沼气罐的发展趋势.doc

沼气罐发展趋势沼气是一种具有较高热值的可燃气体，及其它燃气相比，其抗爆性能较好，是一种很好的清洁燃料，传统上大多利用沼气进行取暖、炊事和照明事实上，沼气技术在农业领域具有更广泛的潜力在低碳经济大行其道的今天，低碳、低污染、低成本、可利用价值高的能源正在被越来越多的人所接受其中沼气的能源正处于一种迅猛的发展态势沼气是由多种气体组成的混合气体, 它含有甲烷、二氧化碳、硫化氢、一氧化碳、氢、氧、氮等气体其中甲烷最多, 占50% ~ 70%, 二氧化碳次之, 其余几种气体很少沼气能燃烧主要靠甲烷甲烷气体无色、无味、无毒, 它和一定数量的空气混合, 点火就能燃烧起来, 发出蓝色的火焰和大量的热在常温液化需要200kg 以上的压力因此如何改变甲烷的物理或化学性质, 使其在常温低压下液化, 或者寻找可以替代液化的贮藏方法,成为国内外研究的热点1沼气的贮存方法1.1 利用化学方法贮存甲烷（1）利用甲烷制成合成气在加入催化剂通过水蒸气情况下, 甲烷可以转化为CO 和H2 , 这个反应是放热反应, 因此对初始温度要求高一些, 需要达到100 􀀁 , 压力要达到5kg / cm22) 甲烷氧化成甲醇。

在许多类型反应器中加入催化剂可以将甲烷部分氧化从而得到甲醇3) 甲烷转化成液态燃料利用脱氢作用可将甲烷转化成液态燃料方法可分为直接和间接两种直接方法有两种: 在加温或氧化下二聚成乙烯接下来转化成液态碳氢化合物;氧化成甲醇或氯仿然后转化成液态碳氢化合物间接方法即间接部分脱氢, 也就是伴随着不断的- CH2 - 脱成CO而最终脱氢成为CO 和H22.2利用物理方法贮存甲烷( 1) 采用气体水合物形式气体水合物具有高密度气体包含性, 其密度约是液化气体的1/3, 可大幅度缓和温度条件甲烷在- 12􀀁以下时, 用大气压以上的压力生成气体水合物, 若生成压力为大气压, 温度约为- 80􀀁也就是说, 利用甲烷水合物在大气压下贮藏甲烷气体要保持温度在- 80􀀁以下, 利用冰可使甲烷水合物稳定目前正在研究若温度高于- 80􀀁如何在大气压下贮存气体 2) 溶解于有机溶剂将甲烷溶解于C3以上的液态溶剂里进行贮存, 如在38 􀀁 , 将甲烷压入并溶解在C3 的有机溶剂里, 可使甲烷溶解的最大摩尔比达到40% ( 此时罐装压力约为8。

6MPa) 甲烷成分的贮存密度体积比( 某大气压下的贮存气体体积/ 贮存容器体积= V/ V ) 为220, 及单纯压缩甲烷相比, 其体积比提高20能量密度也比单纯压缩甲烷提高1.6 倍 3) 在冷却条件下液化( LNG) 在- 16 􀀁下可以对甲烷进行贮藏运输, 而且这种方法已在日本应用, 甲烷的辛烷值高达130, 因此选择基本纯净的甲烷作为机车燃料对发动机的设计没有影响且能保证发动机不会受损冷却法对贮存甲烷的装置要求很高, 因而成本也高 4) 在高压下压缩( CNG) 利用气泵把沼气抽出, 然后利用空气压缩机把沼气压入压力容器里CNG 存在的不足: 需要建立专门的高压加气站, 配备多级压缩机, 增加了建设投资和操作费用;高压容器材质要求严格, 并需要定期进行检验;能量密度低, 只有汽油的29% ;若作为汽车燃料, 由于要采用器壁厚的高压贮罐, 而增加了车辆的自重 5) 用吸附剂在中低压下的吸附( ANG) 这种贮存方法系在贮罐中借助装入固体吸附剂, 以达到在较低的贮存压力( 3.5~ 6.0MPa) 下, 使吸附天然气具有及CNG 相近的贮存容量及CNG 贮存方法相比, ANG 贮存方法的优越性主要表现为:只需用价廉的单级压缩机, 从而降低了投资和操作费用;低压贮存以及甲烷从吸附剂中解吸出来相对较慢的速度增加了使用的安全性; 贮罐自重轻, 贮罐形状选择有较大余地, 可充分利用汽车的有限空间。

