【正文】 面 積： 108 m2 大豐市 海豐奶牛場(chǎng)沼氣發(fā)電工程 可研報(bào)告 杭州能源環(huán)境工程有限公司 33 結(jié) 構(gòu)： 磚混 結(jié)構(gòu) 數(shù) 量： 1 間 糞渣堆場(chǎng) 功 能：貯存 糞 渣 。 面 積： 54 m2 結(jié) 構(gòu)： 磚混 結(jié)構(gòu) 數(shù) 量： 1 間 沼氣發(fā)電機(jī)房 與變壓器間 功 能：放置沼氣發(fā)電機(jī) 組 。 面 積： 60 m2 結(jié) 構(gòu)： 磚混 結(jié)構(gòu) 數(shù) 量： 1 間 熱水循環(huán)泵房 功 能：放置 熱水循環(huán) 泵等。 面 積： 60 m2 結(jié) 構(gòu)： 磚混 結(jié)構(gòu) 數(shù) 量： 1 間 厭氧操作間 功 能： 放置厭氧消化罐與沼氣貯氣 柜 間的所有管道、閥門以及配套設(shè)備。 型 號(hào)： 80HG5032 流 量： 50 m3/h 揚(yáng) 程： 32 m 功 率： kW 數(shù) 量： 2 臺(tái) 沼氣熱水鍋爐 功 能：利用部分沼氣提供熱能以用于物料增溫 。h/m3沼氣 發(fā)電機(jī)組每日發(fā)電時(shí)間： 24 h 裝機(jī)容量： 1064 kW（配備余熱回收裝置） 余熱回收裝置： 1 套 可供熱能： 85945 MJ/d 熱水貯罐 功 能：貯存發(fā)電機(jī)組余熱及對(duì)厭氧罐進(jìn)行增溫?fù)Q熱 。 沼氣發(fā)電 及余熱利用 系統(tǒng) 沼氣發(fā)電機(jī)組 功 能：以沼氣為燃料發(fā)電，熱電聯(lián)產(chǎn)。 防泄漏裝置：當(dāng)貯氣柜內(nèi)沼氣貯滿 時(shí)，能將多余沼氣送至沼氣鍋爐，自動(dòng)點(diǎn)火燃燒。貯氣柜可抗紫外線、防泄漏，膜不與 沼氣 發(fā)生反應(yīng)或受影響，抗拉伸強(qiáng)度強(qiáng) ， 適用溫度 為 30~60 ℃ 。貯氣柜設(shè)防爆鼓風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)可自動(dòng)調(diào)節(jié) 氣體的進(jìn)/出量，以保持氣柜內(nèi)氣壓穩(wěn)定。雙膜干式貯氣柜 由外膜、內(nèi)膜、底膜和混凝土基礎(chǔ)組成，內(nèi)膜與底膜圍成的內(nèi)腔用于貯存沼氣，外膜和內(nèi)膜之間氣密。 功 率： 4 kW 數(shù) 量： 6 臺(tái) 沼液池 功 能：貯存沼液 容 積： 17,000 m3 結(jié) 構(gòu)：水工膜防滲 護(hù)坡 結(jié)構(gòu) 停留時(shí)間： 20 d 數(shù) 量： 1 座 氧化塘 功 能：利用好氧微生物對(duì)多余沼液進(jìn)行凈化，滿足畜禽廢水排放標(biāo)準(zhǔn) 。 后發(fā)酵池 功 能：后續(xù)厭氧消化 ， 池 頂 上面加膜收集 產(chǎn)生的尾 氣 ， 防止沼氣泄 漏 。 厭氧罐保溫方式 本設(shè)計(jì)發(fā)酵罐保溫采用 高密度擠塑板 保溫，總厚度為 6 cm，安裝于 罐體 外壁 ，可保證發(fā)酵罐內(nèi)溫度穩(wěn)定。 功 率： kW 數(shù) 量： 2 臺(tái)（每座罐 1 臺(tái)） 厭氧 回流泵（ 兼 排 砂 泵 ） 功 能： 循環(huán)回流厭氧罐料液，并 去除厭氧罐底部的 沉渣泥 砂 。 主要設(shè)備： 厭氧 罐 頂 攪拌器 功 能：對(duì) 物料 進(jìn)行攪拌 ，加強(qiáng) 物料 與 微生物的充分接觸，提高產(chǎn)氣率 。 