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沼气的综合开发利用专题

2013-1-19 12:18:53   来源:中国沼气网   作者:沼气网   【 】 浏览:  评论:0

 1、沼气热能利用
       

   沼气用能:
        沼气在生活方面最广泛的应用是做炊事燃料和照明用能,沼气是优质燃料,其热值为2.18×104~2.77×104kJ/m3,与空气混合燃烧时温度可高达1,200℃。由于沼气灶的热效率约是煤灶热效率的两倍,因此每立方米沼气相当于3.3kg原煤,可使65kg水从20℃煮沸,能使一盏沼气灯(亮度相当于60W电灯)照明6个多小时。
沼气是一种资源丰富且价廉的生物质能源,可为农业生产、乡镇企业提供热能和动力资源。利用沼气发电既减轻了国家电网的压力,又缓解了商品电网供应不足的矛盾。在农村可用沼气点灯来照明,但沼气灯好气量较大,用沼气发电再用电照明和加工是比较经济和方便的。沼气发电一般每千瓦小时耗气0.75m3,可供25盏40W电灯1h的用电量,若直接燃气点灯照明,只能供7盏沼气灯照明1h。
       

   沼气温室种植:
        沼气在蔬菜大棚中的应用有两方面,一是燃烧沼气作为大棚保温和增温,二是将沼气燃烧产生的二氧化碳作为气肥促进蔬菜生长。
        燃烧一立方米的沼气可以释放大约23,000kJ热量,每立方米空气温度升高1℃约需要1kJ的热量。以大棚长20m、宽7m、高1.5m为例,其容积为210m3。将这个大棚温度提升10℃,理论上需要沼气为210×1×10÷23,000≈0.1m3沼气,由于大棚保温性能不高,大部分热量散失很快。通常大棚内每10m2安装一盏沼气灯,或每50m2安放一个沼气灶。沼气灯可以一直点着,不断散热,沼气灶则在较快提高温度时使用。
        沼气中含有30%左右的二氧化碳,60%左右的甲烷,甲烷燃烧后也都生成二氧化碳。因此,燃烧1m3沼气可产生0.975m3二氧化碳。1个1,000m3容积的日光温室中有1m3二氧化碳,二氧化碳浓度就是1,000mg/kg,加上空气中原有的300mg/kg二氧化碳,浓度可达1,300mg/kg。
       

   沼气热能养殖:
        利用沼气养蚕,将沼气灯给蚕种感光收蚁和燃烧沼气给蚕室加温,以达到孵化快、出蚁齐、缩短饲养期、提高蚕茧的产量和质量;利用沼气在燃烧过程中所放出的热量,进行人工控制而满足禽卵孵化、育雉鸡、养蛋鸡要求,既缓解能源供应紧张,又可将鸡粪入沼气池发酵产甲烷;利用害虫对沼气灯光波的趋旋光性,诱灭害虫的效果比普通电灯、油灯的效果好,可在夜间空旷的田野或水面上点燃沼气灯,利用昆虫的趋旋光性诱杀害虫。这样既能为鸡鸭鱼等提供优质蛋白饲料,又能确保农作物的高产,还能降低农药用量,减少环境污染。
       

   2、沼气气调储藏
        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,造成一种高二氧化碳低氧气的状态,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,达到延长贮藏时间并保持良好品质的目的。
       

  沼气保鲜水果:
        根据鲜果果实的呼吸原理,在储藏环境中,降低氧气浓度、提高二氧化碳浓度,抑制果实的呼吸强度,减少呼吸低物的消耗,以延长果实的储藏寿命。同时,在低氧浓度情况下,能减少果实产生乙烯量,抑制某些真菌的生长和某些真菌孢子的萌芽,从而大大降低果实在储藏期中的腐烂率,提高好果率。
        沼气贮藏保鲜水果的场所应选在避风、清洁、温度相对稳定,昼夜温差变化不大的地方,贮藏室可根据贮藏果量的多少及贮藏周期的长短来设计建造。容器式和薄膜罩式具有投资少,设备简单,操作方便等优点,但在贮藏过程中,环境条件变化较大,且贮藏量小,适合家庭和短期贮藏。土窖式和贮藏室式虽然土建设投资较大,密闭技术要求高,但贮藏容量大,使用周期长,受外界干扰小,适合集体、专业户和长期贮藏采用。
       

   沼气贮存粮食:
        气调储藏是近20多年发展起来的,即在密封的金属粮仓内通入二氧化碳,氮气等挤出氧气,达到杀灭虫害,鼠害及部分真菌病害的目的。沼气主要成分是甲烷和二氧化碳,还有少量的氮气,一氧化碳,氢气,氧气和硫化氢等,其中甲烷占60%~70%,二氧化碳占30%~39%,而氧气只占0.1%~0.5%。依据低氧(5%浓度以内)储粮原理,定期向粮仓内输送沼气,改变粮堆内的气体成分,使之形成一定的低氧环境。害虫在缺氧的环境中由于神经系统和呼吸系统受到抑制,麻痹而窒息死亡。
        按储藏的容积计算,每储藏1 m3粮食只需要输入1.5~2 m3沼气,并密闭7d以上,其粮堆中的氧气含量由21%下降到3%~5%,二氧化碳的含量上升到20%以上,灭虫效果达到99%以上,经测试分析,种子的发芽率,脂肪酸值,运动拈度,粗蛋白,淀粉等均无明显变化。

 

云南省沼气工程技术研究中心简介:

 

云南省沼气工程技术研究中心由云南师范大学和云南恒达工程公司共同组建,是在原云南省农村能源工程重点实验室、教育部可再生能源材料先进技术与制备重点实验室、云南省高新技术重要人才培养基地、教育部农业工程学科博士点、博士后流动站的基础上成立的。经过多年的积累,在大中型沼气工程设计建设、厌氧代谢组分与产甲烷关系、沼气发酵过程酶活变化和产气率的关系、商品化沼气池关键技术、沼气发酵残留物开发有机复合肥、户用玻璃钢沼气池推广、沼气综合利用等方面都积累了丰富的经验,取得了丰硕的科研成果和产业化业绩。
   工程中心设置沼气发酵工艺研究室、厌氧微生物研究室、污水处理技术研究室、沼气发酵残留物综合利用研究室、中试实验研究室等,可以对沼气和沼液、沼渣的综合利用模式进行开发和研究。今后发展目标立足于商品化小型高效户用沼气池关键技术的研发和推广、大中型沼气工程技术研发及示范运用、适宜当地气候特征和地理环境的高效厌氧发酵技术的深入、能有效提升厌氧发酵有机负荷率(池容产气率)的新池型新工艺创新、有机废水厌氧消化及处理液排放的后续开发途径探索、沼气及其发酵残留物综合利用技术模式的推广、及沼气技术国际交流与合作的影响力扩大。
 


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