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沼气生产将成下一个能源产业风口

简介—— 河南生物沼气工程质之沼气在未来必是非常重要的能源之一。沼气是多用途的可再生能源,可以替代传统的燃料产生热能和电能,它也可以…

  • 农作物秸秆处理沼气工程

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河南生物沼气工程质之沼气在未来必是非常重要的能源之一。沼气是多用途的可再生能源,可以替代传统的燃料产生热能和电能,它也可以在汽车工业中用作气体燃料。生物甲烷(质优沼气)也同样可以替代天然气用于化工生产。


据aa评估,由于厌氧消化(AD)是一种节能且环境友好的技术,通过厌氧消化产生的沼气比其他形式的生物能源有显著的优势。

欧洲的沼气生产

20世纪初,由垃圾产生的高价值肥料(堆肥)促进了厌氧消化技术和沼气经济的发展。欧洲迅速应用可持续的垃圾处理技术,同时为了在将来拥有可再生的替代燃料,欧洲机构还实施相关的研究计划。几十年以后,沼气技术在欧洲被广泛应用。

沼气生产从2009年的接近7934 toe(吨油当量,9.298×109 L),增长到2016年的14 120 toe(1.6548×1010 L)。

在欧洲,调整免税额、鼓励沼气研究和开发计划等措施大大地推动了使用生物质和生物垃圾制造燃料的工业活动。

至今用于生产气体燃料的废物所具备的性能和使用方式仍然是至关重要的问题。目前,研究方向集中在易于获得的资源,如农业废弃物资源。

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用于生产沼气的垃圾

1 原料

动物粪便、泥浆、污水、污泥、城市固体废弃物(MSW)、厨余垃圾……广泛的垃圾类型都可用作使用厌氧消化技术生产沼气的底物。

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?不同潜在底物的沼气产量和电力的比较

糖类、蛋白质、脂肪、纤维素和半纤维素等生物质可用作沼气生产的原料。通常添加共底物以增加有机物含量,从而获得更高的产气率。典型的共底物是农业相关的有机物垃圾、厨余垃圾和来自家庭的城市生活垃圾。

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?德国2010年沼气厂投入的底物

据报道,尽管糖类和蛋白质比脂肪的转化率更高,但后者的沼气产量更高。

2 纤维素垃圾

能源作物、农业残留物和污水污泥等纤维素垃圾具有很大的生物燃料生产潜力。木质纤维素主要由三种主要的有机成分组成:纤维素、半纤维素和木质素。


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?纤维素、半纤维素和木质素的成分简图

纤维素是主要结构成分,与植物细胞壁的机械强度有关。纤维素是地球上a丰富的有机化合物,占植物生物量的25%以上。

半纤维素构成木质素和纤维素分子之间的连接,并使整个纤维素-半纤维素-木质素网络更加紧凑。

木质素是细胞壁的杂聚物,存在于自然界中。木质素是一种天然聚合物,是木材的主要组成成分(占30%~60%),在农业残留物和草类中木质素占5%~30%,而作物残留物则主要为半纤维素。

根据a新的研究报道,木质素的表征,如组成和结构,可以积极地影响水解过程,以提高沼气的生产效率。也有报道称,生物质中较高的木质素含量降低了其降解效率。







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