沼气净化技术与产品综合利用
郝伟
（成都天成碳一化工有限公司，610045，成都）
摘要介绍了沼气的性质，各种净化方法比较，产品用途及应用前景。
关键词沼气净化技术脱硫脱碳天然气CNG
正文
1沼气的性质与用途
沼气，顾名思义就是沼泽里的气体。人们经常可以看到在沼泽地、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，这就是自然界天然产生的沼气。人造沼气是将各种有机物质在隔绝空气，并在适宜的温度、湿度条件下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃气体。
沼气的主要成分是甲烷（CH4），含量约50％～80％，另外还含有20％～40％的二氧化碳（CO2），0％～5％的氮气（N2），＜1%的氢气（H2）、＜0.4%的氧气（O2）与少量的硫化氢（H2S），以及微量的不饱和烃，通常都含有饱和水。由于沼气含有少量硫化氢，所以略带臭味。其特性与天然气相似，空气中如含有8.6%～20.8%（V%）的沼气时，就会形成爆炸性的混合气体。
沼气的主要成分甲烷是一种理想的气体燃料，它无色无味，与适量空气混合后即可燃烧。纯甲烷的发热量为34MJ/Nm3，沼气的发热量约为20～23MJ/Nm3。即1Nm3沼气完全燃烧后，能产生相当于0.7千克无烟煤提供的热量。与其它燃气相比，其抗爆性能较好，是一种很好的清洁燃料。沼气除直接燃烧用于炊事、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。
2我国沼气的资源现状
制取沼气的主要原材料有：农作物秸秆，人畜粪便、树叶、杂草、菜叶、淀粉废渣、城市有机垃圾、生活污水、污水处理厂的污泥、工业有机废弃物等各种有机物质。通过在隔绝空气，并在适宜的温度、湿度条件下，经过微生物的发酵作用产生。主要获取途径有厌氧消化工程制取的沼气和收集城市生产垃圾填埋产生的填埋气。
我国可用于沼气生产的生物质资源丰富。工业方面主要来源为有机废水，排放量约为25亿吨/年，另外还有残渣7378万吨/年；农业生物质资源主要包括农作物秸秆和农产品加工废弃物。农作物秸秆主要包括水稻、玉米和小麦秸秆。农产品加工废弃物有稻壳、玉米芯、花生壳、甘蔗渣等；养殖业可用于沼气生产的资源主要来源于养殖废水废物，目前中国畜禽养殖业每年产生约30亿吨粪便，主要来源于农村家庭散养和规模化养殖，现有猪、牛、鸡三大类畜禽规模化养殖场约391万处，其中大中型养殖场6000多家，畜禽粪便资源的实物量为11.2亿吨/年；另外，城市生活垃圾、生活污水净化污泥等均是潜在的生物质能源。2005年我国的沼气产量约80亿Nm3，折合标煤500万吨；2010年据中国农业部声明，生物气（沼气）产量超过130亿Nm3，其总价值将超过260亿元，生物气使用者的数目可能达到1.5亿人。
表1 2005年生物质资源总量及相应的沼气资源总量
3沼气的有效利用
3.1直接作为燃气使用
在我国农村，大量的小型沼气池所产生的沼气主要用于炊事、取暖和照明；在工业上，沼气可作为替代煤的廉价燃料。这些技术虽然比较成熟，但沼气直接用于燃烧其热值较低，且部分沼气硫含量较高，因此，沼气不能直接作为一种高效、清洁的能源，在使用中没有发挥出更大的经济效益。
3.2利用沼气发电
沼气燃烧发电，在西欧一些国家占能源总量的10%左右，预计在未来几十年内将增加到25%。在德国，沼气工程以发电为主，全国2000个沼气工程中，用于发电的占98%。国外很多农场甚至将玉米、大麦、黑麦和草用来发酵产沼气进而发电，因为沼气发电的利润比养殖牲畜的利润更大。然而我国由于厌氧
产沼气和沼气发电技术都比较落后，且发电上网费用高，已建成的1800万套农村户用沼气几乎没有用于发电，现有的畜禽养殖场沼气发电均供自用，没有并网。在沼气工程发电方面，“十五”期间的主要研究是高效沼气和发电工程系统，使畜禽粪便沼气池的产气率由目前的2.2m3/(m3·d)提高到3m3/(m3·d)以上；发电效率从1.5kwh/m3提高到2.0kwh/m3。
1998年，杭州天子岭废弃物填埋总场建成国内首家垃圾填埋气发电厂，装机容量为1940kw，已并入华东电网。另外，深圳已建成南山沼气发电厂和下坪沼气发电厂，北京、上海、南京等大中城市也正在准备修建垃圾发电厂。据测算，只要该类电站规模在1000kw以上，其平均电价约为0.4元/kwh时，其经济性就基本能与煤电相抗衡。另外，垃圾填埋发电工程为环保项目，不产生二次污染，可解决垃圾填埋所带来的一些主要环境问题。
3.3沼气燃料电池
燃料电池是一种将储存在燃料和氧化剂中的化学能，直接转化为电能的装置。当源源不断地从外部向燃料电池供给燃料和氧化剂时，它可以连续发电。燃料电池不受卡诺循环限制，能量转换效率高，洁净、无污染、噪声低，模块结构、积木性强、比功率高，既可以集中供电，也适合分散供电。燃料电池将是21世纪最有竞争力的高效、清洁的发电方式，它将在洁净煤燃料电站、电动汽车、移动电源、不间断电源、潜艇及空间电源等方面有着广泛的应用前景和巨大的潜在市场。
沼气燃料电池是最新出现的一种清洁、高效、低噪音的电装置，与沼气发电机发电相比，不仅出电效率和能量利用率高，而且振动和噪音小，排出的氮氧化物和硫化物浓度低，因此是很有发展前途的沼气利用工艺，将沼气用于燃料电池发电，是有效利用沼气资源的一条重要途。
在欧美和日本，燃料电池发电已进入快速发展阶段，将成为21世纪继火电、水电、核电后的第4代发电方式。日本的东芝公司从20世纪70年代开始，重点研发分散型燃料电池，至今已将200KW机、11MW机形成了系列化。其中11MW机是世界上最大的燃料电池发电设备。安装在美国和日本的2台燃料电池，累计运行时间均已突破40000h。我国的燃料电池研究始于1958年，但是，由于多年来在燃料电池研究方面投入资金数量很少，就燃料电池技术的总体水
平来看，与发达国家尚有较大差距。目前，中国科学院广州能源研究所与日本能源研究所合作，开展了沼气燃料电池系统的实用化研究，在广东番禺建成1座200KW的磷酸型沼气燃料电池示范工程。
燃料电池的出现与发展，将会给便携式电子设备带来一场深刻的革命，并且还会波及到汽车业、住宅以及社会各方面的集中供电系统。
3.4用沼气净化废水
废水处理技术一直都是技术领域内的难题，人们总想找到更方便、更快捷的净化技术。传统的废水处理技术是利用微生物的作用来净化水质，但有些有毒物质无法被分解，废水处理的效果不理想。现在，墨西哥的科研人员开发了新技术处理污水，其原理是以沼气为激活剂，同时用细菌去除一些有害物质，把亚硝酸盐等氮化合物分解成有利于植物生长的氮气，达到高效处理工业废水和改良土壤的目的。据称，用这种技术分解有机物质过程，还使二氧化碳转化成可以用于工业生产的碳酸氢盐。与传统方法相比，新技术不仅能将分解废水中有害物质的速度加快100倍，而且能提高处理过的废水水质，被处理过的废水可以用来灌溉农田和花草树木。专家说，在废水处理示范厂的应用结果显示，该技术能大大降低处理废水的成本。但是，在实践中应用这项技术，还会有各种实际的困难需要解决。
3.5生产化工原料和产品
沼气的主要成份是CH4和CO2，通过净化分离提纯技术，可分别得到纯净的CH4和CO2和工业气体。CH4可用来替代天然气合成燃料和多种基础化学品，例如可直接转化成乙炔、氯甲烷、氢氰酸和硝基甲烷等。另外，还可以生产合成气（CO＋H2），进而生产多种高附加值液体燃料和化工产品。例如合成氨生产化肥，或经费－托合成制取液体燃料（汽油和柴油），也可转化成甲醇、二甲醚、低碳混合醇和低碳烯烃等一系列重要产品。通常，合成气通过天然气的CO2重整得到：
CH4 + CO2 = 2CO + 2H2
利用沼气经催化剂重整制取合成气，则可替代天然气生产合成气，开辟低耗、低成本的利用废弃物生产化学品的绿色、清洁生产新工艺，实现沼气户用
向工业化应用的重大转变，把农业废弃物转化成高附加值产品，在农村形成一个新的产业，即沼气化工，为农业和农村开辟出新的致富之路。另外，沼气化工可以减少化工产品生产对化石原料的依赖，实现从化石基化工向生物基化工转变。
3.6沼气制SNG、CNG、LNG
从沼气的组成上分析，其可利用部分主要为甲烷，可经过一系列净化、分离、提纯步骤获得CH4纯度较高的合成天然气SNG（Synthetic Natural Gas），进而可通过进一步加压用作车用压缩天然气（CNG），或液化后用来生产液化天然气（LNG）。
