沼气技术手册

沼气技术手册内容摘要：

有时离焰甚至脱火，说明空气量太多，或者发酵液过酸，沼气中甲烷含量太少，燃烧不良，温度也较低。 灶前压力应与灶具的额定压力相符。 沼气 炉具是按一定的压力和热负荷设计的。 因此，沼气灶前压力的大小与燃烧效果有直接关系。 一般来说，灶前压力高于 额定压力时，其流速及流量过大，会使热效率降低。 当灶前压力低于额定压力时，其热负荷也随之降低，这时虽然灶具的热效率有所提高，但却延长了炊事时间或者不能满足炊事要求。 农村户用沼气池的压力在一昼夜间变化较大。 一般早晨池内压力高，晚上压力低。 为了保证灶前压力稳定，一般在输气管上装一阀门，以控制灶前压力为。 一般来说，水压间适当设计大点，有利于增加贮气量并稳定气压。 当沼气池压力不足时，可向池内加水添料，压缩池内沼气，增强输送沼气的压力和速度。 外锥，火焰内锥与外锥之间的温度最高 ，一般可达 1000℃以上。 因此，应注意灶面与锅底的距离，使锅底处于内外锥之间，充分利用火焰高温，提高燃烧效率。 吊火高度由锅架来实现，如北京四型沼气灶，当锅支架高度为 16 毫米时，测得热效率为 61%，锅支架高度为 24 毫米时，热效率为 %。 (2)沼气灶具的正确使用除了具备一定的燃烧条件，还要选择符合国家标准的优良灶具。 有了好的沼气灶具，若使用不当，也达不到好的效果。 因此，在使用沼气灶具时，必须掌握以下技术要点。 正确安装压力表位置。 压力表应安装在阀门与沼气灶具之间的管路上，这样，阀门开大， 压力上升，阀 门关小，压力降低，便于看表掌握灶具的工作情况。 使用时，要尽可能地控制灶具的使用压力，使其在设计压力左右燃烧，特点是不宜过分超压运行，以免火太大，跑出锅外，浪费沼气。 正常工作时，调风板要开足。 除脱火、回大或个别情况需要暂关小一下调风板外，其他时间均应开足风门。 注意调整沼气灶具的喷嘴。 当火焰燃烧不 正常，产生虚焰时，可稍微转动喷嘴，使其前进或后退，调到产生短而有力的蓝色火焰为止。 特别是新购置的灶具，必须先清除内部粘着的 砂粒、铁屑，经试验后再固定喷嘴。 将沼气灶具放在灶膛内使用时，锅底至火 孔的距离 ，应与原来锅底架上平面至火孔的距离相近，过高或过低，将影响热能的利用。 使用一定时间后，应清洗头部火孔，使其保持原来的大小。 否则，火孔变小，既影响空气的供给又减少燃烧面积，使灶具性能变差。 (3)使用沼气灶常见故障与排除方法：用沼气做饭时，沼气灶具有时会发生故障。 根据使用经验和实践，沼气灶具使用中常见的故障及其排除方法归纳于表 ，供使用中参考。 (4)提高沼气灶燃烧效果的几种方法 用灶前开关来控制灶前压力。 目前农村普 遍推广的标准水压式沼气池，其池压变化较大。 为了减少灶前压力的波动，就要用开关来 控制灶前压力。 一般来说，使用压力高于灶具的设 计压力，热效率就低。 学会使用调风板。 前面谈过，沼气完全燃烧需要 7 倍的空气，因此，要掌握调风板的调节方法。 调风板开度过大或过小都不利于沼气 燃烧和热效率的提高。 应根据沼气压力和流量，随时调节，使火焰始终呈现蓝白色状稳定燃烧的最佳状态。 目前不少用户习惯使用过去烧柴 时所见到的那种长火焰，以为这种从锅的四周窜上来的火焰，才算是最旺的火，于是往往把 调风板开得很小。 