焚烧渗滤液厌氧产生的沼气的处理方式主要包括:沼气锅炉利用、火炬燃烧、焚烧炉焚烧和沼气发电。
其中,采用沼气锅炉对产生的沼气进行燃烧产生热水或热蒸汽,用于加热或供暖等需要的地方,但垃圾焚烧厂本身产生余热蒸汽,如采用沼气锅炉进行燃烧并不能产生有效的经济意义。
采用燃烧器(火炬)对沼气进行燃烧处理,尾气净化后排放,不具有任何的经济意义。
沼气回喷垃圾焚烧炉用作辅助燃料可提升焚烧热值,降低焚烧炉所需辅助燃料的用量,该方法对于焚烧厂而言意义较大,可有效节省辅助燃料的用量。
沼气发电方案经济效益较为明显,每立方沼气可发电1.7-1.8kWh,可完全覆盖渗滤液处理厂的设备用电。
二、沼气发电工艺流程采用厌氧沼气进行发电再生利用、沼气处理和沼气发电流程设计如图1所示。
图1、沼气发电工艺流程
如上图所示,来自厌氧的沼气进入沼气储存装置,沼气储存装置为湿式储柜,中间管路设有阻火器,沼气储存装置具有稳定沼气压力以及沼气气量的作用。经过沼气储存装置收集的沼气进入湿法脱硫装置,对沼气中的硫化氢进行脱除。
经过脱硫的沼气进入后续的沼气预处理及增压装置,沼气预处理主要对沼气进行过滤、除湿等处理,经过预处理和增压后进入沼气发电机组进行发电。为了保障沼气发电系统检修时,沼气能及时处理,设计有沼气应急燃烧火炬,在沼气发电系统不运行时对沼气进行无害化燃烧。
三、沼气发电预处理工艺设计2沼气过滤和冷却从脱硫塔中出来的沼气中仍然含有大量水蒸气,出于保护风机和减轻后续滤器过滤强度的目的,在进入风机前需要将气体引入一个进气罐,通过气体流速的降低和罐内滤网的过滤,将大部分固体杂质和液滴去除并保留在罐底的空间内。
整个气体输送采用罗茨风机组作为动力,在风机入口前的管道和设备中形成负压。风机组由二号罗茨风机组成,每台输送能力为m3/h,一用一备。控制系统控制投入的风机数量和转速来得到不同的抽气量。
进入风机的沼气水蒸气含量处于饱和状态,气体增压后从风机排出时,气体温度将上升约40℃。然而,发电机组要求燃气温度不能太高,因此气体还需经过一个后冷器进行降温。
在进入发电机组之前,沼气还需经过一套聚结分离器,过滤掉可能还存在的微小颗粒和液滴。为了保证系统安全,气体还需通过一套阻火器。经过阻火器后,再通过一套燃气稳压阀,将燃气压力稳定到发动机要求的范围。
在沼气的产生和输送过程中,由于气体温度、压力、流速等参数的变化以及在过滤器的作用下会产生凝水现象。本方案以风机为界限分为风机前和风机后两部分,分别进行凝水的收集和排放。
沼气的冷疑液由于溶解了气体中的具有腐蚀性的成分,因此会对管道和设备产生化学腐蚀。为了防止这种情况发生,整个凝液排放设备和管道采用HDPE管或不锈钢制作。
五、沼气发电系统收益分析按照年运行时间小时计算,发电功率kW/h计,年发电量为kWh,按照上网电价0.6元/kWh计算,每年发电收益约为万元。
沼气发电成本包括湿法脱硫和发电机组运行维护费用。湿法脱硫综合成本(药剂+电费)为3.6元/kg硫化氢,按照沼气m3/h、硫化氢含量ppm计,则每天需要脱除硫化氢约为24kg,即脱硫成本为86.4元/天,年成本约为3.2万元。发电机组的运行维护费用为0.06元/kWh发电量,合计每年运行维护费用约为30.9万元。总计沼气发电系统每年成本费用约为34.1万元。
根据计算,每年沼气发电的净收益(去除运行成本后)为.9万元,经折合后,渗滤液处理成本可降低15.06元/m3。
六、结论1)采用UBF+MBR+NF/RO组合工艺处理垃圾焚烧厂渗滤液,出水可满足排放标准,UBF厌氧所产沼气可资源化利用。
2)UBF厌氧产生的沼气经过脱硫、过滤、除湿等预处理后,可进入沼气发电机组进行发电。
3)以m3/d焚烧厂渗滤液项目为例,沼气发电年收益约为万元,年成本费用约为34.1万元,净收益为.9万元,有效地降低了渗滤液处理成本。
华杨环保
陪伴企业前行的环保管家
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