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主题:【原创】生物质 物质能源与电动汽车 -- 橡树村

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家园 【原创】生物质 十九 甲烷发酵

上一部分,讲的是生物质的物理化学利用方法,这部分讲生物质的生物利用方法。

甲烷发酵是最古老的生物利用方法。甲烷发酵也叫做厌氧型消化,是在无氧(厌氧)条件下,通过微生物作用,讲含有机物的生物质分解,最终生成甲烷和二氧化碳的过程。这种方法已经很久了,普遍用于处理生物废弃物和有机废水,用来回收能量。

甲烷发酵的过程,首先是纤维素,蛋白等有机物被各种厌氧型微生物分解,得到有机酸和氢气,然后,醋酸和氢气再被另外一种厌氧型微生物转化成为甲烷。这个过程只需要厌氧条件,人工即使不控制也可以发生。反应是在常温常压。和目前商业上使用的酒类发酵的区别,是酒类发酵目前主要是发酵淀粉和糖类,而甲烷发酵可以利用纤维素,扩大了原料来源。

目前甲烷发酵使用的底物,包括食品废弃物,畜业废弃物,农产品废弃物,植物废弃物,废水处理污泥,有机废水,粪尿等。具体工艺有高温发酵(55度),中温发酵(35度)和低温发酵,具体有不同的用处。得到的气体低位发热量是21-23MJ/cum,可以作为燃气使用。

甲烷发酵在国内应用很普及,也就是农村推广过的沼气,这种廉价的装置的推广,应该说是很有意义的。优于甲烷发酵温度低,原料不需要除水,所以对于含水量很多的生物质的利用,甲烷发酵是个非常好的选择。不过甲烷发酵的效率也不是很理想,大规模的甲烷发酵工厂,大约得到的能量的20-40%需要消耗在前处理和后处理上,这方面的进步潜力仍然很大。

甲烷发酵得到的气体,一般含有甲烷55-70%,二氧化碳30-45%,还有0.02-0.04%的硫化氢。硫化氢本身恶臭,剧毒,也对设备有腐蚀性,所以在利用之前一定要除掉,目前推广的廉价除硫化氢的方法,是使用氧化铁脱硫。

生物气体除了给民用灶具供气,给锅炉供气,也可以推动小型气体涡轮机,或者改质之后作为氢燃料电池的原料,这个技术在一些啤酒厂里面有应用,发电余热用于发酵罐的保温。

关键词(Tags): #生物能源#生物质

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