什么是沼氣設計(Biogas Design)？
沼氣的設計因手邊材料和生產規模的不同而有所不同。沼氣是一種由細菌對有機物質進行厭氧或無氧分解而形成的生物燃料。有機材料通常包括動植物廢棄物和能源作物，或為生產燃料而種植的作物。從這一過程中產生的氣體可用...
沼氣的設計因手邊材料和生產規模的不同而有所不同。沼氣是一種由細菌對有機物質進行厭氧或無氧分解而形成的生物燃料。有機材料通常包括動植物廢棄物和能源作物，或為生產燃料而種植的作物。從這一過程中產生的氣體可用于取暖，或以濃縮形式用于車輛推進。雖然沼氣設計在細節上有所不同，但大多數沼氣廠的主要成分相似，包括一個蒸煮器和氣柜。
能源作物是為了生產燃料而種植的作物。沼氣池是一個密閉的容器，廢物被傾倒和分解，氣柜是一個利用泥漿排放的氣體的容器。消化池中的細菌分解廢物，在分解過程中，釋放出一氧化碳、甲烷、氫氣和氮氣等氣體。為了促進快速分解和最佳產氣量，槽的溫度保持在29°C和41°C（84.2°F-105.8°F）之間。最好將槽中的漿液保持在稍堿性的pH值，以確保更快的分解。在試圖中和漿液時，材料會釋放更多酸性二氧化碳，一種理想的分解產物。
當有機物（如牛糞）被厭氧細菌消化分解時，會產生沼氣。通過加壓系統，沼氣池中釋放的氣體被導入儲氣罐的一個孔中。氣柜的沼氣設計是為了讓氣體自由流入儲氣罐，同時防止任何被利用的氣體流回沼氣池或外部環境這對效率和安全都很重要，因為這些氣體中有許多是易燃的，當與氧氣或其他氣體混合時，可能會引起爆炸。為了防止廢物頂部形成硬殼，必須偶爾攪拌罐內的泥漿。結殼會將氣體困在泥漿中，并阻礙機械對氣體的控制能力。沼氣在分批進料系統中，無論是在分批進料系統還是在分批進料系統中，都可能會根據分批進料所需的垃圾量而變化，連續供料模式不斷地向沼氣池提供液體。沼氣設計可以將一個工廠安置在地上或地下，盡管這兩種模式都有優點和缺點。地面上的沼氣發電廠更容易維護，并且能夠從太陽能加熱中獲益，但是建設上需要更多的投資，因為它必須用來處理沼氣池的內部壓力。地下沼氣廠建造起來更便宜，更容易喂養，但更難清潔和維修。沼氣通常比石油或煤炭等化石燃料能源更受青睞，由于環境和經濟兩方面的原因，大氣中碳濃度的上升已成為全球變暖問題的核心問題。盡管沼氣和化石燃料都排放碳，化石燃料釋放的碳在古代生物量中埋藏多年，并有效地從碳循環中去除。沼氣生產和使用過程中釋放的碳最近才以有機物的形式儲存起來，仍然是循環的一部分。因此，當釋放時，它不會引起大氣中碳濃度的改變沼氣生產的支持者也更喜歡沼氣而不是化石燃料，因為沼氣是一種低成本、可再生的能源，可以使用其他廢棄的材料。沼氣設計可以滿足小型場所的需求，使其成為發展中國家地區可行的選擇。沼氣設計的批評者認為，糧食作物是為了沼氣而種植的生產將造成全球糧食短缺，生物燃料也可能導致森林砍伐、水污染、水土流失，并對產油國產生負面影響。
能源作物是為了生產燃料而種植的作物。沼氣池是一個密閉的容器，廢物被傾倒和分解，氣柜是一個利用泥漿排放的氣體的容器。消化池中的細菌分解廢物，在分解過程中，釋放出一氧化碳、甲烷、氫氣和氮氣等氣體。為了促進快速分解和最佳產氣量，槽的溫度保持在29°C和41°C（84.2°F-105.8°F）之間。最好將槽中的漿液保持在稍堿性的pH值，以確保更快的分解。在試圖中和漿液時，材料會釋放更多酸性二氧化碳，一種理想的分解產物。當有機物（如牛糞）被厭氧細菌消化分解時，會產生沼氣。通過加壓系統，沼氣池中釋放的氣體被導入儲氣罐的一個孔中。氣柜的沼氣設計是為了讓氣體自由流入儲氣罐，同時防止任何被利用的氣體流回沼氣池或外部環境這對效率和安全都很重要，因為這些氣體中有許多是易燃的，當與氧氣或其他氣體混合時，可能會引起爆炸。為了防止廢物頂部形成硬殼，必須偶爾攪拌罐內的泥漿。結殼會將氣體困在泥漿中，并阻礙機械對氣體的控制能力。沼氣在分批進料系統中，無論是在分批進料系統還是在分批進料系統中，都可能會根據分批進料所需的垃圾量而變化，連續供料模式不斷地向沼氣池提供液體。沼氣設計可以將一個工廠安置在地上或地下，盡管這兩種模式都有優點和缺點。地面上的沼氣發電廠更容易維護，并且能夠從太陽能加熱中獲益，但是建設上需要更多的投資，因為它必須用來處理沼氣池的內部壓力。地下沼氣廠建造起來更便宜，更容易喂養，但更難清潔和維修。沼氣通常比石油或煤炭等化石燃料能源更受青睞，由于環境和經濟兩方面的原因，大氣中碳濃度的上升已成為全球變暖問題的核心問題。盡管沼氣和化石燃料都排放碳，化石燃料釋放的碳在古代生物量中埋藏多年，并有效地從碳循環中去除。沼氣生產和使用過程中釋放的碳最近才以有機物的形式儲存起來，仍然是循環的一部分。因此，當釋放時，它不會引起大氣中碳濃度的改變沼氣生產的支持者也更喜歡沼氣而不是化石燃料，因為沼氣是一種低成本、可再生的能源，可以使用其他廢棄的材料。沼氣設計可以滿足小型場所的需求，使其成為發展中國家地區可行的選擇。沼氣設計的批評者認為，糧食作物是為了沼氣而種植的生產將造成全球糧食短缺，生物燃料也可能導致森林砍伐、水污染、水土流失，并對產油國產生負面影響。
- 發表于 2020-09-08 05:21
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- 分類：科學教育
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