康達(dá)機(jī)電熱電肥聯(lián)產(chǎn)的沼氣工程

一、工藝特點(diǎn)

高濃度： TS8%~12%〔比傳統(tǒng)2%~4%提高2~6倍〕 節(jié)省投資：減少稀釋水、減少裝置規(guī)模 節(jié)約能源：減少增溫能耗 降低消耗：減少沼肥運(yùn)輸量 產(chǎn)氣率高：1~1.5m3/m3·d 中溫發(fā)酵： 中溫35~38℃，常年穩(wěn)定運(yùn)行 有攪拌： 解決含固率高、物料不均、傳質(zhì)差、死區(qū)大、易 酸化和易結(jié)殼問(wèn)題 生物脫硫： 沼氣中H2S去除率達(dá)90%以上，脫硫本錢(qián)是化學(xué) 脫硫的1/4。無(wú)二次污染。綜合利用： 厭氧后的有機(jī)肥、濃度高、易運(yùn)輸、易貯存 實(shí)現(xiàn)畜禽廢棄物綜合利用，開(kāi)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)熱電聯(lián)產(chǎn)沼氣工程能量平衡二、工藝流程

1.

工藝流程圖養(yǎng)殖場(chǎng)集水池污水厭氧罐沼氣凈化沼氣發(fā)電上網(wǎng)沼氣鍋爐勻漿池固態(tài)有機(jī)肥料固液分離糞便液態(tài)有機(jī)肥料果園、農(nóng)田、飼料地綜合利用二、工藝流程

2.適用工藝選擇〔1〕完全混合厭氧反響器〔ContinuousStirredTankReactor,CSTR〕高濃度發(fā)酵原料：TS8~12%有攪拌裝置發(fā)酵原料和微生物完全混合處理量大，停留時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)沼氣多便于啟動(dòng)運(yùn)行和管理二、工藝流程

2.適用工藝選擇〔2〕升流固體床反響器〔UpflowSolidsReactor,USR〕適用TS5~8%畜禽糞污設(shè)置布水系統(tǒng)高濃度厭氧微生物固體床不設(shè)三相別離器出水渠前設(shè)置擋渣板產(chǎn)氣效率高濃度較高時(shí)可有局部強(qiáng)化攪拌裝置三、資源量確實(shí)定

1、排糞量的計(jì)算 項(xiàng)目日齡/d糞便排放量/kg/頭TS/%尿排放量/kg/頭TS/%糞尿排放總量/kg/頭TS排放量/kg/頭母豬2703.6204.52.58.10.83公豬2702.6205.22.57.80.65商品豬1351-1.75（1.38）201.5-2.75（2.12）2.53.50.33〔1〕豬糞尿排放量〔2〕牛糞尿排放量 一頭成年奶牛日排糞量為25kg，排尿量為30kg 一頭成年肉牛日排糞量為20kg，排尿量為25kg〔3〕雞糞排放量 每羽肉雞日排糞量為： 0.05~0.1kg/羽·d 存欄蛋雞的日排糞量為： 0.11kg/羽·d三、資源量確實(shí)定2、產(chǎn)氣量的計(jì)算 〔1〕根據(jù)COD計(jì)算〔2〕根據(jù)TS〔總固體〕計(jì)算1kgCOD相當(dāng)于0.35m3甲烷T(mén)S/%oTS/%TS產(chǎn)氣量CH4含量/%m3/t鮮糞m3/toTS牛糞18~2068~7640~50210~30060豬糞20~2575~8055~65270~45060雞糞30~3263~8070~90250~45060畜禽場(chǎng)糞便產(chǎn)氣量計(jì)算