數(shù) 量： 2 座 尺 寸 ： Φ20 m 18m， 球冠頂總高度 20 m 總 容 積： 6,000 m3 2 座 有效液位： 17m 停留時(shí)間： 18 d 發(fā)酵溫度： 中溫 35℃ 裝置產(chǎn)氣率： m3/m3 功 率： kW 型 號(hào)： M04F4 數(shù) 量： 2 臺(tái) ，與進(jìn)料泵串聯(lián)安裝 進(jìn)料泵 大豐市 海豐奶牛場(chǎng)沼氣發(fā)電工程 可研報(bào)告 杭州能源環(huán)境工程有限公司 26 功 能：向厭氧消化反應(yīng)器進(jìn)料 。 容 積： 1000 m3 池 數(shù)： 1 座 構(gòu)造形式： 地上 鋼砼結(jié)構(gòu) 主要設(shè)備： 勻漿池 攪拌機(jī) 功 能：將池內(nèi)糞與水充分?jǐn)嚢?。 因此 ，必須 在沼氣發(fā)電站內(nèi)設(shè)置 沼氣熱水鍋爐 ，保證原料增溫需要 （ 在原料溫度滿足要求時(shí)可停用 ） 。 根據(jù)當(dāng)?shù)?冬季最冷月 氣溫情況， 混合 糞污溫度取 5℃ 。 （ 3） 熱能供需平衡計(jì)算 物料增溫是中溫厭氧消化的重要條件，為保證消化池在 35℃ 條件下正常運(yùn)行，需要對(duì)物料進(jìn)行升溫。h，則每天可發(fā)電總量為： 10800 2 = 21600 kW 大豐市 海豐奶牛場(chǎng)沼氣發(fā)電工程 可研報(bào)告 杭州能源環(huán)境工程有限公司 24 （ 1） 電能轉(zhuǎn)換計(jì)算 該系統(tǒng)每天產(chǎn)沼氣 10,800 m3。采用熱電聯(lián)供沼氣發(fā)電機(jī)組，進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)。發(fā)電機(jī)組由發(fā)電機(jī) 主機(jī)、 余熱 回收裝置、消音設(shè)備、 軟化 水設(shè)備 等 部分 組成。 余熱可以用于厭氧發(fā)酵罐的增溫 及沼渣干燥 。 目前，國(guó)產(chǎn)沼氣發(fā)電機(jī)可把沼氣中總含能量的 30%左右的能量轉(zhuǎn)化成電能， 40%左右可以以余熱的形式回收，對(duì)沼氣的 能源 利用效率為 70%。h（ 1 kW 由牛糞污水厭氧消化處理后所產(chǎn)生的沼氣是一種優(yōu)質(zhì)的生物氣體能源。并配有超聲波測(cè)距儀，自動(dòng)調(diào)節(jié)和控制沼氣的貯存量。貯氣柜設(shè)有防爆風(fēng)機(jī)，防爆風(fēng)機(jī)自動(dòng)按要求調(diào)節(jié)氣體的輸送量至沼氣發(fā)電機(jī)，以保持貯氣柜內(nèi)氣壓的穩(wěn)定。 沼氣儲(chǔ)存工藝 本工程選擇 雙膜干式 貯氣柜 貯存沼氣 。這種脫硫方法已在歐洲廣泛使用，在國(guó)內(nèi)某些工程已有采用，其優(yōu)點(diǎn)是：不需要催化劑、不需處理化學(xué)污泥，產(chǎn)生很少生物污泥、耗能低、 H2S 去除率為 90%， 去除效率高。 本工程擬采用生物脫硫法對(duì)沼氣進(jìn)行脫硫處理。過(guò)量的 H2S 和雜質(zhì)會(huì)危及發(fā)電機(jī)組的壽命，因此需進(jìn)行脫硫等凈化處理。 沼氣凈化與貯存工藝 沼氣凈化工藝 厭氧發(fā)酵罐剛產(chǎn)出的沼氣是含飽和水蒸氣的混合氣體，除含有氣體燃料 CH4和CO2外，還含有 H2S 和懸浮的顆粒狀雜質(zhì)。 沼液用途：沼液 經(jīng)管網(wǎng) 至 青貯玉米 飼料地、果園、苗圃等施肥用地，作為液態(tài)有機(jī)肥使用 。固液分離出水（沼液）溢流進(jìn)入沼液儲(chǔ)池，固液分離機(jī)可以使沼渣含水率降至 70%以下 運(yùn)送至有機(jī)肥 堆場(chǎng) 貯存，供農(nóng)田和飼料地使用 。 