纯秸秆制沼气技术概述
纯秸秆沼气自动连续高效发生装置的研究与应用
摘 要:
本文简述了我国现存的农作物秸秆资源化利用技术及存在的问题,介绍了一种纯秸秆高浓度连续发酵装置的研究与应用概况、工艺条件、产气效果。
前言：
我国目前推行的沼气类型主要有户用小型沼气和大中型畜禽规模化养殖场沼气工程，虽然解决了一些问题，但弊端日渐显现。在户用小型沼气方面，由于粪源短缺、农村劳动力外流以及管理经验不足，已经造成60%的已建沼气池废弃。在规模化养殖场沼气工程方面，由于能耗高、产气率低、沼液沼渣销售渠道不完善等因素，仅靠出售沼气难以维持沼气工程的运转，造成养殖企业沼气工程负收益。
在当前状态下，我们急需一种解决上述问题的新装置。它应该有以下功能：1，发酵原料广泛：各种农作物秸秆、生活垃圾、人畜粪污均可使用；2，管理方便：以村镇为单位实现集中供气的发酵装置，管理人员不超过3人；3，以出售沼气为收入方式的状态下，要有足够的盈利，即每立方沼气的生产成本不超过0.6元；4，投资小，市场能接受。
在以上述功能为研究方向的指导下，河南焦作华中能源科技有限公司自筹研发经费450余万元，自2007年开始成立课题组进行秸秆沼气工程的科研工作，对发酵工艺的各个环节进行创新和优化。2008年5月完成50m³全秸秆连续干发酵工艺初试，2009年9月年完成200m³纯秸秆秸秆连续干发酵沼气工程中试。设计优化出一套投资小、自动化程度高、适合中国国情的全秸秆沼气工程解决方案.
课题组简介：陈墨（总工程师，硕士）申云（组长，高级工程师）刘知华（副组长，博士后）
1、 材料和方法
1.1发酵原料
(1)玉米秸秆、麦秸、稻草、玉米芯、棉杆、油菜杆、锯末、中药废渣、玉米废渣、生活垃圾等
(2)接种物
通常原料预处理阶段使用降解菌和复合菌;沼气发酵启动时使用含有大量沼气发酵微生物的各种厌氧活性甲烷菌;牛粪和污水处理厂污泥。
1.2设备与仪器
(1)试验装置
试验装置为课题组自行设计制作的厌氧发酵装置。主发酵池、储气柜、净化装置采用钢板焊接，预处理池、操作间采用砖混结构。1.2试验仪器
试验仪器包括恒温干燥箱(意大利产),马弗炉(S-12箱式电阻炉,沈阳市节能电炉厂制造),
分析天平(意大利产),pH计(PHS-3c型,上海精密科学仪器有限公司),恒温水浴锅(北京永光明仪器厂制造),气相色谱仪(varian-3800)等。
1.3试验方法
1）进料方式：主发酵池建好以后，课题组首先选用不同进料装置和进料方式对各种秸秆原料的不同粒度和浓度进行了实验和优化。
通过采用铰龙装置、活塞挤压装置、泵送装置、液压装置、真空吸附、高压气动装置的对比实验，发现高压气动进料装置效果最好，最大粒度达60mm，TS20%以上。
2)发酵浓度
通过对玉米秸秆、麦秸、稻草等原料分别采用TS6%-30%进行不同发酵试验，最终得出浓度在13-18时产气最高，可达0.46-0.52m³/kg.
3)发酵温度
分别选取20°、25°、30°、35°、45°、54°进行实验，得出：25°下能效比最高，冬季（池外温度-12°）无需加温措施；35°下能耗和产气率对比最优；
增温措施经锅炉增温和太阳能集热器增温对比，得出太阳能集热器增温效果最优。
4）C/N
分别选取不同碳氮比进行发酵试验，发现影响因素不大，C/N比1：1-70：1均可正常产气；
5）原料预处理
分别用物理、化学、生物方法对原材料进行了预处理，粉碎、揉搓、气爆、堆沤、各种菌群、酸碱、氨化、固化酶等方式中，优化出的最佳预处理方法是：粉碎+气爆+固化酶；
6）滞留期
分别采取20天、30天、40天、50天、60天、90天进行对比，优化出如下最佳滞留期为：常温56D，中温45D，高温28D。
7）防结壳处理方法
通过采用喷淋、机械破壳、气动搅拌等多种方法对比优化，最终得出最佳方法为：沼液回流+机械搅拌；
2，结果与讨论
经过3年上千次的试验与优化，中试情况如下
1） 以秸秆为主原料，原料来源广泛。本课题以秸秆为主，经实践麦秸秆、稻秆、麦糠、杂草等各种生物质均可，解决了养殖业欠发达的地区沼气发酵原料缺乏的问题；除用秸秆外，还可以和畜禽粪便、有机垃圾组成混合型原料；
2） 可实现连续进料、均匀产气。每日顶部均匀布料，克服批量沼气发酵产气不均匀的问题。实现每日出料、进料。还可控制产气量，按一周左右产气高峰来计算，控制秸秆量来控制产气量，资源得到有效利用；
