沼气发电工艺及项目建设难点

沼气发电工艺项目建设的难点及处理措施沼气发电工艺工艺概述畜禽场鲜粪通过上料系统投入厌氧消化器（或在计量池内混合后泵入厌氧消化器）TS9%左右）36C左右，沼气池内设一个完整的大中型沼气发电工程，无论其规模大小，都包括了如下的工艺流程：原料（粪污）的收集、预处理、厌氧消化系统、出料的后处理系统、沼气净化系统、沼气发电系统、电气及控制系统、余热利用系统等、循环冷却系统、静音系统等。原料收集充足稳定的原料供应是厌氧消化工艺的基础。原料的收集方式又直接影响原料的质量，如一个猪场采用自动化冲洗，其污水TS1.5%〜3.5%,5%〜6%20原料预处理原料常混杂有生产作业中的各种杂物，为便于用泵输送及防止发酵过程中出现故障,或为了减少原料中的悬浮固体含量，有的在进入消化器前还要进行升温或降温等，因而要对原料进行预处理。在预处理时，牛和猪粪中的长草、鸡粪中的鸡毛都应去除，否则极易引起管道堵塞。采用搅龙除草机去除牛粪中的长草，可以收到较好的效果，再配用切割泵进一步切短残留的较长纤维和杂草可有效地防止管路堵塞。鸡粪中含有较多贝壳粉和砂砾等，必须进行沉淀清除，否则会很快大量沉积于消化器底部，不仅难以排除，而且会影响沼气池容积。厌氧消化系统1、厌氧消化原理氢等。第二阶段，是在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段的产物转化成氢、二氧化碳和乙酸。第三阶段，通过两组生理物性上不同的产甲烷菌的作用，将氢和二氧化碳转化为甲烷或对乙酸脱羧产生甲烷发酵阶段，脂肪酸在专性厌氧菌-产甲烷菌的作用下转化为CH4和CO2。2、厌氧消化工艺的分类1)温消化(适应温度区为度区为50-57C)。

按消化温度的不同可以分为中30-38C)中温厌氧消化条件下，挥发性有机物负荷为0.6-1.5kg/(m3d),产气量约1-1.3m3/(m3d),20-302.0-2.8kg/(m3d)3.0-4.0m3/(m3d)10-15天。2)8天里，产生的沼气量约占全部产气量的80%，据此将消化池一分为二，先在一级消化池中(设有加温、搅拌装置、并有集气罩收集沼气)进行消化，经过约7-12天旺盛的消化反应后，把排出的废水送入第二级消化池。第二级消化池中不设加温和搅拌装置，依靠来自一级消化池废水的余热继续消化，消化温度约为20-26，产气量约占20%，由于不搅拌，第二级消化池兼具有浓缩的功能。3、厌氧消化反应器的选择（PlugFlowReactorPFR）原料从一端进入，从另一端排出，原料在消化器内的流动呈活塞式推移状态。（UpflowSolidsReactorUSR）体滞留期（SRT）（MRT）,从而提高了固体有机物的分解率和消化器的效率。USRX艺先对各类畜禽粪便其它有机物进行预处理，除去大颗粒和粗纤维物质（进TS3-5%后，进入USR厌氧反应器，采用上流式污泥床原理，不使用机械搅拌。USF10.5kgCOD/（m3.d），4.9kgm3/（m3.d）因此，可根据处理粪污的种类不同，可选择适用于粪污自身消化的最佳反应器。4、消化池的结构蛋形等。矩形池用于现场条件受限制的情况。它的造价最省，但操作很困难，主要是因为方形结构搅拌不均，易形成死区。圆柱形池：过去普遍使用的构造是带圆锥底板的低圆柱形，该圆池一般由钢筋混凝土制成。垂直边高度6-14m,直径8-40m.圆锥形底便于清扫。北方地区部分消化池采用砖砌外表，中间有空气夹层，内填土，聚苯乙烯塑料，玻璃纤维和绝热板材料等。蛋形池：目前较广泛使用的是蛋形消化池。上部的陡坡和底板的锥体有得于减少浮渣和砂粒造成的问题，从而减少消化池清掏的工作量。蛋形消化池与传统矮圆柱形池相比搅拌要求要少，后者大部分的搅拌能量用于维持砂粒悬浮和控制浮渣形成。