分析沼氣設(shè)備怎么使生物質(zhì)發(fā)酵

 

　　沼氣設(shè)備底膜、內(nèi)膜、外膜共同形成兩個空間。內(nèi)膜空間作為儲氣空間儲存各種氣體，外膜與內(nèi)膜夾層的空間作為調(diào)壓空間。當(dāng)儲存的氣體增加時內(nèi)膜曲張，控制設(shè)備排出外膜的調(diào)壓空氣騰出一定的容量。當(dāng)內(nèi)膜儲存的氣體較少時控制設(shè)備向調(diào)壓層注入空氣，平衡柜內(nèi)的壓強(qiáng)，穩(wěn)定外膜剛度。（即用一個軟體球形作為儲氣柜，儲存的氣體容積變少控制設(shè)備就自動充空氣填補(bǔ)，儲存氣體增多安全保護(hù)器就釋放空氣以平衡壓力。為不讓氣體混合，儲存的氣體與空氣之間使用內(nèi)膜隔離開。）

 

　　生物質(zhì)發(fā)酵生成沼氣

 

　　沼氣設(shè)備通常由一個發(fā)酵罐（發(fā)酵器）、一個二次發(fā)酵罐以及終端儲存罐組成（如圖1所示）。當(dāng)前德國主要采用動物糞便（45%）和專門種植的能源型植物（46%）用作沼氣設(shè)備中的轉(zhuǎn)化基質(zhì)，此外還有生物廢料（7%）以及工業(yè)和農(nóng)業(yè)的剩余物料（2%）投入應(yīng)用。在熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電站（BHKW）中，借助沼氣燃燒的內(nèi)燃機(jī)推動發(fā)電機(jī)的運(yùn)行，產(chǎn)生的廢熱還可用于熱力站供熱。此外，將沼氣輸入至天然氣管網(wǎng)以提高其在混合能源中比例的預(yù)處理工藝，對能源供應(yīng)的保障具有重要意義（如圖2所示）。

 

　　沼氣發(fā)電廠是通過對各種微生物的活性來實現(xiàn)將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為沼氣的（如圖3所示），產(chǎn)生的初級沼氣是由甲烷（50~75%）、二氧化碳（25~45%）、水蒸氣（2~7%）以及微量氣體（N2,NH3,H2S，H2）所組成的混合物。從生物質(zhì)形成沼氣是一種包含各種微生物共同作用的復(fù)雜過程。該過程可劃分為4個相互依存的步驟（如圖3所示）。在第1步水解過程中，復(fù)雜的有機(jī)化合物（多糖、脂肪和蛋白質(zhì)）分解為糖、氨基酸和脂肪酸等較為簡單的化合物；其他微生物族群則于酸化過程中將化合物發(fā)酵成為有機(jī)酸和醇類以及副產(chǎn)物氫和二氧化碳（初級發(fā)酵）；第3步可標(biāo)示為乙酸化過程（二級發(fā)酵），產(chǎn)生乙酸、氫和二氧化碳；最后一步則是生產(chǎn)沼氣的甲烷化過程，甲烷的制造者屬于古細(xì)菌組群，它們將此前幾步的最終產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為甲烷和二氧化碳，作為沼氣進(jìn)一步加以利用。甲烷為沼氣中可燃性部分，其他無法被微生物進(jìn)一步降解的發(fā)酵殘渣，則可用作耕地肥料。