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摘 要：沼气发电是沼气利用的最有效途径之一,但因沼气中的杂质成分较多会对发电机组性能造成严重影响,严重影响了该行业的发展.本文主要是通过对常规的沼气中杂质成分进行分析并提出相应的应对措施来保证发电机组的正常运行
关 键 词 ：沼气发电；杂质分析；发动机性能
一、前言
随着沼气工程技术的不断发展,沼气产气率的不断提升,沼气的综合利用项目日益增多,其中利用沼气发电是其中最有现实意义的一项.
根据笔者多年从事沼气发电机组调试的情况来看,利用沼气发电存在的比较突出的问题是：沼气中的杂质成分对发电机组的影响比较严重,如果沼气前期处理不好将严重影响到燃气发电机组的正常运行.本文主要是通过对常规的沼气中杂质成分进行分析并提出相应的应对措施来保证发电机组的正常运行.
二、沼气中的杂质成分
在利用沼气发电过程中,由于沼气发电机组本身设计和材料的特点,导致发电机组对沼气中的杂质物体特别敏感,如果处理不好将导致发电机组无法正常运行.
三、有害成分对发动机运行的影响
1.硫化物对发电机组的危害
硫化氢（H2S）是一种无色有毒的可燃性气体,具有强烈的臭鸡蛋气味,当空气中硫化氢的体积含量超过0.1%时,就能引起头疼晕眩等中毒症状.硫化氢（H2S）对铁等金属有强腐蚀性,也易吸附金属表面与多种金属离子作用,生成不溶于水的硫化物沉淀.沼气在燃烧时,其中的H2S还能转化为腐蚀性很强的亚硫酸气雾会污染环境和腐蚀机器设备,同时H2S在潮湿的环境下对金属管道、燃烧设备、检测设备和仪表等都具有强烈的腐蚀性.所以沼气在利用前必须脱出其中所含的H2S,我国的环保标准严格规定在利用沼气作为能源时,沼气中的H2S含量不得超过200mg/Nm3.
利用沼气发电时沼气中的硫化氢会对沼气发电机组的进气管道、增压器、中冷器、火花塞、气缸套、排气管和消音器等造成严重腐蚀影响机组寿命.所以沼气在进入发电机组之前必须进行燃气预处理,将硫化氢降到机组允许的范围内才能保证机组的可靠运行.
2.水份对发电机组的危害
在利用沼气发电过程中,沼气水份含量过大的话,会导致发电机组的进气压力损耗过大,严重的情况下,会引起发动机功率波动、敲缸、停机等严重地影响其使用寿命.其具体表现为：
（a）发动机点火困难；
（b）降低燃烧室温度,降低内燃机的效率；
（c）由于水蒸气等无功气体的存在,增压耗功增大；
（d）水蒸气与其他酸性物质的化合产生中间产物,对机器本身产生腐蚀,缩短机器的使用寿命,降低机器的可靠性.
3.固体杂质对发电机组的危害
粉尘是大气环境中涉及面最广、危害最严重的一种污染物.粉尘是发动机明确限制的杂质,它主要影响在于：
（a）堵塞管路,流通不畅,加大压损,增加运行费用；
（b）增大机械磨损,降低设备使用寿命.
四、燃气杂质处理的解决方案
针对发动机对气体的要求进行模块化设计,解决上述种种问题,这是解决目前沼气利用问题的有效方法.燃气发动机前处理系统解决了气源侧与用气侧的矛盾,主要实现下面几个功能：
1. 降低气体的相对湿度
水份的脱除,考虑到具体的情况,简单分为凝结水的脱除以及未凝结水脱除两大部分,前者可以采用汽水分离器来实现,后者的实现较为复杂,目前主要有下面几种方式：
（a）低温除湿：通过制冷设备降低气体的温度,使得其中的水蒸气凝结,然后排除系统；
（b）吸附：采用对水有较强吸附作用的吸附剂,将气体中的水份析出；
（c）膜过滤：采用特殊结构的膜材料,在特定的条件下将水从气体中分出.
2. 降低气体杂质成分含量
气体中的杂质是比较复杂的成分,由于是针对发动机的利用,所以对杂质的判断主要以发动机的要求为准,主要有下面几种：
（a）硫的去除：
以硫化氢为主的硫化物的去除主要有物理、化学以及生物三种方式.其中物理方法主要指物理吸附方式脱硫,这种方式操作简便,但往往需要占地较大的设备,而且吸附剂需要再生.化学方式指以化学反应的方式将硫固化下来,目前有干法及湿法,其差别主要是反应物的物理形态是固体还是液体的差别.生物法脱硫是目前比较新兴的一种方式,其主要原理是在反应罐中培养出合适的菌种,这些菌种以硫化物为养料,将其中的硫固定下来. 对于硫含量不高的气体,采用物理吸附或者干法脱硫一般比较经济实用,而且操作简便.
（b）粉尘（颗粒物）的去除：
通常采用过滤的方式将颗粒物限制在一定的范围内.另外,某些颗粒可以在吸附的环节去除掉,为达到较好的去除效果,一般对气体中的颗粒物分级处理,设置不同精度的过滤器,逐级将颗粒物处理
到系统最终的要求,这样不仅可以降低精密过滤的成本,也可以增加系统运行的可靠性.
五、结论
沼气的气体品质不仅影响到发动机效率,同时也很大程度上影响到了机器的寿命和运行费用等.在利用沼气发电时对沼气气体进行预处理,尽可能的提高发动机的进气品质,可以确保发动机的动力性、经济性和可靠性,是十分有价值的.