沼氣生物脫硫原理
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沼氣生物脫硫原理范文第1篇
【關鍵詞】沼氣；開發；運用；研究
沼氣是多種有機質（如秸稈、雜草、人畜糞便、垃圾、污泥等）在一定溫度、濕度、酸堿度及厭氧條件下，通過種類繁多、數量巨大、且功能不同的各類微生物分解代謝產生的一種可燃性混合氣體。主要成分是甲烷（化學式：CH4）。
一、當前農村沼氣形成的一般原理
目前農村使用的普遍的沼氣裝置主要有三部分，部分組成分別是發酵裝置、凈化裝置、應用裝置。（1）發酵裝置。發酵池是沼氣產生的場所。發酵池是一個嚴格密閉的發酵裝置，是人工制取和貯存沼氣的一種設備。主要由發酵室、進料口、出料口、水壓箱、活動口（水封圈）、活動蓋、導氣管等組成。人畜糞便、農作物秸稈、廚房廢棄物等有機材料從進料口進，在發酵室內通過厭氧發酵產生氣體，再通過導氣管導出，進入凈化裝置。（2）凈化裝置。從厭氧沼氣池中出來的沼氣中含有大量的水氣、粉塵雜質、硫化氫等有害氣體。導出的沼氣經過其水分離裝置初步脫水除塵后然后進入脫硫塔凈化器，利用合理的反應條件可經濟地將沼氣中的硫化氫脫至200ppm以下，脫硫后的沼氣進入沼氣增壓泵進行增壓輸送，再用來電燈照明、燒水做飯等。目前有些脫硫凈化器和增壓泵合二為一了。（3）沼氣池的建造。第一，材料情況。目前農村沼氣池的建造材料主要有三種：一種是用磚水泥建筑，二是用金屬模具，再用水泥建造，三是用橡膠模具。第二，原料情況。目前大多的戶用型沼氣的原料就是人類和動物的糞便（動物主要是豬）其他的原材料很少應用。第三，地理情況。沼氣池的厭氧發酵是需要一定的溫度、濕度、酸堿度和厭氧條件下。一般來說沼氣池里的溫度越高，密閉的空間，濕度適中，酸堿度適中對發酵是最好的效果。
二、當前農村使用沼氣的應用與研究
（1）沼氣使用優點。第一，提高了農民的生活質量和生產效率。隨著沼氣的發展，用沼氣做飯、照明或做動力燃料，發電、燒鍋爐等效果也十分顯著，深受農民歡迎。第二，廣泛施用沼肥提高作物成活率。由于人畜糞便及秸稈經過密封發酵后，在生產沼氣的同時，會產生一定量的沼肥，沼肥中因存留豐富的氨基酸、B 族維生素、各種水解酶、某些植物激素和對病蟲害有明顯抑制作用的物質，對各類作物均具有促進生長、增產、抗寒、抗病蟲害的功能。施用沼肥可以有效地改良土壤性狀，提高農作物的質量和產量，用沼肥完全取代化肥，還能生產出符合國際市場準入標準的無公害有機蔬菜，不但節省化肥、農藥的噴施量，也有利于綠色產品生產。第三，發展畜禽養殖和作物種植。發酵產生的沼氣可做燃料產熱發電，沼肥是作物良好的有機肥料，充分緩解了“三料”（ 燃料、飼料和肥料） 之間的矛盾，促進了畜牧業和種植業的發展。第四，節省勞動力和資金。大力發展沼氣技術，使利用沼氣的農戶減少日常的經濟開支，得到了實惠。第五，發展利用沼氣技術是衛生環境工作的一項重大變革。發展利用沼氣技術，人畜糞便投入到沼氣池密封發酵，糞便中寄生蟲卵可以減少95%左右，不僅使農民居住的環境衛生大有改觀，而且還能控制和消滅寄生蟲病，為搞好農村除害滅菌工作找到新的途徑，有利于減少和控制畜禽疫病的傳播。（2）沼氣使用中的存在的問題。第一，普及度不廣。據對渝北區石船鎮農戶的調查中，仍然有很多的農戶對沼氣的建筑和使用沼氣了解都不是很深，他們有的根本不知道沼氣，還有一部分人想使用沼氣但是不想建沼氣池。第二，人們在使用沼氣池時，對于沼氣的安全問題處理不是很好，在調查中發現有的用戶在使用沼氣時為防止因沼氣過多而發生爆炸時都采用了在發酵室的上面或是出料口壓很重的重物。這種方法是不科學的。因為在上面壓很重的重物，如果里面的氣壓很大的時候，氣體就會壓迫導氣口或是進料口這樣也會引起爆炸。第三，沼氣的連續性問題。在我們的調查中發現有一部分農戶建了沼氣池，也使用過沼氣池，但后來沼氣池就被擱置不用了，在他們的使用中發現產生的沼氣的連續性、穩定性不是很好。
沼氣生物脫硫原理范文第2篇
“四位一體”生態大棚是依據生態學、生物學、經濟學、系統工程學的原理，以土地資源為基礎，以太陽能為動力，以沼氣為紐帶，實現種、養殖相結合的綜合開發利用模式。它是將沼氣池、養豬引進日光溫室大棚內，使沼氣池、豬舍、溫室、蔬菜等有機地結合在一起，在同一塊地上實現產氣與積肥同步，種植與養殖并舉的能源生態模式。
1.“四位一體”生態大棚的建設在原有日光溫室的基礎上改建，棚內建沼氣池，沼氣池上建豬舍，利用豬糞產生沼氣。
2.利用大棚養豬利用營養豐富的沼液作為飼料添加劑，加之溫度適宜的養殖環境，可促進豬的生長，提高出欄率。
3.大棚種菜沼氣燃燒產生的光熱，可提高大棚內的溫度和光照，促進蔬菜光合作用，減少凍害；沼渣和沼液作肥料，可減少化肥用量和污染，減輕病蟲害，推進綠色蔬菜生產。
二、“四位一體”生態大棚的建造技術
“四位一體”的關鍵在沼氣，沼氣發展好了才能使種殖、養殖協調發展。選擇10立方米水壓式沼氣池，比常規沼氣池產氣率高，受氣溫影響小。采用純豬糞為原料，加裝手動出料器，將常規沼氣池一年一次大出料改為經常小出料、基本無大出料的連續式發酵。沼氣池一般在大棚內東、西墻邊豬圈下，進料口在豬圈南墻外，水壓間在豬圈北墻內。這樣布局，一是方便管理，二是方便棚內使用沼氣、沼肥。
1.沼氣的建造技術10立方米沼氣池的施工可分為三個階段。第一步，挖坑。在建設地點的中心畫直徑為4.2米的圓，下挖70厘米找平；再以原中心畫一個直徑3.2米的圓，下挖1.2米找平；挖出小圈梁、進出料口和反弓底，找圓、鏟平即可。第二步，澆注混凝土，澆注要一次完成。采用紅磚或其它方式支模，再用150號混凝土澆注搗實。5~7天后拆模。第三步，內處理，要求薄抹重壓多層。底層清理干凈，用1∶1的沙灰找平后，上水泥漿壓出光，再拉毛；然后按順序粉刷兩遍，一遍泡花堿和一遍水泥漿。整個施工過程中要做好防雨、排水和混凝土的養護工作。沼氣池內封閉完工后，池口及水壓箱加蓋覆蓋物，灑水養護。7天后可試壓投料使用。
沼氣池建成后，應認真進行質量檢查，合格的進行試水。加水后10天水位無明顯變化的進行試氣，試氣可用注水法或充氣加壓法，以24小時氣壓下降不超過1厘米水柱為合格。只有合格的沼氣池才能交付用戶使用。對檢查不合格的沼氣池，必須查清原因和部位，經相應維修后再次試水、試氣，直至合格方可交付使用。
