【正文】 沼氣產(chǎn)業(yè)化調(diào)研報(bào)告 1. CO2液化條件 在啤酒回收系統(tǒng)中的 CO2 溫度的 ,壓力 ,溫度 30 度就可以液化的 室溫一般指 20℃ ， 20℃ 時(shí)液化壓力 ，和 差不少呢。為了降低液化壓力，有時(shí)候也需要輔助冷卻。 CO2 的液化壓力變化受溫度變化影響不?。? 飽和線的數(shù)據(jù)： 溫度 (℃ )壓力 (MPa) 在酒精發(fā)酵過程中，有大量的二氧化碳產(chǎn)生，理論上利用淀粉質(zhì)或糖質(zhì)原料發(fā)酵生成 1噸乙醇可放出 0． 956 噸二氧化碳?xì)怏w。對(duì)于大中型酒精生產(chǎn)企業(yè)，顯然放出二 氧化碳的量十分可觀。液態(tài)二氧化碳和固體干冰是一種重要的工業(yè)原料，廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)的多個(gè)領(lǐng)域，具有廣泛的市場前景。如果不對(duì)發(fā)酵過程中產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)行回收利用，不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，而且會(huì)嚴(yán)重污染大氣環(huán)境。采用低溫液化原理和凈化流程。對(duì)酒精發(fā)酵過程中產(chǎn)生的二氧化碳進(jìn)行回收，產(chǎn)出高純度低壓的二氧化碳，不僅可以保護(hù)大氣環(huán)境，而且企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也十分可觀 2. 甲烷液化溫度壓力 甲烷的臨界溫度 K 臨界壓力 MPa 投資估計(jì)得 10 萬元吧 甲烷沸點(diǎn)： 162℃ 3. 纖維素分解 目前生產(chǎn)燃料乙醇選用玉米、甘蔗等較易分解為糖類來源；而富含纖維素的木材、秸稈等，卻因?yàn)槿狈⒗w維素高效轉(zhuǎn)換成糖類的方法而無法作為大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)生物乙醇的原料。這導(dǎo)致了 “能源與人爭糧 ”的矛盾，尤其在全球糧食供應(yīng)日益緊張的今天，更成為發(fā)展生物燃料的一個(gè)瓶頸。 5月 7 日丹麥諾維信公司和美國洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室等的科學(xué)家在 Nature Biotechnology雜志在線版上發(fā)表文章說他們根據(jù)里氏木霉 基因組 所獲得的數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn) ： 里氏木霉有一些基因能夠編碼產(chǎn)生一種特殊的酶，這種酶能夠幫助把植物纖維素高效分解成單糖物質(zhì)，這種單糖可作為生產(chǎn)生物乙醇的極佳中間原料。 4. 天然氣、液化石油氣和沼氣的比較 天然氣的主要成分是甲烷，天然氣是利用空氣作助燃劑，理論燃燒溫度可達(dá)到 2030℃ 。如把助燃劑或天然氣加熱時(shí)燃燒溫度將超過 2030℃ 。天然氣用氧氣作助燃劑溫度則更高。 液化石油氣主要成分含有丙烷、丙烯、丁烷、異丁烷、丁烯、異丁烯等低分子類；而一般經(jīng)過處理的民用液化氣主要成分有 丙烷、正丁烷及異丁烷等，無色氣體或黃檸色油狀液體、特殊臭味。液化石油氣常壓下為氣態(tài)，具有氣體性質(zhì)，經(jīng)過降溫和加壓處理后成為液態(tài)，密度增大。閃點(diǎn)為 74℃ ，引燃溫度為 426～ 537℃ ，爆炸極限為 5%～ %。液態(tài)的液化氣揮發(fā)性較強(qiáng)，有液態(tài)揮發(fā)成氣體時(shí)，其體積擴(kuò)大 250～ 300 倍，其熱值大，最高燃燒溫度可達(dá) 1900℃ ，體積膨脹系數(shù)約為水的 10～ 16 倍，相對(duì)密度為空氣的 倍。 沼氣是一種混合氣體，主要成分是甲烷 (CH4)和二氧化碳 (C02)。甲烷占 60％一 70％，二氧化碳占 30％一 40％，還有少量氫 、一氧化碳、硫化氫、氧和氮等氣體。由于含有可燃?xì)怏w甲烷，故沼氣可做燃料。最高燃燒溫度可達(dá) 2021℃ 。 5 國內(nèi)沼氣開發(fā)和利用現(xiàn)狀 中國在厭氧發(fā)酵技術(shù)的應(yīng)用方面有著一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和沼氣項(xiàng)目的開發(fā)建設(shè)能力。