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沼气爆炸的威力有多大?

沼气在下水道,垃圾池,化粪坑这些密闭空间里大量存在,它的主要成分是甲烷,这是有机物经过微生物在厌氧条件下发酵产生的气体,是一种混合气体,沼气还有一氧化碳,硫化氢这些有毒气体,通风不当,除了爆炸,还有中毒的危险。

甲烷气体是常见的危险气体,它具有一个爆炸极限,指的是甲烷与空气混合后遇明火引起爆炸的浓度范围值5%~15%,一般用作甲烷在混合气中的体积分数表示。

甲烷爆炸极限的实验值为5%~15%,也就是在密闭空间中的体积比例。一些在下水道,垃圾池,化粪坑长期密闭没有清理,沼气不断积累,就会超过这个甲烷的爆炸极限比例,一旦遇到明火出现,就会导致爆炸。

沼气爆炸的体威力是不容小觑的,随手检索了下,每年沼气爆炸的案例多不胜数。

2014年,武汉城区道路下水管道内沼气爆炸,导致6辆汽车被炸坏,数人受伤。现场如下图所示。

央视新闻朝闻天下2015年元月14号报道,在内蒙古一个熊孩子把鞭炮扔到了下水道的井盖里,引起了沼气的爆炸,监控视频显示,井盖炸飞,这个孩子被爆炸的冲击波气浪顶起了有10多米高,在空中翻滚后跌落。

防止沼气爆炸,主要方法是要经常清理和通风,对于这些下水道,垃圾池,要经常清淤通风,减少甲烷的释放量,经常打开井盖,让甲烷气体自然挥发出去,减少可燃气体的比例。当然还要杜绝明火,教育好孩子不玩火,特别是喜欢往井盖里面乱扔鞭炮的熊孩子,每年都有被炸身亡的案例,令人惋惜。

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(1)生物质发电量:

目前,世界上主要的发电方式包括:火力发电、水利发电、太阳能发电、大容量风力发电、核能发电、氢能发电、潮汐发电、生物能发电(沼气发电)、地热能发电等等。而我国火电发电量占我国发电量的70.4%,水电发电量占我国发电量的17.6%,这两种发电量占了我国发电量的88%;而风力发电占了5.2%,核发电占了4.3%,太阳能发电占了2.5%,其它发电则少之又少。

我国生物能发电(沼气发电),已有30多年的历史,但还不够完善。截止2017年,我国沼气发电项目136个,装机49.9万千瓦,发电量22.13亿千瓦时,上网电量19.25亿千瓦时,2019年我国总发电量为7.14万亿度,生物能发电占我国总发电量的0.03%。而沼气发电在发达国家已受到广泛重视和积极推广,生物质能发电并网在西欧一些国家占能源总量的10%左右。

生物发电(沼气发电)沼气是有机物质在厌氧条件下,经过微生物的发酵作用而生成的一种混合气体。

沼气简介

外文名:biogas,marsh gas

化学组成:甲烷,二氧化碳,硫化氢,水分等

反应物:人畜粪便、秸秆、污水等有机物

产生条件:还原条件,微生物参与

能源性质:二次能源、可再生能源

沼气的主要成分是甲烷。沼气的主要成分甲烷是一种理想的气体燃料,它无色无味,与适量空气混合后即会燃烧。每立方米纯甲烷的发热量为 34000千焦,每立方米沼气的发热量约为20800-23600千焦。即1立方米沼气完全燃烧后,能产生相当于0.7千克无烟煤提供的热量。与其它燃气相比,其抗爆性能较好,是一种很好的清洁燃料,相信今后沼气发电一定会大力发展。

兴办沼气发电的好处主要有以下几个方面:

1、有利于解决农村能源问题;

2、有利于促进农业生产发展;

3、有利于促进畜牧业的发展;

4、有利于改善卫生条件;

5、有利于保护生态环境;

6、有利于解放劳动力等等。

沼气发电历史1776年意大利物理学家A.沃尔塔于1776年在沼泽地发现了——沼气,这是人类第一次发现。世界上第一个沼气发生器是由法国L.穆拉于1860年将简易沉淀池改进而成的。中国于20世纪20年代初期由罗国瑞在广东省潮梅地区建成了第一个沼气池,随之成立了中华国瑞瓦斯总行,以推广沼气技术。目前中国农村户用沼气池的数量达 1300万座。

沼气为什么会爆炸沼气细菌分解有机物,产生沼气的过程,叫沼气发酵。沼气发酵微生物是一个统称,也就是我们所说的生物发电(沼气发电)。沼气(主要成分是甲烷)产生过程由以下两组不同的产甲烷菌完成。