固液分離及沼渣處理工藝 厭氧發(fā)酵后的出水中含有大量的固體物質(zhì)，必須進(jìn)行固液分離。 增溫的熱源來(lái)自熱電聯(lián)供發(fā)電機(jī)組產(chǎn)生的余熱；在罐體內(nèi)設(shè)置加熱管，發(fā)電機(jī)余熱經(jīng)交換管交換熱量，實(shí)現(xiàn)對(duì)罐體的增溫。對(duì)厭氧消化罐采用高密度擠塑板等材料進(jìn)行強(qiáng)化保溫。 為了保證厭氧反應(yīng)在冬季仍可正常運(yùn)行，必須對(duì)系統(tǒng)實(shí)施增溫和整體保溫措施 。 （ 4）保溫與增溫 厭氧消化反應(yīng)過(guò)程受溫度影響很大，如圖 64 所示。而且，還可以破除浮渣，防止結(jié)殼。因此，選擇完全混合厭氧反應(yīng)器（ CSTR）是較為合適的，有利于 節(jié)省 投資；較長(zhǎng)的水力停留時(shí)間也有利于奶牛糞污的 充分 分解與消化，沼氣的產(chǎn)量也相對(duì)穩(wěn)定，同時(shí)，更有利于項(xiàng)目的順利實(shí)施與運(yùn)行管理。一般適宜于以產(chǎn)沼氣為主，有使用液態(tài)有機(jī)肥（水肥）習(xí)慣的地區(qū)。其特點(diǎn)是：固體濃度高， TS 6~12%，可使畜禽糞便污水全部進(jìn)行沼氣發(fā)酵處理。它在 沼氣 發(fā)酵罐內(nèi)采用攪拌和加溫技術(shù)，這是 沼氣 發(fā)酵工藝中的一項(xiàng)重要技術(shù)突破。 （ 2）厭氧反應(yīng)器工藝 本工程采用 完全混合厭氧反應(yīng)器 。 厭氧消化工藝 沼氣 發(fā)電上網(wǎng) 混合糞污 勻漿 水解池 厭氧反應(yīng)器 CSTR 固液 分離機(jī) 固態(tài)有機(jī)肥 用作農(nóng)作物、果園、 飼料地等液態(tài)有機(jī)肥 生物脫硫 貯氣柜 發(fā)電機(jī) 余熱利用 后發(fā)酵池 沼液池 氧化塘 大豐市 海豐奶牛場(chǎng)沼氣發(fā)電工程 可研報(bào)告 杭州能源環(huán)境工程有限公司 21 厭氧消化工藝包括進(jìn)料單元、厭氧 消化單元 、沼氣貯存 等構(gòu)成。 預(yù)處理工藝 混合糞污 進(jìn)入 勻漿水解池，在此進(jìn)一步勻漿水解，去除泥 砂 等雜質(zhì)。 產(chǎn)生的沼氣經(jīng) 生物脫硫、脫水凈化 后 進(jìn)入 熱電聯(lián)產(chǎn)的沼氣發(fā)電機(jī)組 ，產(chǎn)生的 電 能上網(wǎng)，發(fā)電機(jī)余熱回收利用，用于厭氧罐增溫和沼渣干燥。 圖 63 大豐市海豐奶牛場(chǎng) 沼氣工程工藝流程 二、 工藝流程說(shuō)明 發(fā)酵原料牛糞 、尿和沖洗水等 統(tǒng)一收集 ，然后進(jìn)入勻漿水解池，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步水解和沉砂之后進(jìn)入?yún)捬豕薨l(fā)酵。 沼液產(chǎn)量為 t/d，其中含水量為 579 t/d，含干物質(zhì)量為 t/d，含固率為 %。各處理單元水的消耗量和總水量平衡關(guān)系見(jiàn)表 6圖 62。沼渣含水率為70%左右，每天沼渣干物質(zhì)產(chǎn)量為 t/d，則沼渣產(chǎn)量為 t/d。物料（ TS）平衡計(jì)算見(jiàn)表 62。厭氧階段消耗量為 t，該部分 TS 消耗是生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化、沼氣生產(chǎn)的主體。 按每 t 牛糞產(chǎn)氣 45 m3計(jì)，則每天產(chǎn) 沼 氣 量為： 240 t/d 45 m3/t = 10800 m3/d 牛糞、尿及沖洗污水混和后進(jìn)入沼氣工程，見(jiàn)表 61。