糞污資源化利用沼氣發(fā)電案例

一、項(xiàng)目背景

在畜牧業(yè)蓬勃發(fā)展的當(dāng)下，規(guī)?；B(yǎng)殖場(chǎng)產(chǎn)生的巨量糞污已成為環(huán)境治理的難題。未經(jīng)有效處理的糞污不僅會(huì)造成土壤板結(jié)、水體富營(yíng)養(yǎng)化，還會(huì)釋放大量溫室氣體。而糞污中蘊(yùn)含的有機(jī)物實(shí)則是的沼氣生產(chǎn)原料，通過(guò)資源化利用將其轉(zhuǎn)化為能源，既能化解環(huán)境危機(jī)，又能創(chuàng)造新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。本案例中的項(xiàng)目，便是通過(guò)構(gòu)建完整的糞污處理與能源轉(zhuǎn)化體系，利用灌頂式雙膜儲(chǔ)氣柜、沼氣氣水分離器等先進(jìn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)糞污變廢為寶。

二、核心設(shè)備與技術(shù)方案

（一）灌頂式雙膜儲(chǔ)氣柜

灌頂式雙膜儲(chǔ)氣柜作為沼氣存儲(chǔ)的核心設(shè)施，由底膜、內(nèi)膜、外膜、恒壓控制柜等部分組成。底膜平鋪于基礎(chǔ)之上，用于密封和承重；內(nèi)膜將沼氣與外膜分隔開來(lái)，存儲(chǔ)沼氣；外膜起到保護(hù)內(nèi)膜和維持氣柜形狀的作用。氣柜采用特殊聚酯纖維膜材，具備抗紫外線、抗老化、耐腐蝕等特性，可有效抵御惡劣環(huán)境。其獨(dú)特的恒壓控制系統(tǒng)，能根據(jù)沼氣產(chǎn)生量和使用量自動(dòng)調(diào)節(jié)氣柜壓力，確保沼氣輸出，為后續(xù)處理和發(fā)電環(huán)節(jié)提供可靠保障。

（二）沼氣氣水分離器

沼氣氣水分離器利用離心力和重力原理實(shí)現(xiàn)氣液分離。當(dāng)沼氣進(jìn)入分離器后，高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，使得密度較大的水滴被甩向器壁，在重力作用下沿器壁下落至底部集水腔，而干燥的沼氣則從頂部出口排出。該分離器結(jié)構(gòu)緊湊，分離效率高，可將沼氣中的含水量降低至較低水平，避免水分對(duì)后續(xù)設(shè)備造成腐蝕，同時(shí)提高沼氣燃燒效率。

（三）沼氣脫硫系統(tǒng)

項(xiàng)目采用生物脫硫與化學(xué)脫硫相結(jié)合的復(fù)合脫硫工藝。生物脫硫部分，通過(guò)培養(yǎng)特定的脫硫微生物，在適宜的環(huán)境條件下，將沼氣中的硫化氫轉(zhuǎn)化為單質(zhì)硫和硫酸鹽；化學(xué)脫硫則利用氧化鐵等脫硫劑與硫化氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)一步降低硫化氫含量。雙重脫硫保障下，沼氣中的硫化氫濃度可控制在 50mg/m3 以下，滿足沼氣發(fā)電設(shè)備對(duì)氣體質(zhì)量的嚴(yán)苛要求，有效延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，減少二氧化硫等污染物排放。

（四）沼氣增壓風(fēng)機(jī)

沼氣增壓風(fēng)機(jī)選用高性能羅茨風(fēng)機(jī)，具備流量、壓力可調(diào)的特點(diǎn)。根據(jù)沼氣發(fā)電設(shè)備的進(jìn)氣需求，增壓風(fēng)機(jī)可將沼氣壓力從儲(chǔ)氣柜的低壓狀態(tài)提升至合適的中壓水平，確保沼氣在管道中以的流速輸送至發(fā)電機(jī)組。風(fēng)機(jī)配備智能控制系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)沼氣壓力和流量，自動(dòng)調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行。

