2.3 加快农村沼气建设的重要性
农村沼气建设对缓解农村能源危机，改善农村生产和农民生活环境，增加农民收入以及提高农民生活质量都有着重要意义。
2.3.1 沼气建设能推动农村产业结构的调整
以沼气建设为纽带，把种植业与养殖业有机结合起来，发展农村生态循环经济，既能改善养殖环境，降低疫病发生率，促进养殖业发展，又能通过使用无公害沼肥（沼液、沼渣）减少化肥、农药使用量，培养改善地力，提高农产品质量，促进种植业发展。
2.3.2 沼气建设能拉动农村环境卫生条件的改善
沼气是一种可燃性混合气体，制取原料可就地取材，家畜粪便和作物秸秆是制取沼气的主要原料。作为一种新型清洁能源，可取代和减少柴薪、煤炭消耗，使林草地得到保护，使农村生态环境得到改善。大中型沼气工程有效治理养殖污染问题。通过建设沼气池和配套三改（改厕、改圈、改厨），能防止农户庭院环境污染，极大改善了农村环境卫生，变革了农民的生活方式，提高了生活质量和健康水平。
2.3.3 沼气建设促进农民增收
我国农村生物质能源丰富，农业废弃物资源分布广泛，其中农作物秸秆年产量7亿t，可作为能源用途的3亿t，折合1.5亿t标煤。工业有机废弃物和废水及养殖废水资源量，理论上可生产沼气800亿m3，相当于5700万t标煤。
目前全国发展户用沼气池2500多万座，大型畜禽养殖场和工业废水沼气工程2400多座，生活污水净化沼气池14万处，沼气年总利用量达90亿m3，相当于64.26亿t标煤，为近800万农村人口提供了优质生活燃料。所以农民普遍使用沼气可节省大量劳动力，沼气、沼肥（沼液、沼渣）综合利用，可节约燃料、饲料、化肥开支，可提高农作物产量以及带动养殖业发展，不断拓宽农民增收渠道。
2.3.4 沼气建设是广大农民群众节能减排的迫切需求
我国农村人口众多，畜牧业比较发达，沼气建设具有适宜面广，一举夺得的综合效益，农民可直接受益，用于炊事、照明、给蔬菜大棚弱光逆境条件下增温增光，沼气保暖灯给猪棚增温。沼肥（沼液、沼渣）应用可获得无公害农产品，已成为连接农业生产、农民生活和农村生态的重要工程和建设新农村的重要抓手和载体。
2.3.5 沼气及副产品的综合利用
沼气发酵不仅是一个生产沼气能源的过程，也是一个造肥的工程。在这个过程中农作物生长所需要的氮、磷、钾等营养元素基本上保持下来，因此生产沼气的下脚料沼液、沼渣是高效优质的好肥料，它含有生物体所需的16种氨基酸、B族维生素、各种水解酶和植物生长素、对病虫害有抑制作用的物质或因子，因此它可用来养鱼、喂猪、防治某些病虫害，具广泛的综合利用前景。
（1）沼气用于炊事照明：用沼气做饭，先开气后点火，调节灶具风门，以火苗蓝里带白急促有力为佳。一是经常注意检查输气管路，确保不漏气跑气；二是经常清洗沼气灶燃烧板，输通火孔以防堵塞；三是发现漏气应立即打开门窗，熄灭室内各种火源，以防爆炸，并检查漏气部位。用沼气照明，先开气后点灯，点灯可用点火枪或电子点火器。沼气灯距顶棚高度≥0.75m，以伸手可以扭动开关，眼睛可以平视看到压力表指示的原则规定。沼气灶应距离墙面15cm，沼气灯前应有开关（见家用沼气管路安装示意图）。
（2）用沼气为棚室增温增光和提供气肥：在“四位一体”蔬菜大棚里，经常会遇到弱管逆境天气，影响蔬菜植物进行光合作用生产有机物和遭受冷冻。给蔬菜大棚增温增光，主要通过点燃沼气灯和沼气灶不定期解决。点燃时间为：凌晨5：30～8：30，在大棚内按每50m2设置一盏沼气灯，每100m2设置一台沼气灶。在养殖棚内每5m安装一盏沼气保温灯。
（3）提供沼气肥：蔬菜大棚在弱光逆境环境下，开启沼气灯或沼气灶，供给蔬菜作物光合作用原料——二氧化碳气肥。靠燃烧沼气，时间安排在凌晨6：30～8：30，放风前30分钟停止燃烧沼气。施放二氧化碳后水肥管理必须及时跟上。当100m2的日光温室燃烧1.5m3沼气时，沼气需经脱离后燃烧，以防有害气体对蔬菜作物产生危害。
（4）沼肥在果树上的应用
①沼渣作基肥：在每年秋冬果树施基肥时，将沼渣与秸秆、饼肥混合堆沤腐熟的堆肥，分层埋入树冠滴水线外施肥沟内，落叶果树每株10～12kg。
②沼液作追肥：在树冠滴水线外侧挖10～15cm，深20cm宽浅沟浇施。在果树萌芽抽梢前10d后，每株灌施4kg；新梢抽出15d后，每株施沼液3kg。新栽幼果树，在3～8个月，每隔15d施1次沼液。
③沼液叶面喷肥：在花期果实膨大期，和冬前清园三个时期，选择晴天上午8～11点，下午3～6点，用沼液喷施叶面，以叶面布满水珠而滴水为宜。对坐果多的果树在沼液中加0.05%～0.1%的尿素，幼树或挂果少的树，加入0.2%～0.5%的磷钾肥。果树膨大期，加入0.15%的尿素和0.2%的磷酸二氢钾喷施。沼液采取正常产气30d以上沼池中的沼液，喷施以叶背面为主。
④沼液用于防治病虫害：在害虫多发期兼有病害，选择气温较高的下午，在提取的沼液中添加适宜的农药、洗衣粉，将沼药混合液喷施果树叶面，可防治多种虫害和病害。
（5）沼肥在农作物上的应用
①用沼液浸种：实践证明，用沼液浸种可提高种子发牙率、成秧率和出苗率，播种后，易扎根，苗势旺，抗旱耐寒力强，栽种后返青快。
浸种用正常产气2个月以上沼气池中的沼液，pH值7.2～7.6，停用气沼池中的沼液或流入了生水、有毒污水或牲畜粪尿的不能使用。沼液的提取：先将水压间（箱）中的悬浮物捞尽，用木棒搅拌后稍加沉淀，再将沼液取出，滤出渣备用。
浸种作物、浓度和时间：
早中熟稻种用原液或75%浓度的沼液在12℃气温下浸泡24h，再用清水浸泡24h；晚稻品种先用50%的沼液浸泡24h，洗净再用清水浸泡24h。
小麦浸种适宜于土壤墒情较好时采用，播种前1d进行，浸种12h，清水洗净，沥干水分即可播种。
玉米浸种：1次浸种12～16h，清水洗净，晾干后即可播种。
豆芽瓜类种子：1次浸种2～4d，清水洗净，然后催芽或播种。
