3I沼气工艺
3I沼气工艺是指:沼气反应器与太阳能一体化(integrated)
厌氧与好氧一体化(integrated)
沼气与种植一体化(integrated)
3I沼气工艺是北京菲涅尔科技有限公司近年研发的新技术。所谓3I即为:一、将沼气工程的反应器(池)与太阳能温室及集热器结合于一体,用太阳能给沼气发酵原料加热保温,使沼气实现低耗能中恒温厌发酵,克服了沼气在寒冷地区冬季不能运行或高耗能运行的重大难题,确保了沼气在寒冷地区的常年低耗能运行;大大减少了自身耗能;且减少了运行成本。二、将厌氧与好氧结合于一体,使沼液在系统内实现好氧降解,克服了沼液的二次污染问题。三、将沼气与种植结合于一体,可大大减少好氧降解后水中的有机物,使沼液成为中水排放;种植水葫芦等水生植物,水葫芦等水生植物再作发酵原料使用或作饲料使用。3I沼气工艺是一项生态系统工程,即环保、能源、循环再生于一体;适用于粪污、秸秆、生活垃圾及工业有机污水处理。
随着政府投入的加大,政策的促进,沼气推广应用的用户和建设速度成倍递增,工程结构、成套产品不断更新;新工艺、新技术、新材料不断涌现;功能不断完善,产品及工程质量不断提高;投资大、收益低、建池难、管理难、寿命短等一系列问题将逐步得到解决;自身耗能大、寒冷地区冬季不能用、浮壳、沉渣等难题也将逐步都克服;从业队伍在不断扩大,一个沼气行业正在形成,企业规模、人才队伍、研发能力、服务水平正在提高;新产品、新工艺在示范中不断的被广大用户所接受,且达到性能、效率、寿命和适应性等多方面的实践检验。一批优秀优质的新工艺、新产品已得到推广部门和广大用户的认可,且得到了广泛的推广,受到了良好的经济和社会效益,为沼气的商品化发展奠定了基础。
根据沼气商品化、工厂化、标准化的发展趋势,结合多年来沼气推广中存在的一些问题和难点,近年来,在专家、学者和企业界的努力下,沼气工艺有了新的发展,结构功能有了很大提高。以北京菲涅尔科技有限公司为例,该公司开发的SBBR(太阳能仿生沼气反应器)、FBBR(柔性动态仿生沼气反应器)在国内外得到了广泛的推广应用,受到了专家的关注和业内的效仿。该公司在开发和应用中总结经验,整合了优势,完善了功能结构,北京菲涅尔科技有限公司又率先开发出了3I沼气工艺新技术。
1000m33I沼气新工艺与普通工艺性能及优势的对比性能对比
项目 |
3I |
UASB |
USB |
AF |
FBR |
地下 |
地上 |
自身加热耗能 |
85m3/d |
200m3/d |
200m3/d |
200m3/d |
170m3/d |
120m3/d |
总投资 |
220万元 |
350万元 |
350万元 |
260万元 |
240万元 |
120万元 |
主体寿命 |
25年 |
20年 |
20年 |
25年 |
20年 |
20年 |
年产沼气总量 |
36万m3 |
36万m3 |
36万m3 |
36万m3 |
36万m3 |
36万m3 |
年投资回收率 |
35﹪ |
15﹪ |
15﹪ |
25.4﹪ |
28.6﹪ |
45﹪ |
运行管理费 |
21万元 |
45万元 |
45万元 |
45万元 |
40万元 |
22万元 |
进出料及搅拌耗能 |
20kwh/d |
95kwh/d |
95kwh/d |
50kwh/d |
90kwh/d |
50kwh/d |
注:1. UASB、USB、AF、IC均为地上罐加保温,FBR为整体柔性材料反应器;总投资均含储气柜。
2. 自身加热耗能为常年平均值(以北京地区为例,发电余热利用),进出料及搅拌耗能是指调节池和厌氧消化池部分。
