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天冠集團工業沼氣

 一、沼氣的成分

沼氣是酒精糟液經厭氧發酵后產生的混合氣體,其主要成分為甲烷(CH4,占55%)、二氧化碳(CO2,占45%以下)及少量的硫化氫(H2S)。

甲烷:密度比空氣小。

爆炸極限:4.9%——15.4%

自燃點: 595

二氧化碳:密度比空氣大,易于在低洼地點積聚,屬不燃氣體。

硫化氫:密度比空氣大,屬有毒有害氣體,易于在低洼地點積聚。

    二、存在危險:

1、火災、爆炸。當沼氣柜發生沼氣泄露時,遇到明火,可能發生火災、爆炸事故。

2、氣柜發生傾斜逸氣,可能發生爆炸事故。若氣柜在運行過程中出現錯軌、卡軌、外力破壞現象時,由于氣柜的內部壓力,使氣柜向一側傾斜,導致大量沼氣突然泄露,與空氣混合,可能發生沼氣爆炸事故。

3、中毒窒息事故。沼氣中的硫化氫為窒息性毒害氣體,其密度大于空氣,很容易積聚低洼處,當通風不良時,容易發生中毒窒息事故。

 

   三、沼氣的發展及利用

1、沼氣發展及應用

工廠從1964年春天就開始了用2升發酵瓶,10升集氣瓶置于恒溫箱中進行中溫小型厭氧發酵試驗,選用河溝里、下水道里、污水溝里污泥等處進行菌種的篩選馴化,最后將外貿臭水溝里污泥馴化成功,解決了菌種的選育問題。1965年建造了18立方米及22立方米池子,利用酒糟保溫,進行水壓式中溫中型試驗,在此基礎上改造建立了6立方米水封式儲氣罐利用一端固定、一端下按方式進行攪拌,在此基礎上又建造了4X 40立方米發酵池并對原來的攪拌進行了改造和創新,即中間為支撐點、兩端同時攪拌的方式,經過一個冬夏試驗,取得中試成功,與此同時將菌種由中溫改為高溫反復進行小型實驗,發現溫度高菌種也不死亡,解決了小試中加堿不均勻、由中溫發酵變為高溫發酵問題。1966年下半年至1967年初,建成有效容積2000立方米隧道式厭氧發酵池2座,同年5月份投產試車正常,達到日投酒精糟300400立方米,日產沼氣6000——8000立方米,沼氣用于燒鍋爐,1立方米相當于0.81公斤原煤。1969年化工部一工程師建議沼氣可直接做化工原料,生產二氯甲烷(獨家)、二氯甲烷及輔助產品。1970年在化工部第八設計院指導下設計了年產二氯甲烷300噸、三氯甲烷100噸,1973年建成。1976年,年產二氯甲烷達1000噸,并成立了南陽石油化工廠。厭氧后消化液含有豐富的VB12用于生產針劑。1980春天,輕工部環保研究所在考察污染治理工作后決定12月份在我單位召開全國沼氣經驗交流會,當時日投酒精糟400500立方米,日產沼氣10000立方米以上。沼氣用于發電,0.7立方米沼氣可發1度電,供應白酒車間;沼氣用于廠內職工做飯,1立方米沼氣可節約1.52公斤煤,效果不錯。參會的有大專院校、科研單位、酒精行業等96個單位,反映好,轟動大。1983年輕工業部環境保護科學研究所和南陽酒精總廠合作進行20立方米(2個)罐式厭氧發酵試驗,取得試驗成功。

1985年,國家計委、能源處為改善城市居民燃料結構,提高城市居民燃料氣化率,尋求新的氣源,特委托農牧漁業部環保能源司組織專家,對南陽酒精總廠擴建沼氣項目進行考察論證,而后決定將南陽酒精總廠沼氣擴建工程列入國家“七五”節能示范項目,投資420 萬元。擬在原沼氣狹窄區域內建立日處理20003000立方米糟液規模的厭氧發酵裝置,需建發酵罐515個(當時國內最大的單體容積為10003600立方米),不但造成擺布不均,而且不易管理,還增加了投資。工廠決定建5000立方米大型全混合厭氧發酵罐2座,委托西安、上海、天津等國內知名設計院設計,但是均不予承擔,在尋找建設伙伴中,工廠作了大難。正在山窮水盡疑無路時,南陽地區建筑公司設計室老工程師大膽地承擔設計(后實踐證明,設計合理),同時又興建一座10000立方米沼氣貯氣柜及配套的沼氣脫硫設備等。接踵而來的問題是直徑22米,高17米的大型厭氧發酵罐采用什么樣攪拌裝置較為科學。如:機械攪拌、壓縮氣體攪拌或射流攪拌,但都有不同程度的缺陷,國內許多大型設計院均不予承擔該項目的設計。當時,盡管阻力重重,南陽酒精總廠力排眾議,大膽選用了高級工程師司尚瑣發明的SWN攪拌裝置。實踐證明該攪拌裝置產生的效果比預想的還要好,不但結構簡單,攪拌效果好,設備產氣率高,節約投資,而且不耗電能,不用工人操作,不用維修保養,使用方便安全,效能奇特。該攪拌裝置獲得國家發明專利、國家發明專利優秀獎及國家發明三等獎。