3） 采用PLC(Programmable Logic Controller可编程逻辑控制器)系统。发酵罐温度、压力、产气量、贮气压力等自动监控、报警、过压保护控制，安全高效，节省人力；
4） 占地面积小，自动化程度高。500m³沼气工程占地仅3.5亩，采用机械联动控制，产气、贮气过程自动化；
5） 分解快、池容产气率高。地上立式消化器，秸秆滞留期长，反应彻底，原料产期率高达0.5m³/kg，池容产气率达1-1.5 m³/m³•D ，比传统粪污大近十倍。
6） 高效、稳定四季产气连续均匀。普通沼气池存在“夏季用不完，冬季不够用”的现象。而该发生装置有节能型的增温（太阳能）、保温措施，发酵温度35度以上，达到常年高效、稳定产气，即使在高寒地区仍可稳定运行。
7） 消除结壳现象的发生。以往的秸秆沼气容易有结壳现象的发生，此装置采用沼液循环使用，实现快速接种和保持罐体内料的湿度，消除结壳现象，提高发酵速率和产期率。
8） 沼液全部回流，沼渣直接做有机肥使用，真正实现零排。
3，结束语：
通过课题组成员几年的努力，纯秸秆连续高浓发酵装置取得了很大突破,能够保证农作物秸秆在干物质浓度较高的情况下正常发酵,产生清洁能源(沼气)和优质有机肥,基本上达到零排放,符合我国广大农村地区对优良环境、清洁能源和优质有机肥的需求。目前已申报多项专利和成果鉴定，在实现村镇集中供气及农作物秸秆综合利用方面，,大型秸秆沼气工程将成为重要选择。
秸秆沼气破解原料短缺难题,推进农村沼气发展
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２００３～２０１ １年，中央共安排了２０６＂ｆＺ元投资， 支持发展了１７３５万户户用沼气；加上地方投资建 设、农民自建的沼气池，到２０１ １年底，全国沼气 用户（含集中供气户数）已达４１６８万户，占适宜 农户的３４．７％，￣２００３年项目启动时提高了２５．５ 个百分点，受益人口约１．６＇ｆ７￣人，户用沼气普及率 得到了快速提高。 ２００７年以来，中央安排投资９．２亿元，支持 建设了２．４万处养殖小区和联户沼气等小型沼气 工程；安排投资４４＇ｆ７＿，元，支持建设了３６９１处大中 型沼气工程；加上地方和企业自建，截至２０１ １年 底，全国规模化养殖场沼气工程已发展至８．０５万 处，规模化沼气工程得到了稳步推进。 ２００７年以来，中央安排投资２５．４亿元，支撑 建设了９．１万个农村沼气乡村服务网点。同时，中 央还安排投资３１６１万元，支撑建设了４个沼气科技 支撑项目，用于支持沼气提纯灌装、混合原料和 沼气增温保温等研究的条件建设，服务体系和科 技支撑得到了加强。 目前，全国各省（区、市）制定了上百个 项目“管理条例”、 “管理办法”和“实施细 则”，颁布实施了３１个国家及行业标准，农村沼 气建设管理制度日趋规范。２０１２年，有１４个省把 农村沼气列为民生工程，作为省委省政府为民办 实事的重要内容，农村沼气管理制度日趋规范。 ２Ⅵｒ、唧．ｅｈｏｍｅ．ｇｏｖ．ｃｎ 农村沼气大发展不仅解决了 农民生活用能，而且在发展绿色农 业、促进农民增收节支、改善农村 卫生条件，保护生态环境，推进节 能减排、降低血吸虫病发病率等方 面都发挥了重要作用。据农业部统 计，到２０１ １年底，沼气年产量达 １５０亿ｍ。，相当于全国天然气年消费 量的１ １．４％，年减排二氧化碳６１ Ｏ０ 万吨，生产有机沼肥４．１亿吨，为农 民增收节支４７０亿元，综合效益十分 显著。 杨司长在讲话中要求大家积极 创新工作思路，推动农村沼气又好 又快发展。 按照“科学规划、优化结构， 建管并重、保证质量，加强服务、 巩固成果，综合利用、提高水平”的原则，进 一步完善和印发《农村沼气“十二五”建设规 划》，出台扶持政策，健全保障措施，促进沼气 事业又好又快发展。 政策补贴主要是实施用气用肥补贴政策。 建议国家投资按照收支略有盈余、比照天然气热 值、比较城乡居民收入的原则，在稳定前端建设 补贴的同时，合理制定沼气用气用肥补贴标准， 将国家投资由过去的“买沼气工程”变为“买沼 气产品”，促进沼气事业持续健康发展。通过用 气用肥补贴、供气收费等多种方式，努力使沼气 工程业主走上效益拉动的良性发展轨道。 完善项目管理，一是实行先建后补项目管理 方式。在不改变现有沼气工程建设申报程序的基 础上，对国家立项批准建设的大中型沼气工程， 验收合格后按照供气户数和运行质量等考核指标 拨付补助资金。二是加强建设和运营质量考核。 建立规范的沼气工程建设和运营考核评价制度， 委托第三方中介机构对沼气工程建设质量和用气 效果进行绩效考核，并将绩效考核结果作为安排 省、县沼气工程项目的重要参考依据。建立和完 善工程质量责任追究制，对质量不符合要求和沼 气利用不充分的视情况严重程度分别提出整改、