马铃薯甘薯：1次浸种4h，也可盛入缸、桶容器中，取正常沼液浸种结束后。清水洗净，然后催芽或播种。
②沼液叶面施肥：采取正常产气1个月以上的沼液澄清、纱布过滤。配置浓度：幼苗、嫩叶期1份沼液加1～2份清水（即1∶1或1∶2）；夏季高温期，1份沼液加1份清水；气温低，老叶（苗）时，不加水。
用量：视作物品种和长势而定，一般每亩用40～100kg。
喷施时期：农作物萌动抽梢期（分蘖期）、花期（孕穗期、始果期）、果实膨大期（灌浆结实期）、病虫害暴发期。每隔10d喷施1次。施肥时期上午露水干后10时左右进行，夏季傍晚进行，中午高温及暴雨前不施。
③沼肥种植蔬菜：用沼渣作基肥时，根据不同品种，每亩用沼渣1500～2000kg，用土拌匀后施用，条施、穴施均可。用沼渣作追肥时，每亩用沼渣1500～3000kg，将沼渣投入作物根部，然后覆土。移栽蔬菜，移栽时每亩2000kg沼渣施入定植穴内，用原土混合后定植。瓜类蔬菜如西瓜、冬瓜、南瓜等可采用大穴大肥方法进行。
用沼液给蔬菜追肥：在蔬菜生长发育期，可随浇水时施用或叶面喷施沼液。根据不同品种每亩500～2000kg，用量以叶面布满水珠不滴为宜。
（6）用沼液防治虫害
①防治小麦蚜虫：每亩取沼液50kg，加入乐果乳剂2.5g，晴天露水干后喷洒；若6h以内遇雨则应补喷一次。蚜虫28h失活，40～50h死亡，杀虫率95%。
②玉米螟防治：用沼液50kg，加入2.5%敌敌杀死乳油10mm，搅匀，灌入玉米心叶。
③蔬菜蚜虫防治：每亩取沼液30kg，加入洗衣粉10g喷雾。也可晴天温度较高时泼洒。
（7）沼气在贮粮仓库的应用
农户贮粮建仓：用竹屯或商品贮仓，也可建一1～5m3小仓，密闭。
布置沼气扩散管：竹屯可采用沼气输气管烧结一端，用烧红的针头刺若干小孔，置于竹屯底部或中部；仓式贮粮可制作“十”字形或“丰”字形扩散管刺孔置仓底。
装粮密封：包括装粮、装好进出气管，塑膜密封。
输入沼气：每m3粮仓输入沼气1.5m3，使仓内氧含量由20%下降到5%（检验以沼气输气管接沼气炉能点燃为宜）。
粮库贮粮：由粮仓、沼气进出系统、塑料薄膜等材料组成。
扩散管设置：在粮仓底部设置“十”字形、中上部设置“丰”字形扩散管，扩散管达到粮仓边沿。扩散管主管用10mm塑管，支管用6mm塑管，每隔30mm钻1孔。扩散管与沼气池相通，期间设节门，粮仓周围和粮堆表面用0.1～0.2mm塑料薄膜密封，并按装好温度与湿度线路。粮堆顶部设一小管作为排气管，并与氧气测定仪相连。
密闭通气：每立方米粮仓输入1.5m3沼气至氧含量降到5%以下输气，每隔15d补充1次气。粮库贮粮应用沼气可与城市沼气工程相配套，沼气池产气量与通气量相配套。
（8）用沼渣栽培蘑菇
①提取沼渣：播种前，将沼池中的沼渣取出沥干，趁天晴摊开暴晒，去除未腐熟的长渣。暴晒后以手捏沼渣，以指缝有水不下滴为宜。
②配制培养土：处理好的沼渣，按其重量加入1%熟石膏粉、1%过磷酸钙、0.5%尿素制成培养土。
③设置菇床：菇房一般选用有对开门窗的空房。菇床可用竹、木、铁搭成多层架，第一层距地面25cm，以上各层相距60cm，以秸秆、树枝铺平。用20倍福尔马林溶液蒸熏或50倍液喷洒菇房，也可用50倍石硫合剂全面喷洒菇房墙面、地面和菇床，然后关闭菇房1～2h。
④播种菌种：将沼渣（即培养土）平铺在菇床上，保持自然疏松，厚度12～14cm。选择纯洁菌种，按10cm×10cm的间行距，用手指均匀2cm深的播种穴，将菌种掏出按每穴拇指大小一块放入，随手覆盖一薄层培养料，以利菌丝生长。播种后把料面整平稍拍一下，让培养料和菌种接触密。用清水浸湿的报纸覆盖，关好门窗。保持室内温度30℃以下，空气湿度60%～70%，以利菌丝早日定植。
⑤覆土前的管理：从播种到覆土约需20天，这段时间主要是促菌丝生长，管理重点是防高温，尽量使室温保持在22℃～25℃。播种后10d内，每天揭动报纸1次，以便通风透气。10d后可揭去报纸，早晚打开门窗，并逐步增通风次数。
⑥覆土：即在长满菌丝的料面上覆盖一层土粒。覆土选用略带砂性的土壤或池塘底层的泥土。土粒含水量20%左右，pH值7.0～8.0为宜。
⑦出菇前管理：覆土后若温湿度及通风条件适宜，约20d即可出菇。覆土后2～3d内，每天轻喷水2～3次； 10～15d，早晚各喷水1～2次，并注意通风，适当降低空气湿度，使土粒表层略湿干燥，以促进绒毛状菌丝在土粒内横向生长，为出菇打下良好基础。覆土15d后即见现蕾。这时要喷“出菇水”，每天喷1次，连喷2～3d，使土湿润，手捏粘手。每喷1次出菇水，菇房大通风1次。7d左右，蘑菇子实体可长到黄豆大小，连续喷1次重水（但不能让水渗透到培养料表层），增加土粒湿度，让小菇及时得到足够水分。
（9）沼液、沼渣在养殖业上的应用
①沼液喂猪
沼液采取：取正常产气1个月以上沼池中的沼液。清除水压间的浮渣和杂质，取中层沼液，经过滤后加入饲料中。添加沼液喂前，应对猪进行驱虫、健胃和防疫，并把喂熟食改为喂生食。按生猪体重确定每天投喂的沼液量，每天喂食3～4餐。观察生猪喂沼液后有无异常反应，以便及时处置。
沼液喂量确定
体重确定法：育肥猪体重从20kg开始，日喂沼液1.2kg；体重达40kg，日喂沼液2kg；体重60kg，日喂沼液3kg；体重100kg以上，日喂4kg。若猪喜食，可适当增加喂量。精饲料确定法：精饲料指不完全营养成分拌合料，沼液喂量按每1kg饲料拌1.5～2.5kg为宜。青饲料确定法：以青饲料为主的地区，将青饲料粉碎淘净，放在沼液中浸泡2d后直接饲喂。
饲喂沼液时，猪有个适应过程，可采取先盛放沼液，让其嗅到气味，或者饿食1～2餐，将少量沼液拌入饲料，3～5d即可正常进行。猪体重在20～50kg时，饲喂增重效果明显。取沼液后池盖要及时还原，严禁死畜禽及有毒物质入池。
②沼液喂鸡
