沼氣發(fā)酵是整個沼氣工程的核心，對沼氣生產(chǎn)效率和工程經(jīng)濟具有決定性的影響。因此必須對沼氣發(fā)酵過程進行有效的監(jiān)測，一般可以選擇一些沼氣成分監(jiān)測設備，如沼氣分析儀Gasboard-3200，用戶可根據(jù)沼氣中甲烷、二氧化碳、硫化氫、氧氣等成分對沼氣發(fā)酵的工藝過程進行調控，可以有效提高沼氣產(chǎn)氣量。

      除此之外，選擇合適的沼氣發(fā)酵裝置也是十分必要的，根據(jù)建造材料，沼氣發(fā)酵裝置可分為鋼筋混凝土結構、鋼結構（包括鋼板焊接結構、鋼板卷制結構、鋼板拼裝結構）和軟體沼氣發(fā)酵裝置。下面介紹幾種鋼結構發(fā)酵罐與軟體沼氣池，希望能幫助大家更全面系統(tǒng)的了解沼氣工程常見的幾種沼氣發(fā)酵裝置。

      一、鋼板焊接結構沼氣發(fā)酵罐

      鋼板焊接結構沼氣發(fā)酵罐zui大的優(yōu)點是技術成熟，可以現(xiàn)場制作，不需要的設備和工裝，但防腐工藝相對復雜。其設計的一般規(guī)定為：

      1）沼氣發(fā)酵罐的設計壓力通常取常壓或接近常壓，負壓不應小于0.49kPa。

      2）設計條件不應少于以下內容：發(fā)酵罐容積或直徑、高度；地震設防烈度、風載荷、雪載荷、氣溫條件及地址條件；操作壓力及操作溫度（取罐體正常操作時，罐體金屬可能達到的zui高或zui低溫度。在寒冷地區(qū)，對無加熱也無保溫的罐體，設計溫度建罐地區(qū)zui低日平均溫度加13℃）；介質種類及密度。

      3）厚度附加量應考慮鋼板負偏差和腐蝕余量。

      鋼板焊接發(fā)酵罐多采用立式圓筒形，其結構設計zui主要在于鋼板的厚度和焊縫設計。從用材角度考慮，立式圓筒形罐體徑高比為1:1時zui節(jié)省材料。鋼板越寬，在發(fā)酵罐制作過程中焊縫越少，相應地減少了焊縫滲漏的可能性，同時加快了制作速度，節(jié)約了焊接的人工費用。目前國內市場zui容易買到的鋼板寬度規(guī)格尺寸是250mm和1500mm。而發(fā)酵罐罐體尺寸的確定可以從三個方面同時考慮：徑高比宜為1:(0.6~1.2)；盡量采用寬度大的鋼板；盡量采用同一規(guī)格尺寸的鋼板。

      對于鋼板焊接發(fā)酵罐的腐蝕問題，我們一般可以按中等腐蝕強度來考慮。對鋼材（不包括鍍鋅材料）表面焊縫進行除銹處理后，再在罐體表面刷一層防銹底漆，一般不超過6h。油漆防腐的施工方法：油漆稀釋后用滾筒從上到下均勻涂刷，涂膜總厚度0.15~0.20mm，分兩至三道完成，發(fā)酵罐外表面面漆應選用與底漆結合良好的配套使用，外壁有保溫層時可不刷面漆，發(fā)酵罐內壁不刷面漆。

      二、鋼板卷制結構沼氣發(fā)酵罐

      鋼板卷制結構沼氣發(fā)酵罐也就是俗稱的“利浦罐”。利浦罐應用金屬塑性加工硬化和薄殼結構的原理，采用螺旋、雙折邊、咬合工藝和滾壓、咬合、壓緊成型設備來建造沼氣發(fā)酵罐。采用該技術制作的罐體，施工周期短，節(jié)約鋼材，罐體自重輕，使用壽命一般可達20年以上，具有相當大的環(huán)拉強度。但需要專門設備進行制作，其使用的鋼板材料不是市面上的通用規(guī)格，且建造容積一般不宜過大，單池容積一般不超過5000m3。