〔1〕高溫發(fā)酵 最正確溫度范圍50~55℃；〔2〕中溫發(fā)酵 目前最常見(jiàn)的發(fā)酵方式，其 溫度范圍為32~42℃。發(fā)酵溫度每升 高10℃，厭氧反響速度約增加1倍。 但實(shí)際上，在進(jìn)行中溫發(fā)酵時(shí)，不 僅要考慮產(chǎn)氣量的多少，還應(yīng)考慮 為保持中溫所消耗熱能的多少，選 擇最正確的發(fā)酵溫度。目前發(fā)酵溫度 以35-38℃最為常見(jiàn)?！?〕常溫發(fā)酵 一般發(fā)酵溫度在8-30℃之間。 有實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，池溫在15℃以上時(shí)， 發(fā)酵才能很好的進(jìn)行。 調(diào)節(jié)池內(nèi)增溫〔1〕攪拌的功能在間歇進(jìn)料發(fā)酵時(shí)，攪拌是使微生物與物料接觸的有效手段。在間歇進(jìn)料的反響器中，發(fā)酵液通常自然沉淀而分成四層，從上到下分別為浮渣層、上清液、活性層和沉渣層。在這種情況下，厭氧微生物活動(dòng)較為旺盛的場(chǎng)所只限于活性層內(nèi)。對(duì)反響器進(jìn)行有限的攪拌，可使微生物與發(fā)酵原料充分接觸，保證物料均勻，同時(shí)打破分層現(xiàn)象，使活性層擴(kuò)大到全部發(fā)酵液中，減少死區(qū)。此外，攪拌還有防止沉渣沉淀、防止產(chǎn)生或破壞浮渣層，保證池溫均一，促進(jìn)氣液別離、提高產(chǎn)氣率等功能?！?〕攪拌的方式

常用的攪拌方式有三種： 發(fā)酵液回流攪拌 沼氣回流攪拌 機(jī)械攪拌。

中低濃度沼氣發(fā)酵較多采用發(fā)酵液回流攪拌；高濃度沼氣發(fā)酵工藝那么應(yīng)采用機(jī)械攪拌?！?〕攪拌設(shè)備立式攪拌器側(cè)裝式攪拌器斜式攪拌器〔3〕攪拌設(shè)備型號(hào)功率/kW轉(zhuǎn)速/r/min葉輪直徑Ф/mm總質(zhì)量/kg適用CBJ33300320～500350Ф6m×8mCBJ5.55.5385400～620530Ф8m×10mCBJ7.57.5289500～620610Ф10m×10mCBJ1111289500～620860Ф11m×13mCBJ1515300500～620970Ф12m×13mCBJ18.518.5289500～6201080Ф14m×14mCBJ2222300500～6201210Ф15m×15m側(cè)裝攪拌器性能

〔1〕低壓濕式貯氣柜濕式貯氣柜低壓濕式貯氣柜是可變?nèi)莘e的金屬柜，它主要由水槽、鐘罩、塔節(jié)以及升降導(dǎo)向裝置所組成。當(dāng)沼氣輸入氣柜內(nèi)貯存式，放在水槽內(nèi)的鐘罩和塔節(jié)依次〔按直徑由小到大〕升高；當(dāng)沼氣從氣柜內(nèi)導(dǎo)出時(shí)，塔節(jié)和鐘罩又依次〔按直徑由大到小〕降落到水槽中?！?〕利浦干式貯氣柜利浦干式貯氣柜〔3〕雙膜干式貯氣柜雙膜干式貯氣柜雙膜干式貯氣柜通常由外膜、內(nèi)膜、底膜和混凝土根底組成，內(nèi)膜與底膜圍成的內(nèi)腔用于貯存沼氣，外膜和內(nèi)膜之間氣密。外層膜充氣為球體形狀。貯氣柜設(shè)防爆鼓風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)可自動(dòng)調(diào)節(jié)氣體的進(jìn)/出量，以保持氣柜內(nèi)氣壓穩(wěn)定。〔1〕生物脫硫生物脫硫示意圖生物脫硫塔〔2〕化學(xué)脫硫目前，我國(guó)沼氣工程上普遍采用干法氧化鐵脫硫。在常溫下將沼氣通過(guò)脫硫劑床層，沼氣中的H2S與活性氧化鐵接觸，生成三硫化二鐵，然后含有硫化物的脫硫劑與空氣中的氧接觸，當(dāng)有水存在時(shí)，鐵的硫化物又轉(zhuǎn)化為氧化鐵和單質(zhì)硫。這種脫硫再生過(guò)程可循環(huán)進(jìn)行屢次，直至氧化鐵脫硫劑外表的大局部孔隙被硫或其他雜質(zhì)覆蓋而失去活性為止。當(dāng)沼氣中H2S濃度較高時(shí)，脫硫劑需經(jīng)常更換，運(yùn)行費(fèi)用較高。化學(xué)脫硫塔〔3〕脫水氣水別離器凝水器〔1〕沼氣的利用 a、沼氣用于發(fā)電 b、沼氣用于鍋爐 c、沼氣用于民用燃?xì)狻?〕擠壓固液別離機(jī)〔3〕沼液的利用沼液含有豐富的養(yǎng)分，特別是含有多種水溶性養(yǎng)分，是一種速效性的優(yōu)質(zhì)肥料。因?yàn)檎右褐械囊痪植筐B(yǎng)分和有機(jī)質(zhì)已轉(zhuǎn)變?yōu)楦乘犷愇镔|(zhì)，所以它又是一種速效和遲效兼?zhèn)涞膬?yōu)質(zhì)有機(jī)肥料。此外，沼液中存留了豐富的氨基酸、B族維生素、各種水解酶、某些植物激素和對(duì)病蟲(chóng)害有抑制作用的物質(zhì)或因子。因此，沼液有著較為廣泛的綜合應(yīng)用前景。目前，沼液主要用于：a.農(nóng)田、果園、蔬菜地等的灌溉；b.沼液沼液浸種；c.農(nóng)作物無(wú)土栽培?！?〕沼渣的利用沼渣含有較全面的養(yǎng)分和豐富的有機(jī)物，除了含有豐富的N、P、K和大量的元素外，還含有對(duì)作物生長(zhǎng)起重要作用的B、Cu、Fe、Mn、Zn等微量元素，是一種緩速兼?zhèn)溆懈倪M(jìn)土壤成效的優(yōu)質(zhì)肥料。連年施用沼氣渣肥的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，使用沼渣的土壤中，有機(jī)質(zhì)與氮磷含有都比未時(shí)沼渣肥的土壤有所增加，而土壤容重下降，孔隙率增加，土壤的理化性狀得到改善，保水保肥能力增強(qiáng)。沼渣還可用于作物營(yíng)養(yǎng)土。五、熱電肥聯(lián)產(chǎn)沼氣工程案例