在肉鸡饲喂沼液前，对肉鸡注射疫苗1系。沼液添加量逐渐增加，达到日喂量的20%为宜。用沼液饲喂蛋鸡，将沼液与清水以3∶7的比例拌和后供鸡食用。
③沼液、沼渣养鱼
原理：将沼肥放入鱼塘，系为水中浮游植物、动物提供营养，增加鱼塘中浮游动、植物产量，丰富鱼类的饵料，是一种饲养料转换技术。
基肥：春季清塘、消毒后进行。每亩水面用沼渣150kg或沼液300kg均匀施肥。沼渣可在未放水前运至大塘均匀撒开，并及时放水入塘。
追肥：4～6月，每周每亩水面施沼渣100kg或沼液200kg； 7～8月，每周每亩水面施沼液150kg； 9～10月，每周每亩水面施沼液150kg或沼渣100kg。
施肥时间：晴天8：00～10：00施沼液最好；阴天不施；有风天可顺风泼洒；闷热天、雷雨来临前不施。
（10）沼气综合利用试验研究隆德能源站沼气综合利用试验研究报告
为了更好地发挥沼气的综合效益，提高沼气利用率，促进农业增效，农民增收、农村生产和生活环境的改善，近年来，隆德县农村能源工作站转变工作思路，拓宽沼气应用的路子，借鉴外省（区）和兄弟市（县）的一些成功经验，开展了沼气综合利用试验研究工作，其中有沼液浸种、沼渣和沼液施肥、沼液防治病虫害等。现就研究结果报告如下。
1）材料与方法
①沼液浸种对比试验
试验地
宁夏隆德县312国道两侧的马河村、神林村和杨野河共3块农户试验田，每户600m2，每个作物品种种植200m2。
材料
小麦品种中引6号，玉米品种中单2号，小白菜品种上海三月慢；②沼液来源：3农户正常产气的沼气池水压间的沼液。
试验方法
浸种方法：播种前分别将不同物种放入瓷盆中，用50%的沼液浸种，以淹没种子1cm为宜，浸种时间分别为小麦8h、玉米12h、小白菜6h，然后将种子用网罩捞出，用清水洗净晾干后待播种；对照组种子比浸种。②播种日期和播种量：小麦播种于2005年9月10日，播量20千克/亩；玉米于2006年4月10日播种，播量为2千克/亩；小白菜于2006年3月10日播种，播量为1千克/亩。③田间施肥管理：小麦试验田每亩施底肥：农家肥300kg、磷酸二铵20kg、尿素10kg；追肥：三叶期深施尿素7kg。玉米点种前每公顷施足底肥：农家肥3500kg，磷酸二铵25kg，尿素15kg，撒施后耕翻；起垄点种：垄宽40cm，垄高20cm，垄沟宽15cm，株距30cm；覆膜，两边压实。出苗80%以上破膜或补苗。大喇叭口期追肥，追肥尿素8千克/亩。小白菜播种前，农家肥化肥一次性撒施，农家肥3000千克/亩，复合肥30千克/亩，耕翻后耱平。
②沼液施肥试验
试验地
隆德县星火村和红星村3个农户试验田，每户600.3m2，每个作物种植200.1m2。
材料
小麦：中引6号，蒜苗、苦苣为当地种植多年的长白山易混山野菜类品种。
试验方法
播种量：小麦20千克/亩、蒜苗和苦苣各1千克/亩。②播种日期：小麦2006年9月10日、玉米2007年4月10日、蒜苗和苦苣2007年3月10日。③施肥时间：小麦在常规施肥的基础上，于2006年9月10日播种前加施沼液、沼渣1800千克/亩，玉米、蒜苗和苦苣在常规施肥基础上加施沼液、沼渣1800千克/亩；对照田块不施沼液、沼渣，以喷施农家肥加化肥（习惯施量和方法）为对照。
③沼液防治病虫害对比试验
材料
试验组取沼液30kg，加洗衣粉10kg，兑清水30kg喷雾，对照组不喷；供试蔬菜品种为西芹；试验田面积：3户共666m2，每户222m2。
试验方法
喷施时间：当西芹长到20cm高，发现有蚜虫出现且百株蚜量达2头以上时喷配制好的沼液。喷施次数：每隔7d喷1次，共喷3次。
2）结果分析
①沼液浸种对比试验
从表2-1可知，沼液浸种使小麦平均增产14.7%，玉米平均增产18.0%，小白菜平均增产35.0%。
②沼液施肥对比试验
从表2-2可知，用沼液、沼渣施肥比常规施肥使小麦产量平均增产23.3%，蒜苗产量平均增产13.8%，苦苣产量平均增产15.8%。
表2-1 沼液浸种对产量的影响
表2-2 施用沼渣、沼液对产量的影响
③沼液防治病虫害对比试验
从表4-3可知，沼液对西芹病虫害的平均防治效果为94.0%，并且使西芹平均增产29.0%。沼液替代农药不仅能有效防治蔬菜蚜虫，还能实现增产增收，获得无公害蔬菜。
表2-3 施用沼液对防治蔬菜蚜虫的效果及对产量的影响
3）结论与讨论
沼液、沼渣作为一种良好的肥源，既可作为基肥、追肥，也可在浸种、防治病虫害等方面有良好的效果。另有文献表明，沼液、沼渣可在养殖方面，如养鱼、养猪、养殖蚯蚓等方面具有广泛应用。笔者在试验过程中还研究了用沼液喂猪的对比试验，结果表明用沼液喂猪使猪的日增体重比对照明显增加，也大大缩短了喂养周期，使成本降低。
试验过程中要掌握好沼液的施用比例和浓度，如果沼液浓度比例过高会对作物生长和品质、产量造成不利影响，这可能与沼液KC（导电率）有关，具体原因有待深入探索。
城关镇星火村的毛平录经营的1座“四位一体”蔬菜温棚，利用沼液、沼渣种植大蒜467m2，年收入7000元，10年来仅靠种蔬菜的收入培养了两位大学生；沙塘村马河村马成志经营2座“四位一体”蔬菜温棚，年收入7000～10000元。由此说明以沼气为纽带的生态农业模式，沼气综合利用的确是一条致富之路。
目前对隆德县沼肥的研究仅限于传统利用模式和施用效果上，沼液中有多种营养元素，沼肥是一种优质高效有机肥，如何充分发挥更好的效能，还有待于进一步探讨研究。
（11）沼气发电技术
笔者于2011年9月2日借参加“全国第12期沼气专业技能鉴定考评员培训”之机，参观了呼和浩特澳亚牧场，由“蒙牛生物质能有限公司”总经理孙海龙介绍说：澳亚牧场于2005年建成，占地10000亩，奶牛存栏1.1万头，每天产奶200t，产牛粪300t，牛尿沼气发电项目占地46亩，是目前全球最大的畜禽粪沼气发电厂，也是中国乳业第一个大规模发电厂。
