垃圾填埋沼气的收集_净化与利用综述

收稿日期:2003-10-31 修回日期:2004-01-08

作者简介:石磊(1977-)男,在读博士生,主要从事城市垃圾填埋场的污染控制和资源化研究。

垃圾填埋沼气的收集、净化与利用综述

石　磊,赵由才,唐圣钧

(同济大学环境工程与科学学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海　200092)

摘　要:垃圾填埋沼气的回收利用是一项经济可行且对环境有益的技术。本文从填埋沼气的组成及其影响因素出发,探讨了沼气的收集、输送和贮存途径,介绍了当前的净化工艺,最后总结介绍了几种填埋沼气利用技术的特点及其适用性,并提出建立配备填埋沼气回收装置的卫生填埋场应成为我国城市垃圾处理的发展方向。关键词:垃圾填埋场;填埋沼气;气体收集;净化;利用;联合工艺

中图分类号:X 705;S21614 文献标识码:A 文章编号:1000-1166(2004)01-0014-04

R eview on Land fill G as Collection ,Purification and U tilization /SHI Lei ,ZH AO You 2cai ,TANG Shen 2Jun /(State K ey Lab 2oratory of Pollution Control and R esource R euse ,Tongji U niversity ,Sh angh ai 200092,P.R.China)

Abstract :The technology of recovery and utilization of land fill gas (LFG )from municipal s olid waste (MSW )land fill sites is cost effec 2tive and environment friendly 1Based on its constituents and in fluencing factors ,this article firstly discusses LFG collection ,delivery and storage ,then introduces its current purification processes ,finally the characteristics of several techniques of LFG utilization and their ap 2plicability for China are summarized ,and it is proposed that the future trend of MSW disposal in China is to develop and build the sani 2tary land fill sites which installed with the facilities of LFG recovery and utilization 1

K ey w ords :land fill site ,land fill gas (LFG ),gas collection ,purification ,utilization ,joint process

1　前言

垃圾填埋沼气(LFG )是卫生填埋场的降解产物

之一[1],除主要组分CH 4,C O 2外,其它已被检测出的物质有140种以上[2]。这些气体无控制的迁移和聚积,会产生二次污染,引发燃烧爆炸事故;LFG 又是一类温室气体,它对大气臭氧层有破坏作用,资料表明,CH 4产生的温室效应比当量体积的C O 2高20倍以上[3]。

资料表明[4,5],每吨垃圾在填埋场寿命期内大约可产生100～200m 3的沼气,其热值一般为7450～22350k J ?m -3,脱水后热值可提高10%,除去C O 2,H 2S 及其它杂质组分后,又可将热值提高到22360～26000k J ?m -3(天然气的热值为37260k J ?m -3),因此它又是一种潜在的清洁能源。

填埋沼气的回收利用开始于70年代,国外每年从LFG 中回收的能量约相当于200万吨的原煤资源,LFG 回收用于发电占55%、锅炉占23%、熔炉和烧窑占13%,管道供气占9%,目前,较新的沼气利用技术还包括用作汽车的替代燃料,生产甲醇或者燃料电池等[6,7]。

2002年11月《中国城市垃圾填埋气体收集利用

国家行动方案》的出台,表明填埋沼气的回收利用继

在鞍山、杭州、南京等地起步后,其更广泛的开发前景方兴未艾。本文主要围绕LFG 的收集、净化和利用三个方面展开论述,供从事此项研究的科研人员参考。

2　填埋沼气的组成

LFG 的成分复杂,除垃圾特性外,其影响因素还

包括温度、厌氧程度、养分及毒素、pH 值、湿度、填埋年限与区域、填埋方式与类型等[8]。填埋沼气的典型组成如表1所示[6]。由表1可知,LFG 中含量较高的惰性组分C O 2和N 2会降低其作为燃料的热值、增加集输费用[9];在燃

烧过程中,LFG 中的H 2S 、H 2O 和卤化物会形成腐蚀性酸,如H 2S O 4、HCl 等[10];硅氧烷在高温下能转化为氧化硅,这种白色的粉末会堵塞或损害设备[11];其它有害的微量物质,如烃类、硫醇类、和挥发性有机物(VOCs )等,也会对LFG 的燃烧特性造成不利影响[12]。因此,利用之前,应进行浓缩与净化处理,以除去其中的惰性组分和有害气体。

表1　填埋沼气的典型组成

主要组分浓度

微量组分　/ppm

硫化物类浓度卤代物类浓度VOCs类浓度

CH441～48硫化氢10310二氯乙烯33苯014～210 CO232～40甲硫醇310二氯乙烷0125苯乙烯0～015

N215～20乙硫醇015三氯乙烯218甲苯417～3510 H2O3～5甲硫醚810三氯氟甲烷016乙苯315～1310 O2011～015二甲基二硫醚0102四氯乙烯613氯苯011～110 CO0～013硫化羰<015二氯甲烷1210异戊烷0～01097 NH30～013二硫化羰<015氯乙烯114正戊烷0～01018总计约100总硫11515总氯56135总VOCs51160

(以H2S计)(以Cl计)

3　填埋沼气的收集、输送与贮存

311　沼气的收集

LFG的收集系统由收集井、集气柜、输气管道和抽气泵站等组成。填埋场内产生的气体,借助压差流向特定的收集井,通过输气管道引至集气柜后,再集中输往抽气泵站。富集的LFG经冷凝脱水后即可供直接燃烧,或经净化处理送入内燃机或发电机组。

LFG的导出和收集通常有两种形式:即竖向收集导出和水平收集导出方式。前者应用较广,它是在垃圾填埋过程中逐步建成的系统,其方法是在填埋场内均匀布置立式大口径钢管,在每个钢管外砌筑竖井,当填埋厚度达到2～5米时,将钢管向上抽一部分,并继续砌筑,直到填埋场达到设计高度,然后将钢管移走。通过将各竖井用排气管水平连接,即可实现垃圾填埋与气体回收同步进行。

312　沼气的集输

不论采用竖井还是水平管线收集,最终均需要将沼气汇集到总干管进行输送。输气管道除设置有必要的控制阀、流量压力监测仪和取样孔外,还应考虑冷凝液的排放。输送系统也有支路和干路,干路之间相互联系形成一个闭合回路。因此,压力差的计算要考虑最远的支路和干路。

井头的管道必须充分倾斜,以提供排水能力,集气干管一般要3%的坡降,对于更短的管道系统甚至要有6%～8%的斜率。为排出冷凝液,在干管底部可设置冷凝液排放阀。

313　沼气的贮存

国外填埋沼气厂一般都有贮气系统,以储备气体,满足消费需求。贮气技术按压力大小分为低压、中压和高压贮存三种。70年代有人尝试使用液化贮存,由于甲烷的液化临界点为-8215℃,工艺复杂,技术要求和成本高,不适于LFG贮存,逐渐被淘汰。低压贮存要求压力小于5kPa,有干、湿两种,这种贮存技术最大的缺点是气柜容积大,占地面积大。中压贮存压力保持在1～2MPa,气柜容积比低压要小,为1～100m3,中小型填埋场多使用这种技术。目前,最受青睐的贮气技术为高压贮存。贮气容器为30或50L的钢瓶,压力150,250,330,35MPa不等,贮气量大,体积小。缺点是H2S,C O2对压缩设备有腐蚀作用,但就净化过的LFG而言,无须考虑这种隐患。

