沼液余热回收对高温发酵沼气工程净产气率的影响

以瑞典Alviksgården养猪场高温发酵沼气工程为分析对象,通过传热模型计算发酵罐加热负荷,通过与江苏金坛永康农牧养猪场同等规模的中温发酵沼气工程对比,讨论高温发酵的容积产气率和余热回收对沼气工程净产气率的影响。结果表明虽然瑞典Alviksgården养猪场高温发酵沼气工程的加热能耗是江苏金坛永康农牧养猪场中温发酵沼气工程的2.1倍,但由于产气速率达到2.3 m³·m^-3·d^-1,增产的沼气量远远大于增温的能耗;若进一步在瑞典Alviksgården养猪场沼气工程中增加余热回收,可将沼气净产气率从82%提高至90%。相对于提高容积产气率,采用余热回收技术对降低高温发酵沼气工程的增温能耗、提高净产气率效果更加显著。     

木薯酒糟两相和单相厌氧发酵性能比较

为了降低木薯酒精厂工程运行成本,提高副产品木薯酒糟的应用价值,以木薯酒糟为原料,采用全混式半连续发酵和沼液回流方式,研究不同有机负荷[2.3、2.8、3.4、4.0 kg/(m~3·d)]条件下中温酸化(37℃)、高温甲烷化(50℃)木薯酒糟两相和高温单相厌氧发酵产沼气特性。结果表明,木薯酒糟中温酸化-高温甲烷化两相厌氧消化性能高于高温单相厌氧消化性能,中温酸化-高温甲烷化木薯酒糟两相厌氧发酵的最佳投料负荷为3.4 kg/(m~3·d),甲烷体积分数在64%~68%,TS产气量为435.42 m~3/t,容积产气率为1.49 m~3/(m~3·d)。高温单相厌氧发酵的最佳投料负荷为2.8 kg/(m~3·d),甲烷体积分数基本在54%~62%,TS产气量为367.5 m~3/t,容积产气率为1.05 m~3/(m~3·d)。实际沼气工程运行中,当有机负荷低于2.8 kg/(m~3·d)时,可采用高温单相厌氧发酵工艺;当有机负荷高于2.8 kg/(m~3·d)时,可采用中温酸化-高温甲烷化两相厌氧发酵工艺,以达到节省成本的目的。     

畜禽粪便高温发酵与秸秆热化学处理工艺的耦合

我国规模化养殖场沼气工程普遍采用常温和中温发酵技术, 产气速率低导致发酵罐体积大和投资高, 是制约其快速发展的关键因素。另一方面, 秸秆作为农村常见低劣生物质常常被随意焚烧而导致严重的空气污染。为此, 本文提出将畜禽粪便高温发酵与秸秆热化学燃烧耦合的新思路, 通过秸秆燃烧为高温发酵过程提供热量, 将常温和中温发酵转变为高温发酵过程, 提高畜禽粪便厌氧发酵的处理速率, 同时避免秸秆的浪费。对耦合新工艺的计算结果表明, 对于万头猪场沼气工程, 发酵温度从30℃提高到55℃, 容积产气率由1.43 m³·m^-3·d^-1提高至3.40 m³·m^-3·d^-1, 发酵罐体积从1200 m³减小到500 m³;为维持高温发酵(55℃)所需热量, 年利用秸秆339 t。     

玉米秸秆产生物燃气及其微生物群落解析

为研究玉米秸秆产沼气及其发酵过程中微生物群落变化,以预处理后的玉米秸秆为原料,采用10 L厌氧反应器进行批式中温发酵产沼气。同时取样利用454焦磷酸测序法测定发酵过程中微生物群落的变化。结果表明:该系统启动迅速,在第3 d就达到产气高峰7.78 L,料容产气率为0.97 L·L?1·d?1,46 d原料沼气产率和甲烷产率分别为236.84 ml·(g VS)?1和132.23 ml·(g VS)?1。454焦磷酸测序及分析表明系统中古菌主要为甲烷微菌纲(Methanomicrobia,占总OTU的89.63%),其次为热原体纲(Thermoplasmata,8.51%)古菌。发酵系统中共有22~29个细菌门,其中优势菌群为拟杆菌门(Bacteroidetes,平均含量46.07%)、变形菌门(Proteobacteria,平均含量20.51%)和厚壁菌门(Firmicutes,平均含量13.09%)。玉米秸秆沼气系统微生物群落结构的阐明可为秸秆沼气工程调控提供科学数据。     

