华润雪花啤酒沼气利用可研报告
华润沈阳雪花啤酒有限公司沼气利用可行性研究报告
一、概述
1、项目名称
华润沈阳雪花啤酒有限公司沼气综合利用
2、项目地点
沈阳市苏家屯区雪莲街159号
3、公司简介
华润沈阳雪花啤酒有限公司新厂址位于苏家屯区雪莲街南端，2008年年初试车生产，2008年9月27日新厂正式投入生产，新厂区面积相当于近百个足球场，产能相当于10个普通啤酒厂，占地总面积46万平方米，年设计生产能力达到100万千升，员工1500人，工程分两期建成。
二、生产现状
华润沈阳雪花啤酒有限公司年生产能力70万千升，其中夏季生产能力2500千升/d，冬季生产能力1700千升/d，日产废水量5000-6000/d（按生产一吨啤酒产生吨废水进行计算，年产废水136万 Nm3/a），COD CR=2000mg/L，BOD5=30mg/L，沼气热值5200大卡/m3，废水生产主要来源于麦芽车间、酿造车间和包装车间，这些生产废水中含有大量高强度的有机污染物，污水处理技术采用美国进口设备和技术，污水处理达标排放后，产生大量的沼气，沼气产生的工艺采用厌氧活性污泥处理技术，IC反应器为两座立式污水储罐，产生的沼气通过电子自动点火火炬燃烧，不进行回收处理。
三、现场调研情况分析
根据现场调研数据，每立方米废水能产生1标准立方米沼气进行换算，年产沼气量136万Nm3，夏季每天产生沼气5000-6000Nm3,冬季每天产生沼气2000-3000Nm3，按沼气中甲烷含量60%计算，使用燃气内燃机发电每立方米沼气可发电,根据沼气量大变化情况和燃气内燃机特性，选择1台350KW内燃机发电机组，年最大发电量可达260万千瓦时。
华润沈阳雪花啤酒有限公司每生产1千升啤酒耗电48千瓦时，年耗电3360万千瓦时，每度电元，每年用电费用1948万元，如果采用沼气发电，每年可节约%的用电费用。
华润沈阳雪花啤酒有限公司每生产1千升啤酒需要工业用汽量吨，冬季取暖每天用汽量200-300吨，蒸汽参数均为，160℃，年使用蒸汽量约23-24万吨，这些用汽全部由外部热源厂提供，苏家屯区蒸汽价格按178元/吨计算，年使用蒸汽费用4000万元。如果产生的沼气不用来发电，而是经过燃气锅炉燃烧供汽，夏季每小时产气量210-250Nm3/h，冬季每小时产气量85-125Nm3/h，估计约每小时蒸发量3吨的燃气锅炉完全满足要求。工业用汽量每年需要19万吨蒸汽，采暖用汽4万吨，按燃气锅炉夏季每小时产生蒸汽2吨，冬季每小时产生蒸汽1吨计算，每年可提供蒸汽万吨，回收的热量可以满足部分冬季供热要求。
四、投资分析
（一）发电设备及附属系统设备投资
1、本世纪以来，国内许多的设备制造厂家已经推出了一系列的内燃机，可以使用像污水沼气这样的低压低热值气体来发电，如果选择合适的沼气发电机组，每标准立方米沼气大约可以产生～2KWH的电能，发电装置热效率约为30%～35%，内燃机的高温尾气热量还可以进行回收，副产低压蒸汽、热水或用于空调机组。
如今，除区以外，我国内地其他所有省市区均建设了大中型沼气发电项目，仅2009年，获得批复的沼气发电CDM项目就有28个，其中大多数为垃圾填埋场的沼气发电项目，部分为养殖场发电及工业废料（酒精厂）发电项目。除这些较大的项目申请了CDM项目外，国内还有众多小型沼气发电工程。
目前，国内很多废水厌氧处理的沼气，CH4含量在50-60%之间，如果选用合适的沼气发电机组，每方沼气可发电度，而如今很多企业为节省投资，上容量小的机组，每方沼气只能发度电。以17000m3/天，热值为25MJ/m3沼气为例，每方沼气发度电的机组比每方沼气发度电的机组每年少发300多万度电。
沼气中杂质含量如 Si 、 HS 等应控制在一定的范围内，沼气的温度为 10～60 ℃，压力为 0～5kpa ，具体见沼气的气质要求，一般禽畜粪厌氧处理的沼气都能满足发电的气质要求，污水处理沼气需要脱硫等处理，垃圾填埋沼气需要脱水等处理。
沼气用于发电的基本流程为：厌氧反应器→沼气稳压罐→过滤→脱水→脱硫→计量→阻火器→发电机组
沼气工程工艺流程
该技术已成熟并工业化，在部分啤酒厂已经有安装投入使用的实例。根据夏冬季沼气产气量的不同，并结合每标准立方米沼气大约可以产生～2KWH的电能，建设一套150KW和一套300KW的发电机组，在气量大时，开两台机组，气量小开其中一台机组。其中净化系统投资（含压缩机）约240万元，发电机组投资约200万元，发电机输配电及安装投资约30万元，土建部分投资120万元，管道、保温及其它辅助系统投资100万元，净化系统设备及发电机组安装费用约100万元，设计费总30万元，税金（%）约28万元，年运行费用（元/千瓦时）约60万，预计总投资在870万元。
