探秘：厭氧發(fā)酵直接制取生物天然氣CH4濃度高達(dá)94%

時(shí)間：2017-05-04作者：湖北銳意自控系統(tǒng)有限公司瀏覽：133

近日在湖南某沼氣工程現(xiàn)場(chǎng)，工作人員驚奇地發(fā)現(xiàn)：僅通過厭氧發(fā)酵工藝，竟然直接制取出了CH4濃度高達(dá)94%的生物天然氣！眾所周知，一般沼氣生產(chǎn)生物天然氣要經(jīng)過凈化和提純兩個(gè)步驟，才可得到高甲烷濃度的生物天然氣，以用作管道燃?xì)狻犭娐?lián)供、生產(chǎn)壓縮天然氣和罐裝燃?xì)獾取６撜託夤こ添?xiàng)目并沒有復(fù)雜的凈化、提純過程，就制出了CH4濃度高達(dá)94%的生物天然氣，讓人匪夷所思！
據(jù)了解，該項(xiàng)目厭氧發(fā)酵罐規(guī)模為800m3 ，其發(fā)酵原料主要來源于種豬養(yǎng)殖場(chǎng)的糞便與尿液，項(xiàng)目數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)則采用武漢四方光電子公司-湖北銳意自控的沼氣工程監(jiān)測(cè)方案Gasboard-9230產(chǎn)品，用以對(duì)沼氣流量，沼氣成分，發(fā)酵罐溫度和PH值等數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)與無線傳輸。對(duì)于直接通過厭氧發(fā)酵產(chǎn)出CH4濃度高達(dá)94%的沼氣，所有人的**反應(yīng)是檢測(cè)儀器出了故障。為了解決大家心里的困惑，公司派出檢測(cè)人員，攜帶系列專業(yè)氣體檢測(cè)儀器，逐一對(duì)項(xiàng)目產(chǎn)出的沼氣成分進(jìn)行檢測(cè)。
工作人員首先使用**CH4和50%CO2的標(biāo)準(zhǔn)氣體，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)一體化沼氣分析系統(tǒng)Gasboard-9060進(jìn)行校準(zhǔn)。
首先，采用該在線檢測(cè)設(shè)備對(duì)現(xiàn)場(chǎng)沼氣成分進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示CH4濃度為94.39%！根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，在沒有進(jìn)行提純前，沼氣成分中的CH4一般在40-65%之間，很難**過70%。如今卻是94.39%。
隨后，使用公司較新研發(fā)的沼氣分析儀（智能便攜型）Gasboard-3200Plus進(jìn)行檢測(cè)。該產(chǎn)品采用非分光紅外氣體分析技術(shù)，其分析儀器檢測(cè)顯示的結(jié)果依然達(dá)到了94.42%！與在線儀器無差別，儀器故障的可能性逐漸被排除。
考慮到沼氣中除含有甲烷外，可能還含有復(fù)雜的烷烴成分（乙烷等），在紅外吸收光譜中，甲烷的中紅外吸收特征波長易受乙烷影響，從而影響檢測(cè)設(shè)備對(duì)甲烷濃度的測(cè)量。為了排除這種可能，檢測(cè)人員提出采用公司的紅外煤氣分析儀Gasboard-3100再檢測(cè)一次。煤氣分析儀Gasboard-3100同樣采用非分光紅外氣體分析技術(shù)，可同時(shí)測(cè)量煤氣、生物燃?xì)獾臒嶂担约凹淄?、乙烷等氣體濃度，較重要的是可排除乙烷影響并準(zhǔn)確檢測(cè)甲烷濃度。然后，檢測(cè)結(jié)果仍是驚人的96.08%的高濃度！自此，儀器故障、檢測(cè)不準(zhǔn)的原因被徹底排除了。
