大型热电肥联产沼气发电工程分析

-ν}-收稿日期:2009-07-31作者简介:陈智远(1987-),男,江西赣州人,学士学位,主要从事沼气工程设计、调试工作。大型热电肥联产沼气发电工程分析陈智远,蔡昌达(杭州能源环境工程有限公司,浙江杭州310020)摘要:从工艺流程、技术参数、运行状况以及效益分析等方面对现今国内畜禽场规模最大的沼气发电工程进行技术分析。运行表明,通过全混式厌氧发酵(CSTR)两级工艺,纯鸡粪进行厌氧发酵沼气发电是确实可行的;该工程的成功既解决了鸡粪污染,又产生了巨大的经济社会效益,对实现畜禽粪便综合利用具有良好的示范效果,并可为同类型沼气发电工程设计和建设提供参考。关键词:鸡粪;厌氧发酵;工艺流程;生物脱硫;沼气发电中图分类号:TK6文献标识码:A文章编号:1004-3950(2009)06-0038-03Analysisoflarge2scalebiogasplantcombinedwithheat,powerandfertilizerproductionCHENZhi2yuan,CAIChang2da(HangzhouEnergyandEnvironmentEngineeringCo.,Ltd,Hangzhou310020,China)Abstract:ThelargestbiogasplantinChinawastechnicallyanalyzedontheprocess,technicalparameters,operationandeffectivenessanalysis.Therunningshowedthatpurechickenmanureforanaerobicdigestionbiogaspowergenera2tionwasindeedfeasiblethroughanaerobicfermentationofmixed(CSTR)two2stageprocess.Thesuccessofthisplantcannotonlysolvethechickenmanurepollution,butalsoresultinhugeeconomicbenefits.Itcanachieveagooddem2onstrationeffectoncomprehensiveutilizationoflivestockandpoultrymanure,andalsoprovideconsultationonengineer2ingdesignandconstructionforthesametypeofbiogasplant.Keywords:chickenmanure;anaerobicfermentation;process;biodesulfurization;methanegeneration1工程基本情况2007年12月投资建设,2008年10月调试运行的大型沼气发电工程,将山东民和牧业股份有限公司下属的23处养鸡场的500t鸡粪(TS20%)和污水作为原料进行厌氧发酵,产生的沼气用于沼气发电并网,发电机组余热用于发酵系统自身增温,发酵后的沼液用作周围葡萄、苹果和玉米地等的有机肥料。2工艺流程及技术参数2.1工艺流程该工程的工艺流程如图1所示。2.2集水池该池容积6000m3,用于收集冲洗废水,并通过潜水泵把水泵入水解沉砂池与鸡粪进行搅拌混合除砂,配有超声波液位仪便于在线监测水位。图1山东民和牧业沼气发电工程流程新能源及工艺2009年,第6期-ν∼-2.3水解沉砂池该池为2000m3×2座,用于混合搅拌除砂、配进料料液及中温水解酸化,加快鸡粪发酵的进程[1-3]。该池配有一套潜水搅拌器、液位监测控制装置和一套刮砂机与螺旋除砂机,采用18.5kW奈驰螺杆泵进料,其根据工艺要求定时定量向厌氧罐输送料液。2.4厌氧发酵罐该罐为地上德国利浦罐,顶部采用钢板焊接而成,容积3200m3×8座,发酵罐分为2组并联运行,4个厌氧罐为一组,采用两级发酵,3个罐为一级罐,1个罐为二级罐。物料在一级罐停留时间18d,二级发酵停留时间6d,两级合计停留时间24d,后发酵罐停留时间2d,发酵系统总停留时间为26d。在厌氧罐外壁设置增温盘管,利用发电机组余热对罐体进行增温,并且增温盘管外采用150mm厚聚苯乙烯保温材料保温,实现中温38℃发酵[4-5]。采用低转速低能耗中心顶搅拌机,转速16r/min,单位功率3.6W/m3。比传统的机械搅拌节省能源50%以上。该搅拌机采用上下两层桨叶,上层用于破壳,下层用于物料混合搅拌。除搅拌机外,在一二级之间设置回流泵,将二级厌氧罐的污泥部分回流至一级罐,起到搅拌作用,加强了罐内传质[2],同时,减少了污泥流失。并都在罐底设置排沙螺杆泵,保证罐内的有效容积不会减小。罐顶设有正负压保护器保护罐体,设计正常承压