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沼氣發(fā)酵基礎知識
來(lái)源：本站 作者：匿名 發(fā)布：2016/9/23 點(diǎn)擊：1519
沼氣是有機物質(zhì)在厭氧環(huán)境中，在一定的溫度、濕度、酸堿度的條件下，通過(guò)微生物發(fā)酵作用，產(chǎn)生的一種可燃氣體。由于這種氣體最初是在沼澤、湖泊、池塘中發(fā)現的，所以人們叫它沼氣。沼氣含有多種氣體，主要成分是甲烷(CH4)。
1776年，意大利科學(xué)家沃爾塔發(fā)現沼澤地里腐爛的生物質(zhì)發(fā)酵，從水底冒出一連串的氣泡，分析其主要成分為甲烷和二氧化碳等氣體。由于這種氣體產(chǎn)生于沼澤地，故俗稱(chēng)“沼氣”
沼氣細菌分解有機物，產(chǎn)生沼氣的過(guò)程，叫沼氣發(fā)酵。根據沼氣發(fā)酵過(guò)程中各類(lèi)細菌的作用，沼氣細菌可以分為兩大類(lèi)。第一類(lèi)細菌叫做分解菌，它的作用是將復雜的有機物分解成簡(jiǎn)單的有機物和二氧化碳(CO2)等。它們當中有專(zhuān)門(mén)分解纖維素的，叫纖維分解菌；有專(zhuān)門(mén)分解蛋白質(zhì)的，叫蛋白分解菌；有專(zhuān)門(mén)分解脂肪的，叫脂肪分解菌；第二類(lèi)細菌叫含甲烷細菌，通常叫甲烷菌，它的作用是把簡(jiǎn)單的有機物及二氧化碳氧化或還原成甲烷。因此，有機物變成沼氣的過(guò)程，就好比工廠(chǎng)里生產(chǎn)一種產(chǎn)品的兩道工序：首先是分解細菌將糞便、秸稈、雜草等復雜的有機物加工成半成品——結構簡(jiǎn)單的化合物；再就是在甲烷細菌的作用下，將簡(jiǎn)單的化合物加工成產(chǎn)品——即生成甲烷。
沼氣是一種混合氣體，它的主要成分是甲烷，其次有二氧化碳、硫化氫(H2S)、氮及其它一些成分。沼氣的組成中，可燃成分包括甲烷、硫化氫、一氧化碳和重烴等氣體；不可燃成分包括二氧化碳、氮和氨等氣體。在沼氣成分中甲烷含量為55%～70%、二氧化碳含量為28%～44%、硫化氫平均含量為0.034%。
沼氣是一種無(wú)色、有味、有毒、有臭的氣體，它的主要成分甲烷在常溫下是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭 、無(wú)毒的氣體。甲烷分子式是CH4，是一個(gè)碳原子與四個(gè)氫原子所結合的簡(jiǎn)單碳氫化合物。甲烷對空氣的重量比是0.54，比空氣約輕一半。甲烷溶解度很少，在20℃、0.1千帕時(shí)，100單位體積的水，只能溶解3個(gè)單位體積的甲烷。
甲烷是簡(jiǎn)單的有機化合物，是優(yōu)質(zhì)的氣體燃料。燃燒時(shí)呈藍色火焰，最高溫度可達1400 ℃左右。純甲烷每立方米發(fā)熱量為36.8千焦。沼氣每立方米的發(fā)熱量約23.4千焦，相當于0.55千克柴油或0.8千克煤炭充分燃燒后放出的熱量。從熱效率分析，每立方米沼氣所能利用的熱量，相當于燃燒3.03千克煤所能利用的熱量。
甲烷對人基本無(wú)毒，只有在極高濃度時(shí)成為單純性窒息劑。甲烷濃度增加能置換空氣而致缺氧。87%的濃度使小鼠窒息，90%使致呼吸停止。80%甲烷和20%氧的混合氣體可引起人頭痛。當空氣中甲烷達25%～30%時(shí)，人出現窒息前癥狀，頭暈、呼吸增快、脈速、乏力、注意力不集中、共濟失調、精細動(dòng)作障礙，甚至窒息。煤礦的“瓦斯爆炸”是甲烷的最大危害。有人報告58名甲烷中毒患者均有中毒性腦病，以全身電流計和心電圖測定腦循環(huán)容量，發(fā)現容量減少26.1%。皮膚接觸液化氣可引起凍傷。
甲烷中毒者應立即脫離現場(chǎng)，解開(kāi)上衣及腰帶，注意保溫，對癥治療，間歇性吸氧，控制抽搐。心跳、呼吸停止時(shí)應立即進(jìn)行復蘇。禁用抑制呼吸的藥物如嗎啡、巴比妥類(lèi)等。
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