在走近大型沼气工程粪便处理场地时，空气中没有丝毫像牛粪的臭味，静悄悄矗立着的巨大设备，完全自动化运行——3个一组的绿色大罐（沼气发酵罐），每个容积2500m3（是从德国引进的沼气发酵罐），一个白色球状贮气罐据说来自奥地利，都依靠计算机控制管理； 1.36MW的发电机组是全球最大功率的沼气发电机组之一，这样级别的发电机组也是中国第一。
在每年4～10月，牧场工人用水冲洗牛舍和挤奶厅地面的牛粪，污水中的牛粪经沉淀后由地下管道直接送达发电厂的预处理池。10月至次年3月，由于天气转冷，冲水易结冰，改由8名牧场工人分3组，用20吨的翻斗车和装载机通过专用管道运送至预处理池。
进入沼气发电厂后，这些原料在混合调配室调pH值并升温，进入厌氧沼气发酵罐经过15～20d的发酵，转化为沼气、沼液。接下来，沼气被送入储气罐用于发电，产生的电力升压后直接并入国家电网，部分被用于澳亚牧场工人生活照明等。
沼液则经过固液分离机分离，沼渣可加工成固体有机肥出售，液体就是现成的液态有机肥，通过管道送达需要灌溉的农田，可供1万亩农田用肥。
发电生成的热能可维持牧场的日常供暖，相当于每年节省约5000t标准煤。
2008年本沼气发电厂正常运转，现在沼气发电厂每天处理牛粪500t，生产沼气1.2万m3，年沼气发电960万kW，年减排温室气体CO2当量约2.5万t。该项目总投资6000万元。
沼气发电的电价为0.507元/（kW·h），高于火电0.289元/（kW·h）（孙海龙经理认为：沼气发电不划算，是对资源的一种浪费）。年生产普通有机肥4万t，生产抗病毒有机肥1万t，年销售收入2000万元。从这一大型沼气工程的工艺流程不难看出：的确实现了一体化现代化农业。
1）沼气发电工艺
工艺概述：
图2-1 养殖场沼气发电工艺流程图
畜禽场鲜粪通过上料系统投入厌氧消化器（或在计量池内混合后牵污泵输入厌氧消化器）。畜禽舍冲洗水汇集到计量池，直接泵入厌氧消化器的前部，在消化器内搅拌装置作用下，配置成高浓度的发酵液（TS浓度在9%左右）。为保持沼气池内的温度在36℃左右，沼气池内设有盘管装置，热源为太阳能或其他外部供热。粪污经厌氧消化，产生的沼气经脱硫、脱水、脱杂净化后进入发电系统进行发电。沼渣、沼液经平板滤池过滤脱水，分离的沼渣作为有机肥，沼液进入贮存池作为液态有机肥直接施用于农田或处理达标后排放。
一个完整的大中型沼气发电工程，无论其规模大小，都包括了如下的工艺流程：原料（粪污）的收集、预处理、厌氧消化系统、出料的后处理系统、沼气净化系统、沼气发电系统、电气及控制系统、余热利用系统等、循环冷却系统、静音系统等。
①原料收集
充足稳定的原料供应是厌氧消化工艺的基础。原料的收集方式又直接影响原料的质量，如一个猪场采用自动化冲洗，其污水TS浓度一般只有1.5%～3.5%，若采用乔粪板刮出，则原料浓度可达5%～6%，如手工清运，其浓度可达20%左右。因此，在养殖场或工厂设计时应当根据当地条件合理安排畜禽粪污的收集方式和集中地点，以便就近进行沼气发酵处理。
②原料预处理
原料常混杂有生产作业中的各种杂物，为便于用泵输送及防止发酵过程中出现故障，或为了减少原料中的悬浮固体含量，有的在进入消化器前还要进行升温或降温等，因而要对原料进行预处理。
在预处理时，牛粪和猪粪中的长草、鸡粪中的鸡毛都应去除，否则极易引起管道堵塞。采用搅拌除草机去除牛粪中的长草，可以收到较好的效果，再配用切割泵进一步切短残留的较长纤维和杂草可有效地防止管路堵塞。鸡粪中含有较多贝壳粉和沙砾等，必须进行沉淀清除，否则会很快大量沉积于消化器底部，不仅难以排除，而且会影响沼气池容积。进料前原料的加热处理：加太阳能热水器中30℃～40℃的热水，粪便可预热达到40℃，并用搅拌机搅匀后再送入发酵罐。
③厌氧消化系统
厌氧消化原理：
厌氧消化是一个复杂的过程，可概括为三个阶段。
第一阶段，粪污在水解与发酵细菌的作用下，使碳水化合物、蛋白质与脂肪经水解和发酵转化为单糖、氨基酸、脂肪酸、甘油、二氧化碳和氢等。
第二阶段，是在产氢产乙酸菌的作用下，把第一阶段的产物转化成氢、二氧化碳和乙酸。
第三阶段，通过两组生理物性上不同的产甲烷菌的作用，将氢和二氧化碳转化为甲烷或对乙酸脱羧。产生甲烷发酵阶段，脂肪酸在专性厌氧菌——产甲烷菌的作用下转化为CH4和CO2。
2）厌氧消化工艺的分类
①按消化温度的不同可以分为中温消化（适应温度区为30℃～38℃）和高温消化（适应温度区为50℃～57℃）。中温厌氧消化条件下，挥发性有机物负荷为0.6～1.5kg（/m3· d），产气量1～1.3m3（/m·3 d），消化时间20～30d；高温消化条件下，挥发性有机物负荷为2.0～2.8kg（/m3· d），产气量3.0～4.0m3（/m·3 d），消化时间为10～15d。
②按运行方式的不同可分为一级消化和二级消化。
一级消化，即在一个消化装置内完成全过程的消化。在消化的前8d里，产生的沼气量约占全部产气量的80%，据此将消化池一分为二，先在一级消化池中（设有加温、搅拌装置，并有集气罩收集沼气）进行消化，经过7～12d旺盛的消化反应后，把排出的废水送入第二级消化池。第二级消化池中不设加温和搅拌装置，依靠来自一级消化池废水的余热继续消化，消化温度为20℃～26℃，产气量约占20%，由于不搅拌，第二级消化池兼具有浓缩的功能。
3）厌氧消化反应器的选择
①塞流式反应器（Plug Flow Reactor，简称PFR）
塞流式反应器也称推流式反应器，是一种长方形的非完全混合式反应器。高浓度悬浮固体发酵原料从一端进入，从另一端排出，原料在消化器内的流动呈活塞式推移状态。
实践表明，由于牛粪质轻、浓度高、长草多、本身含有较多产甲烷菌、不易酸化，所以，用该反应器处理牛粪非常适宜。该消化器要求进料粗放，不用去除长草，不用泵或管道输送，使用绞龙或斗车直接将牛粪投入池内即可。但由于鸡粪沉渣较多，易生成沉淀而形成大量死区，严重影响消化器的效率，故该反应器不适用于鸡粪的发酵处理。
