沼气的成分和性质
沼气的化学成分主要是甲烷(CH4),约占60%~70%;其次是二氧化碳(CO2),约25%~40%;还有少量的氢气(H2)、氮气(N2),一氧化碳(CO)和硫化氢(H2S)等。
甲烷是无色、无味、易燃、易爆气体,比空气轻,与空气混合能形成爆炸性混合物,爆炸极限为5%~15%。甲烷气体的易燃性决定了沼气的火灾危险性。甲烷的溶解度很小,仅0.033%,故沼气可用水封式的回火防止器。
沼气完全燃烧呈蓝色火焰,与空气混合比为1比7,燃烧生成水和二氧化碳并放出大量热量。1立方米沼气完全燃烧时,能放出23000~27200千焦热量,相当于0.7公斤汽油或0.8公斤煤的发热量。
沼气生成的原理
沼气发酵的生物化学过程,大致经过三个阶段:
第一阶段,是有机聚合物水解生成单体化合物,经产酸细菌将复杂的有机物分解成简单的有机物以及二氧化碳、氢气、硫化氢等无机物。
第二阶段,是由各类脂肪酸进行分解生成乙酸和CO2、H2。
第三阶段,是由醋酸和CO2及H2转化生成甲烷。