我国生物质资源丰富,利用厌氧消化和净化提纯技术将生物质制备成生物天然气(甲烷),不仅可以部分替代传统的化石能源,减少二氧化碳等温室气体和各种有害物质的排放,缓解大气污染和气候变化等环境问题,还可以使农业秸秆、畜禽粪便、生活垃圾、餐厨垃圾等废弃物得以利用,使土地更洁净,污染更少。基于此,周红军团队开发了生物质制生物天然气成套工艺技术,并牵头制定了相关行业标准,具体内容如下:
开发了中空纤维膜提纯制生物天然气成套装置。基于自主知识产权“高选择性中空纤维膜提纯沼气制生物天然气”的工艺包,按照国家相关标准,委托专业设计院设计,采用三级中空纤维膜净化提纯沼气制生物天然气。实现了设备移动集装箱式、模块化,占地空间小,安装时间短,运行成本低(综合能耗<0.35kWh/Nm3天然气),同时提纯过程为纯物理处理,无二次污染,操作灵活,自动化程度高。本项目处理量为240 Nm3/h,提纯过程中CH4损失率<0.5%,CH4产率高达99%,产品气CH4≥95%,完全满足CNG/管网等相关标准。
开发了成套沼气净化技术。湿法沼气脱硫技术适合H2S 0.2-3%的沼气,出口H2S<200mg/m3,适用于发电;沼气厌氧发酵罐内原位脱硫技术适合H2S 500-2000mg/m3,出口H2S<100mg/m3,适用于生产管燃和CNG; 沼气干法精脱硫技术,适合H2S 10-500 mg/m3,出口∑S<1mg/m3,适用于沼气脱氧。垃圾填埋沼气或利用生物法脱除沼气中的硫时沼气中一般含有0.8-3%的O2,若用于生产CNG,必须把O2脱至0.5%以下,该技术已成功工业应用,沼气中O2入口0.8-3%,出口O2<0.3%。
开发了餐厨垃圾和生活垃圾处理技术,包括带压厌氧发酵、车库式干发酵、干-湿厌氧发酵、厌氧消化促进剂等,牵头制定了能源行业标准《生物天然气产品质量标准》(NB/T 10136-2019),《生物天然气产品管输标准》(编号能源20170921),获得相关授权发明专利十余项。