开发生物质能 发展能源农业(2)
作者:佚名; 更新时间:2014-12-04
 4、沼气发酵受温度影响较大

  沼气发酵可分为高温(50-600C)、中温(30-350C)和常温(自然温度)。高温发酵处理能力最强,中温次之,但需要一定的热能来维持所需要的恒定温度。

  沼气计划应包括农村户用小型沼气和大中型沼气两个部分。

  农村户用小型沼气技术已比较成熟,目前主推的是埋地圆柱形水压式沼气池,并已制定出国家标准(GB 4750-84、GB 4751-84、GB4752-84)。这种沼气池解决了进料和出料的矛盾,可以连续生产。农民不需冒生命危险去掏出沼渣。北方在沼气池上加盖塑料大棚,使沼气与养猪种菜相结合,组装成“四位一体”模式,成功的解决了冬季沼气发酵问题。各地从当地实际出发,把沼气与农民致富奔小康结合起来,形成生态家园富民计划,大大推进了农村户用沼气的发展,国家已列入西部大开发计划。为了使农村户用小型沼气更符合国家经济建设和社会全面发展,建议:1、国家进一步加大投资力度,满足广大农民的需求;2、突出重点。一是解决生态脆弱区农民的燃料问题,巩固退耕还林成果,治理风沙危害。二是解决南方血吸虫高发区的虫卵处理问题。沼气发酵可以彻底处理血吸虫虫卵。据卫生防疫部门检测结果:在沼气池内,血吸虫卵秋季22天,冬季40天内,死亡100%。通过沼气池的建设把厕所、畜圈连接起来,人、畜粪便进入沼气池,经过沼气发酵,杀死虫卵,切断血吸虫传播链。

  大中型沼气主要用来处理城市污水、高浓度工业有机废水、人畜粪便及生活垃圾。近20年,世界各国积极发展大中型沼气,创造出许多新的工艺,随着高效、常温厌氧消化工艺的开发,大中型沼气技术日臻成熟。我国不少企业兴办沼气,开展综合利用,取得了显著的经济效益和生态效益。如河南省南阳酒精总厂(天冠集团)先后建造了三座大型沼气池,集中处理了酒精醪液,形成了日供气4万m3的能力,满足了南阳市4万户的生活用气,污染排放接近于0,实现了社会效益、经济效益和生态效益三赢,形成了循环经济模式。北京市蟹岛度假村,建了一座的沼气池和一座150亩水面的污水处理系统,度假村内部生活垃圾和人畜粪便全部进行厌氧消化,产生的清洁能源供炊事用气,消化液和沼渣作优质肥料用于生产无公害农产品。生活污水处理后达到一级排放标准,回??农田。整个度假村实现了污染0排放。当前我国环境污染日益严重,大中型沼气是消化有机污染物的最有效方式。国家要把发展大中型沼气列入发展计划,制定促进大中型沼气发展的优惠政策,调动企业建设沼气的积极性,使我国大中型沼气的发展出现一个良好发展的新局面。既生产可再生能源,又促进污染环境的治理。

  (二)酒精计划

  酒精学名乙醇,是由碳、氢、氧三种元素组成的有机化合物,结构是C2H5OH。酒精生产方法有化学合成法和生物发酵法。化学合成法酒精含杂质较多,其应用受到限制。生产上主要采用生物发酵法。制造酒精的原料可以是淀粉质原料、糖蜜原料、纤维原料和亚硫酸造纸废液。

  酒精是一种清洁能源。少量使用可代替四乙基铅和ETBE(乙基叔丁基醚)作汽油的防爆剂。大量使用则可与汽油混合制造汽油醇作汽车燃料。汽油醇作燃料可减少汽油燃烧对大气的污染,还可增加汽油辛烷值,提高燃烧效率。

