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tianyawangzhe1985的博客

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美国生活垃圾处理制取生物燃料技术  

2014-07-26 22:33:43|  分类: 工作感言 |  标签: |举报 |字号 订阅

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现代垃圾管理存在两种指导思想:垃圾作为废物处理和垃圾作为资源处理,两种指导思想引出两种不同的垃圾管理方式,也导致两种不同的科技政策。前者将首选全量填埋或全量焚烧加填埋的末端处理处置方式,这类粗放型处理处置方式不仅处理费高,而且导致资源环境损失,并导致填埋场和焚烧(发电)厂成为典型的邻避设施;值得反省的是,因目前混合垃圾值低、发电效率低和炉渣、飞灰和烟气处理难度大,垃圾全量焚烧发电还是一种低效高耗高排的垃圾作为废物的热处理方式,而不是资源利用方式;相应的技术政策便是片面扶持填埋或焚烧新工艺的开发研究,试图解决填埋或焚烧引发的种种问题,致使垃圾处理产业链及相应的技术链被人为割断。后者将要求组建闭环式垃圾处理主业链,遵循“垃圾减量、物质利用、能量利用和最终处置”的优先顺序,制定面向垃圾利用的产业与科技政策,均衡发展垃圾分类收集、分类处理和填埋处置,并将垃圾管理责任延伸到生产领域,要求生产企业在产口生产过程中优先选用回收物质作为原料,甚至要求企业根据回收物质的特性逆向组织生产过程,最大可能地使废物回收到经济循环并少产生垃圾。

    但是,垃圾是一种低品质资源,其资源化利用需要技术、资金和政策支持。为了有效利用垃圾的资源特性,必须对垃圾整性(调质)处理以提高垃圾的资源品质,分类和加入添加剂是垃圾整性的常用方法,如将垃圾分选以提高焚烧废物的热值从而实现废物热能利用,将厨余垃圾与活性污泥混合改变碳氮比将提高沼气产气率等。只有树立垃圾作为低品质资源处理的指导思想,才能正确认识垃圾处理产业化的艰巨性和必要必性。美国生活垃圾处理制取生物燃料技术正在脱颖而出。

    英力士新星球

    盈利是生物公司与新星球能源(New Planet Energy)公司的合资企业英力士新星球生物能源(Ineos New Planet BioEnergy)公司于2011年1月7日宣布,将在美国佛罗里达州Vero Beach 建设生物炼制厂声场先进生物燃料。该生产基地将在生产800万加仑/年生物燃料。原料为可再生生物质,包括庭院、职务、木质和生活废弃物。该生产基地已准备建设,预计2012年投入生产。

    Enerkem

    加拿大Enerkem公司于2010年10月16日宣布,位于阿尔伯达省Edmonton的世界上第一套工业化规模从城市生活废弃物生产液体生物燃料装置开建,当该装置于2011年底投运时,将可使10万吨/年生活垃圾转化为1000加仑/年甲醇,继而生产乙醇,已与Edmonton市签约25年的产品供应合同。在何种生活垃圾占该市用于填埋废弃物的40%,因其不能回收利用或成分太复杂。

    在Enerkem工艺中垃圾呗破碎,并在鼓泡式流化床中在“低苛刻度”(750-800℃和常压)下进行气化,苛刻度逐段增大。生成合成气,主要由一氧化碳和氢气组成。通过旋分器去除颗粒物质,然后使合成气经水洗、压缩和通过专有的催化工艺而转化,生成甲醇、醋酸酯,最终生成乙醇。到2011年初,Enerkem公司再将开始在美国密西西比州Pontotoc建设类似的装置,美国能源部将资助5000万美元。

    CleanTech生物燃料

    CleanTech生物燃料(CleanTech Biofuels)公司于2010年7月1日宣布,建设城市生活垃圾(MSW)制纤维素乙醇验证装置,以生产能源和生物基化学品,该验证装置将建在Fiberight公司位于美国弗吉尼亚州Lawrenceville的纤维素乙醇中试装置内。将组合采用CleanTech公司专利的生物质回手工艺和Fiberight公司的目标燃料抽提工艺,以建立完全一体化的MSw到纤维素乙醇的验证装置。

    CleanTech生物燃料公司的生物质回手工艺采用蒸汽和压力处理使得城市生活垃圾(MSW)分离和净化为高质量的生物质,同时可捕即可回收材料。从过程容器中取出的纤维素材料使用振动器分选可回收材料和其他垃圾。

    纤维素生物质通过振动器落下。可回收材料被回收,其余小于总共入量20%的无聊送去填埋。该过程也可去除相当数量的挥发有机化合物(VOCs),以免排向大气。

    Fiberight公司的TFE工艺过程可分离、净化和处理有机和烃类成分,然后将有机成分转化为纤维素生物燃料,烃类成分用作装置用能量和电力,惰性成分用以回收或用作有产品。过程釆用了酶循环利用和纤维素糖类浓缩技术。该公司已在2010年5月在爱荷华州Blairstown投用了预工业化装置。

    Jianye’Greentech

    美国Jianye Greentech控股公司(American Jianye Greentech Holdings)是位于中国的醇基汽车燃料和民用燃料(包括甲醇、乙醇和调合燃料)的开发商、制造商和经销商,该公司于2010年9月2日宣布,在哈尔滨建设第二套废弃物转化生产醇基燃料装置,将使生活垃圾、建筑废弃物、植物废弃物和污泥转化为醇基燃料。

