生物燃气生产的利用
摘要：生物质燃气就是利用农作物秸秆、林木废弃物、食用菌渣、牛羊畜粪及一切可燃性物质做为原料转换为可燃性能源，主要成分为氢气和天然气。有效的生物质预处理是生物燃气生产的基础，包括物理、化学及生物等各种有效的预处理手段。影响高效生物燃气生产的因素包括环境、发酵底物、菌种、反应器设计等。细胞表面工程、微生物混合群落分析、细胞荧光定量分析等技术的发展会进一步促进生物燃气的高效生物转化技术的发展。从经济学角度考虑，氢气和甲烷发酵联产将最大程度提高生物质原料的利用率。在生物燃气发酵生产过程中，必须考虑整个过程从原料开始到最终的生物燃气和废渣的利用．从系统工程考虑生产和产物综合利用问题。
关键词：唐山绿源环保：生物燃气；预处理；氢气；甲烷；菌种；发酵反应器
1. 概述
进入21世纪以来，煤炭、石油、天然气等化石燃料的不可再生性以及石油炼制产业引起的温室效应、酸雨、粉尘污染等种种环境问题，引起人们普遍关注，极大地推动了风能、太阳能、水能、生物质能、地热能、海洋能等可再生能源产业的研究和发展 生物质能一直是人类赖以生存的重要能源．它是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第4位的能源．在整个能源系统中占有重要地位 在我国．生物质能占全部能源消耗总量的20％ 。但长期以来．生物质能在我国商业用能结构中的比率极小．其主要是作为一次能源在农村利用,约占农村总能耗的70％左右。
生物燃气技术主要利用市政垃圾，农业废弃物来生产生物天然气和有机肥的技术。分为固体废弃物-干式发酵技术 , 液体废弃物-湿式发酵技术 , 沼气净化-脱硫脱碳技术。
2. 固体废弃物-干式发酵技术
主要应用对象是餐厨垃圾、生活垃圾等；要求进料浓度>15%。其农业原料为玉米秸秆、稻草、小麦秸秆、木薯、土豆等加工废弃物等；
畜牧业原料为牛粪、猪粪等.

     干式发酵罐剩余的残渣进行脱水后可以作为有机肥给农作物利用。
其优点为:
(1)可以适应各种来源的固体有机废弃物；
(2)运行费用低，容积效率比湿法高50%；
(3)占地面积少；
(4)降低增温能耗，比湿法节能50%以上；
(5)需水量低或不需水，节约水资源80%以上；
(6)产生沼液少，沼渣含水量低，后续处理费用低；
(7)运行过程稳定，无湿法工艺中的浮渣、沉淀等问题；
(8)减少了臭气排放等；
(9)投资和湿法相当;
(10)操作维护要求较高.
3. 液体废弃物-湿式发酵技术
主要原料为畜禽粪污：猪粪、牛粪、鸡粪等；有机废水：食品废水、酿酒废水、养殖废水等.要求进料浓度<15%，主要用于处理液体物料.需要的设备是两级CSTR、水解酸化+USR(上流式厌氧污泥床)
4. 沼气净化-脱硫脱碳  
应用的技术为干式脱硫（小型）技术,湿式脱硫技术,PC脱碳技术,CNG-膜分离技术.
(1) 干法-氧化
低浓度H2S＜1g/Nm3 
气量小＜2000Nm3/d
精脱硫＜10mg/Nm3
农村沼气站、小型有机废水处理站、中小型养殖场粪污处理站
(2) 湿法氧化法-栲胶法 
可回收硫磺
高浓度H2S＞2g/Nm3 
大气量＞ 10000Nm3/d 
粗脱及精脱H2S：1-100mg/Nm3 
(3) 湿法-生物脱硫  
可回收硫磺
中高浓度＞2g/Nm3 
中大气量：3000-30000Nm3/d 
粗脱H2S ~100mg/Nm3
5.天然气的利用方式
低值燃料：
1.热水锅炉，发酵装置增温；
2.食堂、农户煮饭；
3.火炬，余气环保处理；
4.小规模沼气站或污水处理站，效益低
发电并网：
1.沼气发电机，工厂内部使用，余热利用；
2.填埋气发电机，并入电网；
3.投资高，效益较好，CDM，但并网较难；
4.大型沼气站、垃圾填埋场，远离城市或工业区；
高值利用：
1.脱碳并入燃气管网或CNG加气站；
2.脱碳系统运营操作较发电复杂；
3.投资高，效益最好；
4.大型沼气站、有机污水处理站、垃圾处理厂；
6.天然气利用的经济效益和环境效益 
该技术系统处理技术有效降低运行费用及排污费,沼气高值化利用提高项目额外收益.既处理了有机废弃物，又减少了环境污染,还提高了农业废弃物的燃烧利用率.天然气的利用属于低碳排放,环保绿色，是未来能源紧缺的一种解决方法。