②升流式固体反应器（Upf low Solids Reactor，简称USR）
升流式固体反应器是一种结构简单、适用于高悬浮固体原料的反应器。原料从底部进入消化器内，与消化器里的活性污泥接触，使原料得到快速消化。未消化的生物质固体颗粒和沼气发酵微生物靠自然沉降滞留于消化器内，上清液从消化器上部溢出，这样可以得到比水力滞留期高得多的固体滞留期（SRT）和微生物滞留期（MRT），从而提高了固体有机物的分解率和消化器的效率。
USR工艺先对各类畜禽粪便其他有机物进行预处理，除去大颗粒和粗纤维物质（进料TS浓度3%～5%）后，进入USR厌氧反应器，采用上流式污泥床原理，不使用机械搅拌。首都师范大学实验人员将USR反应器用于鸡粪废水的中温厌氧消化，负荷达10.5kgCOD（/m·3 d），产气率高达4.9kg（/m·3 d）。因此，该反应器非常适用于鸡粪、猪粪的消化处理。
因此，可根据处理粪污的种类不同，可选择适用于粪污自身消化的最佳反应器。
4）消化池的结构
厌氧消化系统中消化池是主要的核心设备，消化池的外形有矩形、方形、圆柱形、蛋形等。
矩形池用于现场条件受限制的情况。它的造价最省，但操作很困难，主要是因为方形结构搅拌不均，易形成死区。
圆柱形池:过去普遍使用的构造是带圆锥底板的底圆柱形，该圆池一般由钢筋混凝土制成。垂直边高度6～14m，直径8～40m。圆锥形底便于清扫。北方地区部分消化池采用砖砌外表，中间有空气夹层，内填土、聚苯乙烯塑料、玻璃纤维和绝热板材料等。
蛋形池：目前较广泛使用的是蛋形消化池。上部的陡坡和底板的锥体有利于减少浮渣和砂粒造成的问题，从而减少消化池清掏的工作量。蛋形消化池与传统矮圆柱形池相比搅拌要求要少，后者大部分的搅拌能量用于维持砂粒悬浮和控制浮渣形成。
5）出料（沼渣、沼液）的后处理
出料后处理的方式多种多样，最简便的方法是直接用作肥料施入农田土壤或排入鱼塘，但施肥有季节性，而且单位面积有施肥限制，因此这类工程需养殖场周边有足够的农田、鱼塘、植物塘等，能够完全消纳经厌氧发酵后的沼渣、沼液，使沼气利用工程成为生态农业园区的纽带。
图2-2 大型沼气工程外观图
图2-3 沼气发电热量回收流程图
6）沼气储存及净化系统
沼气是一种混合气体，它的主要成分是甲烷，其次还含有二氧化碳、硫化氢、饱和水蒸气、高碳烃等（从乙烷C2H6到庚烷C7H16）；有时还含有一氧化碳、氮气、氦气、氢气、硅氧烷、卤代烃及固体颗粒物等杂质。
由于沼气含有以上杂质且沼气的流量、压力、温度、浓度等都很不稳定，直接用于燃气发电势必造成燃气发电机的设备腐蚀、研磨等问题，从而严重缩短燃气发电机的寿命，所以在利用之前，必须对沼气进行净化处理以解决上述问题。
沼气净化系统由贮气袋、过滤器、脱水器、脱硫塔、精滤器、阻火器等组成。
预处理基本功能：
降低气体的露点温度，减少水蒸气含量，自动排水；
降低气体的硫化物、氨等杂质气体的含量；
降低粉尘、硅氧烷等固体杂质的含量；
自动增压和超压保护功能，稳定系统气体出口压力、温度和流量；
在线监测、报警功能，保证系统安全可靠的长期运行；
全自动运行，具备自身数据采集、显示和远程通信的功能。
沼气处理连续运行情况，所有在线仪表都能满足连续运行的要求。
控制系统满足自动监控、自动调节、自动报警、无人职守等连续运行工况。
图2-4 大型沼气工程贮气罐图
7）沼气发电系统
养殖场粪污厌氧消化过程中会产生大量的沼气（主要成分是CH4和CO2），将沼气进行收集、净化后送入沼气发电机组，在收集、净化、输送系统上布置有温度、气体浓度、流量等测量元件，并布置有安全阀、阻火器等安全设施。进入发电机组的沼气经防爆电磁阀和调压阀进入机组气缸、由火花塞点火，混合气体燃烧做功，带动发电机发电。所发电力经变压器升压后并入城市电网，做功后的废气经机组排气口排出，每台机组设有一个排气口，排气管道上设有切换蝶阀，正常运行时，排气经余热锅炉回收热能降温后排出，余热锅炉故障维修时，也可直接排放。经过余热锅炉回收的热能首先用于消化系统加温，还可用来制冷或供热。
图2-5 沼气发电系统图
目前，在沼气发电项目中，进口品牌和国产品牌的沼气发电机组均有应用。其中进口品牌有颜巴赫（GE）、卡特比勒、美国库伯、道依茨等。进口机组的突出优点在于效率较高，单位沼气的发电效率高，但是投资成本和维护维修成本高。而国产品牌有胜动、济柴等，国产机组近年来技术水平有很大提升，尤其是在对CH4浓度适应方面和每kW的造价方面都具有比较明显的优势，具有较好的性价比，但故障率相对高些，机组在线率相对较低。
图2-6 沼气发电机
沼气发电机：
在进口品牌中沼气发电机组常用功率约为800～1250kW/台。
进入沼气发电机组的沼气一般应满足以下条件：
机组调压阀前进气压力3～5kPa；
CH4含量不低于30%；
进气温度≤35℃；
气体无游离水；
H2S含量≤50mg/m3，总硫含量≤480mg/m3，颗粒杂质粒径不大于5μm，总含量不超过50mg/m3。
沼气发电机的控制系统应能根据电网的电压的频率来控制发电机的电压和频率，以与电网相适应。
在沼气发电机组选型中需要综合考虑以下因素：
①根据沼气产量选择合适的装机容量，避免设备闲置或沼气浪费；
②发电效率高意味着在消耗相同的燃气时能发出更多的电；
③在线率高意味着停机时间少，浪费的沼气少，发电量多；
④气体纯净时，或者气体处理得当时，机组一个大修期可达50000～60000h，一般可达30000～40000h。但有些机组只达10000～20000h；
⑤机油是一种主要的消耗品，在运行成本中占有一定份额。而不同品牌机组的机油耗量差异较大；
⑥零配件价格有数倍之差，特别注意耗材，比如火花塞价格。直接关系到运行费用；
⑦齐全的零配件储备可大大缩短停机时间，增加发电量；
