多元化气源之填埋气提纯工程.doc

多元化气源之填埋气提纯工程 —以惠阳垃圾堆填场数据为例 惠州大亚湾华润燃气有限公司 李振华 摘要：参与场站工程建设约一年半，因此对于城镇燃气多元化气源建设产生一定的兴趣，恰逢工作地点附近有一处垃圾填埋处理厂，经引见与处理厂代理商及工艺设备供应商的咨询、比对，对多元化气源建设中的垃圾填埋气提纯项目进行工艺、工程投资方面的探讨。 垃圾堆填场现状 惠阳垃圾堆填处理厂位于惠阳区沙田镇榄子垅村（毗邻惠澳大道），距附近最近市政管道约10km，垃圾场的填埋气现处理量为600m3/h。目前由深圳相控科技股份有限公司进行清洁能源处理，用于进行垃圾填埋气焚烧发电。 二、垃圾填埋气发电技术 出于空间及环保因素，生活垃圾的焚烧处理逐渐向填埋处理演变，但现行填埋大都不回收沼气，即使回收也仅占到总量的很少部分，大量沼气自由排放，不仅污染了环境而且浪费了资源。据有关资料显示，一吨含39％有机物的生活垃圾可以产生约90立方米的填埋气，每吨生活垃圾平均制气效率约为2m3/h（由深圳相控公司提供数据），而每m3填埋气中含有50%到60%的甲烷。 和太阳能、风能一样，垃圾填埋气是一种可再生能源。于20世纪70年代石油价格危急时期，首先在美国开始回收行使。把到处都有的城市生活垃圾堆放在一个垃圾场（坑）内，垃圾中的有机物质就会分解而产生富含甲烷的生物气，其中，二氧化碳40%和少量氧、氮、一氧化碳、硫化氢等。这种垃圾填埋气可用来产生电能和热能。垃圾填埋场可以是废矿井、废采石场、山沟和洼地等。当代化的垃圾填埋场在倾倒垃圾之前，在坑的内部用不渗漏的材料做一层防渗内衬，填满垃圾后封盖，上边再覆盖一层黄土，防止填埋气跑掉。经过一年左右的时间即可钻井采气。填埋气经除尘、除湿并加压，然后送入发动机发电，有的还回收余热，对外供热。平常可产气十年以上。填埋场外观还可以绿化、莳植等。 垃圾发电是把各种垃圾收集后，进行分类处理。其中：一是对燃烧值较高的进行高温焚烧（也彻底消灭了病源性生物和腐蚀性有机要物），在高温焚烧（产生的烟雾经过处理）中产生的热能转化为高温蒸气，推动涡轮机转动，使发电机产生电能。二是对不能燃烧的有机物进行发酵、厌氧处理，最后干燥脱硫，产生一种气体叫甲烷，也叫沼气。再经燃烧，把热能转化为蒸气，推动涡轮机转动，带动发电机产生电能。 垃圾填埋气生成燃气工艺原理 如上述第二种处理方式所示，若沼气不经燃烧，则可直接提纯含高烷烃含量的可燃气体。现行市场上有吸收、变压吸附、低温、膜分离这四种提纯方式，考虑投资、运行能耗、技术成熟度等因素，市场上一般采用吸收和变压吸附较多： 吸收法： A、常温离子液体吸收杂质气体； B、低温水合物水合反应吸收杂质气体，若天然气净化指标达到，则将天然气通入干燥室进行干燥，然后输出；否则，将天然气通过管道增压后重新进入离子液体吸收室循环净化直至纯度达到要求； C、离子液体和水的回收处理。 本方法对原料天然气进行分级净化提纯，工艺简单，分离效率高，甲烷损耗量少，有效弥补了现有天然气净化工艺的不足。同时离子液体及水可以重复循环利用，能有效避免对环境的二次危害。 图3 填埋气提纯机组 变压吸附： 原料气在加压条件下其中的二氧化碳被吸附在吸附塔内，甲烷等其他弱吸附性气体作为净化气排出； B、当吸附饱和后将吸附柱减压甚至抽成真空使被吸附的二氧化碳释放出来。 为了保证对气体的连续处理要求，变压吸附法至少需要两个吸附塔, 也可是三塔、四塔或更多。 图4 填埋气（LFG）提纯压缩CNG工艺流程图 投资及盈利 1、对于燃气公司方： 一般选择与已建垃圾填埋处理厂进行合作，因此燃气公司只需对沼气提纯天然气设备部分工程以及连接市政管道工程进行投资建设即可。经咨询多家化工设备公司，处理量为600m3/h的沼气提纯成套设备的EPC工程价格约为400万元人民币（包含过滤、提纯以及压缩设备，价格会因沼气参数及提纯后CNG参数略有浮动）。以惠阳填埋场为例，填埋场距离最近的市政管道约10km，连接的管道按De250计，De250的建设成本约为500元/m；办理规划许可7600元/km、建设放线测量费用14000元/km、开挖许可费用一般为滚动性押金可不计（行政性费用按地方规划费用为准）。设备建于垃圾填埋场内不考虑购买土地问题时，则连接管道及提纯设备总造价为4000000（元）+500（元/m）×10000（m）+7600（元/km）×10（km）+14000（元/km）×15（km）=9216000元人民币。 按照与深圳相控科技人员会面的咨询结果，填埋场提纯后天然气销售价格为2.5元/m3（沼气提纯天然气的工艺成本只需0.25—0.3元/m3，因此提纯后天然气销售价格按真正合作的协商结果为准，仍有下浮可能），则可令垃圾