1 引言
生物质能（biomass energy ），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。沼气作为生物质能的其中一类，在缓解能源短缺，解决能源污染上起着重要作用。
2 生物质燃料沼气
生物质燃料沼气是一种新兴的可再生能源，最早是在农村普及。上世纪八九十年代在我国农村开始应用，现如今，我国正开展农村普及沼气计划，用以缓解环境的污染问题。将沼气作为未来我国的主要能源是当前的主要任务。
2.1沼气概念
沼气是一种新型的可再生能源，如今已在全世界普及、在环境污染日益严重的今天，无污染，清洁能源沼气的应用已变得更加广泛。沼气是有机物质（如秸秆、杂草、人畜粪便、垃圾、污泥、工业有机废水等）在厌氧环境和一定条件下，经过种类繁多、数量巨大、功能不同的各类厌氧微生物的分解代谢而产生的一种气体，因为人们最早是在沼泽地中发现的，因此称为沼气。
2.2沼气的理化性质
沼气是一种多组分的混合气体，它的主要成分是甲烷，约占体积的50%～70%；其次是二氧化碳，约占体积的30%～40%；此外，还有少量的一氧化碳、氢气、氧气、硫化氢、氮气等气体组成。沼气中的甲烷、一氧化碳、氢气、硫化氢是可燃气体，氧气是助燃气体，二氧化碳和氮气是惰性气体。未经燃烧的沼气是一种无色、有臭味（含有其它气体）、有毒（硫化氢）、比空气轻、易扩散、难溶于水的可燃性混合气体。沼气经过充分燃烧后即变为一种无毒、无臭味、无烟尘的气体。沼气燃烧时最高温度可达1400℃，每立方米沼气热度值为2.13万～2.51万焦耳，因此说沼气是一种比较理想的优质气体燃料。沼气中的主要气体甲烷还是大气层中产生“温室效应”的主要气体，其全球气候变暖的影响率达20%～
25%，仅次于二氧化碳气体。沼气与氧气燃烧的体积比为1∶2，在空气中完全燃烧的体积比为1∶10。
2.3沼气生产
沼气的生产过程主要是有机物发酵，其中有发酵性细菌、产氢产乙酸菌、好养产乙酸菌、食氢产甲烷菌等五大类微生物参加发酵。它们在发酵过程中的作用及对生存条件的要求有以下三个阶段：
（1）液化：在沼气发酵中首先是发酵性细菌群利用它所分泌的胞外酶，对微生物进行体外降解，将大分子转化为溶于水的单糖、脂肪、甘油、氨基酸等小分子化合物。这个过程叫做液化阶段。
（2）产酸：这个阶段是三个细胞群的联合作用，先由发酵性细菌激昂液化阶段产生的小分子化合物吸收到细胞内，并将其分解成乙酸、丁酸、氢、和二氧化碳等，再由产氢乙酸菌把丙酸、丁酸转化为甲烷菌利用的乙酸、氢、二氧化碳。另外还有好养产乙酸菌群，利用氧气和二氧化碳生产乙酸，还嫩代谢糖类产生乙酸，它们能转化多种有机物为乙酸。
（3）产甲烷：在此阶段，产甲烷细菌群可以分为事情产甲烷菌和乙酸产甲烷菌两类。它们利用以上不产甲烷的三大菌种分解的甲酸、乙酸、氢气和二氧化碳小分子化合物等生成甲烷、
3推广利用生物质燃料沼气的意义
多年来的实践证明，办沼气是一举多得的好事。它能给社会带来许多好处，是我国新农村建设的重要组成部分，也是建设生态园的关键环节，是环保设施的关键设备。发展沼气不但可用于做饭、照明等生活方面，还可直接用于发电和烧锅炉，农业生产，如温室保温、加工和烘烤农产品、防蛀、储备粮食、水果保鲜等。推广利用沼气的意义，概括起来主要有以下几个方面。
3.1发展沼气是开发替代能源的重要途径之一
随着我国国民经济的飞速发展。能源紧张和环境恶化，国际性争夺能源的形势日益加剧，各国政府都在大力寻找和开发替代能源。沼气光是煮饭的燃料。还是发电、开汽车和烧锅炉的清洁能源。办沼气改变了农村传统的烧柴习惯，减少了大量的污染，有利于保护资源和环境。就我国的沼气开发量来说，就蕴藏有几
百亿立方米的储量，将它们转化为能源，相当于目前全国年用电量的20%。因此，开发沼气能源有着广阔的前景和意义。
3.2办沼气是建设新农村的需要
建设社会主义新农村，改善农业生产条件，促进农业生产发展。我国是农业大国，全国13亿人口中，近80%生活在农村。因此，在农村推广利用户用沼气，是一件与数亿人日常生活密切相关的大事，其意义非同小可。目前，我国农村沼气的累计量达3000万口，每年以500万口的数量在递增，沼气的推广得到国家和各级政府的大力支持和重视，一些地方把为农民建沼气当作政府的重要大事来抓，少数地区年推广沼气量从几万口到几十万口。在农村推广沼气好处如下：（1）可增加大量的优质有机肥料。农村建起沼气后，过去被烧掉的大量农作物秸秆和畜禽粪便加入沼气池密封发酵，既能产气，又沤制成了优质的有机肥料，扩大了有机肥料的来源。同时，人畜粪便、秸秆等经过沼气池密封发酵，提高了肥效，消灭了寄生虫卵等危害人们健康的病原菌。沼气办的好，有机肥料能成倍增加，带动粮食、蔬菜、瓜果连年增产，同时产品的质量也大大提高，生产成本下降。