四方光电(武汉)仪器有限公司

深度对比|欧洲沼气究竟*我们多少?

时间:2017-6-27 阅读:192
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      通过对比欧洲与我国沼气工程发展现状及各自技术特点,笔者提出了欧洲大型沼气工程技术国产化尝试方向,阐述了沼气工程监测技术对于促进沼气工程自动化运行的重要意义,并介绍了沼气工程监测系统在沼气工程中的应用。

一、欧洲沼气工程技术现状

      欧洲沼气工程技术发展较早,始于20世纪70年代,目前已是世界上沼气厂zui普及的地区。欧洲的沼气工程技术主要以高浓度有机废弃物联合消化工艺(CSTR)为主,绝大多数配备热电联产系统。

      欧洲沼气工程具体的技术特点如下:

      ①重视原料复配,产气率高

      欧洲沼气工程原料不仅包括牛粪、猪粪、鸡粪等畜禽粪便,还有玉米、马铃薯等能源作物,以及屠宰场废弃物、城市餐厨垃圾、城市污泥等。通过这些原料的混合和合理复配,可以提高原料中的碳、氮含量,并调整出可使产气率zui高的碳氮比。德国90%以上的农场沼气工程采用混合原料发酵。

      ②工艺统一,热电联产,效益高

      在德国和丹麦,90%以上沼气工程选用CSTR工艺,统一的工艺有利于制定统一的技术标准和管理办法,同时便于接管运营后续服务的开展。

      热电联产指产出的沼气主要用于发电,33%~37%的能量转换为电能,在发电的过程中产生大量的余热,用于CSTR加热和农场或社区供热,提高了沼气的利用效率,增加了沼气工程的经济效益。

      ③实现自动控制,运行管理便捷

      利用厌氧消化系统的自动控制系统与软件,实现沼气工程的自动化管理和远程监控,节省大量人力的同时又提高了工程生产效率。比如国内一万头牧场大型沼气工程,操作管理人员达30人之多,而同等规模沼气工程中欧洲利用远程监控系统只需1~2人。

      ④沼渣沼液及时还田,杜绝二次污染

      沼渣、沼液贮存期约3~6个月,施于周围农田。许多农场建的沼气工程多采用2个发酵罐串联发酵,其中*个发酵罐贮存并在其中连续产气,同时该罐还兼做沼气贮气装置。贮存在第二个发酵罐的料液经过一段时间后被排放出来,然后作为有机肥喷施到农田里,所以不存在废液二次污染问题。

      此外,沼气工程配套设备与技术装备*,如进料设备、搅拌设备、脱硫设备、沼气存储设备、热电联产设备、沼气工程监测成套设备等优良性均处于世界沼气行业的地位,并且沼气工程自动化程度高。沼气工程无论规模大小全部只需一人管理即可稳定运行,节省人力资源,降低运行成本。

二、我国沼气工程技术现状

      中国沼气建设同样起步于20世纪70年代,至今已有30多年的发展史,中间经历了快速发展期和回落阶段,如今也已步入了新的发展局面。

      我国沼气工程技术具有如下特点:

      ①工艺类型多,效率普遍不高

       我国在发展沼气工程的过程中,在户用沼气方面取得了较大成就,而大中型沼气工程由于缺乏行业组织统一的技术指导,南北方地区差异较大,各地分别用土法建沼气工程,发酵温度低,缺搅拌,沼气产气率低。

      ②产品利用率低,经济效益差

      我国建大中型沼气工程开始以处理废弃物和生产能源为出发点,而不是以充分利用资源为出发点,在工艺设计中对产品的应用重视不够,包括有机肥的生产、沼气发电余热的利用等。在产品产量低、使用率低的情况下,工程的经济效益自然就差,这也是我国沼气工程发展缓慢、运行困难的根本原因。

