沼氣發(fā)電技術(shù)探討

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，環(huán)境污染和能源危機(jī)的加速全球正在成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展，尋找新能源和可再生能源的日益尖銳，嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)已成為世界造紙迫切需要分析沼氣燃燒。沼氣發(fā)電技術(shù)，不僅有機(jī)解決環(huán)境問題，也產(chǎn)生沼氣轉(zhuǎn)化為電能，奠定了環(huán)保項(xiàng)目和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，帶來了商機(jī)，為清潔能源產(chǎn)業(yè)在我國的發(fā)展，具有廣闊的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：沼氣發(fā)電；技術(shù)分析；特征

【分類號(hào)】TM619

0 引言

人們?cè)谏钪挟a(chǎn)生的垃圾，包括各種固體或液體形式的生物質(zhì)垃圾。人自己打破難以下降，焚燒方法而言，很容易產(chǎn)生各種有害氣體。因此，唯一的垃圾填埋場，形成一個(gè)垃圾填埋場，而越來越多的垃圾數(shù)量，垃圾填埋場應(yīng)采取措施應(yīng)對(duì)垃圾太多。沼氣發(fā)電是不僅與過量廢物也產(chǎn)生有利的能量，再補(bǔ)給人們的生活處理的有效方法。從目前來看，治療送往填埋場生活垃圾的主要方式，人數(shù)已達(dá)到垃圾處理的85%以上，如果填埋場甲烷的不科學(xué)的治療，人們的生活環(huán)境和身體也受到影響。

1 沼氣發(fā)電的資源

沼氣是在厭氧條件下的有機(jī)物的氣體的混合物，產(chǎn)生的微生物發(fā)酵后。沼氣是各種氣體的混合物，通常含有50？70%的甲烷，其余為二氧化碳和氮?dú)?，氫氣和硫化氫的量小。其特性類似于天然氣。甲烷是無色，無味，無毒，比空氣輕，不溶于水，易燃。沼氣是燃料的更好的性能，純氣體熱值21.98MJ /立方米（甲烷含量為60%，32%二氧化碳含量），燃料，氣體或可再生能源的介質(zhì)熱值的情況下。因此，高效利用天然氣資源，可以有效減少污染，而且資源的綜合利用率。

2 沼氣發(fā)電技術(shù)現(xiàn)狀

沼氣的厭氧消化技術(shù)，主要用于處理動(dòng)物糞便和工業(yè)有機(jī)廢水的高濃度。經(jīng)過幾十年的研究和開發(fā)應(yīng)用，在全國建立一個(gè)大型沼氣2000多。 10600000戶用沼氣池在農(nóng)村地區(qū)，居世界第一位的號(hào)碼。無論是經(jīng)驗(yàn)積累的厭氧消化技術(shù)，施工，運(yùn)行管理等方面，整體水平已進(jìn)入國際先進(jìn)水平。

沼氣發(fā)電在發(fā)達(dá)國家已得到了廣泛的關(guān)注和積極推動(dòng)，如美國的能源農(nóng)場，德國可再生能源促進(jìn)法頒布，日本陽光工程，荷蘭的綠色能源。生物質(zhì)發(fā)電和西歐的總能量，如德國，丹麥，奧地利，芬蘭，法國，瑞典和其他一些國家的網(wǎng)絡(luò)共享的比例約為10%，并有繼續(xù)增加。

研究和沼氣發(fā)電20多年的歷史的發(fā)展，特別是"九五"，"十五"期間，一些科研院所，大學(xué)和公司都從事沼氣發(fā)電技術(shù)的研究和沼氣發(fā)電設(shè)備的開發(fā)。在這一領(lǐng)域，并逐步建立了科研能力，高層次干部，并建立相應(yīng)的科研，生產(chǎn)基地，積累了許多成功的經(jīng)驗(yàn)，沼氣發(fā)電技術(shù)研究和裝備再上臺(tái)階基礎(chǔ)沼氣發(fā)電質(zhì)量的應(yīng)用。

