实用：沼气产量计算及热值换算方法大全 一沼气产量计算 1、理论计算公式 沼气产量＝废水浓度（kgCOD/m3）×设备去除率（%）×废水日排放量（m3/d）×产沼气率 其中，产沼气率为0.7 m3/kgCOD（理论值） 2、其他沼气产量计算方式 按养殖规模计算 一般估算：5头猪、1头牛、150只鸡的粪便可产1m3沼气。 按照池容计算 一般估算：6m3、8m3、10m3的沼气池容积可分别产 1.2m3、1.6m3、2m3沼气。 按照池中的干物质计算 如每公斤猪粪(干物质)产气量为0.43m3/kg。 按照去除的污染物计算
如每去除1公斤COD可产生约0.35m3沼气。 二沼肥产量计算 沼气池需进调配成干物质含量（TS）为8%的粪污水料液，根据日粪污干物质产量和水力滞 留期（20天），需要沼气池有效容积为800m3。计算公式如下： 沼气池有效容积 =（干物质日产量×水力滞留期）/发酵料液浓度 =（X×20d）/8% =800m3 则粪污干物质量（X）为3.2t/d，粪便中干物质在厌氧反应阶段被降解50%，经固液分离后进入沼液约20%，转化为沼渣的干物质为总量的30%，新鲜沼渣含水率为65%，则： 日产沼渣量 （3.2t/d×30%)÷（1-65%）=2.74t/d 沼液日产量 （3.2t/d÷8%）-3.2t/d×50%-2.74t/d=35.66t/d 部分沼液回流去调节池调节粪水料液浓度，可减少清水用量并提高粪水料液中产沼气细菌的 含量，沼液回流量按20t/d计。因此，每天需要排放的沼液量为：35.66-20＝15.66t/d。三沼气与燃煤热值换算
沼气与热值为4000K燃煤的换算公式为： 燃煤量＝沼气产量×沼气含甲烷率×甲烷热值÷4000K 根据美国麦卡蒂教授的推算：每去除1千克COD，在理想状态下可产甲烷0.35m 3，折合含甲烷60%的沼气为0.583m3；每去除1千克BOD产生的沼气稍高，约为1m3左右。 1m3沼气可产热值20514KJ 标准煤热值为29306KJ 20514/29306=0.714 （1m3沼气等于0.714kg标准煤） 即日产1000m3沼气能节约714kg标准煤 拓展其他燃料热值参考 天然气：8500-9250kcal/m3 液化石油气：23000-24000kcal/kg 电：860kcal/kwh 煤油：10250kcal/kg 柴油：11000kcal/kg
塞流式工艺 塞流式工艺细分有两种，一种是普通的塞流式反应器（PFR），另一种是改进的高浓度塞流式工艺（HCF）。 1.塞流式反应器（PFR） 图1 （1）原理 PFR也称推流式反应器，是一种长方形的非完全混合式反应器。高浓度悬浮固体发酵原料从一端进入，呈活塞式推移状态从另一端排出。消化器内沼气的产生可以为料液提供垂直的搅拌作用，料液在沼气池内无纵向混合，发酵后的料液借助于新鲜料液的推动作用而排走。进料端呈现较强的水解酸化作用，甲烷的产生随着向出料方向的流动而增强。由于该体系进料端缺乏接种物，所以要进行固体的回流。为减少微生物的冲出，在消化器内应设置挡板以有利于运行的稳定。PFR反应原理及结构见图1。这种工艺能较好地保证原料在沼气池内的滞留时间。许多大中型
畜禽粪污沼气工程采用这种发酵工艺。 （2）特点 优点：适用于高SS废水的处理，尤其适用于牛粪的厌氧消化，固体含量可以提高到12%；用于农场有较好的经济效益；不需要搅拌；池形结构简单，运行方便，故障少，稳定性高。 缺点：固体物容易沉淀池底，影响反应器的有效体积，使HRT和SRT降低，效率较低；需要固体和微生物的回流作为接种物；因该反应器占地面积或体积比较大，反应器内难以保持一致的温度；易产生厚的结壳。 2. 高浓度塞流式工艺（HCF） （1）原理 HCF是一种塞流、混合及高浓度相结合的发酵装置。厌氧罐内设机械搅拌，以塞流方式向池后端不断推动，HCF厌氧反应器的一端顶部有一个带格栅并与消化池气室相隔离的进料口，在厌氧反应器的另一端，料液以溢液和沉渣形式排出。 （2）特点 进料浓度高，干物质含量可达8％；能耗低，不仅加热能耗少，而且装机容量小，耗电量低；与PFR相比，原料利用率高；解决了浮渣问题；工艺流程简单；设施少，工程投资省；操作管理简便，运行费用低；原料适应性强（畜禽粪便、碎秸秆和有机垃圾均可）；没有预处理，原料可以直接入池；卧式单池容积偏小，便于组合。
废水厌氧处理沼气产气量计算原理 一、理论产气量的计算 1.根据废水有机物化学组成计算产气量 当废水中有机组分一定时，可以利用第一节中所介绍的化学经验方程式（15-1）计算产气量，对不含氮的有机物也可用以下巴斯维尔（Buswell和Mueller）通式计算: 【公式见下图】 2．根据COD与产气量关系计算 在标准状态下，1mol甲烷，相当于2mol（或64g）COD，则还原1gCOD相当于生成22.4/64=0.35L甲烷。 一般在厌氧条件下，每降解1kgCOD约产生2%～8%的厌氧污泥（即微生物对营养物质进行同化后残留的物质），而能量的传递效率是能量在沿食物链流动的过程中，逐级递减。若以营养级为单位，能量在相邻的两个营养级之间传递效率为10%~20%。微生物由于其生物形态结构简约，传递效率要稍高于多细胞生物为20%~30%，若以其传递效率25%计，则每1kgCOD产生2%～8%的厌氧污泥，则需要总物质的8%～32%物质用于其自身的同化作用，故1kgCOD中只有0.68～0.92kg的物质转化为甲烷，理论上在标准状态下，1mol甲烷，相当于2mol（或64g）COD，则还原1kgCOD相当于生成22.4/64=0.35m3甲烷。 沼气中甲烷的含量一般占总体积的50～70%，则理论上初步计算1kgCOD产生0.34～0.644Nm3的沼气。但在厌氧消化工艺中，实际产气率受物料的性质、工艺条件以及管理技术水平等多种因素的影响，在不同的场合，实际产气率与理论值会有不同程度的差异。 ①物料的性质：就厌氧分解等当量COD的不同有机物而言，脂类（类脂物）的 产气量最多，而且其中的甲烷含量也高；蛋白质所产生的沼气数量虽少，但甲烷含量高； 碳水化合物所产生的沼气量少，且甲烷含量也较低；从脂肪酸厌氧消化产气情况表明，随着碳键的增加，去除单位重量有机物的产气量增加，而去除单位重量COD的产气量则下降； ②②废水COD浓度：废水的COD浓度越低，单位有机物的甲烷产率越低，主要 原因是甲烷溶解于水中的量不同所致。因此，在实际工程中，高浓度有机废水的产气率
