純秸稈沼氣工程技術簡介

利用現代技術將作物秸稈轉化為高效、潔淨、方便的高品位能源——沼氣，對緩解我國常規能源緊張狀況，促進社會經濟的可持續發展和生態環境的改善都具有重要意義。秸稈中含有大量的纖維素、木質素，這是導致發酵速率低的主要因素。若將秸稈直接入沼氣池進行發酵產氣慢、產氣量少、不經濟、無法大面積推廣應用。沼氣技術是近些年國家確立的重點研究和推廣項目之一，經過多年來全國各地新能源戰線技術人員的研究，户用小型沼氣、養殖場沼氣工程、污水處理沼氣工程技術已日臻完善，並在全國推廣和應用，但是利用純秸稈製取沼氣技術仍處於開發研究階段。經過多年的努力河北青縣已經攻克了純秸稈很難製取沼氣的技術難題。併成功建成大型秸稈沼氣工程投入實際運行，填補了該領域內的國內外空白。2010年1月農業部沼氣產品及設備質量監督檢驗測試中心對河北青縣耿官屯秸稈沼氣工程進行了檢測，日平均產氣在1200m3以上，給出結論是池容產氣率達到1.2m3/m3.d的報告。為加快純秸稈沼氣技術在泗洪的推廣應用，促進該縣農業循環經濟發展和節能減排，特向全縣推介河北耿忠生物質能源開發有限公司的純秸稈沼氣工程技術。

一、工藝技術發展

秸稈中高温高濃度發酵沼氣工程技術發源於河北青縣東姚莊，由河北耿忠生物質能源開發有限公司規範、完善於耿官屯。該公司對秸稈中高温高濃度發酵工藝及鋼板焊接沼氣工程技術進行了卓有成效的探索和實踐，並積累了豐富的施工經驗，規範並完善了沼氣防爆、洗氣、脱水、脱硫、淨化、輸配、計量、防負壓等配套設施，申報秸稈沼氣工程相關國家專利6項，已獲得新型沼氣發酵裝置、沼氣生產裝置的多功能負壓安全保護報警儀器、沼氣生產用雙罐互動攪拌裝置、多功能沼氣上料裝置4項專利。同時，在秸稈沼氣工程的啟動、發酵罐內的均勻布料、防止結殼、高效率產氣、高效排渣等方面具備獨到之處並處於該領域前沿。

二、工藝技術路線

秸稈中高温高濃度發酵工藝技術路線是：應用仿生學原理，即生物有口、胃和排泄器官，秸稈沼氣工程有進料口、發酵罐和出料口，以攪拌機、泵為動力，將秸稈同其它輔料按照一定比例混合均勻加一定量的熱水，攪拌後，經過進料口靠泵體動力將發酵混合原料打入沼氣發酵罐，在30~55℃和pH？6.8~7.5的環境下進行發酵產氣。其過程如下：

秸稈——粉碎或鍘切——（青貯）——加土——加添加劑——加菌種——加入50~60℃熱水——攪拌——打入發酵罐——產氣——脱水——脱硫——入儲氣罐——（將CO2和CH4分離後提純為天然氣）——輸配系統——供企業和農户使用。

三、核心技術特點

鋼板焊接的高強度沼氣發酵罐體；良好的防腐、防滲漏性能和保温性能；秸稈不需要複雜的預處理即可產生沼氣技術；pH值要在6.8~7.5範圍內；C/N比例在20~30：1以外也能正常產氣；添加劑的開發研究；秸稈降解率、能源轉化率高。

四、創新點

純秸稈中高温高濃度發酵工藝製取沼氣；鮮體秸稈，幹體秸稈均能產生沼氣；秸稈加工精度研究；兩種上料方式；池體採用聚氨脂發泡保温，保温效果好、運營成本低；運行管理模式創新；全地上式秸稈沼氣發酵裝置，多點進料，多點出料，採用頂部進料底部出料。

五、純秸稈沼氣工程的特點

1、採用純秸稈製取沼氣。採用純秸稈中高温高濃度發酵工藝技術製取沼氣，填補了該領域的國內外空白。

2、秸稈能源轉化率高、降解率高。每2kg幹體秸稈或5.5~7.5kg鮮體秸稈可產出1m3沼氣，絕大多數植物秸稈均可使用，原材料取之不盡用之不竭。

3、池容產氣率高，居國內領先水平。經農業部沼科所冬季低温環境下檢測，池容產氣率達到1.2m3/m3.d以上。

4、進、出料方式創新。採用上進料，下出料方式，同時多點進料、多點出料以及兩種上料方式，在實現循環接種以及攪拌料液的同時，有效的解決了料液結殼、掛壁以及料液排出不暢等問題。

5、不需要攪拌裝置。發酵罐內無攪拌裝置，既節省了設備投資，又降低了運行費用。

6、原料不需要預處理。秸稈粉碎或鍘短後，直接使用（鮮體秸稈也可以先青貯），不需要複雜的生物、化學處理。

7、鋼板焊接的青縣模式。以鋼板焊接工藝製造發酵罐、儲氣罐等主體工程，採取新型防腐技術，耐壓高、使用壽命長。採用調壓式乾式儲氣罐，配以先進的輸配增、減壓輸配系統，同時採用防超壓、負壓系統，使得儲氣、用氣更加安全穩定。

8、加熱創新。以太陽能加熱增温為主，冬季輔助以沼氣鍋爐加熱，多能開發，節約能源，高效運轉。

9、現代化監測與控制。發酵罐內多處安裝温度檢測儀，實時檢測罐體內不同部位的温度；採用CH4、CO2、PH值等分析儀，隨時檢測相關數據，為工程運行管理提供必要的數據；實現站區內自動化控制，並通過因特網實現各個站區的遠程監控。

10、發酵剩餘物為沼渣，基本無沼液排出。沼渣無異味，直接用於大田、果樹、蔬菜、花卉底肥或追肥，也可以經過深加工後成為附加值高的無公害有機肥或育苗基質等。

六、純秸稈沼氣工程發展優勢

一是原料易得。泗洪農作物秸稈年產量達140萬噸，如果全部通過秸稈沼氣工程轉化成沼氣，年可產沼氣7億m3，既能大幅度的緩解地方能源緊張的情況，還保護環境。二是實現了工廠化生產。建造了大型沼氣工程，幾個人管理，就可生產出供幾千人使用的沼氣，實現了集中供氣，並且一年四季都能用。避免了每家每户都要有人管理，户用沼氣池才能正常使用的情況，極大地解放了農村婦女勞動力，讓家庭主婦告別了煙熏火燎。三是生產成本低，效益高。利用秸稈採取中高温高濃度發酵工藝技術生產沼氣，是多年來新能源行業的一個科研課題，河北青縣成功製取沼氣並實現大規模集中供氣，填補了國內空白。生產成本在0.9元/m3左右，能產生經濟效益，並實現自負盈虧，自我發展。四是實現了循環經濟和節能減排。秸稈發酵產生沼氣後，剩餘產物是沼液和沼渣，沼液、沼渣是無公害有機肥，用於農業生產中，生產出無公害有機食品，同時又生產出植物秸稈。而植物秸稈又用於生產沼氣，實現物質和能量的良性循環。