沼氣干發酵技術
沼氣干發酵是指以秸稈、畜禽糞便等有機廢棄物為原料(干物質濃度在 20 %以上) ,利用厭氧菌將其分解為 CH4 ,CO2 ,H2S 等氣體的發酵工藝。沼氣干發酵由于其發酵原料的干物質濃度高而導致的進出料難、 傳熱傳質不均勻、 酸中毒等問題 ,是沼氣干發酵的技術難點 ,對此國內外都進行了深入的研究。
我國從20世紀80年代起開始了戶用沼氣干發酵研究 ,取得了一定的成果。葉森等從 1986 年開始研究自動排料沼氣干發酵裝置和相應的半連續干發酵工藝 ,于1988年8月通過了由農業部能源環保局主持的技術鑒定。馬云瑞等研制了分離儲氣恒壓干發酵池 ,其產氣量基本能夠滿足四口之家一日兩餐(6月～10月)炊事用能及照明用能(5 月～l1月) 。康恒德發明了小型高效穩壓式自動漫滲濾干發酵沼氣池。北京合百意生態能源科技開發有限公司對沼氣干發酵菌種進行了研究 ,研制了預處理秸稈復合菌劑和低溫高效甲烷菌 ,目前正在進行推廣示范。
我國在21世紀初開始了大型沼氣干發酵研究 ,目前還處于小試研究階段。甘如海對畜禽糞便厭氧干發酵處理攪拌反應器進行了研究 ,設計試制出臥式螺帶攪拌發酵罐 ,通過試驗得出了操作參數對發酵產氣過程的影響情況 ,確定了最優操作參數。晏水平對大中型集約化養殖場畜禽糞便高溫厭氧干發酵處理工程中的罐體加熱保溫裝置進行了研究 ,其具體研究內容是罐體加熱保溫裝置的選型和操作參數設計 ,為大型沼氣干發酵系統的工程化提供了一定的基礎理論。
國外對沼氣干發酵技術的研究比我國早 ,整體技術水平較我國領先。從20世紀 40 年代起 ,德國、法國和阿爾及利亞就開始運用批量式沼氣干發酵技術。20 世紀 80 年代 ,德國、 荷蘭、 瑞士、 布基納法索、 尼日爾等國家對沼氣干發酵進行了深入的研究。20世紀 90 年代 ,德國大量資助新型的間歇式干法沼氣發酵技術的研發 ,在 90 年代末 ,該項工藝和裝備通過了中試 ,并于 2002 年生產出產業化裝備 ,投入實際運行。目前 ,國外的沼氣干發酵技術已經成熟 ,如車庫型干發酵系統、 氣袋型干發酵系統、 干濕聯合型發酵系統、 滲濾液儲存桶型干發酵系統等大型沼氣干發酵系統 ,已經投入生產性應用 ,可進行規模化的沼氣生產。
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