消化池出料（沼渣、沼液）的后处理出料后处理的方式多种多样，最简便的方法是直接用作肥料施入农田土壤或排入鱼塘，但施肥有季节性，而且单位面积有施肥限制，因此这类工程需养殖场周边有足够的农田、鱼塘、植物塘等，能够完全消纳经厌氧发酵后的沼渣、沼液，使沼气利用工程成为生态农业园区的纽带。沼气储存及净化系统沼气是一种混合气体，它的主要成分是甲烷，其次还含有二氧化碳、硫化氢、饱和水蒸气、高碳烃等（从乙烷C2H6到庚烷C7H16;有时还含有一氧化碳、氮气、氦气、氢气、硅氧烷、卤代烃及固体颗粒物等杂质。由于沼气含有以上杂质且沼气的流量、压力、温度、浓度等都很不稳定，直接用于燃气发电势必造成燃气发电机的设备腐蚀、研磨等问题，从而严重缩短燃气发电机的寿命，所以在利用之前，必须对沼气进行净化处理以解决上述问题。沼气净化系统由贮气袋、过滤器、脱水器、脱硫塔、精滤器、阻火器等组成。1、预处理基本功能降低粉尘、硅氧烷等固体杂质的含量;自动增压和超压保护功能，稳定系统气体出口压力、温度和流量;在线监测、报警功能，保证系统安全可靠的长期运行;全自动运行，具备自身数据采集、显示和远程通讯的功能。沼气处理连续运行工况，所有在线仪表都能满足连续运行的要求。控制系统满足自动监控、自动调节、自动报警、无人职守等连续运行工况。储气罐沼气预处理系统沼气发电系统养殖场粪污厌氧消化过程中会产生大量的沼气（主要成分是CH4C02收的热能首先用于消化系统加温，还可用来制冷或供热。目前，在沼气发电项目中，进口品牌和国产品牌的沼气发电机组均有应用。其中进口品牌有颜巴赫（GE、卡特比勒、美国库伯、道依茨等。进口机组的突出优点在于效率较高，单位沼气的发效率高，但是投资成本和维护维修成本高。而国产品牌有胜动、济柴等，国产机组近年来技术水平有很大提升，尤其是在对 CH4浓度适应方面和每KW勺造价方面都具有比较明显的优势，具有较好的性价比，但故障率相对高些，机组在线率相对较低。沼气发电机在进口品牌中沼气发电机组常用功率约为 800KW-1250KW/3-5kPa；CH4含量不低于30%进气温度W35C;气体无游离水；HS含量w50mg/m,总硫含量w480mg/m3颗粒杂质粒径不大于5卩m总含量不超过250mg/m3。沼气发电机的控制系统应能根据电网的电压的频率来控制发电机的电压和频率，以与电网相适应。在沼气发电机组选型中需要综合考虑以下因素：气体纯净时，或者气体处理得当时，机组一个大修期可达 50000—60000小时，一般可达30000—40000小时。但有些机组只达10000—20000小时;差异较大;在进口品牌中沼气发电机组常用功率约为 800KW-1250KW/余热利用系统燃发电机组排放的尾气温度很高，约为450-550C,800KW进口机组小时尾气排放量约为31003若直接排入大气，不仅造成能源浪费，还减少了不可再生能源的利用率，并对附近环境造成影响。为了充分和合理地利用这部分余热，在尾气排放管道上设置余热利用锅炉，有效吸收高温烟气中的热量。余热锅炉吸收排烟的热量后加热软化水，被加热的软化水再去加热消化部分，确保消化池内维护35C的中温消化时所需要的温度。余热利用电气及控制系统控制系统主要用于沼气发电系统的监测与控制，将各在线仪表所采集到的信号通过控制系统在上位机上显示，操作人员可通过上位机对整个系统进行监视、控制和调节。电气系统分高压配电系统和低压配电系统：0.4/10KV具体接入系统方案需与政府相关部门及电力主管部门共同商定。项目建设的难点及处理措施沼渣沼液的处理有三种模式：A留物（沼液）。气发电最发达的德国基本采用此方式（）。B自然处理：对沼液采用部分还田或分季节还田，多余的沼液进行低能耗或无动力的自然处理（氧化沟、氧化塘、人工湿地等），达到控制污染物总量减排的目的。该方式成本也较低，但对周围环境可能造成影响，需要