沼气(校本课程)要点.ppt

* 液化石油气可采取加压的措施，使其变成液体，装在受压容器内，液化气的名称即由此而来。液化气在气瓶内呈液态状，一旦流出会汽化成比原体积大约二百五十倍的可燃气体，并极易扩散，遇到明火就会燃烧或爆炸。因此，使用液化气也要特别注意。无毒、无味（运送中加入特殊的臭味以让泄漏时可察觉），它具有麻醉及窒息性，过多的液化石油气充满密闭的空间，会令人有刺激感，呼吸困难、呕吐、头痛、晕眩等不适，甚至发生窒息意外。 天然气广义指埋藏于地层中自然形成的气体的总称。天然气由亿万年前的有机物质转化而来，主要成分是甲烷，此外根据不同的地质形成条件，尚含有不同数量的乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷等低碳烷烃以及二氧化碳、氮气、氢气、硫化物等非烃类物质； 可燃冰是天然气的水合物CH4·nH2O，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”，有极强的燃烧力，可作为上等能源。它是在一定条件（合适的温度、压力、气体饱和度、水的盐度、PH值等）下，由气体或挥发性液体与水相互作用过程中形成的白色固态结晶物质。 一旦温度升高或压强降低，甲烷气则会逸出，固体水合物便趋于崩解。（1立方米的可燃冰可在常温常压下释放164立方米的天然气及0.8立方米的淡水）所以固体状的天然气水合物往往分布于水深大于 300 米 以上的海底沉积物或寒冷的永久冻土中。广泛分布于我国的南海和东海等海域地区，储存量十分丰富，可代替未来的能源来解决人类面临的能源危机。 * * 液化石油气比空气重，一旦泄漏便会沉积在地面或低洼地区，不容易通过开窗通风扩散出去，是一种易燃、易爆的气体，会产生大量的一氧化碳废气 * * 沼气发酵的原料：最常用的是人畜禽（猪、牛、羊、鸡、鸭、鹅等）粪便，各种作物秸秆（稻草、麦草、玉米秸）、青杂草、烂叶草、水葫芦、有机废渣与废水（酒漕、制豆腐的废渣水、屠宰场废水、污水污泥）等，都是很好的沼气发酵原料。所以沼气的成本相当低廉。 沼气细菌分解有机物质产生沼气的过程，叫沼气发酵。 沼气的生产工艺比较简单，一个农村家庭就可以建造自己的沼气池。沼气的用途也很广泛，可用于燃烧和照明，还可作为燃料用于发电。沼气的原料来源丰富、成本低廉。沼气无论在发达国家还是发展中国家均得到高度重视。我国是一个农业大国，农业废弃物资源分布广泛，工业废水和禽畜养殖场废弃物量大。 * 第一阶段（液化阶段）：发酵性细菌群利用它所分泌的胞外酶，把禽畜粪便、作物秸秆、豆制品加工后的废水等大分子有机物分解成能溶于水的单糖、氨基酸、甘油和脂肪酸等小分子化合物。 不产甲烷菌能将复杂的大分子有机物变成简单的小分子量的物质。它们的种类繁多，根据作用基质来分，有纤维分解菌、半纤维分解菌、淀粉分解菌、蛋白质分解菌、脂肪分解菌。 以纤维素为例，反应过程如下： (C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6 纤维素 单糖 * 纤维分解菌 一定条件下 第二阶段（产酸阶段）：发酵性细菌将小分子化合物将其分解为乙酸、丙酸、丁酸、氢和二氧化碳等，再由产氢产乙酸菌把其转化为产甲烷菌可利用的乙酸、氢和二氧化碳。 2C6H12O6 CH3COOH+CH3CH2COOH+CH3CH2CH2COOH+3CO2 ↑ +3H2↑ CH3CH2COOH+2H2O CH3COOH + CO2 ↑ + 3H2 ↑ CH3CH2CH2COOH+2H2O 2CH3COOH + 2H2 ↑ 2CO2 +4H2 CH3COOH + 2H2O C6H12O6 3CH3COOH * 第三阶段（产甲烷阶段）：在产甲烷细菌群，利用以上不产甲烷的三种菌群所分解转化的甲酸、乙酸、氢和二氧化碳小分子化合物等生成甲烷。 CH3COOH CH4 + CO2 CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O 4HCOOH CH4 + 3CO2+ 2H2O 4CH3OH 3CH4 + CO2+ 2H2O CH3COONH4+ H20 CH4+ NH4HCO3 *