城区生物质气化与有机废弃物燃烧联合发电系统可行性分析报告

1、城区生物质气化与有机废弃物燃烧联合发电系统可行性分析报告X城区正在进行垃圾处理项目的筹建工作，如果项目进展顺利，该项目将在年下半年动工建设。结合生物质气化发电项目，我们认为有必要将生物质气化与有机废弃物燃烧结合起来开发联合发电系统。一、 项目摘要建设一个装机规模的生物质气化与有机废弃物燃烧的联合循环发电站。处理量为100吨/天,日发电10万度，电站系统效率25。项目特点是根据原料的性质差异，将生物质气化和有机垃圾焚烧技术有机结合，实现联合发电，从而提高整个系统的适用性和经济性。采用气体内燃机代替燃气轮机，用简单可靠的燃气净化方法代替复杂的高温燃气净化技术，以适合我国目前的工业水平。项目的完成将

2、为生物质废弃物发电产业化奠定基础。图1、5MW生物质气化与有机废弃物燃烧联合发电系统流程图二、项目的背景XX县具有发展可再生能源市场的有利条件：一是作为一个以种植粮食、棉花、油菜为主的农业县，我县生物质资源较为丰富。目前，我县的生物质主要用于炊事和废弃燃烧，大量的农作物被遗弃或直接在户外燃烧，造成大量的环境污染和资源的浪费。二是我县电力供应相对紧张，如果发展可再生能源供电，不仅避免了资源浪费，可为农民增加收入，还将在一定程度上缓解我县电力供应紧张的状况。三是我县生物质资源的另一个重要组成部分是大量的生活垃圾和工业垃圾。据统计，200年，XX城区垃圾平均日产量超过吨，其中易燃有机物约吨左右。另外

3、，历年堆存的的生活垃圾总量近百万吨，这部分垃圾由于已在自然状态下进行了发酵，易腐有机物基本上已经分解，剩余部分以无机物和易燃有机物为主，其热值是原生垃圾的两倍以上。工业垃圾中可作为能源利用的部分主要是化工厂、家具厂及塑料加工厂的各种塑料、橡胶、木材等废料和边角料，以及废轮胎、污泥、造纸废渣等。随着我省县工业的迅猛发展，工业垃圾将呈几何级数增长。大量工业垃圾的产生不仅对环境造成污染，也造成能源资源的浪费。另外，我县的气候条件非常适合各种能源作物的生长，为今后大规模利用生物质能创造了有利条件。所以，在我县建立生物质废弃物联合发电站，在资源、市场需求上都具有可行性，容易形成规模化生产。三、项目的政策

4、背景根据以上分析可看出，利用生物质废弃物发电，能够充分利用我县丰富的农业废弃物和有机垃圾，对于改善我县能源结构，减轻环境污染，保障能源安全，加快农村的经济发展有重要的战略意义。另外，我国已准备签署控制CO2排放的“京都协议”，我国政府正在制定相关法规为执行这一协议作准备。发展生物质电力能有效的控制CO2的排放，从而获得很好的环境和社会效益。相关法规是指目前正在审议中的中华人民共和国可再生能源法，其中规定了大型发电企业的可再生能源配额指标：“发电装机权益容量在500万千瓦以上的企业，20XX年可再生能源发电装机容量不少于其装机权益容量的5，2020年可再生能源发电装机容量不少于其装机权益容量的1

5、0%。”而目前国内相关企业离这个要求都还有相当的差距。为确保可再生能源电力的上网销售，还规定了“电网企业应当全额收购其电网覆盖范围内、符合并网技术标准的可再生能源电力。”“经批准的可再生能源并网发电项目，电网企业应当保证在其建成发电时接收其电力上网。”关于可再生能源电价方面，规定“国家对可再生能源上网电价实行有期限的分类电价制度。”“分类电价由国务院价格主管部门会同能源主管部门和电力监管机构，根据同期同类可再生能源发电项目社会平均成本水平，按照有利于可再生能源发展的原则测算确定，并定期向社会公告。”另外，草案征求意见稿分别就设立可再生能源发展专项资金，为可再生能源开发利用项目提供优惠贷款，对列

