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生活垃圾滲濾液厭氧處理過程中沼氣的綜合利用

文檔作者：楊帆文檔來源：徐州市節(jié)能監(jiān)測（察）中心		點擊數(shù)：	更新時間： 2023年11月21日
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生活垃圾滲濾液厭氧處理過程中
沼氣的綜合利用
楊帆
（徐州市節(jié)能監(jiān)測（察）中心，江蘇徐州221018）
摘要：生活垃圾滲濾液處理厭氧過程中會產(chǎn)生沼氣，沼氣的主要成分是甲烷（50%～70%）、二氧化碳（30%～40%），
還含有少量N2 、H2、H2S、NH3、硫醇、硫醚以及微量的不飽和烴，沼氣直接排入大氣會造成嚴重的環(huán)境污染。文中通過對
多種沼氣回收利用方式的對比，并對徐州市某垃圾焚燒發(fā)電廠生活垃圾滲濾液處理厭氧處理系統(tǒng)案例的分析，闡述垃
圾焚燒發(fā)電廠沼氣回收的可行性和必要性。
關(guān)鍵詞：生活垃圾；沼氣；利用
中圖分類號：TK6 文獻標志碼：B
文章編號：1001-5523（2015）04-0050-03
沼氣是由各種有機物質(zhì)在適宜溫度、濕度及無空氣
的條件下，經(jīng)過微生物的發(fā)酵作用產(chǎn)生的一種可
燃氣體。沼氣的主要成分是CH4，含量為50％～
70％；另外還含有30％～40％的CO2，0％～5％的N2，以及
少量的H2、H2S、NH3、硫醇、硫醚和微量的不飽和烴[1]。垃圾滲
濾液處理厭氧工藝過程中會產(chǎn)生大量的沼氣，通常1 m3垃圾
滲濾液會產(chǎn)生15～30 m3的沼氣[2]。
1 垃圾焚燒發(fā)電廠沼氣回收利用
沼氣的熱值約為36 090 kJ/m3， 如果用內(nèi)燃機來發(fā)電的
話，每立方米純凈甲烷可以發(fā)電4 kW·h。當(dāng)沼氣中甲烷含量
為60％～70％時，其低位熱值為20 934～25 120 kJ/m3。用內(nèi)
燃機發(fā)電每立方米沼氣可以發(fā)電1.8～2 kW·h。沼氣具有無
煙、少灰、不產(chǎn)生污染等特性。將沼氣中的CO2提取后還可以
把沼氣制成天然氣：CNG（壓縮天然氣）和LNG(液化天然
氣）。
1.1沼氣燃燒
沼氣通過沼氣鍋爐直接燃燒可以生產(chǎn)熱水和蒸汽，多余
的沼氣通過火焰炬燃燒后排入大氣， 以便減少對環(huán)境的污
染。這種應(yīng)用方式一般用在沼氣量較少，又沒有穩(wěn)定的熱用
戶情況下使用。沼氣燃燒原理如圖1 示。
1.2沼氣發(fā)電
沼氣通過內(nèi)燃機發(fā)電是沼氣能量利用的一種有效形式。
沼氣的能量在沼氣發(fā)電過程中經(jīng)歷由化學(xué)能—熱能—機械
能—電能的轉(zhuǎn)化過程，其能量轉(zhuǎn)化效率受熱力學(xué)第二定律的
限制，熱能不能完全轉(zhuǎn)化為機械能，熱能的卡諾循環(huán)效率小
于40%，大部分能量隨廢氣排掉。因此，將發(fā)動機的廢氣回收
是提高沼氣能量總利用效率的有效途徑，有余熱回收的發(fā)電
系統(tǒng)總效率可以達到60%～70%。一般稍大點的沼氣內(nèi)燃機
Ｊ節(jié)能科技
ＩＥＮＥＮＧＫＥＪＩ
50 能源研究與利用
ENERGY RESEARCH &amp;amp; UTILIZATION
·2015年第4期
圖1 沼氣燃燒原理圖

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