天然气作为一种清洁能源，与煤炭、石油等能源相比，天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少，产生的二氧化碳仅为煤的40%左右，产生的二氧化硫也很少。天然气燃烧后无废渣、废水产生，具有使用安全、热值高、洁净等优势。采用天然气作为能源，可减少煤和石油的用量，因而大大改善环境污染问题。天然气燃烧时产生二氧化碳少于其他化石燃料，造成温室效应较低，因而能从根本上改善环境质量。
天然气与人工煤气相比，同比热值价格相当，并且天然气清洁干净，能延长灶具的使用寿命，也有利于用户减少维修费用的支出。天然气是洁净燃气，供应稳定，能够改善空气质量，因而能为地区经济发展提供新的动力，带动经济繁荣及改善环境。
天然气无毒、易散发，不含一氧化碳，比重轻于空气，一旦泄漏，立即会向上扩散，不易积聚形成爆炸性气体，安全性较高。
CNG（Compressed Natural Gas）即压缩天然气，主要成分是甲烷，还有少量的乙烷、丁烷、氮气和二氧化碳。由于生产工艺和气源的不同，不同CNG 工厂生产的产品组成也各不相同。以沼气为原料制取的CNG产品主要成分为甲烷，还有少量的氮气和二氧化碳，以及微量的氧气、水和硫化氢等杂质。
根据国际能源署2005年的研究报告，目前已有欧美的7个国家有规模化的车用沼气生产厂23座。其中，瑞典还生产出世界上第一列沼气火车，该火车可连续运行600 km，最高时速可达130 km/h。2004年，中国民用汽车保有量为2382万辆，预计到2020年将发展到14000万辆，而中国是一个缺油国家，发展车用
燃料会更能体现沼气的价值。中国的车用沼气刚开始应用，鞍山市垃圾填埋气制取汽车燃料示范工程于2004年首次在中国投入使用，每天处理垃圾填埋气10 000m3，经过净化压缩后作为汽车燃料，每天产量为6000m3，目前主要应用于鞍山市200辆垃圾运输车，随后将用于全市的公交车上。2010年，吉林凯赛生物技术有限公司新建了一座CNG母站，以其自备污水处理厂产生的沼气为原料，每天处理沼气120000Nm3，可产CNG 84000Nm3。
天然气经过净化和低温液化后即为液化天然气（Liquefied Natural Gas，简称LNG）。天然气液化后可以大大节约储运空间和成本，而且具有热值大、性能高等特点，是一种非常清洁的能源。液化天然气正以每年约12%的高速增长，成为全球增长最迅猛的能源行业之一。近年来全球LNG的生产和贸易日趋活跃，LNG已成为稀缺清洁资源，正在成为世界油气工业新的热点。为保证能源供应多元化和改善能源消费结构，一些能源消费大国越来越重视LNG的引进，日本、韩国、美国、欧洲都在大规模兴建LNG接收站。国际大石油公司也纷纷将其新的利润增长点转向LNG业务，LNG将成为石油之后下一个全球争夺的热门能源商品。
中国2009年前10个月进口439万吨液化天然气，2008年为334万吨，2007年为291万吨，是2006年进口量的3倍多，呈逐年上升态势。中国对LNG产业的发展越来越重视，中国正在规划和实施的沿海LNG项目有：广东、福建、浙江、上海、江苏、山东、辽宁等，这些项目将最终构成一个沿海LNG接收站与输送管网。按照中国的LNG使用计划，2010年国内生产能力将达到900亿立方米，而2020年为2400亿立方米。而在进口天然气方面，发改委预计到2020年，中国要进口350亿立方米，相当于2500万吨/年，是广东省接收站的总量的7倍。
LNG是典型的细分市场产品，由于便于运输，热值高，清洁纯净，使用方便，便于储存，将在未来的燃气市场上占据越来越重的位置。特别是随着今后运输天然气价格调整，LNG将会拥有更加光明的前景，其需求的增长将呈爆炸式的增长，而且在短期内将没有替代品。
4沼气的净化提纯
根据上述，从沼气的利用方向上分析，除CH4外的其它组分均为有害组成
或杂质，需分别进行脱除。其中主要杂质为CO2，由于含量较高，其存在量越多则气体热值越低，根据我国天然气标准《GB 17820-1999》中一类气和二类气技术指标要求，需将其脱除至3.0%以下；硫含量过高则会腐蚀设备和管道，降低其使用寿命，所以不同的标准对硫含量有着不同的要求；由于沼气通过是在厌氧环境下产生的，O2含量一般不会超标，但需注意CNG标准中要求净化后O2含量不得高于0.5%；为防止结冰堵塞管道，在生产CNG和LNG时，还需对其中的水进行深度脱除；其它微量的N2、H2等在不影响天然气标准要求的热值时，可不予脱除。
4.1脱硫
沼气中含有的少量硫会对环境造成污染，对设备、管道，仪表等产生腐蚀，故无论是直接用于燃烧或沼气发电，都必须对沼气进行必要的脱硫处理。
沼气中硫的存在形式主要为H2S，脱除方法很多，目前工业上常用的脱硫方法有湿法脱硫、干法脱硫和生物脱硫三大类。
4.1.1湿法脱硫
湿法脱硫可以归纳分为物理吸收法、化学吸收法和氧化法三种。物理和化学方法存在硫化氢再处理问题，已逐渐被淘汰。氧化法是以碱性溶液为吸收剂，并加入载氧体为催化剂，吸收H2S，并将其氧化成单质硫，脱硫效率可达99.5%以上。其工艺流程为：先将脱硫剂溶解在水中配制好脱硫液，液体进入设备与沼气混合，沼气中的硫化氢（H2S）与脱硫液反应，生成单质硫。常用脱硫剂有氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠、硫酸亚铁等。
湿法脱硫适合于处理气量大、硫含量较高的工况，用PH值来保持脱硫效率，运行费用相对较低。缺点是脱硫精度较低，装置相对复杂、设备较多且需保养，占地面积较大，工艺操作复杂，需要专人值守。且会产生一定的废水，尤其是在北方冬季气候寒冷的时候，开停车时脱硫液易结冰，涉及水溶液的物系不易于操作。在大型的脱硫工程中，一般采用先湿法粗脱硫，再干法精脱硫。
4.1.2干法脱硫
干法脱硫的设备基本原理是将H2S 氧化成单质硫或硫化物的一种方法，也可称为干式氧化法。干法脱硫设备的构成是：在脱硫器内放入脱硫剂（一般为
氧化铁等），气体以低流速从一端经过脱硫剂床层，硫化氢（H2S）氧化成硫或硫化物后余留在床层中，净化后气体从容器另一端排出。
干法脱硫结构简单、操作方便，设备数量少（通常采用2台脱硫器，一用一备，交替运行），占地少，脱硫精度高，劳动强度低。工作过程中无需人员值守。缺点是由于脱硫剂硫容有限，脱硫剂需定期更换，脱硫工序的运行费用主要是脱硫剂的费用，随原料气中硫含量的升高而程线性递增。对于硫含量较高的工况，脱硫运行费用偏高。
4.1.3生物脱硫
生物脱硫技术包括生物过滤法、生物吸附法和生物滴滤法，三种系统均属开放系统，其微生物种群随环境改变而变化。在生物脱硫过程中，氧化态的含硫污染物必须先经生物还原作用生成硫化物或H2S，然后再经生物氧化过程生成单质硫后去除。在大多数生物反应器中，微生物种类以细菌为主，真菌为次，极少有酵母菌。常用的细菌是硫杆菌属的氧化亚铁硫杆菌，脱氮硫杆菌及排硫杆菌。最成功的代表是氧化亚铁硫杆菌，其生长的最佳PH值为2.0～2.2。
生物脱硫不需催化剂和氧化剂，不需处理化学污泥，产生的生物污染少，低能耗，脱硫效率高。缺点是过程不易控制，条件要求苛刻。目前国内生物脱硫技术还未形成一定规模的工业应用。预计优化脱硫工艺，更有效地控制溶解氧，提高单位硫的产率，并与目前已得到广泛应用的湿法脱硫技术相结合，是今后生物脱硫技术发展的方向。
由于沼气装置一般规模较小，硫含量相对较低，采用干法脱硫设备投资少、成本适中。因此对于沼气脱硫，推荐采用干法；脱硫剂可选用常温氧化铁脱硫剂，其价格较低，且可在常温条件下进行。
4.2脱碳
沼气脱除CO2的方法也可分为湿法和干法两大类。
湿法脱碳技术分为：物理吸收法、物理化学吸收法以及化学吸收法。物理法脱碳工艺是根据溶液在不同压力下对二氧化碳的溶解度不同的原理（亨利定律），利用加压吸收、减压再生等过程实现二氧化碳的吸收及溶液的再生，其中以NHD脱碳工艺最具代表性。化学法脱碳是根据化学反应的可逆平衡性原理，
利用低热加压吸收、加热减压再生等过程实现二氧化碳的吸收及溶液的再生，该法代表性技术为热钾碱法脱碳工艺。在两者结合的基础上又产生出物理化学吸收法，如MDEA脱碳工艺。
干法脱碳技术主要为吸附，分为变压吸附和变温吸附。
变温吸附是利用吸附剂的平衡吸附量随温度升高而降低的特性，采用常温吸附、升温脱附的操作方法。可用于CO2和H2O等杂质的深度脱除，但其吸附剂的再生过程需要蒸汽加热且再生时间长，不适用于CO2含量较高的环境。
变压吸附技术是利用吸附剂对气体混合物中各组分的吸附能力随着压力的变化而呈现差异的特性，对混合气中的不同气体组分进行选择性吸附，实现不同气体分离的装置。具有工艺简单，每套设备数量少，操作方便，装置开停车十分方便等优点，具体为：
（1）变压吸附脱碳工艺技术先进，自动化程度高，开停车及正常操作方便，只需调整吸附时间或原料气流量就可调节净化气中CO2含量。
（2）吸附剂使用寿命可达15年，运行费用低。
