城市垃圾熱解氣化方案

1、北京寶能科技有限公司城市垃圾熱解氣化方案前言：垃圾無時無刻不伴隨著人類社會生活而存在，垃圾處理也是一個隨之不斷變革、持續(xù)發(fā)展的行業(yè)。從另一個角度講，在技術(shù)條件足夠完善的情況下，垃圾是一種永不枯竭的可利用型資源。本文著重介紹一種新型垃圾處理技術(shù)，該技術(shù)不僅能有效克服目前國內(nèi)垃圾處理技術(shù)的環(huán)保缺陷，還能夠同時獲得幾倍于前者的經(jīng)濟效益，真正實現(xiàn)變廢為寶，引領未來垃圾處理行業(yè)發(fā)展方向。一、國內(nèi)垃圾現(xiàn)狀與亟待解決的問題1. 伴隨著城市化進程加快，全國各地垃圾產(chǎn)生量急劇增加。根據(jù)2009年中國城市建設統(tǒng)計年鑒報告，全國655個設市城市生活垃圾清運量由1980年的3132萬噸增加到2008年底的1.52億噸

2、，平均每年增長速度約為9%。我國目前的垃圾年產(chǎn)量占全球比重已經(jīng)超過30%，中國已經(jīng)成為“垃圾圍城”最嚴重的國家。2. 城市垃圾的處理水平偏低。很多地方采取露天堆放、自然填溝和填坑等原始方式消納城市垃圾,部分河流沿岸成為天然垃圾堆放場。該種處理方式對土壤、河流、地下水、大氣等都造成了嚴重的影響和危害。3. 國內(nèi)城市垃圾無害化處理設施極度缺乏,已建成的垃圾處理設施又有相當部分達不到國家環(huán)保標準，大多數(shù)城市的垃圾對環(huán)境的污染日趨嚴重。5億多平方米的城市地面被垃圾侵占，每天向大氣釋放多達100多種有害、致癌氣體。以北京市為例，目前全市日產(chǎn)垃圾18400噸，其中90%為填埋處理，每年約占用土地五百畝。在

3、這種處理方式單一、有效的垃圾分類又較難實現(xiàn)的情況下，沒有高效能技術(shù)和設施的建設應用，四年后北京就將面臨垃圾無法處理的局面。上海市全市日產(chǎn)垃圾近2萬噸，在全市垃圾處理廠超負荷運行的情況下，按目前現(xiàn)有的處理能力，到2020年，全市混合垃圾處理能力及資源化處理能力缺口總計將擴大到約11700噸/日?？梢?，對城市垃圾實施有效處理,改善城市衛(wèi)生環(huán)境，實現(xiàn)垃圾減量化、無害化、資源化已成為保障國計民生的重大問題。日前住房和城鄉(xiāng)建設部、環(huán)保部等15部委聯(lián)合制定的“關于推進城市生活垃圾處理工作的意見”（以下簡稱“意見”）已報國務院審批，于2011年初下發(fā)?！耙庖姟背雠_后，將大力推動城市生活垃圾處理工作，同時城市

4、生活垃圾處理也將成為地方政府城市管理考核的重要內(nèi)容。二、國內(nèi)垃圾處理技術(shù)簡介目前國內(nèi)垃圾處理主要使用以下幾種技術(shù)：1. 衛(wèi)生填埋處理：這種方法是大量消納城市垃圾的有效措施。但占地面積大，使用年限短，垃圾分解速度慢（10-20年），填埋區(qū)易產(chǎn)生沼氣、含毒污水，對空氣、土壤和地下、地表水產(chǎn)生污染。大城市周邊由于土地資源緊張，更限制了此類方法的應用。2. 堆肥處理：該方法通過微生物的生化作用，將垃圾中的有機質(zhì)分解腐爛，轉(zhuǎn)換成肥料。但該法對垃圾成分有較高要求，產(chǎn)品肥效低、制造期長，不適應城市生活垃圾的迅速增長。堆肥法對塑料、金屬等減量程度不高，后續(xù)處理量大，運行費及垃圾轉(zhuǎn)運費用高。由于國內(nèi)未能實現(xiàn)有效

5、垃圾分揀，垃圾中含有重金屬和有毒化合物等污染物，導致此種肥料不能進入食物鏈，因此堆肥產(chǎn)品尚面臨銷路問題。3. 垃圾焚燒發(fā)電：該法是指使用特殊的垃圾焚燒設備,以城市工業(yè)和生活垃圾為燃燒介質(zhì),在對垃圾進行焚燒處理的同時,利用其產(chǎn)生的能量發(fā)電的一種新型發(fā)電方式。直接焚燒法可實現(xiàn)城市生活垃圾的減容化和資源化。但其致命缺陷是其焚燒產(chǎn)物中的SOX、NOX、HCl、粉塵和殘渣中的重金屬。特別是氧化反應產(chǎn)生的劇毒有機物二噁英含量較大。以上三種垃圾處理方式中，當前發(fā)展最為迅速的是垃圾焚燒發(fā)電。與其他處理方法相比，垃圾焚燒發(fā)電具有占地少、能最大程度減害化、資源化利用程度高等優(yōu)點。但其面臨的主要問題表現(xiàn)為： 直接引