沼氣輸配管的安裝應橫平豎直，且保持一定坡度，在最低點安裝放水閥。每50平方米安裝一盞沼氣燈，開關和點火器的安裝應便于操作。同時，在沼氣總管道上要安裝沼氣壓力表、脫硫器和總開關。
2.豬圈的建造豬圈的建設既要滿足沼氣池對原料的需要，也要滿足豬的養殖需求。其面積應在10平方米左右。種植與養殖之間的隔墻應到棚頂，其它墻1.2米高，并留置3~4個通風口。
三、“四位一體”生態大棚的管理
1.沼氣池的日常管理新沼氣池第一次投料，一般安排在扣膜前完成。料要一次性加足，至水壓間剛好無水，其中接種物不得少于池容的20%，發酵料液的濃度不低于12%，不含有毒物質和殺菌物質，氣溫低于15℃時不宜投料。加料后攪拌均勻，加蓋密封，進入發酵啟動階段。經過2~3次放氣后，即可點燃使用。
沼氣池使用過程中要經常進出料，及時將豬糞尿清理入池，并定期小出料，保持池內料液恒定。水封圈要經常加水，防封口干裂漏氣。沼氣表、燈、灶、管路要經常檢查，發現問題及時處理。定期更換脫硫劑，避免燃燒產生的二氧化硫危害作物。
2.“四位一體”生態大棚的特殊管理每天日出前點燃沼氣燈2小時左右，增加大棚內的溫度、光照和增施二氧化碳氣肥。可根據作物不同的生長期，葉面噴灑純沼液，既可殺死98%的蚜蟲、紅蜘蛛等，也能調節作物生長代謝，增加營養。沼渣可按一定的比例直接澆灌，幼苗期用1份沼液5份水澆灌，成熟期可用沼液直接澆灌，也可過濾后通過滴灌系統直接滴灌。
3.“四位一體”生態大棚養豬的特殊管理在“四位一體”生態大棚內養豬一定要保證數量，不得少于8頭，否則不能保證正常用氣。豬可用沼液飼喂，并盡可能地取沼氣池主池中部的料液，經沉淀過濾后放置2~3小時，拌在飼料中飼喂。飼喂時沼液添加量由少到多，待豬適應后按飼料干重的1~1.5倍添加沼液。要注意觀察，如發現豬有不正?，F象，應暫時停喂沼液，待治療正常之后再逐步添加沼液。平時豬圈與大棚應隔離，注意豬圈的通風換氣，合理調節室溫。及時將豬糞尿清理入池，防止氣害發生。
四、“四位一體”生態大棚的應用技術
1.利用“四位一體”生態大棚生產無公害農產品
（1）清潔大棚。全部用沼渣施足底肥，高溫悶棚7~10天，可減少病菌、害蟲、蟲卵的殘存量。
（2）沼液浸種。把待播種子裝入編織袋放在水壓間內。浸種時間視品種而定，最少2小時，最多48小時。
（3）安裝沼氣燈。首先提高大棚內溫度。沼氣燃燒值較高，在1畝地的大棚內建10立方米沼氣池，配5盞沼氣燈，每天點燃3~5個小時，所產生的熱量便可使棚內溫度上升2~4℃，防止凍害，促進蔬菜生產；其次是延長光照，提供氣肥。在早晨和傍晚點燃沼氣燈，不僅能補充大棚內光照，節約能源，而且沼氣燃燒釋放的二氧化碳，還能促進蔬菜的光合作用，增加碳水化合物的合成。
（4）提供有機肥。沼渣、沼液是腐熟無菌、速遲兼備的優質肥料。每座1畝地的“四位一體”生態大棚使用沼渣、沼液做肥料，比日光大棚年可節約標準氮肥50~100公斤，還可增加磷、鉀肥和蔬菜生長所需的各種微肥，不僅肥效高，并且能起到殺蟲抑菌的作用，減少病蟲害的發生，減少化學農藥用量，推進蔬菜的無 公害生產。
2.大棚養豬，提高出欄率一座1畝地“四位一體”生態大棚內，可一次養殖8頭豬，每年出欄兩次，即年養豬16頭，可增加效益1000多元。同時，大棚內溫度適宜，沼液富含多種營養成份，作飼料添加劑，可增加豬的食欲，促進豬的成長，提高出欄率。據測定，“四位一體”飼養模式下，平均每頭豬日增重0.75公斤，最高達0.98公斤，可提前出欄2~3個月。
3.沼氣可用于照明和做飯沼氣燈亮度相當于60瓦燈泡；用于做飯，一座1畝地“四位一體”生態大棚年可節約10噸標準煤炭。
五、使用沼氣池應注意的問題
沼氣池建成后，一定要通過嚴格的質量檢查，方可投料使用。若沼氣發生火災，應立即截斷氣源，并及時組織力量滅火。沼氣池在加水試壓和進料時，不能傾倒過猛，以免池內氣體壓力增大，造成池墻破裂。沼氣池出料時，也要防止過快過猛，以免產生負壓，破壞池壁。
沼氣生物脫硫原理范文第3篇
Abstract: The survey is aimed at getting to know the present situation that energy sources are used in middle school and primary school and how diversified energy consumption is going, in order to promote the concept of environment friendly zoology. The scheme begins with a research into the status that marsh gas and other kinds of energy are utilized and then includes a series of reasonable comparisons and analysis about economy and environment etc.. After a filedwork of the way low-carbon zoology recycles and amounts of related materials' being referred to, the output and input of the system is expected to be budgeted out. Simultaneity evaluating the positive effects of the green and low-carbon campus environment is to construct a suit of suitable and unique optimized circulative system so as to make low-carbon economy mode more universal.