（3）检修工作量小，整套装置仅对真空泵每年大修一次（真空解吸流程）。
（4）与湿法脱碳相比，变压吸附流程简单，无液位控制，操作安全性更大。
湿法脱碳技术主要用于合成氨厂原料气脱碳及天然气脱碳，处理气量规模较大，装置投资相对较低。但脱碳液对碳钢设备均有一定的腐蚀性，运行成本相对较高，操作较为复杂。对于沼气脱碳，由于其操作流量通常较小，选用变压吸附技术，具有流程设备简单、自动化程度高、能耗较低等优点。因此，沼气脱碳推荐采用变压吸附法。
4.3深度脱水/脱碳
如沼气用于生产CNG，除需进行常规的脱硫、脱碳外，还需对沼气中的H2O 进行深度脱除，使产品CNG的常压露点达到-55℃。
CNG脱水通常采用变温吸附。变温吸附工艺其基本原理是利用吸附剂对杂质组份的吸附容量随温度的不同有较大差异的特性。在吸附剂选择吸附的条件下，常温吸附大量的杂质，高温脱附这些杂质，达到气体净化的目的。一台净化器处于吸附步骤，另一台净化器处于再生步骤。每台净化器在一次循环中都必须经历吸附、降压、加热、隔离、冷吹、充压六个步骤。
如利用沼气制取LNG，为避免天然气低温液化时结冰堵塞管道，则需要对其中的H2O和CO2等杂质进行深度脱除，工艺方法采用变温吸附，原理同上。结论
综上所述，结合我国目前国情，沼气的有效且有较好经济效益和社会效益的利用方式为制取CNG。其净化过程推荐采用常温氧化铁脱硫、变压吸附脱碳和变温吸附脱水。
参考文献
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[2] 宋灿辉，肖波，史晓燕，杨小艳. 沼气净化技术现状[J]. 中国沼气. 2007,25(4).
[3] 李东，袁振宏，孙永明，马隆龙. 中国沼气资源现状及应用前景. 现代化工
2009,4(29-4)
第一章总论 1.1 项目提要 1、项目名称：大型沼气工程综合利用项目设计方案 2、项目地点： 3、项目建设单位：***** 4、项目负责人： 5、建设性质：扩建 6、项目建设期限： 1.2 设计方案编制依据 （1）《集约化畜禽养殖污染防治专项资金使用管理办法》(财建[2003]618号) （2）《大中型畜禽养殖场能源环境工程建设规划》 （3）《中华人民共和国环境保护法》 （4）《中华人民共和国水污染防治法》 （5）《农田灌溉水质标准》（GB5084-92） （6）《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》（NY-T1222-2006） （7）《规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全技术规程》（NY-T1221-2006） （8）《沼气工程技术规范3施工及验收》（NY-T1220.3-2006） （9）《辽宁省大气环境综合整治方案》，辽政发[1999]第29
号 （10）《产业结构调整指导目录（2005年本）》，国家发展和改革委员会令第40号，2005年12月2日。 （11）国家、省有关部门颁布和发布的现行相关法规、规范、标准和有关政策及技术要求； （12）申请单位提供的相关文字材料； （13）节能设计的规定。 1.3建设背景 随着畜牧业的发展，粪便高度集中，冲洗污水大量增加，全省畜禽养殖污水日排放总量达数万吨，集约化养殖场占得比重较大。畜牧业的发展和生产方式的转变，既促进农业增效、农民增收，但同时也带来了畜禽粪便污水大量增加和集中排放，对周围环境造成了极其严重的影响，某些地区还发生过当地居民与畜禽厂之间的矛盾等严重事件。畜牧业的粪便污染制约了农业生产的可持续发展。开展推广畜禽场粪便和污水的无害化处理工程建设和生态农牧业模式，进行主体开发利用，实现物流，能流良性循环，减少污染等措施是建设绿色农业的重要手段。 *****建有575m3沼气工程。年处理养猪场粪污1.8万吨，年产沼气26.2万立方米，沼液2万吨，沼渣0.1万吨。沼气综合利用工程建成运行后，可为周边种植养殖业提供沼液、沼渣做优质肥料，并能充分利用优质清洁的沼气能源。实现了以沼气为纽带畜禽粪便污染物的多层次资源化利用，最终达到养殖业的粪
天津农学院 课程论文（2016—2017学年第一学期） 题目：中国与东盟FDI比较分析 课程名称国际贸易理论 学生姓名王兰 学号200405020055 学院工程学院 专业班级 2004级国际经济与贸易专业1班成绩评定
摘要 本文简单的介绍并阐述了养猪、栽果以沼气池为纽带形成的“猪—沼—果”农业生态模式。从能量的流动和营养物质的分解两方面来论述了该模式集约经营所具有的综合效率，并介绍了该模式建设的的设计基本依据、结构和建设内容。以大力推广“猪—沼—果”的沼气果园生态模式为目的，实现农村沼气由单一的提供生活用能向生产生活用能的转变。 关键字：沼气；果园生态模式；效率
1 引言 沼气作为一种可再生的清洁能源，不仅可替代秸秆、薪柴等传统生物质能源，也可替代煤炭等商品化石能源。发展农村沼气工程，不仅对优化广大农村地区的生产生活的能源消费结构积极有利，而且对增加优质能源供应、缓解国家能源压力具有重大的现实意义。“猪—沼—果”生态果园模式不仅是一种循环经济，同时也是一种可获得重要能源，并集合扩大肥源、发展种植业、保护山林植被、治理水土流失、改善卫生环境等功能为一体的新型生态种植模式。该模式的建设不仅可以方便农民的生活，还可以改善生态环境。以沼气为纽带开展综合利用，加快农业生产和农村生活的结构调整，可以提高农产品的质量和效益，增加农民收人，使农民尽快脱贫致富。由于我国能源矛盾日益突出，且能源对外依存度过大，严重威胁了国家的稳定发展和国防安全，而解决我国能源矛盾的根本出路只能是建设节约型社会。我国农村能源利用效率低下，能源浪费严重。沼气产业实现了农业生产和农民生活的循环发展，极大地节约了农村能源。发展农村沼气、果园、养殖业为一体的产业，是解决我国农村能源问题和建设节约型新农村的一种有效途径。 2 相关概念 2.1 沼气 是指利用人畜粪便、秸秆、污泥、工业有机废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，被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，最终产生的一种可燃性气体[1]。 2.2 生态果园 是在生态学和系统学原理指导下，通过植物、动物和微生物种群结构的科学配置，以及园区光、热、水、土、养分和大气资源等的合理利用而建立的一种以果树产业为主导、生态合理、经济高效、环境优美、能量流动和物质循环通畅的一种能够可持续发展的果园生产体系[2]。
厌氧消化装置刚产出的沼气是含饱和水蒸气的混合气体，除含有气体燃料CH4和惰性气体CO2外，还含有一定比例的H2S、H2O，少量的NH3，H2、N2、O2、CO和卤化烃。沼气的净化是指沼气中CH4之外其他气体的去除。 一沼气净化机理 概括起来，目前沼气净化的机理有三大类，即化学吸收、物理提纯和生物脱除。 （1）化学吸收。一种化学吸收机理是采用胺、碱、醇等复合溶液吸收剂，利用酸碱中和反应吸收沼气中的CO2、H2S等酸性物质，同时也能吸收NH3等易溶于水、醇的气体。另一种化学吸收机理是采用干化学物质（如Fe2O3）作为吸收剂吸收杂质气体。化学吸收的吸收剂都可以通过装置的自净系统和再生系统释放出各种杂质和气体得到再生循环使用。（2）物理提纯。通过此机理净化沼气的主要是变压吸附法。利用吸附剂在不同压力条件下对不同气体吸附力不同的原理来分离沼气中的不同组份。沼气中的H2O、CO2、H2S等吸附容量较大的强吸附组分在一定压力下被吸附剂吸附停留在床层中，而较小吸附容量的弱吸附组分N2、CH4 等从床层出口输出，从而实现了对沼气的净化。 （3）生物脱除。在一定的条件下利用微生物生长繁殖需要沼气中某些杂质气体作为营养物质，从而实现对沼气的净化。 现阶段，物理化学法已被广泛地应用且积累了丰富的经验。但该方法存在运行费用高、投资大、再生困难、产生二次污染等缺点。生物法具有不需催化剂和氧化剂、不需处理化学污泥、少污染、低能耗、高效率、可回收单质硫等优点，正在成为沼气脱硫领域的发展趋势。 二沼气净化方法 沼气净化的程度取决于沼气的用途。沼气供热需要脱H2S、H2O，沼气发电需要脱H2S、H2O、有机卤化物，沼气作汽车燃料需要脱H2S、H2O、有机卤化物、CO2，沼气并入天然气网需要脱H2S、H2O、有机卤化物、CO2以及金属。沼气中不同组分脱除的具体方法见表1。 三常用的沼气净化技术 不管是什么用途，沼气中的H2O 和H2S都要脱除。本文就沼气脱H2O和脱H2S常用的技术详述如下。 （1）脱H2O 脱H2O是因为导气管中如果积累了水会溶解H2S腐蚀管道，此外当沼气被加压储存时，沼气中的水会凝结冻坏储气罐。发酵装置出来的沼气中所含的水分形式是饱和水蒸气，一般采用冷分离法将其除去。通过调整压力引起混合气体温度发生变化，使水蒸气从气态冷凝为液态的水后，将其从沼气中脱除。此法经济简单，被大多数沼气工程所采用。 沼气冷却的方式有自然降温及机械脱水两种。冷却温度还要考虑下一步脱硫过程中不同脱硫剂对水分量的要求，根据脱硫剂的水分合理量进行适当的初步冷却。 在沼气输送过程中，还有一部分水要析出。为了避免析出的水分腐蚀或堵塞管道，常在管路的最低处安装集水器，定期排除集水器中的水。 （2）脱H2S 脱H2S是为了避免H2S腐蚀设备、H2S中毒和如果沼气燃烧H2S被氧化成SO2或SO3造成更大的危害。 总结出来的8种H2S脱除方法可以分为物理提纯、化学净化和生物吸收。现就3种机理中常用的方法分析如下。 ①活性炭吸附工艺。在变压吸附系统中H2S可以通过用KI浸泡过的活性炭去除。此过程中，H2S被转化为单质S和H2O，单质S就被活性炭吸收了。在连续运行的情况下，系统要包含两个吸附装置。如果活性炭上H2S的浓度超过3ppm，需要进行再生。
