生物質(zhì)綜合利用系統(tǒng)介紹--發(fā)電、有機肥、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肥加工廠，進行處理銷售；產(chǎn)生的沼液完全回流。
具體的工藝流程見下圖：
2、秸稈接收及預(yù)處理、進料系統(tǒng)
打梱后的玉米秸稈包進場后，首先經(jīng)粉碎、搓揉處理（粒徑為10～20mm）后投入儲料場。壓實后封存，儲料場可保證10個月的存儲量。秸稈包內(nèi)不得有砂、石、鐵絲等雜物。
儲料場取料后再通過上料輸送設(shè)備送至發(fā)酵罐進料器，然后由發(fā)酵罐進料器將秸稈送入發(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，對罐內(nèi)的物料進行充分攪拌。攪拌器的攪拌葉伸出發(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)過預(yù)處理的秸稈與回流沼液以及畜禽糞便混合備料后進入發(fā)酵罐后，通過發(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，可作為有機肥利用，脫水產(chǎn)生的沼液作為工藝水全部回流使用。整個項目無污水排放。
4.2、沼渣堆肥
沼渣堆肥采取好氧發(fā)酵的槽式翻堆工藝。裝載車直接將脫水沼渣送到翻堆槽的起始端，翻堆槽上的翻堆機對槽內(nèi)的物料進行翻堆。物料在翻堆過程中同時逐漸向后移動并脫水。物料從翻堆槽的頭端逐漸移動到尾端，完成處理過程，再用裝載車運出。運出的沼渣直接運至沼渣處理廠，由沼渣處理廠加工為農(nóng)業(yè)有機肥。
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)脫硫工藝進行處理。其脫硫裝置設(shè)置有兩個脫硫塔，采用串并聯(lián)方式運行，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，也不需停車處理。
經(jīng)過脫硫凈化處理后的沼氣送往沼氣存儲及利用單元。預(yù)處理后的沼氣成分見下表
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。具有操作簡單，動力消耗低，主要設(shè)備少的特點。材料可用碳鋼制造，所有設(shè)備均可國產(chǎn)化。因此投資少、維護費用低。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)過預(yù)處理的沼氣可作為發(fā)電機組的燃料，通過內(nèi)燃式沼氣發(fā)電機組生產(chǎn)的綠色電力并入國家電網(wǎng)或給附近的企業(yè)使用。內(nèi)燃式發(fā)電機組的發(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組，發(fā)電機組的高溫尾氣還可以通過換熱裝置和溴化鋰等冷水機組可以實現(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)，擴寬投資效益渠道，提高項目的可持續(xù)性。
