沼氣發(fā)電裝置簡(jiǎn)介

根據(jù)農(nóng)村戶用沼氣池的系統(tǒng)特征和沼氣的燃燒特性,設(shè)計(jì)研制了功率分別為700,1800,3800,4800W等系列的戶用沼氣發(fā)電裝置.介紹了戶用沼氣發(fā)電裝置中發(fā)動(dòng)機(jī)的混合器、燃燒室、壓縮比、火花塞等關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì).針對(duì)1800W的發(fā)電裝置進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試,結(jié)果表明,該裝置沼氣消耗率為0.50m3·kW-1·h-1,啟動(dòng)氣壓范圍在2～12kPa之間,工作氣壓范圍在0.5～10kPa之間,輸出電壓220V.該發(fā)電裝置運(yùn)行穩(wěn)定.2100433B

沼氣發(fā)電在發(fā)達(dá)國(guó)家已受到廣泛重視和積極推廣。生物質(zhì)能發(fā)電并網(wǎng)在西歐一些國(guó)家占能源總量的10%左右。

我國(guó)沼氣發(fā)電有30多年的歷史，在“十五”期間研制出20～600kW純?nèi)颊託獍l(fā)電機(jī)組系列產(chǎn)品，氣耗率0．6～0．8m0/kw h(沼氣熱值 ~>21MJ/m0)。但國(guó)內(nèi)沼氣發(fā)電研究和應(yīng)用市場(chǎng)都還處于不完善階段，特別是適用于我國(guó)廣大農(nóng)村地區(qū)小型沼氣發(fā) 電技術(shù)研究更少，我國(guó)農(nóng)村偏遠(yuǎn)地區(qū)還有許多地方嚴(yán)重缺電，如牧區(qū)、海島、偏僻山區(qū)等高壓輸電較為困難，而這些地區(qū)卻有著豐富的生物質(zhì)原料。如能因地制宜地發(fā)展小沼電站，則可取長(zhǎng)補(bǔ)短就地供電。

沼氣發(fā)電沼氣發(fā)酵

沼氣發(fā)酵的定義是：沼氣發(fā)酵，又稱(chēng)厭氧發(fā)酵或厭氧消化，是指有機(jī)物質(zhì)（如作物秸桿、雜草、人畜糞便、垃圾、污泥及城市生活污水和工業(yè)有機(jī)廢水等）在厭氧條件下，通過(guò)種類(lèi)繁多、數(shù)量巨大、功能不同的各類(lèi)微生物的分解代謝，最終產(chǎn)生沼氣的過(guò)程。

沼氣發(fā)電沼氣發(fā)電

沼氣發(fā)電技術(shù)是集環(huán)保和節(jié)能于一體的能源綜合利用新技術(shù)。它是利用工業(yè)、農(nóng)業(yè)或城鎮(zhèn)生活中的大量有機(jī)廢棄物（例如酒糟液、禽畜糞、城市垃圾和污水等），經(jīng)厭氧發(fā)酵處理產(chǎn)生的沼氣，驅(qū)動(dòng)沼氣發(fā)電機(jī)組發(fā)電，并可充分將發(fā)電機(jī)組的余熱用于沼氣生產(chǎn)。

沼氣發(fā)電熱電聯(lián)產(chǎn)項(xiàng)目的熱效率，視發(fā)電設(shè)備的不同而有較大的區(qū)別，如使用燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)，其熱效率為70%~75%之間，而如使用燃?xì)馔钙胶陀酂徨仩t，在補(bǔ)燃的情況下，熱效率可以達(dá)到90%以上。

沼氣發(fā)電技術(shù)本身提供的是清潔能源，不僅解決了沼氣工程中的環(huán)境問(wèn)題、消耗了大量廢棄物、保護(hù)了環(huán)境、減少了溫室氣體的排放，而且變廢為寶，產(chǎn)生了大量的熱能和電能，符合能源再循環(huán)利用的環(huán)保理念，同時(shí)也帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

沼氣發(fā)電國(guó)內(nèi)狀況

我國(guó)沼氣發(fā)電研發(fā)有20多年的歷史，國(guó)內(nèi)0.8-5000kw各級(jí)容量的沼氣發(fā)電機(jī)組均已先后鑒定和投產(chǎn)，主要產(chǎn)品又已全部使用沼氣的純沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)及部分使用沼氣的雙燃料沼氣-柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。這些機(jī)組，各具特色，各有技術(shù)上的突破和新穎結(jié)構(gòu)，已在我國(guó)部分農(nóng)村、有機(jī)廢水、垃圾填埋場(chǎng)的沼氣工程上配套使用。近十幾年由于農(nóng)村家庭責(zé)任制，大、中型的工廠化畜牧場(chǎng)的建立及環(huán)境保護(hù)等原因，我國(guó)的沼氣機(jī)、沼氣發(fā)電機(jī)組已向兩極發(fā)展。農(nóng)村主要以3-10kw沼氣機(jī)和沼氣發(fā)電機(jī)組方向發(fā)展，而酒廠、糖廠、畜牧場(chǎng)、污水處理廠的大中型環(huán)保能源工程，主要以單機(jī)容量為50-200kw的沼氣發(fā)電機(jī)組方向發(fā)展。