秸秆粪便混合厌氧发酵产沼气特性
秸秆粪便混合厌氧发酵产沼气特性
【摘 要】为考察玉米秸秆与猪粪混合厌氧发酵产沼气特性，以10L的厌氧发酵装置，并用单一玉米秸秆发酵和单一猪粪发酵作为对照，对以玉米秸秆和猪粪混合发酵进行研究。发现玉米秸秆猪粪混合发酵可以加快玉米秸秆产气并可大幅度提高玉米秸秆产气量，试验组最高日产沼气量分别比单一玉米秸秆组、猪粪组提高47.36%和32.22%；实验组的甲烷含量与单一猪粪组相似，高于单一玉米秸秆组；各组的pH均在8.20左右。相关性分析表明，原料中含混合发酵组的pH与日产沼气量间呈极显著性负相关（P<0.01）。
【关键词】玉米秸秆；猪粪；混合厌氧发酵；pH；沼气
中国作为农业大国每年都产生多达7.2亿吨秸秆，许多被丢弃、直接焚烧；畜禽粪便年产生量也达20.1亿吨[1]，许多未经处理排放，造成了严重的环境污染问题。利用厌氧发酵技术将有机废弃物转化为沼气，对于获取新型能源和控制农村面源污染都有积极意义。随着经济发展，畜禽养殖已由过去的农户分散养殖过渡为集中养殖，可能造成部分户用发酵原料短缺；而秸秆存在一定季节性、降解率低、易出现漂浮分层结壳等问题，使纯秸秆发酵较难被接受[2]。故沼气发酵原料是亟待解决的问题。而将粪便秸秆混合发酵可以有效地弥补单一原料发酵的弊端，同时还可解决沼气原料短缺的问题。刘战广等[3]研究了猪粪与稻秆的混合发酵，发现调节粪草比可以从原料转化速率方面提高发酵效率。Xie等[4]研究了不同猪粪青贮饲料的配比厌氧发酵，结果表明当猪粪与青储饲料的挥发性总固体的比例为1：1时产气量最大。有关秸秆粪便混合厌氧发酵与产气效果、发酵中pH关系的研究广受关注。
本研究采用10L厌氧发酵装置，以玉米秸秆和猪粪进行混合发酵，并以单一玉米秸秆发酵和单一猪粪发酵作为对照，研究玉米秸秆与猪粪混合厌氧发酵产沼气特性，为混合原料产沼气及实际工程运用提供有价值的参考。
1 材料与方法
1.1 材料试验装置
玉米秸秆总固体含量（Total Solids，TS）：90.8%，挥发性固体含量（Volatile
江苏省淮安市户用秸秆沼气示范点介绍
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江苏省淮安市户用秸秆沼气示范点介绍
全国户用秸秆沼气现场经验交流会在江苏淮安 召开，会议安排代表对户用秸秆沼气示范村进行了 参观学习，与会代表认真听取了现场介绍，并表示 获益良多。
淮阴区丁集镇农庄秸秆沼气示范村 丁集镇农庄村位于丁集镇西南，２０５国道西 侧，火车西站北侧。全村有７个村民小组，７８６户 人家，３１４０口人，耕地面积２９８２亩，２０１１年人均 收入达１ １３１５元。近年该村的各项工作多次受到了 省、市、区各级党委政府的充分肯定，先后获得省 “康居示范村”、 “廉洁示范村”等荣誉称号。 村庄共规划有５个农民集中居住点、村委会、幼儿 园、卫生服务室等公共设施。
一、秸秆示范村建设内容 农庄村作为城郊型村庄，分散养殖日渐减少， 沼气池发酵原料短缺问题日益凸显。为强化全村沼 气管理，提高沼气用户使用率，２００８年通过项目扶 持建立了沼气物业管理站。结合 该村周边较大的蔬菜和食用菌生 产基地，针对蔬菜、食用茵面积 大、品质急需提高的实际情况， 因地制宜，正确引导农户使用沼 液和沼渣，倡导农民发展“秸秆 一沼气一蔬菜”生态模式，通过 秸秆预处理发酵食用菌与发展无 公害农产品生产紧密结合，提高 农产品产量与质量。 现已建成“三沼”综合利 用示范点５３０亩，主要以食用菌 和蔬菜为主，经沼气池发酵过的 秸秆能有效提高食用菌的品质和 产量，减少病虫害的发生，延长 采摘期。沼渣、沼液用于蔬菜大 棚，直接作用于蔬菜，能大幅度 提高蔬菜的品质，并减少化肥农药使用量，是该村 建设无公害绿色农产品基地的基础。该村年利用沼 液、沼渣近８０００ｔ，减少化肥、农药使用量３０％。 节约蔬菜生产成本近３００元／亩，建成“三品”基地 ２４５９亩。
