沼气的综合开发利用专题

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1、沼气热能利用

沼气的综合开发利用专题

沼气用能:

沼气在生活方面最广泛的应用是做炊事燃料和照明用能,沼气是优质燃料,其热值为2.18×104~2.77×104kJ/m3,与空气混合燃烧时温度可高达1,200℃。由于沼气灶的热效率约是煤灶热效率的两倍,因此每立方米沼气相当于3.3kg原煤,可使65kg水从20℃煮沸,能使一盏沼气灯(亮度相当于60W电灯)照明6个多小时。

沼气是一种资源丰富且价廉的生物质能源,可为农业生产、乡镇企业提供热能和动力资源。利用沼气发电既减轻了国家电网的压力,又缓解了商品电网供应不足的矛盾。在农村可用沼气点灯来照明,但沼气灯好气量较大,用沼气发电再用电照明和加工是比较经济和方便的。沼气发电一般每千瓦小时耗气0.75m3,可供25盏40W电灯1h的用电量,若直接燃气点灯照明,只能供7盏沼气灯照明1h。

沼气温室种植

沼气在蔬菜大棚中的应用有两方面,一是燃烧沼气作为大棚保温和增温,二是将沼气燃烧产生的二氧化碳作为气肥促进蔬菜生长。

燃烧一立方米的沼气可以释放大约23,000kJ热量,每立方米空气温度升高1℃约需要1kJ的热量。以大棚长20m、宽7m、高1.5m为例,其容积为210m3。将这个大棚温度提升10℃,理论上需要沼气为210×1×10÷23,000≈0.1m3沼气,由于大棚保温性能不高,大部分热量散失很快。通常大棚内每10m2安装一盏沼气灯,或每50m2安放一个沼气灶。沼气灯可以一直点着,不断散热,沼气灶则在较快提高温度时使用。

沼气中含有30%左右的二氧化碳,60%左右的甲烷,甲烷燃烧后也都生成二氧化碳。因此,燃烧1m3沼气可产生0.975m3二氧化碳。1个1,000m3容积的日光温室中有1m3二氧化碳,二氧化碳浓度就是1,000mg/kg,加上空气中原有的300mg/kg二氧化碳,浓度可达1,300mg/kg。

沼气热能养殖:

利用沼气养蚕,将沼气灯给蚕种感光收蚁和燃烧沼气给蚕室加温,以达到孵化快、出蚁齐、缩短饲养期、提高蚕茧的产量和质量;利用沼气在燃烧过程中所放出的热量,进行人工控制而满足禽卵孵化、育雉鸡、养蛋鸡要求,既缓解能源供应紧张,又可将鸡粪入沼气池发酵产甲烷;利用害虫对沼气灯光波的趋旋光性,诱灭害虫的效果比普通电灯、油灯的效果好,可在夜间空旷的田野或水面上点燃沼气灯,利用昆虫的趋旋光性诱杀害虫。这样既能为鸡鸭鱼等提供优质蛋白饲料,又能确保农作物的高产,还能降低农药用量,减少环境污染。

2、沼气气调储藏

沼气气调储藏就是在密闭条件下利用沼气中甲烷和二氧化碳含量高,含氧量极少,甲烷无毒的性质和特点来调节储藏环境中的气体成分,造成一种高二氧化碳低氧气的状态,以控制果蔬、粮食的呼吸强度,减少储藏过程中的基质消耗,防治虫、霉、病、菌,达到延长贮藏时间并保持良好品质的目的。

沼气保鲜水果:

根据鲜果果实的呼吸原理,在储藏环境中,降低氧气浓度、提高二氧化碳浓度,抑制果实的呼吸强度,减少呼吸低物的消耗,以延长果实的储藏寿命。同时,在低氧浓度情况下,能减少果实产生乙烯量,抑制某些真菌的生长和某些真菌孢子的萌芽,从而大大降低果实在储藏期中的腐烂率,提高好果率。

沼气贮藏保鲜水果的场所应选在避风、清洁、温度相对稳定,昼夜温差变化不大的地方,贮藏室可根据贮藏果量的多少及贮藏周期的长短来设计建造。容器式和薄膜罩式具有投资少,设备简单,操作方便等优点,但在贮藏过程中,环境条件变化较大,且贮藏量小,适合家庭和短期贮藏。土窖式和贮藏室式虽然土建设投资较大,密闭技术要求高,但贮藏容量大,使用周期长,受外界干扰小,适合集体、专业户和长期贮藏采用。

沼气贮存粮食:

气调储藏是近20多年发展起来的,即在密封的金属粮仓内通入二氧化碳,氮气等挤出氧气,达到杀灭虫害,鼠害及部分真菌病害的目的。沼气主要成分是甲烷和二氧化碳,还有少量的氮气,一氧化碳,氢气,氧气和硫化氢等,其中甲烷占60%~70%,二氧化碳占30%~39%,而氧气只占0.1%~0.5%。依据低氧(5%浓度以内)储粮原理,定期向粮仓内输送沼气,改变粮堆内的气体成分,使之形成一定的低氧环境。害虫在缺氧的环境中由于神经系统和呼吸系统受到抑制,麻痹而窒息死亡。

按储藏的容积计算,每储藏1m3粮食只需要输入1.5~2m3沼气,并密闭7d以上,其粮堆中的氧气含量由21%下降到3%~5%,二氧化碳的含量上升到20%以上,灭虫效果达到99%以上,经测试分析,种子的发芽率,脂肪酸值,运动拈度,粗蛋白,淀粉等均无明显变化。