湿态废弃物的热解液气化处理实用教案

1、1百分之25 听起来有点高这有可能吗 ? 我们的科技现在已经可以开始运用湿态废弃物朝这个目标迈进了 到了2015年 每天产生物原油 285,000 桶 到了2045年每天可以产油330万桶 (是美国市场需求量的17%); 同时生产超过每天6百万MCF的甲烷气 更多的废弃物原料会促使产量持续成长到占整个美国市场需求的 25% (参考后页的统计图) 利用废弃物解决了环境处理的问题,减少甚至消除处理废弃物原料的成本(chngbn)并且能产生可观的可再生能源第1页/共22页第一页，共22页。2液化热解流程工艺 先进的流程工艺有效(yuxio)的转化湿态废弃物成为生物质燃料或洁净水 可以生产生物质原油,

2、 天然气, 或者两样都有 超过 99% 的有机质会被转化成能源 流程工艺经过美国能源部的实验室PNNL超过 35年 的密集测试已经相当成熟 “一次性解决两个问题” (注册商标) 解决湿态废弃物环境处理问题 有利润的产出可再生能源关键因素是湿态废弃物成本低甚至是负成本第2页/共22页第二页，共22页。3流程工艺概念 流程工艺跟化石燃料的形成很类似, 但快多了 “我们可以在 30 分钟内完成. 但是自然界却要花 3千万年” 生物质原油及天然气跟同等化石燃料是很类似的 这是迄今为止把湿态废弃物转化成碳氢化合物燃料的最优秀的技术设备非常集约并且可以规模化 使用超过(chogu) 100 种原料进行过测

3、试 所产出的生物燃料 可以使用在现有的基础设施上替代原来的燃料第3页/共22页第三页，共22页。4部分已经测试过的采用原材料废弃物 猪粪牛粪,家禽粪便,市政固体废物、纸浆和造纸厂废弃物、塑料瓶水生 水风信子、海带(海洋)、红藻(海洋),绿藻(咸水), 绿藻(海洋),绿藻(新鲜),硅藻、蓝藻木质纤维素 木削减、锯末、玉米秸秆、杨树发酵残差,木头气化残差,纤维素发酵残留物草本(cobn) 纳皮尔草、高粱、向日葵、玉米秸秆、金盏花食品加工 土豆浪费,玉米乙醇的底部(DWG),葡萄果渣(葡萄酒), 蔓越莓果渣、污泥消化池、牛皮纸黑液,奶酪乳清, 咖啡渣,谷物蒸馏器、醋、橄榄油洗水,鸡处理废物,鱼处理废

4、物,明胶生产。浪费、朗姆酒酒糟、苏打水浆废水,软饮料工厂浪费、马铃薯加工屑, 虾壳,土豆皮,乳制品废料,洋葱,玉米罐头荷兰达夫,苹果果渣、啤酒糟化学废弃物 尼龙废水、丙烯腈废水、脂肪酸浪费,金属螯合物解决方案,氰化钠浪费、多元醇废水、维生素发酵、肉汤、油漆布斯洗、甲乙酮、丙二醇、碳四氯化,许多其他的化合物第4页/共22页第四页，共22页。5问题与机会 湿态废弃物到处都有, 全世界有非常大的量而且一直就存在的 通常的认知这类湿态废弃物都是被大量(dling)的倾倒进掩埋场,水域或海洋,浪费淡水, 能源及肥料 全世界的环保法令迫切的需要更完善且昂贵的处理, 并且不断朝着这个趋势与方向发展 全世界对

5、生物质燃料及可再生能源的需求正快速的扩张第5页/共22页第五页，共22页。6问题(wnt): 湿的废弃物第6页/共22页第六页，共22页。7解决方案: 让湿态废弃物转化成燃料(rnlio)第7页/共22页第七页，共22页。8它如何做到? 液化热解流程工艺 (HTP) 仅使用加压热水 没有溶剂 湿态原料被以干基(实际上不是全干的)1535%的比例加进水化 污泥中 流程工艺不是超临界的, 这对HTP整体效益跟成功是非常重要的 - 350C and 207 bar (662F and 3,000 psi) 连续的流程工艺把99%以上的有机质在30-45分钟内转化成产品 流程工艺能源(nngyun)效