排除了儀器故障問題，但疑云仍未撥開！為此，銳意自控總經(jīng)理熊友輝博士攜帶相關(guān)氣體成分檢測(cè)儀器驅(qū)車300多公里，親臨項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該沼氣項(xiàng)目再次進(jìn)行了深入調(diào)查研究與分析。
現(xiàn)場(chǎng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯示儀器進(jìn)氣流量正常，這次Gasboard-9060監(jiān)測(cè)系統(tǒng)顯示CH4濃度為91.38%。
從這次現(xiàn)場(chǎng)的檢測(cè)數(shù)據(jù)來看，厭氧發(fā)酵產(chǎn)出的沼氣CH4含量確實(shí)在90%以上，檢測(cè)數(shù)據(jù)可靠性沒有問題。但是有一個(gè)現(xiàn)象引起了大家的重視，就是該項(xiàng)目安裝的超聲波沼氣流量計(jì)BF-3000的瞬時(shí)流量接近是零，累計(jì)流量只有1500多立方米。也就是說，安裝監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一個(gè)月以來，平均每日的產(chǎn)氣量只有50m3左右，顯然這個(gè)沼氣工程沒有達(dá)到設(shè)計(jì)的中溫發(fā)酵1.0（800m3）的容積產(chǎn)氣率，即使是常溫發(fā)酵，容積產(chǎn)氣率0.3（240m3）也沒有達(dá)到。為了探其究竟，熊博士與業(yè)主進(jìn)行了深入的交流。
由于發(fā)電機(jī)組噪音大，發(fā)電也不能上網(wǎng)，生產(chǎn)的沼氣用途不大，因此實(shí)際發(fā)電沒有正常進(jìn)行，只是偶爾需要的時(shí)候發(fā)電。同時(shí)沼氣發(fā)酵產(chǎn)生的沼液沼渣也需要處理，而附近沒有可以完全消納沼液沼渣的場(chǎng)所，因此厭氧發(fā)酵裝置無法真正發(fā)揮作用。由于本項(xiàng)目位于一個(gè)大型的水庫附近，糞污排放受到嚴(yán)格控制，為了徹底解決問題，業(yè)主將干清糞的糞便用于生產(chǎn)**肥，清糞的糞水和尿液通過沉淀池后一部分進(jìn)入發(fā)酵罐用于生產(chǎn)沼氣，一部分通過自行設(shè)計(jì)的微曝氣池再進(jìn)入額外設(shè)計(jì)的好氧生化氧化池進(jìn)行水處理，發(fā)酵罐產(chǎn)生的沼液沼渣也排入好氧生化氧化池進(jìn)行污水處理后達(dá)標(biāo)排放。
由于大量廢水進(jìn)入?yún)捬醢l(fā)酵罐產(chǎn)生的沼氣不被經(jīng)常使用，較易溶于水的CO2被溶解（水洗沼氣凈化提純就是利用這個(gè)原理），并隨著大量低濃度的沼液一起排出，造成發(fā)酵罐中沼氣CH4含量的不斷升高。至此，沼氣工程項(xiàng)目直接制取高濃度生物天然氣的原因終于真相大白。通過持續(xù)脫除溶解在發(fā)酵液中的CO2，沼氣中CH4含量持續(xù)升高，甚至達(dá)到接近天然氣的水平。其實(shí)國外正在進(jìn)行厭氧發(fā)酵沼氣原位提純的研究，通過改變厭氧發(fā)酵過程中CO2、H2等含量，脫除CO2或增加H2含量等都可以顯著提高沼氣中的CH4含量，達(dá)到直接制取生物天然氣的目標(biāo)。
通過本次調(diào)研我們也發(fā)現(xiàn)，限制我國大型養(yǎng)殖企業(yè)沼氣工程發(fā)展的難點(diǎn)在于沼液沼渣的處理，沼液看似是一種**肥，但是受**肥覆蓋面積、長期使用適應(yīng)性以及需求季節(jié)性的影響，企業(yè)都很難妥善處理沼液的利用問題，沼渣以及基于干糞形成的**肥倒是不存在銷售出路問題。如果不能有效處理沼液?jiǎn)栴}，采用干濕分離，沖水糞尿采用污水處理工藝或許是一個(gè)較加正確的選擇。
目前，大型畜禽糞便沼氣工程或許需要一次整體系統(tǒng)性的技術(shù)提升，才能夠從一個(gè)不健康的產(chǎn)業(yè)中走出來！