6、進國外成熟的垃圾焚燒處理技術(shù)價格昂貴，從投資經(jīng)濟性的角度來看，國內(nèi)典型的引進日處理量1000噸的垃圾焚燒電廠總投資將達5-7億元人民幣，普通城市很難承受。同時垃圾廠運行成本也較高，需要高額的政府補貼。 中國的生活垃圾大多為沒有經(jīng)過分揀含水量高的廚余垃圾，不同的地方垃圾的組成與特性也呈現(xiàn)較大差異。而國外成熟技術(shù)主要針對當?shù)責嶂递^高、含水率較低的生活垃圾而言處理效果好，在面對中國生活垃圾的焚燒處理效果卻不盡理想。 無法實現(xiàn)真正的“清潔”焚燒。國內(nèi)垃圾焚燒廠燃燒溫度標準在850度焚燒排放的煙氣中含有SO2、HCl、HF、Hg、Pb、Cd、NOx、二噁英和重金屬等多種有害有毒物質(zhì)，會造成嚴重的二次污染

7、。 生活垃圾焚燒發(fā)電效率有待提高。中國垃圾焚燒廠普遍都在摻煤燃燒。國家規(guī)定允許的摻煤量為20%以下，而實際很多廠子都超過30%，甚至有的達到40%以上，以這種方式發(fā)電再去享受國家的補貼電價，嚴重降低了垃圾處理廠的經(jīng)濟效益和社會效益。三、垃圾熱解制氣技術(shù)簡介1. “熱解”說明熱解在英文中使用“Pyrolysis”一詞，在工業(yè)上也稱為干餾。它是將有機物在無氧或缺氧狀態(tài)下加熱，使之分解為：a) 以氫氣、一氧化碳、甲烷等低分子碳氫化合物為主的可燃性氣體；b) 在常溫下為液態(tài)的包括乙酸、丙酮、甲醇等化合物在內(nèi)的可燃油；c) 純碳與玻璃、金屬、土砂等混合形成的炭黑的化學分解過程。垃圾的熱解法和焚燒法是兩個

8、完全不同的過程。焚燒是一個放熱過程，而熱解是吸熱過程。焚燒的主要產(chǎn)物是二氧化碳和水，而熱解的主要產(chǎn)物是可燃的低分子化合物：氣態(tài)的氫氣、甲烷、一氧化碳；液態(tài)的甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有機物及焦油、溶劑油等；固態(tài)的主要是焦炭和炭黑。熱解法是利用垃圾中有機物的熱不穩(wěn)定性，在對其進行加熱蒸餾，使有機物產(chǎn)生裂解，經(jīng)冷凝后形成各種新的氣體、液體和固體，從中提取燃料油、可燃氣的過程。垃圾熱解氣化是將含有有機可燃物的垃圾在缺氧的條件下利用熱能使化合物的化合鍵斷裂，由大分子量的有機物轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿恿康腃O、H2、CH4等可燃氣體。其抑制二噁英的途徑主要有：減少了二噁英前體物的生成垃圾中的有價金屬沒有被氧化，垃圾中

9、的Cu、Fe等金屬不易生成促進二噁英生成的催化劑。同時垃圾的熱解氣化還有其優(yōu)點：制備出可燃氣體。熱解氣體燃燒時空氣過剩系數(shù)較低，能大大減低排煙量、提高能量利用率，降低NOx排量、減少煙氣處理設備投資和處理費?，F(xiàn)有國際國內(nèi)熱解技術(shù)研究主要停留在等離子體快速熱解工藝，這種工藝運行成本非常高，現(xiàn)在還無法做成大型化的工業(yè)裝置。本公司設計建造的裝置突破了現(xiàn)有研究方向，實現(xiàn)了熱解裝置工業(yè)化首次運行。2. 城市垃圾分級熱解氣化處理技術(shù)簡介在充分分析中國垃圾品質(zhì)和生物質(zhì)快速熱解設備的基礎上,針對城市垃圾與生物質(zhì)的不同，我們創(chuàng)新出一套低成本、適合中國國情的城市生活垃圾熱解氣化的清潔綜合利用技術(shù)。該項技術(shù)以循環(huán)流

10、化床分級熱解氣化技術(shù)為核心,配以煙氣干燥、特殊的進料和排渣系統(tǒng),并從源頭上對二噁英的污染進行了有效地控制，從而實現(xiàn)垃圾資源化利用。城市垃圾循環(huán)流化床分級熱解氣化工藝流程框圖經(jīng)粉碎機粉碎后提升到上部料倉的城市垃圾經(jīng)星型進料器進入旋筒干燥器與氣化燃氣換熱干燥后，通過中間料倉和螺旋輸送機加入到氣化爐中部，與循環(huán)上行的熱灰和高溫燃氣迅速實現(xiàn)摻混；較細顆粒垃圾向上流動，升溫、溫度700左右高溫熱解和脫氯，消除了垃圾受熱后快速熱解產(chǎn)生的焦油、酚和輕油等，主要生成CH4等小分子；較粗顆粒垃圾向下落入爐底，在沸騰狀爐料中，氣、固兩相發(fā)生劇烈傳質(zhì)和傳熱，并發(fā)生燃燒反應和水煤氣反應生成CO、H2、CO2等，石灰石

