维普资讯 http://www.cqvip.com ＱＱ Ｑ：丝 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ＴｅｃｈｎＯＩＯｇｙ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ｈｅｒａｌｄ 高新技术 秸秆沼气发电技术 曹鹤飞李运芳 （１．石家庄学院科研处 河北石家庄０５００３５； ２．石家庄第九中学） 摘要：为了缓解农村电力不足，秸秆焚烧污染，充分利用农村丰富的生物质资源，秸秆沼气发电成为一个重要的方法。本文对秸秆沼气 发电的意义以及秸秆沼气发电的技术问题等方面作了阐述。 关键词：农村新能源 环境 沼气 发电 中图分类号：ＴＫ６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３—０５３４（２００７）０８（ａ）一００１４～０１ 近年来随着国民经济的快速发展，农村用 电量迅速增加，但是许多地区得不到满足，尤 其是夏天用电高峰要对一些农村实施拉闸限 电。为了缓解农村的这种矛盾，我国已投入 大量人力物力开发新能源。采用沼气动力装 置进行发电，已成为国际上趋同的技术路线。 沼气是在厌氧条件下由秸秆等有机物经 多种微生物的分解与转化作用后产生的可燃 气体。其主要成分是甲烷和二氧化碳，其中甲 烷含量一般为６０％～７０％，二氧化碳含量为 ３０％～４０％。，沼气是性能较好的燃料，纯燃气 热值为２１．９８ＭＪ／ｍ ，（甲烷含量６Ｏ％、二氧 化碳含量２Ｏ％）时，属中等热值燃料，并且沼气 还是可再生的能源。但是在农村尤其是北方 地区广大农村的秸秆并没有被充分利用起来， 还是传统的用来烧火做饭或者被焚烧在地间， 结果在农村的街道出现写满诸如“焚烧秸秆 罚款１０００元”条幅的现象。 随着我国沼气科学技术的发展和农村家 发动机发电机组系统时，要着重考虑以下几个 用沼气的推广。根据当地使用要求和气温、 方面。 （１）沼气脱硫及稳压、防爆装置：沼气中 地质等条件，家用沼气池有固定拱盖的水压式 Ｓ，该气体对发动机有强烈的腐 池、大揭盖水压式池、吊管式水压式池、曲 含有少量的Ｈ，流布料水压式池，顶返水水压式池，分离浮 蚀作用，因此供发动机使用的沼气要先经过脆 罩式池、半塑式池、全塑式池和罐式池。形 硫装置。沼气作为燃气，其流量调节是基于 式虽然多种多样，但是归总起来大体由水压式 压力差，为了使调节准确，应确保进入发动机 沼气池、浮罩式沼气池、半塑式沼气池和罐 时的压力稳定，故需要在沼气进气管路上安装 式沼气池四种基本类型变化形成的。我国农 稳压装置。另外，为了防止进气管回火引起 村一般以建筑圆柱形水压式沼气池最合算。 圆柱形水压式沼气池的工作原理是气压水、 水压气。发酵池以液面为界，上部为贮气间， 下部为发酵间。这种池型的池体上部气室完 全封闭，随着沼气的不断产生，沼气压力相应 提高，这个不断增高的气压，迫使沼气池内的 部分料液进到与池体相通的水压间内，使得 水压间内的液面升高。这样一来，水压间的液 面跟沼气池体内的液面就产生了一个水位差， 这个水位差就Ⅱｑ做。水压”也就是ｕ形管沼气 压力表显示的数值）。用气时，沼气开关打开， 沼气在水压下排出；当沼气减少时，水压间的 一沼气管路发生爆炸，应在沼气供应管路上安置 防回火与防爆装置。 （２）进气系统：在进气总管上，需加装一套 沼气 空气混合器，以调节空燃比和混合气进 气量，混合器应调节精确、灵敏。 （３）发动机：沼气的燃烧速度很慢，若发动 机内的燃烧过程组织不利，会影响发动机运行 寿命，所以对沼气发动机有较高的要求。 （４）调速系统：沼气发动机的运行场合是和 发电机一起以用电设备为负荷进行运转，用电 设备的装载、卸载会使沼气发动机负荷产生 波动，为了确保发电机正常发电，沼气发动机 上的调速系统必不可少。 鉴于农村秸秆沼气发电广阔的发展前景， 国内数家有实力的研究院所和大型企业进行 了强强合作，针对市场需求开发出不同规格的 沼气发电机组系列产品。