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浅析沼气生产的基本原理

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浅析沼气生产的基本原理

发布日期:2018-09-27 作者: 点击:

一、废水脱氮沼气的基本知识

沼气是有机物质在IC厌氧反应器厌氧环境中,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-种可燃体。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)。

1、沼气发酵

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,它的作用是将复杂的有机物分解成简单的有机物和二氧化碳(CO2)等。它们当中有专门分解纤维素的,叫纤维分解菌;有专门分解蛋白质的,叫蛋白分解菌;有专门分解脂肪的,叫脂肪分解菌;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-种产品的两道I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一结构简单的化合物; 再就是在甲烷细菌的作用下,将简单的化合物加L成产品一即生成甲烷。

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)、氮及其它一些成分。 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

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沼气是种无色、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,比空气约轻半。甲烷溶解度很少,在20°C、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。C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。

4、沼气的毒性

甲烷对人基本无毒,只有在极高浓度时成为单纯性窒息剂。甲烷浓度增加能置换空而致缺氧。 87%的浓度使小鼠窒息, 90%使致呼吸停止。80%甲烷和20%氧的混合气体可引起人头痛。当空气中甲烷达25%~ 30%时,人出现窒息前症状,头晕、呼吸增快、脉速、乏力、注意力不集中、共济失调、精细动作障碍,甚至窒息。煤矿的“瓦斯爆炸”是甲烷的最大危害。有人报告58名甲烷中毒患者均有中毒性脑病,以全身电流计和心电图测定脑循环容量,发现容量减少26.1%。皮肤接触液化气可引起冻伤。

甲烷中毒者应立即脱离现场,解开上衣及腰带,注意保温,对症治疗,间歇性吸氧,控制抽搐。心跳、呼吸停止时应立即进行复苏。

禁用抑制呼吸的药物如吗啡、巴比妥类等。

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