多年來，得益于投資的帶動(dòng)，中國(guó)沼氣事業(yè)得到了快速發(fā)展。國(guó)家日前發(fā)布《全國(guó)農(nóng)村沼氣發(fā)展“十三五”規(guī)劃》，提出到2020年我國(guó)沼氣總產(chǎn)量要達(dá)到207億立方米，截至目前，我國(guó)沼氣總產(chǎn)量為158億立方米，這意味著未來5年內(nèi)，沼氣總產(chǎn)量將再增31.1%。
據(jù)悉，生物天然氣工程和大型沼氣工程已成為國(guó)家、推進(jìn)農(nóng)村沼氣轉(zhuǎn)型升級(jí)的核心方向，這兩項(xiàng)工程的總投資超過“十三五”農(nóng)村沼氣工程總投資的60%。
總體來說，中國(guó)沼氣正在逐步由過去的以戶用沼氣為主向多元化發(fā)展新格局轉(zhuǎn)變。回顧過去，農(nóng)村沼氣可以用“成績(jī)巨大、問題不少”來概括，究其原因，就在于業(yè)主對(duì)沼氣工程各個(gè)環(huán)節(jié)上疏于管理。生物天然氣工程是一個(gè)更為復(fù)雜的系統(tǒng)，從原料收集到生產(chǎn)過程再到副產(chǎn)品的利用消納都必須保證中間環(huán)節(jié)的通暢，其整個(gè)過程就必須要集中的監(jiān)測(cè)技術(shù)作為支撐，才能實(shí)現(xiàn)運(yùn)行，進(jìn)而顯著提高經(jīng)濟(jì)效益。
1優(yōu)化監(jiān)測(cè)與厭氧發(fā)酵
厭氧消化器是大中型沼氣工程的核心設(shè)備，微生物的繁殖、有機(jī)物的分解轉(zhuǎn)化、沼氣的生成都是在消化器里進(jìn)行的。厭氧發(fā)酵是一個(gè)復(fù)雜的過程,預(yù)處理、接種比例、總固體濃度、原料、溫度和外源添加物等因素都對(duì)厭氧發(fā)酵有顯著影響。因此，除了要根據(jù)發(fā)酵原料選擇適宜的工藝類型和消化器結(jié)構(gòu)，通過監(jiān)測(cè)系統(tǒng)掌握厭氧消化器的運(yùn)行情況也是保障沼氣工程運(yùn)行的重點(diǎn)。通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)厭氧發(fā)酵工藝進(jìn)行深入研究，探索改良性能的潛在可能，對(duì)發(fā)酵條件進(jìn)行及時(shí)調(diào)整及優(yōu)化，對(duì)提升產(chǎn)氣效率和提高甲烷含量具有重要意義。
產(chǎn)甲烷菌
2優(yōu)化監(jiān)測(cè)與沼氣提純
沼氣的主要成分是CH4和CO2，此外，還含有一些其他微量成分，如H2、H2S等。沼氣并入天然氣網(wǎng)，或用于車用燃料、發(fā)電、燃料電池等，一般都對(duì)其各組分有嚴(yán)格的要求。例如，沼氣中通常含有60%以上的甲烷，而汽車天然氣甲烷含量在90%以上。因此，需要通過采用變壓吸附(PSA)、水洗、碳酸丙烯酯和堿溶液吸收等物理和化學(xué)方法，對(duì)沼氣去雜純化，使之成為CH4含量高、熱值和雜質(zhì)氣體組分品質(zhì)符合天然氣標(biāo)準(zhǔn)要求的高品質(zhì)生物天然氣。
沼氣經(jīng)提純成為生物天然氣，既可替代汽油，也可替代現(xiàn)有的CNG作為車用燃料。與天然氣相比，它具有可利用廢棄物生產(chǎn)、不受氣源和地域限制、可再生等特點(diǎn)。日產(chǎn)沼氣3至4萬(wàn)立方米的沼氣工程，提純后可產(chǎn)2萬(wàn)立方米以上天然氣，效益十分可觀。使用沼氣分析儀監(jiān)測(cè)甲烷含量，掌握甲烷回收率、脫硫效率等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并據(jù)此進(jìn)行厭氧發(fā)酵、提純過程的工藝優(yōu)化，可以顯著提高沼氣和生物天然氣工程的經(jīng)濟(jì)效益。相應(yīng)的，對(duì)沼氣工程各個(gè)環(huán)節(jié)疏于管理，則會(huì)直接造成利潤(rùn)下滑，這也是為什么我國(guó)中小型沼氣工程多數(shù)虧損的重要原因之一。
提純裝置出口沼氣分析儀
3優(yōu)化監(jiān)測(cè)與熱電聯(lián)產(chǎn)
在熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目中，燃?xì)廨啓C(jī)和熱交換器被用來加熱厭氧消化池和發(fā)電。沼氣驅(qū)動(dòng)的燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，通常要求沼氣預(yù)處理系統(tǒng)的硫化氫(H2S)去除能力達(dá)到99.9%，因此需要進(jìn)行沼氣質(zhì)量檢驗(yàn)。持續(xù)的沼氣監(jiān)測(cè)使得燃料條件達(dá)到要求，從而保護(hù)發(fā)電機(jī)不會(huì)因?yàn)槌霈F(xiàn)損壞和非計(jì)劃停用而造成收益損失，并且能夠幫助工作人員對(duì)內(nèi)部再循環(huán)率和預(yù)處理水平進(jìn)行調(diào)整，起到優(yōu)化燃燒的作用?？梢赃M(jìn)一步說，提高燃燒效率和設(shè)備利用時(shí)間就是提高生物天然氣工程的利潤(rùn)空間。
德國(guó)、瑞典等歐洲國(guó)家非常重視技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新，通過監(jiān)測(cè)技術(shù)來提高產(chǎn)氣效率和設(shè)備穩(wěn)定性，同時(shí)降低沼氣工程運(yùn)行成本、人工和維護(hù)費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了沼氣工程的產(chǎn)業(yè)化和市場(chǎng)化，并形成了行業(yè)的良性發(fā)展，他們的成功經(jīng)驗(yàn)值得我們借鑒。
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