深度對比|歐洲沼氣究竟良好我們多少？

時間：2017-06-28

通過對比歐洲與我國沼氣工程發(fā)展現(xiàn)狀及各自技術(shù)特點，筆者提出了歐洲大型沼氣工程技術(shù)國產(chǎn)化嘗試方向，闡述了沼氣工程監(jiān)測技術(shù)對于促進(jìn)沼氣工程自動化運(yùn)行的重要意義，并介紹了沼氣工程監(jiān)測系統(tǒng)在沼氣工程中的應(yīng)用。
 一、歐洲沼氣工程技術(shù)現(xiàn)狀
歐洲沼氣工程技術(shù)發(fā)展較早，始于20世紀(jì)70年代，目前已是世界上沼氣廠較普及的地區(qū)。歐洲的沼氣工程技術(shù)主要以高濃度**廢棄物聯(lián)合消化工藝（CSTR）為主，絕大多數(shù)配備熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。
歐洲沼氣工程具體的技術(shù)特點如下：
①重視原料復(fù)配，產(chǎn)氣率高
歐洲沼氣工程原料不僅包括牛糞、豬糞、雞糞等畜禽糞便，還有玉米、馬鈴薯等能源作物，以及屠宰場廢棄物、城市餐廚垃圾、城市污泥等。通過這些原料的混合和合理復(fù)配，可以提高原料中的碳、氮含量，并調(diào)整出可使產(chǎn)氣率較高的碳氮比。德國90%以上的農(nóng)場沼氣工程采用混合原料發(fā)酵。
②工藝統(tǒng)一，熱電聯(lián)產(chǎn)，效益高
在德國和丹麥，90%以上沼氣工程選用CSTR工藝，統(tǒng)一的工藝有利于制定統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理辦法，同時便于接管運(yùn)營后續(xù)服務(wù)的開展。
熱電聯(lián)產(chǎn)指產(chǎn)出的沼氣主要用于發(fā)電，33%~37%的能量轉(zhuǎn)換為電能，在發(fā)電的過程中產(chǎn)生大量的余熱，用于CSTR加熱和農(nóng)場或社區(qū)供熱，提高了沼氣的利用效率，增加了沼氣工程的經(jīng)濟(jì)效益。
③實現(xiàn)自動控制，運(yùn)行管理便捷
利用厭氧消化系統(tǒng)**的自動控制系統(tǒng)與軟件，實現(xiàn)沼氣工程的自動化管理和遠(yuǎn)程監(jiān)控，節(jié)省大量人力的同時又提高了工程生產(chǎn)效率。比如國內(nèi)一萬頭牧場大型沼氣工程，操作管理人員達(dá)30人之多，而同等規(guī)模沼氣工程中歐洲利用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)只需1~2人。
④沼渣沼液及時還田，杜絕二次污染
沼渣、沼液貯存期約3~6個月，施于周圍農(nóng)田。許多農(nóng)場建的沼氣工程多采用2個發(fā)酵罐串聯(lián)發(fā)酵，其中**個發(fā)酵罐貯存并在其中連續(xù)產(chǎn)氣，同時該罐還兼做沼氣貯氣裝置。貯存在*二個發(fā)酵罐的料液經(jīng)過一段時間后被排放出來，然后作為**肥噴施到農(nóng)田里，所以不存在廢液二次污染問題。
此外，沼氣工程配套設(shè)備與技術(shù)裝備**，如進(jìn)料設(shè)備、攪拌設(shè)備、脫硫設(shè)備、沼氣存儲設(shè)備、熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備、沼氣工程監(jiān)測成套設(shè)備等優(yōu)良性均處于世界沼氣行業(yè)的良好地位，并且沼氣工程自動化程度高。沼氣工程無論規(guī)模大小全部只需一人管理即可穩(wěn)定運(yùn)行，節(jié)省人力資源，降低運(yùn)行成本。
 二、我國沼氣工程技術(shù)現(xiàn)狀
中國沼氣建設(shè)同樣起步于20世紀(jì)70年代，至今已有30多年的發(fā)展史，中間經(jīng)歷了快速發(fā)展期和回落階段，如今也已步入了新的發(fā)展局面。
我國沼氣工程技術(shù)具有如下特點：
①工藝類型多，效率普遍不高
我國在發(fā)展沼氣工程的過程中，在戶用沼氣方面**了較大成就，而大中型沼氣工程由于缺乏行業(yè)*組織統(tǒng)一的技術(shù)指導(dǎo)，南北方地區(qū)差異較大，各地分別用土法建沼氣工程，發(fā)酵溫度低，缺攪拌，沼氣產(chǎn)氣率低。
②產(chǎn)品利用率低，經(jīng)濟(jì)效益差
我國建大中型沼氣工程開始以處理廢棄物和生產(chǎn)能源為出發(fā)點，而不是以充分利用資源為出發(fā)點，在工藝設(shè)計中對產(chǎn)品的應(yīng)用重視不夠，包括**肥的生產(chǎn)、沼氣發(fā)電余熱的利用等。在產(chǎn)品產(chǎn)量低、使用率低的情況下，工程的經(jīng)濟(jì)效益自然就差，這也是我國沼氣工程發(fā)展緩慢、運(yùn)行困難的根本原因。
③工程設(shè)備化低，生產(chǎn)方式落后
受限于技術(shù)水平和成本控制，普遍采用傳統(tǒng)的現(xiàn)場加工安裝的方式，沒有實現(xiàn)工程的設(shè)備化和標(biāo)準(zhǔn)化，傳統(tǒng)安裝方式工期長，難維護(hù)，不便于檢修，質(zhì)量難**。同時，進(jìn)出料方式落后，手動操作管理，不但需要人工較多，而且外觀不佳，影響廠區(qū)整體環(huán)境。
 三、歐洲沼氣工程技術(shù)國產(chǎn)化方法
近年來，國內(nèi)沼氣工程技術(shù)的進(jìn)步有目共睹，例如根據(jù)本地的溫度環(huán)境及原料等綜合情況選擇合適的工藝，沼液沼渣綜合利用，杜絕二次污染等。
