☆山東民和牧業(yè)大型沼氣發(fā)電工程方案.ppt

1、畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程關(guān)鍵技術(shù) 北京德青源和山東民和牧業(yè)沼氣工程案例簡介 蔡昌達(dá) 杭州能源環(huán)境工程有限公司 2010. 05.17,1,主要內(nèi)容,一、 畜禽糞污沼氣工程的意義 二、沼氣的資源量和產(chǎn)氣量確定 三、工藝選擇 四、畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程的關(guān)鍵技術(shù) 五、工程案例介紹 六、 發(fā)展趨勢(shì),主要內(nèi)容,2,意義,3,甲烷的溫室氣體效應(yīng)是CO2的21倍，溫室氣體效應(yīng)20%來自甲烷，60%來自CO2，因此減排甲烷氣體是應(yīng)對(duì)氣候變化的重大舉措。 一座日產(chǎn)10000m3沼氣的工程每年可減排45000噸CO2。,一、畜禽糞污沼氣工程的意義,1、治理畜禽糞污，保護(hù)生態(tài)環(huán)境 減量化，減少污染物的排放，實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn) 資

2、源化，制取生物質(zhì)能源及優(yōu)質(zhì)有機(jī)肥料 無害化，沼液沼渣綜合利用，實(shí)現(xiàn)廢棄物的零排放 2、減排溫室氣體，應(yīng)對(duì)氣候變化,意義,4,3、開發(fā)生物能源，改善能源結(jié)構(gòu),能源利用形態(tài)的轉(zhuǎn)變： 固態(tài)（煤炭） 液態(tài)（石油） 氣態(tài)（天然氣/沼氣） 高碳燃料 低碳高氫燃料,一、畜禽糞污沼氣工程的意義,生物質(zhì)沼氣產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可提供至少60萬個(gè)以上農(nóng)村剩余勞動(dòng)力的就業(yè)機(jī)會(huì)，提高農(nóng)民生活質(zhì)量，改善農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生，促進(jìn)新農(nóng)村建設(shè)。,4、改善農(nóng)村民生，推進(jìn)新農(nóng)村建設(shè),資源量和產(chǎn)氣量的確定,5,1、資源潛力,生物燃?xì)饪衫觅Y源： - 畜禽糞便（ 750億m3年） 農(nóng)產(chǎn)品加工殘余物（ 60億m3年） 有機(jī)垃圾（ 90億m3年） 作物

3、秸稈（按1/3計(jì)，600億m3年） 總量：1500億m3年 農(nóng)林廢棄物生物質(zhì)氣化合成氣可利用資源量490億m3 /年 兩項(xiàng)合計(jì)可利用資源潛力1990億m3 沼氣當(dāng)量/年，相當(dāng)于： 1200億 m3生物天然氣/年，比全國2008年天然氣消費(fèi)量807億m3還多,二、沼氣的資源量和產(chǎn)氣量的確定,6,2、畜禽類和秸稈的沼氣產(chǎn)氣潛力,二、沼氣的資源量和產(chǎn)氣量的確定,資源量和產(chǎn)氣量的確定,（1）豬糞尿排放量 存欄母豬日排糞量為3.0 kg，排尿量為4.0 kg 存欄商品豬日排糞量為1.5 kg，排尿量為2.0 kg （2）牛糞尿排放量 一頭成年奶牛日排糞量為25 kg30 kg，排尿量為30 kg 一頭成

4、年肉牛日排糞量為20 kg，排尿量為25 kg 一頭青年牛日排糞量為10 kg，排尿量為10 kg （3）雞糞排放量 每羽肉雞日排糞量為：0.050.1 kg/羽d 存欄蛋雞的日排糞量為：0.11 kg/羽d,7,二、沼氣的資源量和產(chǎn)氣量的確定,3、資源量確定,資源量和產(chǎn)氣量的確定,（1）根據(jù)COD計(jì)算,（2）根據(jù)TS（總固體）計(jì)算,1 kg COD相當(dāng)于0.35 m3甲烷,畜禽場糞便產(chǎn)氣量計(jì)算,4、沼氣產(chǎn)氣量確定,8,二、沼氣的資源量和產(chǎn)氣量的確定,資源量和產(chǎn)氣量的確定,9,1、 工藝流程,工藝選擇,三、工藝選擇,三、工藝選擇,10,工藝選擇,完全混合厭氧反應(yīng)器 （Continuous St