有机废物经沼气化处理后产生的沼渣沼液含有丰富的养料，是很好的有机肥，可以直接用作施种各种农作物。目前，我国农作物施肥主要是依赖化肥，其用量占用肥总量的90%以上。由于大量使用单一化肥，土壤板结、环境退化、作物品质下降的情况十分严重。由于作物品质不符合绿色环保的要求，我国每年农产品出口不足总产量的1%。这种发展模式显然是不可持续的。施用沼肥，可以有效地改良土壤性状，减少化肥用量，改善和提高农作物的产量质量。用沼肥完全取代化肥，还能生产出符合国际市场标准的无公害有机蔬菜。因此，目前提倡多用沼肥不仅是必要的，也是紧迫的。户用沼气的推广利用，使家家户户农民可以将自家产出的沼肥直接用于家庭种植业，为大面积使用有机肥料创造有利的条件，对我国有机农业和生态农业的发展将会产生积极的促进作用。
（2）增强作物抗旱、防冻能力，生产绿色食品。凡是施用沼肥的作物均增强了抗旱防冻的能力，提高秧苗的成活率。由于人畜粪便及秸秆经过密封发酵后，在生产沼气的同时，还产生一定量的沼肥，沼肥中因存留丰富的氨基酸、B族维生素、各种水解酶、某些植物激素和对病虫害有明显抑制作用的物质，对各类作物均具有促进生长、增产、抗寒、抗病虫害之功能。使用沼肥不但节省化肥、农
药的喷施量，也有利于生产绿色产品。
（3）有利于发展畜禽养殖。农村建起沼气后，有利于解决“三料”（燃料、饲料和肥料）的矛盾，促进畜牧业的发展
（4）节省劳动力和资金。农村建起沼气后，过去农民拣柴、运煤花费的大量劳动力就能节约下来，投入到农业生产第一线去。同时节省了买柴、买煤、买化肥、买农药花费的资金，使办沼气的农户减少了日常的经济开支，得到实惠。
（5）有利于保护生态环境。据统计，全球每年因人为活动导致甲烷气体向大气中排放量多达3.3亿吨。农村推广沼气后，把部分人、畜、禽和秸秆所产沼气收集起来并有益地利用，不但能减少向大气中的排放量，有效地减轻大气“温室效应”，保护了生态环境。
（6）提高农民的生活质量和生产效率。用沼气做饭、照明或作动力燃料，开动柴油机（或汽油机）用于抽水、发电、打米、磨面、粉碎饲料等效益也十分显著，深受农民欢迎。柴油机使用沼气的节油率一般为70%～80%。用沼气作动力燃料，清洁无污染，制取方便，成本又低，既能为国家节省石油制品，又能降低作业成本，是实现农业现代化的重要措施。开辟了新的动力资源，是农村一项重要的能源建设。
（7）农村办沼气是卫生环境工作的一项重大变革。消灭血吸虫病、钩虫病等寄生虫病的一项关键措施，就是搞好人、畜粪便管理。办起沼气后，人、畜粪便都投入到沼气池密封发酵，粪便中寄生虫卵可以减少95%左右，农民居住的环境卫生大有改观，控制和消灭寄生虫病，为搞好农村除害灭菌工作找到了一条新的途径；有利于减少和控制畜禽疫病的传播。近年来，国内外口蹄疫、禽流感等大规模畜禽疫情频繁发生，拉响了加强畜禽疫病防控的警报。畜禽疫病有如洪水猛兽，一场大规模的畜禽疫病，往往会造成数亿甚至数十亿元的损失，使许多人多年的努力化为乌有。
控制畜禽疫病必须从多方面入手创造良好的养殖发展环境，其中包括改善家庭的生产经营环境。沼气化处理过程可以杀灭有机废物中的各种致病菌，具有极好的消毒清洁功能。使用沼气池产生的沼液代替清水冲洗畜禽圈舍，也可以达到更好的消毒效果。户用沼气的推广利用，为改善家庭生产、生活小环境创造了条件，因而也为阻断各种畜禽疫病的传播创造了有利条件，是加强畜禽疫病防控工
作不可缺少和忽视的重要环节。
3.3推广沼气是建设节约型社会和环境友好型社会的需要
目前，我国已建大中小型沼气工程约有30000余处，规模从日产几十方沼气到日产几万方沼气不等，目前大中型沼气发电装置容量在1-4MW/处。随着沼气事业的蓬勃发展，大中型沼气工程正发挥出越来越大的作用，并显示出不同寻常的重要意义。推广沼气工程，将城乡生产、生活中产生的各类有机废弃物进行沼气化处理，处理对象可包括有机化工企业、加工企业和规模型养殖企业生产中所排放的有机废水、废物以及城镇的生活垃圾等，规模可从每天产气数百立方到数万立方不等。
发展大中型沼气工程，是治理有机污染物，加强生态环境建设的需要。我国面临的生态环境恶化的压力正日益增大，其中一个重要的原因，就是各种有机废弃物的数量越来越大，造成的污染越来越严重。据统计，我国每年产生的工业有机废水废物多达1亿余吨，养殖业的粪便粪水近20亿吨，城市生活垃圾近2亿吨，农作物秸杆6亿吨以上等有机废物。有机废弃物污染是造成温室效应和气候反常、破坏生态平衡、传播病疫的重要因素之一，如长期得不到有效治理，必将给经济发展以至整个社会带来毁灭性的后果。.实践都充分证明，推广利用沼气化处理技术，发展大中型沼气工程，是规模化治理有机污染有效的途径之一。
