生物質(zhì)能源發(fā)酵

1、生物質(zhì)能源發(fā)酵目錄目錄v1.1.生物質(zhì)能源簡介生物質(zhì)能源簡介v2.2.生物質(zhì)能源利用技術(shù)生物質(zhì)能源利用技術(shù)v3.3.沼氣發(fā)酵技術(shù)沼氣發(fā)酵技術(shù)v4.4.乙醇發(fā)酵技術(shù)乙醇發(fā)酵技術(shù)v5.5.生物制氫技術(shù)生物制氫技術(shù)l生物質(zhì)能源就是生物質(zhì)能源就是太陽能以化學(xué)能形式太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量為載體的能量。l它它直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣直接或間接地來源于綠色植物的光合作用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，取之不盡、用之不竭，態(tài)燃料，取之不盡、用之不竭，是唯一是唯一一種可再生的碳源。一種

2、可再生的碳源。生物質(zhì)能生物質(zhì)能源概念源概念biomass energybiomass energy生物質(zhì)能源特點生物質(zhì)能源特點l可可再生性再生性l生物質(zhì)能源屬可再生資源,生物質(zhì)能源由于通過植物的光合作用可以再生；l低低污染性污染性l生物質(zhì)的硫含量、氮含量低、燃燒過程中生成的SOX、NOX較少；l廣泛廣泛分布性分布性l缺乏煤炭的地域，可充分利用生物質(zhì)能源； l總量豐富總量豐富l生物質(zhì)能源是世界第四大能源,僅次于煤炭、石油和天然氣。生物質(zhì)能源現(xiàn)狀生物質(zhì)能源現(xiàn)狀l人類對能源的需求趨勢改變?nèi)祟悓δ茉吹男枨筅厔莞淖?，生物質(zhì)能源具有資源豐富、可再生、低污染等，生物質(zhì)能源具有資源豐富、可再生、低污染等優(yōu)點

3、。優(yōu)點。l與傳統(tǒng)燃燒方式相比，現(xiàn)代生物質(zhì)能源的利用更多的是借助熱化學(xué)、生物化與傳統(tǒng)燃燒方式相比，現(xiàn)代生物質(zhì)能源的利用更多的是借助熱化學(xué)、生物化學(xué)等手段，通過一系列先進(jìn)的轉(zhuǎn)換技術(shù)，生產(chǎn)出固液氣等高品位能源來代替學(xué)等手段，通過一系列先進(jìn)的轉(zhuǎn)換技術(shù)，生產(chǎn)出固液氣等高品位能源來代替化石燃料，為人類生產(chǎn)生活提供電力、交通燃料、熱能、燃?xì)獾冉K端能源產(chǎn)化石燃料，為人類生產(chǎn)生活提供電力、交通燃料、熱能、燃?xì)獾冉K端能源產(chǎn)品。品。l生物質(zhì)能源占世界能源消耗的生物質(zhì)能源占世界能源消耗的14%14%。生物質(zhì)能源利用技術(shù)生物質(zhì)能源利用技術(shù)v(1)(1)農(nóng)林業(yè)廢料、秸稈、玉米秸、不成材的木頭、動物糞便等具有能源利用價農(nóng)林

4、業(yè)廢料、秸稈、玉米秸、不成材的木頭、動物糞便等具有能源利用價值的廢物、造紙行業(yè)的富含纖維素的廢水，其他生物燃料工藝所殘留的生物值的廢物、造紙行業(yè)的富含纖維素的廢水，其他生物燃料工藝所殘留的生物廢渣。廢渣。 v(2)(2)專門的能源作物。在一些并不適合傳統(tǒng)農(nóng)作物生長的地方，種植速生林、專門的能源作物。在一些并不適合傳統(tǒng)農(nóng)作物生長的地方，種植速生林、柳枝稷、大象草等高產(chǎn)的能源作物，為生產(chǎn)生物燃料提供原料。柳枝稷、大象草等高產(chǎn)的能源作物，為生產(chǎn)生物燃料提供原料。一、固化成型技術(shù)一、固化成型技術(shù)v固化成型技術(shù)是指以固化成型技術(shù)是指以無定形的生物質(zhì)無定形的生物質(zhì)（如木材屑末下腳料、植物莊稼秸稈、各（如木

