新型間歇式干法沼氣發(fā)酵技術(shù)優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用

【資料簡(jiǎn)介】

傳統(tǒng)的沼氣發(fā)酵均采用濕法技術(shù)，由于濕法技術(shù)發(fā)酵耗能高、處理干物質(zhì)的成本高等一系列缺點(diǎn)，限制了其適應(yīng)的范圍和地域。

    由于連續(xù)性干法沼氣發(fā)酵工藝太復(fù)雜、成本過(guò)高，因此未能得到推廣。

    從90年代起，德國(guó)大量資助了新型的間歇式干法沼氣發(fā)酵技術(shù)的研發(fā)。90年代末，德國(guó)間歇式干法沼氣工藝和裝備通過(guò)了中試，2002年，生產(chǎn)出工業(yè)級(jí)裝備并投入實(shí)際運(yùn)行。

    新型的間歇式干法沼氣發(fā)酵技術(shù)比起傳統(tǒng)的濕法技術(shù)有下述優(yōu)點(diǎn)：

    1）自身耗能低，冬季僅耗用自身產(chǎn)生的能量10-15%。而濕法要耗用30%左右的能量，在北方寒冷地區(qū)冬季甚至?xí)_(dá)到45%，因而大大限制了沼氣技術(shù)在北方寒冷地區(qū)的推廣。

    2）可以直接處理農(nóng)作物秸稈和城市垃圾等固體可發(fā)酵有機(jī)物，大大節(jié)省了預(yù)處理成本。

    3）由于沒(méi)有攪拌器和管道，發(fā)酵不受干擾物質(zhì)如塑料、木塊、沙石等的影響，因而不需花費(fèi)人力和設(shè)備將其在發(fā)酵前檢出。   

    4）在發(fā)酵罐／室中沒(méi)有攪拌器等運(yùn)動(dòng)部件，因此系統(tǒng)的可靠性很高。   

    5）沼氣質(zhì)量高（含硫量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于濕法沼氣，只有50-300ppm，可以不經(jīng)洗氣直接供沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)使用），發(fā)酵物出氣率高。

    6）發(fā)酵室為地面車(chē)庫(kù)型不透氣混凝土結(jié)構(gòu)，底部管道暖氣供熱，因而土建費(fèi)用很低。

    7）發(fā)酵室為模塊化結(jié)構(gòu)，易擴(kuò)展。

    8）建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本隨規(guī)模增長(zhǎng)很慢，占地省，適于建設(shè)年處理可發(fā)酵垃圾一萬(wàn)噸以上、年產(chǎn)沼氣100萬(wàn)立方米以上的大型沼氣工程。

    9）進(jìn)料出料可使用通用的裝載機(jī)等工程機(jī)械，設(shè)備效率高，通用性強(qiáng)。

    10）因?yàn)榘l(fā)酵剩余物無(wú)濕法發(fā)酵的沼液，所以不用脫水處理，發(fā)酵剩余物經(jīng)簡(jiǎn)單的過(guò)篩和短時(shí)間的堆肥即可用作園林肥料或農(nóng)作物肥料，因而存儲(chǔ)和后處理費(fèi)用低，價(jià)值高。

    11）耗水量比起濕法大大降低，幾乎沒(méi)有污水排放，大大節(jié)省了水費(fèi)和污水處理費(fèi)。

    12）由于上述的原因，因而新型的間歇式干法沼氣發(fā)酵工藝的初期投資、運(yùn)營(yíng)成本和環(huán)境成本都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于濕法技術(shù)。   

    間歇式干法沼氣發(fā)酵技術(shù)與濕法沼氣技術(shù)相比，有兩個(gè)關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題需要解決：

    1）發(fā)酵初期與發(fā)酵結(jié)束時(shí)發(fā)酵室沼氣濃度與空氣濃度達(dá)到臨界點(diǎn)15:85時(shí)的防爆安全，需要高度安全可靠的自動(dòng)控制系統(tǒng)。

