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连星集团工业沼气

 一、沼气的成分

沼气是酒精糟液经厌氧发酵后产生的混合气体,其主要成分为甲烷(CH4,占55%)、二氧化碳(CO2,占45%以下)及少量的硫化氢(H2S)。

甲烷:密度比空气小。

爆炸极限:4.9%——15.4%

自燃点: 595

二氧化碳:密度比空气大,易于在低洼地点积聚,属不燃气体。

硫化氢:密度比空气大,属有毒有害气体,易于在低洼地点积聚。

    二、存在危险:

1、火灾、爆炸。当沼气柜发生沼气泄露时,遇到明火,可能发生火灾、爆炸事故。

2、气柜发生倾斜逸气,可能发生爆炸事故。若气柜在运行过程中出现错轨、卡轨、外力破坏现象时,由于气柜的内部压力,使气柜向一侧倾斜,导致大量沼气突然泄露,与空气混合,可能发生沼气爆炸事故。

3、中毒窒息事故。沼气中的硫化氢为窒息性毒害气体,其密度大于空气,很容易积聚低洼处,当通风不良时,容易发生中毒窒息事故。

 

   三、沼气的发展及利用

1、沼气发展及应用

工厂从1964年春天就开始了用2升发酵瓶,10升集气瓶置于恒温箱中进行中温小型厌氧发酵试验,选用河沟里、下水道里、污水沟里污泥等处进行菌种的筛选驯化,最后将外贸臭水沟里污泥驯化成功,解决了菌种的选育问题。1965年建造了18立方米及22立方米池子,利用酒糟保温,进行水压式中温中型试验,在此基础上改造建立了6立方米水封式储气罐利用一端固定、一端下按方式进行搅拌,在此基础上又建造了4X 40立方米发酵池并对原来的搅拌进行了改造和创新,即中间为支撑点、两端同时搅拌的方式,经过一个冬夏试验,取得中试成功,与此同时将菌种由中温改为高温反复进行小型实验,发现温度高菌种也不死亡,解决了小试中加碱不均匀、由中温发酵变为高温发酵问题。1966年下半年至1967年初,建成有效容积2000立方米隧道式厌氧发酵池2座,同年5月份投产试车正常,达到日投酒精糟300400立方米,日产沼气6000——8000立方米,沼气用于烧锅炉,1立方米相当于0.81公斤原煤。1969年化工部一工程师建议沼气可直接做化工原料,生产二氯甲烷(独家)、二氯甲烷及辅助产品。1970年在化工部第八设计院指导下设计了年产二氯甲烷300吨、三氯甲烷100吨,1973年建成。1976年,年产二氯甲烷达1000吨,并成立了淮南石油化工厂。厌氧后消化液含有丰富的VB12用于生产针剂。1980春天,轻工部环保研究所在考察污染治理工作后决定12月份在我单位召开全国沼气经验交流会,当时日投酒精糟400500立方米,日产沼气10000立方米以上。沼气用于发电,0.7立方米沼气可发1度电,供应白酒车间;沼气用于厂内职工做饭,1立方米沼气可节约1.52公斤煤,效果不错。参会的有大专院校、科研单位、酒精行业等96个单位,反映好,轰动大。1983年轻工业部环境保护科学研究所和淮南酒精总厂合作进行20立方米(2个)罐式厌氧发酵试验,取得试验成功。

1985年,国家计委、能源处为改善城市居民燃料结构,提高城市居民燃料气化率,寻求新的气源,特委托农牧渔业部环保能源司组织专家,对淮南酒精总厂扩建沼气项目进行考察论证,而后决定将淮南酒精总厂沼气扩建工程列入国家“七五”节能示范项目,投资420 万元。拟在原沼气狭窄区域内建立日处理20003000立方米糟液规模的厌氧发酵装置,需建发酵罐515个(当时国内最大的单体容积为10003600立方米),不但造成摆布不均,而且不易管理,还增加了投资。工厂决定建5000立方米大型全混合厌氧发酵罐2座,委托西安、上海、天津等国内知名设计院设计,但是均不予承担,在寻找建设伙伴中,工厂作了大难。正在山穷水尽疑无路时,淮南地区建筑公司设计室老工程师大胆地承担设计(后实践证明,设计合理),同时又兴建一座10000立方米沼气贮气柜及配套的沼气脱硫设备等。接踵而来的问题是直径22米,高17米的大型厌氧发酵罐采用什么样搅拌装置较为科学。如:机械搅拌、压缩气体搅拌或射流搅拌,但都有不同程度的缺陷,国内许多大型设计院均不予承担该项目的设计。当时,尽管阻力重重,淮南酒精总厂力排众议,大胆选用了高级工程师司尚琐发明的SWN搅拌装置。实践证明该搅拌装置产生的效果比预想的还要好,不但结构简单,搅拌效果好,设备产气率高,节约投资,而且不耗电能,不用工人操作,不用维修保养,使用方便安全,效能奇特。该搅拌装置获得国家发明专利、国家发明专利优秀奖及国家发明三等奖。

