a) 沼气的理化特性
沼气是南多种气体组成的混合气体,其主要成分为甲烷和二氧化碳,甲烷约占60%~70%,二氧化碳约占30%~40%。沼气中还含有少量的硫化氢、氮、氧、氢等气体,约占总含量的5%。沼气中的主要可燃成分为甲烷,甲烷在空气中遇火就能燃烧,转变成二氧化碳和水,并释放出890kJ/mol热量,其化学反应方程式为CH。+202=2HzO+COz+890kJ/mo 1在密闭条件下,当空气中混有5.3%~15%的甲烷,遇火会产生强烈的爆炸。
b) 沼气发电原理
由内燃机把沼气的化学能经过燃烧过程转变成热能,并经过相应的传动装置再转变成机械能,最后由发电机把机械能转变成电能。每立方米的沼气,在0.1MPa(一个标准大气压)0℃的情况下,理论发热量为23~27MJ,能使功率为1kW的内燃机工作1.5h,能发电约1.25kW·h,相当于0.6~0.7kg汽油和0.83kg标准煤的发电量。目前,随着沼气技术的迅速发展,农村沼气池越来越普及,而且.工艺日趋完善,这为沼气发电系统的应用提供了很大的优势。
c) 沼气发动机的类型
沼气发动机可分为两大类: 双燃料式和全烧式。双燃料式沼气发动机的工作原理是通过向燃室内喷入少量柴油, 经压燃后引燃沼气燃烧做功。在结构上只需对柴油机的进气管和调速机构作些变动, 改装较简单; 全烧式沼气发动机则由火花塞跳火来点燃沼气—空气混合气, 而无需柴油引燃。双燃料式沼气发动机在沼气资源不是很充裕的地方使用具有良好的灵活性, 当沼气量减小时, 以燃烧柴油为主, 不影响发动机的运行。在沼气资源丰富的场所, 人们希望不使用引燃柴油, 此时全烧式沼气发动机就有更好的优越性。
d) 沼气发电要求
沼气中杂质含量如 Si 、 HS 等应控制在一定的范围内,沼气的温度为 10~60 ℃,压力为 0~5kpa ,具体见沼气的气质要求,一般禽畜粪厌氧处理的沼气都能满足发电的气质要求,污水处理沼气需要脱硫等处理,垃圾填埋沼气需要脱水等处理。