目前，全國有 600 多個(gè)戶用沼氣池和大約 500 個(gè)工業(yè)沼氣池在使用。 盡管如此，中國目前開發(fā)和建設(shè)大型工農(nóng)業(yè)用沼氣建設(shè)項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)仍十分有限。據(jù)估計(jì)，目前中國工農(nóng)業(yè)廢水的處理率低于 10％。如果全國所有大中型養(yǎng)豬場的廢物都能得到有效利用，每年將產(chǎn)生 600 萬立方米的甲烷，相當(dāng)于 100MW 的電能。 若將厭氧發(fā)酵技術(shù)用于 處理釀酒業(yè)和其他工業(yè)部門廢液，每年則可以產(chǎn)出 900M 立方米的甲烷。 但是，由于技術(shù)、政策和資金等多方面的制約因素，目前在中國普遍推廣工業(yè)化規(guī)模的厭氧發(fā)酵技術(shù)還得不到足夠得經(jīng)濟(jì)匯報(bào)。這些因素包括： 1）尚無大型厭氧消化工程設(shè)計(jì)和建設(shè)的規(guī)范； 2）分離設(shè)備、控制系統(tǒng)和操作系統(tǒng)不匹配； 3）可供借鑒的國內(nèi)經(jīng)驗(yàn)優(yōu)先，而接觸國際先進(jìn)技術(shù)的機(jī)會(huì)則更少； 4）小規(guī)模沼氣系統(tǒng)的受益率很低； 5）對(duì)擴(kuò)大沼氣開發(fā)缺少陽映的激勵(lì)政策支持； 6）現(xiàn)有環(huán)境保護(hù)法規(guī)的實(shí)施力度在不同的地區(qū)大不相同。 清潔燃?xì)?，已?jīng)被世界公認(rèn)為新世紀(jì)可替代能源的第 一選擇，沼氣資源更是由于其實(shí)用范圍大，我國能源形式短缺嚴(yán)重，生物資源豐富等綜合原因成為適合我國國情的最佳未來能源選擇。長久以來一直得到了國家政策的有利支持和引導(dǎo)，但是單純的依靠政府力量就夠了嗎？很明顯，只有在整個(gè)社會(huì)形成一種內(nèi)在的推動(dòng)力，讓沼氣產(chǎn)業(yè)具備成為一個(gè)朝陽產(chǎn)業(yè)的必要經(jīng)濟(jì)條件，才可能使沼氣的大規(guī)模使用成為現(xiàn)實(shí)。 市場需要 面對(duì)能源價(jià)格不斷上漲，環(huán)保要求的不斷高漲，在沉寂了一段時(shí)間后，沼氣再一次成為了人們解決能源問題的焦點(diǎn)話題之一。沼氣是一種混合氣體，與空氣混合燃燒時(shí)，呈藍(lán)色火焰，溫度高達(dá) 1400℃ ，能夠產(chǎn)生大量的熱量，每立方米沼氣的熱值相當(dāng)于 5500 大卡原煤 公斤，按照目前煤炭的價(jià)格，每立方米沼氣燃燒相當(dāng)于人民幣 元煤炭燃燒帶來價(jià)值。而煤炭的價(jià)格以后鄉(xiāng)村戶用沼氣池每年每戶產(chǎn)氣量按 450m3 計(jì)算，一年可節(jié)約 5500 大卡原煤為 噸，我國現(xiàn)有 億農(nóng)戶，按 30%普及率計(jì)算，每年可替代 5500 大卡原煤 億噸。 面對(duì)整個(gè)農(nóng)村地區(qū)和適合沼氣運(yùn)用的地區(qū)，沼氣開發(fā)的市場潛力非常大，經(jīng)濟(jì)效應(yīng)十分顯著。 國家支持 為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村，國家相繼出臺(tái)了《中國新 能源和可再生能源發(fā)展優(yōu)先項(xiàng)目》、《 20212021 年新能源和可再生能源發(fā)展規(guī)劃要點(diǎn)》、《農(nóng)村沼氣建設(shè)國債項(xiàng)目管理辦法》、《新能源基本建設(shè)項(xiàng)目管理的暫行規(guī)定》等相關(guān)文件，將沼氣作為可替代能源的主要突破口，大力支持，計(jì)劃到 2021 年，全國沼氣池總量達(dá) 5000 萬戶以上，全國 20%的農(nóng)戶可使用沼氣； 20212021 年總投資 610 億元，中央投資 449 億元。中央對(duì)投資者的補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)為：西北、東北地區(qū)每戶 1200 元，西南地區(qū)每戶 1000 元，其他地區(qū)每戶800 元。