4　填埋沼气的净化

LFG在回收利用之前,应脱除其中的惰性气体(如C O2,N2等)和有害的微量组分(H2S、硅氧烷、卤代烃、VOCs等),以增加燃烧热值、降低集输费用。

LFG的净化步骤包括:颗粒与水脱除的预处理、深冷脱氮、酸性气体和微量组分的脱除等,涉及到的单元操作有:过滤、深冷、吸收、吸附、膜分离等。由于组分的复杂多变,根据LFG的最终用途,通常需要联合多种工艺对其进行净化处理。

411　沼气的预处理

杂质颗粒和水的脱除是沼气净化的第一步,常用的吸收溶剂有聚乙二醇、氯化钙溶液、甘醇类化合物;固体吸附剂有活性氧化铝、硅胶、分子筛等;所用的物理单元有筛网、预过滤器、气液聚结器、冷凝器、重力沉降器、旋风分离器和过滤分离器等。近来,膜分离和低温相变分离在颗粒和水的脱除研究上也有了新的进展。

412　深冷处理

深冷脱氮工艺具有处理量大,脱除效率高、技术成熟可靠等优点,应成为我国优先发展的填埋沼气脱氮技术。深冷脱氮工艺是将具有一定压力的沼气经多次节流降温后部分或全部液化,再根据氮气与甲烷相对挥发度不同,用精馏的方法脱除氮气。

深度冷冻处理还可除去引起发动机严重腐蚀的杂质组分[13]。它先将气体压缩至一台加压罐,通过等焓膨胀冷凝其中的水蒸气;然后向气体中注入甲醇,使其深度制冷;在甲醇冷凝液中,即包含有从深

度制冷的填埋沼气中脱除的杂质组分,经杂质分离脱除后的气体,则可作进一步处理。413　吸附分离

吸附分离是通过吸附剂对气体组分的选择性吸附来实现的。可净化填埋沼气的吸附剂有活性炭、硅胶、分子筛等,其中活性炭因其较大的表面积、良好的微孔结构、多样的吸附效果、较高的吸附容量和高度的表面反应性等特征,应用最为广泛[14]。

近年来,变压吸附(PS A )已发展成为一种新型高效的气体分离技术,它是通过改变被吸附组分的的分压,使吸附剂得到再生,而分压的快速变化又是靠改变系统总压或使用吹扫气体来实现的。在填埋沼气的净化操作中,C O 2及杂质气体在加压下的吸附单元中被选择性吸附,使其与CH 4分离,随后于再生单元中减压后解吸,使其排出系统,吸附剂得到再生。414　膜分离

膜分离技术具有分离效率高、能耗低、设备简单、工艺适应性强等特点,近年来,性能优异的新型膜材料不断涌现,使得气体膜分离技术在填埋沼气净化上获得了广泛应用。它是利用沼气中各种气体组分对渗透膜选择透过速率的不同,将CH 4与其它杂质气体分离的。

由于气体分离效率受膜材料、气体组成、压差、分离系数以及温度等多种因素的影响,且对原料气的清洁度有一定要求,膜组件价格昂贵,因此气体膜分离法一般不单独使用,常和溶剂吸收、变压吸附、深冷分离、渗透蒸发等工艺联合使用[15]。415　生物净化

针对填埋沼气成分复杂、气量大、杂质组分浓度低的特点,可使用生物过滤床脱除其中的微量组分。当沼气流经滤床时,通过扩散作用,将污染成分传递到生物膜上,并与膜内的微生物相接触而发生生化反应,从而使沼气中的污染物得到降解。美国的实验结果表明,该法具有操作简单,适用范围广、不产生二次污染等许多优点,是很有前途的净化工艺[10]。416　溶剂吸收

近年来,M DE A (甲基二乙醇胺)法因其设备成本低、操作简便,净化效果好,而引起了广泛关注。据报道,常压多胺法可以有效去除C O 2,解吸气中的甲

烷含量低于012%,其回收率大于96%[16]。美国的Freshkiese 垃圾场已用这一工艺成功地脱除垃圾填埋沼气中的C O 2,并入天然气管网进行发电。

物理吸收法能耗低,适用于C O 2分压较高的填埋沼气净化,但由于C O 2和H 2S 在水中的溶解度太低,需要添加一些有机溶剂,以求更好的净化效果。目前工业上使用的物理-化学吸收法主要有:Fluor 法、

NH D 法、Rectis ol 法、Puris ol 法和环丁砜法等[15]。417　沼气净化的联合工艺

近年来,填埋沼气净化的单一工艺、新型工艺和联合工艺层出不穷,这些工艺大都是从天然气净化工艺及传统的化工工艺发展而来的。典型的联合工艺有物理分离-化学氧化洗涤-催化吸附、深冷-溶剂吸收-膜分离、生物过滤-变压吸附-分子筛过滤等等,它们不仅使填埋沼气的净化效率大大提高,其工艺经济性也越来越接近实用化的水平。5　填埋沼气的回收利用

目前,有20多个国家的270多个垃圾填埋场安装了填埋沼气的回收利用装置,利用途径包括:11直接燃烧产生蒸汽,用于生活或工业供热;21通过内燃机发电,作为运输工具的动力燃料;31用于C O 2工业;41用于制造甲醇的原料;51经深度净化处理后用作管道煤气等。其中发电、民用燃料和汽车燃料是三种最为普遍的利用方式。511　填埋沼气用于发电

相对于其它可再生能源的发电技术,LFG 因其短时可贮存性、较强的调峰能力、适中的发电容量、更易被电网吸收,而成为国际上应用最广泛的技术之一。与垃圾焚烧发电相比,LFG 发电投资小,运行费用仅为后者的1/4左右。经过净化处理的填埋沼气,以稳定的温度进入发电机,燃烧转化所产生的电力可传输到电力输出终端站,并入当地电网供用户使用。

我国南京、杭州、广州等地的填埋沼气发电项目已经启动,南京水阁卫生填埋场最大装机容量为5兆瓦,目前每小时处理甲烷气体400m 3,月发电总量达80万度。下图1为该填埋场LFG 发电方案示意图。512　作为民用燃料

在填埋场附近有小村镇和居民区的情况下,纯

化后的填埋沼气是优良的居民生活燃气,并且接入方便,其技术装备均可以采用常规的城市煤气设备。我国已经有填埋沼气供民用的经验,只要有合适的用户,填埋沼气供民用基本上无技术障碍。其限制因素主要是:11LFG 成分复杂多变,对于含氧、氮等杂质较多的低热值填埋沼气,如用作管道煤气使用,浓缩的要求高,对净化设备及其运行的要求也高;21填埋场附近一般无大型居民区,气体输送设施的投资可能使得供气成本过高,居民难以接受。

513　汽车燃料

LFG 经深度处理,将C O 2含量降至3%以下并除

去有害成分后,可以像天然气一样作为汽车燃料。鞍山废弃物处理中心采用先进的压缩天然气技术,通过常压多胺法对回收后的LFG 进行净化,CH 4净化率高达9815%,目前该市日回收LFG 10000m 3,随规模增大,三年后可完全满足全市汽车燃料的供应。下图2

为填埋沼气制备汽车燃料的示意图。

压缩LFG 燃料由于受到生产量和产生地点的限制,加上来自燃油和压缩天然气的竞争,因此在近期很难达到商业化规模经营的程度。目前压缩LFG 燃料可选择的主要用户是垃圾专用运输车辆,其优点是无需在填埋场之外再建加气站,即可大幅度降低燃气的成本。6　结论

LFG 是以甲烷为主的可燃气体,既会引起二次

污染、造成温室效应,经收集、净化处理后,又可作为清洁能源加以回用。

(1)研究LFG 的组成及其影响因素,规范收集、输送和贮存系统的设计方法,是抑制其无控释放、增大收集效率和进行回收利用的基础。

(2)LFG 中惰性气体和有害组分的净化步骤包括颗粒与水脱除的预处理;深冷脱氮、酸性气体和微量组分的脱除等,涉及到的单元操作有:过滤、深冷、吸收、吸附、膜分离等。因其组分复杂多变,常需要联合多种工艺进行净化处理。