发展大中型沼气工程，是改造传统产业结构，建设循环经济的重要环节。贯彻经济社会可持续发展的战略，必须按照建立循环经济的要求，对城乡经济的传统产业结构进行调整和改造。所谓循环经济，就是按照自然生态规律，利用自然资源自身特性、环境条件和技术手段的相互作用，实现经济活动中物质不断循环和再生利用的经济发展模式，即实现“资源-产品-消费-再生资源”的循环转化过程，其本质是物质、能量的梯次和闭路循环使用。然而长期以来，我们所经历的则是一种以牺牲环境为代价，大量消耗有限自然资源的发展模式。这是一条越走越窄、不可持续增长之路，因此这一生产方式必须得到彻底的转变。
实践表明，在种植业、养殖业、食品加工业和有机化工业等大量消耗有机原料的产业领域中，实现资源循环利用是产业发展的必然规律，建设循环经济，沼气工程是纽带、是关键环节。
发展大中型沼气工程，是实现资源综合利用，提高整体经济效益的有效途径。
从相关行业的内部结构看，沼气工程一般都是作为企业主体生产过程以外的环境治理的配套工程，一般也都被视为企业的一种负担。时至今日，仍有许多企业将建设沼气工程视为企业的负担，把大量的资源和财富白白的浪费掉。事实上，沼气工程并不是一般意义上的配套工程，而是一个新的产业链条，从更大的范围看，则是一个循环经济产业链中的关键环节。有机废物通过沼气工程将可获得综合利用实现变废为宝。利用沼气设施可获得优质的沼气能源；沼渣沼液通过深加工，可以制成取代化肥的高效有机肥料。通过资源的综合利用，企业效益可大幅度增加。
4沼气发展现状和迫切需要解决的问题
截至2010年底，我国沼气的产气量共计160亿立方米，相当于2500万吨标准煤以及我国天然气年消耗量的13％，减排二氧化碳5000万吨。
近年来，在中央政策和资金的支持下，我国户用沼气技术日益成熟，使用沼气的农民有所增加。截至2010年底，我国农村户用沼气已建池4000万口。除了解决农村能源外，沼气技术的应用已拓展到环境保护领域，大中型畜禽养殖场、城镇生活污水净化池、工农业有机废水处理等沼气工程发展迅速；截至2010年底，我国已建小型沼气工程6.5万处，大中型沼气工程4700处。
虽然我国沼气工程的技术进步和建设规模，已经取得长足进步，沼气技术水平也曾在国际领先，但是与国外大中型沼气工程的发展趋势相比，多年来技术进步缓慢，技术支撑能力弱，已严重制约了规模化沼气工程的建设和有效运行。
首先，可以参考欧盟的做法，制定一个我国沼气可再生能源发展战略。
其次，要以求真务实的思想作风，认真对待并解决以下问题：
其一，对沼气在中国经济发展中的战略地位认识不足。除沼气生产研发体制机制存在问题外，尤其是对沼气发酵新技术开发重视不够。多年来，工作重点和主要精力都放在推广应用上，忽视基础研究和技术研发，科技创新投入严重不足。
我国有关沼气工程发酵工艺的原创性研究成果甚少，由此导致我国沼气工程的发酵效率低。目前欧洲农场沼气工程普遍采用高浓度、高温发酵,比我国的普通沼气工程单位容积产气率要高出2—6倍。发酵效率低严重制约了大中型沼气工程的发展。
干发酵、集中厌氧消化系统等新技术研究进展迟缓。以生活垃圾和秸秆为主要发酵原料的干发酵技术在瑞士、法国和德国已经有几十个应用工程。集中厌氧消化系统，即将一定区域内相临的农场畜禽粪便和其他有机废物收集、运输到一处沼气站集中处理，同时满足一个区域的废物处理和生活燃料供应问题，代表了目前欧州沼气工程的发展趋势，已经在丹麦、德国、英国和瑞典显现出良好的经济效益。我国这方面的研究和开发比欧洲落后达十年以上。
其二，在沼气工程装备技术方面存在制造水平低、耐用性差、产品配套性差等问题，很多技术瓶颈没有解决和突破，限制了大中型沼气工程的迅速推广。一是发酵装置制罐技术落后。目前，欧洲国家沼气装置普遍采用罐体钢板结构，一个几百立方米的沼气罐施工一周就能够完成。二是沼气净化和利用技术开发水平低。德国农场沼气工程普遍采用生物法脱硫，美国在90年代就已经完成沼气净化压缩后作为汽车燃料的研制和应用，瑞典已经建成一批沼气汽车加气站。我国这方面的研发才刚刚起步。三是工程配套设备制造水平低，耐用性差。如输送设备、搅拌设备、固液分离设备等，国产设备寿命往往1年左右，国外一般达到5年以上。四是我国大中型沼气工程的自动化控制程度低等。此外，我国在发酵助剂和微生物产品的研究方面也非常滞后。国外早就往沼气装置中添加微生物活性菌剂和助剂来提高发酵效率。荷兰早在上世纪90年代就商品开发出颗粒污泥发酵助剂，并在世界上销售。
其三，我国沼气工程能源综合效益不明显,发电比例低。沼气工程发电上网的比例不到3%，而德国的沼气工程几乎都能发电上网。德国98%的沼气工程是热电联产工程，发电余热用于沼气池加热。我国已经有一批沼气发电设备生产企业，从几十千瓦到几百千瓦级都已经能够生产，技术差距正在缩小。但是发电余热利用和热交换技术与欧洲相比差距很大。日本、德国对于沼气燃料电池的研发已经进入生产应用阶段，我国几乎还是空白。