5、材屑末下腳料、植物莊稼秸稈、各種糠渣谷殼等）為原料，經(jīng)過一定的溫度和機械壓力作用下，利用固化成型設(shè)種糠渣谷殼等）為原料，經(jīng)過一定的溫度和機械壓力作用下，利用固化成型設(shè)備擠壓制成備擠壓制成顆粒型、棒型、塊型顆粒型、棒型、塊型等燃料，便于集中利用，從而改善生物質(zhì)原有等燃料，便于集中利用，從而改善生物質(zhì)原有性能、提高熱效率，性能、提高熱效率，v進(jìn)一步脫煙碳化后可制成清潔炭，達(dá)到高效、清潔、進(jìn)一步脫煙碳化后可制成清潔炭，達(dá)到高效、清潔、COCO2 2 低排放的優(yōu)點，是一低排放的優(yōu)點，是一種簡單可行的生物質(zhì)能源生產(chǎn)技術(shù)，種簡單可行的生物質(zhì)能源生產(chǎn)技術(shù)，生物質(zhì)固化成型的工藝流程生物質(zhì)固化成型的工藝流程原料

6、原料 預(yù)處理預(yù)處理 粉碎粉碎干燥干燥成型成型碳化碳化木炭木炭二、生物化學(xué)加工利用技術(shù)二、生物化學(xué)加工利用技術(shù)沼氣發(fā)酵沼氣發(fā)酵乙醇發(fā)酵乙醇發(fā)酵發(fā)酵制氫發(fā)酵制氫生物柴油生物柴油合成合成v生物質(zhì)在微生物的發(fā)酵作用下，生成的沼氣、酒精等能源產(chǎn)品生物質(zhì)在微生物的發(fā)酵作用下，生成的沼氣、酒精等能源產(chǎn)品1.1.沼氣發(fā)酵沼氣發(fā)酵v沼氣沼氣是有機物質(zhì)在一定溫度、濕度、酸堿度和厭氧條件下，經(jīng)多種微生是有機物質(zhì)在一定溫度、濕度、酸堿度和厭氧條件下，經(jīng)多種微生物發(fā)酵及分解作用而產(chǎn)生的一種混合可燃?xì)怏w。物發(fā)酵及分解作用而產(chǎn)生的一種混合可燃?xì)怏w。20%20%- -40%CO40%CO2 250%50%- -80%CH80

7、%CH4 40%0%- -5%He5%He0.4%O0.4%O2 20.1%0.1%- -3%H3%H2 2S S1%H1%H2 2v沼氣發(fā)酵工藝是指在沼氣發(fā)酵工藝是指在厭氧條件厭氧條件下下, , 通過通過沼氣發(fā)酵微生物沼氣發(fā)酵微生物的活動的活動, , 處理處理有機廢有機廢物物并制取并制取沼氣沼氣的技術(shù)與裝備的技術(shù)與裝備, , 也稱為厭氧消化工藝。也稱為厭氧消化工藝。 v沼氣發(fā)酵可沼氣發(fā)酵可生產(chǎn)沼氣作為能源生產(chǎn)沼氣作為能源, , 又可處理有機廢物又可處理有機廢物( (包括廢水和固廢包括廢水和固廢) )以保護(hù)以保護(hù)環(huán)境環(huán)境, , 經(jīng)沼氣發(fā)酵后的經(jīng)沼氣發(fā)酵后的沼渣沼渣、 沼液沼液是優(yōu)化的有機肥料。

8、是優(yōu)化的有機肥料。 v由于開發(fā)可再生的生物質(zhì)能源及環(huán)境保護(hù)的需要由于開發(fā)可再生的生物質(zhì)能源及環(huán)境保護(hù)的需要, , 在科學(xué)研究的推動下在科學(xué)研究的推動下, , 沼沼氣發(fā)酵工藝得到迅速發(fā)展。氣發(fā)酵工藝得到迅速發(fā)展。沼氣發(fā)酵工藝沼氣發(fā)酵工藝v沼氣發(fā)酵又稱厭氧消化沼氣發(fā)酵又稱厭氧消化, , 是指各種有機物在厭氧條件下是指各種有機物在厭氧條件下, , 被各類沼氣發(fā)酵微被各類沼氣發(fā)酵微生物分解轉(zhuǎn)化生物分解轉(zhuǎn)化, , 最終生成沼氣的過程。最終生成沼氣的過程。v目前為大家所公認(rèn)的沼氣發(fā)酵的過程如圖所示目前為大家所公認(rèn)的沼氣發(fā)酵的過程如圖所示, , 其中共有五大類群的細(xì)菌參其中共有五大類群的細(xì)菌參與沼氣發(fā)酵活動