⑧维修队伍能否短时间到达现场，对保证运行时间至关重要。
8）余热利用系统
燃发电机组排放的尾气温度很高，为450℃～550℃，800kW进口机组小时尾气排放量约为3100m3，若直接排入大气，不仅造成能源浪费，还减少了不可再生能源的利用率，并且将会对附近环境造成影响。
为了充分和合理地利用这部分余热，在尾气排放管道上设置余热利用锅炉，有效吸收高温烟气中的热量。余热锅炉吸收排烟的热量后加热软化水，被加热的软化水再去加热消化部分，确保消化池内维护35℃的中温消化时所需要的温度。
9）电气及控制系统
控制系统主要用于沼气发电系统的监测与控制，将各在线仪表所采集到的信号通过控制系统在上位机上显示，操作人员可通过上位机对整个系统进行监视、控制和调节。
电气系统分高压配电系统和低压配电系统：
高压配电系统：高压配电系统主要由高压开关、变压器、同步控制装置、继电保护装置等组成。沼气发电机发出的电经过0.4/10kV升压变压器后并入城市电网。在沼气发电机控制系统中有自动同步装置、通过采集城市电网的相序、电压、频率和相位角等同步参数，并调整沼气机的相关参数与城市电网相适应后方可并入城市电网。
图2-7 沼气发电余热利用系统
低压配电系统：低压配电系统由低压开关、母线、电缆及相关仪表组成。将母线电源通过低压开关送至各低压负载。
具体接入系统方案需与政府相关部门及电力主管部门共同商定。
10）工程建设的难点及处理措施
①厌氧发酵的稳定运行
因为养殖场沼气发电在中国属于相对较新的行业，气体净化、沼气发电系统已基本成熟，但厌氧发酵的持续稳定运行是一个难点。
通过对蒙牛和德清源两个规模化养殖场沼气发电工程运行情况的探讨，影响厌氧发酵的主要问题包括堵塞、温度控制。在未来的项目设计中，可通过前端增加净化装置、运营中更准确控制温度来解决。
②沼渣沼液的处理
厌氧发酵之后的沼渣沼液需得到妥善处置，否则将会造成二次污染。
沼渣沼液的处理有三种模式：
A.农用：沼气工程周边配套有较大面积的农业作物、鱼塘等，能够就地消纳沼气发酵的残留物（沼液）。
该方式的优势是投资和运行成本均较低，是一种最为经济的工程模式，目前世界上养殖场沼气发电最发达的德国基本采用此方式（通过严格控制畜牧业与种植业的协调发展来保障）。
B.自然处理：对沼液采用部分还田或分季节还田，多余的沼液进行低能耗或无动力的自然处理（氧化沟、氧化塘、人工湿地等），达到控制污染物总量减排的目的。
该方式成本也较低，但对周围环境可能造成影响，需要结合项目实际情况来考虑是否适用。
C.处理达标：将沼液进行固液分离，分离出来的沼渣制成商品固体有机肥料，分离后的清液经过好氧或雾化等深度处理达到排放标准后直接排放。
该方式的工程投资和运行费用都较高，除了沼气发电之外，应以处理养殖场污水达标为主要建设目标。
在目前阶段实施养殖场沼气发电，最好能选择有足够农作物面积配套的项目（方式一），以降低投资、运营成本。
11）机组规模及电力输出方式的确定
需要根据各项目情况，决定配备净化设备和沼气发电机组的规模，避免能源或设备的浪费或闲置；根据实际需要确定电气线路电力的输出方式（养殖场自用或上网）。
2.3.6 隆德县方圆养殖有限公司大型沼气发电工程建成运营实践
（1）项目建设概况
1）该项目由方圆养殖有限公司建设，于2009年争取到的农业部农村沼气工程新增项目。中标承建单位江苏江南环保有限公司，技术监督单位隆德县水产能源工作站。2011年10月建成投产运营。方圆养殖有限公司位于312国道北侧沙塘镇光联村，周围有农户300多户，有农田5000多亩，本公司养殖10000多头猪。
2）工程系统组成
①厌氧消化器600m3，φ8.4×11.4m搪瓷钢板；
②沉淀池80m3，地下钢筋混凝土；
③调配池50m3，地下钢筋混凝土；
④储液池300m3，地下钢筋混凝土；
⑤沼气储气罐200m3，φ8.4层膜式储气囊；
⑥配电房60m2，发电机组；
⑦净化室20m2，砖混结构。
（3）沼气发电工艺。
（2）投产运营实践
该项目由江苏江南环保有限公司承建，建成后投产启动时对原料预热处理工艺一环没有做到位，即用冷水和粪便直接搅拌输入到发酵罐，尽管有太阳能热水器中达60℃的热水送入发酵罐内盘管，但由于罐内原料全是冷凉的没有温度，而盘管内的热水起不到对原料加温作用，故始终不能达到发酵的温度。经由隆德县能源站工程技术人员了解分析原因后，提出了重新装料启动的方案。将一些村的户用沼气池中的沼液拉了若罐进行装料启动，达到了预期的目的。使得之前发电成为现实。
①沼气发电概述
可再生能源是中国实现可持续发展的重要能源，其中沼气发电是可再生能源的重要利用方式，合理有效利用这一新型能源，能为我国农村和农业发展带来巨大的帮助。
沼气，是各种有机物质在一定温度、湿度、酸碱度并隔绝空气的条件下，经微生物发酵分解而产生的一种可燃性气体，因最早在沼泽中发现而得名。沼气的主要成分是甲烷（CH4），占60%～70%，此外还有二氧化碳（占30%～40%）。它无色、无臭、无毒，密度约为空气的55%，难溶于水，易燃，1m3沼气的发热量为35857kJ。
沼气技术是运用生物化学方法对禽畜粪便和工业有机废水等进行处理的技术。由于其成本低廉、处理效果好，在实践中得到了广泛的应用。但是，单纯将沼气用于集中供气和供热，覆盖范围有限，可靠性也比较低，而将沼气作为发电燃料就地发电，发电量随沼气产生量变化灵活调整，可以使沼气得到充分利用。
沼气发电技术是集环保和节能于一体的能源综合利用新技术。它是利用工业、农业或城镇生活中的大量有机废弃物（例如酒糟液、禽畜粪、城市垃圾和污水等），经厌氧发酵处理产生的沼气，驱动沼气发电机组发电，并可充分将发电机组的余热用于沼气生产，使综合热效率达80%左右，大大高于一般30%～40%的发电效率，经济效益显著。
