1.3.1 沼氣成分和性質

（1）沼氣成分

沼氣是可燃的混合氣體，主要成分是CH₄、CO₂，含有少量的H₂S、H₂、O₂、CO、N₂等。沼氣的主要成分如表1-1所示。

垃圾沼氣的原料復雜，除CH₄、CO₂、N₂外，能檢測到的物質在140種以上，常見雜質氣體還有硫化物、NH₃、鹵代物、VOCs等。

（2）沼氣的物理性質

沼氣成分物理性質的差異是進行沼氣凈化的依據。沼氣成分主要物理化學參數見表1-2所示。

由表1-2可見，甲烷的臨界溫度為190.7K，二氧化碳的臨界溫度為304.06K；甲烷的臨界壓力為4.5992MPa，二氧化碳的臨界壓力為7.382MPa。這些數據是分離甲烷和二氧化碳的依據。

（3）沼氣燃燒性質

甲烷、氫氣、硫化氫都為燃燒氣體，沼氣燃燒的化學反應主要有：

沼氣作為燃料，與其他燃料特性存在差異，如表1-3所示。

由表1-3可見，沼氣的燃燒特點主要有以下幾點：

①點火溫度高：甲烷為700℃，液化氣為430～466℃，而沼氣達到650～750℃，這是沼氣中二氧化碳惰性的作用。

②熱值較低：凈熱值為6.5kW/m3，因甲烷含量的不同而變化。

③火焰傳播速度低：最大為25cm/s，比甲烷和汽油低。

④沼氣中甲烷的辛烷值高（>120），抗爆性強。

沼氣的品質是由沼氣的成分決定的，二氧化碳降低了沼氣的熱值，硫化氫對設備、管道產生腐蝕，因此需要凈化去除雜質氣體。