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沼气的成份及燃烧特性
作者:本站 来源:本站时间:2021/10/12 8:20:19
     沼气是各种有机物质在隔绝空气,并有适宜温、湿度条件下,经过微生物的发酵作用而产生的一种可燃性气体。它不是单一的气体,而是由多种气体组成的混合气体,含有甲烷、二氧化碳、硫化氢、一氧化碳、氢、氧、氮等气体。其中主要成分是甲烷和二氧化碳,甲烷占总体积的5570%,二氧化碳含量为3045%。其它几种气体含量较少,一般不超过总体积的2%
      
沼气燃烧主要是甲烷的燃烧。甲烷是一种理想的气体燃料,它无色、无味、无毒,分子式为CH4,分子量为16.04,它和适量的空气混合后即可燃烧,每立方米纯甲烷发热量为34000焦耳,燃烧时发出蓝色的火焰,并放出大量热能。
每立方米沼气的发热量约为2080023600焦耳,即1立方米沼气完全燃烧后,能产生相当于0.7公斤无烟煤提供的能量。由于沼气中含有硫化氢,常会闻到臭鸡蛋的气味,点火燃烧后,这种气味就没有了。
沼气燃烧就是沼气中的可燃成份(CH4,H2,CO,H2S等),在一定条件下与氧发生激烈的氧化作用,并产生大量的热和光的物理化学反应过程,其燃烧反应方程式为:
CH4+2O2→CO2+2H2O
2CO+O2→2CO2
2H2 +O2→2H2O
2H2S+3O2→2SO2+2H2O
      
沼气的燃烧需要供给适量的氧气,氧气过多或过少均对燃烧不利。当沼气与空气混合到一定浓度时,遇到明火则引起。但若空气浓度低于一定限度时,氧化反应产生的热量不足以弥补散失的热量时,沼气则无法燃烧。
我们可以通过实验自制沼气,观察其燃烧。其方法是将菜皮、菜根、萝卜之类切碎捣烂,紧紧地堆在一起。把一根玻璃管插在堆积物中心,堆积物周围用稀泥糊起来,封成小丘状,玻璃管的一端管口露在土堆外面。为了保证清洁卫生,可将这堆材料装在一只塑料袋里,玻璃管口应露在袋外。用一只曾吹过一次的气球套在玻璃管口,用棉线扎紧,使整套装置不漏气。如果气温在2535,经过35天,可以观察到气球慢慢地鼓了起来,待气球膨大后,可将棉线剪去,取走气球。找一个瓶子,瓶口向下套在玻璃管口上,几小时后将瓶子缓缓抽出,瓶口仍应保持向下。此时迅速地用一根点燃的火柴放到瓶口,可见瓶内气体着火燃烧。原来,沼气比空气轻,因此我们采取瓶口向下,用排气集气法来收集沼气。当瓶子移出玻璃管口时,瓶中充满了沼气,所以点火能燃烧。

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