餐厨垃圾处理厂沼气制取天然气工艺分析

采用厌氧工艺后处理含大量有机物的废弃物，比如畜禽养殖业废弃物、城镇生活污水处理后的污泥、城镇生活垃圾及餐厨垃圾等，都可以产生沼气。沼气是由特定微生物在厌氧条件下降解有机物而产生的一种可燃气体。目前沼气资源化利用应用得比较广泛的技术主要有沼气净化制天然气和沼气发电。本文以城市餐厨垃圾处理厂产生的沼气为例，对沼气制取天然气工艺进行分析，并探讨其在工程实践中的应用前景及意义。

表1、沼气与天然气成分比较

成分

天然气

沼气

CH4 Vol%

85

55~70

CO2Vol%

0.89

30~45

C2H6Vol%

2.85

-

C3H8Vol%

0.37

-

C4H10Vol%

0.14

-

N2Vol%

14.35

-

O2Vol%

<0.5

-

H2Smg/m3

<5

0~15

NH3mg/m3

-

0~450

湿度

露点10℃

饱和

热值MJ/m3

32~35

20

由上表的沼气成分分析可知，利用沼气生产天然气，需作以下处理：

1、水分去除 ：避免水分在设备气体管路中聚焦，和硫化氢结合会产生腐蚀性的酸溶液，引起腐蚀。

2、硫化氢去除 ：硫化氢具有毒性、腐蚀性，会腐蚀设备，且燃烧时生成二氧化硫造成污染，因此必须降低硫化氢浓度，直至满足生产设备及国家相关规范对二氧化硫排放限值的要求。

3、二氧化碳去除 ：提高沼气的热值。

沼气产量估算

根据类似工程经验及餐厨垃圾的理化性质，设计餐厨垃圾的成分如下表：

表2、餐厨垃圾成分

项目

数值（%）

TS

14.5

VS/TS

87

VS

12.62

按照理论计算，每克VS可以产生1.867L沼气，VS占TS比例约12.62%，餐厨垃圾处理规模按200吨/天计，则沼气产生量为47123.08m3/d。上述为理论计算值，考虑实际生产情况，产生量系数取为0.27，则产气量为18849.23m3/d，相当于每吨餐厨垃圾产气约为63.6m3。

脱水、脱硫系统

水汽的去除主要在冷凝器中进行，从厌氧反应器出来含有饱和水汽的沼气在经过冷凝器时，其中所含水汽冷却凝结，达到干燥的目的。

H2S通过箱式脱硫设备去除，采用干法脱硫连续再生工艺。干法脱硫是在脱硫设备内装填一定高度的脱硫剂，沼气自下而上通过脱硫剂，H2S被去除，实现脱硫过程，其中脱硫剂以氧化铁为主要活性催化组分，并添加多种助催化剂与载体，在常温常压下通过催化作用去除H2S，脱硫率可达90%以上。处理净化后沼气中的H2S含量须低于200ppm。

（友情提示：唐山绿源环保科技有限公司专业脱除沼气硫化氢，可保证净化后沼气的H2S含量低于10ppm）

脱碳系统

变压吸附，是一个近似等温变化的物理过程，它是利用气体介质中不同组分在吸附剂上的吸附容量的不同，吸附剂在压力升高时进行选择性吸附，在压力降低时得到脱附再生。

沼气首先通过过滤器以去除气体中的颗粒物质；再被压缩进入无油压缩机，压力达到大约2~4bar；再经过一个用水冷却的冷却机以去除沼气压缩过程中产生的热；最后压缩后的沼气被输送到吸附床，在那里CH4与CO、H2S以及沼气中的其他成分分开。

当吸附床饱和时，而且产气不能够再满足最低的天然气纯度时，吸附床须进行再生。吸附床的再生须要将床的压力从运行压力（2~4barg）降到大气压。利用一个通过微处理器控制的阀门管路来实现吸附床的在线和离线转换。

沼气经过脱水、脱硫和脱碳系统处理，沼气的CH4含量达到90%以上，达到可以作为天然气利用的纯度后，通过沼气罐缓冲，由高压天然气运输车运送场外销售。

利用餐厨垃圾厌氧发酵产生的沼气提纯生产天然气的工艺流程如下图：

沼气生产天然气工艺流程图

效益分析

餐厨垃圾的数量及成分随季节变化而产生的波动较大，因而采用厌氧消化处理工艺的餐厨垃圾处理厂沼气产生量也不稳定。当沼气资源化利用方式采用沼气净化制天然气方式时，天然气产量随沼气产量变化而变化，生产运营比较灵活。