      ③工程设备化低,生产方式落后

      受限于技术水平和成本控制,普遍采用传统的现场加工安装的方式,没有实现工程的设备化和标准化,传统安装方式工期长,难维护,不便于检修,质量难保障。同时,进出料方式落后,手动操作管理,不但需要人工较多,而且外观不佳,影响厂区整体环境。

三、欧洲沼气工程技术国产化方法

      近年来,国内沼气工程技术的进步有目共睹,例如根据本地的温度环境及原料等综合情况选择合适的工艺,沼液沼渣综合利用,杜绝二次污染等。

      笔者认为,为了使我国能尽快达到欧洲沼气发展水平,我们还可以在以下两个方面进行尝试:

      ①走原料集约化道路

      目前我国的沼气工程原料比较分散,多数以自己供给为主,这样的原料比较单一,且不能维持大型沼气工程的产气需要,重复建设,浪费严重。所以我们在设计沼气工程时,充分考虑当地的原料资源,如工业废水、生活垃圾、生活污水、工厂废料,农畜粪便等,将这些有用的资源全部为我所用,在当地单独建立一个大型的沼气工厂。

      ②走自动化道路

      我国目前的沼气生产基本靠人力装料,人员监控,没有使用自动化设备来进行生产,所以效率较低,且生产维护成本较高,难以推广。因此,我国的沼气生产应该走自动化道路,实现自动装料出料,自动监控发酵、存储及输送,这样我国的沼气生产才能提率,且有利于推广。

      此外,沼气工程本身有公益的性质,可以走“企业自筹资金,申请国家资助,利用援助,引进投资运营”的模式,提高项目建设水平,确保项目的收益。

四、沼气工程监测系统在沼气工程中的应用

      沼气工程监测技术是促进沼气工程自动化、智能化运行的关键因素。近年来,我国关于推动沼气工程向工业化、智能化、自动化方向发展的呼声日益高涨。*也曾于去年11份在武汉召开了农业废弃物资源化利用全流程信息化管理培训班,并组织参观了国内沼气工程远程监测领域的先行企业湖北锐意自控。

      沼气工程监测系统以气体成分和流量传感器为依托,集成监测设备,同时结合软件开发技术,把沼气工程运行过程中的关键参数与互联网连接起来,进行信息传递,将沼气工程与业主、操作者、管理部门起来,以实现对沼气及附属产品生产销售的智能化识别、定位、跟踪、监控、服务、管理和决策。

大中型沼气工程监测方案Gasboard-9230

       早在2013年,湖北锐意自控自主研发的沼气工程物联网系统就经湖北省*鉴定达到*水平,并获得了*物联网发展专项资助。目前,该系统已实现了多个省市沼气工程的远程监控。

在大型沼气工程现场的应用红外气体分析仪(防爆型)Gasboard-3500

       沼气工程监测系统在沼气工程验收、监督、运行中,扮演者*的重要角色,是沼气工程管理和运行可靠的数据来源。在实际应用中,业主可根据沼气工程流量、成分数据,指导确定沼气工程的运行参数;另一方面,该系统可分省、市、县、业主四级网络访问权限,对各大中型沼气工程数据进行统计报表和历史趋势分析。

       总的来说,沼气工程监测系统的作用主要体现在以下两点:

       ①提高沼气工程管控水平和生产效率

       对沼气工程生产全程进行在线监测,通过监测数据可及时发现并解决设备问题,排除运行故障;通过系统优化,能提高产气量、提升脱硫效率、热电联产效率,掌控沼气生产质量,实现沼气工程管理科学化、运行智能化,同时节约劳动成本,降低能耗,提高沼气工程总体生产效率。

      ②保障沼气工程运行安全

      通过沼气工程物联网智能预警系统和视频监控,能对运行参数异常、设备故障、操作违规和灾害天气发出警报,及时通知操作人员和管理人员,如:沼气站内烟雾探测报警、水位超高报警、沼气泄漏、物料过载报警,无关人员误入、违规操作报警等,能排除人员伤亡、工程损坏、起火爆炸等安全隐患,有效保障沼气工程运行安全。(来源:沼气圈)

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