9、。與沼氣發(fā)酵活動。 他們是他們是: : 發(fā)酵性細(xì)菌發(fā)酵性細(xì)菌; ; 產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌; ; 耗氫產(chǎn)乙酸耗氫產(chǎn)乙酸菌菌; ; 食氫產(chǎn)甲烷菌食氫產(chǎn)甲烷菌; ; 食乙酸產(chǎn)甲烷菌。各種復(fù)雜有機物食乙酸產(chǎn)甲烷菌。各種復(fù)雜有機物, , 無論是固體或無論是固體或溶解狀態(tài)溶解狀態(tài), , 都可以經(jīng)微生物作用而最終生成沼氣。都可以經(jīng)微生物作用而最終生成沼氣。沼氣發(fā)酵原理沼氣發(fā)酵原理v可作為沼氣發(fā)酵原料的有機物種類繁多可作為沼氣發(fā)酵原料的有機物種類繁多, , 如禽畜糞便、如禽畜糞便、 作物秸稈、作物秸稈、 食品加工食品加工廢物和廢水廢物和廢水, , 以及酒精廢料等以及酒精廢料等, , 其主要化學(xué)成分為多糖、

10、其主要化學(xué)成分為多糖、 蛋白質(zhì)和脂類。蛋白質(zhì)和脂類。沼氣發(fā)酵原料沼氣發(fā)酵原料發(fā)酵細(xì)菌分泌發(fā)酵細(xì)菌分泌胞外酶胞外酶將發(fā)酵原料中的將發(fā)酵原料中的大分子有機物質(zhì)水解大分子有機物質(zhì)水解，經(jīng)過發(fā)酵作用將，經(jīng)過發(fā)酵作用將它們轉(zhuǎn)化為它們轉(zhuǎn)化為乙酸、乙酸、 丙酸等有機酸和醇類及少量氫氣、丙酸等有機酸和醇類及少量氫氣、 二氧化碳二氧化碳。蛋白質(zhì)蛋白質(zhì), , 細(xì)菌合成細(xì)胞物質(zhì)，多余進(jìn)一步被分解生成氨和硫化氫等。蛋白質(zhì)細(xì)菌合成細(xì)胞物質(zhì)，多余進(jìn)一步被分解生成氨和硫化氫等。蛋白質(zhì)含量的多少含量的多少, , 直接影響沼氣中氨及硫化氫的含量直接影響沼氣中氨及硫化氫的含量, , 而氨基酸分解時所生成的而氨基酸分解時所生成的有

11、機酸類有機酸類, , 則可繼續(xù)轉(zhuǎn)化而生成甲烷、則可繼續(xù)轉(zhuǎn)化而生成甲烷、 二氧化碳和水。二氧化碳和水。 脂類物質(zhì)在細(xì)菌脂肪酶的作用下脂類物質(zhì)在細(xì)菌脂肪酶的作用下, , 首先水解生成甘油和脂肪酸首先水解生成甘油和脂肪酸, , 甘油可進(jìn)一甘油可進(jìn)一步按糖代謝途徑被分解步按糖代謝途徑被分解, , 脂肪酸則進(jìn)一步被微生物分解成乙酸。脂肪酸則進(jìn)一步被微生物分解成乙酸。沼氣發(fā)酵過程沼氣發(fā)酵過程液化階段液化階段l產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌發(fā)酵性細(xì)菌將復(fù)雜有機物分解發(fā)酵所產(chǎn)生的有機酸和醇類發(fā)酵性細(xì)菌將復(fù)雜有機物分解發(fā)酵所產(chǎn)生的有機酸和醇類, , 除甲酸、除甲酸、 乙酸乙酸和甲醇外和甲醇外, ,均不能被產(chǎn)甲烷菌所利