沼氣發(fā)電設(shè)備，德國，丹麥，奧地利，純?nèi)剂先細(xì)廨啓C(jī)美國更先進(jìn)，氣耗率≤0.5立方米/千瓦時(shí)（沼氣熱值≥25MJ/立方米），價(jià)格在$ 300？500 /千瓦時(shí)。在我國，"九五"，"十五"期間發(fā)展20？600千瓦的純?nèi)剂系娜細(xì)廨啓C(jī)的產(chǎn)品，0.6？0.8立方米/千瓦時(shí)的瓦斯消耗率（沼氣熱值≥21MJ/立方米），價(jià)格200至300 $ /千瓦時(shí)，其價(jià)格對(duì)中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有較大的優(yōu)勢(shì)。

3 沼氣發(fā)電裝置

3.1 型燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)

沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)通常由柴油或汽油轉(zhuǎn)化做成點(diǎn)火和壓縮點(diǎn)火式兩種。壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)的柴油 - 柴油少量沼氣雙燃料壓縮點(diǎn)火點(diǎn)燃甲烷燃燒的演技。該發(fā)動(dòng)機(jī)的特征在于，一個(gè)可調(diào)節(jié)柴油/氣燃料比，當(dāng)不足停氣氣體，發(fā)動(dòng)機(jī)仍然可以工作，即使正常。其缺點(diǎn)是系統(tǒng)復(fù)雜，大型沼氣發(fā)電項(xiàng)目往往不使用這個(gè)引擎，而采用火花點(diǎn)火燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)。點(diǎn)火燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)，也被稱為全燒沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)，其特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，無需輔助燃料，適用于在城市的大，中型沼氣工程的條件下工作，所以這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)已成為沼氣發(fā)電技術(shù)的主流單元的實(shí)施例。

3.2 燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)

據(jù)沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)沼氣發(fā)電機(jī)組的組建工作特點(diǎn)：其一，氣體脫硫和監(jiān)管機(jī)構(gòu)，防爆裝置：沼氣含有少量的（燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)具有強(qiáng)烈的腐蝕作用，所以發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于第一個(gè)沼氣脫硫裝置后使用。沼氣作為燃料氣，這是基于對(duì)差壓式流量調(diào)節(jié)器，以便做出準(zhǔn)確的調(diào)整，一定要進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，壓力穩(wěn)定，我們需要?dú)獾倪M(jìn)氣歧管調(diào)節(jié)器。安裝在道路上的裝置，此外，為了防止進(jìn)料氣管回火氣體管線引起了氣體供給管道爆炸應(yīng)放置爆炸裝置和防回火。其二，進(jìn)氣系統(tǒng)：在進(jìn)氣歧管，需要安裝甲烷空氣混合器以調(diào)節(jié)燃料比和吸入空氣混合，混合器應(yīng)調(diào)整準(zhǔn)確，靈敏和其三個(gè)引擎：沼氣燃燒較慢，如果該組織內(nèi)的燃燒過程產(chǎn)生不利，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行壽命，所以該發(fā)動(dòng)機(jī)是一種更沼氣高需求四，速度控制系統(tǒng)：沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)正在運(yùn)行，并與電氣設(shè)備的裝載操作，電氣設(shè)備，卸使沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載波動(dòng)的負(fù)載的情況下，為了共同的發(fā)電機(jī)，以確保正常的發(fā)電機(jī)發(fā)電，沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)是必不可少的。