    哈尔滨政府将为该操作中心的建设提供7500万美元贷款。新的设施将可处理50万吨/年废弃物,可产生10万吨/年醇基燃料和20MW电力。

    按此生产速度,该转化设施预计每年可创造营业收支超出1亿美元。该设施将在18个月内建成,建成后,美国Jianye Greentech控股公司将监督整个项目运行,然后操作该设施

    TMO和Fiberight

    美国TMO可再生能源公司是一家主要将生物质转化成燃料乙醇的领先开发商,该公司于2010年9月23日宣布,与领先的从事清洁技术的Fiberight公司签约,在美国设计和建设15套废弃物生产生物乙醇装置。

    为期20年的合同可实现每年潜在价值超过2500万美元,这些装置将组合采用TMO工艺,该工艺采用特种生物微生物优化废弃物原材料的转化,并组合采用Fiberight公司的分馏和消化技术,以改进城市生活垃圾(MSW)和相关的纤维素废弃物转化成乙醇。

    根据该协议条款,预计在未来五年内将在美国设计和建设15套废弃物生产生物乙醇装置。第一套装置将于2011年开建,可将80%的废弃物转化为生物燃料。

    Fiberight公司的低成本工艺,涉及消化和分馏,可分类整理不可循环利用的城市生活垃圾(MSW),在美国每年可产生1.02亿吨MSW,可进入“清洁纤维”物流之中。这种物料直接进入TMO工艺过程,该工艺过程采用独特的细菌可有效地将生物质转化成乙醇。Fiberight公司工艺过程潜在地可将超过80%的生活废弃物转化为有价值的生物燃料和可循环回收产物,而无需外部能量输入或水的供入。最重要的是TMO与Fiberight公司之间的合作可使该过程将MSW转化为有价值的生物燃料,并且空气和水的排放量也最低。

    TMO可再生能源公司己使在英国的验证装置投入中型规模运转,通过加工MSW原料,使装置产率超过90加仑/吨(干基)。这一成绩有助于实现过程放大和达到经济性,使废弃生物质转化为纤维维素乙醇达到有吸引力的转化。

    除了第一套装置可生产500万加仑乙醇而可获益外,Fiberight公司也会将城市和工业废弃物用作进料来转化处理,其中约50%用于生产乙醇,剩余部分将作为可回收产物,如塑料和金属。

    TMO可再生能源公司独特的高温发酵过程中拥有高效率和快速的转换率。它可利用所有的糖类,包括复杂的长链形式。TMO工艺的核心是有能力并在热温下可生长的细菌(嗜热生物),它能够在高温(60℃?70℃)下生长。这种细菌TM242从堆肥堆中被发现,是一种野生型的细菌,因此,对生物质衍生的糖类有极好的消化转化功能,可迅速地将生物质衍生的糖类转化成纤维素乙醇。通过与现有的乙醇装置传统批量方法相比较,这实现了连续生产过程,需要相对温和的预处理和简单的水解步骤,然后再进行快速发酵。

    Fiberight公司拥有先进的技术和开发过程,已在美国爱荷华州布莱尔斯敦(Blairstown)进行了操作,并且TMO可再生能源公司通过利用其科技资源已在英国建有工业化规模过程验证装置。将TMO可再生能源公司工艺组合在一起,使Fiberight公司与其他乙醇生产技术相比,可使废弃物更高效地转化。两家公司加在一起,有望到2011年成为在美国最大的纤维素乙醇生产商之一,有助于使每年理地的数百万吨废弃物得以转化。

    Rentech

    美国Rentech公司于2010年10月20日宣布,其合成RenDiesel柴油燃料已应用于二款奥迪A3 TDI轿车。奥迪A3 TDI轿车为绿色汽车杂志2010年授于绿色汽车称号。这种绿色汽车将在效率和CO2减排以及可持续的非石油燃料应用方面起表率作用。

    Rentech公司的Rialto项目从送往填埋的城市绿色废弃物,设计生产约640桶/天可再生合成柴油,称为RenDiesel柴油,并产生约35MW可再生电力这些RenDiesel柴油和电力产品具有低的碳足迹,也有助于帮助加利福尼亚州减少温室气体排放,以符合该州低碳燃料标准和可再生能源使用标准。

    Rentech公司的合成RenDiesel柴油采用该公司的专有技术从各种来源生产,生产出可持续的和环境友好的柴油燃料。RenDiesel柴油可生物降解,指标均超过了各种柴油的含硫要求,几乎没有芳烃。

    与传统的石油衍生低硫柴油相比,RenDiesel的尾气排放,产生的烃类、一氧化碳量、颗粒物质、氮氧化物(NOX)、硫氧化物(SOx)和二氧化碳均较少。另外,相对于传统的柴油燃料,RenDiesel具有较高的氢含量、热值和十六烷值指数,使之非常节能。

    RenDiesel为减少运输部门的环境影响提供了可行的解决方案,可再生的RenDiesel与传统的柴油相比,以生命周期为基准,可减少温室气体排放量高达97%,可和电动汽车相比拟。

    使用RenDiesel的汽车,也在燃料效率上比燃用乙醇要高出两倍多。RenDiesel每加仑含有的能量比乙醇高出约60%以上,柴油发动机通常比汽油每加仑可多行驶20%?40%。与乙醇或传统柴油相比,RenDiesel也产生较少的挥发性有机化合物(VOC)排放。

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