recyclers.ru Отраслевой портал ВТОРИЧНОЕ СЫРЬЕ
Для бизнеса
Поиск
Информация
Пользователям
Авторизация
Пользователь:

Пароль:

запомнить меня

Забыли пароль?

Регистрация!
Наша кнопка
СТАТИКО бесплатно установит пресс в обмен за макулатуру, пластиковую бутылку, алюминиевую банку.

Пакетировочные прессы СТАТИКО Пакетировочные прессы СТАТИКО простые, надёжные в эксплуатации, "дуракоустойчивые".

Серийное производство с 1995 года горизонтальных и вертикальных пакетировочных прессов для вторсырья и мусора.
Гидравлика от известных европейских производителей. Вес кипы 50 - 600 кг. Максимальная загрузка в еврофуру.

Бесплатно установим пакетировочные прессы в обмен за макулатуру, ПЭТ-бутылки и канистры, стрейч-плёнку или купим вторсырьё.

Реклама B2B

Section is developed by The SmartFactory (http://www.smartfactory.ca), a division of INBOX Solutions (http://inboxinternational.com)

Биогаз: и греет, и варит

Опубликовано ООО "Ресайклерс.ру" [admin] 2004/12/27 (11699 прочитано)
Опыт получения и использования биогаза в сельском хозяйстве.

Что такое биогаз?

 

В последнее время все большее вни­мание привлекают нетрадиционные, с технической точки зрения, источ­ники энергии: солнечное излучение, морские приливы и волны и многое другое. Некоторые из них, напри­мер ветер, находили широкое при­менение и в прошлом, а сегодня пере­живают второе рождение. Одним из «забытых» видов сырья является и биогаз, использовавшийся еще в Древ­нем Китае и вновь «открытый» в каше время.

 

Что же такое биогаз? Этим термином обозначают газообразный продукт, по­лучаемый в результате анаэробной, то есть происходящей без доступа возду­ха, ферментации (перепревания) орга­нических веществ самого разного происхождения. В любом крестьянском хозяйстве в течение года собирается значительное количество навоза, ботвы растений, различных отходов. Обычно после разложения их используют как органическое удобрение. Однако мало кто знает, какое количество биогаза и тепла выделяется при ферментации. А ведь эта энергия тоже может сослу­жить хорошую службу сельским жите­лям.

 

Биогаз — смесь газов. Его основные компоненты: метан (CH4) – 55-70% и углекислый газ (СО2) – 28-43%, а также в очень малых количествах дру­гие газы,  например – сероводород (H2S).

 

В среднем 1 кг органического веще­ства, биологически разложимого на 70%, производит 0,18 кг метана, 0,32 кг углекислого газа, 0,2 кг воды и 0,3 кг неразложимого остатка.

 

Факторы, влияющие на производство биогаза

 

Поскольку разложение органических отходов происходит за счет деятель­ности определенных типов бактерий, существенное влияние на него оказывает окружающая среда. Так, количе­ство вырабатываемого газа в значительной степени зависит от температу­ры: чем теплее, тем выше скорость и степень ферментации органического сырья. Именно поэтому, вероятно, первые установки для получения биогаза появились в странах с теплым клима­том. Однако применение надежной теплоизоляции, а иногда и подогретой воды позволяет освоить строительство генераторов биогаза в районах, где тем­пература зимой опускается до -20ºС. Существуют определенные требования и к сырью: оно должно быть подхо­дящим для развития бактерий, содер­жать биологически разлагающееся ор­ганическое вещество и в большом ко­личестве воду (90—94%). Желательно, чтобы среда была нейтральной и без веществ, мешающих действию бакте­рий: например, мыла, стиральных по­рошков, антибиотиков.

 

Для получения биогаза можно ис­пользовать растительные и хозяйствен­ные отходы, навоз, сточные воды и т. п. В процессе ферментации жид­кость в резервуаре имеет тенденцию к разделению на три фракции. Верх­няя - корка, образованная из круп­ных частиц, увлекаемых поднимающи­мися пузырьками газа, через некото­рое время может стать достаточно твердой и будет мешать выделению биогаза. В средней части ферментато­ра скапливается жидкость, а нижняя, грязеобразная фракция выпадает в осадок.

 

Бактерии наиболее активны в сред­ней зоне. Поэтому содержимое резер­вуара необходимо периодически перемешивать — хотя бы один раз в сут­ки, а желательно — до шести раз. Перемешивание может осуществляться с помощью механических приспособ­лений, гидравлическими средствами (ре­циркуляция под действием насоса), под напором пневматической системы (частичная рециркуляция биогаза) или с помощью различных методов самоперемешивания.

 

Установки для получения биогаза

 

В Румынии генераторы биогаза полу­чили широкое распространение. Одна из первых индивидуальных установок (рис.1А) была введена в эксплуатацию еще в декабре 1982 года. С тех пор она успешно обеспечивает газом три соседствующие семьи, имеющие каж­дая по обычной газовой плите с тре­мя конфорками и духовкой.