11、作為脫硫劑脫除了燃氣中的硫，反應溫度為9001100。一級旋風分離器分離得到的半焦和灰經(jīng)返料裝置被水蒸氣送回到循環(huán)流化床底部，二級旋風分離器分離得到的細粉經(jīng)返料裝置被水蒸氣和空氣切向帶入氣流床，螺旋式斜向下流動發(fā)生高溫1300左右氣化和煅燒反應，液體熔渣和氣體流入循環(huán)流化床。分離后的燃氣流入旋筒干燥器換熱和干燥，然后作為原料氣發(fā)電或轉(zhuǎn)化利用。低含碳灰渣經(jīng)由換熱式螺旋出渣機排于密閉灰斗，定期排到爐底渣車，再倒運入渣倉，經(jīng)短皮帶送到臨時儲渣場。由于上部熱解時為還原性氣氛，脫氯不會產(chǎn)生二噁英；下部燃燒和氣化半焦無氯存在，因此也不會生成二噁英。3. 我們的技術(shù)特點a) 一個設備同時具有氣流床和循環(huán)流化

12、床兩部分，實現(xiàn)了垃圾的分級熱解和氣化；通過設置分級分離器，使夾帶半焦按粒度的不同進入不同的床層。b) 氣流床為切線進料，液體排渣；氣流床中生成的高溫氣和液態(tài)灰渣同時為循環(huán)流化床供熱，液體渣落入爐底的床料中，降溫變?yōu)椴Ａw，消除了流化床燃燒、熱解或氣化的飛灰重金屬污染。c) 從源頭上避免生成二噁英，實現(xiàn)了反應器內(nèi)部分脫硫，簡化了凈化過程；生成氣中含有大量甲烷，熱值高，適合于做燃氣。d) 通過設置垃圾預熱干燥和滲透液高溫熱解干燥，解決了國內(nèi)垃圾含水過高和滲透液無害化處理的難題。e) 氣化強度大，設備體積小，鋼材耗量低，固定投資大大降低；操作簡單，開停車方便，連續(xù)性好，垃圾適應性強。f) 垃圾灰中殘

13、碳含量低，固體灰渣排出，排灰過程簡單。下圖為公司投資建設位于青島的城市垃圾熱解氣化工業(yè)化示范裝置城市垃圾熱解氣化工業(yè)化示范裝置四、國內(nèi)垃圾處理行業(yè)市場、產(chǎn)業(yè)運營環(huán)境與政策垃圾熱解制氣與垃圾焚燒發(fā)電除了處理工藝和產(chǎn)出能源有一定區(qū)別外，其余大部相同。由于垃圾熱解氣化屬于一種全新技術(shù)，在國內(nèi)外尚無工業(yè)化運營先例，我國政府相關部門的針對配套扶植政策沒有出臺，所以垃圾熱解制氣的市場情況和扶植政策可參考相近的垃圾焚燒發(fā)電的進行說明。在過去20年中，由于環(huán)境污染和生態(tài)破壞，中國每年造成經(jīng)濟損失相當于GDP的7%到20%?！笆濉币?guī)劃建議中指出中國經(jīng)濟發(fā)展中面臨十大問題，擺在首位的是資源環(huán)境問題?；仡櫄v史，

14、每次危機過程中往往會孕育一批新產(chǎn)業(yè)，新產(chǎn)業(yè)在危機后以其特有的生命力成為新的經(jīng)濟增長點，并成為擺脫經(jīng)濟危機的根本力量。據(jù)業(yè)內(nèi)估算，“十二五”期間，我國環(huán)保投資將至少有3.1萬億，未來5年復合增長率為15%-20%，環(huán)保產(chǎn)值到2015年有望達到GDP的7%-8%。行業(yè)研究員認為，“十二五”是我國環(huán)保行業(yè)的黃金發(fā)展期。在環(huán)保產(chǎn)業(yè)高速成長的起點上，固廢處理將成為一個高回報的投資行業(yè)?！笆晃濉逼陂g，我國固廢處理投資規(guī)模為2100億，年均增速18.5%，據(jù)環(huán)保部中國環(huán)境規(guī)劃院預測，“十二五”期間我國固廢處理行業(yè)投資將達到8000億元，較“十一五”翻兩番，比大氣和污水領域投資增速高4-8個百分點。2009

15、年4月28日，中共北京市委、市政府印發(fā)關于全面推進生活垃圾處理工作的意見的通知，要求調(diào)整處理結(jié)構(gòu)，積極推進生活垃圾焚燒處理。2012年垃圾焚燒、生化處理和填埋比例為2：3：5；2015年比例為4：3：3。2012年前，北京市將建設阿蘇衛(wèi)焚燒廠、京南垃圾焚燒廠、董村垃圾焚燒廠3個垃圾焚燒處理項目；2015年前，將再建設六里屯焚燒廠、北天堂焚燒廠、南宮焚燒廠等，梁家務焚燒廠也將擇機建成。2015年前將建成9座大型垃圾焚燒廠，垃圾焚燒處理總能力可達到每天8200噸。1. 市場總?cè)萘堪凑?010年已建及在建項目統(tǒng)計，現(xiàn)有城市生活垃圾焚燒處理能力約為7.4萬噸/日，占全國城市生活垃圾清運量的11。據(jù)此對