沼气发电技术本身提供的是清洁能源，不仅解决了沼气工程中的环境问题、消耗了大量废弃物、保护了环境、减少了温室气体的排放，而且变废为宝，产生了大量的热能和电能，符合能源再循环利用的环保理念，同时也带来巨大的经济效益。
沼气发电是一个系统工程，它包括沼气生产、沼气净化与储存、沼气发电及上网等多项单元技术的优化组合。沼气发电始于20世纪70年代初期。国外是为了合理、高效地利用在治理有机废弃物污染中所产生的沼气。我国沼气发电的研究与应用也有多年的历史，由于开始使用的沼气大都是农村中以植物秸秆和畜禽粪便等有机废弃物在沼气池中经过厌氧发酵产生的，虽然沼气地面广、量大，但产气量小、发动机功率也小，且沼气的产生常常受气候的影响，沼气的成分、热值和产气量都不稳定。近年来，随着大中型沼气工程在各地农、牧、禽场中的建设，一些发动机工厂相继改装和生产出功率较大的沼气发动机，并应用于某些地区的大中型沼气发电工程中。
目前成熟的国产沼气发电机组的功率规格，主要集中在24～600kW这个区段。从沼气工程的产气量来看，有不少沼气工程适宜配建500kW以上的沼气发电机组。从沼气工程的产气量以及从用电负荷性质来看，20kW以下的发电机组也大有市场。例如一个万头猪场沼气工程，日产沼气80m3，显然不适合发电上网，只适宜内部用电。其沼气发电用途一般为驱动沼气工程污水泵和猪场通风机、照明等，因此宜配备10kW左右的发电机组。类似的沼气工程很多，可见小功率沼气发电机组需求量也很大。
我国可用于沼气发电的资源十分丰富。首先，受饮食结构的影响，我国生猪存栏量达到数亿头，牛羊、家禽等养殖量也十分巨大，禽畜粪便总排放量巨大。同时，工业的不断发展，工业有机废水排放量也十分惊人。如果再考虑酒糟液、城市垃圾填埋和污水处理产生的沼气等因素，我国沼气资源潜力将进一步扩大，沼气发电的前景十分开阔。
同时，我国广大农村生物质资源非常丰富，解决农村电气化，沼气发电是一个很重要的途径。但是，大中型沼气工程与沼气发电工程的一次性投资费用都相当大，而沼气工程投资费用是沼气发电工程的4倍左右。只有在推广沼气工程应用的同时，不断进行研究提高沼池产气率，并积极推广应用沼气发电工程，才能在社会效益尽量保持不变的前提下，使经济效益不断提高，也才能使整个工程总的一次性投资回报率大大提高。
此外，沼气发动机发电与发动机余热利用综合热效率比任何其他热动力设备或装置的热效率都高。进行沼气发电即使民用，也可以将电通过电缆输送到每家每户，提前实现全部家用设备电气化，既方便又干净。用不完的电还可以并入电网中，这是最科学、合理、高效应用沼气能源的途径。
目前，我国沼气发电工程数量较少，装机规模较小，发展速度比较缓慢。原因是多方面的，但最主要的原因是现有机制严重制约沼气发电的发展。首先，我国尚未建立严格的环境污染处罚体系，禽畜粪便和工业有机废水超标排放的企业不需要为自身造成的环境污染等支付相应的成本，致使企业缺乏投资沼气工程治理污染的积极性；其次，目前沼气发电工程建设规模一般较小，潜在的电站数量较大，电网运行管理成本较高，属于典型的分布式发电。我国目前尚缺乏大规模分布式电站运行管理的经验，致使沼气发电的并网和售电遇到许多困难。
沼气发电工程是节能环保的工程，受益的是全社会，基于目前沼气发电工程还存在的问题，因此工程应由政府、地方和企业共同出资建立。对于还处于起步阶段的新兴环保项目，国家应给予一定支持，如：政府应制订一系列的优惠政策，减免工程税费，减轻企业负担；行业要广辟资金渠道，帮助建设方获得各类贷款；同时加大宣传力度，鼓励社会各界以各种形式投资开发沼气发电项目，以优惠政策调动各投资主体的积极性。
②沼气发电装置
沼气燃烧发电是随着大型沼气池建设和沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术，它将厌氧发酵处理产生的沼气用于发动机上，并合发电装置，以产生电能和热能。沼气发电具有创效、节能、安全和环保等特点，是一种分布广泛且价廉的分布式能源。
沼气发电在发达国家已受到广泛重视和积极推广。生物质能发电并网在西欧一些国家占能源总量的10%左右。
我国沼气发电有30多年的历史，在“十五”期间研制出20～600kW纯燃沼气发电机组系列产品，气耗率0．6～0．8m3/kW·h（沼气热值>21MJ/m3）。但国内沼气发电研究和应用市场都还处于不完善阶段，特别是适用于我国广大农村地区小型沼气发电技术研究更少，我国农村偏远地区还有许多地方严重缺电，如牧区、海岛、偏僻山区等高压输电较为困难，而这些地区却有着丰富的生物质原料。如能因地制宜地发展小沼电站，则可取长补短就地供电。
沼气发电装置
③沼气发电技术
沼气发电技术是集环保和节能于一体的能源综合利用新技术。它是利用工业、农业或城镇生活中的大量有机废弃物（例如酒糟液、禽畜粪便、城市垃圾和污水等），经厌氧发酵处理产生的沼气，驱动沼气发电机组发电，并可充分将发电机组的余热用于沼气生产。
沼气发电热电联产项目的热效率，视发电设备的不同而有较大的区别，如使用燃气内燃机，其热效率为70%～75%之间，而如使用燃气透平和余热锅炉，在补燃的情况下，热效率可以达到90%以上。
沼气发电技术本身提供的是清洁能源，不仅解决了沼气工程中的环境问题、消耗了大量废弃物、保护了环境、减少了温室气体的排放，而且变废为宝，产生了大量的热能和电能，符合能源再循环利用的环保理念，同时也带来巨大的经济效益。
④我国沼气发电机组状况
我国沼气发电研发有20多年的历史，目前国内80～5000kW各级容量的沼气发电机组均已先后鉴定和投产，主要产品又已全部使用沼气的纯沼气发动机及部分使用沼气的双燃料沼气——柴油发动机。这些机组，各具特色，各有技术上的突破和新颖结构，已在我国部分农村、有机废水、垃圾填埋场的沼气工程上配套使用。近十几年由于农村家庭责任制，大、中型的工厂化畜牧场的建立及环境保护等原因，我国的沼气机、沼气发电机组已向两极发展。农村主要以3～10kW沼气机和沼气发电机组方向发展，而酒厂、糖厂、畜牧场、污水处理厂的大中型环保能源工程，主要以单机容量为50～200kW的沼气发电机组方向发展。