d ＝ t/d 合計(jì)牛尿量： 240 t/d 按照每頭泌乳牛每天擠奶時(shí)的沖洗水為 30 kg 計(jì)算，則整個(gè)奶牛養(yǎng)殖場(chǎng)沖洗污水量為： 5575 頭 30 kg/頭 d ＝ t/d 合計(jì)糞便量： 240 t/d 牛尿量： 成年奶牛尿量 ： 6969 頭 30 kg/頭 則本項(xiàng)目： 糞便量： 成年奶牛糞便量 ： 6969 頭 30 kg/頭 d ，產(chǎn)尿 10 kg/頭 d ，產(chǎn)尿 30 kg/頭 大豐市 海豐奶牛場(chǎng)沼氣發(fā)電工程 可研報(bào)告 杭州能源環(huán)境工程有限公司 17 沼 氣 工程 工藝 設(shè)計(jì) 工程規(guī)模設(shè)計(jì) 大豐市 海豐奶牛場(chǎng)（一期）飼養(yǎng)規(guī)模為 10,000 頭奶牛，其中成年奶?？倲?shù)為6969 頭（泌乳牛 5575 頭），后備乳?？倲?shù)為 3031 頭。 種植、養(yǎng)殖、加工的協(xié)調(diào)發(fā)展 通過(guò)種植、養(yǎng)殖、加工業(yè)的有效結(jié)合，實(shí)現(xiàn)廢棄物的回收利用，每年可消化掉場(chǎng) 區(qū)所產(chǎn)生的所有 牛糞和 高濃度有機(jī)廢水 。循環(huán)經(jīng)濟(jì)倡導(dǎo)的是一種物質(zhì)不斷循環(huán)再生利用的經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式，即：“資源 產(chǎn)品 消費(fèi) 再生資源” ,在生產(chǎn)和消費(fèi) 中，追求資源和能源利用效率的最大化和廢物產(chǎn)量的最小化，從而根本 解 決 長(zhǎng)期以來(lái)環(huán)境與發(fā)展之間的尖銳沖突。 通過(guò)對(duì) 沼 氣的有效利用，減少溫室氣體排放，積極應(yīng)對(duì)氣候變化。 實(shí)現(xiàn)場(chǎng)區(qū)內(nèi)污染零排放 通過(guò)建設(shè)該項(xiàng)目，可使場(chǎng)區(qū)內(nèi)實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)和糞污治理的開(kāi)發(fā)利用，并可實(shí)現(xiàn)場(chǎng)區(qū)內(nèi)污染零排放的目標(biāo)。 大豐市 海豐奶牛場(chǎng)沼氣發(fā)電工程 可研報(bào)告 杭州能源環(huán)境工程有限公司 16 第 6 章 工藝技術(shù)方案分析 項(xiàng)目的指導(dǎo)原則 以 “ 整體、協(xié)調(diào)、循環(huán)、再生 ” 為 總的指導(dǎo)思想 ， 按照“減量化、無(wú)害化、資源化、生態(tài)化”的原則，建設(shè) 沼 氣發(fā)電 示范項(xiàng)目典型。 廠址選擇 根據(jù)項(xiàng)目選址原則，項(xiàng)目所在地農(nóng)村經(jīng)濟(jì)、種植業(yè)、畜牧業(yè)等發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合項(xiàng)目建設(shè)單位的實(shí)際情況，項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn)選擇在海豐 奶牛 場(chǎng)內(nèi)。西邊有沿海高速公路貫通南北，距上海約 250 公里路程。國(guó)家重點(diǎn)工程大豐港位于江蘇沿海海岸線中部，是填補(bǔ)江蘇沿海港口空白帶的中心戰(zhàn)略大港。海岸線 112 公里，沿海