16、未來垃圾焚燒技術(shù)市場做估算的話：基本假設1：2020年城市生活垃圾焚燒處理率達30。發(fā)達國家生活垃圾焚燒處理率各不相同，如美國，地廣人稀，垃圾填埋土地資源豐富，焚燒處理率約為25；如英國，地質(zhì)的特殊結(jié)構(gòu)形成了天然的填埋防漏層，填埋處理成為首選，焚燒率僅10；如日本，土地資源緊缺，焚燒率高達66?？紤]到城市生活垃圾的產(chǎn)生及處理有一定的半徑限制，處理廠通常建在城市周邊，而隨著我國城市化進程，垃圾產(chǎn)生量逐年增大而填埋用地日益緊張。我們認為假設中國2020年城市生活垃圾焚燒率為30是比較合理的。基本假設2：假設未來（至2020年）垃圾年產(chǎn)生量與現(xiàn)在持平。按照國家統(tǒng)計年鑒數(shù)據(jù)，2003年至2008年我國

17、城市垃圾清運總量基本維持不變。我們認為不妨將此假設作為低值情景考慮。基于以上2個假設，可估算出2020年底我國生活垃圾焚燒處理能力應達到20.5萬噸/日。對比現(xiàn)有7.4萬噸/日的處理能力，2010-2020年間應新增生活垃圾焚燒處理能力13.2萬噸/日。2. 國家級優(yōu)惠政策a) 中華人民共和國企業(yè)所得稅法實施條例（2007）、關于公布環(huán)境保護節(jié)能節(jié)水項目企業(yè)所得稅優(yōu)惠目錄試行的通知（財稅2009166號）規(guī)定垃圾焚燒項目可以享受企業(yè)所得稅優(yōu)惠政策。b) 關于資源綜合利用及其他產(chǎn)品增值稅政策的通知（財稅2008156號）規(guī)定垃圾焚燒發(fā)電項目實行增值稅即征即退的政策。c) 可再生能源發(fā)電價格和費用

18、分攤管理試行辦法（發(fā)改價格20067號）明確了垃圾焚燒發(fā)電電價補貼政策及實施期限。d) 中華人民共和國可再生能源法（修正案）（(中華人民共和國主席令第二十三號，將于2010年4月1日開始實施）為垃圾焚燒發(fā)電項目的電力并網(wǎng)和收購提供了保障。3. 針對垃圾焚燒發(fā)電項目的約束性政策a) 關于進一步加強生物質(zhì)發(fā)電項目環(huán)境影響評價管理工作的通知（環(huán)發(fā)200882號）規(guī)定，現(xiàn)階段采用流化床焚燒爐處理生活垃圾作為生物質(zhì)發(fā)電項目申報的，其摻燒常規(guī)燃料質(zhì)量應控制在入爐總質(zhì)量的20%以下。其他新建的生物質(zhì)發(fā)電項目原則上不得摻燒常規(guī)燃料。國家鼓勵對常規(guī)火電項目進行摻燒生物質(zhì)的技術(shù)改造，當生物質(zhì)摻燒量按照質(zhì)量換算低于

19、80%時，應按照常規(guī)火電項目進行管理。二噁英排放濃度應參照執(zhí)行歐盟標準（現(xiàn)階段為0.1 TEQng/m3）。b) 城市生活垃圾管理辦法（中華人民共和國建設部令第157號，2007年）第二十七條規(guī)定，城市生活垃圾焚燒廠的注冊資本不少于人民幣1億元。c) 關于進一步加強生物質(zhì)發(fā)電項目環(huán)境影響評價管理工作的通知（環(huán)發(fā)200882號）規(guī)定，新改擴建項目環(huán)境防護距離不得小于300 米。4. 運行模式2004年3月19日，建設部發(fā)布市政公用事業(yè)特許經(jīng)營管理辦法，垃圾處理開始實施特許經(jīng)營管理。垃圾發(fā)電項目具有前期投資大、運營成本相對較低的特點，目前主要采用BOT（建設-經(jīng)營-轉(zhuǎn)讓）和BOO（建設-擁有-運營

20、）兩種模式，特許經(jīng)營期一般在25-30年之間。城市生活垃圾處理特許經(jīng)營協(xié)議、購售電合同、并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議為垃圾焚燒發(fā)電類項目建設與運營的最重要的三大協(xié)議。（1）特許經(jīng)營協(xié)議。特許經(jīng)營協(xié)議是垃圾焚燒發(fā)電項目建設最重要的法律授權(quán)文件，由運營企業(yè)與當?shù)厝嗣裾蚱涫跈?quán)的部門簽訂，主要內(nèi)容包括：特許經(jīng)營期限；垃圾供應覆蓋范圍、供應時間、數(shù)量和質(zhì)量；垃圾處理補貼價格、價格調(diào)整方式、支付時間與方式等。特許經(jīng)營合同對于日供應垃圾的數(shù)量一般使用采用照付不議的條款。結(jié)算時的實際垃圾處理量由當?shù)丨h(huán)衛(wèi)部門出具證明。（2）購售電合同。一般情況下，由物價局審批垃圾焚燒發(fā)電項目的優(yōu)惠電價，運營企業(yè)與電網(wǎng)公司簽署購售電協(xié)議。（