在大机组方面，济南 柴油机股份有限公司已开发出了全烧沼气内 燃机的６００ｋＷ沼气发电机组，并在“十五”科 技攻关项目Ⅸ大型高效厌氧沼气发电技术及 示范电站》的工程应用成功。５００－６００ｋＷ的 沼气发电机组会很快面市。值得一提的是，国 内新一轮开发出来的沼气发电机组，已不是过 去简单改装内燃机的发电机组。新的发电机 组在性能方面已缩小了与国外先进机组的技 术指标。在小机组方面，重岩、山东潍坊 柴油机的沼气发电机组，已投放市场。因此可 以说，在发电设备方面国内已可为沼气发电的 实施提供有力支持。 掌 母 餐 图ｌ 采用不同功率发电装置效率图 直 从能量利用的角度看，碳氢燃料可被多种 动力设备使用，如内燃机、燃气轮机、蒸汽轮 机等。图ｌ是采用不同种类动力发电装置的效 率图。从中可见，在４０００ｋＷ以下的功率范围 内，采用内燃机具有较高的利用效率。相对燃 煤、燃油发电来说，沼气发电的特点是中小功 率性，对于这种类型的发电动力设备，国际上 普遍采用内燃机发电机组进行发电，否则在经 济性上不可行。因此采用沼气发动机发电机 组，是目前利用沼气发电的最经济、高效的途 径。 沼气发电工艺路线图 沼气池一沼气一脱水脱硫一气水分离一 过滤一压缩一气水分离一冷却一发电机组一 配电室一用户一循环冷却 料液又返回池体内，使得水位差不断下降，导 致沼气压力也随之相应降低。这种利用部分 料液来回串动，引起水压反复变化来贮存和排 放沼气的池型，就称为水压式沼气池。水压式 沼气池具有构造简单，施工方便，造价低廉，我 国农村使用比较适合。 进行沼气发酵的微生物需要适宜的生存 条件，而且这种条件要求比较稳定才能使其的 沼气发酵正常进行。沼气发酵的条件就是在 工艺上满足微生物的生存条件，使它们在合适 的环境中生长、发育，繁殖 代谢。在发 酵条件比较稳定的情况下，微生物生命活动越 旺盛，产生的沼气就越多，产气时间就越长；相 反，环境条件满足不了微生物生命活动的需 要，沼气发酵就会停止，如原料干物质浓度过 高时，产酸量增大，产气就会受阻，甚至不产 气。因此，人们在制取沼气时，必须控制好沼 气发酵条件，给沼气微生物创造一个良好的生 活环境。也就是说，控制好沼气发酵工艺条 件是维持正常发酵产气的关键。 根据沼气发动机的工作特点，在组建沼气 出版社，１９９８． 特殊功能的分子结构，以获得具有更多功能的 聚氯酯复合乳液。 【３】卿宁，等．皮革化工，２００５，２２（１）：２ｌ一２５． ｆ４】ＨＳＨ Ｃ Ｋ，Ｍａ Ｃ Ｃ，ＣｈａｎｇＷ Ｐ，ｅｔ ａ１． ｌ７０３ ｌ７ｌ０． 参考文献 【１】胡飞，等．紫外光固化水性聚氯酯涂料的研 究，清华大学化工系材料科学与工程研究 院，２００４． 【２】刘益军，等．聚氯酯胶粘剂．北京：化学工业 Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ，ｔｈｅｒｍａｌ，ｍａｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ ｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌ Ｐ ｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｍｕｌｔｉｗａｌｌ 【５】胡津昕，刘德山，孙多先 水性聚氯酯２二 氧化钛纳米涂料的制备及表征．化学建材， ２００４，２０（３）：８ １２． ｃａｒｂｏｎ ｎａｎｏｔｕｂｅ／ｗａｔｅｒ ｂｏｒｎｅ ｐｏｌｙ—— ｕｒｅｔｈａｎｅ ｎａｎｏｃｏｍｐｏｓｉｔｅ．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００５，９（６５）： １４科技咨询导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ Ｈｅｒａｌｄ