成教教案（一） 农村沼气的建设和使用 教学总目标： 1、让学员了解沼气的原理。 2、让学员掌握如何建设沼气池并知道如何使用沼气。 教学重点：沼气池的建设和沼气的使用。 教学难点：沼气的使用。 教学方法：讨论法和讲授法 课时划分：7课时 第一课时沼气的基本知识 一、导入： 在国家大力推动节约型社会建设的今天，作为新型洁净能源和可再生能源的农村沼气建设，被国家列入改善农村生产生活条件的“六小工程”之一，成为各级政府的重点建设项目。大力发展农村沼气，建设绿色生态家园，可为农民提供优质清洁能源，可实现燃料、肥料和饲料的量佳转化，可通过生态链的延长增加农民收入，起着回收农业废弃物能量和物质的特殊作用。同时，发展沼气可保护森林资源，减少农药、化肥和大气污染，改善农村环境卫生，提高农民的生活质量，推进农民奔小康，促进农村经济可持续发展。 二、介绍资料： 通过询问农村技术员、查阅图书资料、上网查询等方式，了解查询有关沼气的基本知识。沼气最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。沼气是多种有机物质，在隔绝空气（厌氧或还原条件），并在适宜的温度、湿度条件下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃气体。 沼气的主要成分为甲烷（CH4）和二氧化碳（CO2）。沼气发酵的主要原料有：多种秸秆、杂草等，农产品加工的各种有机物废物和废水，城市垃圾及生活污水等。 沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃气体。由于这种气体最初是在沼泽、湖泊、池塘中发现的，所以人们叫它沼气。 第二课时沼气的用途及价值 在沼气生产过程中，可产生沼气、沼液和沼渣。沼气的综合利用就是将沼气、沼液和沼渣运用到生产过程，是农村沼气建设中降低生产成本、提高经济效益的一系列综合技术措施。 1、沼气
沼气发电----沼气利用方式效益对比 以酒精生产企业为例 国内很多酒精厂在保护环境方面作了很大努力，建厌氧池处理废水是非常有力的方式，每年减少大量有机废水排放，保护了有限的水资源。但厌氧反应出来的沼气部分企业用来烧锅炉，或发电，或直接供生产蒸汽，对于这些利用方式，我公司谨根据有关经济价值比较提出新的沼气利用方式，以获得更高的经济效益，回报环保工作的付出。 一、效益比较。 1、效率对比：同样的发电采用不同的方式，其经济结果是不一样的。采用锅炉发电，由于酒精生产企业大都是小功率发电站，效率都比较低，特别是简单的气、煤混烧，效率在17%左右，大大的浪费资源，而采用内燃机发电，效率在35%以上。 价值对比：烧锅炉用煤和气都可以，用气烧锅炉发电，每方气相当于0.8公斤标准煤的价值，约计0.45元，而采用内燃机组发电，每方气发电在1.8 kWh，按0.6元/ kWh计算，价值在1.08元。 3、综合比较：以下以年产10万吨酒精厂生产过程产生的沼气用于内燃机发电及余热利用效益与烧锅炉进行比较。10万吨酒精生产线有机废水采用厌氧装置，每天产气量约10万方。 （1）简单烧锅炉供蒸汽方式，10万方沼气约合80吨标准煤价值，按550元每吨计，价值44000元。实际上，10万吨产能酒精生产线日需9kg蒸汽300吨左右，需标准煤30吨左右，多余的能量就白白浪费了。 （2）采用烧锅炉发电供蒸气方式：发电量每方气在0.8kWh左右，共计发电量100000×0.8=80000kWh，按0.6/kWh元计，发电价值4.8万元。加上实际需要的蒸汽需煤消耗价值：30吨×550元/吨=16500元，总值64500元。 （3）采用内燃机发电及余热利用方式：每天可发电100000×1.8=180000kWh ， 发电价值108000元。发动机余热通过针管式余热锅炉回收余热，根据酒精工艺，利用后每小时可产九公斤饱和蒸汽4吨，日产96吨，每公斤9公斤饱和蒸汽按80%锅炉热效率算需热650大卡，那么96吨9公斤饱和蒸汽需热6240万大卡，合标准煤约8吨，价值4400元。价值总计112400元。 结论：采用燃气内燃机发电并利用余热是最有效益的沼气利用方式 二、合作方式： 1、购销合作：由用户投资购买燃气机组组建电站，自行负责维护，我方提供最佳服务 2、劳务合作：用户投资建站，我方负责运行维护并保证一定发电量，收取劳务费。 三、内燃机组发电特点如下： ①发电效率高。通常在35～40%，若增加热电冷联供系统，热电效率可达80％以上。 ②造价相对较低。由于内燃机技术成熟，零件的精密度要求相对较低，单位千瓦造价低。 ③使用场合灵活。根据不同场合用户的需要，可方便的并机或并网，构成总输出功率达上万千瓦的电站或热电冷联供机组。机组群还可根据实际负载的需要，灵活方便地调节发电输出。
农村沼气推广存在的主要问题与对策 李恋恋 （湖南农业大学，长沙，410008 ） 摘要：农村沼气工程，用沼气工程技术处理人畜粪便，既能有效解决农村生活能源问题，又能获得农业生产所需的有机肥料，改善农村人居环境，具有良好的经济、生态和社会效益。但在实际推广过程中，全国大部分省份或多或少面临推广难题，解决这一问题，在农村推广沼气将具有重要的、积极的现实意义. 关键词：农村沼气推广效益 农村沼气工程是一件造福万民的工程，将沼气、沼液、沼渣（简称“三沼”）运用到生产过程中，降低生产成本，提高经济效益的一项接口技术措施。经过多年实践，许多综合利用技术日趋成熟，取得了良好的经济效益和社会效益。全国开展沼气综合利用项目已达几十个，范围涉及到种植业、养殖业、加工业、服务业、仓贮业等诸多方面。沼气综合利用把沼气与农业生产活动直接联系起来，成为发展庭院经济、生态农业，增加农户收入的重要手段，也开拓了沼气应用的新领域。通过沼气综合利用，可促进农村产业结构调整，改善生态环境，提高农产品的产品质量，增加农民收入，实现可持续发展。 2010年，全国有4000万农户使用户用沼气，达到适宜农户的30%左右；全国规模化养殖场大中型沼气工程总数达到4700处左右，达到适宜畜禽养殖场总数的39%左右。全国4000万户农村户用沼气，每年产生约154亿立方米的沼气，相当于替代2420万吨标准煤的能源消耗和1.4亿亩林地的年蓄积量，农民每年可增收节支200亿元。 一、沼气的含义与功能 沼气，是有机物在厌氧条件下经微生物的发酵作用而生成的一种可燃烧的混合气体，是一种可再生的清洁能源，由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。沼气是一种混合气体，主要成分是甲烷、其余为二氧化碳、氧气、氮气和硫化氢，其中甲烷含量约为55%--70%，二氧化碳含量约为30%--45%。甲烷的热值为35.9MJ/m3，沼气低热值20--25MJ/m3,与空气混合燃烧时，呈蓝色火焰，温度高达1400℃，能够产生大量的热量，每立方米沼气的热值相当于5500大卡原煤3.3公斤。 沼气的功能有很多。一是可以能解决人们的炊事照明；二是减少薪柴的砍
( 安全论文 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 农村沼气的安全使用(标准版) Safety is inseparable from production and efficiency. Only when safety is good can we ensure better production. Pay attention to safety at all times.