21、3）并網(wǎng)調(diào)度協(xié)議。指運營企業(yè)與電網(wǎng)公司簽訂的電力并網(wǎng)協(xié)議。根據(jù)中華人民共和國可再生能源法（修正案）垃圾發(fā)電的所有電量可全部上網(wǎng)，同時由于垃圾焚燒發(fā)電項目的電量與其他類型發(fā)電項目的電量相比較小，故并網(wǎng)也相對容易。5. 收入來源垃圾焚燒發(fā)電項目的主要收入來源包括垃圾補貼、上網(wǎng)電價、供熱收入、售渣收入等，其中發(fā)電和供熱收入的增值稅即征即退，垃圾補貼收入免繳營業(yè)稅。這些收入項目中，垃圾補貼收入、上網(wǎng)電價和稅收優(yōu)惠為核心收入來源。a) 垃圾處理補貼。目前我國各地垃圾處理補貼費的高低與采用的焚燒設備的成本關系密切。其中成本較高的爐排爐，補貼相對較高（最高達到200元/噸，出現(xiàn)在上海）。流化床價格相對便宜，

22、補貼相對較低，一般在50-80元/噸之間?；緦P系見下表。我國垃圾焚燒處理補貼費情況設備每噸投資額垃圾補貼費引進設備爐排爐4550萬元80150元/噸引進技術(shù)爐排爐4045萬元60130元/噸國產(chǎn)爐排爐3035萬元50110元/噸國產(chǎn)流化床2530萬元3090元/噸b) 發(fā)電量收購與上網(wǎng)。垃圾焚燒發(fā)電在發(fā)電類型上屬于可再生能源發(fā)電中的生物質(zhì)發(fā)電。2007年7月25日，國家電監(jiān)委發(fā)布電網(wǎng)企業(yè)全額收購可再生能源電量監(jiān)管辦法，規(guī)定電網(wǎng)企業(yè)全額收購其電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)可再生能源并網(wǎng)發(fā)電項目上網(wǎng)電量。2009年12月26日通過的中華人民共和國可再生能源法（修正案）規(guī)定，電網(wǎng)企業(yè)應當與按照可再生能源開發(fā)利

23、用規(guī)劃建設，依法取得行政許可或者報送備案的可再生能源發(fā)電企業(yè)簽訂并網(wǎng)協(xié)議，全額收購其電網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)符合并網(wǎng)技術(shù)標準的可再生能源并網(wǎng)發(fā)電項目的上網(wǎng)電量。根據(jù)以上兩條規(guī)定，垃圾焚燒發(fā)電類項目的發(fā)電量和上網(wǎng)具備法律保障。c) 上網(wǎng)電價補貼。根據(jù)可再生能源發(fā)電價格和費用分攤管理試行辦法（發(fā)改價格20067號），電價標準由各?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）2005年脫硫燃煤機組標桿上網(wǎng)電價加補貼電價組成。電價補貼標準為0.25元/kWh。發(fā)電項目自投產(chǎn)之日起，15年內(nèi)享受電價補貼；運行滿15年后，取消電價補貼。自2010年起，每年新批準和核準建設的發(fā)電項目的電價補貼比上一年新批準和核準建設項目的電價補貼遞減2%。d

24、) 稅收優(yōu)惠。中華人民共和國企業(yè)所得稅法實施條例（2007）規(guī)定，企業(yè)從事前款規(guī)定的符合條件的環(huán)境保護、節(jié)能節(jié)水項目的所得，自項目取得第一筆生產(chǎn)經(jīng)營收入所屬納稅年度起，第一年至第三年免征企業(yè)所得稅，第四年至第六年減半征收企業(yè)所得稅。2009年12月31日財政部、國家稅務總局、國家發(fā)展改革委聯(lián)合發(fā)布的關于公布環(huán)境保護節(jié)能節(jié)水項目企業(yè)所得稅優(yōu)惠目錄試行的通知（財稅2009166號）中明確將生活垃圾焚燒列入目錄。關于資源綜合利用及其他產(chǎn)品增值稅政策的通知（財稅2008156號）規(guī)定，“對銷售下列自產(chǎn)貨物實行增值稅即征即退的政策”，其中包括“以垃圾為燃料生產(chǎn)的電力或者熱力。垃圾用量占發(fā)電燃料的比重不低

25、于80%，并且生產(chǎn)排放達到GB 13223-2003第1時段標準或者GB 18485-2001的有關規(guī)定。所稱垃圾是指城市生活垃圾、農(nóng)作物秸桿、樹皮廢渣、污泥、醫(yī)療垃圾”。根據(jù)以上規(guī)定，垃圾焚燒發(fā)電項目享受所得稅減免和免增值稅的優(yōu)惠政策。垃圾熱解技術(shù)市場化主要是和現(xiàn)在通行的垃圾焚燒競爭市場，雖然垃圾焚燒有很多缺陷，在社會上有很多質(zhì)疑，但在近年來垃圾圍城沒有很好的解決辦法，尤其是中國城市化進度加快大城市用地緊張的大背景下還是得到了迅速發(fā)展。這從垃圾焚燒由不到5年時間就從垃圾處理份額的2%上升到10%左右就是一個很好的體現(xiàn)。2007-2009年環(huán)保行業(yè)創(chuàng)投與私募股權(quán)投資市場共發(fā)生投資案例19起，其

