严寒地区利用太阳能和生物质能相结合进行秸秆干发酵制取沼气(1)_图文

1、经验讲%严寒地区利用太阳能和生物质能相结合 进行秸秆干发酵制取沼气部登宝黄枭谢江渡吉#采一,“萱t寐_【于taF充北方冬季寒冷漫长气温、地温较低沼气的生产存 在产气翠低、使用率低、原科分解窭征、甚至不产气等 问题.冬季会出现冻裂沼气池的现象 要达到全年生产 沼气的目的.只能靠加热辑渣、提高发醉温度并采取增 湿、保温措旄来实现而北方的太阳B照时间又相对轻 长所以利用太阳能力九热增温,利用生物质能增温、保 温可以攫高沼气的产气率实现沼气在严寒地区的全 年生产促进严寒地区农”生态农业的可持续发展另 外.水压式水泥沼气池的湿发酵原料的利用宰怄.产气 车低.易结壳而干发酵则大大提高了原料的利用率、 提高

2、产气车一、发展秸秆沼气必要性1目前我国沼气生产主要发酵原科畜禽粪便短 缺.随着农村劳动力的转够和琏镇他的快速发展,搞养 殖业的在产大量减少,咋为沼气的发酵原料.粪便已成 为沼气事业发展的重大靖碍.不少农户的葛气池圈缺乏 粪便原料而无法充分使用2我国秸秆资源丰富,我国世界上最大的农业生产国.种植业在农业生产 中占据着十分重要豹倚置,种植业每年产生各粪作物秸 秆约7亿I.奠中有约50%未碍到有效的处理和利用.这 不佴浪费了贺源.而且田于大量秸秆的露天焚烧.导致 严重的大气污染.并引发火灾和影响高速公骛与民航的 运行安全二、发展秸秆沼气的优势以秸秆为原料生产;目气.原料来薄充足、分布厂 泛.年受对问

3、和空汪限制,不产生沼液、焦油、废水和 废气等污染物,可赛现秸珥的完全生态循环和高教利 用.它不仅可以解决我阐大量秸秆的耳境污婆问韪.迁 可为我国的沼气生产开辟新的太宗原料来源.为在更大 规摸和更大范围I广滔气提供原科保障.为正在津发 展的社会主义新丧利建设服务,具有十分广阔的推广应 用前景。三、千发酵装置1、发酵啸圜柱型,体积为3m.,l目6mm厚钢板焊接而威 有进科13.出气孔.温度测试孔.在一娃有排科1:3蚪涂有防腐剂保护层(1】发酵罐的技术原理采用全封闭满装科、连绩进科、自动排科及干发 酵技术.采用秸秆生物预处理技术.对秸秆进行厌氧发 酵处理.结台生物质反应堆技术及太阳鹾利用技术.对 罐

4、体增温僳温其技术实质是研究解决了高浓度发 酵产气量最佳干物质浓度程自础排料的适宜浓度;全封 闭满蓑料后.靠罐体内压力实现连续发醇、增温保温. 使县冬季正常产气供气对厌氧发酵装置进行增保温处 理,选到所需的中高温发酵温度(35一40c】。I 2发酵壤的技术创新_i谣嚣巧f弱 万方数据蘩雾雾!篓i雾经验讲坛I Experience Forum鬻雾篡冀髦雾璧墅蓑雾鬻雾警?I。爱:j警鬟薹荔麓等霉蛩:!;孥警甏?翟移:i蕤1突破了我国北方冬季沼气“三低”(池温低、产 气率低、效率低“两难”(进料难、排料难的技术 难关。2太阳能和生物质能的有机结合为冬季罐体增温 保温。3突破了我国北方冬季沼气发酵干物质

5、浓度调整 比例。4产气量效率提高一倍(与水泥池沼气比且常年 均衡产气供气。5卧式铁制沼气发酵罐体装置虽然一次性投资略 高,但使用寿命可达20年。(3厌氧干发酵的机制厌氧干发酵和厌氧湿发酵在生化反应本质上是相同 的,主要是厌氧和兼性厌氧微生物在厌氧环境下分解有 机物产生沼气的过程,包括水解、酸化、乙酰化和甲烷 化等反应阶段。(4厌氧干发酵的优点1自身耗能低,冬季仅耗用自身产生的能量 1015%。而湿法要耗用30%左右的能量,在北方寒冷 地区冬季甚至会达到45%。2可以直接处理农作物秸秆和城市垃圾等固体可发 酵有机物,大大节省了预处理成本。3没有搅拌器。发酵过程不需要搅拌,不结壳。4沼气质量高,含

6、硫量远远低于湿法沼气,只有50300pPm,可以不经洗气直接使用,发酵物出气率 高。5因为发酵剩余物无湿法发酵的沼液,所以不用 脱水处理,发酵剩余物经简单的过筛和短时间的堆肥即 可用作园林肥料或农作物肥料,因而存储和后处理费用 低,价值高。6耗水量比起湿法大大降低,几乎没有污水排放, 大大节省了水费和污水处理费。四、秸秆沼气的技术操作规程1、秸秆沼气发酵原料的配比(1碳氮比原料的碳氮比过高,发酵就不易启动,而且影响产 气效果。一般以2030:1为宜。具体有两种情况:一 是粪便和秸秆混合。粪和秸秆比一般应达到2:1以上, 不宜小于1:1。二是纯秸秆,若碳氮比选20:1,每公 斤正常含水的干秸秆加

