【技术】沼气发展及其脱硫技术现状(上)

1.3沼气利用

沼气能源建设，一方面可以补充农村生产生活的能源需求;另一方面，可以减少工业生产中有机废水和生活垃圾对环境造成的危害。沼池中沼气可用于农户生活用能，农副产品生产、加工等方面;也可用于沼气发电，沼气燃料电池等方面。沼液用于肥料、饲料、生物农药、培养液料的生产。沼渣用于肥料、饲料的生产[12]。“沼气工程”中能量的多层次利用和物质的循环利用建立了以沼气为纽带的生态经济体系，实现了环境和经济的双赢，推动了循环经济可持续的发展。

1.3.1 农户、农副产品利用

沼气可用于农户炊事、照明等生活用能，也可用于农副产品的生产、加工，如沼气养蚕、沼气孵化、沼气育雏、沼气育秧、诱蛾养蚕、沼气储粮、沼气保鲜、沼气炒茶、蛋鸡增光、大棚种植、农产品干燥和烤瓷工艺品等[12]。

沼液和沼渣中含有多种氨基酸、生长素、抗生素和多种微量元素[15]，可作肥料利用、饲养利用、生物农药、培养料液等。沼液可作为有机肥料灌溉到农田中或者直接喷洒到植物叶面作叶面肥，既能增加作物产量、提高产品品质，又能增强作物的抗逆性;可用作饲料添加剂，使猪提前出栏、肉质提高，鸡产蛋率提高;可进入鱼塘促进浮游生物的生长，是鱼的良好饵料，使鱼的产量提高、抗病性增强;可用于浸种，提高种子的出芽率和以后的生长能力[16];可作为无毒、无残留的农药来防治农业病虫害[17，18]。沼渣可作为农业生产的底肥，或者与N、P、K一起加工成颗粒肥;可作为培养基用于生产食用菌[19]和养殖蚯蚓[20];可代替部分饲料养猪[21]、养鱼[22]等。

沼肥具有缓释兼备的作用，能改良土壤，增加土壤的团粒结构，增强土壤的保水、保肥、保温和通透性，同时改善土壤的微生态环境，对提高土地的持续生产力有重要的作用。同时减少化肥和农药的施用量，生产出无公害的绿色食品，提高了农产品的安全性和保证了优质性。

1.3.2 发电利用

沼气燃烧发电是随着大中型沼气工程的建立而不断发展出现的一项沼气综合利用技术，它是将发酵池产生的沼气经过净化后用于装有综合发电装置的发动机上，以产生电能和热能，其综合热效率可达75%，是有效利用沼气的一种重要方式。沼气发电具有创效、节能、安全和环保等综合效益，可改善能源结构、缓解区域性电力短缺、提高沼气工程的综合效益，是一种分布广泛且价廉的分布式能源。

沼气发电在许多国家受到广泛重视，并纷纷出台相应的激励性政策。尤其在2000年以后，大多数国家出台了推动可再生能源发展的法律文件。如美国于2002年的《农场法》;德国于1999年实施的《电力并网法》，2000年颁布的《可再生能源优先法》，2004年国会对《可再生能源优先法》进行了修订，推动小型农场沼气发电上网;英国于2002年开始实行《可再生能源义务证书系统》;奥地利于2002年制定了《绿色电力法》;法国于2006年7月颁布的新上网电价是法国沼气发展的重要转折点;荷兰于2005年1月起施行的沼气发电补贴政策;中国于2006年1月起施行的《中华人民共和国可再生能源法》;日本的阳光工程;荷兰的绿色能源;其他国家出台的法律规定或采用的其他激励机制等。在这些政策的推动下各国沼气工程纷纷建设，于2004年以后多数国家的沼气产量有不同程度的增加，主要用于发热和发电，尤其新增沼气工程以热电联产为主。2005~2006年间，欧盟沼气产量增长了13.6%。2006年德国沼气工程基本每个月新建50座，以农场小型沼气工程(热电联产)为主，到年底达3500座，总装机达1100MW，预计到2020年将达9500MW[23]。中国作为农业大国，到2007年为止，利用沼气工程发电的比例不到3%[12]，预计到2015年，处理工业有机废水的大中型沼气工程达到2500座，年处理工业有机废水37500万立方米，年产沼气能力40亿立方米;农业废弃物沼气工程将达近4100座，年处理粪便量1.23亿吨，年产沼气4.5亿立方米[3]。

目前沼气发电的主要设备为内燃机和汽轮机，德国、丹麦、奥地利、美国的纯燃气发电机组比较先进，气耗率≤0.5m3/kWh(沼气热值≥25MJ/m3)。我国虽然研究沼气发电有30多年的历史，研制出的20~600kW纯燃沼气发电机组，气耗率0.6~0.8m3/kWh(沼气热值≥21MJ/m3)。另外，适合我国广大农村地区小型沼气发电技术的研究更少。

延伸阅读：

【技术】沼气发展及其脱硫技术现状(下)

【案例】湿法脱硫之燃煤电厂烟气超低排放协同治理技术

【技术大全】电厂烟气脱硫脱硝工艺全解析