沼气和氢气的生产与利用

3.3.1 沼气

生物废弃物的厌氧消化发生在缺少空气的情况下，产生的气体被称作是沼气，主要包括甲烷和二氧化碳。天然沼气的是甲烷、水蒸气饱和的二氧化碳的混合物。可能还包括硫化物和氨^[22]。每种气体的成分取决于生物质资源和产生过程。沼气是一种清洁的燃料，可捕获用于烹饪、加热或发电等用途。大量的生物废弃物能够从甘蔗、甜菜、玉米作物和高粱中获得，种植这些作物目前主要用于生产淀粉类食物和动物饲料^[21]。沼气作为一种有价值的燃料也可以从粪便或污物等原料中通过厌氧消化产生得到^[19]。

3.3.2 氢气(www.xing528.com)

氢气是一种环保的、清洁燃烧的燃料，生物质曾经被作为推动氢经济的发展的一种有潜力的燃料。氢气的生产可以通过热化学气化与气体变换、快速热解、生物油中碳氢化合物组分重组、生物质合成气转换、生物质超临界转换、生物质的微生物转换^[23]，或者暗发酵产氢来实现^[22]。通常情况下，当原料逐步从天然气转变到轻碳氢化合物到重碳氢化合物，再到固体原料，处理过程越来越困难。根据制氢所用的原料，可能会产生相当多的二氧化碳。另外，燃料燃烧的蒸汽重组会产生NO_x。合成气的最大用途是用来生产氢，产生的氢可以是主产品也可以是副产品。氢气也能够从液态载能体例如乙醇、甲烷和氨气中获得。如果原料是甲烷，那么50%的氢来自蒸汽重组过程中的蒸汽。这种重组反应需要吸收大量的热量，并且高温低压对重组反映是有利的。硫化物是重组催化剂的主要有害物质，甚至10^-7等级浓度的硫化物就可能会引起催化剂失活^[18]。