4 國外沼氣發(fā)電技術(shù)的借鑒

首先，適當(dāng)引進(jìn)德國先進(jìn)的沼氣技術(shù)，并推崇國內(nèi)技術(shù)創(chuàng)新，縮短新技術(shù)的項(xiàng)目時(shí)應(yīng)用程序。因地制宜，靈活運(yùn)用各種發(fā)酵過程，最終實(shí)現(xiàn)中國的適用于高效的沼氣技術(shù)國情的形成。其次，加強(qiáng)對(duì)沼氣工程配套設(shè)備，引進(jìn)國外先進(jìn)設(shè)備和國內(nèi)其他行業(yè)引入天然氣行業(yè)先進(jìn)設(shè)備的研究和開發(fā)。所以沼氣工程，最終的是優(yōu)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，沼氣產(chǎn)業(yè)的先進(jìn)的開發(fā)。建議國家加快進(jìn)入氣的補(bǔ)貼價(jià)格來發(fā)電的實(shí)施，制定一個(gè)可行的配額詳細(xì)沼氣發(fā)電。加快其他形式的高檔沼氣利用，沼氣增加收入，如沼氣車用燃料電池沼氣，沼氣制備二甲醚的發(fā)展：努力盡快改善沼氣市場運(yùn)作機(jī)制發(fā)展沼氣工程成為CDM項(xiàng)目，降低工程運(yùn)行成本。

此外，加大培訓(xùn)力度，提高沼氣技工的技術(shù)水平。

建議在培訓(xùn)沼氣技工過程中，要注重他們實(shí)際問題的實(shí)地講解，最好組織沼氣技工到存在典型問題的農(nóng)戶中，讓他們共同分析沼氣池出現(xiàn)問題的原因，并現(xiàn)場將其問題徹底解決，有條件的話，召集全村沼氣用戶進(jìn)行現(xiàn)場培訓(xùn)，力爭做到戶戶有個(gè)沼氣明白人，村村有個(gè)土專家，這樣做到小問題自己解決，較大問題服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)解決，疑難問題縣沼氣服務(wù)中心解決。

沼氣服務(wù)行業(yè)量大面廣，且利潤低。為了將農(nóng)村沼氣服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)持久發(fā)展下去，維持一定的經(jīng)濟(jì)收入是發(fā)展的關(guān)鍵。為此，一是要精心挑選一批積極熱心、懂技術(shù)、會(huì)服務(wù)的技術(shù)人員吸納于服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)之中，并通過優(yōu)質(zhì)的服務(wù)獲得穩(wěn)定的收入來源。二是爭取政府從推廣經(jīng)費(fèi)中，安排一定資金，根據(jù)技工每年服務(wù)的沼氣數(shù)量、以其服務(wù)質(zhì)量、服務(wù)水平，年終一次性給予適當(dāng)補(bǔ)貼，以鼓勵(lì)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)人員潛心服務(wù)。三是在網(wǎng)點(diǎn)運(yùn)行模式中，要不斷拓寬服務(wù)領(lǐng)域，嚴(yán)把收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，逐步探索出一條能長期、穩(wěn)定、高效運(yùn)行的服務(wù)路子來，以調(diào)動(dòng)沼氣技工的積極性，更好地為沼氣服務(wù)，提高沼氣使用率。四是探索沼氣協(xié)會(huì)模式。協(xié)會(huì)以建沼氣戶為對(duì)象，設(shè)立配件門市，公布維修電話，聘請(qǐng)專業(yè)維修人員，每個(gè)會(huì)員每年交一定的會(huì)員費(fèi)，固定專人管理，同時(shí)享受無償培訓(xùn)、技術(shù)指導(dǎo)、脫硫器更換和簡單故障排除，配件銷售采取保本微利，沼氣池出料等大型維修實(shí)行有償服務(wù)。服務(wù)形式主要為經(jīng)營配件、電話咨詢、現(xiàn)場排除故障等，非會(huì)員適當(dāng)提高維修價(jià)格。

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作者簡介：

張志峰（1981-），漢，碩士，中級(jí)工程師，畢業(yè)于德國萊比錫高等?？茖W(xué)院，主要研究方向：新能源發(fā)電（光伏與沼氣發(fā)電）。