便攜沼氣燈

研究目的

沼氣在廣西農(nóng)村特別是山區(qū)的應(yīng)用已越來越廣泛，是目前廣西農(nóng)村、山區(qū)節(jié)能、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的有效辦法，在廣大農(nóng)村、山區(qū)人民的生產(chǎn)、生活中起著越來越大的作用。但至今尚未有將沼氣收集裝罐與可移動(dòng)使用的沼氣燈、沼氣灶。

環(huán)境資源已接近極限，能源危機(jī)不容忽視。針對當(dāng)前能源緊張，城市經(jīng)常停電，煤氣價(jià)格上漲等問題，我們想到了如何將“微生物發(fā)酵沼氣穩(wěn)流燃燒裝置”應(yīng)用到城鎮(zhèn)住樓房的居民生活之中，創(chuàng)新研制便攜式沼氣燈、沼氣灶等，方便城鎮(zhèn)樓房居民的生活需要。

制作過程

1.學(xué)習(xí)微生物發(fā)酵技術(shù)、沼氣發(fā)酵原理

我們在老師的指導(dǎo)下學(xué)習(xí)基本的探究性學(xué)習(xí)方法，如確定選題、檢索資料、方案設(shè)計(jì)、寫研究報(bào)告等。這個(gè)階段主要學(xué)習(xí)有關(guān)生物技術(shù)的微生物發(fā)酵技術(shù)、沼氣發(fā)酵的知識(shí)。

2.設(shè)計(jì)微生物發(fā)酵沼氣裝置

小組成員根據(jù)學(xué)到的相關(guān)知識(shí)和有關(guān)科學(xué)原理，畫出結(jié)構(gòu)圖，寫清楚設(shè)計(jì)原理，待實(shí)驗(yàn)后再驗(yàn)證其可行性。該裝置在實(shí)驗(yàn)過程中不斷得到改進(jìn)、完善和創(chuàng)新，直到最后獲得成功。

3.制作微生物發(fā)酵沼氣裝置、沼氣罐裝裝置、沼氣燈、沼氣灶

(1)收集制作裝置材料。裝置材料的主件發(fā)酵瓶、集氣瓶和水壓瓶可用日常生活中廢棄的油壺和大可樂瓶。輸氣管可以用醫(yī)院輸液用管子，膠塞易買且價(jià)格便宜。插入膠塞的通水管可用廢圓珠筆芯(內(nèi)徑大的一種)。

(2)制作產(chǎn)氣裝置和集氣裝置。制作沼氣罐裝裝置、沼氣燈、沼氣灶；裝置安裝后，進(jìn)行氣密性實(shí)驗(yàn)。

4.微生物發(fā)酵沼氣試驗(yàn)

(1)分別到不同的地點(diǎn)收集發(fā)酵的主要原料。校園內(nèi)、菜市場里的有機(jī)垃圾，如不能食用的生菜葉、剩余的飯菜等；水塘里的淤泥、農(nóng)村的植物秸桿、稻草、樹葉、人畜糞等。

(2)將各種發(fā)酵的原料放入各組自制的發(fā)酵瓶內(nèi)發(fā)酵。

(3)做產(chǎn)氣量的對照試驗(yàn)。各種不同原料，在相同溫度下產(chǎn)氣量不一樣。在選擇發(fā)酵原料時(shí)還要考慮實(shí)際情況，即選擇在當(dāng)?shù)厝菀渍业降脑稀?/p>

實(shí)驗(yàn)時(shí)我們請老師檢查操作步驟是否正確，對試驗(yàn)中的現(xiàn)象作出判斷，以保證結(jié)論的科學(xué)性、正確性。在不同環(huán)境(如溫度的影響)下試驗(yàn)結(jié)果也有差異。

5.總裝發(fā)酵試驗(yàn)、點(diǎn)燃試驗(yàn)

(1)把實(shí)驗(yàn)篩選出的最佳發(fā)酵材料填入發(fā)酵瓶。

(2)完成各瓶的連接檢漏試驗(yàn)。

(3)把水裝入集氣瓶，用向下排水法收集沼氣。發(fā)酵瓶產(chǎn)生沼氣時(shí)，產(chǎn)生的壓力將集氣瓶里的水通過連通管壓向水壓平衡瓶。

(4)觀察發(fā)酵瓶、集氣瓶、水壓平衡瓶情況。

(5)罐裝的壓縮試驗(yàn)(包括安全壓力試驗(yàn))。

(6)點(diǎn)燈實(shí)驗(yàn)，可根據(jù)火焰大小，調(diào)整閥門大小，調(diào)節(jié)沼氣氣流的快慢。如哪個(gè)環(huán)節(jié)有不足，則加以改進(jìn)，直至滿意為止。

6.研究微生物發(fā)酵沼氣裝置在生活中的應(yīng)用

將沼氣穩(wěn)流燃燒裝置應(yīng)用于實(shí)際生活中：

(1)設(shè)計(jì)便攜式沼氣燈、沼氣灶。

(2)收集滅火器瓶的空罐，壓縮罐裝沼氣。

(3)用塑料瓶進(jìn)行常壓水壓罐裝沼氣。

(4)分別連接沼氣燈和沼氣灶，并反復(fù)實(shí)驗(yàn)，改進(jìn)設(shè)計(jì)直到能正常使用。

(5)宣傳推廣使用便攜式沼氣燈、沼氣灶。

研究成果

此項(xiàng)活動(dòng)是綜合運(yùn)用生物、化學(xué)、物理工程學(xué)科的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行的科技創(chuàng)新活動(dòng)，對普及科技知識(shí)、鍛煉動(dòng)手能力很有意義。

1.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

微生物發(fā)酵沼氣能夠通過壓縮罐裝，制做成便攜式沼氣燈和簡易沼氣灶。便攜式沼氣燈和簡易沼氣灶能在城鎮(zhèn)樓房居民中使用。

2.該項(xiàng)目運(yùn)用的科學(xué)方法、科學(xué)原理

本實(shí)驗(yàn)利用沼氣的氣體分子的有間距離原理。沼氣的氣體分子的有間距離是可以壓縮的。如果條件允許，沼氣還可以液化。使用時(shí)，只要打開閥門沼氣就可以減壓使用，就如同使用液化氣一樣。

專家點(diǎn)評(píng)

該作品以本地普遍使用的沼氣能源為對象，巧妙地將沼氣壓縮存貯到廢棄的消防瓶中。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)出了一套較完整、可拆裝的便攜式沼氣灶、沼氣燈，給人們在農(nóng)村、野外生活提供方便，并可減少對木材、煤炭等傳統(tǒng)能源的依賴。