農(nóng)村沼氣發(fā)展研究

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1、農(nóng)村沼氣發(fā)電的研究作者:琛汝琛黃聰發(fā)布時(shí)間:2010.11.02來(lái)源:中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所瀏覽數(shù):185近年來(lái),各地在綜合利用沼氣的基礎(chǔ)上,因地制宜地辦起了沼氣發(fā)電站,補(bǔ)充了部分農(nóng)村用電電源,取得了一定成績(jī),應(yīng)引起我們重視。一、發(fā)展農(nóng)村沼氣發(fā)電的意義沼氣是有機(jī)廢物在一定溫度、酸堿度和密閉等條件下,經(jīng)微生物厭氧發(fā)酵而產(chǎn)生的一種以甲烷為主的可燃?xì)怏w。它通常含甲烷(CHJ55?70%,是一種良好的氣體燃料,可以完全代替汽汕或柴汕進(jìn)行開(kāi)機(jī)發(fā)電。農(nóng)村大辦沼氣發(fā)電,意義重大,好處很多。①能冇效地解決農(nóng)村普遍缺電

2、的困難。②可以擴(kuò)大肥源,提高肥效,促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和養(yǎng)豬事業(yè)的發(fā)展。③改善環(huán)境衛(wèi)生,減少疾病傳染,捉高人民健康水平。④可以促進(jìn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展,增加集休收入,同時(shí),減輕了大電網(wǎng)負(fù)擔(dān),可以支援工業(yè)。⑤有了電,可以豐富社員群眾的文化生活。如果大辦沼氣發(fā)電和家庭沼氣結(jié)合起來(lái),其效益將更加顯著。對(duì)發(fā)展農(nóng)業(yè)和養(yǎng)豬事業(yè),建設(shè)社會(huì)主義新農(nóng)村,提高社員群眾的物質(zhì)生活文化生活水平,保護(hù)森林,保持水土,改良?xì)夂颍铀俎r(nóng)業(yè)現(xiàn)代化等,將起到積極的作用,具冇十分現(xiàn)實(shí)的和深遠(yuǎn)的意義。二、農(nóng)村沼氣發(fā)電的應(yīng)用1、沼氣發(fā)電的型式沼氣發(fā)電的型式

3、,按沼氣機(jī)所用燃料分,冇單燃機(jī)(即電火花點(diǎn)火式)和雙燃機(jī)(即液體燃料引燃式)兩種。單燃機(jī)是用沼氣單一燃料,耍有一個(gè)點(diǎn)火系統(tǒng),不需高壓噴油系統(tǒng),采用煤氣機(jī)或汽油機(jī)最簡(jiǎn)單,在空氣進(jìn)口處加上一個(gè)沼氣與空氣混合器即可,完全用沼氣代替煤氣或汽油作燃料,便能正常運(yùn)行。如果用柴油機(jī)改裝,則不用高壓噴油系統(tǒng),加上一個(gè)點(diǎn)火系統(tǒng)和一個(gè)沼氣與空氣混合器便成,其效率比前兩者高。雙燃機(jī)是用沼氣和柴油兩種燃料,以沼氣為主,少量柴油用來(lái)引燃。這種機(jī)器主要是和用柴油機(jī)壓燃的特點(diǎn),一般用柴油機(jī)改裝,只在空氣進(jìn)口處,加上沼氣與空氣混合器即

4、成,不用作其他改裝。單燃機(jī)和雙燃機(jī)各有其優(yōu)缺點(diǎn)。雙燃機(jī)改裝非常簡(jiǎn)單,使用亦很方便,但需要一定柴油用量。沼氣不足時(shí),可以單燒柴油。我們進(jìn)行過(guò)測(cè)定,農(nóng)村使用的雙燃機(jī),對(duì)照純燒柴油,其節(jié)油率達(dá)80%左右。這種機(jī)器用手扶拖拉機(jī)頭來(lái)改裝很方便,還可以發(fā)揮一機(jī)多能的作用,白天照常耕田或運(yùn)輸,晚上用來(lái)發(fā)電。由于這種機(jī)的柴油用量,可隨沼氣的多少而進(jìn)行調(diào)節(jié),故在生產(chǎn)應(yīng)用屮不受沼氣充足與否的影響??偠灾@種機(jī)器的改裝簡(jiǎn)單容易,使用方便,投資小,效益大,有利于農(nóng)村推廣。單燃機(jī)的改裝,雖然要外加點(diǎn)火系統(tǒng),但可省去價(jià)格較貴的

