(二)沼气的主要成分。
沼气的主要成分是甲烷。沼气由50%~80%甲烷(ch%~40%二氧化碳(co%~5%氮气(n2)、小于1%的氢气(h2)、小于0.4%的氧气(o2)与0.1%~3%硫化氢(h2s)等气体组成 。由于沼气含有少量硫化氢,所以略带臭味。
其特性与天然气相似。空气中如含有8.6~20.
8%(按体积计)的沼气时,就会形成**性的混合气体。沼气的主要成分甲烷是一种理想的气体燃料,它无色无味,与适量空气混合后即对燃烧。每立方米纯甲烷的发热最为 34000千焦,每立方米沼气的发热量约为20800-23600千焦。
即1立方米沼气完全燃烧后,能产生相当于0.7千克无烟煤提供的热量。与其它燃气相比,其抗爆性能较好,是一种很好的清洁燃料。
沼气除直接燃烧用于炊事、烘干农副产品、供暖、照明和气焊等外,还可作内燃机的燃料以及生产甲醇、****、四氯化碳等化工原料。经沼气装置发酵后排出的料液和沉渣,含有较丰富的营养物质,可用作肥料和饲料。
3)沼气的产生原理和工作流程。
一)沼气发酵的原理
沼气发酵又称厌氧消化 ,是指各种有机物在厌氧条件下 ,被各类沼气发酵微生物分解转化 ,最终生成沼气的过程。目前较为认可的是三阶段理论。
1、沼气发酵过程的液化阶段。
用作沼气发酵原料的有机物种类繁多,如禽畜粪便、作物秸秆、食品加工废物和废水,以及酒精废料等,其主要化学成分为多糖、蛋白质和脂类。其中多糖类物质是发酵原料的主要成分,它包括淀粉、纤维素、半纤维素、果胶质等。这些复杂有机物大多数在水中不能溶解,必须首先被发酵细菌所分泌的胞外酶水解为可溶性糖、肽、氨基酸和脂肪酸后,才能被微生物所吸收利用。
发酵性细菌将上述可溶性物质吸收进入细胞后,经过发酵作用将它们转化为乙酸、丙酸、丁酸等脂肪酸和醇类及一定量的氢、二氧化碳。在沼气发酵测定过程中,发酵液中的乙酸、丙酸、丁酸总量称为中挥发酸(tva)。蛋白质类物质被发酵性细菌分解为氨基酸,又可被细菌合成细胞物质而加以利用,多余时也可以进一步被分解生成脂肪酸、氨和硫化氢等。
蛋白质含量的多少,直接影响沼气中氨及硫化氢的含量,而氨基酸分解时所生成的有机酸类,则可继续转化而生成甲烷、二氧化碳和水。脂类物质在细菌脂肪酶的作用下,首先水解生成甘油和脂肪酸,甘油可进一步按糖代谢途径被分解,脂肪酸则进一步被微生物分解为多个乙酸。
2、沼气发酵过程的产酸阶段。
发酵性细菌将复杂有机物分解发酵所产生的有机酸和醇类,除甲酸、乙酸和甲醇外 ,均不能被产甲烷菌所利用,必须由产氢产乙酸菌将其分解转化为乙酸、氢和二氧化碳。 耗氢产乙酸菌也称同型乙酸菌,这是一类既能自养生活能异养生活的混合营养型细菌。它们既能利用 h2+co2生成乙酸 ,也能代谢产生乙酸。
通过上述微生物的活动,各种复杂有机物可生成有机酸和h2/c02等。
3、沼气发酵过程中的产甲烷阶段。
在沼气发酵过程中,甲烷的形成是由一群生理上高度专业化的古细菌一产甲烷菌所引起的,产甲烷菌包括食氢产甲烷菌和食乙酸产甲烷菌,它们是厌氧消化过程食物链中的最后一组成员,尽管它们具有各种各样的形态,但它们在食物链中的地位使它们具有共同的生理特性。它们在厌氧条件下将前三群细菌代谢终产物,在没有外源受氢体的情况下把乙酸和 h2/co2。转化为气体产生ch4/co2,使有机物在厌氧条件下的分解作用以顺利完成。
目前已知的甲烷产生过程由以上两组不同的产甲烷菌完成。
2)沼气工作流程。
原料输入沼气池发酵沼气输出照明、做饭等
三、固军乡新建沼气工程的举措。
固军乡在进行沼气工程建设时,实行了划分到户、各家自愿、**扶持的原则。在全乡范围内,首先进行沼气工程的宣传,让村民认识、了解其原理和益处,然后在逐村逐户进行技术指导,最后实行出资出物帮助,尽量让每家没户都能用上清洁能源,同时又能感受到新新时期**新惠农政策的光环。
沼气工程的兴建,使农村的面貌发生了很打的改善。一方面,沼气的应用,使广大农户终结或减少了对山上柴薪的依赖,改变了农村能源结构。这样既保护了山区生态环境,又使得农户可以节省出大量用于打柴拾薪的时间,获得更多可以自由支配的时间,而且大大降低了能源成本。
另一方面,把各种废弃物,如稻草、秸秆、人畜粪便等很好的利用起来,既减少了对环境的破坏,又创造了新的在生价值。
四、发展沼气工程的现实意义。
沼气是可再生的清洁能源,既可替代秸秆、薪柴等传统生物质能源,也可替代煤炭等商品能源,而且能源效率明显高于秸秆、薪柴、煤炭等。固军乡农业资源和环境的承载力十分有限,发展农业和农村经济,不能以消耗农业资源、牺牲农业环境为代价。农村沼气把能源建设、生态建设、环境建设、农民增收链接起来,促进了生产发展和生活文明。
发展农村沼气,优化广大农村地区能源消费结构,对增加优质能源**、缓解能源压力具有重大的现实意义。
(万源政务网)
(中国沼气网)
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