關鍵詞:低碳校園;沼氣;優化系統;預算;收益
Key words: low-carbon campus;marsh gas;optimized system;budget;the input
中圖分類號:G47文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)31-0006-03
0引言
哥本哈根氣候大會已經結束將近半年了,但其“低碳經濟”的理念對全世界產生了巨大影響。低碳經濟是一種發展方式的轉變,它要求改變能源結構,發展新能源和可再生能源;其次要改變經濟增長方式、調整產業結構,優先發展高新科技產業、服務業等第三產業。再次要減少能源消耗,改變消費方式。圍繞本次會議的主旋律,因此低碳能源的發展已成為全球公認的主流。作為新一代青少年的教育主陣營,我們應當把“低碳”概念引入校園。本團隊在通過對西安周邊學校的調研采訪,了解到目前低碳校園生態循環的結構主要應用沼氣技術,結合太陽能和其他一些低效能源,圍繞綠色生態的理念建立相對簡單的循環系統。筆者在對西安周邊中小學沼氣供能應用系統調查后,發現較為成功的有高陵縣高家小學,通過調查研究其沼氣系統的物質能量循環、設備資金投入、及對建成后的運營費用支出與收益進行預算,期望將預構造的優化系統在各地推廣為低碳生態校園模式。因此希望在調研中收集到的數據和相關研究為此提供詳實的參考依據。
1沼氣系統的原理簡介
對于主核心的沼氣系統,其主要原理為:當沼氣池內有機物質(常用的添加物質有農作物、人畜糞便等),在厭氧條件下經過許多種微生物協同發酵產生可燃性氣體。產生的氣體稱為沼氣(主要含有甲烷氣體),儲氣間內的沼氣由于產氣和用氣能維持壓力平衡,利用通氣設備可以將沼氣用于供熱、發電等。
2高陵縣高家小學沼氣生態系統綜合描述
2.1 高家小學簡介高陵縣地處東經108°58′-109°10′,北緯34°25′-34°35′,位于西安市轄域北部,屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候。最高氣溫41.4℃,最低溫度-0.8℃,年平均氣溫13.2℃。無霜期212天,年均日照2247.3小時,年降水540毫米左右,是農作物生長的適宜氣候。高家小學位于高陵縣鹿苑鎮,占地面積108600平方米,現有校舍面積3250平方米,教學班10個,學生242人,教職工30人,屬一所公辦學校。
2008年實施“新農村衛生新校園工程”建設以來,高家小學在縣委縣政府的指導下實施該項目。目前,已完成投資76.8萬元,分別建成了蔬菜大棚、養殖基地、衛生廁所、沼氣系統、清潔廚房等沼氣綜合利用系統。
2.2 高家小學沼氣循環系統原理高家小學沼氣循環系統采用“四位一體”模式[1],該模式是以沼氣為紐帶,將沼氣池、廁所、豬圈和溫室大棚四結合的生態校園模式。生態豬舍、衛生廁所、溫室大棚以及沼氣系統的結合,使得豬等動物的糞尿和廁所糞污經過沼氣系統厭氧發酵,實現資源轉化與循環利用。畜禽糞、廁所糞污入池發酵產生的沼氣輸送至食堂供炊事,產生的沼液用于沖廁和葉面施肥,沼渣進入貯肥塔輸送至菜地對蔬菜進行施肥。
①項目建設模式:衛生廁所+沼氣系統+清潔廚房+大棚種植+養殖[3]。
②項目單元概況:
沼氣系統:沼氣池容積30立方米,裝配有污物切割泵、自動沖廁、自動攪拌、控制配電箱等設備。
衛生廁所系統:建筑面積90平方米,32個蹲位。沖廁系統裝備有污物切割泵和無人值守沼液沖刷設施。
清潔廚房系統:廚房內設置有固定磚壘灶臺,燃氣灶具為省上統一配備,輸氣系統按規定安裝了脫硫沼氣液壓量表,沼氣泄露保護報警等裝置。
生態種植系統:學校有塑料大棚320平方米,種植蔬菜,校墻外有5.1畝雜果林。
生態養殖系統:學校建有豬舍面積40平方米,可養豬25頭左右。
2.3 沼氣循環系統設備資金的預算該校沼氣循環系統主要設備包括沼氣發酵系統、生態廁所、生態豬舍、溫室大棚、食堂五大部分,各部分資金投入如下:
2.4 沼氣循環系統的運營收支狀況項目運行成本根據項目建設初期的設計和設備壽命分析得出:
系統總收支平衡至少需要:
(75.8萬-3.829萬)/3.829萬≈19年。
2.5 小學沼氣系統仍存在的缺點
2.5.1 沒有充分評估該系統的潛在問題,缺乏相應的處理措施例如高家小學的沼氣系統屬于傳統的地下池水壓式發酵,其只能靠增加池的體積來提高產氣量,而且由于埋在地下,只能靠地溫產生的熱能,因而造成夏季產氣用不完,冬季產氣不夠用的現象。
2.5.2 沒有充分搞好沼氣的綜合利用在校園內,沼氣的綜合利用是指將沼氣、沼液、沼渣(簡稱“三沼”)運用到種植、養殖等生產過程中,降低生產成本,提高經濟效益,改善生態環境,進而實現可持續發展的一項接口技術措施。該校沒有充分搞好沼氣的綜合利用,主要表現在“三沼”利用范圍太局限,沼氣僅限于幾個沼氣灶而已,沼液僅限于做豬飼料的添加劑與葉面施肥,沼渣僅限于施肥等,這大大浪費了資源,不僅未能達到循環經濟的效果,更未能達到低碳環保的目的。