沼气发酵池的加热与加热器

一、沼气发酵池加热目的作为一种能源来考虑,沼气发酵池必须常年维持稳定地高产优质沼气,发酵池内醪液应该控制在最宜发酵温度范围之内,中温发酵应在30～35℃,高温发酵应在50～55℃。如果发酵原料本身温度高于上述温度,应该先冷却,如酒精厂或丙酮丁醇溶剂厂的蒸馏废液,由蒸馏塔排出时温度相当高(70～75℃),应采用高温发酵,也要适当冷却,至于其他工业废水、城市污泥以及农、林、水产废物即使进行中温发酵,也常需要加热。实践证明:中温沼气发酵温度、发酵时间与沼气产     

20kt／a硫酸装置的余热回收与尾气治理

介绍２０ｋｔ／ａ硫酸装置的余热回收情况,利用高温余热产生的低压蒸汽供亚硫酸钠蒸发吉晶;利用转化工段的中温余热,加热空气供亚硫酸钠气流干燥用。既充分回收硫酸装置的余热,又节约了生产亚硫酸钠的能源,从而改善了环境,降低了亚硫酸钠生产成本,提高了综合经济效益。     

余热回收梯级利用系统在制药企业中的应用

简要介绍了中温余热回收、热泵余热利用、高温凝结水热量回收的原理,并对热泵的工作特性及节能情况进行了分析。详细介绍了某制药企业余热回收应用的实例,在保证生产工艺正常运行的情况下,不但节约了能耗,而且消除了对环境的"热污染"。     

沼气能源发酵池的热量计算

<正> 近几年来,沼气能源有了飞快的发展,从农村到城镇,从小型到大型;从民用到发电,成为能源建设中潜力很大的组成部分。发酵池即沼气池(又称消化池)是沼气能源的核心。一切工业废水、城市污水、垃圾、人畜粪便、落叶杂草等原料投入发酵池内,维持一定温度进行沼气发酵,产生大量沼气。发酵池温度提高,发酵过程加快,发酵时间缩短。可缩小发酵池容积,降低建筑费用。目前国外许多国家都采用53～55℃所谓“高温发酵”。但是提高温度,所耗的加热费用也大。结合我国实际,从经济观点考虑,最合适的发酵温度为30℃左右,即所谓“中温发酵”。发酵过程本身虽是放热反应,但沼气发酵所放出热量较少,通常仅能维持3～5℃,在气温较低季节,不能维持上述发酵温度。为了加速发酵过程的进行,除夏季外都应考虑适当加热。对于中型以至大型沼气发电站的发酵池尤为重要。发酵     

消毒剂对沼气发酵影响的实验研究

以猪粪为发酵原料,研究了氧化钙、优氯净和甲醛三种消毒剂对猪粪沼气发酵的影响.结果表明,三种消毒剂在添加量为0.05%时对沼气发酵均有抑制作用,但抑制强弱程度有所差异,其中甲醛消毒剂的抑制作用最强,几乎完全抑制产气,氧化钙使产气量降低了13.56%,优氯净的抑制作用最弱,仅比正常产气量降低约4%.同时,加入消毒剂后沼液的...     

余热发电技术在云南建水铁合金厂上的应用

铁合金属冶炼耗能已超过全国工业能耗的2%,推广余热回收发电技术有利于降低企业能耗,提高能源利用效率。结合云南建水铁合金余热发电工程应用实例,总结了铁合金领域的余热发电技术特点。提出了铁合金领域采用先进的余热回收技术和低压蒸汽余热发电技术,节能、环保效益明显,该工程的余热发电机组发电量9.6×107 kW·h/a,供电量8.832×107kW·h/a,节约标煤3.56×104 t/a,减排二氧化碳8.68×104 t/a,取得了可观的节能效益、经济效益、环境效益和社会效益。     

