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沼气的产生与安全使用 沼气的产生与安全使用 沼气的定义：

沼气是CH4和其他几种气体的混合气体。主要成分是CH4（占55----65%），其次是CO2（占31—41%），其余少部分是H2 、CO、 N2 、H2O（水蒸气状态）。 2.沼气的特点：

沼气是可燃气体，其发热量按CH4含量55-65%分别为5148-5718大卡/ m3，统计数字5632大卡/m3。其热效率：用于锅炉燃烧79%，节标煤0.65kg/ m3，用于发电1.43度/ m3，民用做饭热效率48%，是煤的17.9% 的2.6倍。因为沼气的主要成分是CH4，所以将CH4的特点看作沼气的特点：爆炸极限4.9-15.4%、最低着火温度645℃、自然点650-750℃、闪点<―6.67℃、沸点―161.58℃、熔点-184℃、临界点-82.15℃、密度1.62、粘度103.7mp、分子量16.03。火灾危险度为Ⅰ类1级1组（1T1-1）属重点防火区。 几种燃料燃烧值对比：

品 名 燃烧值 焦耳/立方米 换算成 千卡/立方米 备 注

纯CH4 3.938 *107 9386.6 含 60/% 沼气 2.358 *107 5632 含55—65% CH4 天然气 3.53 * 107 848 标煤 2.931* 107 7000

原煤 2.093 * 107㎏ 5000㎏ 通 用 重油 42—44.5㎏ 67000—70998㎏

3.沼气的产生，在完全与氧气隔绝（厌氧）的条件下，高浓度有机废水中有机物在厌氧微生物作用下被转化为沼气（含甲烷55—65%）。以酒精废水为例，据理论推算，每公斤COD可转化成0.583 m3沼气，一般按0.5 m3计算。万吨酒精生产厂每天排出COD总量为27500公斤。若厌氧停留时间10天以上，将约90%的COD被转化成沼气，沼气产量将达到12600 m3。

决定或影响沼气产量的因素有：

1.可生化性能：通常将BOD与COD的比值大小看作可生化性能的优劣。比值越大，可生物降解的性能越高，沼气产量也越多，比值大于0.4就称可生物降解性能良好，比值小于0.2可生化性能就太低了。

2、有机物浓度：在厌氧条件下，有机物降解的产物是沼气，只要可生化性能良好，COD含量越高，沼气产量也就越多，这就是说薯类酒精每m3原糟液可产沼气26 m3，而分离后的每m3糟液只能产16—18 m3沼气的道理。

3、厌氧反应器的有效容积及停留时间，在一定范围内与沼气产量成正比关系。 4、进料温度控制对甲烷菌的正常生活影响很大，我们对酒精废水处理利用的是中高温甲烷菌，经过多年实践经验的总结，认为高温甲烷菌的最适生长温度为57±1℃，中温菌种的最适生长温度是37±1℃。在其它情况相同的条件下，利用高温甲烷菌比利用中温甲烷菌发酵速率要高出2/3。在一天时间内，温度变化若>1℃，会引起甲烷菌生长速率迅速下降，甚至会出现死亡速率大于增殖速率，直接影响有机物去除率和沼气产量。

5、控制 PH值是废水厌氧处理最重要的影响因素之一，甲烷菌对PH值非常敏感，最适合的范围是7—7.4，超出此范围，甲烷菌增殖速率迅速下降，直接影响沼气产量。另外营养物与微量元素也是影响甲烷产量比较重要的因素，但酒精废水受影响不大。

6、要提高厌氧反应器的负荷，必须提高反应器的消化速率。除以上营养物质、温度、PH值等条件外，反应器的污泥浓度以及污泥与有机物之间的有效接触（即传质过程）是影

响厌氧消化速率的两个最关键因素。反应器要有较高的有机负荷，旧必须同时具备两个条件：较高的污泥浓度和良好的传质过程。而这两个条件是由反应器的结构形式决定的。 4.沼气的用途：