12、用均不能被產(chǎn)甲烷菌所利用, , 必須由產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌將其分解轉(zhuǎn)化為必須由產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌將其分解轉(zhuǎn)化為乙酸、乙酸、 氫和二氧化碳。氫和二氧化碳。l耗氫產(chǎn)酸菌耗氫產(chǎn)酸菌耗氫產(chǎn)乙酸菌也稱同型乙酸菌耗氫產(chǎn)乙酸菌也稱同型乙酸菌, , 這是一類既能自養(yǎng)生活又能異養(yǎng)生活的混合這是一類既能自養(yǎng)生活又能異養(yǎng)生活的混合營養(yǎng)型細(xì)菌。它們既能利用營養(yǎng)型細(xì)菌。它們既能利用H H2 2+ CO+ CO2 2 生成乙酸生成乙酸, , 也能代謝產(chǎn)生乙酸。通過上也能代謝產(chǎn)生乙酸。通過上述微生物的活動述微生物的活動, , 各種復(fù)雜有機物可生成有機酸和各種復(fù)雜有機物可生成有機酸和H H2 2、COCO2 2 等。等。沼氣發(fā)酵過程沼氣發(fā)

13、酵過程產(chǎn)酸階段產(chǎn)酸階段v產(chǎn)甲烷菌包括食氫產(chǎn)甲烷菌和食乙酸產(chǎn)甲烷菌兩大類群。產(chǎn)甲烷菌包括食氫產(chǎn)甲烷菌和食乙酸產(chǎn)甲烷菌兩大類群。 由由COCO2 2 和和H H2 2 產(chǎn)生甲烷反應(yīng)為產(chǎn)生甲烷反應(yīng)為: CO: CO2 2+ 4H+ 4H2 2CHCH4 4+ H+ H2 2O O 由乙酸或乙酸化合物產(chǎn)生甲烷反應(yīng)為由乙酸或乙酸化合物產(chǎn)生甲烷反應(yīng)為: CH: CH3 3COOHCHCOOHCH4 4+ CO+ CO2 2；CHCH3 3COONHCOONH4 4+ H+ H2 2OCHOCH4 4+ NH+ NH4 4+ + HCO+ HCO3 3- -沼氣發(fā)酵過程沼氣發(fā)酵過程產(chǎn)甲烷階段產(chǎn)甲烷階段v適宜

14、的發(fā)酵溫度適宜的發(fā)酵溫度常溫發(fā)酵常溫發(fā)酵10301030，在這個溫度條件下，產(chǎn)氣率可為，在這個溫度條件下，產(chǎn)氣率可為0.15-0.3m0.15-0.3m3 3/m/m3 3d;d;中溫發(fā)酵中溫發(fā)酵30453045，在這個溫度條件下，在這個溫度條件下, , 池容產(chǎn)氣率可達(dá)池容產(chǎn)氣率可達(dá)1m1m3 3/m/m3 3d;d;高溫發(fā)酵高溫發(fā)酵45604560，在這個溫度條件下，池容產(chǎn)氣率可達(dá)，在這個溫度條件下，池容產(chǎn)氣率可達(dá)2-2.5m2-2.5m3 3/m/m3 3d d左右左右。沼氣發(fā)酵最濟的溫度條件是沼氣發(fā)酵最濟的溫度條件是35, 35, 即中溫發(fā)酵。即中溫發(fā)酵。沼氣發(fā)酵過程中的基本條件沼氣發(fā)酵

15、過程中的基本條件發(fā)酵液的濃度范圍是發(fā)酵液的濃度范圍是2%30%2%30%。濃度愈高產(chǎn)氣愈多。發(fā)酵液濃度在濃度愈高產(chǎn)氣愈多。發(fā)酵液濃度在20%20%以上稱為干發(fā)酵。以上稱為干發(fā)酵。農(nóng)村戶用沼氣池的發(fā)酵液濃度可根據(jù)原料多少和用氣需要以及季節(jié)變化來調(diào)整。農(nóng)村戶用沼氣池的發(fā)酵液濃度可根據(jù)原料多少和用氣需要以及季節(jié)變化來調(diào)整。夏季料濃度為夏季料濃度為56%;56%;冬季冬季1012%; 1012%; 工藝要求發(fā)酵液濃度為工藝要求發(fā)酵液濃度為58%58%。適宜的發(fā)酵液濃度適宜的發(fā)酵液濃度沼氣發(fā)酵微生物對碳素需要量最多沼氣發(fā)酵微生物對碳素需要量最多, , 其次是氮素其次是氮素, , 我們把微生物對碳素和我們