餐厨垃圾处理（处理量按200吨/天计算）可产生沼气530.1m3/h，蒸汽锅炉的沼气耗量为201.4m3/h，热水锅炉的沼气耗量为135.7m3/h，则供制天然气用的沼气量为193.0m3/h。经过脱硫和变压吸附工艺的处理，假设甲烷平均浓度为55%，则得到天然气的量为：193.0×55%×90%（系数）=95.5m3/h，按天然气的价格约3.5元/m3计算，则每天收入95.5m3/h×24×3.5=8024.9元。

结语

沼气净化制取天然气，需采用脱硫、脱碳工艺，降低沼气中的H2S和CO2含量，提高CH4含量，提纯后的沼气含CH490%以上，成分与天然气近似，可以作为天然气使用。此外，沼气净化制天然气方式投资较小，且经济效益较好，值得被广泛推广使用。

秸秆还田VS焚烧：谁才是真正的土壤守护者？

秸秆还田VS焚烧：谁才是真正的土壤守护者？

在金秋时节，当我们站在那片金色的麦浪之巅，心中涌动的不仅是对丰收的赞美，更有对那些被遗忘的秸秆的深深思索。它们曾是农田里的废弃物，如今却承载着绿色能源的希望。今天，就让我们一起走进秸秆的世界，探索它如何从被人遗忘的角落走向了环保与能源的前台。

秸秆，这个曾经让农民伯伯头疼的“农业副产品”，在现代农业的洪流中似乎变得无足轻重。然而，正是这些看似无用的秸秆，却蕴藏着巨大的潜力和能量。它们不仅是农田的遗留物，更是未被发掘的宝藏。

秸秆的能源化利用，是一场将废弃物转化为宝贵资源的革命。通过直接燃烧、制成成型燃料、热解炭气联产、沼气/生物天然气等方式，秸秆不仅能够有效替代化石能源，还能显著减少环境污染。这一转变，不仅为秸秆找到了新的生命，更为我们的环境带来了希望。

秸秆还田，是一种将秸秆转化为土壤养分的自然循环方式。通过翻埋、碎混、堆沤腐熟等技术，秸秆得以回归大地，成为土壤的天然养料。这种方式不仅解决了秸秆处理的问题，更为农田带来了实实在在的好处，提高了土壤的肥力和作物的产量。

秸秆经过处理后，可以转化为营养丰富的饲料，为畜牧业提供了新的饲料来源。这种方式不仅提高了秸秆的利用价值，还减少了对环境的污染，实现了农业废弃物的高值化利用。

秸秆不仅可以用于能源和农业，还可以作为生产食用菌基质、栽培基质、人造板材、复合材料等的原料。这种原料化利用，不仅提高了秸秆的利用价值，还为工业领域提供了新的原材料来源，推动了工业的绿色发展。

建立完善的秸秆收储运体系，是实现秸秆资源化利用的关键。通过降低秸秆离田成本，提高秸秆资源的利用效率，秸秆收储运体系的建设对于秸秆的规模化利用至关重要。这不仅是对秸秆的一次救赎，更是对农业可持续发展的一次深刻诠释。

通过建设展示基地，展示秸秆利用新技术新成果，推广应用可操作、能落地的秸秆利用模式。这些基地不仅为农民提供了直观的学习平台，也为秸秆利用技术的推广提供了有力的支持。它们是秸秆利用的示范窗口，更是农业创新的展示平台。

政府的政策支持和科技创新是推动秸秆利用的重要力量。通过加大政策支持力度，优化秸秆能源利用结构，加强科技创新，提升能量转化效率，降低生产成本，秸秆利用的前景将更加广阔。这不仅是对秸秆的一次革命，更是对农业可持续发展的一次深刻推动。

加强宣传和示范引领，提高农民对秸秆综合利用的认识，推广成功的秸秆利用模式，激发市场主体活力。通过多渠道宣传，让更多人了解秸秆利用的重要性和可行性，从而推动秸秆利用的广泛开展。这是一场关于认知的革命，更是一场关于行动的革命。

秸秆，这个曾经让农民伯伯头疼的“农业垃圾”，如今却成为了绿色能源的新宠儿。通过能源化利用、还田、饲料化利用、原料化利用等多种方式，秸秆实现了它的华丽转身。这不仅是对秸秆的一次救赎，更是对农业可持续发展的一次深刻诠释。随着政策的支持和科技的创新，秸秆的利用将更加多元化、高效化，秸秆的绿色未来值得我们共同期待。

在这篇文章中，我们从秸秆的困境出发，探讨了秸秆能源化利用、还田、饲料化利用、原料化利用等多种方式，以及收储运体系建设、展示基地建设、政策支持与科技创新、宣传与示范引领等方面的内容。这些内容不仅为秸秆的利用提供了多角度的解决方案，也为农业可持续发展提供了新的思路。秸秆的绿色未来，需要我们共同努力，让我们携手共创一个更加美好的绿色世界。

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