沼氣發(fā)電項(xiàng)目狀況

如今，除西藏區(qū)以外，我國(guó)內(nèi)地其他所有省市區(qū)均建設(shè)了大中型沼氣發(fā)電項(xiàng)目，僅2009年，獲得發(fā)改委批復(fù)的沼氣發(fā)電CDM項(xiàng)目就有28個(gè)，其中大多數(shù)為垃圾填埋場(chǎng)的沼氣發(fā)電項(xiàng)目，部分為養(yǎng)殖場(chǎng)發(fā)電及工業(yè)廢料（酒精廠）發(fā)電項(xiàng)目。除這些較大的項(xiàng)目申請(qǐng)了CDM項(xiàng)目外，國(guó)內(nèi)還有眾多小型沼氣發(fā)電工程。

如今，國(guó)內(nèi)很多廢水厭氧處理的沼氣，CH4含量在50-60%之間，如果選用合適的沼氣發(fā)電機(jī)組，每方沼氣可發(fā)電2.2-2.6度，而如今很多企業(yè)為節(jié)省投資，上容量小的機(jī)組，每方沼氣只能發(fā)1.8度電。以17000M3/天，熱值為25MJ/M3沼氣為例，每方沼氣發(fā)1.8度電的機(jī)組比每方沼氣發(fā)2.6度電的機(jī)組每年少發(fā)300多萬(wàn)度電。

沼氣中雜質(zhì)含量如 Si 、 HS 等應(yīng)控制在一定的范圍內(nèi)，沼氣的溫度為 10~60 ℃，壓力為 0~5kpa ，具體見(jiàn)沼氣的氣質(zhì)要求，一般禽畜糞厭氧處理的沼氣都能滿足發(fā)電的氣質(zhì)要求，污水處理沼氣需要脫硫等處理，垃圾填埋沼氣需要脫水等處理。

沼氣發(fā)電發(fā)展前景

能源是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)活動(dòng)的基礎(chǔ)，隨著全面建設(shè)小康社會(huì)步伐的加快，中國(guó)對(duì)能源生產(chǎn)和消費(fèi)也提出了更高的要求?？稍偕茉词侵袊?guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要能源，沼氣發(fā)電是可再生能源的主要利用方式，合理有效利用這一新型能源，技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化水平是關(guān)鍵。

沼氣技術(shù)即厭氧消化技術(shù)，主要用于處理畜禽糞便和高濃度工業(yè)有機(jī)廢水。我國(guó)經(jīng)過(guò)幾十年的研發(fā)應(yīng)用，在全國(guó)興建了大中型沼氣工程 2000多座；戶用農(nóng)村沼氣池 1060萬(wàn)戶，數(shù)量位居世界第一。不論是厭氧消化工藝技術(shù)的積累，還是建造、運(yùn)行管理等方面的經(jīng)驗(yàn)，整體水平已進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)行列。 沼氣發(fā)電在發(fā)達(dá)國(guó)家已受到廣泛重視和積極推廣，如美國(guó)的能源農(nóng)場(chǎng)、德國(guó)的可再生能源促進(jìn)法的頒布、日本的陽(yáng)光工程、荷蘭的綠色能源等。生物質(zhì)能發(fā)電并網(wǎng)在西歐如德國(guó)、丹麥、奧地利、芬蘭、法國(guó)、瑞典等一些國(guó)家的能源總量中所占的比例為10%左右，并一直在持續(xù)增加。 我國(guó)沼氣發(fā)電研發(fā)工作有20多年的歷史，特別是“九五”、“十五”期間有一批科研單位、院校和企業(yè)先后從事了沼氣發(fā)電技術(shù)的研究及沼氣發(fā)電設(shè)備的開(kāi)發(fā)。在這一領(lǐng)域中，逐漸建立起一支科研能力強(qiáng)、水平高的骨干隊(duì)伍，并建立了相應(yīng)的科研、生產(chǎn)基地，積累了較多的成功經(jīng)驗(yàn)，為沼氣發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用研究及沼氣發(fā)電的設(shè)備質(zhì)量再上臺(tái)階奠定了基礎(chǔ)。 沼氣發(fā)電設(shè)備方面，德國(guó)、丹麥、奧地利、美國(guó)的純?nèi)颊託獍l(fā)電機(jī)組比較先進(jìn)，氣耗率≤ 0.5 m3/kWh（沼氣熱值≥25MJ/m3），價(jià)格在300～500美元/kWh。我國(guó)在“九五”、“十五”期間研制出20～600kW純?nèi)颊託獍l(fā)電機(jī)組系列產(chǎn)品，氣耗率0.6～0.8m3/kWh（沼氣熱值≥21MJ/m3），價(jià)格在200～300美元/kWh，其性?xún)r(jià)比有較大的優(yōu)勢(shì)，適合我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r。