⑤我国大型沼气发电项目状况
目前，除西藏区以外，我国内地其他所有省市区均建设了大中型沼气发电项目，仅2009年，获得发改委批复的沼气发电CDM项目就有28个，其中大多数为垃圾填埋场的沼气发电项目，部分为养殖场发电及工业废料（酒精厂）发电项目。除这些较大的项目申请了CDM项目外，国内还有众多小型沼气发电工程。
⑥沼气发电机组介绍
主要参数：
缸数及排列：12缸，60V型
压缩比：14∶1
型式：四冲程，水冷，增压中冷，直喷燃烧室。
转向：逆时针
气缸直径：190mm
启动方式：气马达电
活塞直径：210mm
润滑方式：压力和飞溅润滑
活塞总排量：71.45L
主要技术规格（见柴油发动机标签）柴油发动机（190型）
大功率沼气发电机组
主要技术参数：
功率：500～700kW
转速：1000～1500r/min
电压：400V
频率：50Hz增压、中冷式、电控外混式
适应气体：垃圾填埋，畜牧粪便，工业有机物等各种有机物产生的沼气。
190柴油发电机组
主要技术参数：
功率：400kW
转速：1000r/min
电压：400V
频率：50Hz
非增压式、机械外混式
适应气体：垃圾填埋，畜禽粪便，工业有机物等
各种有机物产生的沼气。
瓦斯气发电机组
主要技术参数：
型式：四冲程、水冷、增压冲冷，电控外混。
气缸直径：190mm
启动方式：气马达、电马达
润滑方式：压力和飞溅润
热消耗率：≤11000kJ/kW·h
转向：逆时针（面向输出端）
机械消耗率：≤1.6kg/kW·h
稳定调速率：0～5%可调
生物质气（秸秆气）发电机组
主要技术参数：
额定功率：30～150kW
调压方式：自动
额定转速：1500r/min
调速方式：双控电调
额定频率：50Hz
供电制式：三相四线
额定电压：400V
启动方式：电启动
功率因数：0.8
冷却方式：闭式水冷
励磁方式：无刷
190系列沼气发电机组
主要技术参数：
功率：500kW
转速：1000r/min
电压：400V
频率：50Hz
增压、中冷式、机械外混式
适应气体：垃圾填埋，禽畜粪便，工业有机物等各种有机物产生的沼气。
（3）沼气净化提纯技术和催化合成技术
1）沼气净化提纯技术
沼气是由有机废物经过厌氧发酵产生的，其主要成分是甲烷、二氧化碳及少量的硫化氢气体。由于沼气中含有大量的二氧化碳（30%～35%），在直接作为燃料使用时因为二氧化碳的“灭火作用”及作为惰性气体参与燃烧过程将消耗大量热能，使得沼气有效热值降低30%以上。
四川亚连科技有限公司采用变化吸附（简称PSA）法提纯技术，可以从沼气中有效脱去二氧化碳，获取高纯度甲烷，大幅度提高沼气的热效能。净化后甲烷气不仅可以直接用于燃烧、发电还可以直接作为可再生能源，代替压缩天然气用做汽车燃料。
主要技术特征及指标：
工程范围：50～20000Nm3/h
甲烷气收率：＞93%（期望值为95%）
产品甲烷气纯度：＞98%
全自动化操作
2）沼气脱硫系统
①概述
沼气脱硫系统以山东恒能环保能源设备有限公司为沼气发电、锅炉燃烧等定向设计的工艺为例。它结合沼气使用的实际需求，对沼气进行系统的脱硫、脱水等净化处理。该系统按照工艺分为三大类：干法脱硫系统、湿法氢氧化钠脱硫系统、湿法碳酸钠脱硫系统。以上系统是目前国内最成熟、最先进的工艺和技术。山东恒能环保能源设备有限公司在长期的实践中，在确保脱硫脱水高效率的同时，力求使整个系统处理工艺简单化、日常管理方便化、运行成本低廉化、售后服务及时化。从客户的角度考虑问题，是山东恒能环保能源设备有限公司完成众多优质脱硫项目的一大立足点。
②脱硫原理
A．干法脱硫
干法脱除沼气中硫化氢（H2S）的反应基本原理是特定填料（填料可以为活性炭、氧化铁等），以O2使H2S氧化成硫或硫氧化物的一种方法，也可称为干式氧化法。干法脱硫设备的基本构成是，在特制的脱硫塔中放入填料（填料可以为活性炭、氧化铁等）。气体以低流速从一端经过脱硫塔内填料层，把硫化氢（H2S）吸附或吸收反应成硫化物或多硫化物后，余留在填料层中，净化后气体从脱硫塔另一端排出，实现脱硫处理的目的。山东恒能环保能源设备有限公司的干法脱硫技术在国内高效率脱硫项目中已经成熟的使用在多个行业。
B．湿法脱硫
湿法脱硫推荐湿法氢氧化钠化学吸收法和湿法碳酸钠化学吸收氧化法两种。湿法氢氧化钠化学吸收法存在硫化盐再处理问题，化学吸收氧化法是以碱性溶液为吸收剂，加入载氧体催化剂，在脱硫塔内与沼气逆流接触吸收气体中的H2S，并将吸收硫化氢后的溶液在再生设备中用空气中的O2氧化成单质硫。吸收硫化氢的碱性液体推荐碳酸钠。运行稳定的湿法碳酸钠化学吸收氧化脱硫法，脱硫效率可达99.5%以上。山东恒能环保能源设备有限公司目前推荐的湿法碳酸钠脱硫工艺脱硫效率高、系统运行稳定、操作安全简单、无污染性废物产生等特点。
在有特殊要求的脱硫工程中，一般采用先用湿法进行粗脱硫，之后再通过干法进行精脱硫。
3）沼气净化和利用的流程
山东恒能环保能源设备有限公司（燃气处理事业部）
4）工程实例
①山东恒能环保能源设备有限公司为河南最大淀粉厂淇雪淀粉设计的湿法脱硫系统
②该公司为中国石化仪征化纤股份有限公司设计的干法脱硫系统
山东恒能环保能源设备有限公司在养殖行业、淀粉行业、造纸行业、酒精行业、化纤行业、制药行业等都有成熟的沼气净化处理技术。
本公司承诺，由该公司燃气处理事业部为您设计的脱硫系统脱硫效率高、设备成本和日运行管理费用低，让客户公司在企业效益、环保效益、社会效益上实现多赢。
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