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污水处理厂利用沼气的不同设备特点与利用效率的差异

  沼气利用的途径在污水处理厂内主要是作为燃料通过沼气发动机、沼气锅炉和沼气炉灶等设备加以利用。因消化池产沼气是波动变化的,还需要对沼气脱硫处理送至贮气柜贮存,保证供沼气的平衡性。为避免沼气产量大时,沼气柜贮存不能满足要求,还需设置沼气火炬(又称废气燃烧器)将剩余沼气烧掉。

  沼气发动机根据利用沼气的具体形式不同,主要分为两种类型,一种是驱动发电机发电,向厂内供电或送入市电网,供电器用电;另一种是直接驱动鼓风机,节省电能。而沼气发动机本身的热量可向污泥厌氧中温消化供余热。这两种利用沼气的形式各有优势,前一种发电机的优点较后一种直接驱动鼓风机而言运行更灵活,可随时发电供厂内电器使用。

  除此之外,两种沼气发动机的机械效率不同。沼气发动机的机械效率一般在20%〜30%之间,当采用沼气发电形式时,沼气中的能量只有15%〜23%转化成了有效的机械能。当采用发动机直接驱动鼓风机时,其有效机械能为沼气能量的20%〜30%,相对沼气发电机效率要高一些。

  对于沼气发动机来说,沼气中的能量除20%〜30%转化成了机械能外,还有约30%以热量的形式转化到冷却水中,30%以热量的形式随烟气带走,还剩10%为机体本身热损耗和震动损耗,也就是说沼气能量中约60%转化成了热量。而在实际生产中,通过有效的热交换,30%的沼气能量以90%的转化率转换到冷却水中。另外30%的沼气能量以65%的转化率被回收用于加热污泥,两项共计利用率达47%〜56%,即沼气中能量的47%〜56%被回收用于污泥加热。综合沼气发动机所耗能量,沼气能量的实际总利用率为67%〜86%。

  沼气锅炉的利用形式有热水锅炉和蒸汽锅炉两种,主要用途是为消化池污泥加热。沼气锅炉的热效率高,一般在90%以上,即能把沼气中能量的90%转化为热水或蒸汽中的热能对污泥进行加热。

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