我国沼气工程中沼渣沼液还田利用程度不高，养殖场沼气工程环保达标排放方式实际上也很难实施，有关沼气工程卫生控制条件和消毒设备方面的研究甚少。欧洲国家沼渣沼液主要是还田利用，其配套设施完备。德国农场的沼气工程，均建有储存能力1个月以上的沼渣、沼液储存池，其沼渣、沼液都用作肥料还田利用。对于混有其它有机物的沼气工程，其沼渣、沼液利用前，还经过消毒处理。
我们应该认识到，沼气工程是系统工程，已经成为多学科应用交叉的新兴技术，行业的发展依赖于生物、环保、建筑、能源、化工、机械等学科高新技术的应用和创新。沼目前在我国沼气工程领域的从业人员普遍专业水平不高，缺乏有力的行业协调能力，技术培训、咨询机构也很短缺。在现有建设的畜禽养殖场大中型沼气工程中，非常缺乏合格的调试和运行管理人员，严重制约了沼气工程综合效益的体现。
5展望
作为一种无污染，可再生的生物质能源，沼气将在未来能源的利用上大展拳脚。如今石油，煤炭已面临枯竭，且其对环境的污染日益严重。我们不得不开始考虑新型能源来替代。太阳能，沼气等清洁能源将会是国家以及全世界研究的项目。我们有理由相信，未来在能源领域上，沼气将占据半边天。
参考文献
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1 引言 生物质能（biomass energy ），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。沼气作为生物质能的其中一类，在缓解能源短缺，解决能源污染上起着重要作用。 2 生物质燃料沼气 生物质燃料沼气是一种新兴的可再生能源，最早是在农村普及。上世纪八九十年代在我国农村开始应用，现如今，我国正开展农村普及沼气计划，用以缓解环境的污染问题。将沼气作为未来我国的主要能源是当前的主要任务。 2.1沼气概念 沼气是一种新型的可再生能源，如今已在全世界普及、在环境污染日益严重的今天，无污染，清洁能源沼气的应用已变得更加广泛。沼气是有机物质（如秸秆、杂草、人畜粪便、垃圾、污泥、工业有机废水等）在厌氧环境和一定条件下，经过种类繁多、数量巨大、功能不同的各类厌氧微生物的分解代谢而产生的一种气体，因为人们最早是在沼泽地中发现的，因此称为沼气。 2.2沼气的理化性质 沼气是一种多组分的混合气体，它的主要成分是甲烷，约占体积的50%～70%；其次是二氧化碳，约占体积的30%～40%；此外，还有少量的一氧化碳、氢气、氧气、硫化氢、氮气等气体组成。沼气中的甲烷、一氧化碳、氢气、硫化氢是可燃气体，氧气是助燃气体，二氧化碳和氮气是惰性气体。未经燃烧的沼气是一种无色、有臭味（含有其它气体）、有毒（硫化氢）、比空气轻、易扩散、难溶于水的可燃性混合气体。沼气经过充分燃烧后即变为一种无毒、无臭味、无烟尘的气体。沼气燃烧时最高温度可达1400℃，每立方米沼气热度值为2.13万～2.51万焦耳，因此说沼气是一种比较理想的优质气体燃料。沼气中的主要气体甲烷还是大气层中产生“温室效应”的主要气体，其全球气候变暖的影响率达20%～
秸秆发酵成沼气，综合利用辟新路 金湖县农村能源办公室 随着农业现代化的发展，秸秆已逐步成为农村污染环境重要污染源，如何变废为宝，高效利用秸秆一直是政府和各界人士所关注的课题。从去年开始，金湖县农村能源办公室通过不同的方法用秸秆制沼气取得成功后，得到广大农户的普遍欢迎，不但解决了因一家一户养殖日趋减少导致户用沼气原料短缺问题，而且为秸秆综合利用找到一条有效途径，实现沼气原料无障碍建设。今年来，全县共推广秸秆制沼气1200多户，年消耗秸秆约1000吨，打造了全县第一个秸秆沼气集中居住小区—闵桥镇闵桥村集中居住小区，该小区被列为全市秸秆沼气示范点，村沼气物业站被评为全市示范站。秸秆沼气已逐渐成为金湖沼气建设新亮点。 一、主要成效： 1、经济效益。通过对农作物秸秆沼气发酵与直接利用效益比较，秸秆沼气发酵与直接燃烧比较，提高了能量的转换和利用效率，秸秆沼气发酵比直接燃烧能量利用效率提高0．2—0．9倍。秸秆沼气为农民提供了优质廉价的生活用能，帮助农民节省了燃料和用电方面的生活支出；根据调查，建设一个8立方米的秸秆沼气池，年产沼气约300立方米、可
