沼气基本知识

（一）沼气基本知识

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，主要成分是甲烷和二氧化碳。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，叫蛋白质分解菌；有专门分解脂肪的，叫脂肪分解菌。第二类细菌叫做含甲烷细菌，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即结构简单的化合物；其次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、氮及其他一些成分。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、有毒、有臭味的气体，它的主要成分甲烷在常温下是一种无色、无臭、无毒的气体。甲烷分子式是CH₄，是1个碳原子与4个氢原子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。甲烷溶解度很小，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1 400℃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。