二、物业管理模式 为强化全村沼气管理，提高沼气用户使用率。 在区能源办指导下，该村于２００８年６月相继成立了 农庄村沼气物业管理站和秸秆预处理站，由区能源 办与村委会联合招聘物业管理人员，经白荐或乡镇 农技站推荐，乡镇审核再由区农村能源办审批。由 区农村能源办公室与经审批合格的物业管理人员签 订聘用合同。 物业管理站明确专人负责，建立各项管理制 度，与沼气用户签订服务协议，建立农户服务档 案，本着“专业化服务、物业化管理”的原则，为 沼气户提供维修、进出料、秸秆原料等服务。 服务人员到位以后，能源办提供部分沼气配 编辑记者赵梦
我国沼气提纯技术及生物天然气产业发展情况
我国沼气提纯技术及生物天然气产业发展情况
摘要：近年来，随着社会建设的不断发展，生态文明建设、调整能源结构和低碳发展是我国当前和未来时代的特征，生物天然气因具有生态、环保和能源的三重属性，得到广泛的关注。生物天然气是以农林废弃物和畜禽粪便为原料发酵后经提纯制取的天然气。2015年国家发布农村沼气工程转型升级工作方案，标志着沼气大规模开发利用时代的到来，提倡高品位的生物天然气，倡导用现代技术手段建设规模化、商业化的大型生物天然气项目。文章重点从我国生物天然气在国家政策、工艺装备和发展模式方面进行探讨，并提出行业未来发展的建议。
关键词：沼气提纯技术；生物天然气；产业发展
引言
随着我国现代化进程的推进，能源需求不断增加，能源消费仍以传统煤燃料为主。但是大量的煤炭的使用会造成粉尘污染，破坏生态。因此国家发改委在《能源发展“十三五”规划》中明确提出，“十三五”期间增加对天然气的使用，到2020年天然气消费比重力争达到10%。但是我国天然气市场储存已无法满足其需求，造成天然气的对外依存度不断提高。因此，可替代天然气的可再生能源的研究与开发受到了越来越多的关注。尤其是将废弃生物质高效转化为生物天然气，具有保护环境和节能减排的多重意义。沼气作为优质清洁能源，是对生物质能的高效益利用。中国的沼气最早应用于20世纪20年代，用于农村家庭的炊事，经过近百年的发展，由幼稚走向成熟，当下正面临高速发展时期。通过大量研究者的共同研究，发现并利用沼气的良好防爆性能，可以将沼气提纯到97%以上，从而达到车用燃气的标准，是目前沼气应用比较热门的方向。沼气经过提纯后，热值更高，浓度为97%的甲烷气体可以满足天然气的供应要求，从而能够并入天然气管网。因此，沼气在中国政府支持下正在逐渐发展成为可以替代传统化石燃料的清洁能源。 1沼气提纯技术
1.1水洗法
水洗法是一种物理方法，利用CO2和CH4在水中溶解度不同，通过物理吸收，实现CO2和CH4分离。加压水洗工艺，首先需要将沼气加压到1000～2000kPa送入洗涤塔，在洗涤塔内沼气自下而上与水流逆向接触，酸性气体CO2和H2S溶于水中，从而与甲烷分离，CH4从洗涤塔的上端出，进一步干燥后得到生物甲烷。在加压条件下，一部分CH4溶于水，所以从洗涤塔底部排出的水需要进入闪蒸塔，通过降压将溶于水中的CH4和部分CO2释放出来，这部分气体重新与原料气混合再次参与洗涤分离。从闪蒸塔排出的水进入解吸塔，利用空气、蒸汽或惰性气体进行再生。在有廉价水资源可供利用时，水洗法可一直采用新水而无需对水进行再生处理，这样既简化了系统，又提高了提纯效率。水洗法在最低的操作管理条件下通过单个洗涤塔就可以将CH4浓度提纯到95%，效率较高，而且由于采用水做吸收剂，所以这也是一种成本较低的提纯方法，尤其在不需要对水进行再生处理时，其廉价性更加显著。加压水洗法的劣势:在洗涤塔内，微生物会在填料表面生长形成生物膜，堵塞填料，需要加设冲洗装置；虽然水洗过程可以同时脱除H2S，但为了避免其对脱碳阶段所用压缩设备的腐蚀，应在脱CO2之前将H2S先脱除；生物甲烷提纯后处于水分饱和状态，需要进行干燥脱水处理等。
沼气池建设技术一览
沼气池建造技术一览
一、 沼气的基本知识
1、沼气及其产生过程