5、irred Tank Reactor, CSTR） 高濃度發(fā)酵原料：TS 812% 有攪拌裝置，16轉(zhuǎn)/分鐘，每m3裝機(jī) 4瓦 發(fā)酵原料和微生物完全混合 處理量大，停留時(shí)間長，產(chǎn)沼氣多 便于啟動(dòng)運(yùn)行和管理,（1）厭氧發(fā)酵罐,2、發(fā)酵工藝,三、工藝選擇,11,工藝選擇,（2）進(jìn)料濃度 一般大中型沼氣工程進(jìn)料TS濃度較高，在812%之間，這是因?yàn)椋?可以提高裝置利用率和產(chǎn)氣率； 減少反應(yīng)器容積，節(jié)省工程投資； 減少冬季增溫能耗； 減少沼液、沼渣的運(yùn)輸量，降低運(yùn)輸成本。 （3）停留時(shí)間 一般中溫發(fā)酵為2025 d，高溫發(fā)酵1015 d，以利于畜禽糞便充分消化，提高沼氣產(chǎn)量。,三、工藝選擇,12,工藝

6、選擇,（4）發(fā)酵溫度,a. 高溫發(fā)酵 最佳溫度范圍5055； b. 中溫發(fā)酵 目前最常見的發(fā)酵方式，其溫度范圍為3242。發(fā)酵溫度每升高10，厭氧反應(yīng)速度約增加1倍。 最佳的發(fā)酵溫度35-38。,13,關(guān)鍵技術(shù),1. 技術(shù)模式：熱、電、肥聯(lián)產(chǎn)，零排放模式 發(fā)電效率為38%，余熱利用效率為42%。冬季發(fā)電機(jī)余熱增溫，38中溫發(fā)酵，無需外加熱源。 TS 8%： 冬季余熱80%用于厭氧罐增溫； TS 10%：冬季余熱60%用于厭氧罐增溫； TS 12%：冬季余熱40%用于厭氧罐增溫。 多余熱量還可用于蔬菜大棚的供暖。 - 夏季利用余熱烘干沼渣； - 沼液、沼渣全部用于有機(jī)肥料，實(shí)現(xiàn)零排放。,四、畜禽

7、養(yǎng)殖場沼氣工程關(guān)鍵技術(shù),14,關(guān)鍵技術(shù),四、畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程關(guān)鍵技術(shù),15,2. 預(yù)處理水解除砂工藝 蛋雞糞中砂含量8%，主要是飼料中添加的貝殼粉和砂礫，這些砂與消化液粘在一起，分離難度大。 通過中溫水解工藝除砂后可去除8090%的砂，避免貝殼粉和砂在厭氧罐和管道內(nèi)的沉積、堵塞，保證后續(xù)工藝正常運(yùn)行。 采用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的螺旋除砂工藝和裝置。,螺旋除砂裝置,關(guān)鍵技術(shù),四、畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程關(guān)鍵技術(shù),16,關(guān)鍵技術(shù),3、高濃度高氨氮高效厭氧消化技術(shù),糞便中氨的含量過高會(huì)抑制厭氧消化過程，中溫發(fā)酵要求每噸料液中氨含量不超過3.8kg，總氮不超過5kg。 厭氧發(fā)酵菌馴化，使耐受濃度從常規(guī)3000

8、mg/L提高到6000mg/L。,四、畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程關(guān)鍵技術(shù),17,4. 沼氣生物脫硫技術(shù) 雞糞沼氣中H2S含量高達(dá)4,000 ppm，采用生物脫硫工藝，可使沼氣中的H2S含量降至200 ppm以下，脫硫效率95%。脫硫成本0.03元/m3，比傳統(tǒng)化學(xué)脫硫降低70%。 生物脫硫原理： 利用脫硫細(xì)菌在一定的溫度、濕度和微氧條 件下將 H2S轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫或亞硫酸。主要反應(yīng)如下： H2S + 1/2O2 S + H2O H2S + 3/2O2 H2SO3,具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的沼氣生物脫硫裝置,關(guān)鍵技術(shù),四、畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程關(guān)鍵技術(shù),18,5. 雙膜干式貯氣柜 雙層膜干式貯氣柜由外膜、內(nèi)膜和底膜組

