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沼气及沼气池培训资料.doc
1、沼气及其产生过程
沼气是有机物质在厌氧环境中,在一定的温度、湿度、酸碱度的条件下,通过微生物发酵作用,产生的一种可燃气体。由于这种气体最初是在沼泽、湖泊、池塘中发现的,所以人们叫它沼气。沼气含有多种气体,主要成分是甲烷(CH4)。沼气细菌分解有机物,产生沼气的过程,叫沼气发酵。根据沼气发酵过程中各类细菌的作用,沼气细菌可以分为两大类。第一类细菌叫做分解菌,它的作用一、?沼气的基本知识
是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳(CO2)等。第二类细菌叫含甲烷细菌,通常叫甲烷菌,它的作用是把简单的有机物及二氧化碳氧化或还原成甲烷。因此,有机物变成沼气的过程,就好比工厂里生产一种产品的两道工序:首先是分解细菌将粪便、秸秆、杂草等复杂的有机物加工成半成品——结构简单的化合物;再就是在甲烷细菌的作用下,将简单的化合物加工成产品—— 即生成甲烷。
?2、沼气的成分
沼气是一种混合气体,它的主要成分是甲烷,其次有二氧化碳、硫化氢(H2S)、氮气及其他一些成分。沼气的组成中,可燃成分包括甲烷、硫化氢、一氧化碳和重烃等气体;不可燃成分包括二氧化碳、氮和氨等气体。在沼气成分中甲烷含量为55%~70%、二氧化碳含量为28%~44%、硫化氢平均含量为0.034%。
?3、沼气的理化性质
沼气是一种无色、有味、有毒、有臭的气体,它的主要成分甲烷在常温下是一种无色、无味 、无臭 、无毒的气体。甲烷分子式是CH4,是一个碳原子与四个氢原子所结合的简单碳氢化合物。甲烷对空气的重量比是0.54,比空气约轻一半。甲烷溶解度很少,在20、0.1千帕时,100单位体积的水,只能溶解3个单位体积的甲烷。
甲烷是简单的有机化合物,是优质的气体燃料。燃烧时呈蓝色火焰,最高温度可达1400 左右。纯甲烷每立方米发热量为36.8千焦。沼气每立方米的发热量约23.4千焦,相当于 0.55千克柴油或0.8千克煤炭充分燃烧后放出的热量。从热效率分析,每立方米沼气所能 利用的热量,相当于燃烧3.03千克煤所能利用的热量。
???二、家用沼气池的类型
随着我国沼气科学技术的发展和农村家用沼气的推广,根据当地使用要求和气温、地质等 条件,家用沼气池类型归总起来大体由水压式沼气池、浮罩式沼气池、半塑式沼气池和罐式沼气池四种基本类型变化形成的。
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图2??8米3圆筒形水压式沼气池型(单位:毫米)
?水压式沼气池型有以下几个优点:
??(1)池体结构受力性能良好,而且充分利用土壤的承载能力,所以省工省料,成本比较低。
(2)适于装填多种发酵原料,特别是大量的作物秸秆,对农村积肥十分有利。
(3)为便于经常进料,厕所、猪圈可以建在沼气池上面,粪便随时都能打扫进池。
(4)沼气池周围都与土壤接触,对池体保温有一定的作用。
水压式沼气池型也存在一些缺点,主要是:
(1)由于气压反复变化,而且一般在4~16千帕(即40~160厘米水柱)压力之间变化。这对池 体强度和灯具、灶具燃烧效率的稳定与提高都有不利的影响。
(2)由于没有搅拌装置,池内浮渣容易结壳,又难于破碎,所以发酵原料的利用率不 高,池 容产气率(即每立方米池容积一昼夜的产气量)偏低,一般产气率每天仅为0.15米3/米3?左右。
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沼气池的使用及管理
沼气池生产运行管理是指从发酵原料的筹集、配比到启动、产气、应用、日常管理等周而复始的运转过程,要使沼气池产气多,持续均衡产气、供肥,必须从开始投料起就认真抓好管理工作。
一、??沼气发酵原料的配备
农村中可以用来作沼气发酵原料的有很多,最常用的是人、畜(猪、牛、马、羊、鸡、鸭)粪便,各种作物秸秆(稻草、麦草、玉米秸)、青杂草、烂菜叶、水葫芦、废渣废水(酒糟、制豆腐的废渣水、屠宰场废水)等都是很好的沼气发酵原料?。
(一)、沼气发酵原料的类型及特性
根据沼气发酵原料的化学性质和来源,可以分为以下几类:
(1)富氮原料??富氮原料在农村主要指人、畜和家禽粪便,这类原料颗粒较细,含有较多的低分子化合物,氮素的含量也较高,其原料的碳、氮比一般都小于251。因此不必进行预处理,分解和产气速度较快。这种原料是目前农村沼气发酵的主要原料。这类原料的特点是发酵周期较短,产气速度快。
(2)其他类型的发酵原料
有机废物:包括各种废渣、废水,如酒糟、制豆腐的废渣水、屠宰场下水、废皮渣、生活污水和有机垃圾等。
青草及水生植物:主要包括各种青草、水葫芦、水草。由于它们的组织鲜嫩,易被微生物分解利用,因此也是沼气发酵的好原料。?
(二)、沼气池常用的原料产气特性
原料的产气特性是沼气发酵的一个重要技术参数。沼气发酵原料种类很多,由于各自的化学成分不同,每种原料都有自己的产气特性,包括原料的产气率和产气速度。
(1)原料产气率??原料产气率是指原料中单位总固体(
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