沼气是有机物质在厌氧环境中，在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下，通过微生物发酵作 用，产生的一种可燃气体。由于这种气体最初是在沼泽、湖泊、池塘中发现的，所以人们叫 它沼气。沼气含有多种气体，主要成分是甲烷(CH4)。沼气细菌分解有机物，产生沼气的 过程，叫沼气发酵。根据沼气发酵过程中各类细菌的作用，沼气细菌可以分为两大类。第一类细菌叫做分解菌，它的作用是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳(CO2)等 。它们当中有专门分解纤维素的，叫纤维分解菌；有专门分解蛋白质的，叫蛋白分解菌；有 专门分解脂肪的，叫脂肪分解菌；第二类细菌叫含甲烷细菌，通常叫甲烷菌，它的作用是把 简单的有机物及二氧化碳氧化或还原成甲烷。因此，有机物变成沼气的过程，就好比工厂 里生产一种产品的两道工序：首先是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成半 成品——结构简单的化合物；再就是在甲烷细菌的作用下，将简单的化合物加工成产品—— 即生成甲烷。
2、沼气的成分
沼气是一种混合气体，它的主要成分是甲烷，其次有二氧化碳、硫化氢(H2S)、氮 及其他 一些成分。沼气的组成中，可燃成分包括甲烷、硫化氢、一氧化碳和重烃等气体；不可燃成 分 包括二氧化碳、氮和氨等气体。在沼气成分中甲烷含量为55%～70%、二氧化碳含量为28%～44%、硫化氢平均含量为0.034%。
3、沼气的理化性质
沼气是一种无色、有味、有毒、有臭的气体，它的主要成分甲烷在常温下是一种无色、无味 、无臭 、无毒的气体。甲烷分子式是CH4，是一个碳原子与四个氢原子所结合的简单碳氢化合物 。甲烷对空气的重量比是0.54，比空气约轻一半。甲烷溶解度很少，在20℃、0.1千帕时，100单位体积的水，只能溶解3个单位体积的甲烷。
甲烷是简单的有机化合物，是优质的气体燃料。燃烧时呈蓝色火焰，最高温度可达1?400? ℃左右。纯甲烷每立方米发热量为36.8千焦。沼气每立方米的发热量约23.4千焦，相当于 0.55千克柴油或0.8千克煤炭充分燃烧后放出的热量。从热效率分析，每立方米沼气所能 利用的热量，相当于燃烧3.03千克煤所能利用的热量。
高中生物-沼气发酵技术
沼气是沼气发酵微生物在厌氧环境下将农作物秸秆或者禽畜粪便等可降解的生物质经过厌氧消化生
成的可燃气体。其主要成分是甲烷和二氧化碳，其中甲烷约占45 %～70 %、二氧化碳约占25 %～55 %；此
外，沼气还含有大约5 %的其他气体（如H2S、N2、H2、CO、NH3 等）。沼气是具有很高热值的清洁燃料，
经过净化的沼气完全燃烧后只生成H2O 和CO2，不会对环境造成污染。沼气发酵在农业和生态方面的综合【高中生物-沼气发酵技术】
沼气发酵技术发展及应用现状
利用具有很大的经济价值和社会效益。 1 沼气发酵原理及影响因素
1.1 沼气发酵原理
沼气是生物质经过多种微生物联合厌氧消化作用而生成的可燃气体。厌氧消化就是在无氧的条件下,由
兼性厌氧菌和专性厌氧菌联合降解有机物，最终生成二氧化碳和甲烷等气体的过程。人们对于沼气发酵过
程的划分仍存在争议；目前主要认为，沼气发酵过程可分为水解液化、酸化和甲烷化三个阶段。第一阶段
为水解液化阶段，兼性厌氧菌和发酵性细菌将原料中较大分子的成分(如纤维素等)水解成可溶于水的有机
酸和醇类等。第二阶段为酸化阶段；产氢产乙酸菌将第一阶段生成的有机酸和醇继续分解成小分子物质，
同时生成氢气和二氧化碳。第三阶段为甲烷化阶段；产甲烷菌将第二阶段生成的小分子物质转化为甲烷和
二氧化碳气体，即发酵的最终产物沼气。
1.2 沼气发酵的影响因素
影响沼气发酵的因素很多，其中最主要的因素包括原料成分、原料预处理情况、接种物种类、进料浓
度、发酵温度和pH。
原料成分的影响：能够用来发酵产沼气的生物质很多。传统的沼气发酵原料主要包括以秸秆类物质为
代表的农业废弃物、禽畜粪便和污水处理厂的厌氧活性污泥、以及生活垃圾等。选择容易降解的原料(如人
畜粪便等)可以加快发酵的启动过程和提高发酵效率。若原料选择不当则容易造成发酵系统酸积累严重而
发酵无法启动或启动后产气量不高等后果。
