研究德国典型沼气发电技术及其鉴戒

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1、研究德国典型沼气发电技术及其鉴戒　　论文：沼气发电工程沼气发电技术德国鉴戒　　论文：以5处沼气发电工程为例，先容了德国典型的沼气发电技术，其普遍采用“混合厌氧发酵、沼气发电上X、余热回收利用、沼渣沼液施肥、全程自动化控制”的技术模式，通过该模式的实施，终极实现发酵原料的全方位综合利用；并通过电、热以及沼渣沼液的外售给工程运行带来收益，终极实现市场化运行。通过对此次考察相关情况的先容和总结，以期为我国大中型沼气工程的发展提供一些鉴戒。　　0引言　　德国事目前世界上沼气工程发展最为成功的国家之一，在该国《可再生能

2、源法》等相关法律、法规的引导和刺激下，沼气主要用于发电上X。截止至2008年，德国已建成沼气工程3900处，总装机容量达1400MW。两期工程均采用一步法湿发酵工艺，发酵原料包括玉米青储、谷物、草、牛粪。主要工艺流程如图2所示　　　　固体原料经进料机器搅拌均匀后直接进进CSTR反应器，液体部分经储液池被泵人CSTR反应器．同时向储液池中添加化学脱硫剂进行原位脱硫；反应器中料液不断被泵进外部热交换器中进行热交换，使得反应器中的料液温度维持在40cI=；料液在CSTR反应器中厌氧发酵21d、发酵后料液进进一体化二

3、次发酵反应器进行30～40d二次发酵，产生的沼气和CSTR反应器中产生的沼气在反应器顶部经生物脱硫后于储气膜中暂存，用于发电上X，产生的沼渣沼液进进沼渣沼液池储存，一定时间后外运作为肥料施用于四周田地。　　1．3Friedersdorf沼气发电工程　　Friedersdorf沼气发电工程位于德国柏林郊区一农场，于2005年实现正常运转。该工程采用干发酵工艺，发酵原料为玉米青储、苜蓿、牛粪等，实现了热电联产，发电总装机容量500kW。主要工艺流程如图3所示　　　　玉米青储和苜蓿堆放9d后和牛粪按比例混合．并调节

4、TS至33％，之后用铲车将混合后的原料运送至干发酵仓进行厌氧发酵，发酵周期为24d，共有8个干发酵仓，交替式发酵，每隔3d对其中1个干发酵仓进行进出料；发酵时产生的渗滤液由发酵仓底流进地下水罐，水罐中的加热系统，使罐中液体保持43℃；水罐中的液体由干发酵仓顶部的喷头喷人仓内。保持发酵原料适宜的湿度，同时也可以维持干发酵仓内40℃左右的温度；发酵产生的沼气进进膜储气柜中储存，加压后用于发电上X：发酵残渣可堆肥，腐熟后的肥料施用于四周农田：发电产生的余热除用于水罐中液体的加热外．还用于农场四周学校等公共设施的取热

5、。　　1．4Schtillnitz沼气发电工程　　Sch5llnitz沼气发电工程建成于2007年，是德国一家能源公司专利工艺的示范工程，该工艺将沼气发酵中的水解酸化阶段和产甲烷阶段分离开。从而实现高原料产气率及沼气中高甲烷含量。采用的发酵原料为玉米青储、草、牛粪，实现了热电联产，发电总装机量250kW，实现了废物的减量化、资源化和能源化利用．其中生活垃圾采用厌氧湿发酵处理，生活污水采用好氧处理。该工程的生活垃圾处理单元主要工艺流程如图5所示。　　对Radeburg市经分类的生活垃圾依次粉碎、灭菌后进人预处理

6、仓处理．预处理时产生的废气经过填料滤池过滤后排放：预处理后垃圾在CSTR反应器中进行混合发酵．产生的沼气进进膜式储气柜储存．一部分回流用于CSTR反应器中料液搅拌，其余沼气用于发电上X；发酵后料液进进缓冲罐暂存，之后进行固液分离，得到的沼渣进一步堆肥处理后作为农用肥，沼液和生活污水一同经好氧处理后达标排放。　　　　2德国沼气发电技术特征　　经过此次对德国沼气发电工程的参观考察，我们总结以下德国典型沼气发电技术的特征。　　(1)德国沼气工程普遍采用“混合厌氧发酵、沼气发电上X、余热回收利用、沼渣沼液施肥、全程自

7、动化控制”的技术模式，通过该模式的实施．实现发酵原料全方位综合利用，并通过电、热以及沼渣沼液外售给工程运行带来收益。　　(2)沼气发酵原料多样化，多以玉米青储为主，同时生活垃圾的厌氧发酵处理也较普遍；沼气发酵通常采用CSTR湿发酵工艺。选用各种搅拌方式(如机械搅拌、沼气搅拌、料液回流搅拌等)对发酵料液进行搅拌，进步原料的产气率。干发酵工艺的应用亦趋于成熟，节约工程占地．降低运行能耗；所参观的每处沼气工程均根据发酵原料的不同对发酵工艺加以灵活改进。沼渣沼液终极作为有机肥被完全消纳利用；一方面能促进农作物优质生长

8、；另一方面是避免沼渣沼液的二次污染。沼气脱硫普遍采用生物脱硫方法，降低脱硫本钱；有些工程将化学原位脱硫和生物脱硫相结合，更有效地往除沼气中硫化氢成分．在实际运行中有些工程产生的沼气中硫化氢含量低于50。　　(3)沼气工程配套设备和技术装备先进，如进料设备、搅拌设备、脱硫设备、沼气存储设备、热电联产成套设备等优良性均处于世界沼气行业的领先地位．并且沼气工程自动化程度高．此次考察的所有沼气工程无论规模大