2.5.3 大棚空間利用不夠充分在該校的沼氣循環生態系統中,對于大棚的利用不夠充分,所種作物僅僅局限于西紅柿、圣女果、辣椒、茄子等經濟效益較低的蔬菜,這主要是考慮到小學生自身有限的認知能力和實踐能力,大棚種植為新課改下學生的綜合實踐課程提供了良好的平臺,為了兼顧不同層次學生的實踐需求,盡快地收回經濟成本,應該對大棚內的空間有合理規劃,并且采用間種、套種、無土栽培等技術,使得大棚發揮其最大功效。
3對以上系統的優化
為了彌補類似于高家小學的沼氣循環系統存在的缺點,筆者在綜合多方面因素之后設計了一套比較合理的優化系統。雖然剛開始投入資金相對較高,但其潛在創利價值很高,投資風險小[4]。并且主要考慮了低碳、投入以及收益三方面相結合,具體如下:
3.1 菌種的選擇。為了得到的沼氣效率更高,應選擇符合的發酵菌種。沼氣菌種是許多種細菌的總稱,根據作用的不同,可以把沼氣菌分為兩大類:第一類叫做分解菌;第二類叫做產甲烷菌。由于投入的原料偏向于纖維素類的廢料,再綜合產氣的效果,著重添加纖維分解菌和產甲烷菌。預計投入資金較少,根據沼池大小,每年投入50元/m3,包括菌種的調研和購買。
3.2 發酵原料的配比[6]。沼氣池的發酵原料,要有含碳酸較多的稿稈、青雜草和含氮較多的人、畜糞便,進行合理搭配,才能達到滿意的產氣效果。參考諸多資料,當糞(這里選擇牛糞)與草(風干狀態的作物稿稈)的重量比大于2:1時,發酵啟動快,產氣效果好;糞草比小于2:1時則發酵啟動慢,產氣效果較差。糞草比2:1相當于碳、氮比25:1。投入資金100元\次,更換次數依據實際情況來實施。
3.3 將沼氣用于發電,廢水可投入沼池。每立方米沼氣可發1.44千瓦時。根據現行價格,單獨用沼氣發電,每千瓦時成本為0.13-0.14元。與柴油混合發電,每千瓦時成本為0.21-0.23元。按照高家小學立方數計算,日發電約60-80度電,按西安市現行電價0.5元計算,每度電至少節省0.25元,可見具有相當高的經濟和環境效益。
3.4 增加沼液和沼渣的利用價值:魚塘的循環價值和果園的配套設置。用沼液養魚不僅能提高魚的產量而且能減少魚病發生,提高魚的品質[5]。魚塘設施投入2000元/畝,其他費用投入500元,年創利潤預計可達3000元以上。同時果園的建造不僅綠化校園,而且可以合理利用沼渣,創造利潤1000元左右/畝。
3.5 大棚可采用無土栽培技術,具有節肥、節水、省工、高產、優質,不受季節地域限制等特點,并且操作管理簡單,系統排出液無污染,產品品質好。同時合理種植一些生產周期較短、經濟效益又較高的蔬菜,如果條件允許,還可以種植一些花卉,作為美化之物、觀賞之物。種植時采用間種、套種等技術,在有限的種植面積上力求最大的經濟效益。
3.6 垃圾分類回收,對部分生活垃圾進行分類處理不但保證沼氣系統的流暢運行,而且能達到低碳環保的效益。投入預計1000元/年。
具體如下:
優化系統總收支平衡至少需要:
(95787-43050)?鄢X-35500〉=758000
解出X=15年,比原系統少4年,雖然如此,但其生態效應明顯優于原系統,是一項具有低碳性質的。
由于所有設施均屬于學校管理,學校已擁有的大部分管理人員可以兼職參與,能大大減少管理投入費用。同時將一些能涉及開放課程的管理項目設置成地方校本課程,開發學生的時間學習能力,不但達到管理的目的,而且能全面培養學生的綜合能力。
4結論與分析
4.1 低碳校園建設具有重要意義
4.1.1 教育效應推進基礎教育改革,提高了學生的綜合素質。例如溫室大棚中菜蔬的栽種及管理等課程,不僅給新課改下校本課程學生綜合實踐課程的實施提供了良好平臺,而且為學生的研究性學習、社會實踐以及勞動與技術教育提供了前提基礎,還鍛煉了不同階段學生的實踐動手能力,更重要的是,可以讓學生樹立循環、低碳環保及可持續發展的理念。
4.1.2 生態效應改善了校園環境,為學生的學習創造了良好的綠色低碳氛圍。
4.1.3 經濟效應合理利用多種能源,變廢為寶、節能減耗,增加經濟收入。
4.1.4 社會效應普及科學知識,培養新型農民。
低碳經濟,是當今世界最為關注的詞語之一,低碳是地球環境問題越來越嚴峻而催生的產物,而要喚起大眾關注環保和節約,是我們廣大師生應該承擔的使命。低碳校園的建設不僅可以解決校園的環境問題和能耗問題,而且可以通過校園低碳建設,對學生進行環保意識教育以及提升包括動手能力在內的各種綜合能力[2]。從而將環保意識、精神向大眾推廣。
4.2 低碳校園――沼氣循環系統綜合利用的展望我們在以沼氣為中心的循環系統構建低碳校園,綜合利用了多種低耗能、可循環、高收益的能源,具有很好的發展潛能,尤其對于農村及城鎮中小學具有更高的實際意義。
致謝:誠摯感謝陜西師范大學生命科學學院團總支各級領導對本次調研的關懷和支持;同時在本次調研過程中,高家小學的領導和老師給予了充分的幫助和支持,使本次活動能順利進行,在此本團隊表示真誠的感謝。
參考文獻:
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沼氣生物脫硫原理范文第4篇