原料预处理的影响：原料预处理是利用物理、化学或者生物等方法使生物质中不易被降解的物质提前
科技成果——基于厌氧干发酵的生活垃圾、秸秆多联产技术
科技成果——基于厌氧干发酵的生活垃圾、秸秆多联产技术
技术类别 零碳技术
适用范围
可再生能源，废弃物综合利用
行业现状
县域是能源、循环农业及生态文明建设的基础。随着新型城镇化建设进程加快，县域绿色低碳清洁能源保障及有机废弃物处理问题越来越突出。如何对县域内农作物秸秆和生活垃圾等废弃物进行有效、高质利用，已成为亟待解决的问题。
基于厌氧干发酵的生活垃圾/秸秆多联产技术以城镇生活垃圾和农作物秸秆为原料，经工艺技术集成和生产过程优化，实现了生物天然气、热和电多联产，为我国县域内生活垃圾处置和秸秆能源化利用提供了一种新的模式，具有较好的社会和环境效益。目前，该技术已在黑龙江省得到应用，效果良好。
成果简介
1、技术原理
以城镇生活垃圾和农作物秸秆为原料，采用厌氧干发酵工艺制备沼气，经提纯后生产生物天然气；厌氧发酵后产生的沼渣经干化后，与生活垃圾中分选出的可燃物混合制成垃圾衍生燃料用于热电联产。该技术通过工艺技术集成和生产过程优化，对生活垃圾和秸秆等固体废弃物的梯级和高值化利用，实现气、热、电多联产。 2、关键技术
（1）厌氧干发酵工艺及设备
该工艺系统包括密封性优良的厌氧干发酵反应器，以及喷淋回流循环系统、地热及壁热采暖系统和通风换气系统等。在厌氧干发酵反应器中投入有机原料，在密封条件下，通过喷淋回流循环系统喷淋甲烷菌液引发厌氧干发酵反应，通过地热及壁热采暖系统保持厌氧干发酵反应器的恒定温度，确保有机原料厌氧干发酵过程的顺利进行，以高效率获得甲烷。
（2）垃圾焚烧热电联产技术
采用多段往复推饲分层供风炉排，并配合以高而短的前拱和低而长的后拱，在不添加辅助燃料时，可连续稳定地焚烧低热值生活垃圾。焚烧炉与余热锅炉采用一体化布置，使蒸汽温度提高至400℃，压力2.45MPa，并进入汽轮机实现热电联产。
3、工艺流程
基于厌氧干发酵多联产技术工艺流程图
主要技术指标 吨典型物料（生活垃圾：农作物秸秆＝5:1）主要技术指标：
秸秆干法发酵产沼气技术的研究
黑龙江农业科学２Ｏ１０（８）：１２９～１３０ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ ◆农村能源◇ 秸秆干法发酵产沼气技术的研究 王伟，崔昌龙，张楠，边道林，左辛 （黑龙江省农业科学院农村能源研究所，黑龙江哈尔滨 １５００８６） 摘要：介绍了以农作物秸秆为主要原料的干法厌氧发酵工艺的优势，并通过自行研制的沼气发生装置进行了 几项探索试验，确认了秸秆干发酵产沼气的可行性，并为该技术的进一步研究和应用奠定了理论基础。 关键词：农作物秸秆；干法发酵；产气量 中图分类号：￥２１６．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２—２７６７（２０１０）０８—０１２９—０２ 所谓干法发酵技术是针对传统的沼气发酵方 法提出的，主要特性是发酵过程中固体有机物的含 量在２０ 以上＿】］。与传统的湿法发酵相比，具有 运行成本低、自身耗能少、故障率小、后续处理费用 少、无二次污染等优点。研究干法发酵有助于解决 现在北方沼气发酵综合效益低的问题（北方年平均 气温低，有５个月寒冷季节，夏季池容产气率仅为 ０．２ ｍ。・ＩＴ＊＿３．ｄ ），特别是有利于规模化养殖场、中 小城镇、农村集中型沼气事业的发展，是将来我国 北方沼气发展的主要方向ｌ＿２］。另外据统计，黑龙江 省年秸秆产量将达６ ０００万ｔ，其中废弃和燃烧的 达５０ ，这不仅损失了秸秆的能量和营养成分，浪 费了资源，而且严重地污染了环境，影响了生态平 衡。可见妥善处置农作物秸秆非常必要，合理开发 利用农作物秸秆意义重大｜３ ］。 因此，对以农作物秸秆为主要原料的干法发 酵产沼气技术进行了探索，研究了不同秸秆种类、 干物质浓度、发酵温度对产气情况的影响，为秸秆 发酵产沼气的实际应用提供了依据。 １材料与方法 试验分别采用５ ０００ ｍＬ塑料罐和１ ０００、 ５００ ｍＬ容量瓶作为发酵装置，排水法收集气体。 将每组处理的原料充分混合后放入发酵罐并加入 接种物，加水到干物浓度需要的含水量，每个处理 ３次重复，数据取平均值 ＿６ｌ。