從 2021 年開始，沼氣普及工程從中央政策層面開始加速落實(shí)到 各省、市的執(zhí)行階段，是國家為解決中西部落后地區(qū)脫貧致富、改善生態(tài)環(huán)境所采取的重要舉措。 社會(huì)助力 為了將更多的社會(huì)力量聚集到沼氣推廣的事業(yè)中來，在有關(guān)政府部門的大力支持下，很多社會(huì)力量已經(jīng)在這個(gè)事業(yè)中顯示出了強(qiáng)大的推動(dòng)力。以北京清大華美環(huán)保節(jié)能技術(shù)研究院 為例，它所研制的移動(dòng)式 窗體頂端 窗體底端 太陽能 沼氣發(fā)生器是 研究院太陽能沼氣工程研究課題組研制出的最新專利產(chǎn)品 (專利申請(qǐng)?zhí)枺?)由太陽能集熱裝置和沼氣發(fā)生器兩部分組成，采用干式發(fā)酵技術(shù)，具有產(chǎn)氣速度快、產(chǎn)氣量大、使用維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，在實(shí)際推廣中，投資小，風(fēng)險(xiǎn)小，回報(bào)大，利潤轉(zhuǎn)化高等優(yōu)點(diǎn)非常適合在廣大的農(nóng)村地區(qū)使用。 山東省內(nèi)首個(gè)污泥沼氣發(fā)電機(jī)組并網(wǎng)發(fā)電 日前，我省首個(gè)沼氣發(fā)電項(xiàng)目 ——青島市麥島污水處理廠污泥沼氣發(fā)電機(jī)組成功并網(wǎng)發(fā)電，在全省同行業(yè)中率先實(shí)現(xiàn)了污泥資源化綜合利用，標(biāo)志著多年來困擾污水處理廠的污泥處置課題實(shí)現(xiàn)了新突破，對(duì)于發(fā)展 循環(huán)經(jīng)濟(jì)、建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)具有里程碑意義。 麥島污水處理廠作為 2021 年奧運(yùn)會(huì)帆船比賽的配套保障工程之一，污水處理、污泥處置工程已于 2021 年 7 月份投入正式運(yùn)行。目前，麥島污水處理廠穩(wěn)定運(yùn)行，日均處理污水能力達(dá)到 萬立方米，大大地削減了前海一線海域的污染物排放量，確保了前海一線海域海水水質(zhì)，為 2021 年奧運(yùn)會(huì)帆船比賽的順利舉行創(chuàng)造了良好的環(huán)境條件。 為充分利用污泥消化產(chǎn)生的沼氣，麥島廠在采用兩臺(tái)油氣兩用熱水鍋爐的基礎(chǔ)上增加了 4 臺(tái) 500KW 沼氣發(fā)電機(jī)組。該沼氣發(fā)電機(jī)組單臺(tái)耗氣 200 立方米 /小時(shí)，發(fā)電功率達(dá)到 400KW。為實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效，青島光威污水處理有限公司、青島威立雅水務(wù)運(yùn)營有限公司啟動(dòng)了沼氣發(fā)電機(jī)組項(xiàng)目建設(shè)，于 2021 年 5 月順利辦理完成有關(guān)并網(wǎng)發(fā)電手續(xù)。經(jīng)過檢查、調(diào)試、試運(yùn)行， 4 臺(tái)機(jī)組分別順利完成試車，并于 2021 年 6 月 5 日下午成功并網(wǎng)發(fā)電。 按照設(shè)計(jì)預(yù)期，根據(jù)廠內(nèi)實(shí)際電力消耗及沼氣產(chǎn)氣量， 4 臺(tái)沼氣發(fā)電機(jī)組可保持 23 臺(tái)組的運(yùn)行率，按照運(yùn)行 2 臺(tái)機(jī)組單臺(tái)機(jī)組計(jì)算，每天可節(jié)約市電 16800KW 時(shí)，日均節(jié)約電耗可達(dá)48%%，節(jié)省費(fèi)用可達(dá) 萬元。 江門：用沼氣代替液化石油氣 古勞水鄉(xiāng)一村民變廢為寶 一年節(jié)約燃料費(fèi)近千元 如今，正當(dāng)絕大多數(shù)市民為液化石油氣價(jià)格居高不下而頭疼不已時(shí)，有人卻因?yàn)槟茉催^剩要請(qǐng)人來用，這樣的事情就出現(xiàn)在古勞鎮(zhèn)上升村的普通村民鄧顯良家中。 水鄉(xiāng)用沼氣第一人 在鄧顯良家中，他向記者展示他家用于煮飯燒菜的燃?xì)鉅t，與其他燃?xì)鉅t不同的是，這臺(tái)燃?xì)鉅t是用沼氣為燃料，沼氣是靠家中所養(yǎng)的豬的排泄物發(fā)酵產(chǎn)生。