空气源沼气机热泵部分负荷性能

提出了一种沼气机热泵能源综合利用节能系统,并据此构建了系统实验平台,进行了系统性能实验.根据理论分析和实验数据研究了沼气消耗量、余热回收利用、制热系数COP及一次能源利用率PER随沼气机负荷率的变化趋势.结果表明:该节能系统具有较好的部分负荷特性,在仅考虑沼气机排烟余热回收利用的情况下,系统COP最高可达4.18,PER最高可达1.4.因此,空气源沼气机热泵节能系统明显提高了供热能力、降低了能耗,实现了沼气能源的综合有效利用.     

煤气初冷器余热回收新技术

开发了初冷器余热回收利用新技术。通过热泵机组,夏季回收初冷器上段循环水余热制取低温水,冬季回收初冷器中段循环水余热加热采暖水,实现了初冷器余热的综合利用,降低了能耗,改善了环境。     

水稻秸秆渗滤床半固态厌氧发酵性能研究

以水稻秸秆为原料,利用自行设计的渗滤床反应器,对比研究了不同温度（20、25、30和35℃）及不同预处理方式（NaOH、生物试剂和沼液）对秸秆厌氧发酵产气性能、物能转化率、发酵后沼液性能和产气成本等方面的影响。实验结果表明：发酵后总固体（TS）质量分数稳定在13%~15%之间,属于半固态厌氧发酵,同时累积产气量与温度、发酵后COD及NH₃-N的变化量均呈极显著正相关。相同温度（20~30℃）条件下,经预处理后的水稻秸秆TS产气率较空白均有所提高;其中沼液预处理效果最为明显,35℃条件下,TS产气率及挥发性固体（VS）产甲烷率分别为154.0和55.2 mL/g,较空白样品分别提高25.1%和52.5%。同时,沼液预处理可显著提升厌氧发酵产气中的甲烷体积分数。各预处理样品TS产甲烷率及VS产甲烷率呈随温度（20~30℃）上升而增加的趋势,但产甲烷提升率随温度的上升而逐渐下降,将系统温度从20℃提升至25℃,各处理产甲烷率可提高90%以上。考虑到沼气工程罐体增温及产能收支平衡等因素,温度控制在25℃是经济性最好的策略模式。从产气成本上分析,自产沼液具有较佳的处理效果和较低的生产成本,每生产1 m³沼气的可变成本1.62元。     

新型厌氧反应器处理餐厨垃圾浆液的研究

在中试规模、中温(38℃)条件下,研究脉冲-混合厌氧消化反应器(IMD)处理餐厨垃圾浆液的效果。试验结果表明:在负荷4.0 kgVS/(m~3·d)阶段,处理效果最好,VS产气率最高达到1.60 m~3/kgVS,沼气中的甲烷体积分数最高为68.9%;IMD反应器可在负荷6.0 kgVS/(m~3·d)下稳定运行,平均VS产气率为1.25 m~3/kgVS,平均VS去除率为79.11%。与其他厌氧反应器相比,IMD反应器处理餐厨垃圾浆液的容积负荷较高,处理效果较好。     

沼气替代天然气应提上议事日程

<正>本刊讯沼气原料比较集中,易于收集和规模化生产,生产过程即有机污染物的无害化和资源化过程,与资源循环利用和环保融为一体。在碳水化合物转化中以厌氧反应的能耗最低,减排效率最高,可以充分保存植物营养物质还田,还有纯化后的沼气可以共用天然气输运系统的优势。我国目前沼气的容积产气率和规模化程度低,分离纯化技术和设备刚起步。只要扶     

酸碱预处理对芦蒿秸秆厌氧发酵的影响

通过对芦蒿秸秆进行酸、碱预处理和厌氧发酵制沼气实验,比较不同的预处理方法对芦蒿秸秆产气性能的影响。结果表明,与对照组相比,碱处理能较好地改善秸秆的产气性能,其中2%NaOH处理效果最好,发酵初期VFA含量高达4882.34 mg·L?1,比对照组提高了705.21%,单位TS固体产气量为288.42 ml·g?1,较对照组提高了17.08%,甲烷含量最高可达61.14%。     