節能減排已成為世界發展的重要目標。我國已將節能減排列為重要的經濟社會發展指標，對各級政府和各類企業進行考核與評價。節能減排指標是一組約束性指標，對耗能大戶、污染大戶甚至是依法強制性執行的指標。由于國家一系列節能減排政策的實行和建設資源節約型、環境友好型社會的要求，我國依法強制性關閉了一大批能耗高、污染嚴重的小火電、小焦化、小電石、小冶煉、小煉鋼、小水泥、小礦山、小造紙企業，通過依法關閉、壓縮過剩產能、調整產業結構，實現節能減排目標。在全社會強制性實施節能減排目標責任制的同時，在政府節能減排的社會導向推動下，通過一系列技術創新、產業創新和結構調整，正在全社會催生和形成一批新產業。
節能新產業門類眾多
在節能方面，世界各國的科學家和工程技術專家，圍繞在社會生產、社會消費各環節、各領域的節能目標，通過支持、鼓勵節能的制度創新，產業發展思路創新，設計思路創新，生產過程優化和產品技術創新，已在全世界催生形成一批新產業。
1.以LED為代表的半導體照明產業，就是利用先進的LED技術發展的新一代節能燈具、燈飾等照明產品，與傳統的照明產品比可節省90%的電。這一新興產業正在國內外向集群化發展。
2.以提高電動設備、機械的功率因數為代表的，能夠滿足各種電動裝置、裝備機械的功率補償電器產品正在系列化。目前世界各國已開發出許多這樣的產品。
3.以潔凈煤聯合循環發電等技術為代表的節煤發電裝置，已使世界上每度電耗煤由500多克下降到300多克，在生產二次能源的過程中不斷減少對一次能源的消耗。這些技術正在世界范圍實現產業化。
4.以能量回收裝置為代表的大型氣體壓縮系統設備，將做功后剩余熱能，回收再用于驅動原始做功設備，達到最大限度節能的目的。例如陜鼓集團的軸流式壓縮機及一體化的能量回收裝置。這類節能新產品也在全世界的大型石油化工、天然氣化工、煤化工、鹽化工、大型鋼廠等得到廣泛使用。
5.大型硫酸生產過程，利用放熱反應產生的熱能發電，再用于生產過程，以減少單位產品整體能耗的技術改造項目，已在大型硫酸生產企業得到廣泛推行和實施。
6.大型空冷燃煤發電機組，通過空冷裝置，大量節約循環冷卻水資源，從而大大減少了水資源抽取、處理、循環、排放、清污過程中的能耗。另外，大型電廠、化工企業利用先進的水處理工藝，將閉路循環水處理的殺菌、殺藻、除垢、緩蝕的功能助劑進行科學復配，大大提高了閉路循環水的排放濃縮倍數，使許多高耗水的大型企業閉路循環水系統的補充用水減少50%以上。
7.為了實現汽車節能的目的，世界上正在推行以鎂合金等代替鋼生產汽車零部件，達到汽車節能減重的目標。由此引發了世界范圍鎂及鎂合金產業的飛速發展。
8.為了達到建筑物節能目標，全世界建筑材料科學家們開發了能充分利用太陽能和隔熱性能好、導熱系數小的類似太陽能屋頂材料、新型墻體材料以及門窗、節能磚、節能燈等新產品。新型建筑節能產品五花八門，不勝枚舉，今后人類還會不斷發明和制造出更多節能建筑新材料和新產品。
9.為了達到建筑物節能目的，科學家們正在利用地熱泵原理，通過在建筑物地基設計、構筑“U”形空氣和水的循環設施及裝置，達到冬暖夏涼的效果。這類節能設計思想及工程技術已開始得到廣泛應用。
10.利用自然能源節約二次能源新技術，正在形成一批新產業。例如太陽能、風能、地熱能、潮汐能、水能利用新技術的產業化等。再比如技術專家正在研究和設計的滿足農村居民生產、生活需要的現代化的，能夠充分利用家庭生產、生活過程中的生物能源資源、太陽能和風能資源，結合節能建筑新技術、節能建材新技術、節能建筑新產品、節能生產、生活新產品，集成創新和應用，形成可工廠化生產的標準化的、各具特色的新農村一體化的現代民居設施、大棚設施和以家庭為單元的封閉型、循環型生產生活裝置與設施。
11.專家們正在研究的應用于大型轉動設備的磁懸浮軸承裝備。磁懸浮軸承可達到節能和減少大型重載軸承在使用過程中的熱噴涂金屬、刮軸瓦等一系列高昂的維修成本。
12.為了節能人們正在開發保溫性更好的管道保溫新材料和耐火新材料、耐火新爐料。為了減少高溫爐子的熱量損失，科學家們還研究出了噴涂在爐壁上的耐高溫遠紅外涂料產品。
13.為了減少日常居民生活用電成本，降低能耗，人們開發出了各種各樣的電磁、微波新產品。這類產品在現代家電族群中已成為龐大產業集群。