科学研究 秸秆厌萤干发酵产沼与的研皇℃九 陈智远姚建刚 杭州能源环境工程有限公司 摘要：本试验以玉米秸、稻草、烟叶杆、木薯杆为代表的秸秆作为原料，在温度３８＂Ｃ，采用批量发酵工艺进行高浓度厌氧发酵产气研究。试验结果表明，玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆的Ｔｓ产气 率分别为４１３ｍｌ／ｇ、３３０ｎ１／ｇ、３３３ｍ］／ｇ、２２２ｍ１／ｇ，而ｖｓ产气率分别为４７０ｍ１／ｇ、３８７ｍｌ／ｇ、４２６Ｔｌｌ／ｇ、２４１ｍ１／ｕ。 关键词：秸秆干发酵产气率 农业固体废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃 的有机类物质，主要包括农业生产和加工过程中产生的 植物残余类废弃物、动物残余类废弃物和农村城镇生 活垃圾等…。据孙永明【１１等报道，我国每年产生固体废 弃物高达几十亿吨，而每年产生农作物秸秆总量约７亿 吨，除去用于造纸、饲料及造肥还田外，还有一大部分 未充分利用，大量剩余秸秆的随地堆弃和任意焚烧，造成了大气污染、土壤污染、火灾事故、堵塞交通等大量社会、经济和生态问题【２习ｊ。但实际上秸杆可以通过干发酵工艺得到有效利用，既以固体有机废弃物为原料（总固体含量在２０％以上），利用厌氧菌将其分解为ＣＨ。、ＣＯ。、Ｈ。Ｓ等气体的发酵工艺【４Ｊ。与湿发酵相比，主要优点是可以适应各种来源的固体有机废弃物、运行费用低并提高容积产气率、需水量少或不需水、产生沼液少后续处理费用低等［５】。本文对玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆的高浓度厌氧发酵产气潜力进行研究。 １．材料与方法 １．１材料与试验装置 玉米秸和稻草取自杭州郊区某农场，烟叶杆与木薯杆分别取自云南昆明郊区某卷烟厂和某农场，经切碎后（２～３ｃｍ）左右待用。污泥则取自杭州市种猪试验场的沼气站。原料的ＴＳ与ＶＳ见表１。厌氧装置采用自制的１．５Ｌ发酵装置。采用排水法计量气体，试验装置见图１。 表１原料的ＴＳ与ＶＳ 项目玉米秸稻草烟叶杆木薯杆污泥ＴＳ（％）８４．４２８６．３３８７．９６２３．９０１１．６４ＶＳ（％）７３．９６７５．０２６８．６８２２．００７．３２ １、止水夹２、胶管３、盖子４、发酵瓶５、胶管 ６、集气瓶７、集水瓶 图１反应装置示意图 １．２试验设计 试验设４个试验组和１个为空白组．每组３个平行，在３８℃的恒温间内发酵。将１００９ｔ－米秸、稻草、烟叶杆分别和８００９污泥混合均匀后加入发酵瓶中，将１００９木薯杆与６００９污泥混合均匀后也加入发酵瓶中，空白则将１０００９污泥加入发酵瓶中。 １．３分析项目及方法 ＴＳ测定是将待测混合物置于已烘干、称重的硬质玻璃杯中，（１０５±２）℃烘干至恒重，称重计算，而ＶＳ测定是将待测混合物置于已烘干、称重的坩埚中．（５５０－Ｉ－１０）℃灼烧至恒重，称重计算【６】。ＰＨ值采用精密试纸法。 每天定时测定发酵产气量，即测定集水瓶中水的体积量为日产气量。利用沼气分析仪（武汉四方沼气分析仪）及根据沼气燃烧的火焰颜色参照ＣＨ。含量标准卡联合检测ＣＨ。浓度｜７Ｊ。 ２．结果与讨论 ２．１发酵前后的相关测定及分析 从图２可以看出，各试验组发酵前后的ＴＳ及ＶＳ均有所下降，这说明原料被消耗并生产沼气。图中数据表明玉米秸、稻草、烟叶杆及木薯杆的ＴＳ降解率分别为 ２４ ｗⅥ唧．ｅｈｏｍｅ．ｇｏｖ．ｅｎ 万方数据
秸秆发酵成沼气，综合利用辟新路 金湖县农村能源办公室 随着农业现代化的发展，秸秆已逐步成为农村污染环境重要污染源，如何变废为宝，高效利用秸秆一直是政府和各界人士所关注的课题。从去年开始，金湖县农村能源办公室通过不同的方法用秸秆制沼气取得成功后，得到广大农户的普遍欢迎，不但解决了因一家一户养殖日趋减少导致户用沼气原料短缺问题，而且为秸秆综合利用找到一条有效途径，实现沼气原料无障碍建设。今年来，全县共推广秸秆制沼气1200多户，年消耗秸秆约1000吨，打造了全县第一个秸秆沼气集中居住小区—闵桥镇闵桥村集中居住小区，该小区被列为全市秸秆沼气示范点，村沼气物业站被评为全市示范站。秸秆沼气已逐渐成为金湖沼气建设新亮点。 一、主要成效： 1、经济效益。通过对农作物秸秆沼气发酵与直接利用效益比较，秸秆沼气发酵与直接燃烧比较，提高了能量的转换和利用效率，秸秆沼气发酵比直接燃烧能量利用效率提高0．2—0．9倍。秸秆沼气为农民提供了优质廉价的生活用能，帮助农民节省了燃料和用电方面的生活支出；根据调查，建设一个8立方米的秸秆沼气池，年产沼气约300立方米、可
