通過對比歐洲與我國沼氣工程發(fā)展現(xiàn)狀及各自技術(shù)特點(diǎn)，筆者提出了歐洲大型沼氣工程技術(shù)國產(chǎn)化嘗試方向，闡述了沼氣工程監(jiān)測技術(shù)對于促進(jìn)沼氣工程自動(dòng)化運(yùn)行的重要意義，并介紹了沼氣工程監(jiān)測系統(tǒng)在沼氣工程中的應(yīng)用。

一、歐洲沼氣工程技術(shù)現(xiàn)狀

      歐洲沼氣工程技術(shù)發(fā)展較早，始于20世紀(jì)70年代，目前已是世界上沼氣廠zui普及的地區(qū)。歐洲的沼氣工程技術(shù)主要以高濃度有機(jī)廢棄物聯(lián)合消化工藝（CSTR）為主，絕大多數(shù)配備熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)。

      歐洲沼氣工程具體的技術(shù)特點(diǎn)如下：

      ①重視原料復(fù)配，產(chǎn)氣率高

      歐洲沼氣工程原料不僅包括牛糞、豬糞、雞糞等畜禽糞便，還有玉米、馬鈴薯等能源作物，以及屠宰場廢棄物、城市餐廚垃圾、城市污泥等。通過這些原料的混合和合理復(fù)配，可以提高原料中的碳、氮含量，并調(diào)整出可使產(chǎn)氣率zui高的碳氮比。德國90%以上的農(nóng)場沼氣工程采用混合原料發(fā)酵。

      ②工藝統(tǒng)一，熱電聯(lián)產(chǎn)，效益高

      在德國和丹麥，90%以上沼氣工程選用CSTR工藝，統(tǒng)一的工藝有利于制定統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理辦法，同時(shí)便于接管運(yùn)營后續(xù)服務(wù)的開展。

      熱電聯(lián)產(chǎn)指產(chǎn)出的沼氣主要用于發(fā)電，33%~37%的能量轉(zhuǎn)換為電能，在發(fā)電的過程中產(chǎn)生大量的余熱，用于CSTR加熱和農(nóng)場或社區(qū)供熱，提高了沼氣的利用效率，增加了沼氣工程的經(jīng)濟(jì)效益。

      ③實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，運(yùn)行管理便捷

      利用厭氧消化系統(tǒng)的自動(dòng)控制系統(tǒng)與軟件，實(shí)現(xiàn)沼氣工程的自動(dòng)化管理和遠(yuǎn)程監(jiān)控，節(jié)省大量人力的同時(shí)又提高了工程生產(chǎn)效率。比如國內(nèi)一萬頭牧場大型沼氣工程，操作管理人員達(dá)30人之多，而同等規(guī)模沼氣工程中歐洲利用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)只需1~2人。

      ④沼渣沼液及時(shí)還田，杜絕二次污染

      沼渣、沼液貯存期約3~6個(gè)月，施于周圍農(nóng)田。許多農(nóng)場建的沼氣工程多采用2個(gè)發(fā)酵罐串聯(lián)發(fā)酵，其中*個(gè)發(fā)酵罐貯存并在其中連續(xù)產(chǎn)氣，同時(shí)該罐還兼做沼氣貯氣裝置。貯存在第二個(gè)發(fā)酵罐的料液經(jīng)過一段時(shí)間后被排放出來，然后作為有機(jī)肥噴施到農(nóng)田里，所以不存在廢液二次污染問題。

      此外，沼氣工程配套設(shè)備與技術(shù)裝備*，如進(jìn)料設(shè)備、攪拌設(shè)備、脫硫設(shè)備、沼氣存儲設(shè)備、熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備、沼氣工程監(jiān)測成套設(shè)備等優(yōu)良性均處于世界沼氣行業(yè)的地位，并且沼氣工程自動(dòng)化程度高。沼氣工程無論規(guī)模大小全部只需一人管理即可穩(wěn)定運(yùn)行，節(jié)省人力資源，降低運(yùn)行成本。

