分析沼氣設備怎么使生物質發酵

 

　　沼氣設備底膜、內膜、外膜共同形成兩個空間。內膜空間作為儲氣空間儲存各種氣體，外膜與內膜夾層的空間作為調壓空間。當儲存的氣體增加時內膜曲張，控制設備排出外膜的調壓空氣騰出一定的容量。當內膜儲存的氣體較少時控制設備向調壓層注入空氣，平衡柜內的壓強，穩定外膜剛度。（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備就自動充空氣填補，儲存氣體增多安全保護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膜隔離開。）

 

　　生物質發酵生成沼氣

 

　　沼氣設備通常由一個發酵罐（發酵器）、一個二次發酵罐以及終端儲存罐組成（如圖1所示）。當前德國主要采用動物糞便（45%）和專門種植的能源型植物（46%）用作沼氣設備中的轉化基質，此外還有生物廢料（7%）以及工業和農業的剩余物料（2%）投入應用。在熱電聯產發電站（BHKW）中，借助沼氣燃燒的內燃機推動發電機的運行，產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以提高其在混合能源中比例的預處理工藝，對能源供應的保障具有重要意義（如圖2所示）。

 

　　沼氣發電廠是通過對各種微生物的活性來實現將生物質轉化為沼氣的（如圖3所示），產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。從生物質形成沼氣是一種包含各種微生物共同作用的復雜過程。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，復雜的有機化合物（多糖、脂肪和蛋白質）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酵成為有機酸和醇類以及副產物氫和二氧化碳（初級發酵）；第3步可標示為乙酸化過程（二級發酵），產生乙酸、氫和二氧化碳；最后一步則是生產沼氣的甲烷化過程，甲烷的制造者屬于古細菌組群，它們將此前幾步的最終產物轉化為甲烷和二氧化碳，作為沼氣進一步加以利用。甲烷為沼氣中可燃性部分，其他無法被微生物進一步降解的發酵殘渣，則可用作耕地肥料。