6、入可再生能源产业发展指导目录的项目提供税收优惠等作了规定。四、项目的特点5MW生物质气化与有机废弃物燃烧联合发电系统是针对目前我国具体情况而提出的。本项目存在以下的特点：针对农业废弃物、木材废弃物和含氯、硫的有机垃圾的物化性能，将生物质气化发电和垃圾焚烧发电技术有机结合，实现联合循环发电。即将农业废弃物、木材废弃物利用气化方式产生可燃气体，供气体内燃机发电。将含硫、氯的有机垃圾通过热解焚烧方式处理，产生饱和蒸汽，通过利用气化系统的热量产生过热蒸汽供蒸汽轮机发电。根据原料性质的不同，对不同废弃物采用经济有效的方式处理利用，即避免了有机废弃物气化产生的腐蚀性可燃气体对内燃机的危害，同时也可减少焚烧

7、炉处理量，节省耐腐蚀材料，降低高成本投资，从而提高整个系统的适用性和经济性。采用气体内燃机代替燃气轮机，采用简单可靠的燃气净化方法代替复杂的高温燃气净化技术。一方面，采用气体内燃机可降低对燃气杂质的要求，可以大大减少技术难度。另一方面，避免了技术复杂、制造困难的燃气轮机系统，大大降低系统的成本。从技术性能上看，这种气化联合循环发电在常压气化下整体发电效率可达25% 左右，比传通的生物质气化发电系统及常规的垃圾焚烧发电系统的效率都有显著的提高。但由于系统设计合理，技术风险较小，设备可以全部国产化，所以单位投资和造价大大降低，而采用引进国外技术的单一生活垃圾为原料的常规垃圾焚烧电厂造价以发电装机折

8、算价格超过4万元/千瓦；更重要的是，这种技术方案更适合于我国目前的工业水平，特别适合有大量生物质废弃物和各种垃圾的中小城市，发展分散的、独立的生物质能源利用体系，可以形成我国自己的产业，在发展中国家大范围处理生物质中有更广阔的应用前景。所以生物质废弃物气化联合发电系统对我国可再生能源技术的长远发展有更重要的科学意义。五、创新突破点利用生物质气化与有机废弃物燃烧联合发电技术，提高生物质废弃物发电的系统效率，使系统效率达到25，大大提高目前小型垃圾焚烧电站的系统效率。利用气化技术和焚烧技术的有机结合，解决工业垃圾焚烧设备腐蚀严重，燃烧不稳定、设备投资高与总体效率低的问题，解决垃圾焚烧发电设备中规模

9、和效率的矛盾。通过技术创新和系统集成，开发性价比较高的小规模生物质气化发电系统，为我省分散利用生物质废弃物提供经济可行的技术设备。开发出原料适用性广、效率高的大型生物质气化炉。利用微生物处理污水的技术，解决燃气净化中存在的二次污染问题。开发出适合不同有机垃圾的热解焚烧锅炉。六、预期目标和主要技术经济指标和水平建成一个装机规模的生物质气化与有机废弃物燃烧联合发电站，日发电10万度，日处理生物质废弃物100吨/天，综合技术经济性能达到国际先进水平。电站系统效率25，其中气化系统效率80，焚烧系统效率75。电站直接总投资4195万元，单位投资7800元/kW。 在生物质废弃物200元/吨情况下，电站

10、直接发电成本元/度 。七、可行性及风险分析本方案采用气体内燃机代替燃气轮机，避免了传统IGCC技术中的最大的难题，即燃气轮机对燃气高温净化的苛刻要求，提高了技术的可靠性；同时，以气化系统的高温余热作为垃圾焚烧炉饱和蒸汽的过热热源，及避免了垃圾炉的高温腐蚀问题，又能有效地提高系统的发电效率。方案中的各种技术过程很多在相关领域是经过充分研究或有较好基础的。本项目的主要工作是生物质气化技术及焦油处理技术的研究创新，垃圾焚烧炉的技术创新，同时对于原有技术进行改进和提高，确保能将这些技术用于新系统的实际过程。在系统集成时注意各技术过程的合理优化。如气化炉和焦油催化热裂解、大型气体内燃机发电、特种污水处理技术等，这些我国都有很好的基础，而余热锅炉改进和蒸汽轮机发电技术都已成熟，设备都是传统的定型产品，其技术要求在我国目前条件下都有保证。所以技术路线总体上是可行和可靠的。本方