(3)以发电、民用燃料和汽车燃料为代表的LFG 利用技术已逐步实用化,根据我国城市年产近114亿吨垃圾的实际,建立配备填埋沼气回收装置的卫生填埋场有显著的环境效益和经济效益,应大力支持和推广。参考文献:

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垃圾填埋场渗沥液回灌及沼气收集利用

2011年2月第2期城市道桥与防洪数C 、Φ取值的说明。根据目前所掌握的相关标准、文献及手册，目前只有对碎石桩等散体材料桩复合地基的抗剪强度有明确理论公式支持。（3）排水沟的因素：通过前面计算出的各个断面中工况四、工况五的结果可以看出，排水沟的开挖对路基的整体稳定安全系数没有直接的影响。从计算出的滑弧面亦可以看出，其滑动面均从开挖的排水沟基坑上边坡通过。此计算结果与实际的滑塌情况基本吻合。从前述的施工记录中可知，排水沟基坑边坡发生过滑塌事故，因此其上边坡土体为回填土，经计算，再考虑回填土密实度的降低的情况下，挡墙及路基整体稳定安全系数下降了8.4%。因此，我们可以认为排水沟边坡滑塌对挡土墙下地基土稳定的影响很小。8结论通过对本工程实例的分析介绍，总结出以下几点建议，希望在今后的相关工程设计中能够引起设计人员的重视。（1）从图1中可以看出，挡土墙下的钻孔位置均沿着挡土墙的方向设置，而沿挡土墙横向却没有布置能够反应出填方边坡下地层分布规律的钻孔，按此种钻孔布置方式所获得的地质资料是不能够满足挡土墙边坡稳定设计要求的。因此，今后在道路挡土墙及桥涵的设计中应充分了解工程所在位置的地质情况，特别注意有无不良地质（如软弱下卧层、可液化层及断裂带等）的情况。（2）当采用C F G 桩进行基底处理设计时，应确认是否存在潜在的滑动面穿过C F G 桩桩身，如存在，则应慎重考虑C F G 桩的抗剪能力，或通过试验以取得复合地基的粘聚力（C 值）和内摩擦角(Φ值)。（3）当桩基基础需要考虑抗剪设计时，不建议采用C F G 桩。（4）在挡土墙设计时，应认真对待挡土墙后水位的变化对挡墙稳定的影响（挡土墙上泄水孔设置的重要性应引起重视）。（5）配合施工人员发现问题应及时提出，以避免潜在的事故发生。收稿日期：2010-09-21作者简介：李万百（1977-），男，天津人，工程师，从事污水处理和垃圾填埋场设计与研究工作。李万百1,刘建华2,胡斌2 （1.中国瑞林工程技术有限公司东莞分公司，广东东莞523071;2.洛阳城市建设勘察设计院有限公司，河南洛阳471000）垃圾填埋场渗沥液回灌及沼气收集利用摘要：垃圾渗沥液和填埋气是垃圾填埋过程中的两种主要产物，具有很强的二次污染性。该文结合工程实例，阐述了渗沥液回灌与沼气收集利用发电相结合，不但可以实现渗沥液减量化，降低渗沥液处理成本，同时可以促进垃圾分解沼气的产生，并进行沼气收集利用发电。关键词：垃圾填埋；渗沥液回灌；资源利用；沼气发电中图分类号：X 705 文献标识码：B 文章编号：1009-7716（2011）02-0091-03 0前言随着我国经济的高速增长，城市垃圾产生量大幅度地增加，垃圾处理问题越来越受到人们的关注。目前，我国垃圾处理还是以垃圾填埋为主要方法，很多城市包括县城都相继建成或正在建设垃圾填埋场，垃圾填埋产生的渗沥液和沼气如不妥善处理，将会对环境造成二次污染。渗沥液是一种高浓度的有机废水，成分复杂，可生化性差，水质和水量波动性大，这些特点使得渗滤液的处理仍然是目前尚未彻底解决的难题。沼气是填埋过程中产生的气体，许多老填埋场没有设置导气装置，或仅是设置石笼排气，不但容易产生爆炸和火灾，垃圾填埋产生的沼气直接排入大气，还会对大气环境造成污染，产生温室效应。随着全球变暖和气候变化问题的日益突出，减少温室气体的排放，垃圾填埋场沼气的回收利用，越来越多地被应用在垃圾填埋场，实现能源再生利用，有条件的地区还可以申请C D M 碳交易。 1渗沥液回灌有利于垃圾降解垃圾填埋过程中，垃圾中的有机物质降解是一个长期的过程，主要是厌氧发酵，有机物质在特定的厌氧条件下，微生物将有机质进行分解，将一部分碳素转化成甲烷和C O 2，在这个转化过程中， !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 相关专业91

浅谈填埋场沼气的形成、处理方法及利用

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/2617160208.html, 浅谈填埋场沼气的形成、处理方法及利用作者：魏忠惠刘萍萍来源：《中小企业管理与科技·学术版》2009年第01期摘要：综合分析垃圾卫生填埋产生沼气，沼气的主要成分是甲烷及甲烷形成的条件。通过对填埋场沼气的处理方法探讨，得出结论：在大型填埋场利用沼气发电是科学有效的。关键词：填埋场沼气甲烷发电 0 引言卫生填埋是目前世界上应用最广泛的垃圾处理方法，近几年国内陆续建造了一批规范的卫生填埋场，并相继投入使用。随着时间的推移，卫生填埋场数量不断增加，每一填埋场都会产生一定量的沼气。沼气是以甲烷和二氧化碳为主，此外还可能有少量的氨气和硫化氢等。 1 沼气的危害甲烷存在填埋场的垃圾层内时，由于缺氧，不会发生什么问题。但它从填埋场内逸出时，甲烷含量达到5—15%（爆炸界限）时，就可能引起爆炸。同时，填埋场沼气中含有大量的二氧化碳，甲烷和二氧化碳从填埋坑逸出的过程中，会向填埋坑周围的土壤中扩散，使土壤中的PH值下降，使土壤中造成嫌气性气氛，从而会引起某些植物死亡。另外，填埋场沼气中的少量氨气和硫化氢，还会污染空气。 2 沼气的形成 2.1 好氧分解阶段填埋坑中的有机物在好氧微生物的作用下，经过一系列复杂的生物化学过程，最终分解成稳定的产物，这些稳定的物质，不可能提供什么能量。 2.2 厌氧分解不产生甲烷阶段当好氧分解反应将废物填埋坑中存留的氧气基本耗尽时，厌氧微生物开始活动，在此阶段，微生物利用硝酸根、硫酸根作为氧源，产生硫化物、氨气和二氧化碳，所以在此阶段迅速产生二氧化碳而不产生甲烷。 2.3 厌氧分解开始产生甲烷阶段当有机物已部分转化成为有机酸，废物层中的氧气已经耗尽，温度、湿度、PH值都比较合适时，甲烷菌便开始繁殖，将有机酸转化为甲烷，同时也放出二氧化碳，在这一阶段，甲烷产量逐渐增加，坑内温度可能上升到55℃，当产气稳定时，表明第三阶段结束。 2.4 稳定产气阶段在此阶段中填埋层稳定地产生甲烷和二氧化碳。