二、我國沼氣工程技術(shù)現(xiàn)狀

      中國沼氣建設(shè)同樣起步于20世紀(jì)70年代，至今已有30多年的發(fā)展史，中間經(jīng)歷了快速發(fā)展期和回落階段，如今也已步入了新的發(fā)展局面。

      我國沼氣工程技術(shù)具有如下特點(diǎn)：

      ①工藝類型多，效率普遍不高

       我國在發(fā)展沼氣工程的過程中，在戶用沼氣方面取得了較大成就，而大中型沼氣工程由于缺乏行業(yè)組織統(tǒng)一的技術(shù)指導(dǎo)，南北方地區(qū)差異較大，各地分別用土法建沼氣工程，發(fā)酵溫度低，缺攪拌，沼氣產(chǎn)氣率低。

      ②產(chǎn)品利用率低，經(jīng)濟(jì)效益差

      我國建大中型沼氣工程開始以處理廢棄物和生產(chǎn)能源為出發(fā)點(diǎn)，而不是以充分利用資源為出發(fā)點(diǎn)，在工藝設(shè)計(jì)中對產(chǎn)品的應(yīng)用重視不夠，包括有機(jī)肥的生產(chǎn)、沼氣發(fā)電余熱的利用等。在產(chǎn)品產(chǎn)量低、使用率低的情況下，工程的經(jīng)濟(jì)效益自然就差，這也是我國沼氣工程發(fā)展緩慢、運(yùn)行困難的根本原因。

      ③工程設(shè)備化低，生產(chǎn)方式落后

      受限于技術(shù)水平和成本控制，普遍采用傳統(tǒng)的現(xiàn)場加工安裝的方式，沒有實(shí)現(xiàn)工程的設(shè)備化和標(biāo)準(zhǔn)化，傳統(tǒng)安裝方式工期長，難維護(hù)，不便于檢修，質(zhì)量難保障。同時(shí)，進(jìn)出料方式落后，手動(dòng)操作管理，不但需要人工較多，而且外觀不佳，影響廠區(qū)整體環(huán)境。

三、歐洲沼氣工程技術(shù)國產(chǎn)化方法

      近年來，國內(nèi)沼氣工程技術(shù)的進(jìn)步有目共睹，例如根據(jù)本地的溫度環(huán)境及原料等綜合情況選擇合適的工藝，沼液沼渣綜合利用，杜絕二次污染等。

      筆者認(rèn)為，為了使我國能盡快達(dá)到歐洲沼氣發(fā)展水平，我們還可以在以下兩個(gè)方面進(jìn)行嘗試：

      ①走原料集約化道路

      目前我國的沼氣工程原料比較分散，多數(shù)以自己供給為主，這樣的原料比較單一，且不能維持大型沼氣工程的產(chǎn)氣需要，重復(fù)建設(shè)，浪費(fèi)嚴(yán)重。所以我們在設(shè)計(jì)沼氣工程時(shí)，充分考慮當(dāng)?shù)氐脑腺Y源，如工業(yè)廢水、生活垃圾、生活污水、工廠廢料，農(nóng)畜糞便等，將這些有用的資源全部為我所用，在當(dāng)?shù)貑为?dú)建立一個(gè)大型的沼氣工廠。

      ②走自動(dòng)化道路

      我國目前的沼氣生產(chǎn)基本靠人力裝料，人員監(jiān)控，沒有使用自動(dòng)化設(shè)備來進(jìn)行生產(chǎn)，所以效率較低，且生產(chǎn)維護(hù)成本較高，難以推廣。因此，我國的沼氣生產(chǎn)應(yīng)該走自動(dòng)化道路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝料出料，自動(dòng)監(jiān)控發(fā)酵、存儲及輸送，這樣我國的沼氣生產(chǎn)才能提率，且有利于推廣。

