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农村沼气建设与科学管理 能源办 电话：******* 第一篇 沼气基础知识 第一篇 沼气基础知识 一、什么是沼气 二、 沼气的来源 三、沼气的成分 四、沼气的性质 五、沼气发酵的原理 返回 一、什么是沼气 沼气是自然界中有机物质在适宜的温度、湿度、酸碱度和厌氧条件下，经过多种微生物分解转化而产生的一种可燃性气体。由于这种气体最先是在沼泽中发现的，所以人们称它为沼气。 沼气，不仅在沼泽、湖泊、坑塘、污水沟、粪坑中等处能够产生，而且用人工的方法，给它创造一个适宜产生的环境，也能制取沼气。 沼泽、湖泊、坑塘产生的沼气 气体种类 制取方法 可燃成分 含量(%) 热值(千焦/米3) 人工沼气 发酵法 甲烷、 氢气 55—70 20000—29000 天然气 钻井法 甲烷、丙烷、丁烷、戊烷 90以上 36000左右 人工沼气和天然气的差异 沼气是一种混合气体，其主要成分是甲烷。沼气的组成成分，不仅随生产沼气原料的种类及比例的不同而有变化，而且因发酵条件及发酵的不同阶段各有差异。通常情况下，沼气中甲烷（CH4）含量占60％左右，二氧化碳（CO2）含量40％左右，另外还有少量的氢气（H2） 、一氧化碳（CO） 、硫化氢（H2S） 、氮气（N2）和氨气（NH3）等成分。甲烷、氢气、一氧化碳等是可以燃烧的气体。 三、沼气的成分 沼气成分 沼气成分 所占比例 甲烷（CH4） 60％左右 二氧化碳（CO2） 40％左右 氢气（H2） 一氧化碳（CO） 硫化氢（H2S） 氮气（N2） 氨气（NH3） 四、沼气的性质 1、甲烷的性质 ①甲烷是一种无色、无味、无毒的气体。 ②甲烷的相对密度为0.55，比空气轻一半。 甲烷的溶解度很小。 ③甲烷的分子结构是一个正四面体，分子直径很小，只有3.76埃米，扩散速度比空气快3倍，溶点为-82.5℃，沸点为-61.5℃，着火点为537.2℃。 ④甲烷是一种优质的气体燃料，当它与适量的空气混合完全燃烧时，产生淡蓝色火焰，并能放出大量的热量。空气中如混有4％-5％的甲烷，遇火就会发生爆炸；含甲烷量达到25％-30％时，对人体会有麻醉作用。甲烷燃烧的化学反应方程式如下： 甲烷——最简单的有机物 结构： 正四面体 俗称： 沼气、坑气 天然气的主要成分 二氧化碳可极大地溶于水，为提高沼气中的甲烷含量和热值，可以利用石灰水来吸收沼气中的二氧化碳，形成碳酸钙沉淀。 2、二氧化碳的性质 3、硫化氢的性质 硫化氢是一种有毒气体，对金属有较强的腐蚀性，微量时具有恶臭，沼气中的臭味主要来源于它。一般沼气中仅含万分之几的硫化氢。硫化氢燃烧后，被氧化成硫或二氧化硫，失去臭味，毒性减轻。 几种燃料的燃烧热值 五、沼气发酵的原理 1、厌氧消化微生物 2．沼气发酵的生物化学过程 3．沼气发酵的有机物分解代谢过程 4、沼气发酵的特点 1、厌氧消化微生物 沼气的产生，简单地说，是有机物在隔绝空气和保持一定的温度、湿度、酸碱度等条件下，经过多种微生物(统称沼气细菌)的发酵分解而产生的。根据沼气发酵过程中细菌的作用，沼气细菌可以分为两大类，第一类细菌叫做分解菌，第二类细菌叫做甲烷菌。 指厌氧消化过程中不直接参与甲烷生成反应的 微生物统称，包括水解性细菌和产酸细菌等。 其作用是： ☆为产甲烷菌提供养分； ☆为产甲烷菌创造适宜的氧化还原条件； ☆为产甲烷菌消除部分有毒物质； ☆和产甲烷菌一起，共同维持发酵的pH值。 不产甲烷菌： 产甲烷菌： 隶属于原核生物。其主要生态特征有： ☆严格厌氧，对氧和氧化剂非常敏感； ☆宜于中性偏碱性环境条件下繁殖； ☆菌体倍增时间长，4-5天才系列增殖1代； ☆只能利用少数简单化合物作营养，但却都能利用分子氢作代谢能量； ☆代谢最终产物是CH4和CO2。 2．沼气发酵的生物化学过程