总投资估算表
采用本方案，预期总收益计算如下：
总沼气气量：1，360,000 Nm3/a
发电效能：2 KWh/ Nm3
年最大发电量：260万KWh
电单价：元/ KWh
年收益：1,500,000元
投资回收期：870/（150-60）=年
2、技术风险
该工艺以厌氧消化工艺技术为核心，厌氧发酵处理产生沼气用于电力生产，是一项已经成熟的工艺技术。
热电联产的沼气发电技术在欧洲已有1000多处示范工程在正常运行，在中国也有不少成功实例，发电设备与配套技术成熟，不存在技术障碍。
综上所述，该项目所采用的厌氧消化处理工艺技术是一项已经运用的成熟工艺，从技术角度而言无风险。
3、政策风险
由于国内环境污染的日趋严重，环境保护已日益成为各地政府急需解决的主要问题，政府和普通人群的环境保护意识也逐渐加强。随
着可再生能源法的颁布和实施，对于如啤酒废水厌氧处理这类既能消减污染物，又能产生沼气生产电力能源的项目，国家和各地政府必将给予大力支持。根据目前的情况，国家已经在上网电价等方面给予优惠，并且在现在和将来都将一直大力支持和鼓励此类企业的投资与建设。
因此，该项目的建设并不存在国家政策调控的政策风险，而属于国家政策支持与鼓励建设的项目。
4、财务风险
项目的投资回收期为年，项目投资收益率在%【（150-60-150×%）/870】左右，稍高于行业基准收益率，项目的财务风险不可控，风险较大。
（二）燃气锅炉投资
1、沼气用作锅炉燃料产生蒸汽投资分析
上世纪90年代后期，因为沼气发电的技术还不十分成熟，也有一些公司采用了将沼气送入燃煤锅炉燃烧的方法来回收能源。这种方法只需要在现有的锅炉炉膛中增加一套燃烧装置，再对锅炉进行一些调整就可以了。投资很少，但经济效益依然十分可观，在采用新式燃气锅炉后，锅炉热效率明显提高，如果尾部再安装一台烟气余热回收装置，回收的余热用来给发酵罐或者锅炉给水加热，就会将部分随烟道排出的热量回收回来。
根据沼气锅炉厂家沼气蒸汽锅炉选型参数表，参照华润雪花啤酒有限公司IC反应器冬夏季节每天产生的沼气量，拟设计1台2t/h
和1台1t/h 的锅炉（或者2台h的燃气锅炉），冬季产气量小时，只运行一台锅炉，夏季产气量大时，运行2台锅炉，其中2台锅炉系统设备投资约70万元，土建投资约20万元，电缆及槽盒等辅助安装材料约15万元，设备安装费约30万元（含系统组态），工程管理费约10万元，设计费10万元，其他费用10万元，税金（%）约6万元，总投资约171万元。
总投资估算表
如果将沼气用于锅炉燃烧，相关计算如下：
沼气总燃烧值：5200×1360000=×109 kcal
沼气锅炉设计热效率：89%
预计夏季7个月生产蒸汽量：2×24×30×7=10080t
预计冬季5个月生产蒸汽量：2×24×30×5=7200 t
全年预计生产蒸汽量约：17280 t
年收益：17280×90=1552000元（1吨蒸汽按90元计算）投资回收期：1710000÷（0）=年
2、技术风险
该工艺以厌氧消化工艺技术为核心，厌氧发酵处理产生沼气用于沼气锅炉燃烧产生蒸汽，是一项已经成熟的工艺技术。
IC反应器产生沼气经过净化脱硫后送去锅炉燃烧室燃烧，相关的环保锅炉燃烧配套技术成熟，不存在技术障碍。
综上所述，该项目所采用的厌氧消化处理工艺技术是一项已经运用的成熟工艺，从技术角度而言无风险。
3、政策风险
由于国内环境污染的日趋严重，环境保护已日益成为各地政府急需解决的主要问题，政府和普通人群的环境保护意识也逐渐加强。随着可再生能源法的颁布和实施，对于如啤酒污水厌氧处理这类既能消减污染物，又能产生沼气生产蒸汽能源的项目，国家和各地政府必将给予大力支持。
因此，该项目的建设并不存在国家政策调控的政策风险，而属于
国家政策支持与鼓励建设的项目。
4、财务风险
项目的投资回收期为年，项目投资收益率在50%【（）/171】左右，远高于行业基准收益率，项目的财务风险可控，风险不大，项目可行。
（三）燃气锅炉加热管换热器方案
在方案二的基础上，去除锅炉尾部的烟囱，代替安装一台热管换热器，回收锅炉尾部烟气中的余热。沼气蒸汽锅炉设计排烟温度约为200℃，设计烟气量约2000Nm3/h，热管换热器在1吨左右，即在方案二的基础上，造价提高万元左右。投资回收期年左右，与方案二相比，变化不大。