以基本满足3-5口之家全年生活用能，每年可节省燃料和电费300-400元；利用沼液喂猪养鱼可节约饲料15%，可增产粮食20%左右，种养业当年可增效1000元左右。增加沼肥400多担，减少化肥和农药使用量25%左右，节支200-300元。 2、生态效益。秸秆沼气不仅解决了农民烧火做饭问题，还解决了农村的肮乱差问题，一只8立方秸秆沼气池，一年可消耗秸秆1吨左右，可减少秸秆焚烧温室气体排放量，有效改善了农村生活生产环境，有效改变收割季节农户将秸秆堆积在田埂路旁、家前屋后或就地付之一炬，或抛入河道、水塘一抛了之的现象。同时，秸秆发酵产生了大量的生态有机肥，改善了土壤理化性状，发展了庭园经济和无公害农产品、绿色食品、有机食品，减少了化肥、农药使用量，降低了农业生产成本，提高了农产品质量，增强了农产品市场竞争力， 3、社会效益。秸秆制沼气的推广，引导农户变废为宝，促进农民生活生产方式的转变，提高农民生活质量，促进农业循环经济的发展和社会主义新农村建设。 二、秸秆制沼气工艺及注意事项。 （一）不同堆沤发酵方法及效果对比： 在30度左右气温下，经测试：一是纯秸堆沤发酵时间长，且产气量低；二是秸秆加菌种、碳铵堆沤发酵可提高产气量
有机固体废弃物厌氧发酵产生沼气的脱硫技术分析 0引言 随着工农业废弃物厌氧生物处理技术的广泛应用，沼气作为一种可再生能源，越来越受到人们的关注和重视。沼气是一种特殊的生物质能源，因为它的低位发热值较高，所以其经常被用作汽车燃料，还有一些被用作动力能源(如水泵和发电机)，也有被用作化工原料(如合成有机玻璃脂和制造甲醛和甲醇等);还有一些国家的沼气净化技术较高，如瑞典将净化后的沼气直接并入国家气网使用。因此，沼气完全可以作为一种绿色能源被开发利用，这种新兴的产业也被人们越来越重视。由于沼气来源于厌氧发酵工艺，因此这种工艺也得到越来越多的产业化应用，不仅能缓解当前存在的能源危机问题，而且能很好地达到保护环境的目的。 各种厌氧发酵微生物在厌氧的条件下，将有机物分解消化的过程中会产生沼气，此时也伴随有H2S的产生。因此，沼气是一种混合气体，其中CHQ和CO2的含量较高，H2, H2S, NH 的含量比较少。发酵原料的种类、各种原料的相对含量、厌氧发酵的条件(温度、时间、pH等)以及厌氧发酵的各个阶段都是影响沼气成分的因素。 硫化氢(H2S)是一种能危害人体健康的有毒性气体，其物理性质上最大的特点是无毒和有强烈的臭鸡蛋气味。另外，大气中H2S的存在是造成酸雨的主要原因之一。由于H2S在化学性质上能与许多金属离子反应，产物是硫化物沉淀，而这些产物又不溶于水或者酸，所以其对铁等金属类物质有很强的腐蚀性。除此之外，当沼气燃烧时，H2S会被氧化成亚硫酸，从而对环境造成严重的污染，也会严重腐蚀设备、管道和仪器仪表等。因此，在利用沼气之前必须将其中的H2S去除，而国家对沼气中H2S含量的标准有严格的规定，不能超过0. 02g/亩。目前，最常用的脱除H2S的方法有干式脱硫、湿式脱硫和生物脱硫。 1.干法脱硫 干法脱硫的具体反应过程是首先通过物理吸附将H2S吸附在吸附剂的表面，然后是吸附剂与H2S发生化学反应生成单质硫的过程。因为干法脱硫所使用的脱硫剂大多数是粉末状或者颗粒状，其整个过程是在完全干燥的环境下进行的，所以脱硫过程不会对设备和管道等产生腐蚀和结垢的影响。干法脱硫的适用范围是含有较低浓度H2S的气体，其优点在于脱硫工艺设备比较简单及工艺技术方面比较成熟。因此，干法脱硫工艺在工业上应用较广。目前，最常用的干法脱硫方法有氧化铁法、氧化锌法、活性炭吸附法和膜分离法等。 1.1氧化铁法脱硫 氧化铁沼气脱硫法是使用较早的一种方法，早在19世纪40年代就开始逐步发展起来了，而此时煤气工业也孕育而生。氧化铁法脱硫的反应原理:常温下沼气到达脱硫机床的表面，此时沼气中的H2S与Fe203发生氧化还原反应，生成的产物为Fe2S3和Fe2;之后，含硫的脱硫剂再被空气中的氧氧化为Fe2 03和SO这也说明了这种脱硫剂是可再生的，可以循环使用很多次;但是如果脱硫剂表面的空隙被大部分覆盖以后，氧化铁脱硫剂就失去了活性。由此可见，影响脱硫效果的因素有沼气的流速和沼气与脱硫剂接触的时间。 氧化铁法脱硫过程中发生的化学反应是不可逆的。反应方程式的反应速率很大，要将沼
该表显示粪便和干粪其每公斤有机干物及每立方米发酵原料的气体产量。 原料固体 物% 有机固体物 占固体物% 平均产气量 立升/每公斤固体有机物 沼气 立方/每吨原料 苹果发酵下脚料 3 95 500 14 苹果渣25 86 700 151 啤酒渣25 65 700 116 生物垃圾40 50 615 123 干血粉屑90 80 900 648 脂眆分离残余物30 95 1000 285 漂浮淤泥15 90 1000 135 饲料和甜菜叶16 79 500 63 蔬菜下脚料15 76 615 70 绿草42 90 780 295 草药提取后剩物53 55 650 189 鸡粪便15 77 465 54 椰子壳95 91 700 605 土豆茎25 79 840 166 土豆发酵下脚料14 90 420 53 污水淤泥 4 70 525 15 苜蓿植物20 80 800 128 厨房下脚料14 93 550 72 树叶85 82 650 453 猪胃内杂物14 82 420 48 庄稼下脚料37 93 800 275 玉米青贮32 91 700 204 玉米秸杆86 72 900 557 水果渣45 93 615 257 油料作物下脚料92 97 700 624 内脏(压过) 28 90 500 126 内脏(未处理过) 15 84 500 63 马粪(新鲜) 28 75 580 122 油菜籽提炼后的粉89 92 633 518 牛粪便8 81 400 26 牛粪(新鲜) 22 83 420 77 羊粪(新鲜) 27 80 750 162 猪粪便 6 81 450 22 猪粪便85 85 500 361
