生物质能与沼气
生物质能
生物质能赵晓娜 20061810010065摘要:生物质能源是可再生能源的重要组成部分。
随着世界上的石油燃料逐渐枯竭, 可再生能源越来越受到全世界的关注, 生物质能源正成为全球研究的重点领域。
生物质能源具有可再生、碳平衡、可储存性与替代性、储存量大、开发转化利用技术容易、与农林关系密切等特点; 目前国内外对生物质能的开发研究涉及到固化、液化、气化和直接燃烧等技术。
我国生物质能资源丰富, 发展生物质能源对于调整能源结构, 保障我国经济、社会的可持续发展具有重要的战略意义和现实意义。
关键词:生物质能源; 开发利用; 循环经济;1、生物质能的概念生物质( biomass) ,是指由植物、动物或微生物等生命体所合成, 并可再生或可循环的有机物质的总称。
通常把用作能量转化的生物质分为四大类: ①木材残余物( 包括所有来源于木材和木材产品的物质, 材、木炭、废弃木材和森林的残余物) ; ②农业废弃物( 所有与种植业和庄稼处理过程有关的废弃物, 如稻谷壳、秸秆和动物的粪便等) ; ③能源植物( 专门用于能量生产的作物, 如甜高粱、甘蔗、木薯、麻风树、油菜等) ; ④有机生活垃圾( 纸屑、纺织废料、废弃食物、城市污水等) 。
生物质能(Bioenergy)是太阳能以化学能形式贮存在生物质体内的一种能量形式, 它以生物质为载体, 直接或间接地来源于植物的光合作用,生物质能是惟一的可再生碳源。
是绿色植物将太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量。
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源, 它仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源, 在整个能源系统中占有举足轻重的地位, 是人类使用最古老的能源, 未来生物质能更会成为支柱能源之一。
2、生物质能的分类依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
2.1林业资源：林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等；木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等；林业副产品的废弃物，如果壳和果核等。
生物质沼气技术
第二阶段──产酸
可
单糖 溶 氨基酸 性
物
脂肪酸 质
产酸菌
简
单 乙酸
化 合
丙酸＋CO2 ＋氢气
物 醇类
产酸阶段
在产酸微生物群的作用下将单糖类、肽、 氨基酸、甘油、脂肪酸等物质转化成简单 的有机酸（如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸和 乳酸）、醇（如甲醇、乙醇等）以及二氧 化碳、氢气、氨气和硫化氢等。
生物质资源开发 与利用
第三章 生物质能源利用原理与技术
3.3 生物转换技术 －沼气技术
内容提要
概述 沼气发酵原理 小型户用沼气技术 大中型沼气工程 沼气综合利用
第一节 概述
基本概念 沼气的理化性质 沼气的生态分布 沼气发酵研究的历史 沼气发酵的应用
1.1 基本概念
什么是沼气？
实际沼气发酵过程中，上述三个阶段界线不 明显，无法截然分开。
液化阶段和产酸阶段是一个连续过程，许多 参与液化的微生物也会参与产酸过程，可统 称为不产甲烷阶段。
沼气发酵
不产甲烷阶段 产甲烷
液化 产酸
2.2 沼气发酵 微生物及其作用
1.沼气微生物的种类
沼
发酵性细菌
气 微
不产甲烷菌 产氢产乙酸菌
近年来，在甲烷菌研究方面的进展尤为 突出，对甲烷菌的分离、培养、分类、 生理代谢、细微结构和碱基序列等方面 都有一定的研究成果。
近几十年来，发展了许多新的厌氧处理工 艺，如厌氧过滤器、上流式污泥床、两步 发酵法等。
1.5 沼气发酵的应用
1881年，摩热斯在法国建立了世界上第 一个处理废水的厌氧消化器。随后，英 国、美国和印度等过相继建立起大型的 沼气发酵装置，处理城市污水。
生物能源有哪些
生物能源有哪些生物能源是指由生物物质转化而来的能源，包括生物质能、生物油、生物气、生物酒精等。
随着环保意识的不断提高和能源需求的增加，生物能源在能源领域中逐渐发挥着重要的作用。
下面我们来具体了解一下生物能源的种类。
一、生物质能生物质能是指利用植物生长所形成的有机质作为能源的一种能源形式。
其中包括木材、秸秆、沼气、生物炭等。
生物质能的优势在于它是一种可再生的能源，同时还能够减少二氧化碳等有害气体的排放。
1. 木材能源木材是生物质能中最主要的能源来源之一。
木材能够通过燃烧、气化或液化等方式转化为能源。
其中，木材燃烧所释放的热能可用于供暖、发电等用途。
而木材气化或液化所转化的气体或液体则可作为燃料供应机动车辆等使用。
2. 秸秆能源秸秆是指农作物的茎秆、叶子等剩余部分。
秸秆作为生物质能的一种重要来源，可以用于燃料、酒精、纤维等生产。
特别是秸秆燃烧所释放的热能可作为一种清洁的能源物质供暖、发电等用途。
3. 沼气能源沼气是指一种可再生的气体能源。
通过微生物分解有机物质而形成的发酵气，其中含有约60%的甲烷。
沼气是一种清洁的燃料，不仅能够替代化石燃料，而且还能够减少污染物排放。
4. 生物炭能源生物炭是指通过植物生物质炭化加工制成的一种碳质材料。
生物炭是一种有机碳，可代替煤炭作为一种清洁的燃料。
同时，生物炭在农业、环境等领域也有广泛的应用。
二、生物油能源生物油是指从植物中提取出来的一种液体燃料。
生物油源广、易得，且良好的可再生特性使其成为可替代传统石油的一种新型能源。
1. 油菜籽油能源油菜籽油是一种常见的生物油能源，主要用于替代柴油。