      此外，沼氣工程本身有公益的性質(zhì)，可以走“企業(yè)自籌資金，申請國家資助，利用援助，引進(jìn)投資運(yùn)營”的模式，提高項(xiàng)目建設(shè)水平，確保項(xiàng)目的收益。

四、沼氣工程監(jiān)測系統(tǒng)在沼氣工程中的應(yīng)用

      沼氣工程監(jiān)測技術(shù)是促進(jìn)沼氣工程自動(dòng)化、智能化運(yùn)行的關(guān)鍵因素。近年來，我國關(guān)于推動(dòng)沼氣工程向工業(yè)化、智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展的呼聲日益高漲。*也曾于去年11份在武漢召開了農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用全流程信息化管理培訓(xùn)班，并組織參觀了國內(nèi)沼氣工程遠(yuǎn)程監(jiān)測領(lǐng)域的先行企業(yè)湖北銳意自控。

      沼氣工程監(jiān)測系統(tǒng)以氣體成分和流量傳感器為依托，集成監(jiān)測設(shè)備，同時(shí)結(jié)合軟件開發(fā)技術(shù)，把沼氣工程運(yùn)行過程中的關(guān)鍵參數(shù)與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息傳遞，將沼氣工程與業(yè)主、操作者、管理部門起來，以實(shí)現(xiàn)對沼氣及附屬產(chǎn)品生產(chǎn)銷售的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控、服務(wù)、管理和決策。

大中型沼氣工程監(jiān)測方案Gasboard-9230

       早在2013年，湖北銳意自控自主研發(fā)的沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)就經(jīng)湖北省*鑒定達(dá)到*水平，并獲得了*物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展專項(xiàng)資助。目前，該系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)了多個(gè)省市沼氣工程的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

在大型沼氣工程現(xiàn)場的應(yīng)用紅外氣體分析儀(防爆型）Gasboard-3500

       沼氣工程監(jiān)測系統(tǒng)在沼氣工程驗(yàn)收、監(jiān)督、運(yùn)行中，扮演者*的重要角色，是沼氣工程管理和運(yùn)行可靠的數(shù)據(jù)來源。在實(shí)際應(yīng)用中，業(yè)主可根據(jù)沼氣工程流量、成分?jǐn)?shù)據(jù)，指導(dǎo)確定沼氣工程的運(yùn)行參數(shù)；另一方面，該系統(tǒng)可分省、市、縣、業(yè)主四級網(wǎng)絡(luò)訪問權(quán)限，對各大中型沼氣工程數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)報(bào)表和歷史趨勢分析。

       總的來說，沼氣工程監(jiān)測系統(tǒng)的作用主要體現(xiàn)在以下兩點(diǎn)：

       ①提高沼氣工程管控水平和生產(chǎn)效率

       對沼氣工程生產(chǎn)全程進(jìn)行在線監(jiān)測，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備問題，排除運(yùn)行故障；通過系統(tǒng)優(yōu)化，能提高產(chǎn)氣量、提升脫硫效率、熱電聯(lián)產(chǎn)效率，掌控沼氣生產(chǎn)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)沼氣工程管理科學(xué)化、運(yùn)行智能化，同時(shí)節(jié)約勞動(dòng)成本，降低能耗，提高沼氣工程總體生產(chǎn)效率。

      ②保障沼氣工程運(yùn)行安全

      通過沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)智能預(yù)警系統(tǒng)和視頻監(jiān)控，能對運(yùn)行參數(shù)異常、設(shè)備故障、操作違規(guī)和災(zāi)害天氣發(fā)出警報(bào)，及時(shí)通知操作人員和管理人員，如:沼氣站內(nèi)煙霧探測報(bào)警、水位超高報(bào)警、沼氣泄漏、物料過載報(bào)警，無關(guān)人員誤入、違規(guī)操作報(bào)警等，能排除人員傷亡、工程損壞、起火爆炸等安全隱患，有效保障沼氣工程運(yùn)行安全。（來源：沼氣圈）