沼气发电 一 沼气发电的发展历程 沼气发电始于20 世纪70 年代初期。当时，国外为了合理、高效地利用在治理有机废弃污染物中产生的沼气，普遍使用往复式沼气发电机组进行沼气发电。使用的沼气发电机大都是属于火花点火式气体燃料发动机，并对发动机产生的排气余热和冷水余热加以充分利用，可使发电工程的综合热效率高达80%以上。通常每100 万吨的家庭或工业废物就足以产生充足的甲烷作为燃料供一台一兆瓦的发电机运转10～40 年。在我国20 世纪70 年代沼气发电开始受到国家的重视，成为一个重要的课题被提出来。到80年代中期我国已有上海内燃机研究所、广州能源所、四川省农机院、南充地区农机所、武进柴油机厂、泰安电机厂等十几家科研院所、厂家对此进行了研究和试验。在我国，沼气机、沼气发电机组已形成系列化产品。目前国内从8 千瓦到5000 千瓦各级容量的沼气发电机组均已先后鉴定和投产，主要产品有全部使用个沼气的单燃料发动机及部分使用沼气的双燃料沼气-柴油发动机。 二 沼气发电系统概述 沼气是有机物质在一定温度、湿度、酸碱度和厌氧条件下，经各种微生物发酵及分解作用而产生的一种以甲烷为主要成分的混合可燃气体。 ① 沼气的主要成分 沼气的主要成分是甲烷。沼气由50％～80％甲烷(CH4)、20％～40％二氧化碳(CO2)、0％～5％氮气(N2)、小于1％的氢气(H2)、小于0.4％的氧气(O2)与0.1％～3％硫化氢(H2S)等气体组成。由于含有少量硫化氢，所以略带臭味。其特性与天然气相似。空气中如含有8.6～20.8％（按体积计）的沼气时，就会形成爆炸性的混合气体。 ② 沼气发酵的基本工艺流程 一个完整的大中型沼气发酵工程，无论其规模大小，都包括了如下的工艺流程：原料（废水）的收集、预处理、消化器（沼气池）、出料后处理和沼气的净化与储存、沼气发电及上网等。 ③沼气发酵工艺的基本条件 （1）适宜的发酵温度 沼气池的温度条件分为：①常温发酵 (也称为低温发酵)10℃～30℃，在这个温度条件下，产气率可为0.15～0.3m3/m3.d。②中温发酵 30℃～45℃，在这个温度条件下，池容产气率可达1m3/m3.d左右。③高温发酵45℃～ 6O℃，在这个温度条件下，池容产气率可达2～2.5m3/m3.d左右。 沼气发酵最经济的温度条件是35℃，即中温发酵。 （2）适宜的发酵液浓度 发酵液的浓度范围是2～30% 。浓度愈高产气愈多。发酵液浓度在20%以上称为干发酵。 （3）发酵原料中适宜的碳、氮比例(C : N) 沼气发酵微生物对碳元素需要...