农村沼气的安全使用(标准版) 摘要：农村沼气作为一种清洁、便捷的能源，产自密闭的容器中，主要成分是甲烷，还含有二氧化碳、一氧化碳等有害气体，被人、畜吸入会产生毒害作用，甚至会导致人畜窒息，而且沼气含量达到一定程度，遇明火会发生爆炸。介绍安全发酵、安全管理、安全用气的方法，以增强对沼气安全使用的防范意识。 关键词：能源；沼气；甲烷；安全 沼气是利用有机物质通过厌氧微生物在厌氧条件下分解代谢作用产生的气体，是一种清洁、便捷的能源。其主要成分是甲烷，还含有二氧化碳和少量的一氧化碳、氨气、硫化氢、氮气、氧气等。 沼气池是密闭的容器，空气不流通，池内大量的甲烷和二氧化碳等有害气体被人畜吸入后，会产生毒害作用，严重的会导致人畜窒息死亡；当空气中的沼气含量达到一定程度时，遇明火会发生爆
炸。因此，安全使用沼气，增强对沼气安全使用的防范意识，是农村大力推广沼气池建设和沼气有效利用的基本保障。 1沼气发酵注意事项 1）各种剧毒农药（杀菌剂、杀虫剂等）、抗菌素、喷洒了农药的作物、刚消毒的禽类粪便、重金属化合物、盐类等都不能入池，以防沼气细菌中毒，停止产气。 2）禁止把动物骨粉、磷矿物等含磷物质加入沼气池，以防产生剧毒的磷化三氯气体，给沼气池的检查和维修带来危险。 3）加入青草和秸秆过多时，应同时加入部分草木灰（或者石灰水）和接种物，以防止产酸过多，使pH在6．5以下而发生酸中毒。 4）以人、畜、家禽粪便为主的原料投料时，最好配合加入1．0～1．5倍的牛粪、秸秆、杂草等，能使沼气池产气持久。 5）首次投料要充足，一般要经过一周左右时间才能正常产气。一次加料或出料数量较大时，必须关闭总开关，慢慢加料或出料，以免损坏池体。 6）不能用含泥量过高、失水干结、堆沤过长失去营养成分的畜
沼气净化：沼气脱硫罐用途 弘景环保—186 **** ****
?什么是沼气净化设备、为什么要对沼气进行脱 硫净化、一套设备多少钱？沼气脱硫罐如何使用，需要注意什么问题？任何沼气工程都离不开沼气 收集净化设备的使用，它能够净化沼气中的有害 气体，保证在这一过程中沼气有效安全的产出。 ?沼气进行脱硫净化的原因：在沼气产生的过程 中伴随着硫化物的产生，硫化物的存在会构成设 备及管道的腐蚀，引起化学反应催化剂的中毒失活。沼气作为燃料时，发生的排放废气的硫化物，污染环境，危害人的健康，所以必须采取措施进 行脱硫净化。 ?什么是沼气净化设备：沼气净化设备-沼气脱硫罐（塔）是一种沼气专用运转装置，硫效率98％，可以强效吸附沼气中的硫化氢，防止其对沼气燃 烧设备及管道的腐蚀，延长使用年限，同时还可 以防止排放到空气中对环境造成污染。
?沼气脱硫罐如何使用：从沼气池中出来的沼气经过初步脱水后，进入脱硫罐。硫化氢气体与脱硫剂接触，由于发生氧化还原反应而从沼气中脱除。 ?沼气脱硫罐（塔）能为脱硫反应提供优秀的温度、水气含量，脱硫剂的装填工艺亦能为脱硫过程提供优秀的气流通道和气固反应的有效接触面积，可以极大地提高脱硫剂的利用效率以及沼气的净化程度，保证 沼气在使用的过程中的安全。 ?使用沼气脱硫管需要注意什么问题：根据沼气脱硫剂使用的实际情况，一般使用3-6个月必须更换。首先关闭沼气脱硫罐的开关，打开沼气脱硫罐的进出料口，将脱硫剂掏净，关闭出料口，在进料口填装新脱硫剂，填满后封闭进料口。 ?济宁弘景环保供应沼气净化一体化设备，是用户理想的锅炉配套设备，外部采用钢制结构，解决了漏水渗透，密封性能好。设备损耗小，运行成本低，可综合利用。可用在养殖、淀粉、造纸、污水处理、酒精、化纤、制造等行业的脱硫净化系统中。
农村沼气池生物能源利用技术 第一章农村办沼气池的目的和意义 一、农村办沼气池的意义 农村办沼气是一件一举多得的好事，概括起来主要有以下几个方面： 修建一口8m3的沼气池，就能解决5口之家煮饭、照明的燃料，可年节煤XXkg左右或年节柴草3500余kg。 兴办沼气后，原来被烧掉的大量农作物秸杆加入沼气池密闭发酵，既能产气，又沤制了优质的有机肥料，提高了肥效。一个10m3的沼气池可蓄水10T以上，若遇旱灾，可增强抗灾能力。 农村为沼气是消灭蛔虫病、钩虫病和痢疾等疾病和杀灭粮仓害虫的一项重要措施。由于办了沼气，人畜粪便投入沼气池，粪便中的寄生虫卵和病原菌有95%左右被杀灭，同时，农民使用沼气改变了燃柴草和秸杆的烟熏火燎状况，改善了家庭和环境卫生。 二、发展沼气是建立农业良性生态环境的重要途径。 增加有机质还田量：许多地区农村将农作物秸杆作燃料
使用，有机肥来源越来越少。办沼气既解决了农村生活燃料问题，可使大量有机质作沼气后还田，扩大了肥源，提高了有机肥的质量，因为是沼气池厌氧发酵造肥，能避免养分大量散失，提高肥效。沼气连续多年使用，达到用地养地，改良土壤，越用越肥的效果。沼气肥还可用来养鱼、种蘑菇、养殖蚯蚓的好原料。 办沼气可大量减少或停止农民上山砍柴，有利于保护森林和植被资源，减少水土流失，促进生态平衡。 第二章沼气池的特点 一、沼气的产生和主要成分 沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作用，产生的一种可燃气体。这种气体最初是在沼泽、湖泊、池塘中发现的，所以人们叫它沼气。沼气含有多种气体，主要成分是甲烷。沼气细菌分解有机物、产生沼气的过程，叫沼气发酵。沼气细菌可分两大类，第一类细菌是分解菌，其作用是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳等，它们当中有专门分解纤维素、蛋白质和脂肪的，分别叫做纤维分解菌，蛋白质分解菌和脂肪分解菌。第二类细菌是甲烷菌。它的作用是把简单有机物和二气化碳、氧化或还原成甲烷。
沼气沼液沼渣综合利用方案 一、沼气的综合利用： 沼气是一种混合气体，其中含有60%-70%勺甲烷、30%-35%的二氧化碳，还含有少量的一氧化碳、氢、氨、硫化氢、氧和氮等。沼气作为优质气体燃料，除可用于煮饭、点灯外，还可广泛用于发电、孵鸡、育蚕、烘干、粮果贮藏、二氧化碳施肥等生产领域。 沼气炊事：农村家用沼气池所产生的沼气主要用于烧水、煮饭，为牲畜煮食等。 沼气照明：沼气灯是把沼气的化学能转变为光能的一种燃烧装置。特别是在偏僻、边远无电力供应的地区，用沼气进行照明，其优越性尤为显著。 沼气灯为温室蔬菜二氧化碳施肥，并增加日照：沼气中一般含有25%-35% 的二氧化碳和50%-70%勺甲烷。甲烷燃烧时又可产生大量的二氧化碳，同时释放出大量热能。一般来讲，燃烧1立方米沼气可产生0.975立方米二氧化碳。根据光合作用原理，在种植蔬菜的塑料大棚内燃点一定时间、一定数量的沼气，棚内二氧化碳浓度和温度明显增高，能有效地促使蔬菜增产。施用二氧化碳的蔬菜植株生长健壮，叶绿素含量高，叶色深绿有光泽，开花早，雌花多，花果脱落少，而且嫩枝叶上冲有力，抗病性增强。 沼气升温育秧：温室育秧是解决水稻提早栽插，促进水稻早熟高产的一项技术措施。目前，多数温室都是用煤炭或薪柴作升温燃料，因此，每年育秧要耗费大量的煤炭或薪柴，育秧成本较高。利用沼气作为育秧温室的升温燃料，培育 水稻秧苗是沼气综合利用的一项新技术，设备简单、操作方便、成本低廉、易于控温、不烂种、发芽快、出苗整齐，成秧率高，易于推广。 沼气供热孵鸡：沼气孵鸡是以燃烧沼气作为热源的一种孵化方法。它具有投资少、节约能源、减轻劳动、管理方便、出雏率和健雏率高等优点。 沼气灯照明升温育雏鸡：初生雏鸡调节机能、觅食能力和对自然环境的适应能力较差。因此，要饲养好雏鸡，首先必须要有一个比较适宜的温度条件，以利生长发育。沼气灯具有亮度大、升温效果好、调控简单、成本低廉等优点。用沼气灯照明升温育雏鸡，能使雏鸡生长发育良好，成活率高。 沼气灯照明提高母鸡产蛋率：生产实践表明，利用沼气灯对产蛋母鸡进行人工光照，并合理地控制光照时间和光照强度，能使母鸡新陈代谢旺盛，促进母鸡的卵细胞的发育、成熟加快，达到多产蛋的目的。 沼气加温养蚕：在春蚕和秋蚕饲养过程中，需要提高蚕室温度，以满足家蚕生
