浅谈农村沼气能源的应用.docx
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浅谈农村沼气能源的应用
浅谈农村沼气能源的应用
内容摘要2
内容摘要
沼气具有能源、生态、环保、经济和社会的多重功能。
介绍了沼气的特性、历史和现状及展望,阐述了发展农村沼气的意义、实施沼气建设的措施。
关键词:
农村能源沼气
前言
我国是个农业大国,有9亿多人口生活在农村,长期以来,农村能源短缺且利用水平低。
随着我国经济的发展,我国能源需求增长加快,能源约束的矛盾也不断加大。
能源低效率利用和大量浪费也造成了严重的环境污染,给我国经济建设和人民生活带来巨大的负面影响。
沼气具有能源、生态、环保、经济和社会的多重功能。
发展利用沼气技术,解决农民生活和生产能源问题,有利于保护资源和环境。
对促进农村社会经济和生态环境协调发展,建设社会主义新农村具有深远意义。
农村沼气已成为我国农村能源的一个重要组成部分,具有广阔的发展前景。
一、沼气的特性
(一)沼气的理化性质
沼气是一种混合气体,其中主要成分是甲烷(CH4),占总体积的50%~70%,其次是二氧化碳(CO2),占25%~45%。
除此之外,还含有少量的氮(N2)、氢(H2)、氧(O2)、氨(NH4)、一氧化碳(CO)和硫化氢(H2S)等气体。
(二)沼气的物理性质
沼气发酵是一个微生物作用的过程。
各种有机质,包括农作物秸秆、人畜粪便以及工农业排放废水中所含的有机物等等,在厌氧及其他适宜的条件下,通过微生物的作用,最终转化成沼气,完成这个复杂的过程,即为沼气发酵。
二、发展农村沼气的意义
(一)提供优质的有机肥。
促进农业增效一个8~10m³混凝土沼气池一次性投资1200~1500元,使用寿命15年以上,年可生产优质、高效、灭虫菌的有机肥料18~20m,可用于作基肥、追肥、叶面肥和浸种,起到提高作物产量、品质和抗病能力的作用。
据测定,沼肥是迟、速效肥兼备的肥料,氮素回收率比露天堆沤高45%以上,沼气户年均化肥农药用量比非沼气户少19%左右。
沼渣、沼液配水10倍是保护地栽培的最好肥料,也是生产无公害农产品的有效手段。
(二)增加农民收入
一个8~10m³沼气池年可生产沼气300~400m³,供4口之家一日三餐炊事用燃料,每天用沼气照明2h,节约能源开支456元以上,相当于人均增收114元;沼气用户年人均消费煤比非沼气户减少66%,薪柴用量减少58%,烧秸秆少87%。
户年人均能量耗费比非沼气户少50%以上。
(三)保护和改善生态环境
农户建1口沼气池可以解决80%以上的生活燃,每年节约柴草2500~3000kg,相当于封育了0.23h㎡薪炭林或0.4h㎡林地。
使农民不需砍伐灌木植被,退耕还林还草成果得以长期巩固。
(四)促进畜牧业的发展
牲畜粪便是沼气生产的主要原料,为保证沼气池供应足够的燃气,确保沼气池正常运行,沼气户将积极增加养畜量,发展养殖业。
发展沼气,可以在解决群众生活用能的同时,带动生态养殖业和高效种植业的发展,不仅提高了农产品质量和产量,而且从各个方面直接或间接地促进了农村经济的发展,具有很好的经济、社会及生态效益。
三、农村沼气的应用
沼气是一种混合气体,其中含有55%以上的甲烷、30%左右的二氧化碳,还含有少量的一氧化碳、氢、氨、硫化氢、氧和氮等。
沼气在农村的用途很广,其常规用途主要是做饭照明,随着科技的进步和沼气技术的完善,沼气的应用范围越来越广,目前已在许多方面发挥了作用。
下面,我们就来为大家介绍几种沼气的用法。
(一) 沼气用于炊事
俗话说:
“柴米油盐酱醋茶”,千百年来,柴为最主要的料,在广大农民的生产生活中占有很重要的地位。
而如今,一种新型清洁能源正在逐步走进千家万户,这就是沼气。
沼气用于人们的日常炊事,这是沼气的最基本用法。