以基本满足3-5口之家全年生活用能，每年可节省燃料和电费300-400元；利用沼液喂猪养鱼可节约饲料15%，可增产粮食20%左右，种养业当年可增效1000元左右。增加沼肥400多担，减少化肥和农药使用量25%左右，节支200-300元。 2、生态效益。秸秆沼气不仅解决了农民烧火做饭问题，还解决了农村的肮乱差问题，一只8立方秸秆沼气池，一年可消耗秸秆1吨左右，可减少秸秆焚烧温室气体排放量，有效改善了农村生活生产环境，有效改变收割季节农户将秸秆堆积在田埂路旁、家前屋后或就地付之一炬，或抛入河道、水塘一抛了之的现象。同时，秸秆发酵产生了大量的生态有机肥，改善了土壤理化性状，发展了庭园经济和无公害农产品、绿色食品、有机食品，减少了化肥、农药使用量，降低了农业生产成本，提高了农产品质量，增强了农产品市场竞争力， 3、社会效益。秸秆制沼气的推广，引导农户变废为宝，促进农民生活生产方式的转变，提高农民生活质量，促进农业循环经济的发展和社会主义新农村建设。 二、秸秆制沼气工艺及注意事项。 （一）不同堆沤发酵方法及效果对比： 在30度左右气温下，经测试：一是纯秸堆沤发酵时间长，且产气量低；二是秸秆加菌种、碳铵堆沤发酵可提高产气量
生物质能的概述 生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。而所谓生物质能（biomass energy ），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中，它是由太阳能转化而来的。有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，但目前的利用率不到3%。 [编辑本段]生物质能的分类 依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。 林业资源：林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等；木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等；林业副产品的废弃物，如果壳和果核等。 农业资源：农业生物质能资源是指农业作物(包括能源作物)；农业生产过程中的废弃物，如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆（玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等）；农业加工业的废弃物，如农业生产过程中剩余的稻壳等。能源植物泛指各种用以提供能源的植物，通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。 生活污水和工业有机废水：生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成，如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等，其中都富含有机物。 城市固体废物：城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。其组成成分比较复杂，受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。 畜禽粪便：畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，它是其他形态生物质（主要是粮食、农作物秸秆和牧草等）的转化形式，包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。 沼气：沼气就是由生物质能转换的一种可燃气体，通常可以供农家用来烧饭、照明。[编辑本段]生物质能的特点 1) 可再生性 生物质属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用； 2) 低污染性 生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应； 3) 广泛分布性 缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能； 4) 生物质燃料总量十分丰富。
《新能源技术》课程报告 姓名学号： 学院(系): 专业: 题目: 沼气的生产及其应用 组别 任课教师 硕士导师 2015年11月20号