垃圾填埋沼气的收集_净化与利用综述

收稿日期:2003-10-31 修回日期:2004-01-08 作者简介:石磊(1977-)男,在读博士生,主要从事城市垃圾填埋场的污染控制和资源化研究。垃圾填埋沼气的收集、净化与利用综述石　磊,赵由才,唐圣钧 (同济大学环境工程与科学学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海　200092) 摘　要:垃圾填埋沼气的回收利用是一项经济可行且对环境有益的技术。本文从填埋沼气的组成及其影响因素出发,探讨了沼气的收集、输送和贮存途径,介绍了当前的净化工艺,最后总结介绍了几种填埋沼气利用技术的特点及其适用性,并提出建立配备填埋沼气回收装置的卫生填埋场应成为我国城市垃圾处理的发展方向。关键词:垃圾填埋场;填埋沼气;气体收集;净化;利用;联合工艺中图分类号:X 705;S21614 文献标识码:A 文章编号:1000-1166(2004)01-0014-04 R eview on Land fill G as Collection ,Purification and U tilization /SHI Lei ,ZH AO You 2cai ,TANG Shen 2Jun /(State K ey Lab 2oratory of Pollution Control and R esource R euse ,Tongji U niversity ,Sh angh ai 200092,P.R.China) Abstract :The technology of recovery and utilization of land fill gas (LFG )from municipal s olid waste (MSW )land fill sites is cost effec 2tive and environment friendly 1Based on its constituents and in fluencing factors ,this article firstly discusses LFG collection ,delivery and storage ,then introduces its current purification processes ,finally the characteristics of several techniques of LFG utilization and their ap 2plicability for China are summarized ,and it is proposed that the future trend of MSW disposal in China is to develop and build the sani 2tary land fill sites which installed with the facilities of LFG recovery and utilization 1 K ey w ords :land fill site ,land fill gas (LFG ),gas collection ,purification ,utilization ,joint process 1　前言垃圾填埋沼气(LFG )是卫生填埋场的降解产物之一[1],除主要组分CH 4,C O 2外,其它已被检测出的物质有140种以上[2]。这些气体无控制的迁移和聚积,会产生二次污染,引发燃烧爆炸事故;LFG 又是一类温室气体,它对大气臭氧层有破坏作用,资料表明,CH 4产生的温室效应比当量体积的C O 2高20倍以上[3]。资料表明[4,5],每吨垃圾在填埋场寿命期内大约可产生100～200m 3的沼气,其热值一般为7450～22350k J ?m -3,脱水后热值可提高10%,除去C O 2,H 2S 及其它杂质组分后,又可将热值提高到22360～26000k J ?m -3(天然气的热值为37260k J ?m -3),因此它又是一种潜在的清洁能源。填埋沼气的回收利用开始于70年代,国外每年从LFG 中回收的能量约相当于200万吨的原煤资源,LFG 回收用于发电占55%、锅炉占23%、熔炉和烧窑占13%,管道供气占9%,目前,较新的沼气利用技术还包括用作汽车的替代燃料,生产甲醇或者燃料电池等[6,7]。 2002年11月《中国城市垃圾填埋气体收集利用国家行动方案》的出台,表明填埋沼气的回收利用继在鞍山、杭州、南京等地起步后,其更广泛的开发前景方兴未艾。本文主要围绕LFG 的收集、净化和利用三个方面展开论述,供从事此项研究的科研人员参考。 2　填埋沼气的组成 LFG 的成分复杂,除垃圾特性外,其影响因素还包括温度、厌氧程度、养分及毒素、pH 值、湿度、填埋年限与区域、填埋方式与类型等[8]。填埋沼气的典型组成如表1所示[6]。由表1可知,LFG 中含量较高的惰性组分C O 2和N 2会降低其作为燃料的热值、增加集输费用[9];在燃烧过程中,LFG 中的H 2S 、H 2O 和卤化物会形成腐蚀性酸,如H 2S O 4、HCl 等[10];硅氧烷在高温下能转化为氧化硅,这种白色的粉末会堵塞或损害设备[11];其它有害的微量物质,如烃类、硫醇类、和挥发性有机物(VOCs )等,也会对LFG 的燃烧特性造成不利影响[12]。因此,利用之前,应进行浓缩与净化处理,以除去其中的惰性组分和有害气体。

大型沼气工程综合利用项目设计方案

第一章总论 1.1 项目提要 1、项目名称：大型沼气工程综合利用项目设计方案 2、项目地点： 3、项目建设单位：***** 4、项目负责人： 5、建设性质：扩建 6、项目建设期限： 1.2 设计方案编制依据（1）《集约化畜禽养殖污染防治专项资金使用管理办法》(财建[2003]618号) （2）《大中型畜禽养殖场能源环境工程建设规划》（3）《中华人民共和国环境保护法》（4）《中华人民共和国水污染防治法》（5）《农田灌溉水质标准》（GB5084-92）（6）《规模化畜禽养殖场沼气工程设计规范》（NY-T1222-2006）（7）《规模化畜禽养殖场沼气工程运行、维护及其安全技术规程》（NY-T1221-2006）（8）《沼气工程技术规范3施工及验收》（NY-T1220.3-2006）（9）《辽宁省大气环境综合整治方案》，辽政发[1999]第29

号（10）《产业结构调整指导目录（2005年本）》，国家发展和改革委员会令第40号，2005年12月2日。（11）国家、省有关部门颁布和发布的现行相关法规、规范、标准和有关政策及技术要求；（12）申请单位提供的相关文字材料；（13）节能设计的规定。 1.3建设背景随着畜牧业的发展，粪便高度集中，冲洗污水大量增加，全省畜禽养殖污水日排放总量达数万吨，集约化养殖场占得比重较大。畜牧业的发展和生产方式的转变，既促进农业增效、农民增收，但同时也带来了畜禽粪便污水大量增加和集中排放，对周围环境造成了极其严重的影响，某些地区还发生过当地居民与畜禽厂之间的矛盾等严重事件。畜牧业的粪便污染制约了农业生产的可持续发展。开展推广畜禽场粪便和污水的无害化处理工程建设和生态农牧业模式，进行主体开发利用，实现物流，能流良性循环，减少污染等措施是建设绿色农业的重要手段。 *****建有575m3沼气工程。年处理养猪场粪污1.8万吨，年产沼气26.2万立方米，沼液2万吨，沼渣0.1万吨。沼气综合利用工程建成运行后，可为周边种植养殖业提供沼液、沼渣做优质肥料，并能充分利用优质清洁的沼气能源。实现了以沼气为纽带畜禽粪便污染物的多层次资源化利用，最终达到养殖业的粪

垃圾填埋场常见污染问题及防治方法

垃圾填埋场常见污染问题及防治方法［作者：许海云转贴自：中国环保产业］摘要：本文从垃圾填埋过程中对水、大气和土壤的污染问题入手，阐述了在填埋过程中应采取的防渗、收集、处理和利用等措施，对防治垃圾填埋二次污染进行了探讨。关键词：生活垃圾；垃圾填埋场；二次污染；污染防治中国分类号：X705 文献标识码：B 文章编号：1006-5377（2002）08-0019-03 卫生填埋作为目前最常见的垃圾处理方法，具有投资少、处理费用低、处理量大、操作简便等特点，在世界上许多国家得到广泛应用，如美、英等国生活垃圾处理都以卫生填埋法为主。我国80%以上的垃圾仍采用露天堆放和直接填埋的简易填埋法。但卫生填埋也存在着诸多污染问题，填埋过程中产生的大量二次污染物，如不妥善处理，会对周围的水体、大气和土壤造成严重污染。采取有效措施防治垃圾填埋二次污染，见山填埋场对周边环境的影响，促进人口、资源、环境和社会的可持续发展，是我们当前面临的一个重要课题。本文根据建设部《城市生活垃圾卫生填埋技术标准》，参考国内外先进的垃圾卫生填埋技术，对垃圾填埋场中常见的污染问题进行了分析研究，提出了解决方法。一、垃圾填埋常见的二次污染垃圾填埋后对环境造成的污染是多方面的。监测结果表明：目前全国尚无一家城市生活垃圾填埋场所排放的污染物全部指标均达到国家标准。这些污染物如不加处理排放，极易对周边环境造成影响，其中最主要的是对水、大气和土壤的污染。 1、水污染。垃圾填埋对水产生的污染主要来自于垃圾渗滤液。这是垃圾在堆放和填埋过程中由于发酵、雨水淋刷和地表水、地下水浸泡而渗滤出来的污水。渗滤液成分复杂，其中含有难以生物降解的奈、菲等芳香族化合物、氯代芳香族化合物、磷酸脂、邻苯二甲酸脂、酚类类和苯胺类化合物等。渗滤液对地面水的影响会长期存在，即使填埋场封闭后一段时期内仍有影响。渗滤液对地下水也会造成严重污染，主要表现在使地下水水质混浊，有臭味，COD、三氮含量高，