14.為了節約或減少使用日益短缺的石油資源，人類首先想到利用相對豐富的煤資源，以南非薩索爾公司為代表建成了世界第一個大型煤制油裝置。我國的煤制油產業發展已進入起步階段，神華集團在內蒙古伊金霍洛旗的大型煤制油項目即將建成投產，兗礦在榆林的煤制油項目即將開工。為了節約和減少使用石油，一個煤化工代替石油化工的時代正在到來。例如大唐國際在內蒙古多倫的大型MTP項目、陜西煤業化工在榆林、蒲城等地的MTO項目、寧煤的MTP項目，以及全國八個煤炭主產省正在規劃建設的一大批煤制甲醇、二甲醚、聚氨酯、環乙酮、己內酰胺、醋酸、聚甲醛、MTO/MTP、DTO/DTP、煤焦油加氫制油和醇醚燃料項目等。另外為了減少一次性能源資源的使用和減少一次性能源資源開發使用對大氣環境、生態環境、水環境的影響，科學家們正在圍繞節約替代稀缺能源和一次性能源，開發出了一大批新能源、可再生能源新產品以及使用這些能源的新產品。例如氫能、太陽能、風能、潮汐能、地熱能、生物能（乙醇燃料、生物柴油、沼氣、生物質發電等）、水能等可再生能源資源的開發利用，以及利用這類可再生能源形成的發動機、發電裝置、汽車（如電動汽車、二甲醚汽車、甲醇汽車、氫能源汽車等）等新產業。另繞節約和減少煤、油、氣等傳統能源的使用，人類還對可利用的核能資源、煤層氣資源、高爐氣資源、焦爐氣資源、油田伴生氣資源、油頁巖資源、廢棄煤礦的殘煤資源、沼氣資源進行開發利用，在全世界又形成了一批能源開發、生產和應用新產業。目前，石油資源短缺，價格連年持續上漲，世界各國一方面在全球范圍內廣泛尋找和發展石油替代產品，一方面千方百計希望在全球找到更多石油資源。在已開發油田千方百計通過技術創新不斷提高采出率來提高產量，滿足各國對石油的現期需求。過去由于認識和技術上的限制人們側重在陸相沉積層中找油，現在已在海相沉積層中找到新的石油資源，過去人們利用打注水井提高老油田和低滲透油田的采出率，現在人們已開始應用滲透性更強的二氧化碳驅油新技術。從總體上看，人們一方面希望找到更多一次性能源資源，最大限度地開采和利用一次性能源資源，盡量延長一次性能源資源的開采使用年限；另一方面抓緊尋找、研究和開發、節約和替代稀缺性能源資源的新路子、新技術和新產品。人類沿著這個大的思路，正在全世界形成若干新能源產業、替代能源產業、可再生能源產業和節能產業。
從節能角度催生的新產業還有很多。一次性能源資源、傳統能源資源和稀缺性能源資源的短缺，引發了人們的節能意識，而節能的意識和上升為國家意志的節能法規與政策，又會推動人們通過發展思路和產業技術、產品技術、設計思路創新，不斷形成節約能源、發展新能源、發展替代能源、開發可再生能源的新思路、新產業、新產品。
減排也成產業化
在減排方面，人們按照資源化、減量化、再循環、再利用和零排放的思路，正在全社會催生和形成一批新產業。
1.通過一種資源的充分利用，實現零排放。例如在礦產資源開發中，除主產品以外，通過對傳統工藝生產排放、堆積、儲存的尾礦和礦渣中其它有價元素的提取分離，通過對最終不能再提取回收利用殘余礦渣的建材化應用，通過對整個礦山開采、選礦、回收利用過程中水資源的循環利用等，可實現對單一礦種的廢渣、廢水零排放。礦渣制磚、生產墻體材料、用作水泥添加劑、礦山廢水循環利用等新技術，已在全世界得到廣泛應用。綠色礦業、環保礦業的思路已成為現代礦業發展的基本指導思想和設計建設方針。
2.通過多種資源、多種產業的園區化、集群化發展，通過多種資源沿產業鏈前向、后向、側鏈延伸發展，通過多產業的交叉發展、融合發展、衍生發生、配套發展，使一種產業、一家企業、一個產品的廢棄物成為另一個產業、另一家企業、另一種產品的原料或材料，通過多產業、多企業、多產品共生發展，實現對資源的最充分利用，最終達到“三廢”零排放。例如：利用天然氣和煤聯合造氣生產化工產品，可實現對碳、氫資源的最充分利用；通過煤電建材一體化，可實現對粉煤灰、煤矸石、電廠煤渣的資源化、建材化利用；通過水泥企業、電石企業、氯堿/PVC企業的共生，可將PVC生產的電石泥用于生產水泥；利用水泥廠、氟化工、硫酸廠、硫鐵礦生產企業共生，可將氟化工廢渣用于生產耐酸堿防腐水泥，可用硫酸廠廢渣生產高鐵水泥，可用含硫的礦山尾礦及礦渣回收的硫鐵礦生產硫酸，可利用氟化工和硫酸廠的含氟廢氣生產氟硅酸鈉等化工產品，在這一共生體中，硫酸還是生產氟化氫的原料，還可利用硫酸放熱反應產生的蒸氣發電等。在煤、油、氣、鹽、氟、硅、石灰石、硫鐵礦和有色金屬資源豐富的陜西等省區，在多種資源的共生地，發展多產業的綜合性工業園區、產業集中區，發展能源化工、載能產業和新型材料、現代建材等產業共生區，對實現資源的最充分利用，減少廢棄物排放，實現對傳統“三廢”的資源化、再利用、再循環和零排放具有重大現實意義。
3.圍繞對水資源的節約利用，經過一代一代科學家們的研究和開發，已形成了龐大的供水產業、節水產業、水處理產業、中水利用產業。例如：海水淡化產業、地熱水綜合開發利用產業、節水設施產業（凈化、輸水、噴灌、滲灌、滴灌等產業）、水處理產業（水處理設備產業和水處理助劑產業等）、中水利用產業等。僅水處理產業，又衍生出了水處理裝備制造、現代膜處理技術及產品開發、處理過程中的殺菌劑、阻垢劑、緩蝕劑、絮凝劑開發與生產等許多新產業。水處理產業既增加了水資源的供給，又會大大減少廢水、污水的排放。
4.圍繞煤化工、燃煤電廠、焦化廠二氧化碳的回收利用，國內外正在研究開發二氧化碳捕集、回收裝置及設備，并圍繞二氧化碳產品的應用，人們研究設計出了二氧化碳驅油增產石油新技術，研究出了用二氧化碳生產重要的基礎性化工產品――碳酸二甲酯及其系列產品，研究出了用二氧化碳生產干冰用于食品、果品、蔬菜、肉類冷藏的各類新技術，還開發出了利用二氧化碳作設施農業、溫室大棚的氣體肥料新技術等。