用于锅炉燃烧，操作简单易行， 安全可靠，节能效果明显，每1000立方米沼气可节约1吨优质煤，并能减少煤渣可燃物，提高锅炉利用率，减轻操作人员劳动强度。 用于家庭生活燃烧，比液化气燃值高，使用方便。

用于发电，每立方米沼气可发1.44千瓦时。单独使用沼气燃烧发电，经济效益高，但稳定性差，与汽油或柴油混合燃烧发电，稳定性能好

（丰禾） 处理能力：进水量小于等于200t/d

进水水质小于等于12000mg/L 出水水质：cod小于等于300mg/L

但经济效益比前者差。根据现行价格，单独用沼气发电，每千瓦时成本为0.13---0.14元。与柴油混合发电，每千瓦时成本为0.21----0.23元。

用作化工原料，可制作一氯甲烷，二氯甲烷，三氯甲烷，四氯甲烷，但需要净化处理。 5.沼气的安全使用

沼气只要用管道输送到燃烧点即可。厌氧发酵罐是低压容器，罐内压力不得超过0.006Mpa。（600㎜H2O）一般使用压力为200-400㎜H2O。压力是由输送管道压力损失和水封决定的，厌氧罐顶设防爆安全阀(安全阀用ф600×0.18铝板制作，超压自动爆破属正常现象，若不爆破证明板太厚，安全性能太低)。为防止操作失误设两道水封器，一旦回火可由水封器阻挡，只要保证厌氧罐正压，就不会引起回火。稍有负压，有水封器保护也不会出现安全事故。

大家都知道，燃烧的三大要素：可燃物、助燃物、着火源。在这里可燃物即是沼气。。有资料表明，甲烷含量低于4.9%时即不会爆炸也不会燃烧。当高于15.4%时，易发生燃烧，但不会发生爆炸。所以沼气的使用只要按规章制度操作是非常安全可靠的。

其工作原理就是通过垂直植入垃圾堆体里若干根抽气井，不间断将沼气抽出，经过收集管网送至发电机机组，再经过冷却脱硫脱水、过滤净化等处理后，产生的纯沼气在发电机组里燃烧后发电，再并入电网。

缺点就是冬天不怎么好用它靠的是发酵在低温时发酵太慢就无法带动发动机。

对于沼气发电机是没有化油器的只不就是沼气直接就进气缸在进入沼气到气缸时有一个挡板来控制沼气的大小还有就是和空气比例的挡板来控制空气，总的来说就有两个入口一个是沼气一个是空气各有一个挡板来控制气体进入的大小来实现发动机的正常运转的。

是要很精确,怎么控制空气的比例这就要经验咯，这点也是比较麻烦的要反复的调试才能达

到一定的效果，如果你个人想搞你还要一定的技术支持才会成的，还有在设计这样的分门和挡板也是要根据你的实际情况来设计的，等于有两个控制（油门）还要根据沼气的量调节。

气柜是一种大型气体储罐，由钢材焊接而成，广泛应用于化工气体和城市煤气的贮存。气柜分为干式和湿式两种。

湿式气柜具有用钢量少，与干式气柜相比机械加工构件少，施工难度低。但由于存在水封装置，柜体易锈蚀，维护费用较高。干式气柜是借助内部大面积活塞升降来恒定及调节输出压力，安装精度及构件加工精度高，施工难度大，但地面积小，贮存压力高，稳定性好，使用寿命长，节省钢材，环境污染少。至九十年代，我国建造的最大湿式气柜已达2 0万M3，干式气柜已达1 5万M3。

湿式气柜主要由立式圆筒形水槽、一个或数个圆筒塔节、钟罩及导向装置组成。钟罩是一个有拱顶的底面敞开的圆筒结构。在水槽和钟罩之间是圆筒状的活动塔节。气体管道穿过水槽底板和水槽中的水进入钟罩，实现气体的输入或排出。上下相连的塔节间用水封挂圈连接并实现密封：当向气柜压送气体时，钟罩上升，其下部挂圈从水槽中取水；钟罩升至一定高度时，钟罩下挂圈与第 塔节上挂圈连接，第二塔节上挂圈立板插入钟罩下挂圈水封，第二塔节即被提起，如此依次提起各塔节。在输出气体时，钟罩和塔节的动作过程相反。钟罩及塔节依靠导轨和导轮保证升降平稳。按导轨形式分为直升式和螺旋导轨式两类。