3. 运行管理费包括自身加热耗能、进出料搅拌机械耗能、日常管理的人员工资及机械保养和脱硫剂等。
4. 主体寿命是指主发酵间和储气柜。
5. 总投资包括发酵间、储气柜、发电机、主体设备,设备基础、设备间、脱硫、脱水、安全装置、增压恒压装置、远程在线系统控制等附属设施。3I工艺结构还包括太阳能等集热加热系统的造价。
6. 收入含肥料收入,每年电和肥净利润以85万元计。
沼气反应器与太阳能一体化,就是利用太阳能温室及集热器给沼气的发酵原料进行加热增温,我国大部分寒冷地区基本上都是太阳能资源一、二类地区,太阳能辐照量都在0.7kw/m2以上,也就是说1000m3的沼气工程配套一个采光大棚或简易太阳能集热器,如配套采光面积为500m2,太阳辐照量以0.7kw/m2计,相当于350kw功率,每天日照均为8小时,那么有日照时,每天就可获得相当于438公斤标煤的热值,以转换率为70%计,可满足50吨粪污从5℃提高到38.6℃。
厌氧与好氧一体化,就是将厌氧、好氧设置于一体,这样既节省好氧系统的占地和造价,使两者合二为一,使环保工程整体节地省钱,可使沼液变为中水排放,可避免沼液的二次污染。
沼气与种植一体化,就是在厌氧池上层种植水葫芦等水生植物,水葫芦等水生植物再作发酵原料使用或作饲料使用。这样可增加发酵原料,提高产气量,减少综合运行费用。
3I沼气工艺的关键设备便于工厂化生产,可实现成套设备的标准化、规模化、系列化生产,可降低沼气工程的成本,同时可大大提高了施工速度,使关键设备的相互匹配有了保障,提高了工程质量和性能,确保了运行管理技术和服务的可靠性。
3I新工艺的优点在于:
1、利用太阳能温室及集热器给沼气的发酵原料进行加热增温,自身耗能低,运行费用可下降三分之二。
2、厌氧与好氧一体化,可减少工程量,建造成本和运行成本均大大降低。
3、好氧后的沼液再通过植物吸收,可使沼液变为中水排放。
4、自动运行,维护简便,节省工时。
5、集气储气采用柔性材料,无需防腐,气密性好,经久耐用。
6、开放式进出料,省电省钱,设备使用寿命长。
7、水气混合搅拌,物料不易结壳,不沉渣。
8、动态仿生发酵,产气率高。
9、高低浓度物料进出方便,物料适应性广。
10、工厂化、标准化、批量化生产,可满足市场的大量需求。
3I沼气新工艺进行示范性推广已有五年的历史,该工艺在研制时取长补短,大量吸取总结行业内的成功经验,大胆采用新材料、新产品,使该工艺从示范中逐步走向成熟。在建的河南民权垃圾沼气化处理中心、洛阳伊众牛场等一批特大型沼气工程均采用该项新工艺。
随着3I沼气工艺经过的改进和示范,工艺、结构得到了完善,关键设备制造技术已经成熟,功能、性能、自动化程度有了很大的提高,新材料、新设备得到了实践检验。特别是一体化太阳能沼气,从加温保温的耗能上得到了证实;一体化发酵与储气结构密封有了可靠的密封方式;一体化仿生与动态发酵,产气率高。关键设备的工厂化、标准化、批量化、规模化、系列化生产,有了可靠的技术和制造设备的保障。
循环经济、生态产业、新农村建设的快速发展;随着人们对节能减排、清洁生产、减量化、资源化认识的提高,沼气的推广将更加迅猛,市场需求将越来越大,对产品及工程的性能、质量、寿命的要求越来越高。用户或投资者需求投资少、效率高、回收快、耗能低、维护方便、安全可靠、服务有保障的沼气产品及工程。3I沼气工艺具备了这些优点,因此,3I沼气工艺正适合和顺应这种新的需求,将成为沼气工艺的发展趋势。
党的十八大把生态文明建设列入到国家五位一体的建设之中,沼气是生态文明建设的主要方法之一。因此,3I沼气工艺将大有作为。
沼气网编发 |