德国沼气工程技术考察及思考的论文

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1、德国沼气工程技术考察及思考的论文根据对德国沼气技术的考察情况，分析总结了德国沼气工程技术的特点、发展驱动力与发展趋势，借鉴德国沼气发展的经验并结合中国沼气工程技术发展中存在的一些问题，从政策、管理和技术角度对如何发展中国的沼气工程提出了几条建议。1德国沼气工程发展现状与趋势在参加cigr2006会议期间，以及2005年在中国和荷兰政府合作项目“促进中国西部农村可再生能源综合发展应用”的资助下，作者先后两次对德国的可再生能源发展状况进行了考察，考察过程中，德国的沼气工程技术给我们留下了深刻的印象，有许多地方值得中国学习和借鉴。德国位于中欧，国土面积为35.7万平方公里，人口总数8226.4

2、万人，人口密度230人/平方公里。在欧洲仅次于俄罗斯。德国的地形异常多样，从连绵起伏的山峦、高原台地、丘陵、山地、湖泊直至辽阔宽广的平原。从北到南划为5大地形区：北德高地，中等山脉隆起地带，西南部中等山脉梯形地带，南德阿尔卑斯山前沿地带以及南部的阿尔卑斯山区。整个地势南高北低。德国处于大西洋和东部大陆性气候之间的凉爽的西风带，温度大起大落的情况很少，平稳温和是德国气候的总体特征，冬季平均温度在1.5℃（低地）和-6℃（山区）之间。7月份平原来地区的平均温度为18℃，在南方山谷地区为20℃左右。这种良好的气候条件非常适合沼气的发展。近年来，沼气工程在德国得到了快速发展，特别是在2000年其

3、可再生能源法（renead和大型沼气工程centralizedad）[1]。2德国沼气工程发展的特点1)主要采用全混合发酵工艺在德国，建设沼气工程以获取能源为主要目的，因此追求最大原料产气率是这些工程最为重要的经济指标。从原料产气率角度分析，一些作物，如玉米、甜菜、甜高粱及大麦的干物质产气率可高达600-1000m3/t，远远高于动物粪便的产气率，而动物粪便与这些原料掺在一起进行混合发酵，可以弥补这些原料氮源不足的问题，从而更有利于沼气的生产。此外，这些作物的单位产量也很高，比如种植1ha甜菜可以收获100t甜菜和26t甜菜叶，而1t新鲜甜菜可生产100m3沼气。同时采用这两种原料有充足

4、的资源保证。德国每年的秸秆产量大约为4800万t，目前的畜牧业养殖规模大约为牛1600万头，猪2600万头，马400万头，家禽1.14亿只，这些家畜和家禽每天产生的粪便所含干物质可达57500t[1]。因此，这种采用作物和粪便两种原料进行混合发酵的沼气工程在德国得到了快速发展[2]。由于混合发酵原料ss含量和ts浓度都比较高，适合采用全混合厌氧反应器。从采用的反应器类型看，约90%为立式全混合反应器，少数采用卧式反应器，主要用于含沙和纤维量高的原料，而且受结构限制此类反应器的容积一般低于300m3，还有不到10%的工程采用两种反应器联合应用的方式。随着材料技术的发展，一些工程采用了将发酵

5、罐和储气柜一体化的设计，即在反应器的上部安装双层膜用以储存沼气，见图2和图3。许多农场建的沼气工程多采用2个发酵罐串联发酵，其中第一个发酵罐采用连续进出料方式，其排出的料液进入第二个发酵罐储存并在其中继续产气，同时该罐还兼作沼气储气装置。储存在第二个发酵罐的料液经过一段时间后被排放出来，然后作为有机肥喷施到农田里，所以不存在废液二次污染问题。2）沼气主要用于发电和供热德国的沼气工程所产生的沼气主要用来发电，同时多数将发电过程中产生的废热用于供热，即热电联产工艺。这也是“reneg/l)存在的情况下，将硫化物氧化为单质硫[4]。这类细菌属于无色硫细菌，其中硫杆菌thiobacillus就是

6、一种典型的脱硫细菌，它属于自养细菌，以无机硫化物为电子供体，以co2为碳源。这种生物脱硫方法的关键在于氧含量的控制，控制不好就会破坏反应器的厌氧环境，导致沼气发酵效果下降或停止产气。目前较为可靠的控制方法是采用氧化还原电位opr在线监测的方法控制料液的充氧浓度[3]。3德国沼气工程发展的驱动力近年来德国沼气工程的快速发展，主要得益于以下2个方面。1）强有力的政策推动近年来德国非常重视可再生能源的发展，为了促进包括沼气在内的可再生能源的发展，制订了“reneentofentsforpobiomassaccordingtone500km5machinerydirective）,德国工业标准（

7、dinstandards）等都对沼气工程适用。由于沼气是一种易燃易爆的气体，所以，根据operationalsafetyregulations的要求，需要对沼气工程进行防爆监控。需要监控的系统必须满足以下要求：①正式投入生产之前以及进行大的改造之后必须对系统进行检查；②至少每3年重复检查1次；③制订防爆文件；④每年对员工开展培训；⑤在爆炸危险区使用的设备必须获得许可。而防爆文件的制定必须包含以下内容：①易爆位置地图；②设备正常情况下