16、把微生物對碳素和氮素的需要量的比值氮素的需要量的比值, , 叫做碳氮比叫做碳氮比, , 用用 “ “C: N” C: N” 來表示。目前一般采用來表示。目前一般采用C: N =25: 1C: N =25: 1。但并不十分嚴(yán)格。但并不十分嚴(yán)格, 20: 1, 20: 1、 25: 125: 1、 30: 1 30: 1 都可正常發(fā)酵。都可正常發(fā)酵。碳碳/ /氮比氮比(C:N )(C:N )適宜的酸堿度適宜的酸堿度(pH(pH值值) )沼氣發(fā)酵適宜的酸堿度為沼氣發(fā)酵適宜的酸堿度為pH=6.5pH=6.5 7.57.5。主要是與。主要是與pHpH值影響酶的活性。值影響酶的活性。v沼氣甲烷菌要求在氧化

17、還原電位低于沼氣甲烷菌要求在氧化還原電位低于 -330mv-330mv的條件下才能生長。的條件下才能生長。v在一個氧化還原系統(tǒng)中，氧化還原電位與氧化態(tài)物質(zhì)的濃度成正比，而與還在一個氧化還原系統(tǒng)中，氧化還原電位與氧化態(tài)物質(zhì)的濃度成正比，而與還原態(tài)物質(zhì)的濃度成反比在溶液中的氧或氧化態(tài)物質(zhì)愈多，氧化還原電位就原態(tài)物質(zhì)的濃度成反比在溶液中的氧或氧化態(tài)物質(zhì)愈多，氧化還原電位就愈高，反之愈低；而還原態(tài)物質(zhì)愈多，則氧化還原電位愈低，反之愈高。愈高，反之愈低；而還原態(tài)物質(zhì)愈多，則氧化還原電位愈低，反之愈高。v如果在一個氧化還原系統(tǒng)中，還原態(tài)物質(zhì)的濃度不變，氧濃度每降低如果在一個氧化還原系統(tǒng)中，還原態(tài)物質(zhì)的濃度

18、不變，氧濃度每降低1010倍，倍，其氧化還原電位就將降低其氧化還原電位就將降低0.0150.015伏特。伏特。v這個條件即這個條件即: : 嚴(yán)格的厭氧環(huán)境。嚴(yán)格的厭氧環(huán)境。較低的氧化還原電位較低的氧化還原電位( (厭氧環(huán)境厭氧環(huán)境) )l1. 1. 參與發(fā)酵第一階段微生物類群參與發(fā)酵第一階段微生物類群 纖維素分解菌、腸道細(xì)菌、變性桿菌、丁酸芽孢桿菌、反硝化細(xì)菌、假單纖維素分解菌、腸道細(xì)菌、變性桿菌、丁酸芽孢桿菌、反硝化細(xì)菌、假單孢菌、產(chǎn)堿桿菌等數(shù)十種細(xì)菌；毛霉、根霉、曲霉、青霉、木霉等二十多種孢菌、產(chǎn)堿桿菌等數(shù)十種細(xì)菌；毛霉、根霉、曲霉、青霉、木霉等二十多種真菌及鞭毛蟲、纖毛蟲、變形蟲等若干原