根据人口数量计算沼气池容积：满足一个农户全家人口生活用能的沼气池池容，可用下列公式计算： V＝V1+V2＝V1+0.15V＝V1/0.85＝n?k?r /0.85 式中：V—沼气池总容积（立方米）； V1—发酵间容积（立方米），V1＝0.85V； V2—贮气间容积（立方米），V2＝0.15V； n—气温影响系数，一般南方地区取0.8～1.0，中部地区取1.0～1.2，北方地区取1.2～1.5； k—人口影响系数，2～3口之家取1.8～1.4，4～7口之家取1.4～1.1； r—每户人口数。 沼气池容积与人口的关系见表3-1。 表3-1 沼气池容积与人口的关系 池容（立方米） 6 8 10 每天可产沼气量（立方米） 1.2 1.6 2.0 可满足全家人口数（个） 3 4～5 5～6 （2）根据养殖规模计算沼气池容积：对于中小型养殖场和较大规模的庭院养殖户，沼气池容积应根据发酵原料的数量、一定温度下发酵原料在池内停留的时间和投料浓度计算，其计算公式如下： V＝（G?Ts?HRT）/（r?m） 式中：G—每天可供发酵的原料湿重（千克）； Ts—原料中干物质含量的百分比（%）； HRT—原料在池中的滞留天数（水力滞留期）； r—发酵原料浓度换算成的容重（千克/立方米），r＝原料浓度×发酵液容重，发酵液容重一般取水的容重，即1000千克/立方米； m—池内装料有效容积（%）。 例题：一养猪场，养猪250头，每天可产鲜猪粪1000千克，其干物质含量为20%，发酵原料容重为6%×1000千克/立方米，在35℃条件下发酵滞留期为15天，要求池内只装料85%，求需建多大的沼气池？ 解：V＝（G?Ts?HRT）/（r?m） ＝（1000×0.2×15）/（60×0.85） ＝58.82 （立方米） 经过计算，修建60方米的沼气池，即可满足要求。
如何利用秸秆发酵制取沼气 聊城市农业委员会梁明磊高爽徐倩 随着畜牧业的集约化发展，家庭养殖越来越少，很多建设户用沼气的农户面临着原料不足的 问题。如何处理好原料短缺的问题成为发挥沼气池效益的一个关键。对于这个问题，聊城市 农委依托本地秸秆资源优势，利用秸秆等作原料，经过大量的实践，最终取得了良好的效果，现在将利用秸秆发酵产生沼气的方法给大家介绍一下： 一、适用范围秸秆沼气发酵制取沼气适合以小麦、玉米秸秆为主要发酵原料制取沼气的原料 配比、预处理、投料启动、日常管理及安全使用的技术要求。用于农村户用水压式沼气池。 所用沼气池必须符合GB/T4750-2002《农村家用水压式沼气池标准图集》的质量要求。投料 前必须按GB/4751-2002《户用沼气池质量检查验收规范》进行严格试压。 二、参照标准 GB/4751-2002《农村家用沼气池发酵工艺规程》 三、沼气发酵原料秸秆沼气的发酵原料目前主要是以农业生产过程中产生的小麦、玉米秸秆 为主。 四、秸秆沼气发酵原料配比 1、秸秆发酵原料浓度一般为6%-8%，冬季宜浓度高，夏季反之。 2、碳氮比秸秆沼气发酵原料的碳氮比要求在25：1左右，由于秸秆的含碳量比较高，所 以必须添加含氮化肥进行调节。 3、一立方米沼气池发酵原料的配比与用量
五、发酵原料的预处理及投料步骤 1、原料粉碎将秸秆原料用粉碎机粉碎成草粉状。把原料用水浸透。加水时要边加水边拌原料，反复搅拌3遍，使水浸透秸秆，用手握成团，指缝滴水而不流为宜。掺入化肥或粪便按照发酵原料配比要求，把50%的化肥掺入浸透的秸秆粉中，如秸秆与粪便混合，应把规定用量的粪便同时加入秸秆中，反复掺匀。堆沤把搅拌的原料装入沼气发酵原料池中（也可在池中搅拌），加盖塑料薄膜进行堆沤。堆沤时间环境温度在15℃左右时，纯秸秆原料堆沤9～10天，秸秆粪便混合原料堆沤7～8天；环境温度在20～25℃时，纯秸秆原料堆沤7～8天，秸秆粪便混合原料堆沤5～6天；环境温度在25℃以上时，纯秸秆原料堆沤6～7天，秸秆粪便混合原料堆沤4～5天。当堆沤原料达到棕红色时，即可投料。投料时间最好在中午气温高投入沼气池，有利于提高池温。 2、沼气池投料及步骤准备沼气池接种物，菌种采用老沼气池的沼液，数量2000Kg。先将堆沤好的沼气发酵原料投入沼气池内。把剩余的50%的尿素溶解于水后在原料上部均匀倒入沼气池内。再把准备好的发酵菌种均匀的从上部倒入沼气池内。从沼气池活动盖口加入清水。加水量与投入的原料的总量达到沼气池总容积的90%为宜，加入沼气池的水取至农户手压井内的水，温度为14℃。原料和接种物入池后，要及时加盖封池。沼气池发酵启动初期产的气体，由于封入池内的空气较多，加上开始产的甲烷气含量较低，不能点燃。因此，当沼气压力表压力达到4Kpa以上时，开始放气试火，放气3-4天全部点燃，投入正常使用。 敬礼
目录 1.锅炉耗煤量的计算 (2) 1.1 厌氧罐所需热量 (2) 1.1.1 热损失Q1的计算 (2) 1.1.2原料升温所需热量Q2的计算 (4) 1.1.3反应罐内水分蒸发带走的热量Q3和厌氧发酵产生的热量Q4 (4) 1.1.4厌氧罐所需热量Q (4) 1.2锅炉烧煤量与烧煤时间 (5) 1.2.1 锅炉烧煤量 (5) 1.2.2 锅炉烧煤时间 (6) 1.3热损失校正因子a1和锅炉总效率校正因子a2的测定 (6) 1.3.1 热损失校正因子a1 (6) 1.3.2 锅炉总效率校正因子a2 (8) 1.3.3 因子a1和a2的计算 (9) 2. 产能和耗能拐点的计算 (10) 2.1产能计算 (10) 2.2耗能计算 (11) 2.2.1 北方地区全年耗能计算 (11) 2.2.2 燃煤锅炉的“耗能/产能”比 (12) 2.2.3 沼气锅炉的“耗能/产能”比 (12) 2.2.4 沼气发电机的余热满足率和经济效率 (13) 2.2.5 燃煤锅炉、燃气锅炉和沼气发电机组经济性对比分析 (15) 2.2.6 “拐点”结论 (16) 3. 解决夏天烧煤问题分析 (17) 3.1沼气发电余热回收 (17) 3.2太阳能加热 (17)