沼气的生产及其应用 摘要：沼气是有机物（比如污水、动物排泄物、工农业废弃物、城市固体废物）分解之后的产物。沼气的成分中一般含有50%-70%的甲烷和30%-40%的二氧化碳，其他的成分还有氢气、一氧化碳和氮气等。与之形成对比，天然气通常含有超过70%的甲烷，其余的大部分是烃类（比如丙烷和丁烷）和二氧化碳，以及其他的污染成分。如果用来给汽车提供燃料，沼气必须就近经过净化和压缩或者注入到燃气管道运输至各地的加气站。中国作为能源消费大国，新能源的开发利用对国民经济的可持续发展具有重要的意义。本文将围绕沼气的组成、制备沼气所需的原料、厌氧发酵、沼气的应用和其优缺点这5个部分的内容介绍。 关键词：沼气；厌氧发酵；沼气的应用；甲烷 Production and Applications of Biogas ABSTRACT：Biogas is a product of decomposing organic matter, such as sewage, animal byproducts, and agricultural, industrial, and municipal solid waste. Biogas is usually 50%-70% methane and 30%-40% carbon dioxide, with traces of gases such as hydrogen, carbon monoxide, and nitrogen. In contrast, natural gas is usually more than 70% methane, with most of the rest being other hydrocarbons (such as propane and butane) and traces of carbon dioxide and other contaminants. To fuel vehicles, biogas must be upgraded to a purity standard and either compressed for onsite dispensing or injected into the gas grid for distribution to dispersed fueling locations. As a big energy consumption country, China's new energy development and utilization of the sustainable development of national economy is very importance.This paper will tell you something about biogas, Anaerobic Digestion, The application of biogas, The application of biogas,methane. KEYWORDS：Biogas, Anaerobic Digestion, The application of biogas,methane 1 引言 沼气，顾名思义就是沼泽里的气体。是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种混合气体。人们经常看到，在沼泽地、污水沟或粪池里，有气泡冒出来，如果我们划着火柴，可把它点燃，这就是自然界天然发生的沼气。由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）条件下发酵，类繁多的沼气发酵微生物分解转化，从而产生沼气。沼气是一种混合气体，可以燃烧。沼气是有机物经微生物厌氧消化而产生的可燃性气体。沼气是多种气体的混合物，一般含甲烷50～70%，其余为二氧化碳和少量的氮、氢和硫化氢等。其特性与天然气相似。中国作为能源消费大国，新能源的开发利用对国民经济的可持续发展具有重要的意义。本文将围绕沼气的组成、制备沼气所需的原料、厌氧发酵、沼气的应用和其优缺点这5个部分的内容介绍。2 沼气在我国的发展趋势 中国作为能源消费大国，新能源的开发利用对国民经济的可持续发展具有重要的意义，随着农村社会经济的迅速发展，农村能源消耗也日益增大，在此背景下，沼气资源作为一项极具应用前景的新能源，其开发利用是解决能源紧张形势下农村能源供应问题的有效举措，其发展日益受到国家的重视。2000年以后，中央财政不断加大对农村沼气建设的资金投入，其中，“十一五”以来，中央累计投入农村沼气建设资金212亿元。据农业部规划，“十二五”期间中央投资优先支持向农户集中供气的大中型沼气项目，要在保证“户用沼气”供应的情况下，扩大“沼气用户”，调整沼气发展的布局，通过试点工程的示范带动商业沼气的发展；2015年，农村户用沼气用户达到5000-5500万户。 3 沼气的组成 沼气是一种可燃性混合气体，主要成分是CH4（约为50%～70%）和CO2（约为30%～40%），还含有少量的H2S、O2、H2、CO、N2