19、生動物。真菌及鞭毛蟲、纖毛蟲、變形蟲等若干原生動物。l2.2.參與發(fā)酵第二階段微生物類群參與發(fā)酵第二階段微生物類群 甲烷細(xì)菌為一類具有幾乎所有細(xì)菌形態(tài)如球形、鏈球形、桿形、螺旋形弧甲烷細(xì)菌為一類具有幾乎所有細(xì)菌形態(tài)如球形、鏈球形、桿形、螺旋形弧形等的一個類群，形等的一個類群， 甲烷菌嚴(yán)格厭氧，能將甲烷菌嚴(yán)格厭氧，能將H H2 2和和COCO2 2轉(zhuǎn)化成甲烷。轉(zhuǎn)化成甲烷。沼氣發(fā)酵菌種沼氣發(fā)酵菌種沼氣發(fā)酵中菌種數(shù)量多少沼氣發(fā)酵中菌種數(shù)量多少, , 質(zhì)量好壞直接影響著沼氣的產(chǎn)量和質(zhì)量。質(zhì)量好壞直接影響著沼氣的產(chǎn)量和質(zhì)量。一般要求菌種量達(dá)到發(fā)酵料液總量的一般要求菌種量達(dá)到發(fā)酵料液總量的1030% ,

20、1030% , 才能保證正常啟動和旺盛產(chǎn)氣。才能保證正常啟動和旺盛產(chǎn)氣。v按投料方式劃分按投料方式劃分v1.1.連續(xù)發(fā)酵工藝連續(xù)發(fā)酵工藝 定時補充發(fā)酵原料定時補充發(fā)酵原料 產(chǎn)氣量均衡產(chǎn)氣量均衡 設(shè)備大型、但利用率高設(shè)備大型、但利用率高v2.2.半連續(xù)發(fā)酵工藝半連續(xù)發(fā)酵工藝 當(dāng)產(chǎn)氣量下降后開始補充發(fā)酵原料當(dāng)產(chǎn)氣量下降后開始補充發(fā)酵原料 大多應(yīng)用于農(nóng)村沼氣池大多應(yīng)用于農(nóng)村沼氣池 農(nóng)村沼氣池大多屬于此類型農(nóng)村沼氣池大多屬于此類型v3.3.批量發(fā)酵工藝批量發(fā)酵工藝 發(fā)酵原料一次投入發(fā)酵原料一次投入 不需進(jìn)行管理不需進(jìn)行管理 城市的垃圾填埋處理及農(nóng)村小型沼氣干發(fā)酵裝置城市的垃圾填埋處理及農(nóng)村小型沼氣干發(fā)

21、酵裝置沼氣發(fā)酵工藝類型沼氣發(fā)酵工藝類型沼氣發(fā)酵基本工藝流程沼氣發(fā)酵基本工藝流程沼氣發(fā)酵反應(yīng)器類型沼氣發(fā)酵反應(yīng)器類型沼氣在使用前必須經(jīng)過凈化，使沼氣的質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。沼氣的凈化一沼氣在使用前必須經(jīng)過凈化，使沼氣的質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。沼氣的凈化一般包括沼氣的脫水、脫硫及脫二氧化碳。般包括沼氣的脫水、脫硫及脫二氧化碳。沼氣凈化沼氣凈化v沼氣發(fā)酵是我國利用生物質(zhì)資源的一種重要方式。我國利用厭氧消化技術(shù)制沼氣發(fā)酵是我國利用生物質(zhì)資源的一種重要方式。我國利用厭氧消化技術(shù)制取沼氣開始于取沼氣開始于2020世紀(jì)世紀(jì)3030年代，主要用于照明，年代，主要用于照明，9090年代以來，大中型沼氣工程年代以來，大中型沼氣工程

22、、厭氧消化技術(shù)的研究和推廣應(yīng)用迅速發(fā)展。、厭氧消化技術(shù)的研究和推廣應(yīng)用迅速發(fā)展。 v它是目前應(yīng)用較廣泛的新能源和可再生能源利用技術(shù)之一，具有顯著的能源它是目前應(yīng)用較廣泛的新能源和可再生能源利用技術(shù)之一，具有顯著的能源效益效益 、環(huán)境效益、生態(tài)效益和經(jīng)濟效益，受到政府的高度重視和全社會的廣、環(huán)境效益、生態(tài)效益和經(jīng)濟效益，受到政府的高度重視和全社會的廣泛支持。泛支持。我國沼氣技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀我國沼氣技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀目前國內(nèi)在沼氣生產(chǎn)利用方面，目前國內(nèi)在沼氣生產(chǎn)利用方面，主要是在農(nóng)業(yè)和農(nóng)村能源領(lǐng)域主要是在農(nóng)業(yè)和農(nóng)村能源領(lǐng)域國內(nèi)沼氣產(chǎn)業(yè)化國內(nèi)沼氣產(chǎn)業(yè)化局限性局限性沼氣沼氣的生產(chǎn)效率的生產(chǎn)效率低低n實驗中每立方