1.沼气炊事设备
沼气炊事设备是沼气灶。
沼气是一种与天然气较接近的可燃混合气体,但它不是天然气,不能用天然气灶来代替沼气灶,更不能把煤气灶和液化气灶改装成沼气灶使用。
因为各种燃烧气都有自己的特性,它们可燃烧的成分、含量、压力、爆炸极限等都不同。
而灶具是根据燃烧气的特性来设计的,所以不能混用。
沼气炊事要用沼气灶,才能达到最佳效果,保证使用安全。
2.沼气灶的结构
沼气灶具一般由喷嘴、调风板、引射器和头部等4部分组成。
喷嘴是控制沼气流量,并将沼气的压能转化为动能的关键部件。
调风板一般安装在喷嘴和引射器的喇叭口位置上,用来调节一次空气进风量的多少。
引射器由吸入口、直管、扩散管3部分构成。
燃烧器是沼气灶具的主要部位,作用是将混合气体通过喷火孔均匀地送入炉膛燃烧。
要使沼气充分燃烧,获得比较高的燃烧效率,必须具备一定的条件。
同时,应掌握沼气灶具的使用、调节和维护管理等知识。
下面我们来了解一下沼气灶的使用技巧。
3.沼气灶的应用
先开气后点火,调节灶具风门,以火苗蓝里带白,急促有力为佳。
我国农村家用水压式沼气池的特点是压力波动大,早晨压力高,中午和晚上用气后压力会下降。
在使用灶具时,应注意控制灶前压力,当灶前压力与灶具设计压力相近时,燃烧效果最好。
而当沼气池压力较高时,灶前压力同时也会增高,当灶前压力大于灶具的设计压力时,虽然沼气灶具的火力大了,但沼气却浪费了,这对农户来说是不划算的。
所以,当沼气压力较高时,要调节灶前开关的开启度,将开关关小点控制灶前压力,从而保证灶具具有较高的热效率,以达到节约沼气的目的。
由于每个沼气池的投料数量、原料种类及池温、设计压力的不同,所产沼气的甲烷含量和沼气压力也不同,因此,沼气的热值和压力也在变化。
所以调风板的开启度应随沼气中甲烷含量的多少进行调节。
当火苗发黄时,表明沼气中所含的甲烷较多,可将调风板开大一些,使沼气得到完全燃烧,以获得较高的热效率。
当甲烷含量少时,火焰颜色呈橘红色,将调风板关小一些,但千万不能把调风板关死。
这样火焰虽然较长却无力,形成扩散式燃烧,这种火焰温度很低,燃烧极不完全,并产生过量的一氧化碳。
一般情况下调风板开启度以打开3/4,使火焰呈蓝色为宜。
灶具与锅底的距离,应根据灶具的种类和沼气压力的大小而定,过高过低都不好,合适的距离应是灶火燃烧时“伸得起腰”,有力,火焰紧贴锅底,火力旺,带有响声,在使用时可根据上述要求调节适宜的距离。
一般灶具灶面距离锅底以2~4厘米为宜。
(二)沼气用于照明
沼气在照明方面的应用是通过沼气灯来实现的。
沼气灯是广大农村沼气用户重要的沼气用具。
特别是在偏僻、边远无电力供应的地区,用沼气灯进行照明,其优越性尤为显著。
沼气灯的结构(结构图)
沼气灯是把沼气的化学能转变为光能的一种装置,由喷嘴、引射器、泥头、纱罩、反光罩、玻璃灯罩等部件组成。
分吊式和座式两种。
沼气通过输气管,经喷嘴进入气体混合室,与从进气孔进入的一次空气混合,然后从泥头喷火孔喷出燃烧,在燃烧过程中得到二次空气补充。
由于纱罩在高温下收缩成白色球状--二氧化钍在高温下发出白光,供照明用。
一盏沼气灯的照明度相当于1盏60~100瓦的白炽电灯。
2.沼气灯的使用方法
(1)新灯试烧。
新灯使用前,应不安纱罩进行试烧,如果火苗呈淡蓝色,短而有力,均匀地从泥头孔中喷出,呼呼发响,火焰又不离开泥头燃烧,无脱火、回火等现象,表明灯的性能好,即可关闭沼气阀门,等泥头冷却后安上纱罩。
(2)烧制新纱罩。
沼气灯是通过灯纱罩燃烧来发光的,只有烧好新纱罩,才能延长其使用寿命。
沼气灯纱罩是用人造纤维或苎麻纤维织成需要的罩形后,在砂酸钍的碱溶液中浸泡,使纤维上吸满硝酸钍后晾干制成的。
新纱罩的烧制方法是:
