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沼氣能源回收和土地利用為主的厭氧消化技術(shù)路線厭氧消化具有以下優(yōu)點:
1、提高后續(xù)處理的效率并減少后續(xù)處理能耗。
通常認為厭氧反應(yīng)可以實現(xiàn)污泥減量化、穩(wěn)定化。通過厭氧反應(yīng),污泥中有機物去除40%-60%,有害病菌減少。此外,厭氧消化提高污泥脫水穩(wěn)定性,讓焚燒等后續(xù)處理減少35%以上的能耗。
2、厭氧消化成本較低。
根據(jù)韋伯咨詢統(tǒng)計,單純厭氧消化投資成本約為20-40 萬元/(噸/日),由于不用鼓風曝氣等,節(jié)約了成本,單純厭氧消化運行費用約為60-120 元/噸(含水率80%,不包括濃縮和脫水),而好氧發(fā)酵運行費用為120-160 元/噸。
歐美50%以上的污泥采用厭氧消化處理,產(chǎn)生的沼氣轉(zhuǎn)化為電能可滿足污水廠所需電力的33%~100%。但污泥厭氧消化在我國應(yīng)用的并不順暢。因為污水處理廠內(nèi)往往沒有足夠的熱源,所以考慮含水率十分之八左右的污泥在污水處理廠內(nèi)經(jīng)過調(diào)質(zhì)及壓濾處理,高干脫水至含水率十分之六左右,脫出的污水返回污水處理廠處理。我國建設(shè)的約50 座污泥厭氧消化設(shè)施中,可以穩(wěn)定運營的只有20 余座。主要原因是由我國污泥泥質(zhì)差、處理廠運行管理水平低。我國污泥含砂量較高、有機物含量較低、污泥可生化性差,消化設(shè)備運行的穩(wěn)定性和產(chǎn)沼氣率等指標普遍未達到國外標準。此外,我國缺乏沼氣利用的激勵機制,設(shè)備的投資費用高,系統(tǒng)運行較為復(fù)雜不易掌握。
不過采用堿解處理、熱處理、超聲波處理、微波處理等方法對污泥進行預(yù)處理,可以提高污泥水解速率,改善污泥厭氧消化性能。并通過項目經(jīng)驗的積累,企業(yè)也逐步掌握了較為的操作技能。污泥厭氧消化技術(shù)會是未來的一個主流方向。
?生物質(zhì)與燃煤混燃耦合發(fā)電的優(yōu)勢
生物質(zhì)與燃煤混燃耦合發(fā)電是指將生物質(zhì)燃料應(yīng)用于燃煤電廠中和煤一起作為燃料發(fā)電?生物質(zhì)直接與煤混合燃燒,產(chǎn)生蒸汽,帶動蒸汽輪機發(fā)電?根據(jù)供應(yīng)情況摻入或多或少的生物質(zhì)與煤混合發(fā)電,而不是單純地燃用生物質(zhì),這種生物質(zhì)發(fā)電方式具有更多的優(yōu)勢?
(一)投資較省?可以充分得用燃煤電廠的原有設(shè)施和系統(tǒng)來實現(xiàn)生物質(zhì)燃料的利用?
(二)混燒比例靈活?在資源豐富時可以提高生物質(zhì)的比例,而在資源供應(yīng)不足時提高煤的比例,可以降低生物質(zhì)燃料的供應(yīng)風險?該風險包括兩個方面,資源風險和價格風險?前者是指在電廠經(jīng)濟收集區(qū)域內(nèi)的生物質(zhì)資源能否滿足電廠的使用?后者是指生物質(zhì)供求關(guān)系的平衡點是否在電廠可以接受的范圍內(nèi)?
(三)能夠有效保證電廠的順利運行?生物質(zhì)電廠正常運行障礙是燃料的供應(yīng)問題?純燒生物質(zhì)的電廠只能燒生物質(zhì)燃料,其持續(xù)充足供應(yīng)面臨諸多難題?而混燒生物質(zhì)的電廠可以燒煤,燃料,風險低,運行可靠性高?
(四)在混燒比例小于20%的情況下,生物質(zhì)灰特性所帶來的結(jié)渣、積灰和腐蝕等影響鍋爐性能的問題小得多?
?我國生物質(zhì)資源、生物質(zhì)發(fā)電現(xiàn)狀與前景
我國可作為能源利用的農(nóng)作物秸稈及農(nóng)產(chǎn)品加工剩余物、林業(yè)剩余物和能源作物等生物質(zhì)資源總量每年約4.6億t標準煤?目前,我國生物質(zhì)能年利用量約3500萬t標準煤,利用率僅為7.6%?
截止至2016年,我國生物質(zhì)發(fā)電裝機容量1214萬KW,其中農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電裝機容量為605萬KW,垃圾焚燒發(fā)電容量為574萬KW,沼氣發(fā)電容量為35萬KW,各種生物質(zhì)發(fā)電幾乎全為純燒生物質(zhì)發(fā)電,而且其裝機容量多為1~3萬kW蒸汽參數(shù)不高的低效率小機組,純燒生物質(zhì)發(fā)電項目的供電效率一般低于30%?因此,純燒生物質(zhì)的小容量低效率發(fā)電不是生物質(zhì)發(fā)電的主要發(fā)展方向?
到2020年,我國燃煤裝機容量將達到11億KW,如果能夠有50%的生物質(zhì)用于燃煤電廠的摻燒發(fā)電,那么燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電機組總?cè)萘靠梢赃_到5.5億KW按平均摻燒量為10%估算,則折算生物質(zhì)發(fā)電裝機容量可達到5500KW?如果我國每年有50%的生物質(zhì)用于發(fā)電,那么可發(fā)電量約7200億KW·h,折算成裝機容量約為1.8億KW,是2016年全國發(fā)電量的12%,也就是說,可較大幅度降低煤電的CO2排放?大容量煤電廠采用燃煤耦合生物質(zhì)發(fā)電,應(yīng)該是現(xiàn)階段我國煤電大幅度降低碳排放的主要措施?