① 由CO2和H2产生甲烷反应为 :CO2+4H2→CH4+ H2O

② 由乙酸或乙酸化合物产生甲烷反应为:

CH3C00H→CH4+CO2;CH3COONH4+ H20→CH4+NH4HCO3

沼气由50%-80%甲烷(CH4)、20%-40%二氧化碳(CO2)、0%-5%氮气(N2)、小于1%的氢气(H2)、小于0.4%的氧气(O2)与0.1%-3%硫化氢(H2S)等气体组成 。由于沼气含有少量硫化氢,所以略带臭味。其特性与天然气相似。

沼气爆炸的条件;一是沼气浓度,二是火源,三是足够的氧气,这三者缺一不可.

1、沼气浓度:正常情况下,沼气爆炸的下限为5%,上限在16%。所以沼气浓度在5%-16%范围内,遇火则发生爆炸。

(2)引火温度:沼气的点燃温度为650-7500 ℃,所以井下的明火、电弧火花、放炮、自然发火、架线机车火花、甚至铁器撞击,磨擦产生的火花等都可以引燃沼气。严禁携带火柴下井,严禁在井下抽烟。

(3)当井下空气中氧气含量低于12%时,则沼气运火也不发生爆炸。

沼气发生爆炸的现象有二种情况!初次投料产生沼气时,有的农村人不按要求在灶具上试火,而是在导气管上试火,这种情况就等于在煤气罐的管道口试火一样,很容易引起回火而让火焰在沼气池里燃烧而产生爆炸。另外一种容易发生沼气爆炸的情况就是不注意沼气压力(点火前不看压力表),一旦沼气池的气量出现负压,还继续使用沼气煮饭菜、烧水或照明,也会引起回火现象。

沼气只有在遇到明火或者高温时才会爆炸,正常存储运输情况下是不会爆炸的。当空气中如含有5-16%之间,会形成爆炸性混合物,在密闭空间中,遇到明火火星就有可能造成爆炸。而根据科普作家“老粥科普”的测算,10m的甲烷在250m的污水井中如果发生爆炸,将相当于87KGTNT炸药释放的能量。浓度越大,爆炸的威力就越大,反之就相反。

现在大家知道沼气爆炸的威力了吧。但是血淋淋的教训,一些粗心家长也不知道吸取教训,等“熊孩子”引发沼气爆炸才悔之晚矣。

2021年春节马上要到了,孩子买擦炮、鞭炮扔进井盖发生爆炸的事件时有发生。大家都知道,井盖下面都是各式各样的管道,有的是雨水管道、有的是污水管道,而管道中由于长期处于密闭状态,井内的各种微生物和有机物会产生大量的沼气,而沼气在达到一定浓度后会成为一种可燃气体,遇明火自然会发生爆炸。

我们举几个最近沼气爆炸的例子:

1、2020年1月14日,位于浙江杭州拱墅区半山镇石塘村天子岭循环经济产业园的餐厨(厨余)资源化利用工程4号厌氧罐,在施工过程中发生沼气爆炸,造成3人死亡,直接经济损失约748万元。

2、2021年1月15号,甘肃敦煌一名8岁男孩向井盖内扔了个鞭炮,结果引起沼气爆炸,男孩被炸飞的井盖掀飞重重摔落在地,井盖也被炸飞3米高。

3、1月28日11时39分,开江县新宁镇时代中央城附近一化粪池沼气爆炸,造成4人受伤,其中1人伤情较重。肇事的却是一个可爱的小丫头。把爆炸物扔到了地下,不巧那里是一个装排泄物的池子,里面的沼气接触到火光瞬间爆炸。旁边有一个妈妈带着三个小孩,一下子就被炸飞,现场非常惨烈,水泥板都被掀翻。

4、2月4日,安徽蚌埠一男孩下水道放鞭炮不幸被炸身亡。据悉,这是因放鞭炮引发的下水井沼气爆炸,现场绿化区的两个窖井盖都已完全打开。

血淋淋的教训,希望做家长的看管好孩子,有关部门也要定期检测,排除隐患。童年无趣,孩子们的好奇心是非常强的,探索未知世界。孩子并没有错,错的是家长,家长一定要用科学的方式方法,好好地教育、引导、呵护和关怀孩子们,千万不要用“溺爱”代替关爱,否则悔憾终生,无法“亡羊补牢”,切记!切记!

沼气爆炸威力不容小视,我们必须多加留意,慎之又慎。

以上纯属个人观点,原创作品,谢谢阅读。

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作者: Anita

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