筆者認(rèn)為，為了使我國能盡快達(dá)到歐洲沼氣發(fā)展水平，我們還可以在以下兩個方面進(jìn)行嘗試：
①走原料集約化道路
目前我國的沼氣工程原料比較分散，多數(shù)以自己供給為主，這樣的原料比較單一，且不能維持大型沼氣工程的產(chǎn)氣需要，重復(fù)建設(shè)，浪費嚴(yán)重。所以我們在設(shè)計沼氣工程時，充分考慮當(dāng)?shù)氐脑腺Y源，如工業(yè)廢水、生活垃圾、生活污水、工廠廢料，農(nóng)畜糞便等，將這些有用的資源全部為我所用，在當(dāng)?shù)貑为毥⒁粋€大型的沼氣工廠。
②走自動化道路
我國目前的沼氣生產(chǎn)基本靠人力裝料，人員監(jiān)控，沒有使用自動化設(shè)備來進(jìn)行生產(chǎn)，所以效率較低，且生產(chǎn)維護(hù)成本較高，難以推廣。因此，我國的沼氣生產(chǎn)應(yīng)該走自動化道路，實現(xiàn)自動裝料出料，自動監(jiān)控發(fā)酵、存儲及輸送，這樣我國的沼氣生產(chǎn)才能提高效率，且有利于推廣。
此外，沼氣工程本身有公益的性質(zhì)，可以走“企業(yè)自籌資金，申請國家資助，利用**援助，引進(jìn)投資運(yùn)營”的模式，提高項目建設(shè)水平，確保項目的收益。
 四、沼氣工程監(jiān)測系統(tǒng)在沼氣工程中的應(yīng)用
沼氣工程監(jiān)測技術(shù)是促進(jìn)沼氣工程自動化、智能化運(yùn)行的關(guān)鍵因素。近年來，我國關(guān)于推動沼氣工程向工業(yè)化、智能化、自動化方向發(fā)展的呼聲日益高漲。農(nóng)業(yè)部也曾于去年11份在武漢召開了**農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用全流程信息化管理培訓(xùn)班，并組織參觀了國內(nèi)沼氣工程遠(yuǎn)程監(jiān)測領(lǐng)域的**企業(yè)湖北銳意自控。
沼氣工程監(jiān)測系統(tǒng)以氣體成分和流量傳感器為依托，集成監(jiān)測設(shè)備，同時結(jié)合軟件開發(fā)技術(shù)，把沼氣工程運(yùn)行過程中的關(guān)鍵參數(shù)與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息傳遞，將沼氣工程與業(yè)主、操作者、管理部門聯(lián)系起來，以實現(xiàn)對沼氣及附屬產(chǎn)品生產(chǎn)銷售的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控、服務(wù)、管理和決策。
早在2013年，湖北銳意自控*的沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)就經(jīng)湖北省科技廳鑒定達(dá)到****水平，并獲得了工信部物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項資助。目前，該系統(tǒng)已實現(xiàn)了多個省市沼氣工程的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
沼氣工程監(jiān)測系統(tǒng)在沼氣工程驗收、監(jiān)督、運(yùn)行中，扮演者不可或缺的重要角色，是沼氣工程管理和運(yùn)行可靠的數(shù)據(jù)來源。在實際應(yīng)用中，業(yè)主可根據(jù)沼氣工程流量、成分?jǐn)?shù)據(jù)，指導(dǎo)確定沼氣工程的運(yùn)行參數(shù)；另一方面，該系統(tǒng)可分省、市、縣、業(yè)主四級網(wǎng)絡(luò)訪問權(quán)限，對各大中型沼氣工程數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計報表和歷史趨勢分析。
總的來說，沼氣工程監(jiān)測系統(tǒng)的作用主要體現(xiàn)在以下兩點：
①提高沼氣工程管控水平和生產(chǎn)效率
對沼氣工程生產(chǎn)全程進(jìn)行在線監(jiān)測，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)可及時發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備問題，排除運(yùn)行故障；通過系統(tǒng)優(yōu)化，能提高產(chǎn)氣量、提升脫硫效率、熱電聯(lián)產(chǎn)效率，掌控沼氣生產(chǎn)質(zhì)量，實現(xiàn)沼氣工程管理科學(xué)化、運(yùn)行智能化，同時節(jié)約勞動成本，降低能耗，提高沼氣工程總體生產(chǎn)效率。
②**沼氣工程運(yùn)行安全
通過沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)智能預(yù)警系統(tǒng)和視頻監(jiān)控，能對運(yùn)行參數(shù)異常、設(shè)備故障、操作違規(guī)和災(zāi)害天氣發(fā)出警報，及時通知操作人員和管理人員，如:沼氣站內(nèi)煙霧探測報警、水位**高報警、沼氣泄漏、物料過載報警，無關(guān)人員誤入、違規(guī)操作報警等，能排除人員傷亡、工程損壞、起*炸等安全隱患，有效**沼氣工程運(yùn)行安全。
（來源：沼氣圈）

詞條
詞條說明
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