实际上这种火的温度很低，还会产生过量的一氧化碳，对人体也有危害。 增加保温挡风圈。 把灶具放在灶台上使用 ，可以在灶具和锅的外面加一个铁锅圈，这不仅可以防止风把火吹灭，也能够提高热能的利用。 这是因为有了锅圈，热烟气能够充分与锅壁 接触；另一方面，锅圈被加热后，又会有部分热能辐射给铁锅，从而提高了灶具的热效率。 保温挡风圈可用废脸盆剪掉底后，套在沼气灶上即可，也可用镀锌铁皮根据锅的直径稍大一 点加工制作而成。 使用好锅支架。 一般沼气灶上都有三个活动支架。 把三个支架放平，上面可以放平锅；如果把支架翻转上来，可以放圆底或尖底铁锅。 由于锅大小规格不一样，有的锅放在三个支架上，锅底离燃烧器头部很近，甚至压在上面，这样就 会产生压火现象。 也有的用户把很大的平底锅，放在三个翻起来的支架上，锅底离燃烧器出火孔很远，这就会使灶具热效率降低。 因此，要正确使用支架，使燃烧器头部与锅底有一个适当的距离。 表 沼气灶使用中常见故障与排除方法 故障现象 产生原因 排除方法 火焰摆动，有红黄色闪光或黑烟，没有蓝绿色的内焰，甚至有臭味 ①一次空气不足 ②喷嘴过小或过大 ③燃烧器堵塞 ④二次空气不足 ①调整进入燃烧器的沼气与一次空气，加大喷嘴与燃烧器的距离 ②缩小或加大喷嘴的孔径 ③清洗燃烧器 火焰过猛，燃烧声音太大 一次空气过多，灶前压力 太大 ①关小空气调风板 ②关小灶前开关 火焰大小不均或有波动 ①燃烧器堵塞 ②喷嘴没有对中 ③输气管有水 ①清扫燃烧器 ②调整喷嘴位置 ③排除管中积水 火焰脱离燃烧器 ①喷嘴堵塞，沼气压力太低，因此一次空气过剩 ②沼气中甲烷含量减少 ①关小风门，设法提高灶前压力，清除堵塞 ②沼气池添加新料 压力表水柱很高，但炉火火力不大，燃烧不好 开关、三通、管道等内径过小或沼气池距灶具太远，压力损失太大，达不到额定灶前压力 适当加大管径，或就近贮气，减小管道的输气距离 沼气灯 沼气灯的组成 沼气灯是把沼气的化学能转变 为光能的一种燃烧装置。 是利用纱罩在沼气的高温燃烧中发生的光来照明的用具。 沼气灯等由喷嘴、引射器、泥头、纱罩、反光罩、玻璃灯罩等部件组成 喷嘴、引射器的作用与沼气灶具的原理作用的相同，为简化结构，引射器做成直园柱管，与喷嘴用螺纹直接连接。 引射器在喷嘴上可转动自如。 在离喷嘴不远的引射器上，对开两个椭圆孔，作为一次空气进风口，一次空气进风量的多少，可通过转动象燃具风门一样的调风套、调节进风口大小或者转动引射器调节喷嘴与一次空气口的距离来实现。 泥头：相当于燃烧器的头部，上面安装纱罩。 它是又耐火材料制成的，端部开有许 多小孔，起均匀分配混合气和缓冲压力的作用。 它与引射器用螺纹连接，以便损坏时更换。 纱罩：是发光元件，有苎麻、植物纤维、人造丝混合制成需要的罩形后，在硝酸钍的碱溶液中浸泡，使纤维上吸满硝酸钍后，凉干制成的。 反光罩，又称聚光罩，用来聚集光线。 一般用白搪瓷制成。 玻璃灯罩是用耐高温玻璃制成，用来防风防虫和保护纱罩。 沼气灯的科学使用方法 沼气灯是通过燃烧沼气所产生的高温，使纱罩上的氧化钍激发出白光的，其亮度相当于 40～ 60 瓦的电灯泡，深受用户欢迎。 但若使用不当，容易烧破纱罩或玻璃罩。 下列几项技术，可延长其使用寿命。 (1)扎正纱罩，剪掉线头 初用沼气灯或新换纱罩时，应将纱罩端正地紧扎在泥头上，不能偏斜，否则点燃时纱罩歪向一侧，会使玻璃罩受热不匀而破裂。 纱罩上的线头，要从结扎处 平蒂剪掉，不留“尾巴”。 如“尾巴”过长，既消耗热量，又会“搭”在纱罩上使之破裂。 (2)缓纽开关，离近点火 给沼气灯送气时，应缓扭开关，先小后大。 送气过急，会冲破纱罩，甚至使纱罩脱落。 使用过的纱罩。 一触即碎，点火时应从灯座上的散热孔或玻璃罩的孔伸入，离近纱罩即可，千万不要触及。 (3)张手吹气，慢调喷嘴 刚点燃的沼气灯，有时呈红黄色，不 亮。 可伸出五掌，五指并拢，斜对玻璃罩下孔，再往手掌上吹气，折射到纱罩上，使光焰白亮。 不要直接往纱罩上猛力吹气，以防吹破。 如仍不亮，则应考虑到带气不匀或喷嘴不畅。 其处理方法有二：一是一手捏住吊杆，一手将灯帽边缘慢慢来回转动；二是纽动开关，一小一大，反复几次，使气冲动。 待听到轻的一声“砰”响，灯就亮了。 (4)经常检查，及时更换 沼气灯最好每天都用，以防喷嘴锈蚀、堵塞。 如沼气池产气正常 而灯点为燃，则应考虑：①输气管道是否破损或折迭不畅，应及时更换或牵直。 ②开关是否松动、漏气，应经常检查、维修。 ③喷嘴是否锈 蚀、堵塞，可用小针通开，再猛吹几口气，使之畅通。 ④纱罩破了，应更换新的，不要勉强使用，否则火焰会从洞口冲出，易烧炸玻璃罩。 第四节 沼气池的发酵启动 沼气池建造完后，经试压确认沼气池不漏水、不漏气，便可装料启动。 (一 )、装料及发酵。 备料。 备料是沼气池发酵的首要步骤。 新建沼气池和沼气池大换料前，必须准备好充足的发酵原料。 配料。 （ 1）浓度以原料的总固体含量计算。 北方地区浓度要求是夏天 6%，春秋 10%左右。 （ 2）碳氮比是 20— 30： 1。 每立方料液的参考配料比。 鲜猪粪 1110 斤加水 890 斤为 10%浓度。 鲜牛粪 1176 斤加 824 斤为 10%浓度。 拌料接种。 接种物：正常发酵的沼气池的污泥 或发酵料液以及陈年老粪坑底部粪便，都可以采集为接种物。 新建沼气池投料或旧池大换料时，一般应加入占原料量的 30%以上的活性污泥，或留下 10%以上正常发酵的沼气池底脚污泥，或 10— 30%沼气池发酵液作启动菌种。 也可用堆沤 10 天以上的粪便作接种物。 入池堆沤。 夏天 3— 5 天，秋冬季 — 10 天为宜。 进行池内或池外。 当池内如遇降雨天气或气温太低时，可在活动盖口覆盖遮蔽物，雨过天晴或气温回声时，应即时揭开，敞开活动盖口，以利于好 氧或兼性微生物发酵。 在池外堆沤时，要覆盖薄膜，用以增温。 加水封池。 当池内发酵原料温度 40— 60 摄氏度时，即可从进出料口加水。 加水完毕，可用 p H 广范试纸检查发酵原料的酸碱度，一般 PH 值在 6 以上时，即可将活动盖盖上封池。 如果 PH 值低于 6，可加上适量草木灰，氨水或澄清石灰水调整到 7 左右，再封池。 封池后，应及时将输气导管开关和灯、炉具安装好，并关闭输气管上的开关。 控制发酵原料的浓度为 6— 10%。 注意投料、料液体积只占沼气池主体的 85%，剩下 15%空间作为气室。 活动盖的正确密封法。 活动盖分圆柱体和圆 锥体两种。 两种活动盖密封方法大体相同。 我们以圆锥体为例，简单的介绍一下。 