      利浦罐使用的材料通常為495mm寬，2~4mm厚的鍍鋅鋼板或不銹鋼-鍍鋅鋼板復合板。從強度理論上講，罐體的鋼板厚度可以比2mm更小，但從結構穩(wěn)定性角度考慮，選用材料一般不小于2mm，鑒于制罐機械咬合緊密度和壓緊強度的限制，選用材料一般不大于4mm。

      由于利浦罐體所用材料較少，因而利浦罐對底板基礎的要求遠遠小于鋼筋混凝土罐對底板基礎的要求。在基礎底板澆筑時，按所要制作的罐體直徑在底板表面留一條寬150mm，深100mm的預留槽，槽內按直徑均勻放置一定數(shù)量的錨形不銹鋼預埋件，利浦罐制作完成后將被準確地放入預留槽內，用螺栓將罐體和預埋件固定，然后用膨脹混凝土和瀝青、油氈等材料來密封此槽，zui后覆細石混凝土保護層。

      對于防腐問題，雖然使用鍍鋅鋼板制作的利浦罐具有一定的防腐作用，但是鋼板表面附著的鍍鋅層不足以抵抗料液和氣體對其的腐蝕，特別是在開孔處和安裝平臺、欄桿、保溫層固定件等焊接處，鋼板表面鍍鋅層容易遭到破壞，所以在罐體制作完成、實驗合格后仍然需要進行防腐處理。同樣采用利浦制罐技術的沼氣發(fā)酵罐也需要制作保溫結構。其防腐處理方法與鋼板焊接結構的發(fā)酵罐相同。

      三、鋼板拼裝結構沼氣發(fā)酵罐

      鋼板拼裝罐是采用鋼板搭結技術利用螺栓進行連接緊固安裝而成，罐體及罐頂材料均采用符合國家標準的鋼板，在工廠內將鋼板機械加工處理后進行縱向、橫向搭結，搭結處采用專業(yè)高分子密封材料聚硫膠將其密封拼裝組合。按其表面材料不同又可細分為：搪瓷拼裝罐、熱噴涂拼裝罐、電泳漆拼裝罐等。

      1.搪瓷拼裝罐

      搪瓷拼裝罐是基于薄殼結構原理，采用預制柔性搪瓷鋼板以螺栓連接方式及橡膠密封拼裝制成的罐體，簡稱搪瓷鋼板拼裝罐或搪瓷拼裝罐。搪瓷鋼板基板為低碳鋼冷軋板，屈服強度≤280MPa，抗拉強度270~410MPa，搪瓷瓷釉是多種無機化工原料共同高溫燒制反應而成，搪瓷鋼板通過鋼板基材表面涂敷搪瓷漿料并進行焙燒而成。搪瓷鋼板拼裝罐具有耐腐蝕性好、施工周期短、節(jié)約鋼材、罐體自重輕、易拆卸等優(yōu)點，其缺點是螺栓連接的方式帶來了滲漏的可能，不方便施工現(xiàn)成開孔方位的調整。

      2.熱噴涂拼裝罐

      熱噴涂拼裝罐是熱噴涂技術和拼裝罐結合的產(chǎn)物，熱噴涂技術是指將兩根帶電的金屬絲電弧熔融，并通過壓縮空氣噴吹、霧化，使金屬噴涂至經(jīng)處理的基體表面，形成結合良好、致密的金屬涂層，然后用封閉劑對金屬涂層表面進行封閉，zui終形成長效防腐復合涂層。電弧噴涂鋅、鋁涂層外加有機封閉涂層的長效防腐蝕復合涂層能夠實現(xiàn)30年內不維護的要求。電弧噴涂層與鋼結構基體以機械鑲嵌和微冶金的結合，提高了涂層結合力，在輕微碰撞或沖擊下也能確保防腐涂層不起皮、不脫落，使得涂層質量 *長效防腐蝕的要求，從而減少了鋼板結構在服役期間的維護費用，減少了涂料施工帶來的環(huán)境污染，延長了鋼板結構的使用壽命。