连续微氧导入沼气发酵过程H2S原位脱除研究

建立微氧连续通入沼气厌氧发酵中试装置,实现H_2S原位脱除的目的。以水稻秸秆为原料进行高温(55℃)发酵,探究沼气微氧发酵过程中通氧量对H_2S原位脱除及微生物群落特征的影响。结果表明,微量O_2的通入使得发酵平稳期沼气产气量、甲烷产量及甲烷体积分数明显增加,但与O_2通入量不成正比;通氧量以150 mL·L~(-1)·d~(-1)为宜,此时沼气产气量高出对照组约23%,甲烷产量也最大,并高出对照组约27%。H_2S的去除率随通氧量的增加而提高,通氧量为150 mL·L~(-1)·d~(-1)时,H_2S脱除效率达98.0%,且沼气中残留的O_2体积分数可控制在0.5%以下;微量O_2的通入可明显促进挥发性脂肪酸的降解,pH可维持在7.0～8.5,有效提高了沼液中化学需氧量及总固体的降解率。微氧条件下发酵液中微生物多样性仅有轻微变化,古菌和细菌的群落结构也未受明显影响。     

通入外源氢提高秸秆发酵沼气中甲烷浓度的研究

沼气提纯是制备生物天然气的重要过程,实验在玉米秸秆中温连续厌氧发酵反应器中通入外源H_2,考察外源H_2通入量对秸秆产气性能、沼气组分以及发酵稳定性的影响。研究发现,当每天向每升反应器(有效容积)通入1.5 L的H_2时,反应器运行6d达到稳定,沼气中甲烷体积百分率由54%提纯到93%。由于CO_2的消耗,pH由7.17升高到8.04。此阶段实验组和对照组挥发性固体(VS)去除率分为45%和49%,没有显著性差异(P值为0.40)。乙酸浓度为(170±39) mg·L~(-1),丙酸浓度为(8±5) mg·L(-1);对照组乙酸浓度为(45±5) mg·L(-1),其他VFAs均未检测到。通入外源H_2反应器的溶解在液相的氢气(液相氢)为(2.6±1.2)μmol·L(-1),对照组液相氢浓度为(20.7±7.4)μmol·L(-1)。通入外源H_2并未对产气和VFA的降解产生严重的抑制作用。综合所研究各项结果,外源H_2可以有效地提纯沼气,对发酵和稳定性没有显著的影响。     

玉米秸秆高浓度厌氧发酵的启动过程特性

高浓度厌氧发酵具有单位体积产气率高、原料处理量大、需水量小、能耗低等优点,同时存在启动难和易酸化的问题。以玉米秸秆为原料,研究秸秆高浓度发酵过程接种物、分批进料结合渗滤液回流对启动的影响。结果表明,分批进料结合渗滤液回流工艺可有效实现高浓度厌氧发酵系统的稳定启动,反应器启动运行22 d,以污泥为接种物的秸秆累积产沼气量为43.54 ml·(g TS)?1,以湿法发酵的沼液为接种物的秸秆累积产沼气量为115.15ml·(g TS)?1。与以厌氧污泥为接种物的发酵系统相比,以湿式发酵沼液为接种物的高浓度厌氧发酵系统秸秆微观结构变化更明显,主要表现为半纤维的溶解;荧光原位杂交技术(FISH)结果也表明两种接种物系统的甲烷菌形态存在明显差异。     

基于低温位热能利用的硫酸装置余热分级回收技术应用研究

本文简单介绍了硫磺制硫酸生产中余热回收技术的国内外进展情况,在引入低温位热能回收技术的基础上,对"3+2"两转两吸硫磺制酸工艺中原有高、中温位余热回收工艺进行技术改进并与之进行了比较,确定了"先补后产"的高中温余热回收工艺和低温位余热回收工艺优化集成,建立了基于低温位热能利用的硫酸装置余热分级回收技术,从而实现对硫酸生产中高、中、温位余热资源的分级回收,余热回收率可达95%,装置综合能耗节约170kg标准煤/t,实现了硫酸制酸装置和无碳绿色能源供应装置的角色转换。