生物质能沼气系统 一、目的及其意义 沼气是各种有机物质在一定的温度、水分、酸碱度和隔绝空气的条件下，经过嫌气性细菌的发酵作用，产生的一种可燃气体。用生活有机垃圾和人畜的排泄物等有机物质作为原料生产沼气做炊事用气取代天然气等不可再生能源。且沼气池的出料可以做肥料和饲料。这样不仅解决了部分能源问题，处理了生活垃圾，还节约了购买肥料饲料的资金，一举三得。 二、沼气系统的构架简介 1、进料口和进料管 进料口位于畜禽舍地面下，由设在地下的进料管与发酵间连通。进料口将厕所、畜禽粪便污水通过进料管流入沼气池发酵间。 进料管内径一般为200-300mm，采取直管斜插于池墙中部或直插与池顶部的方式与发酵间连通，目的是保持进料顺畅、搅拌方便、施工方便。 2、发酵间和储气室 是沼气池的主体，可分为发酵间和储气室。发酵原料在发酵间进行发酵，产生的沼气溢出水面进入上部的削球形储气室储存。因此，要求发酵间不漏水，储气室不漏气。 3、水压间（出料间） 主要功能是为储存沼气、维持正常气压和便于出料而设置的，其容积由沼气池产气量来决定，一般为沼气池24小时所产沼气的一半。水压间与发酵间的连接，随着出料方式的不同而存在两种方式： ①当满足沉降、杀灭寄生虫卵的需要，采取中层出料时，水压间通过安装于其中部的出料管与发酵间连接。 ②为便于出料、免除一年一度的大换料，采取底层出料时，水压间通过其下部的出料口与发酵间直接相通。 4、活动盖 设计在池盖的顶部，呈瓶塞状，上大下小。活动盖可以按需要开启或关闭，是一个装配式的部件。其功能主要有： （1）在进行沼气池的维修和清除沉渣时，打开活动盖可以排除池内残存有害气体，并利于通风、采光，使操作安全。 （2）当遇到导气管堵塞、气压表失灵等特殊情况，造成池内气压过大时，活动盖即被冲开，从而降低池内气压，使池体得到保护。 （3）当池内发酵表面严重结壳，影响产气时，可以打开活动盖，破碎浮渣层，搅动料液。 5、导气管 固定在沼气池拱顶最高处或活动盖上的一根内径1.2cm，长25-30cm左右的铜管、钢管或PVC硬塑管等，下端与储气室相通，上端连接输气管道，将沼气输送至农户，用于炊事与照明。 三、原理图
生物质能之沼气的发展与利用 摘要:本论文论述了 沼气，是各种有机物质，在隔绝空气（还原条件），并在适宜的温度、湿度下，经过微生物的发酵作用产生的一种无色、有臭、有毒的混合气体。它的成分包括甲烷通常占总体积的60%~70%；二氧化碳约占总体积的25%~40%；其余硫化氢、氮气、氢气和一氧化碳等气体约占总体积的5%左右。 沼气是一些有机物质如秸秆、杂草、人畜粪便、垃圾、污水、有机废料等,在严格的厌氧环境，足够的菌种，合适的碳氮比，适宜的发酵液浓度，适当的pH值，适宜的温度等条件下，经微生物作用而产生的可燃性气体。反应大致分两个阶段：（1）微生物把复杂的有机物质中的糖类、脂肪、蛋白质降解成简单的物质，如低级脂肪酸、醇、醛、二氧化碳、氨、氢气和硫化氢等。（2）由甲烷菌种的作用，使一些有机物转化成甲烷。 沼气除可作为燃料用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。经沼气装置发酵后排出的料液和沉渣，含有较丰富的营养物质，可用作肥料和饲料。 发展沼气不但能较好地解决农村能源的短缺问题，而且能改善农村卫生环境，提高土壤肥力，提高大众健康水平，同样在解决城市垃圾和废水，污水处理方面也能发挥重要作用。 中国于20世纪20年代初期由罗国瑞在广东省潮梅地区建成了第一个沼气池,随之成立了中华国瑞瓦斯总行,以推广沼气技术。目前中国农村户用沼气池的数量达 1300万座。而高速率厌氧消化工艺生产性试验装置已在糖厂和酒厂正常运行。 沼气传统利用和综合利用技术 我国的沼气最初主要为农村户用沼气池，20世纪70年代初，为解决的秸秆焚烧污染环境和燃料供应不足的问题，政府在部分农村推广沼气工程，建设户用沼气池，产生的沼气主要用于炊事、照明和取暖。而大中型沼气工程始于1936年，此后，大中型废水、养殖业污水、村镇生物质废弃物、城市垃圾沼气池的建立和推广加快了沼气的发展。随着我国工业、农业、养殖业的发展，发展大废弃物发酵沼气工程是保护环境切实有效的方法。也是实行可持续发展大的重要举措。建立的沼气发酵综合利用技术实行以沼气为纽带，物质循环利用、能量合理流动的高效农产模式，已逐渐成为我国农村地区利用沼气技术促进可持续发展的有效方法。通过沼气发酵综合利用技术，产生沼气用于农户生活用能和农副产品生产、加工，沼液用料、饲料、生物农药、培养料液的生产，沼渣用于肥料的生产，我国北方推广的“四位一体”沼气生态农业模式、
