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沼氣的工藝比較

作者:admin 發布日期: 2019-05-27 二維碼分享
沼氣的工藝比較
生物燃氣俗稱沼氣,是指生物質在厭氧條件下被甲烷菌等多種微生物分解利用所產生的氣體,主要成分是CH4和CO2。? 
生物質都是以大分子狀態存在,不能被微生物直接吸收利用,須被分解成可溶于水的小分子化合物,即多糖分解成單糖或二糖,才能進入微生物細胞內,進行以后的一系列的生物化學反應。生物質的化學預處理手段大量使用酸、氧化劑、敏化劑等化學試劑,選擇性差,?降解過程有許多副產物產生,且降解反應條件較為苛刻,后處理困難。而酶催化將纖維素水解成葡萄糖,選擇性高,反應條件溫和,環境友好,是理想的潔凈工藝,但由于酶的制造成本高,?限制了其在生物質水解中的工業化應用。雖然木質素是一種難于降解的高分子化合物,但還是有一些真菌和細菌作用于木質素,有的真菌還能徹底降解木質素為CO,但是利用真菌降解木質素的缺點是真菌生長慢、降解需要的時間長。
河南恒天久大實業有限公司致力于提供農業廢棄物秸稈的資源化利用整體解決方案,高濃度有機固體廢棄物厭氧處理規模化沼氣工程及生物天然氣工程的投資、建設及運營。依托規劃設計和咨詢方案制定,依托技術、產品和裝備的研發和集成,依托工程設計和建設運營,打造全產業鏈,在國內和國際市場為客戶提供集成技術和服務。竭誠歡迎新老客戶及技術大咖參與交流合作和參觀考察!咨詢熱線:0371-86561186 15617916515
工藝流程如下:秸稈稱量后在秸桿儲料場經裝載機運送到秸稈揉搓機,揉碎后再經皮帶輸送機送至卸料池。預處理后的秸稈通過螺旋輸送機卸至調漿池與鍋爐供應的熱水及回流的沼液進行混合、加熱、接種,達到設計濃度及溫度要求,然后由轉子泵輸送,再經切割機進一步粉碎至粒徑為2?mm后進入1級發酵罐。?? 
在1級發酵罐中,秸稈中大部分可降解物質被微生物降解轉化成沼氣,混合液經自流或泵送至2級發酵罐,再進行降解及儲存。產生的沼氣通過管道送至沼氣凈化裝置。混合液則進行固液分離。沼渣經皮帶輸送機送至沼渣儲場,外運到其他儲存區或直接外售;沼液直接回流至調漿池,多余部分沼液利用沼液儲存池暫存后再用于調漿配料。
存在問題:由于秸稈的成分較為復雜,所以發酵制沼氣時存在一些不利因素。首先秸稈內的高木質纖維素含量難以被厭氧菌消化,存在分解時間慢、產氣周期長、產氣效率低的問題。且秸稈是固態物質,發酵過程中流動性差、無法進行連續消化、容易結殼,對反應器結構設計有很大的障礙。其次利用秸稈發酵效率不高,只能利用其中一部分已揮發的固體,其余很大一部分固體仍未充分利用、需要頻繁出渣、由于發酵環境封閉,導致進出料操作麻煩。
固態厭氧消化也稱為干發酵,適合處理木質纖維類原料和生活有機垃圾等固態原料,反應器內總固體濃度(TSr)一般在20%?~?50%。
秸稈干發酵產沼氣是水稻、玉米、花生等農作物秸稈作為原料,經過粉碎并添加發酵菌劑做堆漚等預處理后?,加入沼氣池進行厭氧發酵來生產沼氣和有機肥料。農作物秸稈干發酵產沼氣技術主要是以厭氧消化和生物酶技術為主。針對有機垃圾、秸稈等有機固廢原料的特性,低耗的沼氣干法發酵技術受到重視,尤其是干法沼氣技術的工程化研究。
固態厭氧消化與傳統發酵技術的區別就在于:不一般不需要加大量的水稀釋原料,不僅節水還能避免   沼液的處理難題;對粒徑和雜質的要求較低,預處理簡單;有機負荷率和池容產氣率相對較高;發酵剩余物脫水較容易甚至不需要脫水即可直接利用,與濕式工藝相比,干式厭氧工藝具有以下明顯的優勢:1)?可以適應各種來源的固體有機廢棄物;2)?運行費用低,容積產氣率高;3)?需水量低或不需水,殘渣后續處理費用低;4)?運行過程穩定,無濕法工藝中的浮渣、沉淀等問題。
濕法發酵有啟動性良好和傳質均勻的優勢,但單位容積反應器的物料處理量不及干式發酵。干式發酵啟動性能雖欠佳,但具備較高的單位容積產氣率以及無大量沼液排放的優點。因此提出一種將濕法和干法聯合的兩級厭氧發酵工藝制備沼氣。
濕式發酵處理后發酵物料輸送至干法發酵反應器進行干法固態發酵進而制備沼氣;其中,經干法發酵收集的沼液滲濾液體,通過回流裝置回流到濕法發酵罐體內,接種于新物料,進而循環利用,結合濕法發酵易于接種啟動和干法發酵單位容積產氣率大的優點于一體。
厭氧發酵實驗采用兩級發酵,為濕式發酵,級為干式發酵。? 在秸稈厭氧發酵的前期是微生物利用底物有機分了(糖類,氨基酸和長鏈脂肪酸) 降解轉化為揮發性有 機酸的階段。過早轉入干式發酵階段,使得微生物未能大量附著在底物秸稈表面。在濕式發酵時問較長的情況下(大于10?d) ,兩級發酵體系以及濾除液體的綜合甲烷產氣量基本不受任何影響。? ? 
濕式發酵階段濾除的發酵液可以回流到濕式發酵罐體作為接種物,所以濾除液體產甲烷潛力不可忽 視。合理發酵周期的濕式發酵轉入干式發酵的兩級發酵工藝與單純單級濕式發酵相比,具有相當的產氣效率。
由于濕式發酵階段發酵體系菌群富集主要集中在1——10d,從厭氧發酵的降解和實際工程應用角度綜合分析,得出濕式發酵和干式發酵聯合的兩級發酵體系中濕式發酵周期應控制為10d左右,過短不利于甲烷菌群的富集,過長則不能突顯干式發酵單位處理量大的優勢。
來源:百度文庫




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