热量计算书 1.锅炉耗煤量的计算 1.1 厌氧罐所需热量 厌氧罐所需热量Q T＝Q1+Q2+Q3-Q4 Q1——反应罐总热损失； Q2——原料升温所需热量； Q3——反应罐内水分蒸发带走的热量； Q4——厌氧反应放出的热量。 1.1.1 热损失Q1的计算 （1）保温设计标准列于表1： （2）以北方地区的保温标准为例，不同规模的沼气工程在0℃时热损失列于表2：
1、沼气量理论计算公式： 沼气产量＝废水浓度（kgCOD/m3）×设备去除率（%）×废水日排放量（m3/d） ×产沼气率 产沼气率： 0.7 m3/kgCOD（理论值） 2、沼气换算燃煤公式 沼气含甲烷率：65%；甲烷热值：6000K/ m3 沼气与热值为4000K燃煤的换算公式： 燃煤量＝沼气产量×沼气含甲烷率×甲烷热值÷4000K 3、有关猪粪转化沼气率 一般来说，鲜猪粪含SS（固形物）20%，1公斤SS可以0.2-0.4 m3的沼气。 去除每千克COD产0.35方沼气，每方沼气相当于一公斤标准煤 实际产气计算去除COD千克数*0.35*0.8 除1公斤COD可产0.4方沼气，每方沼气可以发电1.2-1.6度 根据美国麦卡蒂教授的推算，每去除1kgCOD在理想状态下可产甲烷350L，折合含甲烷60%的沼气583L。每去除1kgBOD产生的沼气稍高，约为1m3左右。 一立方沼气等于0.714公斤标煤；日产1000立方沼气能节约714公斤标准煤.。一立方沼气产热值20514KJ。标准煤热值29306KJ。 20514/29306=0714 追问 可是培训时，老师说一立方沼气要等于3公斤标煤，因为沼气的利用热效率比煤高多了，沼气可达90%以上，而煤低多了。这样的算对吗？ 错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。 回答 能源的种类很多，所含的热量也各不相同，为了便于相互对比和在总量上进行研究，我国把每公斤含热7000大卡（29306千焦）的定为标准煤,也称标煤。另外，我国还经常将各种能源折合成标准煤的吨数来表示，如1吨秸秆的能量相当于0.5吨标准煤，1立方米沼气的能量相当于0.7公斤标准煤。
农业废弃物厌氧发酵制取沼气技术的研究进展 摘要：为了研究中国农业废弃物制取沼气的研究及利用现状，笔者结合自身及前人的研究成果，通过描述中国农业废弃物的利用现状及厌氧发酵制取沼气技术的机理，产甲烷菌的基本研究以及3种常见农业废弃物厌氧发酵产沼气的研究结果，概括了利用厌氧发酵处理农业废弃物的必要性及技术上的可行性。但同时发现，很多研究成果没有在中国农业废弃物的利用上得到充分利用，本研究的成果在今后对农业废弃物进行合理有效的利用及处理上有很大的参考作用。 0引言 中国每年产生的农业废弃物，仅农作物秸秆的量就约为7亿t，大中城市郊区的集约化养殖场产生的畜禽粪便因超过农田环境自身消纳的能力，也对城市郊区环境造成了较大的污染。本研究通过倡导利用厌氧发酵生沼气技术处理农业废弃物，能有效保护农村及城市郊区的环境，同时能改善当前中国能源利用领域过分依赖煤炭，污染严重，能源利用率低等不合理现象，对解决中国经济发展的瓶颈有重要意义。 当前农业废弃物的利用技术有很多，主要包括：能源化、肥料化、饲料化和材料化技术，而能源化是当前研究的重点，如将玉米秸秆通过等离子体热裂解液化制取生物油，厌氧微生物利用麦麸产氢以及利用甜高粱茎秆汁液发酵制取生物酒精等。与其他农业废弃物能源化的技术相比，厌氧发酵生产沼气技术目前比较成熟，可以实现产业化。如北方“四位一体”沼气生态模式和南方的“猪、沼、果”生态模式等。 与此同时，大量的利用农业废弃物发酵产沼气的基础研究也在进行，如碱预处理对稻草发酵产沼气的效果，同时刘荣厚等还发现蔬菜废弃物用厌氧发酵工艺处理制取沼气是可行的。沼液及沼渣作为沼气发酵的一种副产物，也有很大的作用，50%浓度的沼液能提高草莓的果实品质，添加煤油和洗衣粉的沼液混合物是一种防治菜青虫的良好杀虫剂。 本研究针对农业废弃物制取沼气技术在处理废弃物的实际应用上的不足，与其比较成熟的研究现状脱节的问题，通过全面地概括论证利用厌氧发酵处理农业废弃物的必要性及技术上的可行性，倡导积极发展厌氧发酵制取沼气技术，并在实际中大量应用该技术处理中国的农业废弃物，相信在厌氧发酵制取沼气技术的广发推广上能起到非常积极的作用。 1厌氧发酵制取沼气技术的机理 目前为止，对厌氧发酵制取沼气技术机理的研究比较成熟。沼气发酵的过程，实际上是微生物的物质代谢和能量转换过程，在分解代谢过程中微生物获得能量和物质，以满足自身生长繁殖，同时大部分物质转化为甲烷和二氧化碳。 其基本过程通常可分为液化、产酸、产甲烷3个阶段，前2个阶段合称为不产甲烷阶段，不过目前比较权威的是把沼气发酵理论分为2阶段厌氧发酵理论和3阶段厌氧发酵理论。 2阶段理论主要针对一些可溶性的复杂有机物，第1阶段是在产酸菌的作用下，有机物被分解为低分子的中间产物如有机酸如乙酸、丁酸等及氢气、二氧化碳等气体；第2阶段是产甲烷菌将第1阶段产生的中间产物继续分解为甲烷和二氧化碳。3阶段理论主要针对不溶性的复杂有机物，相对2阶段理论，主要是多了1个水解和发酵的阶段，在这一阶段，复杂有机物在微生物（发酵菌）作用下进行水解和发酵：多糖先水解为单糖，再通过酵解途径进一步发酵成乙醇和脂肪酸等；蛋白质则先水解为氨基酸，再经脱氨基作用产生脂肪酸和氨；脂类转化为脂肪酸和甘油，再转化为脂肪酸和醇类。 也有研究将产甲烷的3阶段理论中的第1阶段拆分为2步，认为沼气发酵应具体分为4个步骤，分别是：聚合物的水解、水解产生的单体发酵生成挥发性脂肪酸酸和乙醇等、中间产物转换为乙酸和氢气、甲烷的形成。 2产甲烷菌的研究 2.1产甲烷菌的种类与基本性质 产甲烷菌是一类能够将无机或有机化合物厌氧消化转化成甲烷和二氧化碳的古细菌，它们生长在严格厌氧的环境中，不能利用复杂的有机物作为能量来源，只能利用氢气、二氧化碳、甲酸、甲醇、甲基胺、乙酸等简单物质合成甲烷进行能量代谢，是厌氧发酵过程的最后一个成员。
