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沼氣發電是指用燃氣發動機或燃料發動機以沼氣作為燃料產生動力來驅動發電機產生電能。沼氣燃燒發電是隨著大型沼氣池建設和沼氣綜合利用的不斷發展而出現的一項沼氣利用技術,它將厭氧發酵處理產生的沼氣用於發動機上,並裝有綜合發電裝置,以產生電能和熱能。

1 沼氣發電 -概述

沼氣燃燒發電是隨著大型沼氣池建設和沼氣綜合利用的不斷發展而出現的一項沼氣利用技術,它將厭氧發酵處理產生的沼氣用於發動機上,並裝有綜合發電裝置,以產生電能和熱能。沼氣發電具有創效、節能、安全和環保等特點,是一種分佈廣泛且價廉的分散式能源。

沼氣發電在發達國家已受到廣泛重視和積極推廣。生物質能發電併網在西歐一些國家占能源總量的10%左右。

中國沼氣發電有30多年的歷史,在「十五」期間研製出20~600kW純燃沼氣發電機組系列產品,氣耗率0.6~0.8m0/kw h(沼氣熱值 ~>21MJ/m0)。但國內沼氣發電研究和應用市場都還處於不完善階段,特別是適用於中國廣大農村地區小型沼氣發 電技術研究更少,中國農村偏遠地區還有許多地方嚴重缺電,如牧區、海島、偏僻山區等高壓輸電較為困難,而這些地區卻有著豐富的生物質原料。如能因地制宜地發展小沼電站,則可取長補短就地供電。

沼氣發電沼氣發電流程圖
 

2 沼氣發電 -沼氣發電技術

沼氣發電技術是集環保和節能於一體的能源綜合利用新技術。它是利用工業、農業或城鎮生活中的大量有機廢棄物(例如酒糟液、禽畜糞、城市垃圾和污水等),經厭氧發酵處理產生的沼氣,驅動沼氣發電機組發電,並可充分將發電機組的餘熱用於沼氣生產。

沼氣發電熱電聯產項目的熱效率,視發電設備的不同而有較大的區別,如使用燃氣內燃機,其熱效率為70%~75%之間,而如使用燃氣透平和餘熱鍋爐,在補燃的情況下,熱效率可以達到90%以上。

沼氣發電技術本身提供的是清潔能源,不僅解決了沼氣工程中的環境問題、消耗了大量廢棄物、保護了環境、減少了溫室氣體的排放,而且變廢為寶,產生了大量的熱能和電能,符合能源再循環利用的環保理念,同時也帶來巨大的經濟效益。

3 沼氣發電 -中國沼氣發電機組狀況

中國沼氣發電研發有20多年的歷史,目前國內0.8-5000kw各級容量的沼氣發電機組均已先後鑒定和投產,主要產品又已全部使用沼氣的純沼氣發動機及部分使用沼氣的雙燃料沼氣-柴油發動機。這些機組,各具特色,各有技術上的突破和新穎結構,已在中國部分農村、有機廢水、垃圾填埋場的沼氣工程上配套使用。近十幾年由於農村家庭責任制,大、中型的工廠化畜牧場的建立及環境保護等原因,中國的沼氣機、沼氣發電機組已向兩極發展。農村主要以3-10kw沼氣機和沼氣發電機組方向發展,而酒廠、糖廠、畜牧場、污水處理廠的大中型環保能源工程,主要以單機容量為50-200kw的沼氣發電機組方向發展。

4 沼氣發電 -中國大型沼氣發電項目狀況

目前,除西藏區以外,中國內地其他所有省市區均建設了大中型沼氣發電項目,僅2009年,獲得發改委批複的沼氣發電CDM項目就有28個,其中大多數為垃圾填埋場的沼氣發電項目,部分為養殖場發電及工業廢料(酒精廠)發電項目。除這些較大的項目申請了CDM項目外,國內還有眾多小型沼氣發電工程。

目前,國內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電機組,每方沼氣可發電2.2-2.6度,而現在很多企業為節省投資,上容量小的機組,每方沼氣只能發1.8度電。以17000M3/天,熱值為25MJ /M3沼氣為例,每方沼氣發1.8度電的機組比每方沼氣發2.6度電的機組每年少發300多萬度電。

沼氣發電對沼氣的要求   

沼氣中雜質含量如 Si 、 HS 等應控制在一定的範圍內,沼氣的溫度為 10~60 ℃,壓力為 0~5kpa ,具體見沼氣的氣質要求,一般禽畜糞厭氧處理的沼氣都能滿足發電的氣質要求,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。

 

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