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
煤。
2、原煤的热值若为5000 kcal/kg,1立方米沼气相当于0.86kg原
煤,如果500元/吨原煤,例子中30000立方米沼气/日,用于替代原煤,其年(300日/年)产值相对于:近4百万元/年。
3、煤油的热值若为10300 kcal/kg,1立方米沼气相当于0.42kg
煤油,如果5000元/吨煤油,例子中30000立方米沼气/日,用于替代煤油,其年(300日/年)产值相对于:近2千万元/年。
4、液化石油气的热值若为12000 kcal/kg,1立方米沼气相当于
0.35kg液化石油气,如果5000元/吨液化石油气,例子中30000
立方米沼气/日,用于替代石油气,其年(300日/年)产值相对于:近1千5百万元/年。
5、煤气热值若为1200 kcal/立方米,1立方米沼气相当于3.5立
方米煤气,如果2元/立方米煤气,例子中30000立方米沼气/日,用于替代煤气,其年(300日/年)产值相对于:近3千万元/年。
6、气田天然气热值为8500 kcal/立方米,1立方米沼气相当于0.5
立方米天然气,如果3元/立方米天然气,例子中30000立方米沼气/日,用于替代天然气,其年(300日/年)产值相对于:近1千4百万元/年。
我们在这里不厌其烦地给出固体、液体、气体燃料,(1)给大家一些背景数据,以后可能用得上;(2)告诉大家替代不同的燃料,价值差别大了。
3、沼气燃烧的空气量
我们还假定沼气的组成为甲烷比二氧化碳为1:1。
同时假定:空气氧气和氮气比为1:79/21 = 1:3.76
沼气燃烧的化学计量方程为
(CH4 + CO2)+ 2(O2 + 3.76 N2)== 2 CO2 + 2 H2O + 7.52 N2 通过化学式可见:
1、空燃比(空气沼气比)(空沼比):4.76:1
即1立方米沼气燃烧需要4.76立方米的空气,通过此结论,我们可以大致计算沼气燃烧所需的配风量。
注意:实际燃烧过程中空气量都是稍稍过量的,不同燃烧器的过剩系统不一样,一般不会超出1.0~1.2。
2、空气甲烷比:9.52:1即1立方米甲烷需要9.52立方米的空气,通过此可以计算不同甲烷含量沼气所需的空沼比。
4、沼气燃烧的条件
沼气属于一种气体燃料,有气体燃料的共性,也有一些特殊性,燃烧的条件还是“3T+1O”。
1、温度(Temperature);
2、燃烧停留时间(Time);
3、燃料和空气的混合(Turbulence);
4、足够的氧气(Oxygen)。