干式气柜通常采用传统的威金斯干式气柜模式，由气柜底板、立柱、侧壁板、柜顶架、活塞系统、密封装置、平衡装置等主要部分组成，另外设有供检验、操作用的走道平台、梯子及附属装置，如内部升降吊笼及救助装置、外部电梯、放散吹扫装置等。干式气柜外形呈正多棱柱形。在筒体顶角处竖立大型工字钢，作为连接侧壁板的连接件及浮升大活塞用的升降轨道，筒体侧壁由冲压成型的壁板块砌叠焊接而成柜顶架采用型钢桁架结构，柜顶板由钢板或由冲压成型的面板焊接而成，柜顶上设有通风换气装置。气柜内有与其外形相适应的正多边形活塞，在活塞上压有混凝土预制块以调节输出煤气压力。活塞四周设有柔性密封装置，密封装置按密封形式又有稀油密封和橡胶布密封之分。活塞因其密封形式的不同，其结构也不一样，稀油密封气柜的活塞其骨架为型钢桁架，骨架底部焊有钢板将其密闭。橡胶布帘密封气柜的活塞则由用钢板焊成的活塞板、混凝土托座、支架、活塞支柱等组成。

漏气,上午太阳照射,温度高,产气量大于漏气量所以气压上升,下午气温低产气量小于漏气量,所以就下降或没有了,压力高但用不了多久是气箱太小,储存的气太少,设法增大气箱容积即可

预处理 脱硫 防爆 压缩 空气混合控制 发电机 排放燃烧 21:1co2

1m3 =0.55kg柴油 =0.8kg煤炭

测试一下出水BOD，当出水BOD/COD已经很低（<0.1），基本上厌氧也只能处理到这个程度了，如果需要进一步降低COD，一般在厌氧后面再加一个延时曝气工艺。

厌氧工艺的优化无非关注以下几点： pH：6.5~7.8，以6.8~7.3为最佳； 温度：35~39度，以37~38度为最佳；

VFA：控制在5meq/l以下，1meq/l以下为最佳； 碱度：一般在2000~4000mg/l（CaCO3计）； 比产沼气率：0.4~0.6，各种废水有差别；

污泥负荷：0.3~0.5，各种废水有差别，污泥负荷过高，需要考虑降低负荷或增加厌氧污泥量；

水力负荷：高效厌氧反应器如IC反应器HLR可以达到16~20m3/kg.d，一般的厌氧反应器可能为2m3/kg.d以下，具体由反应器结构决定（是否有内循环，三相分离器形式等），可以关注厌氧出水SS量来确定反应器上升流速，如反应器上升流速低，反应器内污泥沉底，也会降低反应器的效率。 以上仅供参考。实际中请根据进水水质作具体分析。

