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新型沼气发电的特点

  沼气发电作为一种新型的发电方式与其他发电方式相比到底有什么不同之处呢?下面将从几个方面对沼气发电的特点进行分析。

  原料来源广泛沼气的主要燃烧成分是甲烷,由产甲烷菌厌氧消化有机物产生。所以只要有机物存在的地方,再配以适合的环境条件,就会有甲烷的生成。例如人畜的粪便、有机工业废水、垃圾填埋场、农作物秸秆等都可用做沼气产生的原材料。目前我国生猪、家禽和牛等畜禽养殖业粪便排放量约18亿吨,实际排出污水总量约200亿吨,可生产沼气约500亿立方米;全国工业企业每年排放的(可转化为沼气)有机废水和废渣约25亿立方米,可生产沼气约100亿立方米。今后随着畜禽养殖业和工业企业的发展,沼气的生产量还会增加。以一个60万人口的城镇为例,每天产生垃圾约600吨,产生沼气1万立方左右,可以供1000千瓦的燃气机组进行发电。且城市越大,垃圾中含的有机物越多,产生的沼气量也就越多。我国人口众多,适合做这样项目的垃圾填埋场也很多。

  可再生能源用沼气进行发电,不用担心会有枯竭的一天。据统计,至2002年底世界剩余石油探明储量为1407.04亿吨。 根据世界已探明的化石能源储量推算,石油还可使用40~50年,天然气还可使用60~70年,煤炭则能维持225年左右。可见,化石能源将越来越紧张,而以沼气为代表的可再生生物质能源的寿命几乎是无限的,只要太阳存在,绿色生命存在,沼气也将存在。

  对发电机组的要求更高用燃料直接燃烧做功发电的发电机组有两种:一种是燃油发电机组,另一种是燃气发电机组。燃油发电机组又包括柴油发电机和汽油发电机。由于柴油和汽油都是标准的燃料,因此就不会存在燃料在汽缸内燃烧不同步的问题,也不会有爆震的产生,控制系统也就简单许多。燃气发动机根据燃烧成分也分为两种:一种是燃烧天然气的发动机,一种是燃烧生物质气的发动机。沼气发动机就属于第二种,由于沼气温度、压强和成分的不稳定性,一般大于300千瓦的机组都要加装防爆震系统,而天然气气质很稳定,只是在功率很大时才加装防爆震系统。一般来讲,纯沼气发电机组比天然气发电机组的要求高,它的控制系统要更好。沼气发动机需要经常调整空燃比,天然气发动机则不用。所以,能够用沼气做燃料的发动机都可以用做天然气的发动机,而用天然气做燃料的发动机则不一定能用做沼气的发动机。

  对气质的要求高每种燃气发动机对燃气的要求不同,下面主要以瓦克夏(waukesha)燃气发电机为例来进行介绍。

瓦克夏的发动机的天然气燃料部分特性表:

标志 参数 限定值 发动机/应用
φ 燃气湿度 <80% F/SFGLD
WetDewT 湿气露点 >15°少于T燃气 F/SFGLD
O2 燃气中的氧 <2%vol. 机械混合器

 

 
<±1% carb.point
 
O2 燃气中的氧 >2%vol. 电子混合器
 

 

 
>±2% carb.point
 
H2 燃气中的氢 <12% vol. F/SFGLD
C4+ 高碳氢化合物 <2% vol. F/SFGLD
DryDewT 干空气的零点 >15°少于T F/SFGLD
H2S(*) 氢化硫等量 <1400ppm W/o催化转化器

 

 
<100ppm W/催化转化器
CI-(*) 氯等量 <80ppm W/o催化转化器

 

 
<6.5ppm W/催化转化器
Si(*) 硅和氧化硅 <4mg/Nm3 W/o催化转化器

 

 
Nil W/催化转化器
NH3(*) <60ppm F/SFGLD
Tar(*) 油和机油 <10mg/Nm3 F/SFGLD
Dust(*) 固体微粒 <5μm F/SFGLD

 

 
<10mg/Nm3(1-5μm) F/SFGLD

瓦克夏的发动机的厌氧沼气燃料部分特性表:

标志 参数 限定值 发动机/应用
φ 燃气湿度 <80% F/SFGLD
WetDewT 湿气露点 >15°少于T燃气 F/SFGLD
WetDewT 湿气露点 <283K F/SFGLD
O2 燃气中的氧 <2%vol. 机械混合器
>±1% carb.point
O2
 
<2%vol. 电子混合器
>±1% carb.point
H2 燃气中的氢 <12% vol. F/SFGLD
C4+ 高碳氢化合物 <2% vol. F/SFGLD
H2S 氢化硫等量 <800ppm W/o催化转化器
CI- 氯等量 <48ppm W/o催化转化器
Si 硅和氧化硅 <0.2mg/NM3 W/o催化转化器
NH3 <33ppm F/SFGLD
Tar 油和机油 <5mg/NM3 F/SFGLD
Dust 固体微粒 <5μm F/SFGLD
<5mg/NM3 (1-5μm) F/SFGLD

  (*)18MJ/Nm3的LHV 有效值
 

  通过对两表的分析,我们可以得出:沼气发动机对气质的要求比天然气发动机更高,它要求有更低的污染物浓度。

> 关键词:沼气发电    




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