沼气工程作为一种既可以处理废弃物,又能回收能源的工程技术,在世界上广受关注,并且通过厌氧发酵生产的沼气是一种可再生的清洁能源,因此沼气工程是一项解决能源紧张与环境污染的有效措施.但是,沼气工程运行中存在着不容忽视的安全隐患.通过本课题的研究,保证在大力发展沼气工程的同时,有效减少在生产和使用过程中发生事故的概率,减少不必要的人员伤亡及财产损失.本文对沼气工程工艺流程,发酵原理,净化技术以及沼气成分进行研究,分析沼气工程各生产场所的危险有害因素,确定可能发生的事故类型主要是火灾和窒息.针对预处理车间前处理池内导致人员的现实,研究了预处理厂房前处理池区域内沼气的分布规律.结果表明,该区域空间内分布有二氧化碳和,其中二氧化碳的浓度随着距离前处理池液面高度增加呈现出下降趋势;浓度除了在前处理池液面附近较高外则与二氧化碳分布呈相反趋势.证明了导致前处理池事故的是二氧化碳,而不是.针对沼气工程膜分离净化间沼气泄漏,采用CFD方法,根据实际情况利用Gambit软件建立模型,划分网格,导入Fluent软件进行数值计算,研究了不同边界条件下室内沼气泄漏扩散后的浓度分布规律,重点探讨了泄漏速度,以及环境风速对泄漏扩散过程的影响.
沼气的主要成分是CH4和CO2,将CO2从混合气中分离得到的高纯度气就是生物,它可以作为石化的替代燃料.膜分离提纯沼气技术具有分离,占地面积小,能耗较低,操作简便,维修保养容易等优点.发酵生成的沼气进入储气柜,加压后送至预处理流程,除去沼气中H2O,H2S和颗粒物等杂质,经压缩机压缩后进入膜分离装置,终得到CH4含量高于97%的生物,它可作车用燃料或并入管网.本文简要介绍了膜分离沼气原理,对试验装置,试验流程以及聚酰中空纤维膜进行了概述,分别考察一级,二级和三级膜分离沼气流程.通过该试验证实,三级膜流程是沼气膜分离流程,产品气和尾气均达到生产要求;若要增大原料气处理量,可以采用增大膜面积的方法,即增加膜组件.
富碳原料通常指富含碳元素的秸秆和秕壳等农作物的残余物,这类原料富含纤维素、半纤维、果胶以及难降解的木质素和植物蜡质。干物质含量比富氯的粪便原料高，且质地疏松，比重小，进沼气池后容易飘浮形成发酵死区--浮壳层，发酵前一般需经预处理。富碳原料厌氧分解比富氮原料慢，产气周期较长。
氨素是构成沼气微生物躯体细胞质的重要原料，碳素则构成微生物细胞质，而且提供生命活动的能量。发酵原料的碳氯比不同，其发酵产气情况差异也很大。从营养学和代谢作用角度看，沼气发酵细菌消耗碳的速度比消耗氯的速度要快25-30倍。因此，在其他条件都具备的情况下，碳氨比例配成25-301可以使沼气发酵在合适的速度下进行。如果比例失调，就会使产气和微生物的生命活动受到影响。因此，制取沼气不仅要有充足的原料，还应注意各种发酵原料碳氨比合理搭配。