洛川县秸杆沼气集中供气工程运行情况的调查分析

2016-12-14周中奇雷拴成晁先红史天才

中国沼气 2016年2期

关键词：洛川县秸杆洛川

周中奇，雷拴成，晁先红，史天才

( 陕西省洛川县能源办，陕西洛川 727400)

洛川县秸杆沼气集中供气工程运行情况的调查分析

周中奇，雷拴成，晁先红，史天才

( 陕西省洛川县能源办，陕西洛川 727400)

文章以陕西省洛川县土基镇入神洞村秸秆沼气集中供气示范工程运行情况为例，详细介绍了该工程的工艺流程、费用成本及问题与经验，为今后大中型沼气工程规划设计、运行管理提供一定的借鉴。

秸秆沼气；集中供气；调查分析

1 项目简介

洛川县土基镇入神洞村秸杆沼气集中供气工程是农业部2012年全国31个秸杆沼气集中供气示范工程项目之一。该项目于2012年4月开工建设，2012年10月建成并投入使用，总容积600 m3,设计年产沼气21.6万立方米，沼渣705 t。年消耗秸杆6000多t，供气300户。但由于自筹资金筹措困难，实际管网配套72户，目前供气正常，气压稳定，群众满意。

2 工艺流程

根据一体化两相厌氧消化工艺的要求及当地秸杆的特征，以及入神洞村的基本情况，采用图1所示的工艺流程。

将收集的玉米秸杆等物料粉碎后送入青贮池储存，在沼气工程运行时每次取适量的秸杆投入集料池。集料池内设有搅拌机，物料进入集料池后与厌氧消化器底部回流的料液进行搅拌混合，混匀后物料通过泵输送到厌氧消化器。当物料的浓度过高时，使用生产生活中废水进行补充。厌氧消化器采用中温发酵工艺，利用沼气锅炉进行加热。厌氧消化器顶部和底部各设置一台搅拌机，顶部搅拌机保证物料消化均匀，避免顶部结壳，底部搅拌机主要用于均匀出料、接种。物料经过厌氧消化后，产生的沼液在消化器的底部通过泵的压力进入固液分离机。经过固液分离，将沼渣送至太阳能干化场。因为洛川属果区，一般不进行固液分离，而是直接将沼渣和沼液的混合物直接施入果树根部，效果特别好，是当地最优质的农家肥。厌氧消化器产生的沼气，经脱硫脱水等设备净化后贮存于贮气柜，贮气柜中的沼气通过输配管网，送入农户家中，剩余的沼气作为锅炉燃料，用于秸杆沼气工程的自身加热。

图1 工艺流程示意图

3 项目实际运行成本及效益

由于近年来人工费用的不断上涨，秸杆的收割、集装、拉运、粉碎、堆沤、上料等环节较多，成本成倍增加，笔者在2013年用玉米秸杆作为原料，运行一年，供气72户，其年运行费见表1。

购置鲜牛粪来作为发酵原料，工作环节少，人工费用支出少，省时省力，其年运行成本见表2。

表1 经济效益计算表 (元)

表2 经济效益计算表 (元)

自2014年以来，洛川县入神洞村在秸杆沼气的运行实践中，探索出用牛粪作为发酵原料，产气效果也不错。在目前情况下，秸杆成本每吨不能多于300元，牛粪每方不能高于200元，否则沼气价格超过每方1.5元，群众就不接受，运行就出现了困难。实践证明，就目前情况看，秸杆和牛粪作为发酵原料均能做到收支平衡，正常运行是没有问题的。

4 后期运行及管理模式

项目建成后，交由洛川县入神洞村苹果专业合作社管理，气站选调了两名操作工和管理人员。操作工负责秸杆的收购，物料的粉碎、进出料、安全检查和日常维护等工作；管理员负责气站的运行管理和协调农户及村委会的工作。县乡能源管理机构和人员进行不定期检查指导，从安全和操作方面实地培训，防止责任事故，保证安全运行。

5 管理经验及技术总结

5.1 秸杆收集后进行预处理

玉米秸杆成熟后含水率一般为30%，粉碎粒径约为5 mm,夏季加水后用塑料薄膜覆盖一周后投料应用。或购置秸杆专用预处理剂，把不易消化的纤维素转化成被厌氧菌消化的食料，一般堆沤3～5天即可入池，产气量提高50%～120%。

5.2 沼液回流技术

该工程运行时水的用量较少，这主要是应用了沼液回流技术，既节省了用水，同时又解决沼液菌种缺乏的问题。

5.3 工程采用搅拌回流技术

每星期2～3次搅拌回流，可有效提高产气量，增加产气效率。

5.4 玉米秸杆的产气时间长、产气率高

牛粪、猪粪产气快，但产气时间短，产气率相对较差。最佳的配料应该为牛粪或猪粪50%+秸杆50%的配料最好，启动快，产气率高，持久性较好。

5.5 不同季节产气和用气情况不同

在洛川农村，冬季炊事用能和取暖多用煤碳炉，因此，冬季11月至春季4月份不用沼气，4月至11月底8个月中，4～5月份每户平均用气量2 m3左右，6～8月份是产气量最多的季节，每户平均用气2.5～3方，8月份以后用气量逐步减少，平均每户每天2 m3左右。由于洛川特殊的气候与生活习惯，对冬季沼气的用行情况笔者缺少经验和实践的第一手资料。