沼气的利用与发展

沼气的利用和发展 The use and development of biogas 摘要沼气是可再生的清洁能源，既可替代秸秆、薪柴等传统生物质能源，也可替代煤炭等商品能源，而且能源效率明显高于秸秆、薪柴、煤炭等。 Abstract Biogas is a renewable and clean energy, can replace the straw, firewood and other traditional biomass energy sources, and can also replace coal and commodities such as energy and energy efficiency is significantly higher than the straw, firewood, coal. 关键词沼气新能源利用发展 Keywords biogas, new energy, energy use, development 1．沼气的简介 1.1沼气的概念沼气是有机物质在厌氧条件下，经过微生物的发酵作用而生成的一种可燃气体。由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。人畜粪便、秸秆、污水等各种有机物在密闭的沼气池内，在厌氧（没有氧气）条件下发酵，即被种类繁多的沼气发酵微生物分解转化，从而产生沼气。沼气是一种混合气体，可以燃烧。沼气是有机物经微生物厌氧消化而产生的可燃性气体。沼气是多种气体的混合物，一般含甲烷50～70%，其余为二氧化碳和少量的氮、氢和硫化氢等。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。沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外，还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、福尔马林、四氯化碳等化工原料。经沼气装置发酵后排出的料液和沉渣，含有较丰富的营养物质，可用作肥料和饲料。沼气是一些有机物质,在一定的温度、湿度、酸度条件下，隔绝空气（如用沼气池），经微生物作用（发酵）而产生的可燃性气体。它含有少量硫化氢，所以略带臭味。发酵是复杂的生物化学变化，有许多微生物参与。反应大致分两个阶段：（1）微生物把复杂的有机物质中的糖类、脂肪、蛋白质降解成简单的物质，如低级脂肪酸、醇、醛、二氧化碳、氨、氢气和硫化氢等。（2）由甲烷菌种的作用，使一些简单的

沼气发电工艺

沼气发电工艺路线图沼气池一招气一脱水脱硫一气水分离一过滤一压缩一气水分离一冷却一发电机组一配电室一用户一循环冷却随着我国沼气科学技术的发展和农村家用沼气的推广。根据当地使用要求和气温、地质等条件，家用沼气池有固定拱盖的水压式池、大揭盖水压式池、吊管式水压式池，曲流布料水压式池，顶返水水压式池、分离浮罩式池，半塑式池、全塑式池和罐式池。形式虽然多种多样，但是归总起来大体由水压式沼气池，浮罩式沼气池、半塑式沼气池和罐式沼气池四种基本类型变化形成的。我国农村一般以建筑圆柱形水压式沼气池最合算。圆柱形水压式沼气池的工作原理是气压水、水压气。发酵池以液面为界，上部为贮气间，下部为发酵间。这种池型的池体上部气室完全封闭，随着沼气的不断产生。沼气压力相应提高，这个不断增高的气压，迫使沼气池内的一部分料液进到与池体相通的水压间内，使得水压间内的液面升高。这样一来，水压间的液面跟沼气池体内的液面就产生了一个水位差，这个水位差就ⅡH做“水压”也就是U形管沼气压力表显示的数值)。用气时，沼气开关打开，沼气在水压下排出；当沼气减少时，水压间的料液又返回池体内，使得水位差不断下降，导致沼气压力也随之相应降低。这种利用部分料液来回串动，引起水压反复变化来贮存和排放沼气的池型，就称为水压式沼气池。水压式沼气池具有构造简单，施工方便，造价低廉，我国农村使用比较适合。进行沼气发酵的微生物需要适宜的生存条件，而且这种条件要求比较稳定才能使其的沼气发酵正常进行。沼气发酵的条件就是在工艺上满足微生物的生存条件，使它们在合适的

环境中生长、发育、繁殖、代谢。在发酵条件比较稳定的情况下，微生物生命活动越旺盛，产生的沼气就越多，产气时间就越长-相反，环境条件满足不了微生物生命活动的需要，沼气发酵就会停止，如原料干物质浓度过高时，产酸量增大，产气就会受阻，甚至不产气。因此，人们在制取沼气时，必须控制好沼气发酵条件，给沼气微生物创造一个良好的生活环境。也就是说，控制好沼气发酵工艺条件是维持正常发酵产气的关键。根据沼气发动机的工作特点，在组建沼气发动机发电机组系统时，要着重考虑以下几个方面。 (1)沼气脱硫及稳压、防爆装置：沼气中含有少量的H2S，该气体对发动机有强烈的腐蚀作用，因此供发动机使用的沼气要先经过脱硫装置。沼气作为燃气，其流量调节是基于压力差，为了使调节准确，应确保进入发动机时的压力稳定，故需要在沼气进气管路上安装稳压装置。另外，为了防止进气管回火引起沼气管路发生爆炸，应在沼气供应管路上安置防回火与防爆装置。 (2)进气系统：在进气总管上，需加装一套沼气一空气混合器，以调节空燃比和混合气进气量，混合器应调节精确、灵敏。 (3)发动机：沼气的燃烧速度很慢，若发动机内的燃烧过程组织不利，会影响发动机运行寿命，所以对沼气发动机有较高的要求。 (4)调速系统：沼气发动机的运行场合是和发电机一起以用电设备为负荷进行运转，用电设备的装载、卸载会使沼气发动机负荷产生波动，为了确保发电机正常发电，沼气发动机上的调速系统必不可少。鉴于农村秸秆沼气发电广阔的发展前景，国内数家有实力的研究院所和大型企业进行了强强合作，针对市场需求开发出不同规格的沼气发电机组系列产品。