油菜籽油具有低碳、减排、清洁、低成本等优点，受到了广泛关注。
2. 棕榈油能源棕榈油是一种来自热带地区的生物油能源。
棕榈油含有高度不饱和脂肪酸和多酚等活性成分，具有天然抗氧化剂，有助于改善心血管系统健康，是一种多功能、可持续的生物油能源。
3. 垃圾油能源垃圾油是指从厨余垃圾或餐饮业废弃物中提取出的一种生物油能源。
沼气中的主要成分
沼气中的主要成分沼气是由有机质生物分解生成的气体，它具有丰富的成分和广泛的用途。
主要成分包括：甲烷、二氧化碳、氮气、氢气、硫化氢等。
下面我们来详细了解一下沼气中的主要成分。
1.甲烷在沼气中，甲烷是最主要的成分，其占比一般在50%以上。
甲烷是一种无色、无味的气体，具有高的热值和较小的密度，易于被收集和利用。
甲烷的化学式为CH4，其主要来源是有机质的降解分解，例如腐烂的植物、动物粪便等。
在生物质能的利用过程中，甲烷是沼气发电、天然气替代登录中最重要的能源。
2.二氧化碳二氧化碳是沼气中含量第二多的成分，其占比一般在30%左右。
二氧化碳的化学式为CO2，虽然其不具有直接利用价值，但在生物气体化的过程中是不可避免的副产物。
此外，二氧化碳对于环境的保护也是至关重要的，因为它可以有效地减缓地球的温度上升。
3.氮气在沼气中，氮气是常见的成分之一，其占比在10%左右。
氮气的化学式为N2，具有稳定性强、燃烧性差的特点。
在沼气的利用过程中，氮气虽然没有直接参与燃烧反应，但它可以减小沼气中甲烷、氧气的比例，从而增强沼气的稳定性。
4.氢气氢气在沼气中的含量比较低，其占比一般在1-2%之间。
氢气的化学式为H2，它是具有高能量密度的能源，可以被广泛地应用于各种工业生产领域。
此外，氢气还可以用作氢氧化合物的原料，进一步应用于石化、化工、医药等领域。
5.硫化氢硫化氢是沼气中含量较少的成分之一，但是其却是非常重要的有机硫组分。
硫化氢的化学式为H2S，它是具有剧毒性的气体，其对人体的危害性很大。
此外，在沼气的利用中也容易造成管道卡塞等问题。
因此，对于硫化氢的含量应当予以注重监测和处理。
总之，沼气是一种非常重要的清洁能源，在其生产和利用的过程中需要注意控制其主要成分的含量和平衡。
同时，对于沼气在生物质能、环境保护、工业应用等领域的广泛应用也具有重要的现实意义和发展前景。
除了上述主要成分外，沼气中还含有一些微量成分，如氧气、一氧化碳、甲醛、氨气等。
生物质能在农业生产中的应用研究
生物质能在农业生产中的应用研究在当今全球能源需求不断增长和环境保护日益受到重视的背景下，生物质能作为一种可再生能源，在农业生产中的应用逐渐引起了人们的广泛关注。
生物质能是指通过生物过程产生的有机物质所蕴含的能量，包括植物、动物和微生物等。
它具有来源广泛、可再生、低碳排放等优点，为农业生产的可持续发展提供了新的途径和机遇。
一、生物质能的来源与特点生物质能的来源十分丰富。
农业废弃物如秸秆、稻壳、果壳等，以及林业废弃物如树枝、木屑等，都是常见的生物质能原料。
此外，畜禽粪便、生活垃圾中的有机物等也可以作为生物质能的来源。
生物质能具有以下几个显著特点。
首先，它是可再生的，只要有阳光、水和土壤，植物就能不断生长，从而持续提供生物质能原料。
其次，生物质能在利用过程中产生的二氧化碳排放量相对较少，对环境的温室效应影响较小。
再者，生物质能分布广泛，不受地域限制，几乎在任何地方都能获取。
二、生物质能在农业生产中的应用形式（一）生物质发电将生物质转化为电能是其在农业生产中的重要应用之一。
通过燃烧生物质原料，如秸秆、木材等，产生蒸汽驱动涡轮机发电。
这种方式不仅能够解决大量农业废弃物的处理问题，还能为农村地区提供电力供应。
此外，还有一些新型的生物质发电技术，如生物质气化发电和生物质沼气发电等。
（二）生物质供热在农业生产中，冬季的温室大棚、养殖场等都需要供热。
利用生物质颗粒燃料或生物质锅炉，可以为这些场所提供稳定的热能。
与传统的煤炭供热相比，生物质供热更加环保，而且生物质原料在农村地区易于获取，成本相对较低。
（三）生物质燃气生物质通过厌氧发酵可以产生沼气，沼气是一种优质的可燃气体。
农村地区的沼气池建设，可以将畜禽粪便、农作物秸秆等废弃物转化为沼气，用于炊事、照明等。
同时，经过净化处理后的沼气还可以用于发电或作为汽车燃料。
（四）生物质液体燃料生物质可以转化为液体燃料，如生物柴油和生物乙醇。
生物柴油通常由植物油或动物脂肪与甲醇等醇类物质反应制成，可直接用于柴油发动机。
生物质能沼气
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甲烷：是一種理想的氣體燃料，它無色無味，與 適量空氣混合後即可燃燒。
蔬果廢棄物 動物排泄物
and
維護環保
沼氣廠處理
適用範圍
（Application Scopes）
具高熱、燃燒特性良好的沼氣，其用途極為廣 泛：
1.直接燃燒：作為家庭爐具、照明及工廠鍋爐燃 料。
2.電力生產：經由引擎，帶動發電機發電。
何謂沼氣？
沼氣：顧名思義就是沼澤裏的氣體。
在沼澤地、污水溝或糞池裏，有氣泡冒出來，如 果點火，即可把它點燃，這就是自然界天然發生 的沼氣。
沼氣，即是各種有機物質在隔絕空氣(即無氧氣 的還原條件)，並且在適宜的溫度、濕度下，經 過微生物的發酵作用，所產生的一種可以燃燒氣 體。
沼氣的主要成分是甲烷，約占所產生的各種氣體 的60%-80%。
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.10.1922:10:0622:10Oc t-2019- Oct-20
生物质燃料沼气
1 引言生物质能（biomass energy ），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。
