沼气优化技术及运营策略–LiuZhidan-ICA

Optimizingtechnology&OperationofBiogasProcess沼气优化技术及运营策略刘志丹Ph.DBioprocessControlAB（一）沼气技术：发展和市场展望Biogastechnology:OverviewandMarket沼气生产和使用-两种工业模式（德国Vs.瑞典）Biogasproductionandutilization沼气的使用-发电-供热-汽车用清洁燃料-并入天然气管道-高温燃料电池燃料有机肥料沼气的提纯提纯后的沼气97%甲烷60%甲烷粗沼气生物质来源-高浓度废水-畜牧业粪肥-城市有机垃圾，食物残渣-能源作物，农业废物，秸秆等沼气的使用-发电-供热-汽车用清洁燃料-并入天然气管道-高温燃料电池燃料有机肥料有机肥料沼气的提纯沼气的提纯提纯后的沼气97%甲烷提纯后的沼气97%甲烷60%甲烷粗沼气60%甲烷粗沼气生物质来源-高浓度废水-畜牧业粪肥-城市有机垃圾，食物残渣-能源作物，农业废物，秸秆等农产品废弃物畜牧业废弃物林业废弃物城市和农村集中收集的有机废水废物工业有机废水废物I.封闭罐体II.微生物反应III.综合调控常压粗制沼气绿色有机肥料直接作为供热，取暖用气汽车燃料，城市居民用气，工业用气净化纯化为精制沼气液态甲烷固态甲烷水合物未来特殊工业燃料未来工业燃料农家肥生态肥料厂工业化颗粒肥料产业链：基于沼气技术（AD）的生物经济Bio-economybasedonbiogastechnology市场前景MarketpotentialNaturalgasfortoday–biogasfortomorrow!天然气沼气氢气德国模式–热电联产Combinedheatingandpower(CHP)瑞典模式–车用燃气Vehiclefuel大中型沼气工程在我国的发展Developmentoflarge-scalebiogasprojectinChina北京高碑店污水处理厂污泥2兆瓦沼气发电项目1999（二期）内蒙古蒙牛澳亚牧场1兆瓦沼气发电项目UNDP/GEF示范项目，2007（二）沼气技术：过程和工艺瓶颈Biogastechnology:ProcessandOperationLimits复杂有机物多糖脂类蛋白质可溶性有机物糖长链脂肪酸氨基酸发酵中间代谢物挥发性脂肪酸乙醇等乙酸氢气二氧化碳甲烷二氧化碳水解酸化乙酸化氢化甲烷化传统沼气（AD）过程-生化反应Biogasproduction-Biochemicalreactions沼气技术（AD）的优缺点Biogasprocess-thecharacteristic多步骤反应低细胞产率低能量产生（产酸阶段）产甲烷过程可再生能源减少环境污染营养元素循环污泥处理成本低有效去除致病菌不稳定过程环境敏感性容易体系过载保留时间长发酵罐体积大可持续发展研究瓶颈：微生物的复杂性LimitofScientificresearch工艺和运行瓶颈：传统沼气生产工艺和运行的问题LimitsofTechnologyandOperation为了较高的运行安全系数，需要大容积的发酵池物料在发酵池中需要长期滞留，影响沼气生产量很低的沼气生产量因操作不当而造成的生产停顿时有发生从生物质到沼气的转换过程包含一系列极为复杂的生物化学反应:-多步骤地转化，反应速度各不一样-上百种不同的微生物参与到这一系列的生化反应当中-传统沼气生产运行全凭个人经验，无法应变微生物发酵动态变化设计和运行以传统废物处理为主，产能效率极为低下不能长期稳定地进行运营生产，重建设，轻运营沼气生产如同黑箱作业，无法有效地利用已有的发酵池潜力（三）沼气技术：优化和运营策略Biogastechnology:OptimizationandOperation碧普技术背景Background为大中型工业化沼气生产企业提供专业化的生产运营服务依托瑞典Lund大学二十多年来沼气方面的研究成果总部位于瑞典Lund市IDEON高新科技开发区专家技术团：来自环境生物技术和工业自动化领域的国际知名学者和专家教授瑞典商业顾问和投资为客户和合作伙伴提供新颖独特的专业生产运营服务，保证客户及合作伙伴的商业回报碧普智能优控平台：“工业CT+智能化手术刀”Intelligentprocessdiagnosisandoptimizationsystem优点:-在保障废物处理功能的前提下突出产能功能，极大提高了工业沼气生产的收益和投资回报率-加速了系统的甲烷气体生产和生物质降解速率-对外来干扰有更快，更有效的应变能力-更稳定，更安全的生产过程对发酵过程中各微生物的深入了解先进高效的发酵池生物质物料的合理配比和预处理智能优控平台碧普智能优控平台过程诊断和优化BiogasOptimizer物料分析AWPTS过程模拟SimulationR&D……物料分析测试系统（物料层次）AWPTS物料产多少气？物料是沼气生产的根基：AWPTS经过自动化实际分析挖掘秸秆等物料的产沼气潜力自动化分析测试流程并节省人力和时间成本在线实时显示沼气流量和甲烷浓度提供物料产沼气过程动态变化的高质量数据测试方便，维护简单2007年瑞典清洁技术第一名优点⇒客户收益•强化发酵池的利用效率和运行性能•提高工业沼气生产效率(20-150%)•更安全可靠的沼气过程•高质量和稳定的沼气生产•自动快捷地启动沼气生产运行基于对厌氧消解过程深入的理解和新颖的控制结构和方法基于可靠传感器的智能反馈控制系统防止因运行不当而造成的系统过载允许发酵罐在高负荷下安全运行过程诊断和优化（沼气生产层次）BiogasOptimizer一立方发酵罐能产多少气，可持续性如何？沼气生产过程的诊断和优化：BiogasOptimizer过程模拟（沼气工程层次）Processsimulation产气解决了，工厂效益就好了嘛？过程模拟：沼气工程的全流程分析碧普欧洲示范工程ReferenceplantinEU•项目业主Svensk沼气公司•项目地址Händelö,Norrköping,瑞典•处理原料90%酒糟•发酵池体积2000m3•发酵池类型CSTR•项目应用车用燃气,生物肥料•开工日期2007•项目业主E.on瑞典燃气公司•项目地址Falkenberg,瑞典•处理原料牛粪•发酵池体积7000m3•发酵池类型CSTR•项目应用车用燃气,生物肥料•开工日期2008碧普与沼气工程CDMBPCTechnologies&CDMCDM所需的监测仪表的成本和人员管理沼气工程的高效稳定运行，更多的碳减排额（CERs），从而帮助业主获得更多CDM收益沼气工程CDM的两点考虑SomepointsforCDMrelatedtoBiogas规模小，减排额度有限&数量大，集中打包开发不确定因素多&开发潜力大沼气产业的明天Futuretrendforbiogasindustry环保和废物处理为主要目的环保和能源并重能源和燃气需求为目的能源环保主要特点欢迎访问!谢谢！联系方式中国区:北京市海淀区大柳树路17号富海国际港8层806#电话/传真:86-010-62127596邮编:100081E-mail:[e-mail]瑞典总部:地址:Scheelevägen2222363LUND,SWEDEN电话:[phone]