五、熱電肥聯(lián)產(chǎn)沼氣生態(tài)工程案例

二、工程造價(jià)概算名稱厭氧罐+濕式貯氣柜雙膜一體式厭氧罐預(yù)處理格柵1套0.200.20集糞池100m34.004.00攪拌機(jī)1套1.801.80進(jìn)料螺桿泵1臺(tái)3.603.60小計(jì)9.609.60厭氧反應(yīng)器厭氧罐罐體1000m345.0045.00罐頂25.00無(wú)雙膜貯氣無(wú)23.00攪拌器9.009.00回流泵0.800.80增溫保溫10.607.60小計(jì)90.4085.40濕式貯氣柜250m323.00無(wú)脫硫凈化系統(tǒng)1套5.005.00固液分離機(jī)1臺(tái)8.008.00沼液貯存池700m318.0018.00工藝管道及電氣、自控16.0016.00其它發(fā)電機(jī)組80kW22.0022.00場(chǎng)內(nèi)燃?xì)夤艿?.002.00運(yùn)肥車4.004.00合計(jì)198.00170.00上述投資未包括配套設(shè)施的費(fèi)用：泵房、發(fā)電機(jī)房、管理房等。二、工程造價(jià)概算三、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)1、運(yùn)行本錢(qián) 電費(fèi)：70kWh/天×0.65元×365天=1.66萬(wàn) 人工費(fèi)：2萬(wàn)元/年 維修費(fèi)：3萬(wàn)元/年 管理費(fèi)：1.5萬(wàn)元/年 折舊費(fèi)：10萬(wàn)元/年合計(jì)：年運(yùn)行本錢(qián)：18.16萬(wàn)元2、收益 年發(fā)電量：1350kWh×365=492750kWh 發(fā)電收入：32.03萬(wàn)元/年 沼氣燃料：60m3×365×1元/m3=2.20萬(wàn)元合計(jì)：年收益34.23萬(wàn)元(暫不計(jì)有機(jī)肥收入)，減去運(yùn)行本錢(qián)， 凈收益16.07萬(wàn)元。三、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)3、綜合效益 〔1〕治理畜禽糞便污染，實(shí)現(xiàn)綜合利用； 〔2〕年生產(chǎn)沼氣35萬(wàn)m3，發(fā)電50萬(wàn)度，供給燃?xì)?.2萬(wàn)m3 〔3〕年減排CO2當(dāng)量約2500噸。典型工程典型工程20萬(wàn)頭養(yǎng)豬場(chǎng)糞污處理沼氣工程自動(dòng)控制系統(tǒng)1000m3干式沼氣貯氣柜厭氧出水經(jīng)好氧處理后達(dá)標(biāo)排放典型工程典型工程養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣用作2噸鍋爐燃?xì)怵B(yǎng)殖場(chǎng)沼氣用于職工食堂民用燃?xì)庹釉糜谏a(chǎn)復(fù)合有機(jī)肥養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣用于發(fā)電〔500kW沼氣發(fā)電機(jī)組〕典型工