什么是沼气设计？(biogas design?)

沼气设计根据手头的材料和生产规模的不同而不同。沼气是一种生物燃料，由细菌对有机材料进行厌氧或无氧分解形成。有机材料通常包括动物和植物废物，以及能源作物，或为生产燃料的明确目的而种植的作物。从这个过程中形成的气体可用于加热目的，或以其浓缩的形式用于车辆推进。虽然沼气的设计在细节上有所不同，但大多数沼气厂都有类似的原理部件，包括沼气池和气体支架。...

Biogas is produced when organic matter, such as cow manure, is broken down by anaerobic bacterial digestion.

Energy crops are crops that are grown for the express purpose of fuel production.

消化器是一个密闭的容器，废物被倾倒在其中并被分解，而气体支架是一个罐子，利用泥浆排放的气体。沼气池内的细菌分解废物，在分解过程中，释放出一氧化碳、甲烷、氢气和氮气等气体。为了促进快速分解并产生最佳气体，池子的温度保持在29°C和41°C之间（84.2°F-105.8°F）。最好将罐内的浆液保持在略带碱性的pH值，以确保更快分解。在试图中和泥浆的过程中，材料会倾向于排放更多的酸性二氧化碳，这是一种理想的分解产物。

通过一个加压系统，消化器中释放的气体被传导到气体支架鼓上的一个孔中。气体支架的沼气设计是专门的，允许气体自由流入支架，同时防止任何被驾驭的气体逃回沼气池或进入外部环境。这对效率和安全都很重要，因为许多这些气体是可燃的，与氧气或其他气体混合时可能会引起爆炸。罐内的浆液也必须不时地进行搅拌，以防止在废物顶部形成硬壳。硬壳会将气体困在泥浆中，并阻碍机器利用气体的能力。

沼气设计可能因所需的气体量、手头的废物量以及沼气池的构造是分批进料还是连续进料而有所不同。分批进料系统主要使用固体废物，这些废物被分期添加到池中，而连续进料模式则是将液体连续进到沼气池中。沼气设计可以将工厂放在地上或地下，尽管两种模式都有优点和缺点。地上沼气厂更容易维护，并能从太阳能加热中受益，但需要更多的建筑投资，因为它必须被建成能处理沼气池的内部压力。地面以下的沼气厂建造成本较低，也更容易喂养，但清洁和维修起来比较困难。

由于环境和经济方面的原因，沼气通常比石油或煤炭等化石燃料能源更受欢迎。大气层中的碳浓度上升已经成为全球变暖问题的核心问题。尽管沼气和化石燃料都会排放碳，但化石燃料释放的碳已经在古老的生物质中埋藏多年，并有效地从碳循环中移除。沼气生产和使用过程中释放的碳最近才以有机物的形式储存起来，并且仍然是循环的一部分。因此，它在释放时不会对大气中的碳浓度造成那么大的破坏。

沼气生产的支持者也更喜欢沼气而不是化石燃料，因为它是一种低成本、可再生的能源，使用原本浪费的材料。沼气设计可以满足小规模的场地，使其成为发展中国家地区的一个可行的选择。沼气设计的批评者认为，为沼气生产目的而种植的粮食作物将造成全球粮食短缺。生物燃料还可能造成森林砍伐、水污染、土壤侵蚀，并对产油国产生负面影响。

发表于 2022-02-09 18:38
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分类：科学

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