纯秸秆沼气自动连续高效发生装置的研究与应用 摘要: 本文简述了我国现存的农作物秸秆资源化利用技术及存在的问题,介绍了一种纯秸秆高浓度连续发酵装置的研究与应用概况、工艺条件、产气效果。 前言： 我国目前推行的沼气类型主要有户用小型沼气和大中型畜禽规模化养殖场沼气工程，虽然解决了一些问题，但弊端日渐显现。在户用小型沼气方面，由于粪源短缺、农村劳动力外流以及管理经验不足，已经造成60%的已建沼气池废弃。在规模化养殖场沼气工程方面，由于能耗高、产气率低、沼液沼渣销售渠道不完善等因素，仅靠出售沼气难以维持沼气工程的运转，造成养殖企业沼气工程负收益。 在当前状态下，我们急需一种解决上述问题的新装置。它应该有以下功能：1，发酵原料广泛：各种农作物秸秆、生活垃圾、人畜粪污均可使用；2，管理方便：以村镇为单位实现集中供气的发酵装置，管理人员不超过3人；3，以出售沼气为收入方式的状态下，要有足够的盈利，即每立方沼气的生产成本不超过0.6元；4，投资小，市场能接受。 在以上述功能为研究方向的指导下，河南焦作华中能源科技有限公司自筹研发经费450余万元，自2007年开始成立课题组进行秸秆沼气工程的科研工作，对发酵工艺的各个环节进行创新和优化。2008年5月完成50m3全秸秆连续干发酵工艺初试，2009年9月年完成200m3纯秸秆秸秆连续干发酵沼气工程中试。设计优化出一套投资小、自动化程度高、适合中国国情的全秸秆沼气工程解决方案. 课题组简介：陈墨（总工程师，硕士）申云（组长，高级工程师）刘知华（副组长，博士后）1、材料和方法 1.1发酵原料 (1)玉米秸秆、麦秸、稻草、玉米芯、棉杆、油菜杆、锯末、中药废渣、玉米废渣、生活垃圾等 (2)接种物 通常原料预处理阶段使用降解菌和复合菌;沼气发酵启动时使用含有大量沼气发酵微生物的各种厌氧活性甲烷菌;牛粪和污水处理厂污泥。 1.2设备与仪器 (1)试验装置 试验装置为课题组自行设计制作的厌氧发酵装置。主发酵池、储气柜、净化装置采用钢板焊接，预处理池、操作间采用砖混结构。1.2试验仪器 试验仪器包括恒温干燥箱(意大利产),马弗炉(S-12箱式电阻炉,沈阳市节能电炉厂制造), 分析天平(意大利产),pH计(PHS-3c型,上海精密科学仪器有限公司),恒温水浴锅(北京永光明仪器厂制造),气相色谱仪(varian-3800)等。 1.3试验方法 1）进料方式：主发酵池建好以后，课题组首先选用不同进料装置和进料方式对各种秸秆原料的不同粒度和浓度进行了实验和优化。 通过采用铰龙装置、活塞挤压装置、泵送装置、液压装置、真空吸附、高压气动装置的对比实验，发现高压气动进料装置效果最好，最大粒度达60mm，TS20%以上。 2)发酵浓度 通过对玉米秸秆、麦秸、稻草等原料分别采用TS6%-30%进行不同发酵试验，最终得出浓度在13-18时产气最高，可达0.46-0.52m3/kg. 3)发酵温度 分别选取20°、25°、30°、35°、45°、54°进行实验，得出：25°下能效比最高，冬季（池外温
沼气发酵工艺流程 从全社会能源消费与供给的发展趋势，随着工业化发展进程使得矿物质能源日趋枯竭，尽管这是未来将会发生的事，当然也是历史发展的必然结果，将会引起全社会的关注。世界各国都在寻求可再生的替代能源，虽然探矿开采不会立即结束，但是可再生能源的试生产也要立即开始，甚至早已经开始了。沼气工程作为即可处理废弃的有机物又可从中回收能源，这是采用现代化技术开发生物质能源利用的重要组成部分，也是沼气工程产业将会乘胜发展的必然。 我国的沼气产业已从单纯的能源利用发展成为废弃物处理和生物质多层次综合利用，并与养殖、种植业广泛结合，在农村生产和生活中发挥了重要作用 沼气发酵技术确切的应该称为厌氧发酵技术，是指从发酵原料到产出沼气的整个过程，所采用的技术和方法。沼气发酵技术主要包括原料的预处理，接种物的选取和富集，发酵器（在厌氧发酵过程中的发酵器也称反应器，是沼气发酵罐、沼气池、厌氧发酵装置的统称） 1.秸秆预处理： 1.1.预处理： 农作物秸秆通常是由木质素、纤维素、半纤维素、果胶和蜡质等化合物组成，其产气特点是分解速度较慢，产气周期较长。使用这种原料在入池前需进行预处理，以提高产气效果。 常用的预处理方法有物理、化学与生物方法等。物理方法主要有切碎、粉碎、汽爆等。生物法的研究主要集中在菌种的筛选和发酵条件优化方面。目前研究最多的微生物是白腐真菌。生物方法具有环境友好、处理效率高等优点，但需要无菌操作条件和专门的培养设施，目前有关研究较多，实际应用很少。化学法主要利用酸和碱等化学物质对秸秆进行预处理，通过化学作用破坏秸秆的内部结构，从而提高秸秆的厌氧消化性能。化学法具有处理方法简单、时间短、效果好等优点，但化学处理剂有可能产生二次污染。 1.2.青贮：○1青贮池设计以为矩形，若有多个青贮池可并联或串联使用。 ○2粉碎的秸秆贮入青贮池后应轧实，减少内部氧气存有量，避免原料浪费。 ○3秸秆含水量控制在65%左右，密度以大于500㎏/m3为宜。 2进料： 2.1.将碳铵溶于水，与接种物和青贮好的秸秆一起在进料池中混合均匀，入罐的发酵原料不