6、率高 使用了产出能源(nngyun)的12% (剩余的88%可以出售)第8页/共22页第八页，共22页。9产品 生物质原油可以直接使用(shyng)或者在传统炼油厂升级成炼制 油品 看炼厂的情况可能需要做预处理 甲烷气可以几种方式使用(shyng) 可以当作发电机燃料来产生电跟热能 去除 CO2 后可以直接引入天然气管道或者在本地当做 CNG 使用(shyng) 燃气是干净的 (没有硫, 磷,硅氧烷) 大多数由废弃原料产生的燃料与电力在国际上会获得可 再生能源的鼓励第9页/共22页第九页，共22页。10产品(chnpn)有生物原由, 甲烷气或者两者都有第10页/共22页第十页，共22页。11设

7、备(shbi)开发状态: 2014年8月完成组装第11页/共22页第十一页，共22页。12液化热解流程工艺(gngy)可以采取得的原物料第12页/共22页第十二页，共22页。13来自前页图中的潜在燃料: 15% 图中假设有 54% 可获取(huq)的湿态废弃物会被收集并处理 藻类并没有被计算到,由于时间上大量的藻类产能不明朗 木材及农业废弃物(例如:玉米秸秆)没有被算入除非是当 做纤维素乙醇生产的残渣 如果认真算进去那量就变的很大 结论是湿态废弃物到2045年将可以提供超过15%美国液体 燃料需求的来源 (每天1900万桶油里面的310万桶)第13页/共22页第十三页，共22页。14其它生物质

8、转化成燃料的技术 厌氧消化池 (AD)是最被大家知道的 是生化流程工艺, 有超过 2,000 年的历史 速度慢而且不完全转化 大约 50% 需要 20 天, 相对(xingdu)于液化热解则转化 99% i只要 30 分钟 纤维素乙醇生产 35% 的碳转变成燃料, 相对(xingdu)于液化热解可以达到. 85% 酒精的燃值比碳氢化合物燃料要来得低 其它技术 高温热解 用在湿态废弃物不切实际 40% 的能源在干化原料过程中消耗掉了 产出的油能量较低要花较高的成本去炼制第14页/共22页第十四页，共22页。15案例(n l): 消除废水里的污泥 可以不需要消化池的情况下处理一次或二次的污泥 也可

9、以处理消化处理后的污泥 得到结果: 可再生能源并且没有固态(gti)物剩余第15页/共22页第十五页，共22页。16在未来 2045年之后液化热解流程工艺将持续成长并接受更多的原料, 可能达到美国(mi u)油品供应量的 25% 更大的市场在美国(mi u)以外的地区 - 一样的原料第16页/共22页第十六页，共22页。17需要什么 - 财务上 许多系统会被架构成类似投资人拥有的电力生产协议 (PPAs) 现今被用在风能(fn nn)跟太阳能上 会大量的扩张项目数量及资本额 有些项目会由废弃物拥有者自己投资 今天项目的获利可以让投资回收期(TTR)在3到5年 需要用几个因素去调整 税务结构,

10、废弃物成本, 燃料价格, 补贴政策跟法令法规等. 需要把这些因素变得简单有标准化.第17页/共22页第十七页，共22页。18需要什么 - 技术上 持续降低成本, 制造生产的时间, 以及简单的设计 至少有三套系统成功完成安装提供展示(zhnsh)及向用户及投资人证 明;那么成长肯定会加速 炼油厂要学会处理生物质原油及对流程工艺进行必要的优化 优化原料的备料处理让更多的不同原料可以适用第18页/共22页第十八页，共22页。19需要什么 - 政府层面 液化热解流程工艺牵涉到 DOE, USDA,EPA, IRS, WERF (针对废水处理设施)液化热解处理的流程工艺需要被了解并标准化 (就像风能及太阳能)RINs, 碳权,合格的原料等投资税收减免及其它处理农村能源融资(rn z)资格乳制品和其他牲畜项目国家规定和奖励(例: 加州)空气和水热液系统的标准天然气和电力上网电价和程序第19页/共22页第十九页，共22页。20结论 湿态的废弃物唾手可得 不需要额外时间或投资种植能源作物 液化热解流程工艺是最好的而且有时候是唯一可行的技术针对特定(tdng)的湿态废弃物 从现在开始,