技术简介： 一、有机废水厌氧产沼气 一般来说，大型淀粉厂、酒精厂既是当地的支柱产业，也是造成污染的大户。我国每年排放酒精高浓度有机废水约1200万t，味精工业有机废水约400万t，淀粉工业有机废水约1600万t，这些工业废水的处理达标率还不及10%，利用工业有机废水产沼气的潜力巨大。 上述几种典型的高浓度有机废水是国内主要污染源，必须从源头截治。但同时它又是可开发利用的宝贵能源，通过科学的处理和加工，便可转化为不可或缺的生产和生活资料。采用以厌氧消化（沼气技术）为核心的综合治理与利用工程技术，既经济（节能、产能），又有效（仅厌氧消化工序有机物的去除率就可达到75%以上），其厌氧消化的副产物——沼液、沼渣又是优质有机肥料，为生态农业的种植业所需要。 在淀粉加工过程中产生大量的高浓度酸性有机废水，主要是溶解性的淀粉和少量蛋白质，一般没有毒性，但COD很高，通常为1000～30000mg/L，SS为1500mg/L。如将废水直接排放到环境水体中，不仅对环境造成严重危害，也造成水资源的浪费。 根据相关资料，不同原料生产淀粉产生的水污染物浓度略有不同，表1为不同原料生产淀粉产生的水污染物浓度表。 表1 不同原料生产淀粉产生的污染物浓度 原料 玉米 马铃薯 木薯 小麦 CODCr/(mg/L) 6000～15000 5000～17000 10000 7000～11000 BOD5/(mg/L) 2400～6000 1500～6000 5000～6000 2500～6000 TSS/(mg/L) 氨氮/(mg/L) TP 1000～5000 20～100 10～80 1000～5500 3～10 ＜5 3000～5000 2～8 ＜5 2000 50～150 30～100 以玉米淀粉废水为例，根据资料调研结果，表2列出目前国内应用较多的玉米淀粉生产废水处理工艺、投资和直接运行费用；表3为各处理工艺处理效果。 表2 常用高浓度废水处理工艺、投资及费用 处理工艺 EGSB+生物接触氧化法 EGSB+SBR*法 UASB+接触氧化法 UASB+SBR*法 规格/（t/d） 投资/（万元） 费用/（元/t） 1200 330 0.74 400 140.2 1.14 1000 223 0.63 3000 243 0.40 注：SBR——序批式活性污泥法。 高浓度废水处理工艺效果见表3（略）。 从各玉米淀粉废水处理工程实例可以看出，淀粉废水经厌氧+好氧二级生化处理后，出水水质基本可以满足二级排放标准要求，在增加气浮等后续处理工序时，出水可以达到一级排放标准要求限值。 二、有机废水处理利用实例 1、山东某淀粉企业是以玉米为生产原料，年生产淀粉32万t，设计每天的处理水量为2500m/d，COD浓度在10000mg/L左右，BOD/COD在0.4左右，采用以厌氧生物处理为主的处理工艺，废水经厌氧处理后可以去除92%以上的COD。 本工程IC反应器（厌氧内循环反应器）产生的沼气经过水封、脱硫罐后进入储气柜，实际运行中每天产生了1200m沼气，每立方米沼气可发1.8度电，选用2台每小时发电500kW的发电机，每小时可发电900kW·h，沼气发电产生的余热经过余热回收装置一部分进入锅炉，另一部分进入IC反应器对废水进行加热以维持反应器内的温度。 本工程总投资为1300万元，土建部分的投资为400万元，设备部分的投资为800万元，其它部分的投资为100万元。 电费：废水处理站处理吨水的电费为0.76元/m，药剂费、人工费、处理成本等综合费用，得废水处理的成本为1.12元/m。 效益回收：2台沼气发电机每小时可发电900kW·h，每度电的价格按0.53元计算，则每天可产生11400元的效益，除去污水处理每天的处理成本2800元，则通过沼气发电每天可产生8600元的利润，一年净利润300万元。 2、江苏某酒精有限公司，以木薯为原料生产食用酒精，年产酒精5～6万t，日排放酒糟废醪量1500～2000t，废液中CODCr5.0～6.0万mg/L，属于高浓度、高悬浮的酸性有机废水。 示范工程包括污水处理和发电两部分，总投资2880万元，年生产沼气1200万m，其中发电用气500万m,其余沼气用于汽锅炉燃料。收益包括销售沼气、发电以及沼渣代替煤。 示范工程的经济评估：运营成本由污水处理部分的运营成本和沼气发电部分的运营成本构成。污水处理部分，年运行成本约252万元，年纯收入为166万元。对保护环境的贡献是：年减排BOD51.50万t左右，节约原煤4950t，所产沼气代替原煤第一年减少CO2排放333333

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