大型沼气工程综合利用项目设计方案
第一章总论 1.1 项目提要 1、项目名称：大型沼气工程综合利用项目设计方案 2、项目地点： 3、项目建设单位：***** 4、项目负责人： 5、建设性质：扩建 6、项目建设期限： 1.2 设计方案编制依据 （1）《集约化畜禽养殖污染防治专项资金使用管理办法》(财建[2003]618号) （2）《大中型畜禽养殖场能源环境工程建设规划》 （3）《中华人民共和国环境保护法》 （4）《中华人民共和国水污染防治法》 （5）《农田灌溉水质标准》（GB5084-92） （6）《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》（NY- T1222-2006） （7）《规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全技术规程》（NY-T1221-2006） （8）《沼气工程技术规范3施工及验收》（NY-T1220.3-2006）
（9）《辽宁省大气环境综合整治方案》，辽政发[1999]第29号 （10）《产业结构调整指导目录（2005年本）》，国家发展和改革委员会令第40号，2005年12月2日。 （11）国家、省有关部门颁布和发布的现行相关法规、规范、标准和有关政策及技术要求； （12）申请单位提供的相关文字材料； （13）节能设计的规定。 1.3建设背景 随着畜牧业的发展，粪便高度集中，冲洗污水大量增加，全省畜禽养殖污水日排放总量达数万吨，集约化养殖场占得比重较大。畜牧业的发展和生产方式的转变，既促进农业增效、农民增收，但同时也带来了畜禽粪便污水大量增加和集中排放，对周围环境造成了极其严重的影响，某些地区还发生过当地居民与畜禽厂之间的矛盾等严重事件。畜牧业的粪便污染制约了农业生产的可持续发展。开展推广畜禽场粪便和污水的无害化处理工程建设和生态农牧业模式，进行主体开发利用，实现物流，能流良性循环，减少污染等措施是建设绿色农业的重要手段。 *****建有575m3沼气工程。年处理养猪场粪污1.8万吨，年产沼气26.2万立方米，沼液2万吨，沼渣0.1万吨。沼气综合利用工程建成运行后，可为周边种植养殖业提供沼液、沼渣
沼气池综合利用效益分析(一) 摘要：结合实际谈沼气池综合利用的经济、生态、社会三方面效益。 关键词：沼气池；经济效益；生态效益；社会效益。 沼气池不是什么新生事物，在我国已经出现了很长时间，在农村中推广也是三起三落，进入21世纪以后，我们国家在吸取以前多年沼气建设的经验和教训，通过应用新技术，创新建设模式和加强服务网点建设的途径，重新在广大的农村中推广沼气池并取得了重大的突破，沼气事业的蓬勃发展，国家推动功不可没，同时又有它自身的诸多好处，作为一名沼气建设一线的工作人员，我是深有体会，现结合实际工作谈一谈沼气池的综合效益。 一、经济效益 1.节约资金。 建设一个十立方米的沼气池，一年四季可以连续运行，有效使用期20年以上。在保持饲养四五头猪解决原料来源的前提下，年产沼气800—900米3，提供沼渣30—35米3、沼液20吨左右。沼气、沼渣、沼液均可充分利用。1、沼气用作日常炊事，供全家一日三餐，年平均节煤2吨左右，节省燃料费可达1200多元；2、沼气用作照明，年可节约电费200元左右；3、沼渣、沼液用作肥料，年产沼肥5000公斤左右，节约化肥约400元左右。由于沼肥无病菌和虫卵，能够减少农作物病虫害的发生，还可节约农药。沼肥还能改良土壤，提高土壤有机质含量；4、用沼液代替农药，进行喷施，防止农作物病虫害，年可节约农药开支200多元；5、沼液作为饲料填加剂，喂养鸡、鱼、猪、牛等，年可节约饲料费500多元。用浓度1％沼液作为有机物复合添加剂喂猪，日增重为640—660克/头，降低耗料48—60公斤/头，多盈利40元/头左右。沼渣沼液喂牛羊鸡鸭，可提高母畜怀胎率，鸡鸭产蛋率。沼渣沼液一般没有病源菌和寄生虫虫卵，猪、牛、羊喂沼渣、沼液不易患病，毛色光亮，生长健壮，棚圈少蚊蝇。据有关资料分析，牛羊喂沼渣沼液，牛日增重300—400克/头，羊日增重50—60克/只。 综上分析，一年中，一口10立方米沼气池可为农户节省开支3000元左右。 2.产生效益。 （1）沼液深加工： 沼液中营养成分相对富集，是一种速效的水肥，也是很好的饲料添加剂。 制作花肥营养液：花肥营养液用于做花卉的液面肥和杀虫剂。500ml葡萄糖瓶市场售价2元/瓶，批发价按1元/瓶，每天收集精细沼液10公斤，灌装20瓶，售价20元，除去包装费用，年获利7000多元。 制作饲料填加剂：沼液经过加工过滤，可以喂猪、喂牛、喂鸡、喂鱼。喂猪可以缩短饲养周期1个月左右，成本降低35%左右；喂牛每天可以增加产奶量两公斤多；喂鸡可以增加产蛋率；喂鱼可以促进鱼类更好生长。 制作植物杀虫剂：沼气发酵原料经过沼气池的厌氧发酵后，含有抑菌和提高植物抗逆性的激素、抗菌素等有益物质，可用于防治植物病虫害和提高植物抗逆性。1、防治农作物蚜虫；2、防治果树红蜘蛛；3、沼液防治大麦黄花叶病；4、沼液防治西瓜枯萎病；5、沼液防治小麦赤霉病。此外，沼液对棉花的枯萎病和炭疽病菌、马铃薯枯萎病、小麦根腐病、水稻小球菌核病和纹枯病、玉米的大小斑病菌以及果树根腐病菌也有较强的抑制和灭杀作用。 制作植物浸种剂：沼液中富含多种水溶性养分，用于农作物、果树等植物浸种、叶面喷施和灌根等，吸收率高，收效快，一昼夜内叶片中可吸收施用量的80%以上，能够及时补充植物生长期的养分需要，强健植物机体，增强抵御病虫害和严寒、干旱的能力。在干旱时期，对作物和果树喷施沼液，可引起植物叶片气孔关闭，从而起到抗旱的作用。