9、成，外膜構(gòu)成貯氣柜外部球體形狀，內(nèi)膜與底膜圍成內(nèi)腔貯存沼氣。貯氣柜設(shè)有防爆風(fēng)機(jī)把空氣輸送進(jìn)外膜與內(nèi)膜之間的空間，使外膜保持球體形狀并把沼氣輸送出去，同時(shí)在惡劣天氣條件下保護(hù)外膜。 貯氣柜可抵抗強(qiáng)風(fēng)、積雪、冰凍等惡劣天氣的影響，在寒冷地區(qū)冬季也能安全運(yùn)行。,關(guān)鍵技術(shù),四、畜禽養(yǎng)殖場沼氣工程關(guān)鍵技術(shù),19,北京德青源健康養(yǎng)殖生態(tài)園 2 MW沼氣發(fā)電 工程（2007） 1. 雞糞資源量：212 t/d，TS 30% 2. 工程規(guī)模：3,000 m3厭氧罐4座。 3. 設(shè)計(jì)沼氣產(chǎn)量：700萬m3/年（20,000 m3/d） 4. 設(shè)計(jì)發(fā)電量：1,400萬kWh/年（40,000 kWh/ d） 5.

10、 年產(chǎn)有機(jī)肥：沼肥18萬噸，供4萬畝果園、飼料地。 6. 年減排溫室氣體：80,000 t CO2當(dāng)量。 7. 為張山營鎮(zhèn)新農(nóng)村180戶居民提供沼氣。 8. 現(xiàn)該項(xiàng)目已并網(wǎng)發(fā)電。,工程案例,五、工程案例介紹,20,山東民和牧業(yè) 3 MW 熱電肥聯(lián)產(chǎn)沼氣工程（2008） 1. 雞糞資源量：500 t/d, TS 20% 2. 工程規(guī)模：3,200 m3厭氧罐8座。 3. 設(shè)計(jì)沼氣產(chǎn)量：30,000 m3/d (1,000萬m3/年)。 4. 設(shè)計(jì)發(fā)電量：60,000 kWh/d (2,000萬kWh/年)。 5. 年減排溫室氣體：67,000 tCO2當(dāng)量。 6. 該項(xiàng)目已被聯(lián)合國氣候變化框架公

11、約（UNFCCC）批準(zhǔn)，與世界銀行CDM交易成功。 7. 該項(xiàng)目現(xiàn)已并網(wǎng)發(fā)電,是國內(nèi)最大的農(nóng)業(yè)沼氣發(fā)電工程，也是首家獲得批準(zhǔn)溫室氣體減排碳交易成功項(xiàng)目。,工程案例,五、工程案例介紹,21,內(nèi)蒙古蒙牛澳亞牧場 1 MW沼氣發(fā)電工程（2007） 1. 牛糞資源量：10,000頭奶牛，280 t/d牛糞。 2. 工程規(guī)模：2,500 m3厭氧罐4座。 3. 設(shè)計(jì)沼氣產(chǎn)量：400萬m3/年（10,000 m3/d）。 4. 設(shè)計(jì)發(fā)電量：800萬kWh/年（20,000 kWh/d）。 5. 年產(chǎn)有機(jī)肥：沼渣8,000噸，沼液18萬噸。 6. 年減排溫室氣體：30,000 t CO2當(dāng)量。 7. 現(xiàn)該項(xiàng)目已并網(wǎng)發(fā)電。,工程案例,五、工程案例介紹,發(fā)展趨勢(shì),生物質(zhì)沼氣原料多元化 生物質(zhì)沼氣利用方式多元化 沼肥高值利用方式多元化,六、發(fā)展趨勢(shì),- 多元化發(fā)展趨勢(shì),22,23,1、原料多元化,農(nóng)業(yè)廢棄物,養(yǎng)牛場,養(yǎng)雞場,養(yǎng)豬場,農(nóng)作物秸稈,發(fā)展趨勢(shì),六、發(fā)展趨勢(shì),24,剩余污泥,生活垃圾,廚余,有機(jī)垃圾、剩余污泥,1、原料多元化,六、發(fā)展趨勢(shì),發(fā)展趨勢(shì),25,沼氣發(fā)電上網(wǎng),2 、沼氣利用多元化,六、發(fā)展趨勢(shì),發(fā)展趨勢(shì),26,沼氣提純CNG（95% CH4再生天然氣），用于車用燃?xì)猓娲停瑴p少溫室氣體排放。由于其中1m3的CH4相當(dāng)于1.2