沼氣是從生物質(zhì)轉(zhuǎn)化中得到的燃?xì)?,沼氣的高效制備和綜合利用一方面開發(fā)了清潔的可再生能源,另一方面減少了**廢棄物的排放,同時還可減少溫室氣體的排放,發(fā)酵后的殘余物可用作**肥料。大型養(yǎng)雞場產(chǎn)生的雞糞產(chǎn)氣率高,數(shù)量大,是我國大型沼氣工程的重要原料,但相比豬糞、牛糞等其他發(fā)酵原料,雞糞發(fā)酵沼氣工程存在諸多難點。 一、工藝流程 大型雞糞沼氣工程的工藝流程如圖1所示。沼氣工程一般由6個部分組成:預(yù)處理單元、高效厭氧發(fā)酵單元、沼氣凈化貯存單元、沼氣高值利用單元、沼肥利用單元、溫室氣體排放單元。 新鮮雞糞通過車輛或管道運至沼氣工程,進(jìn)入勻漿池。污水泵入勻漿池混合新鮮雞糞。經(jīng)過水解除砂之后物料被泵入?yún)捬醢l(fā)酵罐。產(chǎn)生的沼氣凈化后在貯氣柜貯存,用于熱電聯(lián)產(chǎn)。發(fā)酵殘余物用于周邊農(nóng)作物的**肥料。 二、技術(shù)要點 1、預(yù)處理 1)進(jìn)料總固體濃度 進(jìn)料總固體濃度的選擇主要基于兩方面因素的考慮:能量平衡和氨氮濃度。 ?、倌芰科胶? 發(fā)酵系統(tǒng)主要依靠發(fā)電機(jī)組余熱進(jìn)行增溫,保證發(fā)酵溫度。一般認(rèn)為,發(fā)酵濃度大于8%時,發(fā)電機(jī)組提供的余熱可滿足發(fā)酵系統(tǒng)冬季自身增溫的需要。 ?、诎钡獫舛? 雞糞原料中含有大量氨氮。動物糞便發(fā)酵中關(guān)于NH4+-N引起產(chǎn)甲烷量下降的報道經(jīng)常出現(xiàn)。有關(guān)學(xué)者發(fā)現(xiàn)氨氮濃度的上升與產(chǎn)氣量的下降呈線性關(guān)系。在連續(xù)攪拌反應(yīng)器中停留15d,當(dāng)NH4+-N濃度從2.1g/L增加到5.3g/L時,產(chǎn)氣量下降。 從能量平衡的角度來看,高固體濃度有利于減少物料總量,從而減少增溫?zé)崃浚?jié)省能源。而從氨氮濃度來考慮,物料固體濃度不宜過高,以避免氨抑制現(xiàn)象的發(fā)生,保證發(fā)酵過程穩(wěn)定。雞糞發(fā)酵進(jìn)料固體濃度一般控制在8%~12%。 2)水解除砂 蛋雞飼料中添加一定量的貝殼粉和砂礫,砂礫通過消化道排出,蛋雞糞便中含沙量為固體含量的8%~10%,消化道粘液與糞污將砂礫包裹在一起,給糞砂分離和除砂帶來難度,一般常規(guī)的沉砂工藝很難實現(xiàn)糞砂分離。采用水解除砂工藝,將糞砂分離后,通過刮砂機(jī)和螺旋除砂機(jī)將砂排出水解池外。水解除砂采用30℃中溫水解工藝,水解停留時間24h。 2、高效厭氧發(fā)酵工藝 1)厭氧反應(yīng)器 完全混合發(fā)酵工藝由于發(fā)酵效率高、發(fā)酵濃度高、運行管理簡單等優(yōu)點被廣泛應(yīng)用于高固體濃度發(fā)酵。中溫發(fā)酵(35~38℃)停留時間為20~25d。高溫發(fā)酵(50~55℃)停留時間為10~15d。 2)增溫保溫 在厭氧罐外壁設(shè)置增溫盤管,利用發(fā)電機(jī)組余熱對罐體進(jìn)行增溫。盤管外采用聚苯乙烯保溫材料。采用該保溫方式,在罐內(nèi)外溫差50℃且外界不增溫的條件下,厭氧罐24h之內(nèi)溫度下降不**過0.3℃。 