沼氣發電是怎麼回事?如何理解沼氣發電的原理?電力工程技術專家分析!

2021-02-25 電力工程技術平臺

沼氣的主要成分

沼氣的主要成分是甲烷。沼氣由50%~80%甲烷(CH4)、20%~40%二氧化碳(CO2)、0%~5%氮氣(N2)、小於1%的氫氣(H2)、小於0.4%的氧氣(O2)與0.1%~3%硫化氫(H2S)等氣體組成。

由於含有少量硫化氫,所以略帶臭味。其特性與天然氣相似。空氣中如含有8.6~20.8%(按體積計)的沼氣時,就會形成爆炸性的混合氣體

根據經驗,一般沼氣CH4含量為60%±5%,可發電1.8~2.3度/Nm3,國產機組發電量1.7度/Nm3左右,發電效率30%~35%;進口機組可達2.0~2.2度/ Nm3,發電效率35%~42%,總效率85%以上。

沼氣發酵的基本工藝流程

一個完整的大中型沼氣發酵工程,無論其規模大小,都包括了如下的工藝流程:原料(廢水)的收集、預處理、消化器(沼氣池)、出料後處理和沼氣的淨化與儲存、沼氣發電及上網等。

計算公式為:

每立方米標準燃氣發電量=燃氣熱值(MJ/ Nm3)÷熱耗率(MJ/ kW·h)×係數。

沼氣機組係數一般為0.85~0.90。

機組持續功率下每小時耗氣量=額定功率×90%÷每立方標準燃氣發電量。

沼氣發熱量

每立方米純甲烷的發熱最為34000焦耳,每立方米沼氣的發熱量約為20800~23600焦耳。即1立方米沼氣完全燃燒後,能產生相當於0.7千克無煙煤提供的熱量。

依據每立方米廢水產沼氣量的不同,可以劃分為三類:第一類是每立方米廢棄物產沼氣10立方米以上,主要包括酒精、白酒、澱粉、味精、檸檬酸、造紙、機械漿;第二類為每立方米廢棄物產沼氣5~10立方米,包括酶製劑、製藥、纖維板、植物油等;第三類為每立方米廢棄物產沼氣小於5立方米,包括製糖、啤酒、果汁、屠宰、糖醛等。

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