5、噴油系統(tǒng)。曲分電器、點(diǎn)火線圈、火花塞和蓄電池組成的,它不用柴油,只燒沼氣,在沼氣充足的條件下,固定使用這種機(jī)器是合適的。如杲保留高壓噴油系統(tǒng),在油泵齒輪軸外端接出分電器和點(diǎn)火線圈,火花寒和噴油嘴可以互換,用火花塞,可單燒沼氣,換冋噴油嘴,乂可單燒柴油。另外,我們也可以在氣缸蓋上噴油嘴附近,選一?位置另鉆一孔,專用來(lái)裝火屁塞,再按上面改裝方法,保留高壓噴油系統(tǒng),同時(shí)加裝點(diǎn)火系統(tǒng)。這樣,既可以進(jìn)行單燒,也可以進(jìn)行雙燃。從發(fā)酵池的結(jié)構(gòu)形式分,有水壓式沼氣池和氣袋式沼氣池兩種。水壓式沼氣池即現(xiàn)在常見(jiàn)的家庭用沼氣

6、池,它有一個(gè)水壓箱,沼氣貯存在發(fā)酵池內(nèi),有一定壓力,一般控制最高氣壓在150cm水柱左右,伴隨用氣過(guò)程,氣壓會(huì)發(fā)生變化。利用沼氣有壓力,作普通燃料直接引向沼氣爐燃燒,很方便而且效果好。但是,作為內(nèi)燃機(jī)燃料,則不理想,在非進(jìn)氣過(guò)程,因?yàn)檎託庥袎毫?,繼續(xù)關(guān)氣至混合器,使得氣缸吸入的混合氣濃度不穩(wěn)定,以至發(fā)生爆炸,同時(shí)會(huì)有少量沼氣從進(jìn)氣口逸出,污染空氣,不衛(wèi)生。由于沼氣貯存于發(fā)酵池內(nèi)且有壓力,因此,發(fā)酵池結(jié)構(gòu)要求較高,建池費(fèi)用相應(yīng)較大,池越大,頂蓋強(qiáng)度要求則越大,這個(gè)問(wèn)題也就越突出。因?yàn)槌貎?nèi)發(fā)酵液面高度受池內(nèi)

7、氣壓影響,隨氣壓變化,故發(fā)酵池有效容積的實(shí)際利用率較低。氣袋式沼氣池沒(méi)有水壓箱,沼氣貯存于塑料薄膜制的氣袋內(nèi),產(chǎn)氣貯氣系統(tǒng)都不變地處于低壓(一般控制在2?5cni水柱壓力),因而,不致有混合氣濃度不穩(wěn)定和逸出沼氣造成了污染浪費(fèi)等現(xiàn)彖,同時(shí),池內(nèi)液而高度也保持不變,故池的有效容積利用率較高,池的受力和防滲要求不高,所以建池費(fèi)用較低。綜上分析可見(jiàn),沼氣發(fā)電用氣袋式沼氣池更有利,它具有建池費(fèi)用低池有效容積利用率高,較經(jīng)濟(jì),較衛(wèi)生和占地面積較小等優(yōu)點(diǎn)。2、氣袋式沼氣發(fā)電站的建設(shè)氣袋式沼氣發(fā)電站大致可分為發(fā)酵產(chǎn)氣

8、、貯氣輸氣和發(fā)電三個(gè)部分。發(fā)酵產(chǎn)氣部分主要是發(fā)酵池的建議。貯氣輸氣部分由氣袋、輸氣管道、氣閥和安全裝置等組成,由于系統(tǒng)低壓,氣袋可用塑料薄膜焊制,容易制造且費(fèi)用低。國(guó)外一般系用金屬或集料板做成浮動(dòng)氣罩進(jìn)行貯氣。我們也會(huì)進(jìn)行過(guò)試驗(yàn),結(jié)果,金屬浮動(dòng)氣罩的費(fèi)用比同體積的塑料薄膜氣袋高20倍以上,還冇材料不易解決和安裝麻煩等問(wèn)題。若用聚乙烯薄膜做氣袋,則破袋回收,仍能拿回約為原價(jià)50%的收舊費(fèi),這樣就更加經(jīng)濟(jì)了。易腐蝕的金屈氣閥,可用塑料管制成U形

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