26、中投向垃圾處理業(yè)的有12起，所占比例達到 63.0，投資披露的總金額達到2.56億美元。我國生活垃圾焚燒廠地區(qū)分布地區(qū)數(shù)量（座）規(guī)模（噸/日）比例（%）廣東省181591517浙江省181326014江蘇省151308014直轄市101259514其他地區(qū)393754041合計10092390100五、垃圾熱解與焚燒技術(shù)的對比1. 技術(shù)對比垃圾熱解氣化和垃圾焚燒的區(qū)別和優(yōu)勢垃圾熱解氣化垃圾直接焚燒過程沒有二噁英的生成條件，極少的煙塵，重金屬全部固化?？蓾M足越來越嚴格的國際和國內(nèi)環(huán)保標準處理過程中產(chǎn)生大量的含有二噁英，重金屬的煙塵，不能適應越來越嚴格的環(huán)保標準。在有氧條件下焚燒，產(chǎn)生大量二氧化碳

27、，對環(huán)境不利無需增加輔助設施需要增加輔助處理設施（如對氮氧化物、二噁英等處理）設備投資小、占地少（25-30萬噸垃圾）設備使用壽命20年以上設備投資大(6070萬元噸垃圾）設備使用壽命1015年可處理多種固體廢棄物（生活垃圾、工業(yè)垃圾、醫(yī)療垃圾等危險性廢物）。含水量高達60%左右的低熱值固體廢棄物以城市生活垃圾為主所有設備全部是自有專利技術(shù)有大量的國外專利使用費(三菱西格斯等）裝置產(chǎn)生能效較高，處理熱利用率：85 - 90%，可以制造工業(yè)燃氣也可以加裝發(fā)電裝置發(fā)電產(chǎn)生能效較低，熱利用率：80%以下，裝置只可以發(fā)電裝置運行期間不用添加助燃物現(xiàn)有工藝只能在裝置運行期間不斷的加煤或重油，即增加運營成

28、本又被相關主管部門定性為小火電熱解裝置每噸垃圾最低可以產(chǎn)生2000大卡以上熱值的燃氣2000立方米，效益是焚燒方式的3倍以上常規(guī)焚燒垃圾發(fā)電最多也就能達到每噸垃圾發(fā)電300度左右，經(jīng)濟效益低2. 環(huán)保對比從1985年深圳市建成第一座日處理量為300噸的生活垃圾焚燒廠，到2010年11月北京在門頭溝區(qū)魯家山開工建設日處理量3000噸的國內(nèi)最大垃圾焚燒廠，垃圾焚燒發(fā)電在國家政策支持下取得了飛躍式的發(fā)展。但目前垃圾焚燒發(fā)電項目最大的風險為民意風險，對此政府方面既要推廣垃圾焚燒發(fā)電，又必須對民眾的抗議做出一定讓步，因此頻頻出現(xiàn)垃圾焚燒發(fā)電項目停建現(xiàn)象。2009年國內(nèi)爆發(fā)多起反對生活垃圾焚燒發(fā)電的群體性

29、事件，北京六里屯、江蘇吳江、廣東番禺三地因為民眾的強烈反對，已經(jīng)建成和擬建的垃圾發(fā)電廠被迫下馬和緩建。垃圾焚燒會產(chǎn)生二噁英危害已廣為人知，垃圾焚燒最危險的可能還不是二噁英，而是飛灰中的重金屬及其化合物，從低沸點的汞、鉛、鎘到其他高沸點的重金屬，都具有強烈的潛在毒性。汞，具有低熔點39、沸點356.58的特殊物理化學性質(zhì)，在垃圾焚燒的過程中，90%以上將隨煙氣排放到周邊的大氣中。清華大學聶永豐教授認為，焚燒飛灰是一種同時具有重金屬高浸出毒性和二噁英類物質(zhì)高毒性當量的雙重危險廢物，而且富集了焚燒過程中92%的二噁英排放量。按照住房和城鄉(xiāng)建設部的統(tǒng)計，我國2008年74座城市生活垃圾焚燒廠，日處理能

30、力5.16萬噸，年處理量1570萬噸，按焚燒一噸垃圾產(chǎn)生5%飛灰的比例計算，2008年飛灰的產(chǎn)生量應為78.5萬噸。按照環(huán)保要求，飛灰由于含有超量有毒有害物質(zhì)，應按危險廢物處置，處置成本高達1800元t左右，即每噸垃圾處理成本要增加數(shù)十元到上百元。而這一費用大部分被忽視。由于我國現(xiàn)有的垃圾焚燒標準并沒有控制可吸入顆粒物PM10、PM2.5（粒徑10微米、2.5微米），實際上垃圾焚燒帶來的威脅可能更大，原因是PM2.5通過呼吸道進入人體后難以再呼出，超細顆粒沉積在肺部深處甚至進入血液循環(huán)，其所攜帶的污染物直接威脅人體。垃圾處理作為城市環(huán)保項目，應該把環(huán)保無害化作為首要任務。由于垃圾焚燒以處理溫度