來源：微信公眾號(hào)@沼氣工程及其測(cè)控技術(shù)


湖北銳意自控系統(tǒng)有限公司專注于沼氣分析儀,煤氣分析儀,煙氣分析儀等

• 詞條

  詞條說明

• 盤點(diǎn)∣提高天然氣熱值，硫碳脫除方法該這么選！

  有的天然氣中含有諸如硫化氫、二氧化碳、硫化碳、硫醇和二硫化物等酸性組分，通常，將酸性組分含量**過商品氣質(zhì)量指標(biāo)或管輸要求的天然氣稱為酸性天然氣或含硫天然氣。 天然氣中含酸性組分時(shí)，不僅在開采、處理和儲(chǔ)運(yùn)過程中會(huì)造成設(shè)備和管道腐蝕，而且用作燃料時(shí)會(huì)污染環(huán)境，危害用戶健康；用作化工原料時(shí)會(huì)引起催化劑中毒，影響產(chǎn)品收率和質(zhì)量。此外，天然氣中CO2含量過高還會(huì)降低其熱值。因此，當(dāng)天然氣中酸性組分含量**過商

• 在線煤氣分析系統(tǒng)助力靜電除塵工藝安全管理

  焦?fàn)t煤氣在進(jìn)入靜電除塵設(shè)備之前,需要分析焦?fàn)t煤氣含氧量,因?yàn)殪o電除塵設(shè)備中的焦?fàn)t煤氣含氧量達(dá)到一定程度時(shí)會(huì)引發(fā)爆炸事故,從而損壞設(shè)備和造成人身傷害,所以對(duì)焦?fàn)t煤氣中的含氧量分析及監(jiān)控較為重要。筆者將就在線煤氣分析系統(tǒng)在靜電除塵工藝中的應(yīng)用進(jìn)行探討。 1.煤氣靜電除塵技術(shù) 煤氣除塵技術(shù)在我國已經(jīng)較為成熟，其方法也多樣，本文主要探討的是煤氣靜電除塵。 其工藝原理為：含有粉塵顆粒的氣體，在接有高壓直流電

• 合輯：較全國內(nèi)外干式厭氧發(fā)酵技術(shù)工藝都在這里！

  干式厭氧發(fā)酵是近年來發(fā)展非常迅速的一項(xiàng)新技術(shù)，在畜禽糞便處理、秸桿制氣、餐廚垃圾處理等方面有很好的應(yīng)用前景。具有原料預(yù)處理要求低、沼液產(chǎn)量少、能源少、管理方便等優(yōu)點(diǎn)。 一、干式厭氧發(fā)酵 專門針對(duì)含固率大于15%成分比較復(fù)雜的**廢棄物的厭氧消化處理技術(shù)。 二、工藝類型 連續(xù)式工藝主要用于含固率15%~25%之間，比較粘稠的**廢棄物的處理；間歇式工藝主要用于含固率在25%以上，且物料粒徑分布范圍較

• 煤氣化行業(yè)煤氣成分監(jiān)測(cè)實(shí)例剖析

  我國是以煤炭為主要一次能源的國家，一次能源消費(fèi)中煤炭的占比達(dá)到62%。但我國的煤炭利用技術(shù)總體上是落后的，在煤炭的轉(zhuǎn)化利用過程中普遍存在效率低、污染嚴(yán)重等問題。隨著能源問題的日益**，潔凈煤技術(shù)越來越多地應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)過程中，其中大規(guī)模煤氣化、煤氣化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)成為了煤炭綜合應(yīng)用的主要方向之一。 近年來紅外煤氣分析儀越來越多地應(yīng)用于實(shí)際煤氣化煤氣分析當(dāng)中，本文將結(jié)合Gasboard-3100在不同