它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。
生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。
沼气作为生物质能的其中一类，在缓解能源短缺，解决能源污染上起着重要作用。
2 生物质燃料沼气生物质燃料沼气是一种新兴的可再生能源，最早是在农村普及。
上世纪八九十年代在我国农村开始应用，现如今，我国正开展农村普及沼气计划，用以缓解环境的污染问题。
将沼气作为未来我国的主要能源是当前的主要任务。
2.1 沼气概念沼气是一种新型的可再生能源，如今已在全世界普及、在环境污染日益严重的今天，无污染，清洁能源沼气的应用已变得更加广泛。
沼气是有机物质（如秸秆、杂草、人畜粪便、垃圾、污泥、工业有机废水等）在厌氧环境和一定条件下，经过种类繁多、数量巨大、功能不同的各类厌氧微生物的分解代谢而产生的一种气体，因为人们最早是在沼泽地中发现的，因此称为沼气。
2.2 沼气的理化性质沼气是一种多组分的混合气体，它的主要成分是甲烷，约占体积的50%～70%；其次是二氧化碳，约占体积的30%～40%；此外，还有少量的一氧化碳、氢气、氧气、硫化氢、氮气等气体组成。
沼气中的甲烷、一氧化碳、氢气、硫化氢是可燃气体，氧气是助燃气体，二氧化碳和氮气是惰性气体。
未经燃烧的沼气是一种无色、有臭味（含有其它气体）、有毒（硫化氢）、比空气轻、易扩散、难溶于水的可燃性混合气体。
沼气经过充分燃烧后即变为一种无毒、无臭味、无烟尘的气体。
沼气燃烧时最高温度可达1400℃，每立方米沼气热度值为2.13万～2.51万焦耳，因此说沼气是一种比较理想的优质气体燃料。
沼气中的主要气体甲烷还是大气层中产生“温室效应”的主要气体，其全球气候变暖的影响率达20%～25%，仅次于二氧化碳气体。
生物能源包括哪些内容
生物能源包括哪些内容生物能源是指能够通过生物质的转化来实现能量利用的一类可再生能源，包括生物质能、沼气能、生物柴油、生物乙醇等多种形式。
下面将逐一介绍这些生物能源的内容。
（一）生物质能生物质能是指从生物大分子物质（如木材、秸秆、棉秆、油麦菜等）中获取的能量。
生物质能作为一种可再生能源，具有广泛的应用前景，可以用于制作木炭、生物质燃料、压制成料、制革、造纸、医药和化工等多个领域。
生物质能具有种类繁多、成分复杂、应用广泛等特点。
（二）沼气能沼气是一种由有机物经过微生物分解发酵后产生的气体。
生物燃料如畜禽粪依靠微生物的作用，将有机物转化成为沼气，沼气具有可再生、清洁、易于获取等特点。
沼气被广泛应用于生活用燃气、餐饮业中的天然气、农村能源、温室气体减排等领域。
（三）生物柴油生物柴油是一种由植物油或动物脂肪酸甲酯（FAME）经过转化和提纯制得的燃料，是一种类似于传统柴油的燃料。
与常规石油柴油相比，生物柴油具有环保、可再生、低排放、燃烧效率高等优点。
同时生物柴油也有一些技术问题需解决，如生产成本高等问题。
（四）生物乙醇生物乙醇是一种由糖化后的植物纤维或作物等经过发酵和蒸馏制得的燃料，是一种类似于传统汽油的燃料。
生物乙醇具有可再生、环保、低点火温度、添加较少等优点。
同时，生物乙醇也存在一些技术问题和经济问题，如生产成本高、储存、运输等方面的问题。
（五）其他生物能源除了上述介绍的生物质能、沼气、生物柴油、生物乙醇这些比较主流的生物能源外，还有其他的生物能源形式，如生物气体、柿子树籽油、酒精、食用油等等。
这些生物能源也具有各自的特点，但应用范围比较窄。
总之，生物能源具有可再生性、环保、经济等优点，是未来能源转型的重要方向。
但生物能源也存在一些技术问题和经济问题，需要通过科技创新和政策引导来推动其发展。
生物质能 新能源
生物质能新能源生物质能，也称生物能源，是指利用植物、动物等生物体和其代谢产物来产生能量的一种可再生能源。
生物质能可以分为直接利用生物体和间接利用生物代谢产物两种方式。
直接利用生物体包括利用植物籽实、树木、麦秸、稻壳等各种生物质材料，通过燃烧或化学反应等方式产出热能或电能。
其中，木材被广泛应用作为生物质能的代表，因为木材具有较高的能量密度和较强的稳定性，同时可以通过生长代替。
此外，废弃物机制和垃圾处理也可以作为生物质能的直接利用形式。
间接利用生物代谢产物主要是指生物发酵出来的气体，其中最具代表性的就是沼气。
沼气是一种可再生能源，其主要成分为甲烷和二氧化碳，其中甲烷的含量可以达到50%-70%。
沼气产生的基本原理是将有机物放在密闭的容器中，利用细菌的发酵代谢作用产生的气体来产生能量。
生物质能具有以下优点：1.可再生：生物质能是一种可再生的能源，其在生物体内的产生速度可以远高于消耗速度，从而具有无限的可持续性。
2.减少温室气体排放：生物质能产生的二氧化碳图一部分被植物吸收再次进行光合作用，从而形成一个封闭的碳循环系统。
同时，生物质能还可以替代化石燃料，减少温室气体排放。
3.降低能源成本：生物质能的生产不需要花费太多大量的投资，生产成本较低。
而且由于可以循环利用大量的废弃物和副产品，生物质能还可以降低企业和国家的废物处理成本。
4.灵活性高：生物质能可以用于产生热能、电能和动力，同时也可以和化石燃料等混合使用，具有较高的灵活性。
5.除草杀虫：生物质能是植物和有机物的利用，具有较好的杀虫和除草作用。
但是，生物质能也具有一些缺点：1.生产成本较高：由于生物质能的生产需要对材料进行收集和处理，因此生产成本较高。
2.受气候和地理条件限制：不同种类的生物质能在生产过程中会受到气候和地理条件的限制。
例如，一些植物生长季节较短，需要在其他季节通过其他方式进行收集和处理，增加了生产难度。
3.低能量密度：与化石燃料相比，生物质能的能量密度较低。
生物质能及沼气在我国农村的应用