31、850為標準線，所以后續(xù)的飛灰二噁英重金屬等污染物只能異地處理，還有很大一部分排放在大氣里污染空氣。我公司在設計熱解垃圾裝置的同時考慮到上述因素，在熱解爐后面加裝了處理溫度在1300的氣流床很好的解決了上述問題，處理過程中沒有二噁英的生成條件，處理后期溫度可達到1300把垃圾內(nèi)含有的重金屬熔融固化真正做到了無害化排放。飛灰熔融處理技術(shù)是把垃圾焚燒飛灰在1300以上的高溫狀態(tài)下熔化成液態(tài)，再將液態(tài)熔渣經(jīng)過氣冷或水淬處理，產(chǎn)生玻璃態(tài)熔渣。熔融過程中飛灰中有機物發(fā)生熱分解、燃燒及氣化，而無機物則熔融形成玻璃質(zhì)熔渣。熔融處理的目的是將飛灰中在高溫下熔融處理以達到減量化，經(jīng)由熔融反應使飛灰達到玻璃化、無

32、害化效果，并使重金屬固溶于其中不易溶出，熔融后的熔渣可再次資源化利用。焚燒飛灰經(jīng)過熔融后，密度大大增加，減容可達2/3 以上。飛灰在1300進行熔融，各種重金屬的分離均達到97以上,無害化分離效果非常明顯。對熔融后熔渣的重金屬浸出毒性測試結(jié)果顯示，渣的浸出毒性問題完全解除,達到了無害化處理效果。高溫熔融分離重金屬工藝處理垃圾焚燒飛灰具有分離效果好、工藝簡單、成本低的特點；可徹底排除飛灰中重金屬的二次污染；金屬元素可實現(xiàn)回收利用；經(jīng)高溫熔融分離后的灰渣硬度很高,可作建筑材料或冶金過程添加劑，有很好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。3. 運營對比垃圾焚燒發(fā)電廠的建設成本與采用的焚燒設備、技術(shù)有密切關系。首先，

33、垃圾焚燒發(fā)電企業(yè)的運營成本主要包括輔助燃料（煤炭或油）、維修、折舊、管理、財務、人力、材料（如活性炭）等。建成投產(chǎn)后的處理成本大為50-90元/噸。其次其主要收入來源包括垃圾處理補貼、售電收入、稅收優(yōu)惠、供熱收入、售渣收入等。根據(jù)相關資料測算，日處理垃圾量規(guī)模800噸以上的流化床鍋爐的上網(wǎng)電價為0.5元，垃圾補貼為50-70元時為盈虧平衡點。最后，從總體看，垃圾發(fā)電廠電費收入占 70%85%左右，垃圾處理費收入占15%30%左右，內(nèi)部收益率8-12%，投資回收期8-12年。能源設備的投資回報率主要是指設備對所處理資源熱利用率的高低，燃煤熱電廠的熱效率最高可達到45%，垃圾焚燒廠一般不會高于20

34、%。目前垃圾發(fā)電的成本仍然比傳統(tǒng)的火力發(fā)電高，再加上設備投資大，導致垃圾焚燒廠發(fā)電供熱收益一般只能和投資持平。盈利只能靠城市支付的垃圾處理費和國家在上網(wǎng)電價上給予的補貼實現(xiàn)。而近年來，很多城市地區(qū)燃煤價格高漲，相應的企業(yè)也越來越難保持利潤。例：2011年底投產(chǎn)的德州市生活垃圾焚燒發(fā)電廠項目采用BOO合作方式，由北京森德環(huán)保集團投資2.9億元進行建設，占地面積108畝，采用流化床焚燒工藝，配備2爐2機(即2臺日處理365噸的垃圾焚燒爐和2臺7.5兆瓦冷凝式汽輪發(fā)電機)，日處理能力為600噸，年發(fā)電量8000萬度。焚燒過程中，80噸生活垃圾需要摻入20噸的煤進行助燃。8000萬度電按照現(xiàn)在國家給的

35、補貼電價0.5元每度計算營業(yè)額也就4000萬，還要減去100噸/日優(yōu)質(zhì)燃煤費用。熱解垃圾可以達到熱效率在80%以上，主體設備熱解爐內(nèi)沒有機械傳動設備，設備使用安全可靠，壽命大幅增加，同時我們擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，投資大幅減少。熱解后產(chǎn)出的是用途廣泛城市普遍缺乏的工業(yè)燃氣，效益是焚燒的幾倍，還不用受到像垃圾焚燒發(fā)電那樣只能通過國家補貼賣電的制約，真正做到了23年(含建設期)回收投資并盈利。垃圾熱解制氣技術(shù)在處理垃圾高環(huán)保性的條件下還有非常高的經(jīng)濟效益，由于熱解是從分子層面上改變垃圾結(jié)構(gòu)，所以焚燒方法難解決的高含水生物質(zhì)垃圾都可以充分利用（所含大量纖維質(zhì)可完全熱解制氣）。熱解過程的環(huán)保特性還節(jié)省了焚燒

