100%的循环利用,做到污染物“零排放”。


文章来源:深圳特区报