23、米的理論產(chǎn)值是實驗中每立方米的理論產(chǎn)值是2020立方米，實際農(nóng)村產(chǎn)值為立方米，實際農(nóng)村產(chǎn)值為0.10.1立方米。立方米。北方：四位一體北方：四位一體大棚大棚+ +豬豬+ + 廁所廁所+ +人人農(nóng)民沼氣池農(nóng)民沼氣池南方：豬南方：豬-沼沼-果果大型畜禽場沼氣工程不足，發(fā)酵技術(shù)缺陷大型畜禽場沼氣工程不足，發(fā)酵技術(shù)缺陷反應(yīng)罐內(nèi)不能形成固定的厭氧污泥顆粒，反應(yīng)罐內(nèi)不能形成固定的厭氧污泥顆粒，整個發(fā)酵過程菌在一個反應(yīng)罐中進(jìn)行，導(dǎo)致各個階段互相牽制，整個發(fā)酵過程菌在一個反應(yīng)罐中進(jìn)行，導(dǎo)致各個階段互相牽制，反應(yīng)罐內(nèi)物料不攪拌或攪拌不充足，反應(yīng)罐內(nèi)物料不攪拌或攪拌不充足，物料濃度過低（禽畜糞便清理時多用水清洗）

24、，物料濃度過低（禽畜糞便清理時多用水清洗），發(fā)酵過程溫度控制等。發(fā)酵過程溫度控制等。生產(chǎn)模式未形成生產(chǎn)模式未形成生產(chǎn)模式是指企業(yè)體制、經(jīng)營、管理、生產(chǎn)組織和技術(shù)系統(tǒng)的形態(tài)和運生產(chǎn)模式是指企業(yè)體制、經(jīng)營、管理、生產(chǎn)組織和技術(shù)系統(tǒng)的形態(tài)和運作方式。作方式。n缺少科技型風(fēng)險企業(yè)家投入缺少科技型風(fēng)險企業(yè)家投入上世紀(jì)八九十年代，在中國開始發(fā)展農(nóng)村戶用沼氣的時候，德國與瑞典等開上世紀(jì)八九十年代，在中國開始發(fā)展農(nóng)村戶用沼氣的時候，德國與瑞典等開發(fā)了沼氣的規(guī)模化生產(chǎn)與工業(yè)性用途，我們叫它發(fā)了沼氣的規(guī)模化生產(chǎn)與工業(yè)性用途，我們叫它“產(chǎn)業(yè)沼氣產(chǎn)業(yè)沼氣”。3030年過去了年過去了n中國農(nóng)村戶用沼氣池從中國農(nóng)村戶用沼

25、氣池從600600多萬個發(fā)展到了多萬個發(fā)展到了30003000多多萬個和年產(chǎn)沼氣萬個和年產(chǎn)沼氣120120億立方億立方米，我國目前沼氣的規(guī)模米，我國目前沼氣的規(guī)?；潭群腿莘e產(chǎn)氣率尚低，化程度和容積產(chǎn)氣率尚低，分離純化技術(shù)和設(shè)備剛起分離純化技術(shù)和設(shè)備剛起步。步。國內(nèi)沼氣國內(nèi)沼氣產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)國外沼氣國外沼氣產(chǎn)業(yè)產(chǎn)業(yè)n歐洲沼氣產(chǎn)業(yè)由以城市污水和有歐洲沼氣產(chǎn)業(yè)由以城市污水和有機垃圾為原料發(fā)展到以畜禽糞便機垃圾為原料發(fā)展到以畜禽糞便和專用能源作為原料，由傳統(tǒng)的和專用能源作為原料，由傳統(tǒng)的厭氧發(fā)酵工藝發(fā)展到連續(xù)攪拌發(fā)厭氧發(fā)酵工藝發(fā)展到連續(xù)攪拌發(fā)酵和中高溫發(fā)酵工藝；由沼氣發(fā)酵和中高溫發(fā)酵工藝；由沼氣發(fā)電到對天

