什么是沼气设计(Biogas Design)？

沼气的设计因手边材料和生产规模的不同而有所不同。沼气是一种由细菌对有机物质进行厌氧或无氧分解而形成的生物燃料。有机材料通常包括动植物废弃物和能源作物，或为生产燃料而种植的作物。从这一过程中产生的气体可用于取暖，或以浓缩形式用于车辆推进。虽然沼气设计在细节上有所不同，但大多数沼气厂的主要成分相似，包括一个蒸煮器和气柜。能源作物是为了生产燃料而种植的作物。沼气池是一个密闭的容器，废物被倾倒和分解，气柜是一个利用泥浆排放的气体的容器。消化池中的细菌分解废物，在分解过程中，释放出一氧化碳、甲烷、氢气和氮气等气体。为了促进快速分解和最佳产气量，槽的温度保持在29°C和41°C（84.2°F-105.8°F）之间。最好将槽中的浆液保持在稍碱性的pH值，以确保更快的分解。在试图中和浆液时，材料会释放更多酸性二氧化碳，一种理想的分解产物。当有机物（如牛粪）被厌氧细菌消化分解时，会产生沼气。通过加压系统，沼气池中释放的气体被导入储气罐的一个孔中。气柜的沼气设计是为了让气体自由流入储气罐，同时防止任何被利用的气体流回沼气池或外部环境这对效率和安全都很重要，因为这些气体中有许多是易燃的，当与氧气或其他气体混合时，可能会引起爆炸。为了防止废物顶部形成硬壳，必须偶尔搅拌罐内的泥浆。结壳会将气体困在泥浆中，并阻碍机械对气体的控制能力。沼气在分批进料系统中，无论是在分批进料系统还是在分批进料系统中，都可能会根据分批进料所需的垃圾量而变化，连续供料模式不断地向沼气池提供液体。沼气设计可以将一个工厂安置在地上或地下，尽管这两种模式都有优点和缺点。地面上的沼气发电厂更容易维护，并且能够从太阳能加热中获益，但是建设上需要更多的投资，因为它必须用来处理沼气池的内部压力。地下沼气厂建造起来更便宜，更容易喂养，但更难清洁和维修。沼气通常比石油或煤炭等化石燃料能源更受青睐，由于环境和经济两方面的原因，大气中碳浓度的上升已成为全球变暖问题的核心问题。尽管沼气和化石燃料都排放碳，化石燃料释放的碳在古代生物量中埋藏多年，并有效地从碳循环中去除。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，仍然是循环的一部分。因此，当释放时，它不会引起大气中碳浓度的改变沼气生产的支持者也更喜欢沼气而不是化石燃料，因为沼气是一种低成本、可再生的能源，可以使用其他废弃的材料。沼气设计可以满足小型场所的需求，使其成为发展中国家地区可行的选择。沼气设计的批评者认为，粮食作物是为了沼气而种植的生产将造成全球粮食短缺，生物燃料也可能导致森林砍伐、水污染、水土流失，并对产油国产生负面影响。