沼气的成份及燃烧特性

      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55～70%，二氧化碳含量为30～45%。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20800～23600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，遇到明火则引起爆炸。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25～35℃，经过3－5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。