农村沼气推广分析

农村沼气推广存在的主要问题与对策李恋恋（湖南农业大学，长沙，410008 ）摘要：农村沼气工程，用沼气工程技术处理人畜粪便，既能有效解决农村生活能源问题，又能获得农业生产所需的有机肥料，改善农村人居环境，具有良好的经济、生态和社会效益。但在实际推广过程中，全国大部分省份或多或少面临推广难题，解决这一问题，在农村推广沼气将具有重要的、积极的现实意义. 关键词：农村沼气推广效益农村沼气工程是一件造福万民的工程，将沼气、沼液、沼渣（简称“三沼”）运用到生产过程中，降低生产成本，提高经济效益的一项接口技术措施。经过多年实践，许多综合利用技术日趋成熟，取得了良好的经济效益和社会效益。全国开展沼气综合利用项目已达几十个，范围涉及到种植业、养殖业、加工业、服务业、仓贮业等诸多方面。沼气综合利用把沼气与农业生产活动直接联系起来，成为发展庭院经济、生态农业，增加农户收入的重要手段，也开拓了沼气应用的新领域。通过沼气综合利用，可促进农村产业结构调整，改善生态环境，提高农产品的产品质量，增加农民收入，实现可持续发展。 2010年，全国有4000万农户使用户用沼气，达到适宜农户的30%左右；全国规模化养殖场大中型沼气工程总数达到4700处左右，达到适宜畜禽养殖场总数的39%左右。全国4000万户农村户用沼气，每年产生约154亿立方米的沼气，相当于替代2420万吨标准煤的能源消耗和1.4亿亩林地的年蓄积量，农民每年可增收节支200亿元。一、沼气的含义与功能沼气，是有机物在厌氧条件下经微生物的发酵作用而生成的一种可燃烧的混合气体，是一种可再生的清洁能源，由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以称为沼气。沼气是一种混合气体，主要成分是甲烷、其余为二氧化碳、氧气、氮气和硫化氢，其中甲烷含量约为55%--70%，二氧化碳含量约为30%--45%。甲烷的热值为35.9MJ/m3，沼气低热值20--25MJ/m3,与空气混合燃烧时，呈蓝色火焰，温度高达1400℃，能够产生大量的热量，每立方米沼气的热值相当于5500大卡原煤3.3公斤。沼气的功能有很多。一是可以能解决人们的炊事照明；二是减少薪柴的砍

沼气净化的方法

厌氧消化装置刚产出的沼气是含饱和水蒸气的混合气体，除含有气体燃料CH4和惰性气体CO2外，还含有一定比例的H2S、H2O，少量的NH3，H2、N2、O2、CO和卤化烃。沼气的净化是指沼气中CH4之外其他气体的去除。一沼气净化机理概括起来，目前沼气净化的机理有三大类，即化学吸收、物理提纯和生物脱除。（1）化学吸收。一种化学吸收机理是采用胺、碱、醇等复合溶液吸收剂，利用酸碱中和反应吸收沼气中的CO2、H2S等酸性物质，同时也能吸收NH3等易溶于水、醇的气体。另一种化学吸收机理是采用干化学物质（如Fe2O3）作为吸收剂吸收杂质气体。化学吸收的吸收剂都可以通过装置的自净系统和再生系统释放出各种杂质和气体得到再生循环使用。（2）物理提纯。通过此机理净化沼气的主要是变压吸附法。利用吸附剂在不同压力条件下对不同气体吸附力不同的原理来分离沼气中的不同组份。沼气中的H2O、CO2、H2S等吸附容量较大的强吸附组分在一定压力下被吸附剂吸附停留在床层中，而较小吸附容量的弱吸附组分N2、CH4 等从床层出口输出，从而实现了对沼气的净化。（3）生物脱除。在一定的条件下利用微生物生长繁殖需要沼气中某些杂质气体作为营养物质，从而实现对沼气的净化。现阶段，物理化学法已被广泛地应用且积累了丰富的经验。但该方法存在运行费用高、投资大、再生困难、产生二次污染等缺点。生物法具有不需催化剂和氧化剂、不需处理化学污泥、少污染、低能耗、高效率、可回收单质硫等优点，正在成为沼气脱硫领域的发展趋势。二沼气净化方法沼气净化的程度取决于沼气的用途。沼气供热需要脱H2S、H2O，沼气发电需要脱H2S、H2O、有机卤化物，沼气作汽车燃料需要脱H2S、H2O、有机卤化物、CO2，沼气并入天然气网需要脱H2S、H2O、有机卤化物、CO2以及金属。沼气中不同组分脱除的具体方法见表1。三常用的沼气净化技术不管是什么用途，沼气中的H2O 和H2S都要脱除。本文就沼气脱H2O和脱H2S常用的技术详述如下。（1）脱H2O 脱H2O是因为导气管中如果积累了水会溶解H2S腐蚀管道，此外当沼气被加压储存时，沼气中的水会凝结冻坏储气罐。发酵装置出来的沼气中所含的水分形式是饱和水蒸气，一般采用冷分离法将其除去。通过调整压力引起混合气体温度发生变化，使水蒸气从气态冷凝为液态的水后，将其从沼气中脱除。此法经济简单，被大多数沼气工程所采用。沼气冷却的方式有自然降温及机械脱水两种。冷却温度还要考虑下一步脱硫过程中不同脱硫剂对水分量的要求，根据脱硫剂的水分合理量进行适当的初步冷却。在沼气输送过程中，还有一部分水要析出。为了避免析出的水分腐蚀或堵塞管道，常在管路的最低处安装集水器，定期排除集水器中的水。（2）脱H2S 脱H2S是为了避免H2S腐蚀设备、H2S中毒和如果沼气燃烧H2S被氧化成SO2或SO3造成更大的危害。总结出来的8种H2S脱除方法可以分为物理提纯、化学净化和生物吸收。现就3种机理中常用的方法分析如下。 ①活性炭吸附工艺。在变压吸附系统中H2S可以通过用KI浸泡过的活性炭去除。此过程中，H2S被转化为单质S和H2O，单质S就被活性炭吸收了。在连续运行的情况下，系统要包含两个吸附装置。如果活性炭上H2S的浓度超过3ppm，需要进行再生。

垃圾填埋场沼气发电技术的现状及其前景

中国沼气发电技术发展现状与前景展望摘要：本文通过对中国沼气利用现状和沼气发电工程市场前景的调查与分析，描述了沼气发电技术发展现状及其能源利用市场潜力，对影响沼气发电商品化和市场化的社会经济因素和主要障碍进行了分析评价，并提出了一些对策和措施。关键词：沼气工程发电 1、引言生物质能是来源于太阳能的一种可再生能源，具有资源丰富、含碳量低的特点，加之在其生长过程中吸收大气中的C02，因而用新技术开发利用生物质能不仅有助于减轻温室效应和生态良性循环，而且可替代部分石油、煤炭等化石燃料，成为解决能源与环境问题的重要途径。随着对环境的日益重视，人们开始利用各种方式来减少工农业生产对环境的破坏。近十几年来，在各级政府有关部门和企业的帮助协调下，用于处理畜禽粪便及各种生产、生活污水的大中型沼气工程纷纷上马，至1998年底，我国已建成大中型沼气工程742处，年产沼气量为16393.94万立方米；垃圾填埋法产生沼气是处理城市垃圾的主要方式之一，具有简单易行和费用较低的特点，同时还可回收能源，正受到世界各国的普遍欢迎。目前，全世界共建成4817座垃圾填埋场，每年可回收沼气51.42亿立方米。沼气是一种具有较高热值的可燃气体，与其它燃气相比，其抗爆性能较好，是一种很好的清洁燃料，传统上大多利用沼气进行取暖、炊事和照明，随着沼气产量的不断增加，如何更高效地利用沼气，成为摆在我们面前的一项课题。 2、沼气发电技术进展状况沼气燃烧发电是随着沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它将沼气用于发动机上，并装有综合发电装置，以产生电能和热能，是有效利用沼气的一种重要方式。目前用于沼气发电的设备主要有内燃机和汽轮机。国外用于沼气发电的内燃机主要使用Otto发动机和Diesel发动机，其单位重量的功率约为27 kW／T。汽轮机中燃气发动机和蒸汽发动机均有使用，燃气发动机的优点是单位重量的功率大，一般为70～140kW／T；蒸汽发动机一般为10kW／T。国外沼气发电机组主要用于垃圾填埋场的沼气处理工艺中。目前，美国在沼气发电领域有许多成熟的技术和工程，处于世界领先水平。现有61个填埋场使用内燃机发电，加上使用汽轮机发电的装机，总容量已达340兆瓦；欧洲用于沼气发电的内燃机，较大的单机容量在0.4～2兆瓦，填埋沼气的发电效率约为1.68～2kWh／m3。我国开展沼气发电领域的研究始于八十年代初，1998年全国沼气发电量为1,055，160kWh。在此期间，先后有一些科研机构进行过沼气发动机的改装和提高热效率方面的研究工作。我国的沼气发动机主要为两类，即双燃料式和全烧式。目前，对“沼气一柴油”双燃料发动机的研究开发工作较多。如：中国农机研究院与四川绵阳新华内燃机厂共同研制开发的S195—1型双燃料发动机：上海新中动力机厂研制的20／27G双燃料机等。成都科技大学等单位还对双燃料机的调速、供气系统以及提高热效率等方面进行过研究。潍坊柴油机厂研制出功率为120 kW的6160A一3型全烧式沼气发动机，贵州柴油机厂和四川农业机械研究所共同开发出60 kW的6135AD(Q)型全烧沼气发动机发电机组；此外，还有重庆、上海、南通等一些机构进行过这方面的研究、研制工作。可以说，目前我国在沼气发电方面的研究工作主要集中在内燃机系列上。表1是我国部分12kW以下沼气发电机组的测试性能比较。 3、沼气发电前景广阔沼气发电工程本身是提供清洁能源，解决环境问题的工程，它的运行不仅解决沼气工程中的一些主要环境问题，而且由于其产生大量电能和热能，又为沼气的综合利用找到了广泛的应用前景： 1)有助于减少温室气体的排放通过沼气发电工程可以减少CH4的排放，每减少1屯CH4的排放，相当于减少25吨C02的排放，对缓和温室效应有利。 2)有利于变废为宝，提高沼气工程的综合效益我们以沼电在酒厂中的的综合效益为例：四川荣县进行了120 kW沼气发电的生产和示范。用酒糟废水经厌氧消化产生沼气，发电效率为1.69 kWh／m3，当年成本为0.0465元／kWh。沼电能够基本满足该厂的生产用电：山东昌乐酒厂安装2台120 kW的沼气发电机组，170m3酒糟日产沼气4800m3，发电8640kwh，全年能源节约开支29万元，工程运行一年即收回全部成本。

