沼气_ 沼气流量计
[拼音]:zhaoqi
[外文]:marsh gas
有机固体废物通过厌氧微生物的生物化学反应生成的甲烷等可燃气体。在自然界中沼气多从沼泽底泥中发生,因而得名。
概述
沼气是1663年舒勒发现的,但不知其化学成分。1776年沃尔塔测出沼气中主要成分是甲烷。1875年波波夫发现甲烷的产生过程是一个微生物作用过程。20世纪初,人们开始用厌氧消化法作处理有机废物的试验。第二次世界大战后,沼气由试验逐步转入实际应用。到50年代中期,许多国家开始大规模生产。
中国在沼气的开发、利用、推广和研究方面,近几年来取得了成就,受到许多国家的重视,对沼气的制取利用已由试验示范进入有计划地成片推广阶段。现在全国共建成户用沼气池700多万个,有21个县基本上普及了沼气。
发酵过程
沼气是有机物在隔绝空气和保持一定的水分、温度、pH值等条件下,经过微生物的分解作用而产生的。细菌分解有机物的过程,大体分为两个阶段:第一阶段是将复杂的高分子有机物转化为低分子的有机物,如乙酸、丙酸、丁酸等;第二阶段是将第一阶段的产物转化为甲烷和二氧化碳,其反应可用下式表示:
在上述过程中,发酵分解是多种细菌共同作用的结果。在第一阶段主要是分解蛋白质、脂肪、碳水化合物的各种细菌起作用。这些细菌一般称为产酸细菌,这个阶段称为酸性发酵期。第二阶段主要是甲烷杆菌、甲烷球菌和甲烷八叠球菌等起作用,称为碱性发酵期。甲烷的产生有以下几种化学反应:
(1)由脂肪酸形成甲烷:
CH3COOH──→CH4+CO2
4CH3CH2CH2COOH+2H2O──→
4CH3COOH+3CH4+CO2
2CH3CH2CH2COOH+CO2+2H2O──→
4CH3COOH+CH4
(2)由乙醇形成甲烷:
2CH3CH2OH+CO2──→2CH3COOH+CH4
(3)由二氧化碳还原形成甲烷:
CO2+4H2──→CH4+2H2O
为了使发酵过程持续进行,必须提供和保持各种微生物所需的生活条件。
沼气制取