接种物为秸秆与鸡 粪混合厌氧培养２个月之后的活性污泥。 １．１发酵原料种类试验 选用猪粪、鸡粪、玉米秸秆、稻草、麦秸５种发 酵原料，试验前秸秆做５ ｄ堆沤预处理。试验分２ 个部分进行，首先单独以３种秸秆为原料进行发 酵试验，其次是秸秆与粪便的组合试验。试验干 物质浓度２０ ，接种物添加量２Ｏ ，发酵温度 收稿日期：２Ｏ１Ｏ ０５ ２６ 第一作者简介：王伟（１９８１），女，黑龙江省齐齐哈尔市人，硕 士，研究实习员，从事农村能源开发与利用研究。Ｅ—ｍａｉｌ： Ａｃｅｗｗ＠ｓｏｈｕ．ｃｏｒｎ。 ３５℃，秸秆与粪便干物质比１：１，发酵罐容积 ５ ０００ ｍＬ。 １．２干物质浓度试验 试验原料采用玉米秸秆与鸡粪组合，设８ 、 １５ 、２０ 、２５ 、３０ 、３５ 六个处理，秸秆与粪 便干物质比为２：１，接种物添加量为２０ ，发酵温 度３５ Ｊｃ，发酵罐容积为１ ０００ ｍＬ。 １．３发酵温度试验 采用３套恒温水槽同时进行，温度分别控制 在２５、３５、５Ｏ℃。玉米秸秆与鸡粪干物质比１：１， 接种物添加量为２Ｏ 。发酵罐容积为５００ ｍＩ ， 发酵罐口密封，并用橡皮管与充满２ ｍｏｌ・Ｌ。 ＮａＯＨ溶液的吸收瓶相连，２ ｍｏｌ・Ｉ 。ＮａＯＨ溶液 可以吸收沼气中的ＣＯ ，计量得到的气体为 ＣＨ ，另有极少量的Ｃｏ、Ｈ。等，可忽略不计。 试验所得数据均采用Ｅｘｃｅｌ进行处理和分析。 ２结果与分析 ２．１不同秸秆原料发酵产气情况 单纯以秸秆为发酵原料的试验结果如图１、 图２所示，玉米秆、稻草和麦秸分别在发酵３、４、５ ｄ时停止产气，且产气量很低。可见在没有经过 特殊条件预处理的情况下单纯以秸秆为原料发酵 产气难度很大。另外由图２可以看出，３个处理 ｐＨ都先迅速降低，然后稳定在５．５～６．０，有研究 表明产甲烷菌适宜的ｐＨ范围为６．６～７．２，低于 ６．５或高于８．０都会对其产生明显的抑制。显然， —－◆一玉米秸秆—■一稻草—●ｒ麦秸
发展秸秆沼气产业 推动低碳经济发展
躺 蛳释 棼 黼 ｉ产业论坛奠 发展秸秆沼号产业推动低碳经济发展 李砚飞 河北省青县新能源办公室 沼气技术是近些年国家确立的重点研究和推广项目之 。秸秆沼气技术，主要是利用玉米、小麦、高梁、豆类等 农作物秸秆采用中高温高浓度发酵工艺制取沼气的新技术， 所产生的沼气作为农民生活用能，也可替代天然气、液化石 油气、煤气等用于工业生产。其工艺流程为：以搅拌机、泥 浆泵为动力，将秸秆同其它辅料按照一定比例混合均匀加水 搅拌后，经过进料口，通过泥浆泵将发酵原料打入沼气发酵 罐，在３０℃～５５℃和ＰＨ６．８～７ ５的环境下进行发酵产气。 其过程如下：秸秆一粉碎一加菌种及添加剂一加入４０～６０ｏｃ 热水一搅拌一打入发酵罐一产气一脱水一脱硫一入储气罐一 输配系统一居民或工业使用。 青县秸秆沼气技术真正实现了工厂化生产，管道化供应 沼气，杜绝了秸秆就地焚烧和农村秸秆乱堆乱放，农民做饭 不再是烟熏火燎，改变了传统的生活方式，改善了村庄环 境，在农村看到了“不见炊烟起，但闻饭菜香”的情景。该 工程技术是新农村、新民居和城乡一体化建设的必然需求。 ２００７年９月经成都沼科所对东姚庄村沼气工程检测后，给出 的结论是：每投入１ｋｇ秸秆可以产生沼气０与ｍ。左右，该工程 技术达到实际运行水平，可以推广使用的评审意见。２０１０年 １月，成都沼科所对耿官屯村沼气工程检测结论是：池容产 气率达到１＿２以上。 ２０１ ０年６月２５日河北省秸秆沼气项目建设现场会议在青 县召开，与会人员对青县钢板焊接的沼气工程给予充分肯 定。近年来农业部规划设计研究院、沼科所、河北省科学 院、中国农大、首都师大、沈阳农大、河南农大、武夷大学 等全国各地大专院校科研机构，到青县参观考察的专家、教 授达６００多人次，全国人大、中组部、农业部以及省市各级 领导、专家和同仁参观考察１ ｌ２万余人次。通过近几年的试 验、示范，秸秆沼气技术初见成效，取得了一定的经济、社 会和生态效益，已经带动了；，－ｔｉＰ＿．乃至全国秸秆沼气技术的发 展。 一、青县秸秆沼气工程发展现状 青县位于沧州市北部，辖６镇４乡１场，３４５个行政村， 全县总耕地５ ５万ｈｍ （８２．