（五）沼氣火炬

沼氣火炬采用封閉式燃燒結(jié)構(gòu)，配備自動(dòng)點(diǎn)火和火焰監(jiān)測(cè)裝置。當(dāng)儲(chǔ)氣柜內(nèi)沼氣壓力過(guò)高、發(fā)電設(shè)備故障或系統(tǒng)檢修時(shí)，火炬自動(dòng)啟動(dòng)，將多余沼氣充分燃燒。火炬燃燒效率高達(dá) 98% 以上，通過(guò)特殊的燃燒頭設(shè)計(jì)和助燃系統(tǒng)，有效降低氮氧化物等二次污染物排放，保障系統(tǒng)安全運(yùn)行。

（六）沼氣發(fā)電系統(tǒng)

項(xiàng)目配備 3 臺(tái) 250KW 沼氣發(fā)電機(jī)組，采用內(nèi)燃式發(fā)電技術(shù)。發(fā)電機(jī)組具備先進(jìn)的電子調(diào)速系統(tǒng)和自動(dòng)保護(hù)裝置，可根據(jù)沼氣成分和壓力的變化自動(dòng)調(diào)整燃燒參數(shù)，確保發(fā)電效率始終保持在較高水平。單臺(tái)機(jī)組發(fā)電效率可達(dá) 38%，3 臺(tái)機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，年發(fā)電量可達(dá) 630 萬(wàn)度，不僅能滿足廠區(qū)自身用電需求，還可將多余電量并入電網(wǎng)獲取收益。

三、余熱回收利用體系

沼氣發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量余熱，主要包括高溫?zé)煔夂透滋桌鋮s水余熱。項(xiàng)目建設(shè)了余熱回收系統(tǒng)，對(duì)這些余熱進(jìn)行充分利用。高溫?zé)煔馔ㄟ^(guò)余熱鍋爐，將熱量傳遞給鍋爐中的水，產(chǎn)生 0.8MPa 的飽和蒸汽，蒸汽可用于養(yǎng)殖場(chǎng)的供暖、飼料蒸煮等環(huán)節(jié)；缸套冷卻水則通過(guò)板式換熱器，將熱量傳遞給生活用水和養(yǎng)殖用水，實(shí)現(xiàn)熱水供應(yīng)，滿足廠區(qū)日常生產(chǎn)生活需求。經(jīng)測(cè)算，余熱回收系統(tǒng)每年可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤約 800 噸，大幅降低企業(yè)能源成本。

四、項(xiàng)目實(shí)施效益

（一）環(huán)境效益

項(xiàng)目每年可處理畜禽糞污 15 萬(wàn)噸，減少 COD（化學(xué)需氧量）排放 1.2 萬(wàn)噸、氨氮排放 800 噸，有效改善周邊水體和土壤環(huán)境。同時(shí)，年減排二氧化碳約 5 萬(wàn)噸，相當(dāng)于種植 270 萬(wàn)棵成年樹木的固碳量，對(duì)減緩溫室效應(yīng)、改善大氣環(huán)境質(zhì)量起到積極作用。

（二）經(jīng)濟(jì)效益

通過(guò)沼氣發(fā)電和余熱回收利用，項(xiàng)目每年可實(shí)現(xiàn)銷售收入約 500 萬(wàn)元，其中售電收入 350 萬(wàn)元，余熱利用節(jié)約成本 150 萬(wàn)元。此外，項(xiàng)目還可獲得政府可再生能源補(bǔ)貼和環(huán)保獎(jiǎng)勵(lì)資金，進(jìn)一步提高項(xiàng)目的盈利能力，投資回收期預(yù)計(jì)為 5 - 6 年。

（三）社會(huì)效益

項(xiàng)目的實(shí)施為當(dāng)?shù)靥峁┝?30 余個(gè)就業(yè)崗位，帶動(dòng)了周邊農(nóng)民增收。同時(shí)，作為糞污資源化利用的示范項(xiàng)目，吸引了眾多同行業(yè)企業(yè)前來(lái)參觀學(xué)習(xí)，推動(dòng)了沼氣發(fā)電技術(shù)在畜牧業(yè)的廣泛應(yīng)用，提高了全社會(huì)對(duì)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和綠色發(fā)展的認(rèn)知水平。

此案例全面呈現(xiàn)了糞污資源化沼氣發(fā)電項(xiàng)目的運(yùn)作與成效。若你覺得還需補(bǔ)充設(shè)備參數(shù)、成本明細(xì)等內(nèi)容，或有其他修改想法，歡迎隨時(shí)提出。