生物質(zhì)綜合利用系統(tǒng)介紹--發(fā)電、有機(jī)肥、冷熱能系統(tǒng)
1、工藝方案概述
生物質(zhì)干式厭氧發(fā)酵工藝技術(shù)，主要由以下四個(gè)系統(tǒng)組成：
1.1、秸稈接收及預(yù)處理系統(tǒng)
1.2、厭氧發(fā)酵系統(tǒng)
1.3、沼渣加工系統(tǒng)
1.4、沼氣提純或發(fā)電系統(tǒng)
以玉米秸稈為主要原料，配以少量畜禽糞便。通過(guò)厭氧發(fā)酵處理，產(chǎn)生沼氣。沼氣首先經(jīng)脫硫凈化后提純、壓縮等工藝生產(chǎn)出壓縮天然氣(CNG)；厭氧發(fā)酵產(chǎn)生的沼渣則送廠外有機(jī)肥加工廠，進(jìn)行處理銷(xiāo)售；產(chǎn)生的沼液完全回流。
具體的工藝流程見(jiàn)下圖：
2、秸稈接收及預(yù)處理、進(jìn)料系統(tǒng)
打梱后的玉米秸稈包進(jìn)場(chǎng)后，首先經(jīng)粉碎、搓揉處理（粒徑為10～20mm）后投入儲(chǔ)料場(chǎng)。壓實(shí)后封存，儲(chǔ)料場(chǎng)可保證10個(gè)月的存儲(chǔ)量。秸稈包內(nèi)不得有砂、石、鐵絲等雜物。
儲(chǔ)料場(chǎng)取料后再通過(guò)上料輸送設(shè)備送至發(fā)酵罐進(jìn)料器，然后由發(fā)酵罐進(jìn)料器將秸稈送入發(fā)酵罐。
3、 厭氧發(fā)酵系統(tǒng)
干式發(fā)酵罐采用臥式鋼制發(fā)酵罐，外形為圓柱形，內(nèi)部設(shè)慢速攪拌器，對(duì)罐內(nèi)的物料進(jìn)行充分?jǐn)嚢琛嚢杵鞯臄嚢枞~伸出發(fā)酵罐內(nèi)的物位液面，將處于液面上的物料打入至液面以下，能有效防止罐內(nèi)浮渣的產(chǎn)生。
沼氣發(fā)酵可采用高溫或38℃左右中溫厭氧發(fā)酵工藝。經(jīng)過(guò)預(yù)處理的秸稈與回流沼液以及畜禽糞便混合備料后進(jìn)入發(fā)酵罐后，通過(guò)發(fā)酵。
4、沼渣加工系統(tǒng)
4.1、沼渣脫水
干式發(fā)酵工藝產(chǎn)生的沼渣由于含固率較高，含水率大約為75%左右，可作為有機(jī)肥利用，脫水產(chǎn)生的沼液作為工藝水全部回流使用。整個(gè)項(xiàng)目無(wú)污水排放。
4.2、沼渣堆肥
沼渣堆肥采取好氧發(fā)酵的槽式翻堆工藝。裝載車(chē)直接將脫水沼渣送到翻堆槽的起始端，翻堆槽上的翻堆機(jī)對(duì)槽內(nèi)的物料進(jìn)行翻堆。物料在翻堆過(guò)程中同時(shí)逐漸向后移動(dòng)并脫水。物料從翻堆槽的頭端逐漸移動(dòng)到尾端，完成處理過(guò)程，再用裝載車(chē)運(yùn)出。運(yùn)出的沼渣直接運(yùn)至沼渣處理廠，由沼渣處理廠加工為農(nóng)業(yè)有機(jī)肥。
5、沼氣凈化、提純及發(fā)電系統(tǒng)
5.1 、沼氣凈化系統(tǒng)
發(fā)酵罐產(chǎn)生的沼氣由罐頂?shù)恼託夤芗惺占?，送入沼氣處理系統(tǒng)。沼氣是一種混合氣體，主要成分為CH4、CO2、H2S、水蒸汽及灰塵等雜質(zhì)。成分見(jiàn)下表。沼氣成分
考慮到發(fā)酵原料以秸稈為主，因此沼氣中的硫化氫含量較低，大約為500ppm左右，因此可選用常規(guī)的干式化學(xué)脫硫工藝進(jìn)行處理。其脫硫裝置設(shè)置有兩個(gè)脫硫塔，采用串并聯(lián)方式運(yùn)行，互為備用，既能保證脫硫精度，又能充分利用脫硫劑的硫容，如此循環(huán)使用。在更換脫硫劑時(shí)，也不需停車(chē)處理。
經(jīng)過(guò)脫硫凈化處理后的沼氣送往沼氣存儲(chǔ)及利用單元。預(yù)處理后的沼氣成分見(jiàn)下表
預(yù)處理后沼氣成分
?5.2、沼氣提純系統(tǒng)
沼氣提純工藝常規(guī)分為干法和濕法，干法包括變壓吸附法（PSA）、變溫吸附法（TSA）；濕法包括高壓水洗法和化學(xué)（醇胺）吸附法等。
變壓吸附法甲烷回收率在95%以上。具有操作簡(jiǎn)單，動(dòng)力消耗低，主要設(shè)備少的特點(diǎn)。材料可用碳鋼制造，所有設(shè)備均可國(guó)產(chǎn)化。因此投資少、維護(hù)費(fèi)用低。經(jīng)提純后的天然氣滿足GB18047-2000要求。再經(jīng)增壓裝瓶，生產(chǎn)車(chē)用壓縮天然氣CNG。
5.3、沼氣發(fā)電及余熱利用系統(tǒng)
經(jīng)過(guò)預(yù)處理的沼氣可作為發(fā)電機(jī)組的燃料，通過(guò)內(nèi)燃式沼氣發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)的綠色電力并入國(guó)家電網(wǎng)或給附近的企業(yè)使用。內(nèi)燃式發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率大約在38-42%之間，可以根據(jù)氣量的大小配置不同功率的機(jī)組，發(fā)電機(jī)組的高溫尾氣還可以通過(guò)換熱裝置和溴化鋰等冷水機(jī)組可以實(shí)現(xiàn)供熱和制冷輸出，可以為居民或用戶提供暖、供熱、空調(diào)或蒸汽等能源服務(wù)，擴(kuò)寬投資效益渠道，提高項(xiàng)目的可持續(xù)性。