不僅煮飯用的燃?xì)鉅t，就連洗澡用的熱水器也用沼氣作燃料。鄧宣良是古勞水鄉(xiāng)第一個(gè)用沼氣作燃料的村民。 鄧顯良今年５８歲，是一個(gè)地道的農(nóng)民。今 年１月，他聽說老婆家鄉(xiāng)廣西柳州的農(nóng)民使用廢物發(fā)酵的沼氣作燃料，效果不錯(cuò)。于是，他就陪老婆回娘家親自考察一番。然后，從那里請(qǐng)人過來修了個(gè)沼氣池，附帶裝了兩臺(tái)使用沼氣的燃?xì)鉅t和一臺(tái)熱水器。除了水泥的原料費(fèi)外，總共才花了３０００元。經(jīng)過一段時(shí)間的學(xué)習(xí)和探索后，鄧顯良就開始用沼氣做飯洗澡，到如今已經(jīng)有大半年了。目前，鄧顯良家的沼氣僅限于做飯和洗澡。 前天下午，記者參觀了鄧顯良的沼氣池，沼氣池就建在鄧顯良的豬舍旁邊，沼氣池是密封的，用水泥澆鑄而成。池的表面呈圓形，直徑３米，深２．５米，沼氣池分為一個(gè)入口和 排渣口，入口用于倒入豬屎豬尿，充分發(fā)酵后產(chǎn)生的廢渣通過排渣口排出，發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣則通過塑料管道再連接到外面。 一年節(jié)約煤氣費(fèi)近千元 一般來說，幾頭豬的排泄物倒入沼氣池發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣，供一家三口煮飯洗澡綽綽有余，如今鄧顯良不僅自己一家用，附近鄰居也受益。由于周圍僅他一家使用沼氣，鄧顯良經(jīng)常招呼鄰居過來免費(fèi)使用自己沼氣。如今天氣開始轉(zhuǎn)冷，每天都有不少附近的村民到他家，借沼氣燒水洗澡。 “反正沼氣放著不用也是浪費(fèi)，而且沼氣要經(jīng)常使用，不能放在沼氣池太久，用來發(fā)酵沼氣用的豬屎豬尿有的是。 ”鄧顯良憨厚地說。 以前鄧顯良家是用液化石油氣，一家三口吃飯洗澡每個(gè)月至少一瓶，按照一瓶９０多元的價(jià)格，從１月到現(xiàn)在，沼氣就為鄧顯良節(jié)約近千元的液化石油氣費(fèi)用。 “不僅是節(jié)省了燃料費(fèi)，連肥料錢也節(jié)省不少 ”，鄧顯良告訴記者，現(xiàn)在他家養(yǎng)了５０頭豬，種了一畝地蔬菜，還有３畝魚塘，沼氣池的廢渣還可以做菜地肥料和魚塘的魚料，如今他的菜地里蔬菜長勢(shì)喜人。 可解決部分污染問題 古勞水鄉(xiāng)魚塘林立，在塘邊養(yǎng)豬是當(dāng)?shù)卮迕竦牧?xí)慣做法，如何處理豬的排泄物一直以來令當(dāng)?shù)卣^疼不已，一般村民家都將 豬的排泄物直接排入魚塘喂魚，而隨著養(yǎng)豬數(shù)量的增加，魚塘不能完全消化這些排泄物而造成污染。 上升村委會(huì)的干部告訴記者，近年，由于部分村民將魚塘不能消化的豬的排泄物直接排入河涌，使水鄉(xiāng)到處臭氣熏天，影響古勞水鄉(xiāng)的整體形象。如果可以將這些排泄物作為發(fā)酵沼氣的原料，可在一定程度上解決這個(gè)問題。 據(jù)介紹，上世紀(jì)五、六十年代，古勞曾搞過沼氣試點(diǎn)，因?yàn)楫?dāng)時(shí)沼氣設(shè)備、技術(shù)的不完善而失敗。目前，不少水鄉(xiāng)村民對(duì)鄧顯良的做法還持觀望態(tài)度。一位古勞鎮(zhèn)政府的干部說，沼氣是一種環(huán)保燃料，但必須熟練掌握相關(guān)技術(shù)， 否則容易出現(xiàn)安全問題，目前從鄧宣良使用的情況看還是效果不錯(cuò)，相信會(huì)有越來越多的水鄉(xiāng)村民用上這種環(huán)保新型燃料 6 世界最新干法沼氣發(fā)酵技術(shù) 國際能源網(wǎng) 2021620 16:37:13 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、成本過高，因此未能得到推廣。 從 90 年代起，德國大量資助了新型的 間歇式干法沼氣發(fā)酵技術(shù)的研發(fā)。 90 年代末，德國間歇式干法沼氣工藝和裝備通過了中試， 2021 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 1015%。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／室中沒有攪拌器等運(yùn)動(dòng)部件，因此系統(tǒng)的可靠性很高。