先将纱罩均匀地捆在沼气灯燃烧头上,把喷嘴插入空气孔的下沿,通沼气将灯点燃,让纱罩全部着火燃红后,慢慢升高或后移喷嘴,调节空气的进风量,使沼气、空气配合适当,猛烈点燃,在高温下纱罩会自然收缩,当发出白光时,就表明烧制成功了。
纱罩燃烧后,人造纤维就被烧掉了,剩下的是一层二氧化钍白网架,二氧化钍是一种有害的白色粉末,它在一定温度下会发光,但一触就会粉碎。
所以,燃烧后的纱罩不能用手去触碰。
为了延长纱罩的使用寿命,应使用透光率较好的玻璃灯罩来保护纱罩,以防止飞蛾等昆虫撞坏纱罩或风将纱罩吹破。
(3)点灯方法。
点灯时应先点火后开气,等压力升到一定高度、燃烧稳定、亮度正常后,为节约沼气,可调节开关,稍降压力,其亮度仍可不变。
如果经过长时间点燃,沼气灯还不亮,可反复调整一次空气,用嘴吹纱罩,可使燃烧正常,灯光发白。
(三)沼气为育雏舍增温
通过沼气灶具、灯具的燃烧,可以增加育雏舍内的温度和光照。
下面,我们来了解一下沼气为雏鸡舍增加温度和光照的方法。
雏鸡舍内按每50㎡设置一盏沼气灯,放置在棚架上方70~80厘米的地方;每100㎡设置一台沼气灶,放置在棚架下方的地面上,在沼气灶上面放置一个水壶,通过加热水来为雏鸡舍增温。
适宜的燃烧时间为凌晨5:
30~8:
30。
以上是部分农户常规利用沼气技术,它以沼气为纽带,集能源、养殖为一体,充分利用了农村可再生资源,满足了人民生活和生产的需要,对发展农村经济,增加农民收入,改善农村卫生状况,都起到了巨大的推动作用。
四、实施沼气建设的措施
(一)因地制宜发展沼气
沼气建设要遵循“因地制宜、因户制宜、综合利用、统一规划”的方针,努力实现“四个结合”。
是把沼气建设同开展资源综合利用,提高农业资源利用率,降低农业生产成本,增加农民收入紧密结合起来;二是同减轻农民对生物燃料的依赖性,切实保护林木植被,改善
生态环境结合起来;三是同积极推行“清洁生产”结合起来,促进无公害农副产品、绿色食品、有机食品生产的发展;四是同改厕、改厨、改善农村环境卫生现状,净化、美化农民庭院结合起来,为农村“两个文明”建设服务。
(二)加强研发提高技术水平
目前畜牧养殖企业、屠宰场和相当部分农民欲建沼气池,但受经济条件、沼气池使用中存在问题所限,徘徊观望。
因此科研部门要加大沼气技术创新和开发力度,发挥多学科、多领域技术优势。
一要对不同基料沼气池建设进行研究,以达到省工、耐用、低成本,提高沼气产气率的目的;二要对沼气在发电、果品保鲜、照明、取暖、加热等方面进行研究,不断拓展沼气应用新领域;三要把沼气建设与畜禽养殖业相结合,使禽畜粪尿和污水得到多层次有效利用和治理,同时对经沼气池处理后的沼肥进行综合开发利用,使其不断优化增值,生产绿色食品,建立以家庭或企业为单元的“种、养、加、沼”立体经营模式,使以建沼气池为纽带的生物有机链向生态良性循环延伸,提高综合效益,增加农民收入。
(三)规范施工健全服务
沼气池建造和沼气输配利用技术具有较高的技术含量,池体内密封性能尤为重要,沼气输配使用安全也不容忽视。
沼气建设要严格执行农业部颁发的《沼气生产工和太阳能利用工实行就业准人制度》。
要加强技术力量培训,建立和加强沼气池施工队伍建设,严格把关,施工人员必须取得社会和劳动保障部颁发的沼气生产工《职业技能资格证书》,持证上岗,保证沼气池的质量。
沼气池建成后,施工单位要向农户、企业承诺保修期限,并积极做好沼气池建后管护。
此外还要培训指导用户正确使用沼气,确保安全、合理地使用沼气。
五、结束语
沼气具有能源、生态、环保、经济和社会的多重功能,发展利用沼气技术是保护生态环境的重要举措。
随着沼气技术的推广利用,它的作用和价值将越来越得到人们的重视,在节约型社会和新农村建设中,在新能源开发和环境治理领域将发挥重要的作用,因此,在农村开发利用沼气技术意义十分重大。
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