生物质能及沼气在我国农村的应用生物质能（biomass energy ），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。
它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。
生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等3种途径。
生物质能也是唯一可转化为液体燃料的可再生能源，其高效转换和洁净利用近年来受到了全世界的重视。
据估计,我国生物质能资源总量可达4.37×10~8吨油当量,其中仅农作物秸秆就达2.05×10~8吨油当量,薪材超过5.2×10~7吨油当量,禽畜粪便达8.8×10~7吨油当量.在21世纪,生物质将作为清洁能源加以开发利用.自1980年以来,我国有众多研究机构开发了各类生物质能源转换技术,并成功地应用于农村能源建设.到1993年,我国农村由生物质能转换与节能技术所获得的能源约达158万吨油当量.在未来世纪,我国将大规模发展生物质能源,到2010年,生物质能转换技术所提供的能源将达到1410万吨油当量.通过转换技术利用生物质能源,将获得能源、环境和经济等诸多效益,农村沼气的推广则是生物质能在我国应用的体现。
沼气是我国目前大力发展的四大重点能源项目之一。
沼气利用作为一项实用技术，对合理利用农村能源、改善农村生态环境、提高农民生活质量具有重要作用。
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。
在池沼、污泥塘和粪坑的表面,经常冒出许多气泡,如果稍一搅动则气泡更多,若用火去点这些气泡就能燃烧,这种能燃的气体,就是沼气。
沼气在自然界存在很广,凡是有机物质(人、畜粪便,作物稭杆等),在一定的湿度、温度和密闭的条件下,经嫌气性细菌等发酵分解即能产生沼气。
农村办沼气是一件一举多得的好事，其好处是：一、扩大农村能源，解决千家万户烧柴困难。
生物质能工程 3 沼气工程(1)
• 塞流板：控制发配原料在 底部的流速和滞留期；有 固菌作用。
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• C型池结构特点
• C型池增设了：
布料板
布料板﹑ 中心破壳吊笼、预处理间 原料预处理池。 进料口
厕所
布料板
破壳吊笼
塞流板 出料管
塞流板
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• 装置功用： • 预处理池：发酵原料入池前先在进料口喉部过滤； • 布料板：进池时经布料分流板进行半控或全控布料，从而
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• ⑵分离贮气浮罩沼气池
• 结构： 圆筒形池身、 削球壳池拱、 5°斜底 贮气浮罩 水封池
33
• 分离贮气浮罩沼气池特点： • 发酵池与气箱分离，没有水压间；
采用浮罩与配套水封池贮气，贮气浮罩根据日产 气量的50%设计有效容积； • 有利于扩大发酵间装料容积，最大投料量为沼气 池容积的90%； • 比水压式沼气池造价要高一些。要建一套贮气浮罩
使进料形成多路曲流与污泥充分接触； • 塞流板（隔板）：池底斜坡坡面上设置的隔板具有阻流作
用，使一定量的污泥保留下来； • 破壳笼：搅动搅拌杠杆操纵挂笼破壳，并同时带动底部的
连杆推盘推出沉积物。
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• （2）与圆筒形沼气池的差异与优势： 主体构造与尺寸与圆筒形沼气池相同。 主要差异：池底构造、出料方式
G D2
• 式中：
4
p为沼气压力，cmH2O； Ｄ为圆筒形浮罩内径，cm；
Ｇ为浮罩及其配重的质量，kg； 1000为由kgf/cm2H2O换算的系数。
• 注：未考虑浸在料液中的浮罩壁所受的浮力。
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• （1）浮沉式沼气池：由水封池和气罩两部分组成。 • 浮沉式沼气池特点：
罩内沼气压力基本稳定。 压力大小取决于浮罩内筒横截面积与浮罩的自重与配重， 易适应沼气发酵时对压力的要求和燃料器的性能； 建池和出渣容易。 • 缺点： 保温性能不如水压式沼气池，金属浮罩容易锈蚀。
生物质能工程-2 沼气发酵
➢ 多糖 → 可溶性糖 蛋白质→ 肽、氨基酸 脂类 → 脂肪酸
乙酸、丙酸、丁酸； 乙醇、丙醇、丁醇；
CO2 、H2 、NH3、H2S等
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沼气发酵过程
➢ 第二阶段：酸化阶段（产氢产乙酸） 上述发酵生成的中间产物在产氢产乙酸细菌体作用下， 转化为乙酸、氢、二氧化碳。
丙酸 丁酸 乙醇 乳酸
CH3CH2COOH + 2H2O → CH3COOH + CO2 + 3H2 CH3CH2CH2COOH + 2H2O → 2CH3COOH + 3H2 CH3CH2OH + H2O → CH3COOH + 3H2 CH3CHOHCOOH + H2O → CH3COOH + CO2 + 2H2
不产甲烷细菌（18个属，51种）
DOI：10.13344/j.microbiol.china.150993
产甲烷细菌（已分离鉴定70种左右）
截至2019年，已知有5目、12科、31属
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3.1 不产甲烷菌
乳酸杆菌
不产甲烷菌：
lactobasilo
将复杂的有机物变成简单的小分子量的物质。
