清华大学：《我国沼气工程商业化发展和国家行动计划》讲义

我国沼气工程商业化发展和 国家行动计划 顾树华教授 清华大学能源环境经济研究院 电话:01062771024 Email:shuhua(@inet.tsinghua.edu.cn

1 我国沼气工程商业化发展和 国家行动计划 顾树华,教授 清华大学能源环境经济研究院 电话：010-62771024 Email: shuhua@inet.tsinghua.edu.cn

主要内容 ●概念 ●机遇与挑战 ●行动与计划

2 主要内容 ⚫ 概念 ⚫ 机遇与挑战 ⚫ 行动与计划

概念 1.1什么是沼气?一一种可燃气体 主要成份: 甲烷CH455-65% 二氧化碳CO230-40% 少量H2S,CO,H2,O2等

3 一、 概念 1.1 什么是沼气？— 一种可燃气体 主要成份： 甲烷CH4 55-65% 二氧化碳CO2 30-40％ 少量H2S，CO，H2，O2等

12沼气是怎么产生的一分解发酵 有机物在厌氧条件下经微生 复杂有机物 物分解发酵而生成的可燃气 (多糖脂类、蛋白质等) 体,主要成分是CH4和CO2 可溶性物质 ●发酵过程是五群细菌参与的 (糖类、脂酸、氨基酸等) 活动一发酵细菌、产氢产乙 ① 丙酸、丁酸等 酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢 长链脂肪酸 产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌 H2+Co ③CH3COOH ●沼气发酵的条件一发酵原料 厌氧活性污泥、温度、酸碱 CHA,H,0 CH, cO2 度、负荷营养物质、搅拌等

4 1.2 沼气是怎么产生的—分解发酵 ⚫ 有机物在厌氧条件下经微生 物分解发酵而生成的可燃气 体，主要成分是CH4和CO2 ⚫ 发酵过程是五群细菌参与的 活动—发酵细菌、产氢产乙 酸菌、耗氢产乙酸菌、食氢 产甲烷菌、食乙酸产甲烷菌 ⚫ 沼气发酵的条件—发酵原料、 厌氧活性污泥、温度、酸碱 度、负荷营养物质、搅拌等

13沼气工程工艺流程 工艺流程一般包括五部分:原料的收集;原料 的预处理;消化器(沼气池);出料的后处理; 沼气的净化、储存和输配 净化→亠贮存-用户 沼气 有机废物→调节池一预处理褶沼 出水→后处理一排放 剩余污泥

5 ⚫ 工艺流程一般包括五部分：原料的收集；原料 的预处理；消化器（沼气池）；出料的后处理； 沼气的净化、储存和输配 1.3 沼气工程工艺流程

13集约化禽畜场沼气工程 ●利用粪便制取沼气的全套工程设施,包括原料 的预处理、厌氧消化、沼气净化及输配、发酵 残留物后处理以及工艺流程的控制、监测五个 部分组成 沼气 分离器脱硫塔 储气柜 增温器 鞋裘 沉淀池 预处理池 厌氧反应器 酸化池 千化罐 颗粒机

6 ⚫ 利用粪便制取沼气的全套工程设施 ，包括原料 的预处理、厌氧消化、沼气净化及输配、发酵 残留物后处理以及工艺流程的控制、监测五个 部分组成 1.3 集约化禽畜场沼气工程

13集约化禽畜场沼气工程 万头育肥猪场,日产粪 水60m3,设计池容 500m3,产气率为 039m3/m3d,总投资为 175万元 年产沼气10万立方米, 固体有机肥540吨 收益=沼气+有机肥+避免A 排污罚款+畜禽发病率减 少避免的损失 ▲灯济20万头养猪场沼气【程 COD、BOD去除率分别 70%、75%以上

7 ⚫ 万头育肥猪场，日产粪 水60ｍ3，设计池容 500m 3，产气率为 0.39m 3 /m 3 •d，总投资为 175万元 ⚫ 年产沼气10万立方米， 固体有机肥540 吨 ⚫ 收益 =沼气 +有机肥 +避免 排污罚款 +畜禽发病率减 少避免的损失 ⚫ COD 、BOD去除率分别 70 % 、75%以上 1.3 集约化禽畜场沼气工程

13工业有机废水沼气工程 利用工业有机废水、废渣生产沼气 ●包括酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸、屠宰等 可转化为沼气的资源量约107亿立方米 酒水析,氧—「艺处叶下消沒1释

8 ⚫ 利用工业有机废水、废渣生产沼气 ⚫ 包括酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸、屠宰等 ⚫ 可转化为沼气的资源量约107亿立方米/年 1.3 工业有机废水沼气工程

14沼气工程的作用 ●生产清洁能源高效、可再生能源 ●治理环境污染处理粪便、垃圾、有机废 水、废渣 ●提高企业经济效益一综合利用、改善生产 条件 形成新的产业设计、施工、副产品生产 销售、配套设备加工

9 ⚫ 生产清洁能源—高效、可再生能源 ⚫ 治理环境污染—处理粪便、垃圾、有机废 水、废渣 ⚫ 提高企业经济效益—综合利用、改善生产 条件 ⚫ 形成新的产业—设计、施工、副产品生产 销售、配套设备加工 1.4 沼气工程的作用

机遇与挑战 21粪便资源亟待开发利用 ●“菜篮子”工程发展一全国集约化畜禽养殖场达1万家 以上,粪便处理利用不到10% ●粪水污染严重—水体富营养化、臭气 ●粪便是可利用的资源生产清洁能源、增加能源供应; 生产高效有机肥、发展生态农业 ●畜禽粪便资源总量(干物质)约1.8亿吨,实际可利用 量约4000万吨,可产沼气近100亿立方米,按热值相当 于800万tee,用于发电可装机500万kW,年发电量150 亿kwh

10 二、 机遇与挑战 2.1 粪便资源亟待开发利用 ⚫ “菜篮子”工程发展—全国集约化畜禽养殖场达1万家 以上，粪便处理利用不到10% ⚫ 粪水污染严重—水体富营养化、臭气 ⚫ 粪便是可利用的资源—生产清洁能源、增加能源供应； 生产高效有机肥、发展生态农业 ⚫ 畜禽粪便资源总量（干物质）约1.8亿吨，实际可利用 量约4000万吨，可产沼气近100亿立方米，按热值相当 于800万tce，用于发电可装机500万kW，年发电量150 亿kWh