198712135000立方米的發酵罐投料試車一次成功,19871224將沼氣輸入10000立方米的沼氣氣柜,經計量,1個發酵罐日產沼氣10824立方米,產氣能力超過實際水平。沼氣供應本廠職工家庭生活燃料、供應南陽化工廠做化工原料,生產二氯甲烷和三氯甲烷,還供應市內2萬戶、8萬口人生活用氣。南陽成為我國實現民用沼氣的第一座城市。投產運行至今,使用狀況良好,許多國內外專家學者參觀后,給予了高度的評價,都認為沼氣工程規模之大、設備之簡、工藝路線之短。在國內外沼氣工程中是僅有的,工程規模及技術水平都屬國際領先地位,堪稱亞洲之最。該厭氧發酵技術參加了中美生物質能技術交流、第四屆國際厭氧討論會,代表中國18個項目之一,由李鵬總理參加聯合國在巴西熱內盧召開國際環法會議進行參展。.

隨著天冠集團的飛速發展,1997年開始,酒精生產原料出現多元化,單一的術類原料已不能滿足酒精生產的需要,玉米、小麥、大米等谷物類物料成為酒精生產的主要原料,這些物料成分復雜,脂酸、蛋白含量較高(尤其是小麥原料更為突出),在沼氣厭氧發酵過程中出現了新的問題,即甲烷化和酸化失衡,工藝不易控制,操作難度加大。針對小麥這種物料, 我們借鑒玉米糟液發酵工藝,1999年引進了目前較為先進的UASB發酵工藝,但經過一年多調試,不僅操作復雜,而且布水器容易堵塞,無法進入正常運行狀態,承擔者悻悻離去。面對這種局面和小麥糟液厭氧發酵是一片空白這一難題。技術人員沒有退卻,查閱了大量相關技術資料,認真進行分析研究,結合小麥物料的性能和特點,20014月對關鍵部位的布水系統進行了大膽改造,改變進料方式,投車運行一次成功,解決了國內惟一一家利用小麥糟液進行厭氧發酵這一技術難題。為了提高處理負荷,降低出水濃度,技術人員不斷地進行技術改造和創新,對全混合工藝和UASB工藝進行優化,揚長避短,使其在最佳狀態下發揮效能,目前可日產沼氣達到50000立方米,所產沼氣可供南陽市4.5萬戶居民生活用氣,也可供集團內部飼料干燥及冷卻水制冷機組使用。為了降低污水處理費用,200411月我們又新建了5000立方米一級厭氧罐1座,除罐體部分外,關鍵部位的三相分離系統、布水系統等都由我們自己設計,運行至今,效果顯著,達到了預期目的。200610月又上馬兩座5000 立方米IC厭氧發酵

為了提高沼氣能量的利用率,集團欲利用沼氣發電機組進行發電,再利用發電機組排放的尾氣(約為5006000C)進行飼料干燥,實現了資源的多次綜合利用。因此沼氣作為一種清潔、可再生的的生物質能源具有良好的發展前景。

2、實行綜合開發,綜合利用,變廢為寶,促進循環經濟發展

天冠集團1997年在原南陽酒精總廠的基礎上改制后,確立了“以酒精為基礎,以酒精深加工為主導,以綜合利用和綜合開發為雙翼”的發展戰略,對內挖潛綜合利用和綜合開發。在治污方面,酒精糟液首先進行固液分離,分離后濕糟蛋白含量高,可直接出售或經氣流干化后制成干飼料DDG出售;分離后的清液部分可回用酒精生產做拌料用,其余清液進入污水處理系統進行厭氧發酵制取沼氣。因為沼液中含有豐富的N、P、K是一種高效有機肥,能虛土保墑,改善土壤結構,增加作物產量,F生產天冠生態肥,進行推廣應用。

天冠集團從上世紀六十年代開始研究開發沼氣,攻下了菌種選育、高溫菌種馴化、酸化與甲烷化平衡、工藝流程的選擇、5000立方米厭氧發酵罐的設計與建設、攪拌裝置的構思設計與安裝等技術難關。先后獲省級以上科技成果獎4項,國家發明專利一項,國家發明獎一項。通過四十多年的酒精糟液的治理及工業沼氣的開發,使廢物得到了有效利用,最終實現資源化、減量化、無害化整治過程。

天冠集團在綜合開發和綜合利用上做文章,使生產過程中的排放的廢糟、廢水、廢渣、廢氣等都得到了開發利用,變廢為寶,化害為利,獲取了可觀的經濟效益,又加大加快了環保投入,確保了企業環保投入的持續增長, 創造了良好的社會效益。

3、現有設施及效益

沼氣公司現有一級厭氧發酵罐四座,總容量為18000立方米,其中兩座5000立方米采用AC厭氧反應器,一座3000立方米和一座5000立方米采用USB厭氧反應器, 并配套使用10000立方米貯氣柜一座。所產沼氣可為南陽市4.5萬戶居民提供清潔高效的生活用氣,同時也解決酒精生產過程中廢液處理任務,確保了酒精的清潔高效生產。

 

天冠沼氣公司:0377—63036891 63036892

 
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