种类
（3大类）
泥等 ➢ （4）水生材料废弃物原料：水葫芦、水花生、藻类等
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2 沼气发酵原料的表征参数
➢ （1）总固体（TS）
➢ （7）可消化性
➢ （2）挥发性固体（VS）
➢ （8）总有机碳（TOC）
➢ （3）悬浮固体（SS）
➢ （9）pH
➢ （4）挥发性悬浮固体（VSS） ➢ （10）碳氮比
➢ （5）化学需氧量（COD）
因子，即使存在微量的氧都会对产甲烷菌造成不利影响。
生物质能应用案例
生物质能应用案例那我给你讲几个生物质能的应用案例，可有趣啦。
一、生物质能发电。
1. 秸秆发电。
在农村啊，以前那些秸秆处理起来可麻烦了，要么就烧掉，还污染环境。
现在可不一样喽。
有一些发电厂专门收秸秆，把它们运到厂里。
就像给秸秆找了个新工作一样。
这些秸秆被送进锅炉里燃烧，产生的热能把水变成蒸汽，蒸汽推动汽轮机转动，然后汽轮机再带动发电机发电。
这样，原本没啥用的秸秆就变成了电，送到咱们家里，让电灯亮起来，电视也能看了。
而且啊，农民伯伯还能卖点秸秆赚点小钱呢。
2. 垃圾发电（生物质垃圾部分）你想想，咱们每天产生那么多垃圾，多头疼啊。
但是有些垃圾是生物质垃圾，像剩菜剩饭、果皮之类的。
现在有垃圾发电厂，把这些生物质垃圾挑出来。
它们在垃圾焚烧炉里燃烧，也能产生热量用来发电。
这就像是变废为宝，那些臭烘烘的垃圾一下子就变成了有用的电。
而且垃圾发电厂还能减少垃圾填埋的空间，让咱们的城市更干净整洁呢。
二、生物质能供热。
1. 木质颗粒供热。
在一些北方的小村庄或者小型的工厂，有一种取暖的好办法。
木质颗粒听说过吗？就是把木材加工成小颗粒。
这些木质颗粒可以放进专门的燃烧炉里，就像给小火炉喂食物一样。
木质颗粒燃烧的时候，会释放出热量，然后通过管道把热量送到房间里或者厂房里。
这种供热方式还挺环保的呢，因为木质颗粒是可再生的，不像煤炭，挖一点少一点。
而且木质颗粒燃烧的时候产生的污染物比较少，让屋里暖和的同时，也不会让外面的空气变得乌烟瘴气的。
2. 沼气供热。
在农村的一些沼气池里啊，那可是有大文章。
农民把牲畜粪便、农作物秸秆等东西放到沼气池里发酵。
发酵之后就会产生沼气，沼气可神奇了，它可以像天然气一样被利用。
把沼气收集起来，送到炉灶或者专门的供热设备里燃烧，就能产生热量啦。
可以用来烧水做饭，还能给温室大棚供热呢。
在冬天，大棚里种着新鲜的蔬菜，全靠沼气供热来保暖，这样咱们冬天也能吃到便宜又新鲜的蔬菜啦。
生物质能、沼气、垃圾
生物质能源1、生物质成型燃料介绍生物质成型燃料（Biomass Moulding Fuel，简称“BMF”）是应用农林废弃物（如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等)作为原材料,通过加入高效添加剂,经过粉碎、挤压、烘干等工艺，制成各种成型（如颗粒状）的，可在BMF锅炉直接燃烧的新型清洁燃料。
生物质燃料的指标：项目标准项目标准主要原料木屑、秸杆、谷壳、甘蔗渣、稻草等密度 1.05~1.25t/m3灰份＜8%排烟黑度≤1级成型工艺干成型废气排放标准GB13271-2001粘接剂无包装重量50\600Kg直径10~12mm 挥发份82.40%长度15~50mm 燃烧率≥95%水份＜8.5% 含水量8~12%热值3950~4850Kcal/kg 含硫量＜0.11% 注：1Kcal=4.18KJ2、生物质气化发电不同生物质气化产品气成分表原料燃气成分（%）低位热值（kJ/m3）CO2 O2 CO H2 CH4 CnHm N2木材8.9 1.5 23.1 7.2 3.3 0.9 55.1 5448 玉米芯10.3 0.4 21.9 10.0 4.3 0.5 52.4 5724 花生壳8.4 2.0 20.9 6.9 2.7 0.3 59.7 4456 锯末9.9 2.0 20.2 6.1 4.9 0.7 56.3 4544 油茶籽壳11.0 1.6 17.9 12.2 4.5 0.3 52.2 5335稻壳7.5 3.0 19.1 5.5 4.3 0.1 60.5 4594生物气化发电量可用下式计算：每天发电量Q=q*V*η*24/3600 (Kwh).q——气化生物质的热值 kJ/m3；V——气化生物质体积 m3/hη——发电效率（若采用内燃机发电，效率为41%-43%,采用燃气轮机发电，效率为30%）垃圾发电生活垃圾水分、热值平均值测定项目居民工商企事业中转站混合组分样平均水分（%）59.57 47.08 45.13 56.45 平均低位热值（kJ/kg）4813.46 7713.87 5668.76 5538.56垃圾气化熔融焚烧发电量计算：每天发电量Q=q*m*η1*η2*24/3600 (Kwh).q——单位重量可燃烧垃圾的热值 kJ/kgm——可燃烧垃圾的数量 m kg/hη1——热回收效率；η2——发电效率；注：垃圾气化熔融焚烧技术是目前发展的新一代生活垃圾焚烧工艺，其中回转窑式热回收率为55%，发电效率为30%-32%，流化床式热回收率为75%，发电效率为30%-32%。
3生物质能的利用之沼气技术ppt
沼气技术在我国发展大体分为4个时期。 20世纪30年代：当时的沼气称为瓦斯，沼气池为瓦 斯库。
20世纪50年代：武昌成为全国大办沼气的策源地。 但由于操之过急，忽视建池质量和违反经验，大多沼 气池都荒废了。
20世纪70年代：为了解决农村生活的燃料问题，全 国累计修建沼气池700万个。但寿命都较短。
酵料液的温度随气温、地温的变化而变化，其好处是 不需要对发酵料液温度进行控制，节省保温和加热投 资，沼气池本身不消耗热量；缺点是在同样的投料条 件下，一年四季产气率相差较大。
