热电联产沼气工程在农业上的运用.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：学号08750111新能源技术结课论文热电联产沼气工程在农业上的应用学生姓名李海月班级08电气1班系别电子与信息工程系成绩2011年5月16日热电联产沼气工程在农业上的应用摘要:随着国际能源局势的日益严峻寻找新的能源利用途径越发重要和紧迫在众多新形式能源利用中沼气的热电联产是集环保与效益的一种可行性极好的方式尤其针对我国农业现状可在一定程度上减轻能源与环境负担又可增加农业上的收益间接缓解了发展过程中的“三农”问题。关键词:沼气热电联产。一、前言沼气顾名思义就是沼泽里的气体。人们经常看到在沼泽地、污水沟或粪池里有气泡冒出来如果我们划着火柴可把它点燃这就是自然界天然发生的沼气。沼气是各种有机物质在隔绝空气（还原条件）并必在适宜的温度、湿度下经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气的主要成分是甲烷。沼气由50％～80％甲烷(CH4)、20％～40％二氧化碳(CO4)、0％～5％氮气(N2)、小于1％的氢气(H2)、小于0．4％的氧气(O2)与0.1％～3％硫化氢(H2S)等气体组成。由于沼气含有少量硫化氢所以略带臭味。其特性与天然气相似。空气中如含有8.6～20.8％（按体积计）的沼气时就会形成爆炸性的混合气体。沼气的主要成分甲烷是一种理想的气体燃料它无色无味与适量空气混合后即能燃烧。每立方米纯甲烷的发热最为34000焦耳每立方米沼气的发热量约为20800～23600焦耳即1立方米沼气完全燃烧后能产生相当于0.7千克无烟煤提供的热量。与其它燃气相比其抗爆性能较好是一种很好的清洁燃料。沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。经沼气装置发酵后排出的料液和沉渣含有较丰富的营养物质可用作肥料和饲料。世界上第一个沼气发生器（又称自动净化器）是由法国L.穆拉于1860年将简易沉淀池改进而成的。1925年在德国、1926年在美国分别建造了备有加热设施及集气装置的消化池这是现代大、中型沼气发生装置的原型。第二次世界大战后沼气发酵技术曾在西欧一些国家得到发展但由于廉价的石油大量涌入市场而受到影响后随着世界性能源危机的出现沼气又重新引起人们重视。随着新的沼气发酵工艺流程──高速率厌氧IC工艺产生它突破了传统的工艺流程使单位池容积产气量(即产气率)在中温下由每天1立方米容积产生0.7～1.5立方米沼气提高到10～12立方米沼气滞留时间由15天或更长的时间缩短到几天甚至几个小时。本文新设计的高速率厌氧IC工艺生产装置产气率已经超越外国的技术。目前该高速率厌氧IC工艺生产装置已在国内十二家工厂使用。沼气的主要原料是生物质养殖场、食品厂、酿酒企业、污水处理厂、垃圾处理厂等企业均有大量的沼气资源可以利用。生物质能是来源于太阳能的一种可再生能源具有资源丰富、含碳量低的特点来自生物质能的沼气是一种高热值、洁净的宝贵资源。沼气的综合利用有助于减轻温室效应和生态良性循环可替代部分石油、煤炭等能源。目前我国已建成的大中型沼气工程有1000多处年产沼气量约26000万立方米。2006年国家发改委制定了《可再生能源法》及相关实施办法明确提出鼓励使用沼气、太阳能等“绿色电力”。利用沼气发电上网电力部门优先收购并且每度电给予0.25元政府补贴；同时利用余热回收装置回收发动机尾气热量实现热电联供发展循环经济沼气综合利用效率可达70％以上。利用沼气发电发展循环经济一举两得！一是减少环境污染有利于环保减少温室气体排放；二是沼气发电可以缓解电力供求矛盾降低生产成本为企业增加效益提高企业竞争力。图1-1高效益沼气发电及余热综合利用示意图本项目应用沼气技术对该养殖场的畜禽粪便进行资源化开发和多层次利用既制取了优质气体燃料又可开发再生饲料和优质有机肥料同时治理了污染净化了环境。通过沼气这个纽带多层次循环利用有机物资源把养殖业、种植业和加工业各项生产中的能量转换和物质循环有机地结合起来提高了能源和资源的利用率形成协调、转化、再生、增殖的良性循环。二、技术方法1、工艺流程热电肥联产沼气工程流程框图如图2-1-1。图2-1-1猪粪热电肥联产沼气工程工艺流程2、沼气工程主要建设内容本工程包括预处理系统、厌氧发酵与沼气贮存系统、沼液贮存、沼气净化系统、沼气发电及余热利用系统等。2.1预处理系统:匀浆池一座:100m32.2厌氧发酵与沼气贮存系统:产气贮气一体化厌氧发酵罐一座:1000m3（厌氧罐）＋300m3（贮气柜）2.3沼液贮存:沼液贮池一座:700m32.4沼气净化系统