ANG 贮存方法存在的问题主要是:增加了吸附剂费用;吸附剂骨架占据了贮罐的容积, 降低了贮存气体的密度;由于吸附的选择性, 导致解吸过程中气体组分发生变化;吸附、解吸过程中的热效应影响吸附剂吸附容量和解吸出来气体的数量2现有沼气罐结构2.1户用沼气罐户用沼气罐沼气发酵系统的结构见图1, 沼气发酵罐罐体采用PVC 板质结构, 容积1m3, 罐体上设有气压表、出料口、进料口、温度传感器等沼气罐上部设有进料口、温度传感器, 出料口在沼气罐底部沼气罐内设有蛇形盘管, 两端及沼气锅炉相连接, 实现循环加热的目的1.2玻璃钢沼气罐玻璃钢建造的沼气池具有强度高、耐酸碱、抗老化、质量轻、无渗漏、施工简单、保温性能好等优点玻璃钢沼气罐罐体分上、下两部分，均为半球形其结构如图2所示为了保证良好的密封性，罐体、进料口、出料口连接处均采用不饱和聚脂树脂粘合形成一体，上半球和下半球之间用螺栓连接，并灌注不饱和聚脂树脂，使之形成一体图22.3橡胶沼气罐以各种废旧轮胎和各种废旧橡胶及少量的天然橡胶合成制做的再生橡胶沼气罐曾出现过其工艺流程为：对购来的各种废旧轮胎和废旧橡胶进行清洗；各种废旧橡胶块粉碎；粉碎后的橡胶进行筛选去杂质, 高温脱硫等；加热、硫化成再生合成胶板；模具成型、装埋伏件；成型后组装；外观整型、质量检查、喷漆等。

再生橡胶沼气罐的主要用途是用以代替已有的砖混结构沼气池，因为再生橡胶沼气罐的主要原料是各种废旧轮胎和废旧橡胶, 所以材料资源充足, 且价格低廉，又因为再生橡胶沼气罐的成本比沼气池、石油液化气罐的费用都低, 而使用年限长, 施工简单, 安装方便不用维修，所以推广起来会倍受广大用户的欢迎3沼气罐发展趋势3.1美国沼气产业发展现状及趋势美国沼气工程及欧洲和中国相比总体上发展缓慢70年代因石油涨价，触发了一些沼气工程设施建设1970-1990年间，以能源为主要目的，大约建造了大约140座沼气工程但由于设施简陋，设计不规范，安装不合理，管理差等问题，这些早期的沼气发酵罐大多数已经报废或停止使用近五年来，随着全球气候变暖和化石能源紧缺，沼气技术又日益受到重视，相关研究和示范工程建设逐步回暖据美国环境保护署（EPA）统计，2007年正常运行的沼气工程大约有111 个，基本上是畜禽场沼气发电工程，每年产生2.15亿Kwh当量的总能量2007年沼气工程生产的能量是2003 年的3 倍参考文献[1]南景富,冯晓九,牛广林. 沼气罐装技术综述[J].油气田地面工程2006,25(12). [2]韩阳.东北地区沼气池增温的问题及对策[J].黑龙江科技息,2007(17):143.[3]鄂佐星,周曙光,冯江,等.高寒地区户用秸秆燃气采暖锅炉的设计及试验[J] . 可再生能源,2004,116(1):28-30.[4]柳自强,王新成,南瑛.户用沼气池使用效果差的主要原因[J].农民科技培训, 2006(1):12.[5]孙静.严寒地区利用太阳能加热制沼气的实验研究[D].哈尔滨工业大学硕士论文,2006:3-7.[6]张艳丽.我国农村沼气建设现状及发展对策[J].可再生源.2004,116(4):5-7.[7]朱洪光.中国沼气产业发展展望[J].新能源产业,2007(3):8-12.[ 8]张茂成,翟胜祥,朱瑞洪.21 世纪农村沼气发展新趋势[J].可再生能源, 2004, 116(4):55-56.[9]寿亦丰.杭州能源环境工程有限公司美国沼气产业发展现状及趋势.[10]郑玉才,邓春岩,石磊.河北科技师范学院玻璃钢沼气罐的结构设计及研究. / 。