5.圍繞各類廢氣的回收利用生產各類新產品或新能源，減少有害氣體排放。例如回收利用煉油廠、石油化工廠火炬生產化工產品，利用煤化工脫硫、煤電煙氣脫硫、天然氣脫硫、焦爐氣脫硫等各類工業脫硫的工藝技術改造，回收硫資源用于生產硫磺、硫酸產品；利用焦爐氣和高爐氣發電，利用油田伴生氣發電，利用煤礦瓦斯氣發電；利用化工廠的空分裝置回收利用主分離產品以外的各類有價氣體產品等。
6.利用焦化廠、蘭炭（半焦）廠副產物煤焦油，加氫生產柴油、汽油；分離煤焦油生產苯、甲苯、二甲苯、工業苯、蒽醌等產品；還可再將二甲苯生產對二甲苯、鄰二甲苯、間二甲苯，用于生產聚酯塑料、聚酯纖維和一系列有機化工產品。
7.利用農村廢棄的秸稈、果樹剪枝、木材加工廢棄物、果殼、谷糠等生產活性炭、密度板產品，還可利用其中的纖維素和糖類物質發酵生產乙醇和建設生物質燃料電廠，再利用生物質燃料電廠的草木灰生產有機鉀肥等。在陜西等黃姜生產集中的地區，可通過上大壓小，利用皂素生產的殘渣和廢水，回收淀粉，再利用淀粉和殘渣中的纖維素發酵生產乙醇，并將皂素廢水通過反滲透膜技術再用于水解過程。
8.利用農村的人畜糞便、綠色農產品殘余物等有機物建設沼氣裝置，凈化農村環境，增加農村居民能源供給。還可利用大型屠宰企業無法利用皮毛骨血肉，生產飼料和氨基酸葉面噴肥等。沼氣工程結合新農村建設正在我國廣大農村全面推開，利用城市垃圾的沼氣發電項目也在我國起步。
9.利用城鎮、城市垃圾中的有機物生產有機肥料和發電；利用垃圾中的可粉碎無機物生產建材；利用廢舊塑料及其制品煉油、生產再生塑料和各類再生塑料制品；利用廢紙生產再生紙制品、包裝物等。
10.建設廢舊工業裝置、廢舊鋼鐵、廢舊汽車、廢舊輪胎、廢舊軍艦、廢舊輪船、廢舊飛機、廢舊機械、廢舊設備、廢舊電器、廢舊電子產品、廢舊玻璃等的拆解、回收、再生、加工、利用的專業化園區，從中回收各類金屬、鋼鐵，各類可再次利用的電子元器件，可利用的橡塑制品和玻璃等，在園區集中進行拆解、分類、回收、加工和再循環、再利用。國內外現代化的拆解、回收、加工、利用廢舊物資的工業園區發展迅猛，已形成了許多新的強勢產業和產業鏈。例如：利用廢鋼鐵煉鋼，提取分離和回收各類貴金屬與稀有元素；利用廢輪胎，可用于生產翻新輪胎，低溫冷凍生產建筑膠粉，高溫裂解生產成品油、炭黑，還可生產高彈性地板和節水設施農業使用的滴、滲管道等；廢塑料熱解生產成品油，生產再生塑料制品，與煤共焦煉鋼、生產水泥、作高爐燃料；廢舊玻璃用于生產新玻璃、玻璃纖維及其制品、保溫材料和建材等。
11.從形成、產生、使用含貴金屬的生產廢棄物、廢爐灰、工業廢渣中，回收各類貴金屬。例如從冶煉廠的陽極泥中回收金、銀、鎘等貴金屬；從電鍍廢泥、洗相廢泥、廢舊膠片中回收金屬銀；從煉油廠的廢鈀碳催化劑中回收貴金屬鈀；從硝酸、硝銨廠的氨氧化爐灰中回收鉑、銠、鈀，利用鈀回收網回收氨氧化爐中的氣態鉑、氣態銠等貴金屬；從化肥廠、甲醇廠、化工廠的鎳、鈷、銀催化劑中回收有價的貴金屬產品等等。
12.大力發展核電、氫能源、醇醚燃料、水電、潔凈煤、太陽能、風能、潮汐能、生物能等新能源、潔凈能源和可再生能源生產，減少傳統能源使用過程中的SO2、CO2等有害氣體和廢渣的排放。
沼氣生物脫硫原理范文第5篇
一、循環經濟的起源與發展
循環經濟的思想萌芽可以追溯到環境保護運動興起的20世紀60年代。1962年美國海洋生物學家蕾切爾·卡遜發表了《寂靜的春天》，指出生物界以及人類所面臨的危險，這是學術界對傳統經濟行為和觀念的早期反思。“循環經濟”一詞，首先由美國經濟學家K·波爾丁于20世紀60年代提出，他受當時發射的宇宙飛船的啟發來分析地球經濟的發展。他認為宇宙飛船是一個孤立無援、與世隔絕的獨立系統，靠不斷消耗自身資源存在，最終它將因資源耗盡而毀滅，惟一使之延長壽命的方法就是實現宇宙飛船內的資源循環。同理，地球經濟系統如同一艘宇宙飛船。盡管地球資源系統大得多，地球壽命也長得多，但是，也只有實現對資源的循環利用，地球才能得以長存。其“宇宙飛船理論”可以作為循環經濟的早期代表。
20世紀70年代，循環經濟的思想只是一種理念，當時人們關心的主要是對污染物的無害化處理。20世紀80年代，人們認識到應采用資源化的方式處理廢棄物。20世紀90年代以后，特別是可持續發展戰略成為世界潮流的近些年，環境保護、清潔生產、綠色消費和廢棄物的再生利用等才整合為一套系統的以資源循環利用、避免廢棄物產生為特征的循環經濟戰略。我國從20世紀90年代起引入了關于循環經濟的思想，此后對于循環經濟的理論研究和實踐不斷深入。1999年從可持續生產的角度對循環經濟發展模式進行整合；2002年從新興工業化的角度認識循環經濟的發展意義；2003年將循環經濟納入科學發展觀，確立物質減量化的發展戰略；2004年，我國提出從不同的空間規模：城市、區域、國家層面大力發展循環經濟。
二、發展循環經濟的技術途徑
1.資源的高效利用