５；５－亩），全县农作物常年种植面 积为５万ｈｍ （７５万亩）左右，主要以小麦、玉米、棉花为 主，是一个典型的种养结合的农业大县，秸秆资源丰富。青 县新能源战线的技术人员经过多年的研究、试验，１９９９年 攻克了纯秸秆很难制取沼气的技术难题。２００５年，在东姚 庄村建成４００ｍ。秸秆沼气工程并为该村明发食品厂供气。 ２００８年由河北耿忠生物质能源开发有限公司，开始动工兴 建耿官屯村大型秸秆沼气集中供气工程。河北耿忠生物质 能源开发有限公司在通过外出考察后，经认真讨论分析认 为混凝土浇筑、搪瓷钢板拼装等模式沼气工程落后于钢板 焊接的沼气工程，进而完善了钢板焊接的发酵罐、储气罐 工艺，优化了沼气净化、输配、计量、防负压等设施，在 对青县的秸秆沼气工程进行了规范和提高基础上，形成了 青县钢板焊接模式沼气工程。 截止目前，东姚庄村、耿官屯村两处沼气工程已正常 运行多年，王胜武屯村启动点火成功并为村民供气，范官 屯村、陈缺屯村主体工程均已经竣工，具备了启动运行条 件。耿官屯村沼气工程满足了１６００户居民做饭、８００人同时 就餐的喜庆大厅厨房做饭以及河北耿忠生物质能源开发有 限公司１ １ ＯＯｍ 办公楼取暖用气；东姚庄村沼气工程满足了 东姚庄６００多户居民、东姚庄村食品厂、下马厂村食品厂生 活、生产用气。５处沼气工程满负荷运行后，可满足８０００户 以上居民用气。 二、成功经验 １、成立组织，加强领导。 青县县委、县政府坚持把发展秸秆沼气工程作为全县 新农村建设的重点工作，作为新民居和城乡一体化建设的 一项重要内容。２００５年，县政府就成立了主管县长任组 长，农业局局长任副组长，财政局、安监局等有关部门一 把手为成员的“秸秆沼气工程建设领导小组”，专门组 织、协调全县秸秆沼气工程建设事项。２００９年县政府成立 了由县政府主管副县长为指挥长，农业局长为副指挥长， 监察局、财政局、发改局、安监局、质监局、审计局、国 土局、气象局、环保局等部门和相关镇一把手为成员的青 县秸秆联户沼气建设项目工程指挥部，指挥部下设办公 室，办公室设在农业局。指挥部负责组织、协调全县秸秆 联户沼气项目的具体实施。各部门及有关镇各司其职、各 负其责、密切配合，确保了项目的顺利实施。项目建设指 挥部不定期召开调度会议，协调解决施工中出现的新情 新能源产业 １ １
纯秸秆沼气工程运行管理问题与对策
纯秸秆沼气工程运
一、高平市纯秸秆沼气集中供气工程建设情况
高平市位于山西省东南部泽州盆地北端，全
市耕地５８万亩，农业人口４８万。高平是商品粮大
县、生猪大县、煤炭大县，但近年来由于过度开
采，煤业已处于萎缩状态，居民炊事取暖用煤日趋
紧张，另一方面每年约生产２０万吨农作物秸秆，
除去饲料约用去６．２万吨，秸秆粉碎直接还田约６万
吨，整杆覆盖２．４万吨，我市每年尚有５．４万吨的农
作物秸秆被废弃或焚烧，可资利用开发生产清洁能
源。缓解居民生活用能，实现综合利用。
为此，我市２００７年至今共建设秸秆沼气站７
处：１、北诗镇东吴庄；￣，－｝５００ｍ。（４３０户）秸秆沼
气站。２、米山镇川起村５０Ｏｍ。（５００户）秸秆沼
气站。３、米山镇３５００ｍ。（３５００户）秸秆沼气站。
４、马村镇３５００ｍ。（３５００户）秸秆沼气站。５、北
诗镇西韩村１５００ｍ。（１ １００户）秸秆沼气站。６、
河西镇１５００ｍ。（１５００户）秸秆沼气站。７、米山
镇酒务；￣，１－４００ｍ。（４００户）秸秆沼气站。所有工程
现在均运行良好，运行时间长的已有四年多，短
的也有一年多。这些工程如果全部满负荷运行，
年可生产沼气４１６７Ｊ－ｍ。，转化秸秆８３２０ｔ，生产沼
肥１３５０ｔ。
二、纯秸秆沼气集中供气工程工艺技术概述
１、工艺技术 该类工程采用纯秸秆连续发酵工艺，原料为
作物秸秆、植物茎叶等生物质，先经机械细粉碎
投入搅拌池，加回流沼液、添加秸秆降解剂按比
例拌和均匀，然后用泵打入厌氧发酵罐发酵，２公
斤秸秆可产出１立方米沼气（甲烷含量≥５５％），
降解率达９０％，池容出气率≥１．２，发酵滞留期为
９Ｏ天，头天投料第二天就能出气（每天连续投料
连续产气）并不受季节影响。
进料采用机械泵从顶端打入，出料经自压排
泄从底部放料，储气采用常压膜储气与０．８兆帕压
力罐相结合储存。输气系统采用二级调压，低压
输送，常压供给农户。主干管道输送压力为０．１兆 秘 黪嘲 张㈣ Ｉ产业论坛