随着地球上煤炭、石油和天然气等不可再生的化石能源的日益枯竭，人们已将目光转移到了生物质能源的开发利用上来，实践证明生物质沼气转换技术在能量转换效率上高于其他生物质能源转换技术。因此，在我国农村大力发展沼气应用技术是开发利用生物质资源的有效方法。　　本文在认真研究和分析国内外沼气技术发展现状的基础上，针对我国农村传统沼气池存在的诸如气密性差、料液易结壳、保温性能差等种种弊端，致使沼气生产出现产气率低下的问题，以沼气发酵基本原理为理论依据，结合农村户用沼气池图集标准，设计了一套使用方便，维护简单和经济效益显著的新型高效沼气发酵设备，并进行了可行性研究和产气实验，综合效益分析，对传统方法尚待解决的问题提出了解决方案，结论如下：　　（1）设计的沼气发酵设备形状为圆柱形，受力均匀，易于加工。设备的高与直径的比为1:1，在容积一定时，所需材料最少。密封采用浮罩式水封技术，经计算，水封槽的深度应大于255mm才能满足气密性要求。材料选用聚丙烯板材，具有抗腐蚀、重量轻、保温性能好、机械强度高等优点。　　（2）实验证明了本研究设计的沼气发酵设备的气密性达到国家标准规定的要求。设备内料液的温度在夏季可维持在25℃左右，每天的温度变化最多不超过2.5℃，不会对产气量产生较大影响；本实验玉米秸秆发酵周期为35天，在该发酵周期内，沼气产气率最高可达到0.53m3m-3d-1，平均池容产气率可达到0.28 m3m-3d-1，与传统沼气池相比提高了0.08 m3m-3d-1，达到了设计要求。所产沼气的甲烷浓度约为63.7％，在沼气浓度的正常范围之内。　　（3）从农户和社会角度，采用动态经济分析方法对所设计的沼气发酵设备的综合效益做出分析，结果表明本装置的财务净现值 NPV（i=10％）、益本比、动态投资回收期、内部收益率分别为2909.6元、1.58、6.35年和24.7％。结果表明净现值、益本比及内部收益率三项评价指标均合乎要求，本套装置的推广具有良好的国民经济效益和发展前景。对本装置进行生态效益分析得出，一套太阳能加热的户用型沼气发酵装置理论上可保护森林面积0.22公顷，每年可减排二氧化碳2.51吨，二氧化硫28.74千克。　　本课题取得了一定的研究成果，但仍存在一些问题有待进一步解决。通过进一步的研究，提升系统各方面的性能后，可以在农村地区进行推广使用，提高可再生能源的在我国能源结构中的比重。