沼气的起源及发展历史

沼气的起源及发展历史 https://www.360docs.net/doc/2617160208.html,work Information Technology Company.2020YEAR

沼气的起源及发展历史一、沼气的起源沼气，顾名思义就是沼泽里的气体。人们经常看到，在沼泽地、污水沟或粪池里，有气泡咕嘟咕嘟往外冒出，气温越高，气泡冒得越多，如果我们把这些小气泡收集起来，用火一点，它就会燃烧。这些气泡内的气体，就是沼气。由于最初人们在沼泽中发现这种气体，所以就给它命名为“沼气”。又因沼气是生物在厌氧条件下产生出来的气体，因此又叫生物气。根据沼气的来源不同，沼气分为天然沼气和人工沼气两大类。天然沼气是在自然环境条件下有机质被微生物厌氧分解产生的，是自发的厌氧发酵产物。人工沼气是在人为创造厌氧微生物所需要的营养条件和环境条件下，在特定的装置里，积累高浓度厌氧微生物，分解发酵配制好的有机质而产生的。在自然界中，沼气分布非常广泛。除人工制取沼气外，沼泽、粪窖、阴沟、城市下水道、海洋深处以及人和动物的消化道中都有沼气存在。譬如：反刍动物的瘤胃就是一个典型的沼气发生器，在牛的瘤胃中有大量的沼气发酵细菌，这些细菌通过消化分解纤维，形成甲烷和二氧化碳，当其打嗝时，这些气体释放出来。自然界稻田中有机质在厌氧情况下，经微生物作用也会释放出甲烷。城市生活污水的地下管网，生活垃圾的填埋场都在自然环境下进行着沼气发酵。总之，沼气发酵是自然界普遍存在的厌氧发酵过程，只要存在厌氧生态系统，就普遍产生沼气，每年从这些地方产生释放到大气中的甲烷可达13亿吨之多，约占大气中甲烷来源总量的90%。天然气也是一种生物气，它是远古年代地底下的动植物残体及其它有机物质在厌氧条件下，经微生物的分解产生的高品位气体燃料，其甲烷含量比沼气中甲烷含量高，一般在95%左右。二、沼气的成份及燃烧特性沼气是各种有机物质在隔绝空气，并有适宜温、湿度条件下，经过微生物的发酵作用而产生的一种可燃性气体。它不是单一的气体，而是由多种气体组成的混合气体，含有甲烷、二氧化碳、硫化氢、一氧化碳、氢、氧、氮等气体。其中主要成分是甲烷和二氧化碳，甲烷占总体积的55～70%，二氧化碳含量为30～45%。其它几种气体含量较少，一般不超过总体积的2%。沼气燃烧主要是甲烷的燃烧。甲烷是一种理想的气体燃料，它无色、无味、无毒，分子式为CH4，分子量为16.04，它和适量的空气混合后即可燃烧，

沼气沼液沼渣综合利用与方案

沼气沼液沼渣综合利用方案一、沼气的综合利用：沼气是一种混合气体，其中含有60%-70%勺甲烷、30%-35%的二氧化碳，还含有少量的一氧化碳、氢、氨、硫化氢、氧和氮等。沼气作为优质气体燃料，除可用于煮饭、点灯外，还可广泛用于发电、孵鸡、育蚕、烘干、粮果贮藏、二氧化碳施肥等生产领域。沼气炊事：农村家用沼气池所产生的沼气主要用于烧水、煮饭，为牲畜煮食等。沼气照明：沼气灯是把沼气的化学能转变为光能的一种燃烧装置。特别是在偏僻、边远无电力供应的地区，用沼气进行照明，其优越性尤为显著。沼气灯为温室蔬菜二氧化碳施肥，并增加日照：沼气中一般含有25%-35% 的二氧化碳和50%-70%勺甲烷。甲烷燃烧时又可产生大量的二氧化碳，同时释放出大量热能。一般来讲，燃烧1立方米沼气可产生0.975立方米二氧化碳。根据光合作用原理，在种植蔬菜的塑料大棚内燃点一定时间、一定数量的沼气，棚内二氧化碳浓度和温度明显增高，能有效地促使蔬菜增产。施用二氧化碳的蔬菜植株生长健壮，叶绿素含量高，叶色深绿有光泽，开花早，雌花多，花果脱落少，而且嫩枝叶上冲有力，抗病性增强。沼气升温育秧：温室育秧是解决水稻提早栽插，促进水稻早熟高产的一项技术措施。目前，多数温室都是用煤炭或薪柴作升温燃料，因此，每年育秧要耗费大量的煤炭或薪柴，育秧成本较高。利用沼气作为育秧温室的升温燃料，培育水稻秧苗是沼气综合利用的一项新技术，设备简单、操作方便、成本低廉、易于控温、不烂种、发芽快、出苗整齐，成秧率高，易于推广。沼气供热孵鸡：沼气孵鸡是以燃烧沼气作为热源的一种孵化方法。它具有投资少、节约能源、减轻劳动、管理方便、出雏率和健雏率高等优点。沼气灯照明升温育雏鸡：初生雏鸡调节机能、觅食能力和对自然环境的适应能力较差。因此，要饲养好雏鸡，首先必须要有一个比较适宜的温度条件，以利生长发育。沼气灯具有亮度大、升温效果好、调控简单、成本低廉等优点。用沼气灯照明升温育雏鸡，能使雏鸡生长发育良好，成活率高。沼气灯照明提高母鸡产蛋率：生产实践表明，利用沼气灯对产蛋母鸡进行人工光照，并合理地控制光照时间和光照强度，能使母鸡新陈代谢旺盛，促进母鸡的卵细胞的发育、成熟加快，达到多产蛋的目的。沼气加温养蚕：在春蚕和秋蚕饲养过程中，需要提高蚕室温度，以满足家蚕生