  2001年4月8日原国家计委和国家质量监督检验总局宣布我国将全面推广使用汽油醇。《变性染料乙醇》和《车用乙醇汽油》两项国家标准已于4月2日公布。2002年6月30日起,在河南省郑州、洛阳、南阳和黑龙江哈尔宾、肇东等5个城市开展试点,试用汽油醇获得成功。2004年2月10日国家发展和改革委员会继续扩大试点,黑龙江、吉林、河南、安徽四省除在全省范围内扩大试点,还调出燃料酒精销售到辽宁、河北、山东、江苏。2005年底上述省、市基本实现车用乙醇汽油替代其他汽油。从1903年算起,酒精作为汽车燃料已经有近百年的历史了。20世纪的前半期人们给予酒精两次关注, “一战”期间,参战双方都重视酒精的战略意义。“二战”期间,燃料酒精得到了较大规模的推广。到了20世纪50年代,随着石油的大规模开采利用,高成本的酒精逐渐被人们淡忘了,直至1973年的世界石油危机。巴西、美国率先推行了“汽油醇计划”。汽油醇来自英文“GASOHOL”,是指在汽油中加入一定比例的变性酒精形成的混合燃料。这是一种清洁实用的燃料。1975年,巴西政府在世界上首倡“汽油醇计划”,1977年正式以20%酒精比例在首府圣保罗市实行,1980年提高到22%的比例在全国推行。如今,巴西年产酒精1000万吨,其中97%用于汽车燃料。目前,巴西是世界上惟一不供应纯汽油的国家。25年来实施的“汽油醇计划”给巴西带来了3大收益:“形成了独立的经济能源运行系统,刺激了农业、酒精工业及相关行业大发展,大气和生态环境显著改善。”美国用法律来强制推行“汽油醇计划”,鼓励汽油醇的生产和消费。从1978年至今,美国已通过数十项法案,从能源、交通、税收、环保、农业等方面,对汽油醇予以支持。一些盛产玉米的州也自行立法,要求在州内必须使用汽油醇。目前,美国燃料酒精的年消费量约为500万吨,根据汽车发动机的类型将酒精加入汽油有两种比例,汽油发动机的加入量为5%~15%,专用发动机的酒精比例为85%~100%。据美国有关部门的调查,使用汽油醇作为燃料,可明显降低汽车废气的排放,一氧化碳排放量降低20%~30%,二氧化碳降低27%。除有利于环保外,汽油醇的推广也为美国带来了可观的综合效益。以1997年为例,全年美国汽车燃料共使用酒精512万吨,转化玉米1500万吨,占美国当年玉米总产量的7%,为社会提供了19.52万个就业机会,并使联邦政府多收入36亿元。美国国会还通过了一项法案,要求未来10年内大力发展酒精工业,将每年燃料酒精的使用量增加到1000万吨。从80年代起,德国、荷兰、加拿大、瑞典等发达国家也开始了汽油醇的推广。到1995年前后,英、法、南非、古巴、泰国等越来越多的国家也纷纷加入到这个行列中。

  为什么要推广汽油醇,还有一个迫切的问题,就是汽油的添加剂问题。汽油在汽车发动机的汽缸内燃烧时由于汽缸内氧气不足,燃烧不完全,机器强烈震动,从而使输出功率下降,机件受损,信捷职称论文写作发表网,这就是汽油的抗爆性。反映汽油抗爆性的数字指标叫辛烷值,就是人们通常说的汽油的标号,如“90#”、“93#”汽油,指的就是这些汽油的抗爆性,指数越高,抗爆性越好。改善汽油抗爆性的办法就是在汽油中添加其他化学制剂。过去普遍加入四基乙铅,结果生成的是含铅汽油,由于铅对人体的危害,四基乙铅从1997年在世界上被禁止使用。目前普遍使用的是MTBE(甲基叔丁基醚),由于它的生产难度大,包括我国在内的许多国家都是依赖进口。近年来,科学研究发现了MTBE的缺点:它不易分解,对地下水有一定污染;它有少量气味,使驾驶者不舒服,可引起恶心、眼睛疼、出现疱疹等反应。美国最近已通过一项“清洁燃料法案”,将在今后4年内禁用MTBE。目前,代替MTBE的“最佳化学品”就是酒精。酒精的作为一种添加剂,没有毒性、无污染,也无须进口。[8]

  (三)秸秆能源利用计划

  秸秆能源利用计划包括两个方面:一是秸秆气化:二是秸秆致密成型燃料。现分别介绍:

  1、秸秆气化

  秸秆气化广义上又称谓“生物质气化”,是指生物质在缺氧状态下燃烧,使生物质发生化学反应,生成高品位、易输送、利用效率高的气体燃料。生物质由碳氢化合物组成,在生物质气化的过程中经过热解、燃烧和还原反应,转化为一氧化碳和氢等可燃气体。我国每年可再生生物质约11.45亿t,其中作物秸秆6.7亿t。因此

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