1.2.2 厌氧处理工艺选择 1、各类厌氧工艺性能概述 （1）完全混合厌氧工艺（CSTR） CSTR是在常规消化器内安装了搅拌装置，使发酵原料和微生物处于完全混合状态，该消化器常采用恒温连续投料或半连续投料运行，适用于高浓度及含有大量悬浮固体原料的处理。在该消化器内，新进入的原料由于搅拌作用很快与发酵期内的发酵液混合，使发酵池底浓度始终保持相对较低的状态。而其排除的料液又与发酵液的底物浓度相等，并且在出料时微生物也一起被排出，所以，出料浓度一般较高。该消化器具有完全混合的状态，其水力停留时间、污泥停留时间、微生物停留时间完全相等，即HRT=SRT=MRT。为了使生长缓慢的产甲烷菌的增殖和冲出速度保持平衡，要求HRT较长，一般要10-15d或更长的时间，进料浓度8%-12%。中温发酵时负荷为3-4kgCOD（m3.d），高温发酵为5-6 kgCOD（m3.d）。 CSTR的优点：1.可以进入高悬浮固体含量的原料；2.消化器内物料的均匀分布，避免了分层状态，增加了底物和微生物接触的机会；3. 消化器内温度分布均匀；4.进入消化器的抑制物质，能够迅速分散，保持较低的浓度水平；5.避免了浮渣、结壳、堵塞、气体逸出不畅和短流现象。 缺点：1.由于消化器无法做到使SRT和MRT在大于HRT的情况下运行，所以需要消化器体积较大；2.要有足够的搅拌，所以能量消耗较高；3.生产用大型消化器难以做到完全混合；4.底物流出该系统时未完全消化，微生物随出料而流失。 （2）厌氧接触工艺反应器 厌氧接触工艺反应器是完全混合式的，是在连续搅拌完全混合式厌氧消化反应器（CSTR）的基础上进行了改进的一种较高效率的厌氧反应器。反应器排出的混合液首先在沉淀池中进行固液分离，污水由沉淀池上部排出，沉淀池下部的污泥被回流至厌氧消化池内。这样的工艺既保证污泥不会流失，又可提高厌氧消化池内的污泥浓度，从而提高了反应器的有机负荷率和处理效率，与普通厌氧消化池相比，可大大缩短水力停留时间。目前，全混合式的厌氧接触反应器已被广泛应用于SS浓度较高的废水处理中。其不足之处在于，厌氧污泥经沉淀池再回流，温度变化较大，影响了厌氧处理效率的提高，同时，厌氧罐内的热能损失也较大。但因受水泵性能的限制，该装置进料的干物质浓度（TS%）为4-6%，故需配兑2.5-3倍于发酵原料重量的配料污水；还需多级“预处理”以去除堵察水泵和管道的秸草等较大固形物。 （3）厌氧滤器（AF） 厌氧滤器是采用填充材料作为微生物载体的一种高速厌氧反应器，厌氧菌在填充材料上附着生长，形成生物膜。生物膜与填充材料一起形成固定的滤床。厌氧滤床可分为上流式厌氧滤床和下流式厌氧滤床二种。污水在流动过程中生长并保持与充满厌氧细菌的填料接触，因为细菌生长在填料上将不随出水流失，在短的水力停留时间下可取得较长的污泥泥龄。厌氧滤器的缺点是填料载体价格较贵，反应器建造费用较高，此外，当污水中SS含量较高时，容易发生短路和堵塞。 （4）上流式厌氧污泥床反应器（UASB） 待处理的废水被引入UASB反应器的底部，向上流过由絮状或颗粒状厌氧污泥的污泥床。随着污水与污泥相接触而发生厌氧反应，产生沼气引起污泥床的扰动。在污泥床产生的沼气有一部分附着在污泥颗粒上，自由气泡和附着在污泥颗粒上的气泡上升至反应器的上部。污泥颗粒上升撞击到三相分离器挡板的下部，这引起附着的气泡释放；脱气的污泥颗粒沉淀回到污泥层的表面。自由状态下的沼气和由污泥颗粒释放的气体被收集在三相分离器锥顶部的集气室内。液体中包含一些剩余的固体物和生物颗粒进入到三相分离器的沉淀区内，剩余固体物和生物颗粒从液体中分离并通过三相分离器的锥板间隙回到污泥层。UASB反应器的特点在于可维持较高的污泥浓度，很长的污泥泥龄（30天以上），较高的进水容积负荷率，
沼气发酵工艺流程 从全社会能源消费与供给的发展趋势，随着工业化发展进程使得矿物质能源日趋枯竭，尽管这是未来将会发生的事，当然也是历史发展的必然结果，将会引起全社会的关注。世界各国都在寻求可再生的替代能源，虽然探矿开采不会立即结束，但是可再生能源的试生产也要立即开始，甚至早已经开始了。沼气工程作为即可处理废弃的有机物又可从中回收能源，这是采用现代化技术开发生物质能源利用的重要组成部分，也是沼气工程产业将会乘胜发展的必然。 我国的沼气产业已从单纯的能源利用发展成为废弃物处理和生物质多层次综合利用，并与养殖、种植业广泛结合，在农村生产和生活中发挥了重要作用 沼气发酵技术确切的应该称为厌氧发酵技术，是指从发酵原料到产出沼气的整个过程，所采用的技术和方法。沼气发酵技术主要包括原料的预处理，接种物的选取和富集，发酵器（在厌氧发酵过程中的发酵器也称反应器，是沼气发酵罐、沼气池、厌氧发酵装置的统称）结构的设计，工程起动和日常运行管理等一系列技术措施。其流程图如下所示： 进料池 青贮 秸秆 粉碎预处理 沼液沼渣（再利用） 1.秸秆预处理： 1.1.预处理： 农作物秸秆通常是由木质素、纤维素、半纤维素、果胶和蜡质等化合物组成，其产气特点是分解速度较慢，产气周期较长。