[發明專利]一種沼氣的生產方法

在審

• 申請號: 201811200215.2
• 申請日: 2018-10-16
• 公開（公告）號: CN108998358A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 李健
• 申請（專利權）人: 邳州市騰利公共服務有限公司
• 主分類號: C12M1/107
• 分類號: C12M1/107;C12M1/00;C12P5/02;C12R1/465
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• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種沼氣的生產方法，屬于農用沼氣技術領域。包括如下步驟：制備介孔材料載體、發酵底物的制備、發酵、沼氣純化。本發明通過采用介孔氧化鋁粒子在發酵過程中，有效地提高了微生物的發酵活性，提高了發酵沼氣的性能。

技術領域

本發明涉及一種沼氣的生產方法，屬于農用沼氣技術領域。

背景技術

沼氣是有機物質在厭氧條件下，經過微生物的發酵作用而生成的一種混合氣體。人們經常看到，在沼澤地、污水溝或糞池里，有氣泡冒出來，如果我們劃著火柴，可把它點燃，這就是自然界天然發生的沼氣。由于這種氣體最先是在沼澤中發現的，所以稱為沼氣。人畜糞便、秸稈、污水等各種有機物在密閉的沼氣池內，在厭氧（沒有氧氣）條件下發酵，類繁多的沼氣發酵微生物分解轉化，從而產生沼氣。沼氣是一種混合氣體，可以燃燒。沼氣是有機物經微生物厭氧消化而產生的可燃性氣體。沼氣是多種氣體的混合物，一般含甲烷50～70%，其余為二氧化碳和少量的氮、氫和硫化氫等。其特性與天然氣相似。中國作為能源消費大國，新能源的開發利用對國民經濟的可持續發展具有重要的意義。

中國作為能源消費大國，新能源的開發利用對國民經濟的可持續發展具有重要的意義，隨著農村社會經濟的迅速發展，農村能源消耗也日益增大，在此背景下，沼氣資源作為一項極具應用前景的新能源，其開發利用是解決能源緊張形勢下農村能源供應問題的有效舉措，其發展日益受到國家的重視。

沼氣是一種可燃性混合氣體，主要成分是CH₄（約為50%～70%）和CO₂（約為30%～40%），還含有少量的H₂S、O₂、H₂、CO、N₂以及其他碳氫化合物（C_mH_n）等，占總成分的5%左右。

沼氣的成分取決于被消化的有機物的種類和濃度、消化器內的物理化學狀況（PH值、堿度、溫度）和陰離子如硫酸根和硝酸根的存在，因此由于發酵方式不同，發酵原料的種類及其相對含量不同，各沼氣工程所產生的沼氣成分會有所差異，即使同一沼氣工程，在不同的發酵條件下和發酵階段，所產的沼氣成分也會有差別。沼氣是由有機物質制備的。所需的原料多種多樣，從牲畜糞便、農作物廢料、植物油到家庭收集的有機廢物都可以用來做為制備沼氣的原材料。對沼氣制取過程中所需材料的評估取決于他們潛在的收益。

與可再生原材料相同，非農業材料也可以制備沼氣，比如餐飲剩余物（果渣、洗碗水、油脂分離的殘余物）、零售市場的蔬菜莖葉，食物殘渣或者剪出的雜草和城市垃圾處理的有機廢物。殘留物質的發酵(稱為聯合發酵)提供了一種循環處理并且降低有害物質排放方式的可能性，并且整個過程非常得衛生。

除了傳統材料以外，由于發酵方法的改進，草也可以用來發酵制取沼氣。由于綠色植物的發酵，農民也成為了能源的主人。從草地獲得的清潔能源便于運輸，也極大地減少了溫室氣體的排放。雜草的發酵可以為未來能源供給提供了一種經濟、環保、高效的方法。德國沼氣廠所用的原料含有48 %的動物糞便，26 %的有機廢料和工農業廢料以及26 %的可再生原料。

沼氣發酵過程主要分為三個階段：第一階段為水解發酵細菌把非水溶性的大分子碳水化合物、脂肪和蛋白質等水解成可溶性的較小分子化合物的過程；第二階段由產酸細菌發酵分解生成小分子有機酸和氫氣的產氫產酸階段；第三階段是產甲烷菌利用降解產物產生甲烷的過程。

沼氣中能夠做為能源使用的成分是甲烷。在熱電聯產的系統中，沼氣的能量被轉化為電能和熱能，整個系統能量利用的效率可以達到80%到90 %。

用沼氣發出的熱能可以被直接用來給房屋供暖或者熱水供應，有時候也可以就進或者遠距離并入供暖網絡。熱電聯供的沼氣廠可以把用沼氣產生的熱能轉化成發電機機械能從而產生電能。然后再用來給工廠供電，也可以反饋給公共電網系統。從當地供電部門得到的收益