      3.電泳漆拼裝罐

      電泳漆拼裝罐的鋼板表面防腐運用了“陰極電泳處理”技術，陰極電泳處理是一種特殊的防腐方法，該方法以拼裝鋼板為陰極，即將鋼板浸漬在裝滿水離子濃度比較低的電泳槽中作為陰極，在槽中另設置與其相對應的陽極，所采用的電泳涂料是陽離子型（帶正電荷），在兩極間通以直流電，在鋼板上就會析出防腐膜，鋼板經(jīng)過酸洗、磷化、電泳等防腐處理后，再進行噴粉處理，就可使鋼板具有雙層防腐的功效，電泳層和鋼板之間的結合力很強，電泳涂層作為保護層不僅能阻止罐體腐蝕，且具有抗強酸、強堿的功能和*的抗磨損性。

      電泳漆與傳統(tǒng)防腐處理技術相比具有防腐效果好、耐高溫、耐低溫、耐磨、抗沖擊等優(yōu)點，在運輸過程中可減少或避免罐體碰撞損壞。此外，還克服了搪瓷拼裝罐運輸及安裝過程中因碰撞而造成掉瓷和大面積爆瓷的現(xiàn)象。

      四、軟體沼氣發(fā)酵裝置

      軟體沼氣發(fā)酵裝置，是一種新型沼氣設備。主要包括：軟體可折疊沼氣發(fā)酵袋、沼氣儲氣袋、沼氣升壓泵、脫硫器、分水器、沼氣輸送管及相關管件等。設備的主體是軟體可折疊沼氣發(fā)酵袋，采用高強度塑性材料制成，設有出氣孔，進、出料口。其發(fā)酵原料來源廣泛，可將大量的生活垃圾轉化為價格極低的燃氣。目前較為常用的軟體沼氣發(fā)酵裝置主要有兩種：黑膜軟體沼氣池和紅泥軟體沼氣池。

      1.黑膜軟體沼氣池

      黑膜軟體沼氣池，學名“全封閉厭氧塘”，是養(yǎng)殖場沼氣制取裝置中的一個重要部分。黑膜軟體沼氣池是在開挖好的土方基礎上，由底膜和頂膜密封形成的一種厭氧反應器。該沼氣池集發(fā)酵、貯氣于一體，采用防滲膜材料將整個厭氧塘進行全封閉，其糞污處理原理與其他厭氧生物處理過程一樣，依靠厭氧菌的代謝功能，使有機底物得到降解并部分轉化生成沼氣。其特點如下：

      1）建設成本低，施工方便

      2）停留時間長，出水效果好

      3）吸熱性能好，增溫保溫效果好，產(chǎn)氣量高

      4）防滲膜材料抗拉強度高，抗老化、耐腐蝕

      5）超大貯氣容積，可實現(xiàn)一體化貯氣

      6）池底設自動排泥裝置，能很好的實現(xiàn)排渣功能

      從建設成本、維護管理，及產(chǎn)氣、發(fā)電、污水處理等多方面來說，黑膜軟體沼氣池有著天然的優(yōu)勢，因而有著較好的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益。較適用于大型養(yǎng)殖場與“水泡糞”工藝養(yǎng)殖場的養(yǎng)殖排泄物的處理。但黑膜軟體沼氣池占地面積大，如果要進行沼氣發(fā)電的話，還需增加一個防腐防爆的增壓器。

      2.紅泥軟體沼氣池

     紅泥軟體沼氣池是指利用新技術新材料制作而成并且可折疊的沼氣池，主要由沼氣發(fā)酵池、沼氣池儲氣袋組成。發(fā)酵池主要分為茶壺形和浮罩形；儲氣袋一般分為圓柱形和長方形。紅泥軟體沼氣池比一般的PVC多了紅泥成份，紅泥膠皮是一種改性合金塑料，是一般塑料*的。雖然紅泥軟體沼氣池容易受外界銳器，老鼠啃咬等損壞，造價較黑膜軟體沼氣池高，但具有如下優(yōu)勢：

      1）使用條件不受季節(jié)、地域氣候的限制

      2）阻燃、抗老化、耐腐蝕、耐低溫、防震，使用壽命長

      3）制作簡便，運輸方便，對存放點基礎無特別要求，施工方便

      4）建設工期短，投資少，比低壓濕式貯氣柜減少投資40%以上

      6）安裝拆卸容易，維修、搬遷方便簡單

      7）可根據(jù)產(chǎn)氣量、貯氣量大小隨時增減貯氣袋數(shù)量

      8）商品化程度高，可以實現(xiàn)專業(yè)化、規(guī)范化、工廠化生產(chǎn)

（來源：沼氣圈）