使用这种原料在入池前需进行预处理，以提高产气效果。 常用的预处理方法有物理、化学与生物方法等。物理方法主要有切碎、粉碎、汽爆等。生物法的研究主要集中在菌种的筛选和发酵条件优化方面。目前研究最多的微生物是白腐真菌。生物方法具有环境友好、处理效率高等优点，但需要无菌操作条件和专门的培养设施，目前有关研究较多，实际应用很少。化学法主要利用酸和碱等化学物质对秸秆进行预处理，通过化学作用破坏秸秆的内部结构，从而提高秸秆的厌氧消化性能。化学法具有处理方法简单、时间短、效果好等优点，但化学处理剂有可能产生二次污染。 1.2.青贮：青贮池设计以为矩形，若有多个青贮池可并联或串联使用。 粉碎的秸秆贮入青贮池后应轧实，减少内部氧气存有量，避免原料浪费。 秸秆含水量控制在65%左右，密度以大于500㎏/m3为宜。
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实用：沼气产量计算及热值换算方法大全 沼气产量计算 1、理论计算公式 沼气产量＝废水浓度（kgCOD/m3）×设备去除率（%）×废水日排放量（m3/d）×产沼气率 其中，产沼气率为0.7 m3/kgCOD（理论值） 2、其他沼气产量计算方式 按养殖规模计算 一般估算：5头猪、1头牛、150只鸡的粪便可产1m3沼气。 按照池容计算 一般估算：6m3、8m3、10m3的沼气池容积可分别产1.2m3、1.6m3、2m3沼气。 按照池中的干物质计算 如每公斤猪粪(干物质)产气量为0.43m3/kg。 按照去除的污染物计算 如每去除1公斤COD可产生约0.35m3沼气。
沼气池需进调配成干物质含量（TS）为8%的粪污水料液，根据日粪污干物质产量和水力滞留期（20天），需要沼气池有效容积为800m3。计算公式如下： 沼气池有效容积 =（×水力滞留期）/发酵料液浓度 =（X×20d）/8% =800m3 则粪污干物质量（X）为3.2t/d，粪便中干物质在厌氧反应阶段被降解50%，经固液分离后进入沼液约20%，转化为沼渣的干物质为总量的30%，新鲜沼渣含水率为65%，则： （3.2t/d×30%)÷（1-65%）=2.74t/d （3.2t/d÷8%）-3.2t/d×50%-2.74t/d=35.66t/d 部分沼液回流去调节池调节粪水料液浓度，可减少清水用量并提高粪水料液中产沼气细菌的含量，沼液回流量按20t/d计。因此，
沼气与热值为4000K燃煤的换算公式为： 燃煤量＝沼气产量×沼气含甲烷率×甲烷热值÷4000K 根据美国麦卡蒂教授的推算：每去除1千克COD，在理想状态下可产甲烷0.35m3，折合含甲烷60%的沼气为0.583m3；每去除1千克BOD产生的沼气稍高，约为1m3左右。 标准煤热值为29306KJ 20514/29306=0.714 （1m3沼气等于0.714kg标准煤） 天然气：8500-9250kcal/m3 液化石油气：23000-24000kcal/kg 电：860kcal/kwh 煤油：10250kcal/kg 柴油：11000kcal/kg
沼气厌氧发酵 中国知识资源总库——CNKI 系列数据库输出格式:简单详细引文格式自定义查新RefWorks 自定义:题名作者中文关键词单位中文摘要基金刊名ISSN年期第一责任人 处理结果: 1题名The Relationship Among pH,VFA and Biogas Production in Anaerobic Fermentation of Mixed Manure and Straw with Different Ratios 作者张彤;李伟;李文静;李轶冰;杨改河; 刊名农业环境科学学报 单位西北农林科技大学林学院;陕西省循环农业工程技术研究中心;西北农林科技大学农学院; 中文摘要为探索发酵原料产气量与pH值、挥发性脂肪酸之间的关系,确定最佳原料配比以及发酵温度是关键。通过试验在恒温条件下以不同配比的鸡粪、麦秆混合物为原料,在25～40℃范围内进行厌氧发酵,研究pH值和挥发性脂肪酸对沼气产量的影响。结果显示,在约50d的发酵过程中,以40℃、鸡粪和麦秸3∶1处理的(简称鸡麦3∶1)累积产气量最高,达11492mL,25℃、鸡麦3∶1处理的累积产气量最低,为6227mL。在25、30℃发酵条件下,随着麦秆比例的增加,产气量逐渐增加;在35、40℃发酵条件下,随着麦秆比例的减少,产气量逐渐增加。pH值与日产气量成正比,而挥发性脂肪酸与日产气量成反比。 2题名Study on Characteristics of Anaerobic Fermentation with Wheat Straw and Sweet Potato Vine 作者石勇;邱凌;邵艳秋;罗涛;任虎林; 刊名西北农业学报 单位西北农林科技大学机械与电子工程学院;农业部沼气西北分中心;西北农林科技大学农学院;西北农林科技大学资源与环境学院; 中文摘要在(30±1)℃恒温条件下,按C/N=20∶1,C/N=25∶1,C/N=30∶1的3个不同水平将小麦秸秆和红薯藤叶分别配置成2 000 mL发酵液,其总固体含量TS为8%。对3个不同水平C/N的发酵液进行厌氧发酵试验,测定厌氧发酵过程中的日产气量,pH、CH4和CO2体积分数等动态指标的变化,探究2种物料在不同C/N水平下的发酵特性。结果表明在TS为8%的条件下,C/N为25∶1水平时产气效果最佳,产气量和CH4体积分数都具有明显优势。 3题名Research on the essence and the mechanism of method about fermented soybean in Qi-Min-Yao-Shu (Important Arts for the People,s Welfare) 作者陈苍林 刊名中国酿造 单位漳州市酱油厂福建漳州363000