沼气脱硫 一、总述 沼气脱硫是沼气直接燃烧或沼气发电所必须的前期处理工艺。无论哪种方式，利用前都必须对沼气进行必要的脱硫、脱水、除陈等处理。 二、脱硫原理 1.干法脱硫 干法脱除沼气气体中硫化氢（H2S）的设备基本原理是以O2使H2S 氧化成硫或硫氧化物的一种方法，也可称为干式氧化法。干法设备的构成是，在一个容器内放入填料，填料层有活性炭、氧化铁等。气体以低流速从一端经过容器内填料层，硫化氢（H2S）氧化成硫或硫氧化物后，余留在填料层中，净化后气体从容器另一端排出。 2.湿法脱硫 湿法脱硫可以归纳分为物理吸收法、化学吸收法和氧化法三种。物理和化学方法存在硫化氢再处理问题，氧化法是以碱性溶液为吸收剂，并加入载氧体为催化剂，吸收H2S，并将其氧化成单质硫，湿法氧化法是把脱硫剂溶解在水中，液体进入设备，与沼气混合，沼气中的硫化氢（H2S）与液体产生氧化反应，生成单质硫吸收硫化氢的液体有氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠、硫酸亚铁等。成熟的氧化脱硫法，脱硫效率可达99.5％以上。 在大型的脱硫工程中，一般采用先用湿法进行粗脱硫，之后再通过干法进行精脱硫。 3.生物脱硫 生物脱硫技术包括生物过滤法、生物吸附法和生物滴滤法，三种系统均属开放系统，其微生物种群随环境改变而变化。在生物脱硫过程中，氧化态的含硫污染物必须先经生物还原作用生成硫化物或H2S然后再经生物氧化过程生成单质硫，才能去除。在大多数生物反应器中，微生物种类以细菌为主，真菌为次，极少有酵母菌。常用的细菌是硫杆菌属的氧化亚铁硫杆菌，脱氮硫杆菌及排硫杆菌。最成功的代表是氧化亚铁硫杆菌，其生长的最佳pH值为2.0～2.2。 目前国内生物脱硫技术还未形成一定规模的工业应用。预计优化脱硫工艺，更有效地控制溶解氧，提高单位硫的产率，并与目前已得到广泛应用的湿法脱硫技术相结合，是今后生物烟气脱硫技术发展的方向。 三、干法脱硫、湿法脱硫特、生物脱硫的比较 1.干法脱硫的特点 ①结构简单，使用方便。 ②工作过程中无需人员值守，定期换料，一用一备，交替运行。 ③脱硫率新原料时较高，后期有所降低。 ④与湿式相比，需要定期换料。 ⑤运行费用偏高。 2.湿法脱硫的特点 ①设备可长期不停的运行，连续进行脱硫。
沼气发电综合利用分析 胜动集团 二OO五年
内容提要： 一、 企业简介 二、 沼气发电应用的相关技术 三、 沼气发电利用的综合效益分析 四、 企业利用沼气发电开展情况 第一部分 企业简介 胜动集团是由原胜利石油管理局所属二级单位动力机械厂改制的股份制企业，企业占地面积40万平方米，现有员工2100人，具有专科以上学历的专业技术人员500多人。集团包括一个下设五个主要生产厂的母公司，四个控股子公司和两个相对控股子公司。 公司主要业务有两部分：一是燃气发电机、柴油机制造，现在已形成年50万千瓦的生产能力；二是燃气发电业务，现在已经达到装机容量15万千瓦、年发电10亿度的规模。燃气发电机已销往全国29个省市地区的天然气、煤气、瓦斯气、焦化尾气、沼气发电市场。 公司拥有冷、热加工配套的设备及先进工艺，拥有国内先进的加工
中心、数控机床、热处理设备、内燃机检测试验系统等精大稀设备，主要生产检测设备700多台。年生产经营总值8亿元。 公司拥有多项专有技术和专利，其中燃气机领域共有九项专利，包括两项发明专利。 质量方针： 视用户需求为最高质量准则 经营理念： 为用户创造最佳效益 使命宗旨： 为后代留住蓝天 为国家节约能源 为股东提供回报 为员工创造幸福 2004年5月16日至28日，中国工程院“发展燃气机充分利用我国燃气能源的研究”咨询考察团，先后对胜动集团所属燃气电站、济南、安徽祁东、上海、湖北武汉、贵州六盘水、陕西西安、北京高碑店等燃气电站进行了考察，院士们对燃气发电给予了高度评价。 认为：燃气发电节能、环保、安全、利国利民，前景十分广阔；目前排空可燃气体的利用率极低，绝大多数都排空浪费，非常可惜，并且污染环境、不利安全生产。把燃气发电的事情办好，就是创新，就是对企业、国家和社会的最大贡献。咨询考察报告和院士建议书已报国务院。 2005年1月1日，周士宁、张铁岗院士在会见温家宝总理时特别介绍了我公司燃气机产品开发和燃气发电情况、做法，以及在废气综合利
“三沼”的综合利用 摘要：农作物秸秆、人畜禽粪便等有机物在沼气池的厌氧环境中，通过沼气微生物分解转化后所产生的沼气、沼液和沼渣，统称“沼气发酵产物”，通常也称“三沼”。广泛推广并综合利用好“三沼”，既有降本增效的功能，又能改善环境，保护生态。本文介绍了贵州遵义凤冈县“三沼”综合利用模式，并提出了“三沼”综合利用的几点建议和意见。 关键词：三沼；生态农业；综合利用 沼气建设是富民工程、德政工程、民心工程，“三沼”就是沼气池在生产中产生的沼气、沼渣、沼液。“三沼”的综合利用是沼气建设的核心内容和关键，要把沼气池建设与种植业、养殖业有效结合起来，寻找最佳切入点，以菜促畜，以畜建沼，以沼促菜、促果、促畜，提高农产品质量和市场竞争力，增加农村综合生产效益。如何真正实现“三沼”综合利用，提高沼气项目建设的经济效益、社会效益和生态效益，是沼气建设重大课题。 我国沼气利用历史悠久，综合利用农业废弃物资源，实现废弃物资源、闲置资源的开发利用，是生态农业的一大特点。生态户的建设需建沼气池，沼气池的正常运转又消耗处理掉大量畜禽粪便、秸秆杂草等农业废弃物。这样不仅使农
业废弃物资源得到了充分利用，利于生态农业建设，还避免了对环境的污染；同时，也是农民增收的一个新途径。 1 “三沼”综合利用简介 1.1沼气的用途 1.1.1沼气养蚕。沼气养蚕是指利用沼气灯给蚕种感光和燃烧沼气给蚕宝加温，可以达到孵化快，出蚕齐、缩短饲养期、提高蚕茧质量和产量的目的。 1.1.2沼气保鲜和储存农产品。沼气气调储藏，就是在密闭条件下利用沼气中甲烷和二氧化碳含量高，含氧量极少，甲烷无毒的性质和特点来调节储藏环境中的气体成分，以控制果蔬、粮食的呼吸强度.减少储藏过程中的基质消耗，防治虫、霉、病、菌，达到延长储藏时间并保持良好品质的目的。 1.2沼液在种植业中的综合利用 1.2.1沼液浸种。小麦、水稻、棉花、花生等多种作物均可用沼液浸种，浸过的种子播后萌芽早，出芽齐，抗病力强，幼苗生长旺盛。注意事项：选用上年生产的新种良种，浸种前对种子进行翻晒和筛选，以确保种子质量和纯度。 1.2.2沼液叶面喷洒。根据不同作物种类和生长期，可采用纯沼液、稀释沼液或与药物混合的沼液进行喷洒。叶面喷洒沼液可调节作物生长代谢，为作物提供营养，还可杀灭蚜虫等病虫害。注意事项：不要在中午高温时进行，以免灼伤叶片：下雨前不要喷洒，以保证效果；最好喷洒于叶片背面，