3)攪拌與回流 低轉(zhuǎn)速低能耗中心攪拌機(jī),轉(zhuǎn)速16rad/s,單位功率3.6W/m3。比傳統(tǒng)的機(jī)械攪拌節(jié)省能源50%以上。攪拌機(jī)采用上下兩層槳葉,上層用于破殼,下層用于物料混合攪拌。除攪拌機(jī)外,還可以在一二級厭氧罐之間設(shè)置回流泵,將二級厭氧罐的污泥部分回流至一級罐,起到攪拌作用,加強(qiáng)了罐內(nèi)傳質(zhì),同時減少污泥損失。 3、沼氣凈化與貯存 1)沼氣生物脫硫 采用生物脫硫工藝去除沼氣中的H2S。生物脫硫是指在適宜的溫度、濕度、pH、營養(yǎng)物和微氧條件下,通過脫硫細(xì)菌的代謝作用將H2S轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫或亞硫酸。 以雞糞為原料發(fā)酵的沼氣中含有較高濃度的H2S,一般為3000~5000ppm(1ppm=0.0001%)經(jīng)過生物脫硫凈化處理后,沼氣中H2S濃度可降至200ppm一下。脫硫成本比傳統(tǒng)干法脫硫降低70%左右。 2)雙膜干式貯氣柜 采用低壓雙膜干式貯氣柜對凈化后的沼氣進(jìn)行貯存。貯氣柜由外膜和內(nèi)膜組成,其中外膜保護(hù)并維持貯氣柜結(jié)構(gòu),內(nèi)膜收集并貯存沼氣。通過支撐鼓風(fēng)機(jī)向內(nèi)外膜中間的夾層充氣,維持一定壓力(一般為1.2~1.5kPa)能夠承載設(shè)計范圍內(nèi)的風(fēng)、雨、雪等荷載,同時將內(nèi)膜內(nèi)的沼氣送入輸氣管道。 三、沼氣、沼肥利用 1、沼氣高值利用 1)熱電聯(lián)產(chǎn) 大型沼氣工程通常采用熱電肥聯(lián)產(chǎn)模式。以雞糞為原料進(jìn)行發(fā)酵,產(chǎn)生沼氣用于發(fā)電,電效率為38%,熱效率為42%,總效率為80%。發(fā)電機(jī)組煙道氣通過余熱鍋爐換熱,以蒸汽的形式回收,提供給發(fā)酵系統(tǒng)自身增溫,多余熱量并入養(yǎng)雞場內(nèi)蒸汽總管網(wǎng)用于雞舍供暖。 發(fā)電機(jī)組缸套水余熱以熱水形式在熱水罐內(nèi)貯存,通過管道泵和厭氧罐壁外的盤管對厭氧罐體進(jìn)行增溫。 2)沼氣用于新農(nóng)村集中供氣 除沼氣發(fā)電并網(wǎng)外,還可為鄰近的村落提供生活用管道燃?xì)狻? 2、沼肥利用 發(fā)酵后的沼液和沼渣含有豐富的N、P、K等營養(yǎng)物質(zhì),可作為周圍果蔬的優(yōu)質(zhì)**肥。 四、溫室氣體減排 沼氣工程在減排溫室氣體方面具有顯著的作用。畜禽糞便發(fā)酵產(chǎn)生的CH4的溫室氣體效應(yīng)是CO2的21倍,大氣中溫室氣體效應(yīng)20%來源于CH4。沼氣工程將畜禽糞便收集利用,大大減少了溫室氣體排放量。一個日產(chǎn)沼氣10000m3的沼氣工廠,每年可實現(xiàn)溫室氣體減排4萬tCO2當(dāng)量。 五、結(jié)語 生物沼氣工程由于其清潔、高效、安全和可再生的特點以及減排溫室氣體效果顯著越來越受到關(guān)注。雞糞厭氧發(fā)酵沼氣工程存在諸多難點,如含砂量大、氨氮含量高、沼氣中硫化氫含量高等。本文主要介紹大型養(yǎng)雞場雞糞熱電肥聯(lián)產(chǎn)沼氣工程的技術(shù)要點,僅為規(guī)?;u糞沼氣工程的設(shè)計和建設(shè)提供參考,如有不當(dāng)歡迎指正! ?。▉碓矗赫託馊Γ?