一是把沼气池口清理干净；二是把和好的黄泥或胶泥均匀的抹在池口，厚度在 2 厘米左右；三是把活动盖放到沼气池口，用脚轻轻的踩正，不要卡的太实，再起盖时难起；四是沿活动盖四周把多余的泥抠出，泥比活动盖低 1 厘米，用一个毛刷蘸清水把活动盖与沼气池池口刷干净；五是把干水泥均匀的撒在活动盖与池口的缝隙中，用工具把水泥压实，用毛刷蘸清水刷在干水泥上，少蘸水，多刷几次，把水泥刷实；六是待水泥有一定强度后，加水养护即可，有干裂纹，再放水泥面，用毛刷刷实。 活动 盖上要长期保持有水养护，防止内湿外干，干裂漏气。 （二）、沼气池的发酵启动。 从往沼气池内投入发酵原料和接种物起，到沼气池能正常稳定地产生沼气为止，这个过程称沼气池的发酵启动。 放气试火。 沼气池发酵启动初期，所产生的气体是经酸化菌作用产生的二氧化碳，同时池内还有大量的空气，而气体中的甲烷含量很低，通常不能燃烧。 所以，当沼气池压力表上的压力在 3 千帕以上时，应放气试火。 放气一至二次后，所产气体中甲烷含量逐渐增加，所产生的沼气即可点燃使用。 适当增投接种物或碱性物。 沼气发酵启动过程中，有时会发生酸化现象。 加 石灰水澄清液或草木灰进行调节，将它们与发酵液混合均匀，避免强碱对沼气细菌活性的破坏。 启动完成。 当沼气池中所产生的沼气量基本稳定，并可点燃使用后，说明沼气池内微生物数量已达到高峰，酸化和甲烷细菌的活动已趋于平衡，酸碱度也较适宜，这时沼气池的发酵启动阶段结束，进入正常运转。 第五节 沼气池的日常管理 一般户用沼气池选择 8 立方米或 10 立方米。 按照这个标准修建的沼气池，管理得好，春、夏、秋三季发所产生的沼气，除供煮饭、烧水、照明外还可有余，冬季气温下降，产气减少，仍可保证煮饭的需要。 有的人认为，“沼气池修得 越大，产气越多”，这种看法是片面的。 实践证明，有气无气在于“建”（建池），气多气少在于“管”（管理）。 沼气池子容积虽大，如果发酵原料不足，科学管理措施跟不上，产气还不如小池子。 但是也不能单纯考虑管理方便，把沼气池修得很小，因为容积过小，影响沼气池蓄肥、造肥的功能，这也是不合理的。 （ 1）、要做到沼气池进、出料经常化。 进出料的注意事项： 1 必须保证进多少出多少。 第二，出料时必须保证液面高度，防止沼气从进、出料口跑掉。 （ 2） 要经常搅拌沼气池的发酵原料。 这是提高产气率的 一项重要措施。 如不经常搅拌，就会使池内浮渣层形成很厚的结壳，阻止下层产生的沼气进入气箱，降低产气量。 农村户用沼气池一般没有安装搅拌装置，可用下面两种方法：①从进出口搅拌；②从出料间掏出数桶发酵液，再从进料口将发酵液冲到池内，也起到搅拌池内发酵原料的作用。 （ 3） 要经常测定和调节发酵液的 PH 值 沼气细菌适宜在中性或微碱性环境条件下生长繁殖（ PH ），酸碱性过强（ PH 小于 或大于 8）都对沼气细菌活动不利，使产气率下降，为加速产气可采取以下调整措施：①加入适量的草木灰；②取出部分发酵原 料，补充相等数量或稍多一些的含氮发酵原料和水；③将人、畜粪尿拌入草木灰，一同加到沼气池内；④加入适量的石灰水澄清液，但不能加入石灰。 同时还要把加入池内的澄清液与发酵液混合均匀，避免强碱对沼气细菌活动的破坏。 此外，为保证沼气发酵不致遭到破坏，必须禁止加入各种大剂量的发酵阻抑物，特别是剧毒农药和。