二、以进料方式划分 1. 连续发酵：
图3-4 连续发酵工艺基本流程
2. 半连续发酵：
图3-5 常温单级半连续发酵工艺基本流程
2. 接种物的富集培养：为了获得足够的、质量好的 接种物，必须对接种物进行富集培养。
3. 接种物来源：城市下水污泥、池塘底部污泥、屠 宰场污泥以及食品加工厂污泥。
4. 接种量
五、发酵原料 1.发酵原料的种类
人畜禽粪、作物秸秆、杂草菜叶、有机污水等都可 以作为沼气发酵原料。
沼气发酵常用的原料主要是秸秆和粪便。 2. 沼气发酵原料的配比 3. 原料堆沤
单级沼气发酵 两级沼气发酵 多级沼气发酵
五、按发酵含量划分 1. 液体发酵 2. 干发酵 六、以料液流动方式划分 1. 无搅拌的发酵工艺 2. 全混合式发酵 3. 塞流式发酵
水压式沼气池是我
国农村普遍采用的一种 人工制取沼气的厌氧发 酵密封装置，推广数量 占农村沼气池总量的 85%以上。
一、水压式沼气池的构造 1. 进料口及进料管 2. 发酵间 3. 储气间 4. 水压间 5. 活动盖 6. 导气管
③ 进料中混入大量强酸或强碱
正常情况下沼气发酵的pH值有一个自然平衡的 过程，一般不需要调节。只有在配料管理不当的情况 下才会出现挥发酸大量累积，pH值下降。提高pH值 的办法有几种：
农业废弃物的资源化利用方法
农业废弃物的资源化利用方法引言：随着农业的发展，农业废弃物的产生量不断增加，如何有效地处理和利用农业废弃物已经成为农业可持续发展的重要课题之一。
本文将介绍几种常见的农业废弃物资源化利用方法，以期为实现农业废弃物资源化利用提供一些参考和借鉴。
一、生物质能利用生物质能是指来自植物、动物和微生物等生物有机物质的能源，通过对农业废弃物进行生物质能利用，可以实现农业废弃物的资源化利用。
1. 生物质燃料利用农业废弃物中的秸秆、木屑等可以通过压缩、粉碎、干燥等工艺转化为生物质燃料，如生物质颗粒、生物质炭等。
这些生物质燃料可以作为代替传统化石能源的清洁能源，广泛应用于农业、工业和居民生活等领域。
2. 生物质沼气利用农业废弃物中的畜禽粪便、餐厨垃圾等可通过沼气发酵技术转化为生物质沼气。
生物质沼气可以作为燃料供给煮饭、取暖等生活用途，同时还可以发电、供应燃气、用于替代化肥等。
二、有机肥料生产农业废弃物中的秸秆、畜禽粪便等可经过堆肥、发酵等处理过程，生产成有机肥料。
有机肥料含有丰富的养分，能够改善土壤结构，提高土壤肥力，促进作物生长，同时还可以减少化学肥料的使用量，降低农业对环境的污染。
三、生物制剂制备农业废弃物中的植物残渣、菌渣等可以用于生物制剂的制备。
通过提取废弃物中的有效成分，经过发酵、提纯等工艺制备出具有生物活性的制剂，如生物农药、生物酶等。
这些生物制剂可以替代化学农药、化学肥料，对农作物起到良好的保护和促进作用。
四、生物填料应用农业废弃物中的秸秆、稻草等可以作为生物填料应用于环境保护领域。
将废弃物进行加工处理后，制成生物滤料、生物膜等，用于废水处理、土壤修复等环境治理工程。
生物填料具有较好的吸附和降解性能，可以有效地去除废水中的污染物，改善环境质量。
结论：农业废弃物的资源化利用是农业可持续发展的重要方向。
通过生物质能利用、有机肥料生产、生物制剂制备以及生物填料应用等方法，可以充分发挥农业废弃物的潜在价值，实现资源的循环利用，促进生态环境的改善和农业的可持续发展。
现代水产养殖技术的可再生能源利用
现代水产养殖技术的可再生能源利用现代水产养殖技术的可再生能源利用对于环保和可持续发展具有重要意义，它不仅有助于降低养殖成本，提高养殖效率，还能减少能源消耗和对传统能源的依赖。
本文将探讨现代水产养殖技术中可再生能源的应用和优势。
一、太阳能利用太阳能是一种广泛可利用的可再生能源，在现代水产养殖中有着重要作用。
太阳能光伏发电系统可以将阳光转化为电能，为养殖设施提供所需的电力。
此外，太阳能热能系统可以利用太阳能进行热水供应和温度调节，保证养殖环境的稳定和水体的温度适宜。
太阳能利用的优势在于可再生、环保和经济性。
光伏发电系统不仅可以为养殖场提供稳定可靠的电力，还可以将多余的电能带回电网，实现电力的双向流动。
太阳能热能系统则可以降低热水加热成本，提高养殖效益。
二、风能利用风能是另一种可再生能源，可以广泛应用于现代水产养殖技术中。
风能发电系统可以通过风轮驱动发电机，将风能转化为电能。
这些电能可以用于驱动养殖设备和提供养殖场所需的电力供应。
风能利用的优势在于稳定可靠、经济性和环保性。
风能发电系统可以根据养殖场的地理环境和风能资源进行选址和设计，以实现最大化的发电效益。
此外，风能发电系统不会产生污染物和温室气体，对环境友好。
三、生物质能利用生物质能是指由植物或动物的有机物质转化而成的能源，可以通过发酵、厌氧消化等方式获取。
在现代水产养殖中，生物质能可应用于沼气发电、生物质颗粒燃料等方面。
生物质能利用的优势在于可再生、环保和经济性。
沼气发电可以利用废弃物和动植物残渣，将其转化为可再生能源。
生物质颗粒燃料则可以替代传统能源，减少对化石燃料的依赖，降低养殖成本。
四、水能利用水能是一种可再生能源，可以广泛应用于水体环境中的水产养殖过程中。
水能发电系统可以利用水流的动能，将其转化为电能。
此外，水能还可以用于驱动水体循环和水质处理等方面。
水能利用的优势在于稳定可靠、环保和经济性。
水能发电系统可以根据水流资源进行选址和设计，以实现最大化的发电效益。
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生物质能的概述生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。
而所谓生物质能（biomass energy ），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。