1、沼气的净化、贮存、输送 浮式气柜就是一种恒压变容贮柜，压力波动，但不大。“后面要不要压缩机？”我们认为，主要看前面的厌氧反应器和后面的使用方法。我们在向别人介绍厌氧反应器时，一般都这样要介绍，“我们的反应器的优点之一：可以提供2000（或其它的数据）毫米水柱的压力，可满足净化、贮存、中距离输送、大多数燃烧器、等阻力的要求，不必须专门的压缩机。”我们不知你的（或你用的）反应器有没有这个优点，也不知道后面你们打算怎么用。所以，不知道要不要压缩机，如果你进一步提供信息，我们可进一步讨论。 厌氧反应器系统的设计必须预先考虑沼气的处理或利用的问题。 是不是要脱硫，能不能不要水气分离器，气柜体积和压力多少。 贮气柜选用螺旋升降式比较安全，运行效果较好，贮气柜及沼气输送系统都要考虑动火安全维修措施。 废水中的COD在厌氧微生物的作用下，生成气体从水中逸出、生成固体（微生物体）沉下来、生成不是污染的水等，好氧也是如此，物理化学法也是如此。厌氧的特点之一，COD用于生成微生物量的比例很低，用于生成沼气的比例很高，在进行沼气产量计算时，假设全部生成沼气误差不大。厌氧系统没有添加任何“氧化剂”，根据前面的假定，从水中去除的COD，必然全部进入气体（沼气）中。340L甲烷相当于1kg的COD。所以，从水中每去除1kgCOD可以产生340L
甲烷。这样，我们能根据去除的COD量计算出来甲烷的产量了。沼气是由于CHONSP发生自身氧化还原反应的产物，例如C元素，一部分被氧化了就生成二氧化碳，另一部分被还原了生成甲烷，N、S 元素也是如此。一般假定H、O不参与氧化还原过程（除非有大量的氢气等生成）。沼气中的主要组分就是二氧化碳和甲烷，二者之间的比例和CHO的三元素比例关系而定，Bussel有个方程式，可以计算出来。例如，碳水化合物中H、O比例为2：1，碳的化合价为0，所以，二氧化碳和甲烷的比例为1：1。去除COD产生的甲烷量恒定，而甲烷与二氧化碳的比例是变化的，所以，沼气的产量也是变化的。如果，是1：1，沼气产量就是680L/1kgCOD去除。注意，二氧化碳比甲烷容易溶于水，所以，沼气中的二氧化碳比计算值要少。 2、沼气的价值-燃烧 在厌氧反应器中每去除1kgCOD能产生340L甲烷气体，如果沼气中二氧化碳和甲烷的比例是1：1，沼气产量为680L。 如果某种废水流量5000立方米/日，浓度为10000毫克COD/升，在厌氧反应器中的去除率为90%，那么，该系统的甲烷产量为 15300立方米甲烷/日，大约30600立方米沼气/日。1立方米废水产生3立方米甲烷，6立方米沼气。 甲烷的低值热值为35.9MJ/Nm3，如果假定沼气中甲烷含量为50%。 主要能源的热值比较如下： 1、标准煤的热值为7000kcal/kg，1立方米沼气相当于0.66kg标 煤。例子中30000立方米沼气/日，相当于20000kg(即20吨)标准
姓名： 班级： 学号： 计
目录 课程设计目的----------------------------------------------2 南充城市垃圾分析----------------------------------------2 设计参数及条件---------------------------------------------3 工艺流程设计----------------------------------------------5 沼气池池体设计-----------------------------------------------7 1.发酵间的容积---------------------------------7 2.发酵间各部分尺寸的确定------------------8 3.进料口（管）的设计---------------11 4.水压间（管）的设计----------------12 沼气池相关图片-----------------------------------------13
一、课程设计目的： 通过课程设计进一步消化和巩固本门课程所学的内容，并使所学的知识系统化，培养运用所学理论进行沼气池设计的初步能力。通过设计，了解工程设计的内容，方法及步骤，培养确定厌氧系统得设计方案，进行设计计算，绘制工程图，使用技术资料，编写设计说明书的能力。 二、南充城市垃圾分析： 1、可回收垃圾主要包括废纸、塑料、玻璃、金属和布料五大类。废纸：主要包括报纸、期刊、图书、各种包装纸、办公用纸、广告纸、纸盒等等，但是要注意纸巾和厕所纸由于水溶性太强不可回收。塑料：主要包括各种塑料袋、塑料包装物、一次性塑料餐盒和餐具、牙刷、杯子、矿泉水瓶等。玻璃：主要包括各种玻璃瓶、碎玻璃片、镜子、灯泡、暖瓶等。金属物：主要包括易拉罐、罐头盒、牙膏皮等。布料：主要包括废弃衣服、桌布、洗脸巾、书包、鞋等。通过综合处理回收利用，可以减少污染，节省资源。如每回收1吨废纸可造好纸850公斤，节省木材300公斤，比等量生产减少污染74％；每回收1吨塑料饮料瓶可获得0．7吨二级原料；每回收1吨废钢铁可炼好钢0．9吨，比用矿石冶炼节约成本47％，减少空气污染75％，减少97％的水污染和固体废物。 2、厨余垃圾包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶等食品类废物，经生物技术就地处理堆肥，每吨可生产0．3吨有机肥料。