7、入碳铵509或尿素199;若碳氮比 选25:1,每公斤正常含水的干秸秆加入碳铵409或尿素 159。例如:一农户向沼气池力N,200kgT-秸秆,若碳 氮比选20:1,需加入碳铵10kg。(2浓度1发酵料液浓度是指原料的总固体(或干物质重量占发酵料液重 量的百分比。能够进行沼气发酵的发酵料液浓度范围是很宽的, 一般在1%40%,甚至更高的浓度都可以生产沼气。 在我国农村,根据原料的来源和数量,沼气湿发酵通常 采用1%一10%的发酵料液浓度是较适宜的。在这个范 围内,夏季由于气温高,原料分解快,发酵料液浓度 可适当低一些,一般以6%左右为好;在冬季,由于原 料分解较慢,应适当提高发酵料液浓度,通

8、常以10%为 佳。而干发酵浓度在20%40%之间效果为佳。2、秸秆沼气发酵操作过程农作物秸秆一粉碎湿润拌制堆沤(秸 秆加入产甲烷茵剂或人、畜粪便进罐发酵产气 使用3、发酵原料的预处理(1秸秆粉碎利用铡刀或铡草(揉搓机将秸秆铡碎揉搓,秸秆 铡短后长度应小于6cm(越短越好。(2秸秆浸泡用1:1的比例加水将铡碎秸秆润湿(加水量以料 堆下部不出水为宜,边加水边翻秸秆,以保证润湿均 匀;润湿完成后将秸秆放置天,以利秸秆充分吸水。 (3原料的拌制将润湿后的秸秆边加菌剂(秸秆发酵菌剂的多少影 响堆沤快慢,一般为发酵原料的0.2%0.4%,发酵原 料指干秸秆的重量、碳氨(一般为发酵原料的1.25%, 发酵原

9、料指干秸秆的重量,碳铵可以用尿素替代加入 量为秸秆质量的1%边翻动拌匀,同时加水。加水量 一般控制在秸秆重量的1.82倍,以保证秸秆含水率在 65%70%(用手握秸秆刚好有水滴下即可(4秸秆堆沤堆沤时,堆成1.21.5m宽、1.5m高的长条垛,盖 塑料薄膜,地面留缝、垛上扎通风孔;观察菌丝生长, 当秸秆上普遍长有白色茵丝为沤好。一般气温在15左 右时堆沤57d,气温在20以上时堆沤45d。接种 物充分,粪便原料可不做堆沤处理,如无接种物,应将36 万方数据霎髦蘩霎篓霪霪霾霪霪霾冀囊霪髦襄璧鬻鬟霎霪霪霾霪篡鬟篓冀鬟鬟鬈瑟霪麓毳鬟霾戮Experience Forum I经验讲坛囊霾猢粪便原料加水浸

10、透覆盖薄膜,并进行堆沤处理。堆沤的 目的是部分有机物先在好养条件下分解,以加快厌氧发 酵的产气过程。4、沼气发酵的启动从进料开始到能够正常稳定产气过程称为沼气发酵 的启动。(投料。将预处理好的原料和准备好的碳氨和接种物混合在 一起投入罐内,碳氨一般为发酵原料的2.5%,接种物可 按料液总量的20%准备。(2加水封罐。原料和接种物入罐后,根据干发酵需要的浓度,计 算出加水量加入罐内封严罐盖。五、冬季增保温1、增、保温原理冬季利用太阳能系统加热增温,在罐体周围填满 粉碎的农作物秸秆,利用生物质好氧发酵产生的热量 增温,利用厚厚的生物质层保温。采用这种多能互补技 术对沼气发酵罐体进行增、保温,使之达

11、到冬季正常产 气。2、太阳能增温系统示意图体1一太阳能集热器,2一太阳能及热水箱,3一压力表,4一循环泵,一流量计,6一进水管阀门,T一拨酵罐,8一存放池,9一太阳能热水管,10一出气管阀门,l卜温度表,12-出水管阀门,13一管道3、换热管缠绕加热利用太阳能集热系统生产的热水,通过缠绕在发酵罐上的太阳能热水管来加热,使发酵罐内的料液升温进行发酵,产生沼气,同时对沼气罐进行保温,减少能耗,提高罐温。体新能源产业 37万方数据经验讲坛六、生物质能增澶、保温1、操作方法 用当年生产的新鲜秸秆.秸丰千含水量少酣要适当加水, 在存放池内的罐底及蜷的周围填满粉碎的农作物精 边填边实,同时在存储池底部的适当位置放通气管以保 科.罐t盖60cm厚的秸秆后用塑科盖严,如田所示要 证生物质进行有氯发酵以产生史多的热置2、加盖塑科拱棚在严寒的冬季矗生物质保温的基础上加盖