它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。
生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。
目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。
生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中，它是由太阳能转化而来的。
有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能，通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。
地球上的生物质能资源较为丰富，而且是一种无害的能源。
地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨，其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍，但目前的利用率不到3%。
[编辑本段]生物质能的分类依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
林业资源：林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等；木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等；林业副产品的废弃物，如果壳和果核等。
农业资源：农业生物质能资源是指农业作物(包括能源作物)；农业生产过程中的废弃物，如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆（玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等）；农业加工业的废弃物，如农业生产过程中剩余的稻壳等。
能源植物泛指各种用以提供能源的植物，通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。
生活污水和工业有机废水：生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成，如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。
工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等，其中都富含有机物。
城市固体废物：城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。
其组成成分比较复杂，受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。
畜禽粪便：畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，它是其他形态生物质（主要是粮食、农作物秸秆和牧草等）的转化形式，包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。
沼气：沼气就是由生物质能转换的一种可燃气体，通常可以供农家用来烧饭、照明。
[编辑本段]生物质能的特点1) 可再生性生物质属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用；2) 低污染性生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少；生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应；3) 广泛分布性缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能；4) 生物质燃料总量十分丰富。
生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。
根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000～1250亿吨生物质;海洋年生产500亿吨生物质。
生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。
我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。
随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。
应用：沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等。
[编辑本段]生物质能利用现状2006年底全国已经建设农村户用沼气池1870万口，生活污水净化沼气池14万处，畜禽养殖场和工业废水沼气工程2,000多处，年产沼气约90亿立方米，为近8000万农村人口提供了优质生活燃料。
中国已经开发出多种固定床和流化床气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。
2006年用于木材和农副产品烘干的有800多台，村镇级秸秆气化集中供气系统近600处，年生产生物质燃气2,000万立方米。
[编辑本段]生物质能的研究目前，生物质能技术的研究与开发已成为世界重大热门课题之一，受到世界各国政府与科学家的关注。