    2）發(fā)酵菌在發(fā)酵物中的繁殖速度保障。

    因而，間歇式干法沼氣發(fā)酵技術(shù)是一項(xiàng)新技術(shù)含量很高的技術(shù)。

    德國(guó)巴伐利亞州是目前德國(guó)沼氣技術(shù)應(yīng)用zui發(fā)達(dá)的地區(qū)。巴伐利亞州的別費(fèi)慕公司在德國(guó)中試研發(fā)的基礎(chǔ)上，研發(fā)出了商業(yè)實(shí)用的技術(shù)，很好地解決了上述兩個(gè)問(wèn)題，并在*登記了，成為德國(guó)*個(gè)通過(guò)*監(jiān)督協(xié)會(huì)T?V的干法沼氣發(fā)酵成套設(shè)備技術(shù)安全認(rèn)證和建立并運(yùn)營(yíng)德國(guó)*套商用級(jí)間歇式干法沼氣站的公司。   

    采用別費(fèi)慕公司的技術(shù)，可在國(guó)內(nèi)配套很多材料和部件，進(jìn)口技術(shù)只占沼氣站設(shè)備和建設(shè)投資的很少一部分，同時(shí)別費(fèi)慕公司是一家高技術(shù)公司，因此非常支持間歇式干法沼氣發(fā)酵技術(shù)盡可能多的部分國(guó)產(chǎn)化。

    中國(guó)的可發(fā)酵廢棄物主要由以下但部分組成：

    1.中國(guó)每年的農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量有6-7億噸，以前主要作為家庭的生活燃料使用，還有少部分用作牲畜飼料和造紙。隨著農(nóng)村生活水平的提高，農(nóng)村家庭的生活燃料也逐步向天然氣、液化石油氣和煤炭轉(zhuǎn)移，造紙業(yè)因采用秸稈環(huán)境污染問(wèn)題嚴(yán)重而轉(zhuǎn)向采用木材紙漿，因而剩余農(nóng)作物秸稈的數(shù)量越來(lái)越大，據(jù)估計(jì)每年已達(dá)到4億噸左右，除了堆肥發(fā)酵還田或直接還田一部分外，大部分被焚燒。一些地方的農(nóng)作物秸稈焚燒問(wèn)題已經(jīng)非常嚴(yán)重，不僅污染環(huán)境，甚至影響到飛機(jī)的降落，高速公路的車(chē)輛行駛。

    2.中國(guó)的養(yǎng)殖業(yè)每年還產(chǎn)生十多億噸的畜禽糞便。由于中國(guó)已經(jīng)由過(guò)去的農(nóng)戶分散養(yǎng)殖過(guò)渡成為集中養(yǎng)殖并集中在大城市附近，因此畜禽糞便的處理已成為養(yǎng)殖場(chǎng)沉重的環(huán)境負(fù)擔(dān)問(wèn)題，搞不好還會(huì)造成污染地下水源的嚴(yán)重后果。

    3.中國(guó)城鎮(zhèn)（廚余、食品加工下腳料和蔬菜運(yùn)售剩余等）可發(fā)酵垃圾的數(shù)量逐年增長(zhǎng)，在北京、上海、天津、深圳這樣的大城市，每年的可發(fā)酵垃圾量已達(dá)幾十萬(wàn)噸，不僅沒(méi)有用作肥料，反而占用了寶貴的垃圾填埋場(chǎng)，有些地方還造成了嚴(yán)重的垃圾填埋場(chǎng)爆炸隱患，并產(chǎn)生了嚴(yán)重的污水問(wèn)題。

    根據(jù)2008年北京奧運(yùn)會(huì)中國(guó)政府的承諾，中國(guó)鼓勵(lì)大力發(fā)展作為可再生能源的*大型沼氣生產(chǎn)技術(shù)。可以預(yù)見(jiàn)，大力推廣應(yīng)用間歇式干法沼氣發(fā)酵技術(shù)，將可普遍在中小城鎮(zhèn)和農(nóng)村推廣使用沼氣作為煤的替代能源，提高農(nóng)村的生活質(zhì)量，增加農(nóng)民和鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的收入，并大大減少秸稈燃燒帶來(lái)的大氣煙塵污染，同時(shí)作為可再生能源可大量減少大氣的二氧化碳排放量，為北京的綠色奧運(yùn)做出貢獻(xiàn).