詞條
詞條說明
除了采用紅外沼氣分析儀用于監(jiān)測沼氣成分以調(diào)節(jié)沼氣工程工況外,泵也是沼氣工程的重要設(shè)備之一,直接影響工程的正常運行。沼氣工程常見的泵主要包括料液提升泵,進(jìn)料泵,循環(huán)攪拌泵,沼渣、沼液提升泵,熱水循環(huán)泵等。泵的選型應(yīng)根據(jù)料液輸送量、裝置揚程、料液性質(zhì)、管路布置以及操作運轉(zhuǎn)條件等工藝要求進(jìn)行。 1)流量:選泵時,以較大流量為依據(jù),兼顧正常流量,在沒有較大流量時,通??扇≌A髁康?.1倍作為較大流量。
一、案例背景 某公司新上一套日處理10km3沼氣凈化裝置,該裝置分脫硫和脫碳兩部分,其中,脫硫裝置又分濕法脫硫和干法脫硫兩部分,濕法脫硫裝置參照國內(nèi)化肥行業(yè)半水煤氣脫硫裝置的工藝設(shè)計,兩個干法脫硫罐串聯(lián)于脫硫塔后。 但在生產(chǎn)過程中,脫硫系統(tǒng)多次出現(xiàn)了脫硫塔效果差、脫硫罐阻力大等問題,以至于兩周之內(nèi)兩次停產(chǎn)重新裝填脫硫劑,既增大勞動強(qiáng)度又影響正常生產(chǎn)。經(jīng)多方面分析原因并反復(fù)試驗,確定新的工藝指標(biāo)和操
從超聲波燃?xì)獗淼陌l(fā)展窺探良好的中國技術(shù)
隨著燃?xì)廨敋夤艿赖呐d建與普及,燃?xì)獗砣缬旰蟠汗S般涌現(xiàn),從機(jī)械式到電子式,從膜式到超聲波,新概念新技術(shù)的不斷涌現(xiàn),各種流量計的準(zhǔn)確度及使用范圍也在不斷提高。 目前市場上主流的燃?xì)獗碛袃煞N,一種為傳統(tǒng)式的機(jī)械式膜式燃?xì)獗?,一種為電子式膜式燃?xì)獗?,而超聲波燃?xì)獗碚詮?qiáng)勁的勢頭在燃?xì)獗硎袌鲋袓渎额^角。 一、機(jī)械式膜式燃?xì)獗?機(jī)械式膜式燃?xì)獗恚峭ㄟ^機(jī)械滾輪實現(xiàn)的,機(jī)械滾輪根據(jù)使用的氣量進(jìn)行加操縱,每使用一
銳意自控|分析與總結(jié)**式厭氧污泥床反應(yīng)器的調(diào)制
UASB法由荷蘭Lettinga教授于1977年發(fā)明,與其他厭氧生物處理工藝一樣,包括水解,酸化,產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷等。UASB法具有不少優(yōu)點,但該法一般不適用于處理含高濃度懸浮固體的廢水。近年來,國內(nèi)對其設(shè)計研究及工程應(yīng)用增多,技術(shù)發(fā)展亦較快。 1、UASB反應(yīng)器的反應(yīng)原理 UASB反應(yīng)器可分為兩個區(qū)域,反應(yīng)區(qū)和氣、液、固三相分離區(qū)。在反應(yīng)區(qū)下部,是由沉淀性能良好的污泥(顆粒污泥或絮狀污泥),形成
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