许多国家都制定了相应的开发研究计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等，其中生物质能源的开发利用占有相当的比重。
目前，国外的生物质能技术和装置多已达到商业化应用程度，实现了规模化产业经营，以美国、瑞典和奥地利三国为例，生物质转化为高品位能源利用已具有相当可观的规模，分别占该国一次能源消耗量的4％、16％和10％。
在美国，生物质能发电的总装机容量已超过10000兆瓦，单机容量达10～25兆瓦；美国纽约的斯塔藤垃圾处理站投资2000万美元，采用湿法处理垃圾，回收沼气，用于发电，同时生产肥料。
巴西是乙醇燃料开发应用最有特色的国家，实施了世界上规模最大的乙醇开发计划，目前乙醇燃料已占该国汽车燃料消费量的50％以上。
美国开发出利用纤维素废料生产酒精的技术，建立了1兆瓦的稻壳发电示范工程，年产酒精2500吨。
[编辑本段]生物质能对中国的意义开发利用生物质能对中国农村更具特殊意义。
中国80％人口生活在农村，秸秆和薪柴等生物质能是农村的主要生活燃料。
尽管煤炭等商品能源在农村的使用迅速增加，但生物质能仍占有重要地位。
1998年农村生活用能总量3.65亿吨标煤，其中秸秆和薪柴为2.07亿吨标煤，占56.7％。
因此发展生物质能技术，为农村地区提供生活和生产用能，是帮助这些地区脱贫致富，实现小康目标的一项重要任务。
1991年至1998年，农村能源消费总量从5.68亿吨标准煤发展到6.72亿吨标准煤，增加了18.3％，年均增长2.4%。
而同期农村使用液化石油气和电炊的农户由1578万户发展到4937万户，增加了2倍多，年增长达17.7％，增长率是总量增长率的6倍多。
可见随着农村经济发展和农民生活水平的提高，农村对于优质燃料的需求日益迫切。
生物质能高新转换技术不仅能够大大加快村镇居民实现能源现代化进程，满足农民富裕后对优质能源的迫切需求，同时也可在乡镇企业等生产领域中得到应用。
由于中国地广人多，常规能源不可能完全满足广大农村日益增长的需求，而且由于国际上正在制定各种有关环境问题的公约，限制二氧化碳等温室气体排放，这对以煤炭为主的我国是很不利的。
因此，立足于农村现有的生物质资源，研究新型转换技术，开发新型装备既是农村发展的迫切需要，又是减少排放、保护环境、实施可持续发展战略的需要。
沼气含义沼气沼气，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，有气泡冒出来，如果我们划着火柴，可把它点燃，这就是自然界天然发生的沼气。
沼气，是各种有机物质，在隔绝空气（还原条件），并必适宜的温度、湿度下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。
[编辑本段]沼气成分组成沼气的主要成分是甲烷。
沼气由50％～80％甲烷(CH4)、20％～40％二氧化碳(CO2)、0％～5％氮气(N2)、小于1％的氢气(H2)、小于0．4％的氧气(O2)与0．1％～3％硫化氢(H2S)等气体组成。
由于沼气含有少量硫化氢，所以略带臭味。
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。
沼气的主要成分甲烷是一种理想的气体燃料，它无色无味，与适量空气混合后即对燃烧。
每立方米纯甲烷的发热最为34000千焦，每立方米沼气的发热量约为20800－23600千焦。
即1立方米沼气完全燃烧后，能产生相当于0.7千克无烟煤提供的热量。
与其它燃气相比，其抗爆性能较好，是一种很好的清洁燃料。
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。
[编辑本段]沼气的利用及前景1沼气传统利用和综合利用技术沼气作为能源利用已有很长的历史。
我国的沼气最初主要为农村户用沼气池，20世纪70年代初，为解决的秸秆焚烧和燃料供应不足的问题，我国政府在农村推广沼气事业，沼气池产生的沼气用于农村家庭的炊事来逐渐发展到照明和取暖。
目前，户用沼气在我国农村仍在广泛使用。
我国的大中型沼气工程始于1936年，此后，大中型废水、养殖业污水、村镇生物质废弃物、城市垃圾沼气的建立拓宽了沼气的生产和使用范围。
随着我国经济发人民生活水平的提高，工业、农业、养殖业的发展，大废弃物发酵沼气工程仍将是我国可再生能源利用和环护的切实有效的方法。
自80年代以来建立起的沼气发酵综合利用技术沼气为纽带，物质多层次利用、能量合理流动的高效农产模式，巳逐渐成为我国农村地区利用沼气技术促进可持续发展的有效方法。
通过沼气发酵综合利用技术沼气用于农户生活用能和农副产品生产、加工，沼液用料、饲料、生物农药、培养料液的生产，沼渣用于肥料的生产，我国北方推广的塑料大棚、沼气池、禽畜舍和相结合的“四位一体”沼气生态农业模式、中部地区的以沼气为纽带的生态果园模式、南方建立的“猪一果”模式、以及其他地区因地制宜建立的“养殖一沼气植”、“猪一沼一鱼”和“草一牛一沼”等模式都是以业为龙头，以沼气为纽带，对沼气、沼液、沼渣的多层次利用的生态农业模式，沼气发酵综合利用生态农业模建立使农村沼气和农业生态紧密结合起来，是改善农村环境卫生的有效措施，是发展绿色种植业、养殖业的有效途径，已成为农村经济新的增长点。
2沼气发电技术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，并装有综合发电装置，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0．6～0．8m0／kw h(沼气热值~>21MJ／m0)。
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。