沼气脱水、脱硫及净化

沼气脱水、脱硫及净化沼气的净化一般应包括沼气的脱水、脱硫及脱二氧化碳。沼气中的水分与硫化氢共同作用，能加速管道及阀门、流量计的腐蚀，硫化氢还对大气造成污染，所以要脱除。沼气如何进行脱水：从发酵装置出来的沼气含有饱和水蒸气，可用3种方法将其去除。 (1)冷分离法。是利用压力能变化引起温度变化，使水蒸气从气相中冷凝下来的方法。常用的有两种流程：A．节流膨胀冷脱水法。一般用于高压燃气，经过节流膨胀或低温分离，使部分水冷凝下来。B．加压后冷却法。如净化气在0 8MPa压力下的冷却脱水。 (2)溶剂吸收法。属于这类脱水溶剂的有氯化钙、氯化锂及甘醇类。 (3)固体物理吸水法。吸附是在固体表面力作用下产生的，根据表面力的性质分为化学吸附( 脱水后不能再生)和物理吸附(脱水后可再生)。沼气的脱硫：沼气中的有害物质主要是硫化氢，它危害人体健康，对管道阀门及应用设备有较强的腐蚀作用。目前，国内大部分用户均未安装脱硫器，已造成严重后果。为减轻硫化氢对灶具及配套用具的腐蚀损害，延长设备使用寿命，保证人身健康，必须安装脱硫器。脱硫原理：在常温下含有H 2S的沼气通过脱硫剂床层，沼气中H 2S与活性物质(如氧化铁)接触，生成硫化铁和亚硫化铁，然后含有硫化物的脱硫剂与空气中的氧接触，当有水存在时，铁的硫化物

又转化为氧化铁和单体硫。这种脱硫和再生过程可循环进行多次，直至氧化铁脱硫剂表面大部分被硫或其他杂质覆盖而失去活性为止。脱硫方法：脱硫的方法有湿法脱硫和干法脱硫两种。干法脱硫具有工艺简单，成熟可靠、造价低等优点，并能达到较好的交货程度。目前家用沼气脱硫基本上采用这种方法。干法脱硫剂有活性炭、氧化锌、氧化锰及氧化铁等，从运转时间、使用温度、公害、价格等综合考虑，目前采用最多的脱硫剂是氧化铁。

沼气的起源及发展历史

垃圾填埋区沼气收集利用施工方案和施工技术

垃圾填埋区沼气收集利用施工方案和施工技术【摘要】本文以潮州市锡岗生活垃圾卫生填埋场为例，介绍生活垃圾填埋区沼气收集利用的施工方案和施工技术，总结施工经验。【关键词】垃圾沼气收集利用施工 1 引言潮州市锡岗生活垃圾卫生填埋场（以下称垃圾场）设计垃圾填埋总容量约1000万立方米，最高填埋厚度近100m。根据相关规范要求，设计填埋量大于250万吨且垃圾填埋厚度超过20m的生活垃圾填埋场，应建设甲烷利用设施或火炬燃烧设施处理含甲烷填埋气体。垃圾场按照设计要求，配套建设填埋区沼气收集发电利用工程，填埋区布设收集气井和管网把填埋气体收集后引入沼气发电厂燃烧发电。因此，填埋区沼气收集管网的建设质量将直接影响沼气发电厂的供气量，是决定电厂能否稳定运行的关键因素。合理的施工方案和施工技术控制，是确保沼气收集管网工程质量的重要前提。 2 填埋区沼气收集工程的施工方案填埋区沼气收集工程的主要建设内容包括开挖沼气收集竖井、横井和边坡井、铺设收集管网以及配套的供电电缆等。 2.1 竖井施工方案相邻竖井之间间距约12米，井深根据垃圾填埋厚度确定，最低不低于10米。井直径约￠550mm，井管采用PE100 DN160 0.6Mpa管材，管壁使用￠26mm 钻头打花孔，打孔8排，孔间距10cm。花管表面包裹1层三维植被网格，用绳子或铁丝将其固定在管材表面，防止下管道时三维植被网格脱落。安装井管时必须配套安装扶正器，可以有效地防止井管贴于井壁。扶正器采用￠6mm钢筋制成，15米竖井安装扶正器1个。井管安装完成后，将密封钢板从井口上端下放至PE管道卡箍处，密封钢板厚度6mm。密封钢板安装后，在其上面覆盖1-2层无纺布或塑料薄膜，再用粘土将井回填至地表。 2.2 横井施工方案铺管前，先用推土机或挖掘机平整管道施工位置的带状垃圾表面，并使垃圾表面形成一定的坡度，坡度根据集气主道管的坡降要求确定，一般在3%以上。横井采用PE100 DN200 0.8Mpa管道作为收集管，上面打直径26mm的孔，密度不少于6米长管道截面积的5倍。 2.3 边坡井施工方案

沼气的收集与利用

沼气的收集与利用沼气厌氧发酵及其残余物利用技术目前在我国农村广泛采用的家用小型沼气池容积6～10m3，多与猪圈、厕所连通。进料前植物性原料需进行堆沤处理，粪草比以2：1～3：1以上为宜，保持碳氮比13：1～30：1，pH值6.8～7.4。每天投料4～8kg(干)，5～7d 出料一次。这种沼气池单位容积日均产气0.12～2m3，年产沼渣5～7m3、沼液25t。随着沼气厌氧发酵技术的不断改进，在池型上已由最初的水压式发展到较为先进的浮罩式、集气罩式、干湿分离式、太阳能式等，规模上正由户用小型沼气池逐步向集中供气的大中型沼气池逐步向集中供气的大中型沼气发酵工程发展，发酵温度也有常温(10～26℃)、中温(28～38℃)和高温(48～55℃)，气压上有低压式、恒压式等多种形式。在发酵工艺方面，采用干发酵、两步发酵、干湿结合、太阳能加热等新技术，有的还采用碳酸氢铵代替猪粪与秸秆混合发酵，或通过施加添加剂，培育高效发酵微生物，提高产气率。淄博市西单村建有一座总容积2200m3的沼气发酵罐，全村200头奶牛、2500头猪、1万只鸡每天共产生约7500kg粪便投入沼气罐，日均产气296m3，产沼肥10t。沼气发酵残余物是一种高效优质有机肥和土壤改良剂，沼液一般用作追肥，沼渣适宜作底肥。山东省农业科学院在小麦抽穗扬花期进行沼液追肥，每次300kg/hm2，喷3次增产12.9%。沼气发酵残余物还用来喂猪、养鱼、栽培食用菌、养殖蚯蚓等。喂猪一般选用投料一个月后的上清液，随取随喂，定时定量，以占总料的

30%为宜。安徽阜南县试验表明，添加沼液喂猪可使育肥期缩短一个月，节省饲料80kg。喂鱼以滤食性鱼(如鲢鱼)为主，施用时间、数量视水的透明度和季节、温度而定。江苏省沼气研究所实验证明，沼渣养鱼较投放猪粪增产25.6%，且能改善鱼的品质。南京古泉农村生态工程实验场还用50%浓度的沼液进行春菇追肥和喷洒，增产率为14%，且个大色泽；若作基肥拌入基料中，比一般栽培可提早14d出菇。