26、然氣的替代，由環(huán)保目電到對天然氣的替代，由環(huán)保目標(biāo)升級到能源環(huán)保目標(biāo)標(biāo)升級到能源環(huán)保目標(biāo)解決解決4-54-5人家庭點燈、做飯的燃料問人家庭點燈、做飯的燃料問題。題。 國內(nèi)沼氣國內(nèi)沼氣應(yīng)用應(yīng)用國外沼氣國外沼氣應(yīng)用應(yīng)用德國，德國，98%98%的沼氣工程是熱電聯(lián)產(chǎn)的沼氣工程是熱電聯(lián)產(chǎn)(CHP(CHP），），20092009年經(jīng)有年經(jīng)有100100個沼氣工程個沼氣工程的沼氣并入天然氣網(wǎng)的沼氣并入天然氣網(wǎng)瑞典，瑞典，19961996年沼氣作汽車燃料年沼氣作汽車燃料20042004年年開始，火車開始也以這種方式運行開始，火車開始也以這種方式運行20072007年已有年已有1440014400輛沼氣燃料交通

27、工輛沼氣燃料交通工具。具。生物柴油制備技術(shù)生物柴油制備技術(shù)v柴油分子是由柴油分子是由1515個左右的碳原子組成的烴類，而植物油分子中的脂肪酸一般由個左右的碳原子組成的烴類，而植物油分子中的脂肪酸一般由14141818個碳原子組成，與柴油分子的碳原子數(shù)相近。個碳原子組成，與柴油分子的碳原子數(shù)相近。生物燃料乙醇制備技術(shù)生物燃料乙醇制備技術(shù)乙醇乙醇(ethanol)(ethanol)，俗稱酒精，可用玉米、甘蔗、小麥、薯類、糖蜜等原料，經(jīng)發(fā)酵，俗稱酒精，可用玉米、甘蔗、小麥、薯類、糖蜜等原料，經(jīng)發(fā)酵、蒸餾而制成。、蒸餾而制成。燃料乙醇是通過對乙醇進(jìn)一步脫水，使其含量達(dá)燃料乙醇是通過對乙醇進(jìn)一步脫水，使

28、其含量達(dá)99996 6以上，再加上適量變性劑以上，再加上適量變性劑而獲得的。經(jīng)適當(dāng)加工，燃料乙醇可以制成乙醇汽油、乙醇柴油、乙醇潤滑油等用而獲得的。經(jīng)適當(dāng)加工，燃料乙醇可以制成乙醇汽油、乙醇柴油、乙醇潤滑油等用途廣泛的工業(yè)燃料。途廣泛的工業(yè)燃料。燃料乙醇的生產(chǎn)原料可來源于生物質(zhì)，它是一種可再生的清潔能源。燃料乙醇的生產(chǎn)原料可來源于生物質(zhì)，它是一種可再生的清潔能源。此外，燃料乙醇燃燒過程中所排放的二氧化碳和含硫氣體均低于汽油燃料所產(chǎn)生此外，燃料乙醇燃燒過程中所排放的二氧化碳和含硫氣體均低于汽油燃料所產(chǎn)生的對應(yīng)排放物，而且燃料乙醇比普通汽油更安全，使用的對應(yīng)排放物，而且燃料乙醇比普通汽油更安全，使用1010燃料乙醇的乙醇汽油燃料乙醇的乙醇汽油，可使汽車尾氣中一氧化碳、碳?xì)浠衔锱欧帕糠謩e下降，可使汽車尾氣中一氧化碳、碳?xì)浠衔锱欧帕糠謩e下降30308 8和和13134 4，二，二氧化碳的排放減少氧化碳的排放減少3 39 9。燃料乙醇還可作為增氧劑以替代甲基叔丁基醚燃料乙醇還可作為增氧劑以替代甲基叔丁基醚(MTBE)(MTBE)、乙基叔丁基醚，避免對地、乙基叔丁基醚，避免對地下水的致命污染，下水的致命污染，而且，燃料乙醇所排放的二氧化碳