36、方法那樣的大量后期環(huán)保投資和運營成本，完全可以做到運行2年內(nèi)收回投資。熱解垃圾后產(chǎn)出的工業(yè)燃氣用途靈活廣泛，可以根據(jù)城市的需要解決工業(yè)的用氣、用熱，加裝一臺燃氣發(fā)電機還可供電。而焚燒方式只能用來供電，還會在運行15年后被政府取消上網(wǎng)電價的補貼，可見兩種技術(shù)盈利前景差距很大。六、投資回報A. 裝置的技術(shù)指標：1.本垃圾熱解處理裝置每日處理300噸生活垃圾，可產(chǎn)生200000立方米熱值約2000大卡/立方米的工業(yè)燃氣；2.垃圾處理后產(chǎn)生58%左右體積的固體無機物，擬用做為生產(chǎn)建筑砌塊；B. 裝置的經(jīng)濟指標（設備每年產(chǎn)生的經(jīng)濟效益分析指標）：300噸裝置的全年生活垃圾處理量為33000噸(按330天

37、計算)，可獲得19800萬m3的可燃氣，折合人民幣8000萬元(按0.4元/m3計)；2.全年垃圾處理政府補貼費用600萬元(按60元/噸垃圾計)。每年總計產(chǎn)生經(jīng)濟效益約7000萬元。300噸/日城市生活垃圾循環(huán)流化床分級熱解氣化裝置序號裝置名稱投資價格（萬元）1垃圾破碎與上料系統(tǒng)省略2高溫旋筒快速干燥系統(tǒng)3循環(huán)流化床氣化爐及加料系統(tǒng)4多級高溫旋風分離器和返料系統(tǒng)5飛灰超高溫煅燒氣流床6高壓鼓風機和羅茨引風機7換熱式螺旋出渣機和灰渣輸送系統(tǒng)8料位、溫度和壓力檢測系統(tǒng)9除塵與換熱系統(tǒng)10電儀系統(tǒng)11自動控制系統(tǒng)合計12試驗調(diào)試、運行和設備調(diào)整費合計設備價格及運行費用：1.設備壽命約計15年，檢修

38、周期約為1年，檢修一次總費用約計100萬元；2.設備總電耗約計550 kW，需要管理人員24名，每年設備運行管理費用約計338萬元(含人工費用和電費等)?？傆嬒馁M用約438萬元，估計一至兩年運行即可收回成本。七、公司團隊與技術(shù)研發(fā)優(yōu)勢本文介紹的城市垃圾熱解氣化技術(shù)是由北京寶能科技有限公司的專家團隊研發(fā)的。清潔能源研究中心自上世紀90年代末開始從事有機質(zhì)下行床快速裂解制燃料油技術(shù)和設備的研究，通過對國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀的分析，提出了熱解工藝和設備一體化的研究思路，首先從快速熱解設備著手，解決國內(nèi)外固體快速熱解難以規(guī)?；碾y題。2001年開發(fā)了自混合下行熱解循環(huán)流化床技術(shù)，并申請了“具有預熱段的矩形

39、下行式循環(huán)反應器”和“一種可連續(xù)操作的固體有機物熱解裝置”等與固體有機物熱解有關的專利。2006年建立了快速下落床固體有機物熱解實驗裝置，以及固體有機物熱解的冷模實驗裝置，完成了固體有機物專有熱解反應器和快速分離裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及煙氣提升管底部提升和干燥固體有機物顆粒的操作條件的優(yōu)化；2007年建成處理量3000噸年的固體有機物熱解熱模中試裝置，2008年3月完成中試示范研究。該成果相繼獲得第十七屆全國發(fā)明展覽會銀獎和第六屆中國國際發(fā)明展覽會銀獎?，F(xiàn)已在山東鄒城市和茌平建成4萬噸/年生物質(zhì)自混合下行循環(huán)流化床熱解技術(shù)的工業(yè)示范裝置（見下圖）。2011年1月6日通過省部級鑒定,得到包括中國工程院金

40、涌院士、中國科學院許光文研究員等專家一致好評。獲專利12項，申報8項，發(fā)表相關生物質(zhì)熱解文章3篇。中心在生物質(zhì)快速熱解的研究前后花費資金幾千萬，并得到了山東省科技廳，青島市科技局等單位的大力支持。目前清潔能源研究中心配備有專用研究實驗樓一座，四層共1000平方米，水、電、氣和風設施齊全，并配有熱重分析儀、元素分析儀、馬弗爐、烘箱、紅外色譜、氣相色譜、原子吸收光譜儀、粘度分析儀、PH測定儀、原子吸收分光光度計、顎式粉碎機、錘式粉碎機、氣流超細粉碎機、酸度儀、COD快速測定儀、離心分離機、快速下落床農(nóng)林廢棄物熱解實驗裝置、25×6000的自混合下行反應器熱解裝置、3000噸/年生物質(zhì)自混合下行循環(huán)流化床快速熱解中試裝置、生物油高壓塔式酯化反應裝置、5臺系列高壓反應釜、200公斤小時循環(huán)膠體磨、逆流式干燥塔、五管蒸餾儀、六管離心分離機、