依靠科技進步和制度創新，提高資源的利用水平和單位要素的產出率。在農業生產領域，一是通過探索高效的生產方式，集約利用土地、節約利用水資源和能源等。如推廣套種、間種等高效栽培技術和混養高效養殖技術，引進或培育高產優質種子種苗和養殖品種，實施設施化、規模化和標準化農業生產，都能提高單位土地、水面的產出水平。通過優化多種水源利用方案，改善溝渠等輸水系統，改進灌溉方式和挖掘農藝節水等措施，發展節水農業。通過發展集約化節水型養殖，實現養殖業節水。二是改善土地、水體等資源的品質，提高農業資源的持續力和承載力。通過秸稈還田、測土配方科學施肥等先進實用手段，改善土壤有機質以及氮、磷、鉀元素等農作物高效生長所需條件，提高土壤肥力。利用酸堿中和原理和先進技術改造沿海的鹽堿地，或種植特效作物對鹽堿地進行長期土壤改良，提高鹽堿地的可種植性?？刂妻r藥用量，嚴禁高毒農藥，合理使用化肥和農膜，推廣可降解農膜，減少其對土壤的侵蝕；畜禽養殖排泄物采取生態化處理，減少其對水體污染。減少使用抗生素等藥物，保證農作物產品和畜禽產品滿足健康標準。在工業生產領域，資源利用效率提高主要體現在節能、節水、節材、節地和資源的綜合利用等方面。工業技術水平的提高，主要是通過高效管理和生產技術替代低效管理和生產技術、高質能源替代低質能源、高性能設備替代低性能設備、高功能材料替代低功能材料，高層工業建筑替代低層工業建筑等來促進資源的利用效率提高。另一方面，圍繞資源的合理利用，在一些生產環節用余熱利用，零部件和設備修理與再制造，以及廢金屬、廢塑料、廢紙張、廢橡膠等可再生資源替代原生資源、可再生材料替代原生材料等資源化利用，實現資源的高效利用。在生活消費領域，提倡節約資源的生活方式，推廣節能、節水用具。節約資源的生活方式不是要削減必要的生活消費，而是要克服浪費資源的不良行為，減少不必要的資源消耗。
2.資源的循環利用
通過構筑資源循環利用產業鏈，建立起生產和生活中可再生資源的循環利用通道，達到資源的有效利用，減少向自然資源的索取，在與自然和諧循環中促進經濟社會的發展。 在農業生產領域，農作物的種植和畜禽、水產養殖本身就要符合自然生態規律，通過先進技術實現有機耦合農業循環產業鏈，是遵循自然規律并按照經濟規律來組織有效的生產。包括：種植—飼料—養殖產業鏈。根據草本動物食性，充分發揮作物秸稈在養殖業中的天然飼料功能，構建種養鏈條。養殖—廢棄物—種植產業鏈。通過畜禽糞便的有機肥生產，將豬糞等養殖廢棄物加工成有機肥和沼液，可向農田、果園、茶園等地的種植作物提供清潔高效的有機肥料；畜禽糞便發酵后的沼渣還可以用于蘑菇等特色蔬菜種植。養殖—廢棄物—養殖產業鏈。開展桑蠶糞便養魚、雞糞養貝和魚類、豬糞發酵沼渣養蚯蚓等實用技術開發推廣，實現養殖業內部循環，有利于體現治污與資源節約雙重功效。生態兼容型種植—養殖產業鏈。在控制放養密度前提下，利用開放式種植空間，散養一些對作物無危害甚至有正面作用的畜禽或水產動物，有條件地構筑“稻鴨共育”、“稻蟹共生”、放山雞等種養兼容型產業鏈，可以促進種養兼得。廢棄物—能源或病蟲害防治產業鏈。畜禽糞便經過沼氣發酵，產生的沼氣可向農戶提供清潔的生活用能，用于照明、取暖、燒飯、儲糧保鮮、孵雞等方面，還可用于為農業生產提供二氧化碳氣肥、開展燈光誘蟲等。農作物廢棄秸稈也是形成生物質能源的重要原料，可以加以挖掘利用。在工業生產領域，以生產集中區域為重點區域，以工業副產品、廢棄物、余熱余能、廢水等資源為載體，加強不同產業之間建立縱向、橫向產業鏈接，促進資源的循環利用、再生利用。如圍繞能源，實施熱電聯產、區域集中供熱工程，開發余熱余能利用、有機廢棄物的能量回收，形成多種方式的能源梯級利用產業鏈；圍繞廢水，建設再生水制造和供水網絡工程，合理組織廢水的串級使用，形成水資源的重復利用產業鏈；圍繞廢舊物資和副產品，建立延伸產業鏈條，可再生資源的再生加工鏈條、廢棄物綜合利用鏈條以及設備和零部件的修復翻新加工鏈條，構筑可再生、可利用資源的綜合利用鏈。在生活和服務業領域，重點是構建生活廢舊物質回收網絡，充分發揮商貿服務業的流通功能，對生產生活中的二手產品、廢舊物資或廢棄物進行收集和回收，提高這些資源再回到生產環節的概率。
3.廢棄物的無害化排放
通過對廢棄物的無害化處理，減少生產和生活活動對生態環境的影響。在農業生產領域，主要是通過推廣生態養殖方式，實行清潔養殖。運用沼氣發酵技術，對畜禽養殖產生的糞便進行處理，化害為利，生產制造沼氣和有機農肥；控制水產養殖用藥，推廣科學投餌，減少水產養殖造成的水體污染。探索生態互補型水產品養殖，加強畜禽飼料的無害化處理、疫情檢驗與防治；實施農業清潔生產，采取生物、物理等病蟲害綜合防治，減少農藥使用量，降低農作物的農藥殘留和土壤農藥毒素的積累；采用可降解農用薄膜和實施農用薄膜回收，減少土地中的殘留。在工業生產領域，推廣廢棄物排放減量化和清潔生產技術，應用燃煤鍋爐的除塵脫硫脫硝技術，工業廢油、廢水及有機固體的分解、生化處理、焚燒處理等無害化處理，大力降低工業生產過程中的廢氣、廢液和固體廢棄物的產生量，擴大清潔能源的應用比例，降低能源生產和使用的有害物質排放。在生活消費領域，提倡減少一次性用品的消費方式，培養垃圾分類的生活習慣。