中国沼气发电技术发展现状与前景展望 摘要：本文通过对中国沼气利用现状和沼气发电工程市场前景的调查与分析，描述了沼气发电技术发展现状及其能源利用市场潜力，对影响沼气发电商品化和市场化的社会经济因素和主要障碍进行了分析评价，并提出了一些对策和措施。 关键词：沼气工程发电 1、引言 生物质能是来源于太阳能的一种可再生能源，具有资源丰富、含碳量低的特点，加之在其生长过程中吸收大气中的C02，因而用新技术开发利用生物质能不仅有助于减轻温室效应和生态良性循环，而且可替代部分石油、煤炭等化石燃料，成为解决能源与环境问题的重要途径。 随着对环境的日益重视，人们开始利用各种方式来减少工农业生产对环境的破坏。近十几年来，在各级政府有关部门和企业的帮助协调下，用于处理畜禽粪便及各种生产、生活污水的大中型沼气工程纷纷上马，至1998年底，我国已建成大中型沼气工程742处，年产沼气量为16393.94万立方米；垃圾填埋法产生沼气是处理城市垃圾的主要方式之一，具有简单易行和费用较低的特点，同时还可回收能源，正受到世界各国的普遍欢迎。目前，全世界共建成4817座垃圾填埋场，每年可回收沼气51.42亿立方米。 沼气是一种具有较高热值的可燃气体，与其它燃气相比，其抗爆性能较好，是一种很好的清洁燃料，传统上大多利用沼气进行取暖、炊事和照明，随着沼气产量的不断增加，如何更高效地利用沼气，成为摆在我们面前的一项课题。 2、沼气发电技术进展状况 沼气燃烧发电是随着沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它将沼气用于发动机上，并装有综合发电装置，以产生电能和热能，是有效利用沼气的一种重要方式。目前用于沼气发电的设备主要有内燃机和汽轮机。 国外用于沼气发电的内燃机主要使用Otto发动机和Diesel发动机，其单位重量的功率约为27 kW／T。汽轮机中燃气发动机和蒸汽发动机均有使用，燃气发动机的优点是单位重量的功率大，一般为70～140kW／T；蒸汽发动机一般为10kW／T。国外沼气发电机组主要用于垃圾填埋场的沼气处理工艺中。目前，美国在沼气发电领域有许多成熟的技术和工程，处于世界领先水平。现有61个填埋场使用内燃机发电，加上使用汽轮机发电的装机，总容量已达340兆瓦；欧洲用于沼气发电的内燃机，较大的单机容量在0.4～2兆瓦，填埋沼气的发电效率约为1.68～2kWh／m3。 我国开展沼气发电领域的研究始于八十年代初，1998年全国沼气发电量为1,055，160kWh。在此期间，先后有一些科研机构进行过沼气发动机的改装和提高热效率方面的研究工作。我国的沼气发动机主要为两类，即双燃料式和全烧式。目前，对“沼气一柴油”双燃料发动机的研究开发工作较多。如：中国农机研究院与四川绵阳新华内燃机厂共同研制开发的S195—1型双燃料发动机：上海新中动力机厂研制的20／27G双燃料机等。成都科技大学等单位还对双燃料机的调速、供气系统以及提高热效率等方面进行过研究。潍坊柴油机厂研制出功率为120 kW的6160A一3型全烧式沼气发动机，贵州柴油机厂和四川农业机械研究所共同开发出60 kW的6135AD(Q)型全烧沼气发动机发电机组；此外，还有重庆、上海、南通等一些机构进行过这方面的研究、研制工作。可以说，目前我国在沼气发电方面的研究工作主要集中在内燃机系列上。表1是我国部分12kW以下沼气发电机组的测试性能比较。 3、沼气发电前景广阔 沼气发电工程本身是提供清洁能源，解决环境问题的工程，它的运行不仅解决沼气工程中的一些主要环境问题，而且由于其产生大量电能和热能，又为沼气的综合利用找到了广泛的应用前景： 1)有助于减少温室气体的排放 通过沼气发电工程可以减少CH4的排放，每减少1屯CH4的排放，相当于减少25吨C02的排放，对缓和温室效应有利。 2)有利于变废为宝，提高沼气工程的综合效益 我们以沼电在酒厂中的的综合效益为例：四川荣县进行了120 kW沼气发电的生产和示范。用酒糟废水经厌氧消化产生沼气，发电效率为1.69 kWh／m3，当年成本为0.0465元／kWh。沼电能够基本满足该厂的生产用电：山东昌乐酒厂安装2台120 kW的沼气发电机组，170m3酒糟日产沼气4800m3，发电8640kwh，全年能源节约开支29万元，工程运行一年即收回全部成本。
农村户用沼气安全使用注意事 项(最新版) Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0237
农村户用沼气安全使用注意事项(最新版) 为了确保沼气池的正常运行及用气安全，沼气用户必须注意以下安全使用管理事项： 一、沼气池的进料口务必加盖，以避免造成人畜伤亡。 二、严禁在沼气池出料口或输气管口附近点火，以免引起回火造成火灾，致使沼气池气体猛烈膨胀，爆炸破裂。 三、室外管路应采取防晒保护措施，延长使用寿命，以免管路风化、老化、引起漏气，严禁在沼气池5m范围内生火。 四、沼气池及周围禁止重压，禁止堆放易燃易爆物。 五、禁止各种农药及有害杂物入池，以免杀死沼气发酵菌种和微生物，影响产气。 六、沼气池、沼气灶具及配件等出现故障，应及时告知沼气维
修人员，由专业人员维修，确保安全。 七、如果发生人、畜、禽掉入沼气池事故，必须采取安全防护措施施救，禁止在无安全防护措施的情况下贸然下池施救，避免发生连续伤亡事故。 八、清池检修或大出料时，必须在具有国家职业资格证书的沼气技术人员的指导下进行，严禁农户自行下池操作。入池前必须在清空池体后，通风2天以上，并进行小动物试验，待池内氧气充足后再下池操作，以防因氧气不足而窒息。 九、对未能正常使用的沼气池，农户必须加强安全管理。 XXX图文设计 本文档文字均可以自由修改
沼气工程在循环农业模式的作用 为实现农业的可持续发展，避免掠夺式经营和滥用、浪费资源现象的发生，保护和改善农业生态环境，就必须有效处理好环境与资源的问题，发展沼气综合利用，促进循环农业发展[1]，而“一池二窖三改”循环农业模式就是一条便捷而有效的途径。 1模式概述 “一池二窖三改”循环农业模式，是在干旱缺水地区修建蓄水窖，种植苹果为主的耐旱经济作物而形成的一种高效生态农业模式。这种生态农业模式以生产无公害优质苹果为主要生产方向，在适应市场经济发展的需求下，形成了以沼气综合利用为纽带的“农—畜—沼—果—窖”农牧结合型高效生态农业模式。此模式实现了种植业与养殖业的有机统一，形成了生物种群互惠共生，食物链结构健全，能量流、物质流、养分流良性循环，能源效益、生态效益、经济效益高效化的循环农业模式系统。“一池二窖三改”循环农业模式是从农村干旱缺水的实际出发，依据生态学、经济学、系统工程学的原理，从有利于农业生态系统物质和能量的转换与平衡，实现农业增效、农民增收，减少风险出发，充分利用自然资源，积极发挥人的主观能动性，以沼气为纽带，形成了畜、沼、果、窖、厕、厨结合，以窖养农、以农带牧、以牧促沼、以沼促果、以藏增效配套发展的适应市场经济发展的良性
循环体系。该模式以农户为基本单元，每户在庭院建10m3沼气池1口，在果园或庭院建60～120m3的水窖1个，果品贮藏窖1个，25m2太阳能暖圈1座，养牛2～3头或猪5～10头，建一座2m2的卫生厕所，1套节水滴灌保墒系统。该系统以农业模式为起动点，水是生命之源，果园或庭院内建设水窖，在供人畜用水、沼气池用水的同时，还为果树在缺水时期提供灌溉用水，可节约90%的用水，是多蓄、少耗、巧用水的有效办法。 2沼气工程在“一池二窖三改”模式中的作用 2.1枢纽作用 “一池二窖三改”循环农业模式及配套技术，采用“沼气池、畜舍、厕所”三结合的方式，围绕果树主导产业，因地制宜地开展“三沼（沼气、沼渣、沼液）”综合利用，从而实现农业资源的高效利用和生态环境的改善，提高农产品质量、增加农民收入等目标。沼气池可消化动物粪便、植物秸秆等废弃物，而产生的沼气可用作生产、生活燃料，同时它的剩余物沼肥又是种植业所需的优质有机肥料。沼气池是“一池二窖三改”循环农业模式的核心，它将种植业、养殖业、生活用能和农田用肥有机地联结起来，拉长了产业链条，起到了枢纽作用，为农民脱贫致富、快速奔小康开辟了一条有效的途径。