198712135000立方米的发酵罐投料试车一次成功,19871224将沼气输入10000立方米的沼气气柜,经计量,1个发酵罐日产沼气10824立方米,产气能力超过实际水平。沼气供应本厂职工家庭生活燃料、供应淮南化工厂做化工原料,生产二氯甲烷和三氯甲烷,还供应市内2万户、8万口人生活用气。淮南成为我国实现民用沼气的第一座城市。投产运行至今,使用状况良好,许多国内外专家学者参观后,给予了高度的评价,都认为沼气工程规模之大、设备之简、工艺路线之短。在国内外沼气工程中是仅有的,工程规模及技术水平都属国际领先地位,堪称亚洲之最。该厌氧发酵技术参加了中美生物质能技术交流、第四届国际厌氧讨论会,代表中国18个项目之一,由李鹏总理参加联合国在巴西热内卢召开国际环法会议进行参展。.

随着连星集团的飞速发展,1997年开始,酒精生产原料出现多元化,单一的术类原料已不能满足酒精生产的需要,玉米、小麦、大米等谷物类物料成为酒精生产的主要原料,这些物料成分复杂,脂酸、蛋白含量较高(尤其是小麦原料更为突出),在沼气厌氧发酵过程中出现了新的问题,即甲烷化和酸化失衡,工艺不易控制,操作难度加大。针对小麦这种物料, 我们借鉴玉米糟液发酵工艺,1999年引进了目前较为先进的UASB发酵工艺,但经过一年多调试,不仅操作复杂,而且布水器容易堵塞,无法进入正常运行状态,承担者悻悻离去。面对这种局面和小麦糟液厌氧发酵是一片空白这一难题。技术人员没有退却,查阅了大量相关技术资料,认真进行分析研究,结合小麦物料的性能和特点,20014月对关键部位的布水系统进行了大胆改造,改变进料方式,投车运行一次成功,解决了国内惟一一家利用小麦糟液进行厌氧发酵这一技术难题。为了提高处理负荷,降低出水浓度,技术人员不断地进行技术改造和创新,对全混合工艺和UASB工艺进行优化,扬长避短,使其在最佳状态下发挥效能,目前可日产沼气达到50000立方米,所产沼气可供淮南市4.5万户居民生活用气,也可供集团内部饲料干燥及冷却水制冷机组使用。为了降低污水处理费用,200411月我们又新建了5000立方米一级厌氧罐1座,除罐体部分外,关键部位的三相分离系统、布水系统等都由我们自己设计,运行至今,效果显著,达到了预期目的。200610月又上马两座5000 立方米IC厌氧发酵

为了提高沼气能量的利用率,集团欲利用沼气发电机组进行发电,再利用发电机组排放的尾气(约为5006000C)进行饲料干燥,实现了资源的多次综合利用。因此沼气作为一种清洁、可再生的的生物质能源具有良好的发展前景。

2、实行综合开发,综合利用,变废为宝,促进循环经济发展

连星集团1997年在原淮南酒精总厂的基础上改制后,确立了“以酒精为基础,以酒精深加工为主导,以综合利用和综合开发为双翼”的发展战略,对内挖潜综合利用和综合开发。在治污方面,酒精糟液首先进行固液分离,分离后湿糟蛋白含量高,可直接出售或经气流干化后制成干饲料DDG出售;分离后的清液部分可回用酒精生产做拌料用,其余清液进入污水处理系统进行厌氧发酵制取沼气。因为沼液中含有丰富的NPK是一种高效有机肥,能虚土保墒,改善土壤结构,增加作物产量。现生产连星生态肥,进行推广应用。

连星集团从上世纪六十年代开始研究开发沼气,攻下了菌种选育、高温菌种驯化、酸化与甲烷化平衡、工艺流程的选择、5000立方米厌氧发酵罐的设计与建设、搅拌装置的构思设计与安装等技术难关。先后获省级以上科技成果奖4项,国家发明专利一项,国家发明奖一项。通过四十多年的酒精糟液的治理及工业沼气的开发,使废物得到了有效利用,最终实现资源化、减量化、无害化整治过程。

连星集团在综合开发和综合利用上做文章,使生产过程中的排放的废糟、废水、废渣、废气等都得到了开发利用,变废为宝,化害为利,获取了可观的经济效益,又加大加快了环保投入,确保了企业环保投入的持续增长, 创造了良好的社会效益。

3、现有设施及效益

沼气公司现有一级厌氧发酵罐四座,总容量为18000立方米,其中两座5000立方米采用AC厌氧反应器,一座3000立方米和一座5000立方米采用USB厌氧反应器, 并配套使用10000立方米贮气柜一座。所产沼气可为淮南市4.5万户居民提供清洁高效的生活用气,同时也解决酒精生产过程中废液处理任务,确保了酒精的清洁高效生产。

 

连星沼气公司:0377—63036891 63036892

 
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