Ферментатор находится в яме диа­метром около 4 м и глубиной 2 м (объем примерно 21 м3), выложенной изнутри кровельным железом, сваренным дважды: сначала электрической сваркой, а затем, для надежности, га­зовой. Для антикоррозионной защиты внутренняя поверхность резервуара по­крыта смолой. Снаружи верхней кромки ферментатора сделана кольцевая канавка из бетона глубиной примерно 1 м, выполняющая функцию гидрозатвора;  в этой канавке, заполненной водой, скользит вертикальная часть колокола, закрывающего резервуар. Ко­локол высотой около 2,5 м — из листовой двухмиллиметровой стали. В верхней его части и собирается газ.

 

Автор этого проекта выбрал вариант собирания газа в отличив от других установок с помощью трубы, находящейся внутри ферментатора и имеющей три подземных ответвления — к трем хозяйствам. Кроме того, вода в канавке гидрозатвора проточная, что предотвращает обледенение в зимнее время.

 

Ферментатор загружается примерно 12 м3 свежего навоза, поверх которого выливается коровья моча (без добав­ления воды. Генератор начинает рабо­тать через 7 дней после наполнения.

 

Похожую компоновку имеет еще одна установка (рис. 1Б). Ее ферментатор сделан в яме, имеющей квадратное поперечное сечение размерами 2х2 и глубиной примерно 2,5 м. Яма обли­цована железобетонными плитами тол­щиной 10-12 см, оштукатурена цемен­том и покрыта для герметичности смо­лой. Канавка гидрозатвора глубиной около 50 см также бетонная, колокол сварен из кровельного железа и мо­жет на четырех «ушках» свободно скользить по четырем вертикальным направляющим, установленным на бетонном резервуаре. Высота колокола примерно 3 м, из которых 0,5 м погружено в канавку.

 

При первом наполнении в фермен­татор было загружено 8 м3 свежего коровьего навоза, а сверху запито при­мерно 400 л коровьей мочи. Через 7— 8 дней установка уже полностью обес­печивала владельцев газом.

 

Аналогичную конструкцию имеет и генератор биогаза, рассчитанный на прием 6 м3 смешанного навоза (от ко­ров, овец и свиней). Этого оказалось достаточно, чтобы обеспечить нор­мальную работу газовой плиты с тре­мя конфорками и духовкой.

Еще одна установка отличается лю­бе пытной конструктивной деталью: ря­дом с ферментатором уложены присо­единенные к нему с помощью Т-образного шланга три большие тракторные камеры, соединенные и между собой (риг. 2). В ночное время, когда биогаз не используется и накапливается под колоколом, возникает опасность, что последний из-за избыточного давления опрокинется. Резиновый резервуар служит дополнительной емкостью. Фер­ментатора размером 2х2x1,5 м вполне достаточно для работы двух горе­лок, а при увеличении полезного объ­ема установки до 1 м3 можно полу­чить количество биогаза, достаточное и для обогрева жилища. Особенность этого варианта установки - устройство колокола Æ 138 см и высотой 150 см из прорезиненного полотна, применяе­мого для изготовления надувных лoдок. Ферментатор представляет собой металлический резервуар Æ 140х380 см и имеет объем 4,7 м3. Колокол вводит­ся в находящийся в ферментаторе на­воз на глубину не менее 30 см для обеспечения гидравлического заслона выходу биогаза в атмосферу. В верхней части разбухающего резервуара предусмотрен кран, соединенный со шлангом; по нему газ поступает к га­зовой плите с тремя конфорками и колонке для нагрева воды. Чтобы обес­печить оптимальные условия для рабо­ты ферментатора, навоз смешивается с горячей водой. Наилучшие результаты установка показала при влажности сырья 90% и температуре 30-35°.

Для обогрева ферментатора используется и эффект теплицы. Над ем­костью сооружается металлический каркас, который покрывают полиэтиленовой пленкой: при  неблагоприятных погодных условиях она сохраняет теп­ло и позволяет заметно ускорить про­цесс разложения сырья.

В Румынии генераторы биогаза ис­пользуются и в государственных или кооперативных хозяйствах. Вот один из них. Он имеет два ферментатора ем­костью по 203 м3, закрытых каркасом с полиэтиленовой пленкой (рис. 3). Зи­мой назоз обогревается горячей во­дой. Производительность установки со­ставляет 300-480 м3 газа в день. Та­кого количества вполне хватает для обеспечения всех потребностей мест­ного   агропромышленного   комплекса.

 

Практические советы

 

Как уже отмечалось, решающую роль. в развитии процесса ферментации играет температура: нагрев сырья с 15º до 20° может вдвое увеличить производство энергоносителя. Поэтому часто генера­торов имеет специальную систему подогрева сырья, однако большинство уста­новок не оборудовано ею; они исполь­зуют лишь тепло, выделяемое в процессе самого разложения органических веществ. Одним из важнейших условий нормальной работы ферментатора является наличие надежной теплоизоляции. Кроме того, необходимо свести к мини­муму потери тепла при очистке и напол­нении бункера ферментатора.

 

Необходимо помнить также о необхо­димости обеспечения биохимического равновесия, Иногда темпы производства бактериями кислот выше, чем темпы их потребления бактериями второй группы, В этом случае кислотность массы ра­стет, а выработка биогаза снижается. Положение может быть исправлено либо уменьшением ежедневной порции сырья, либо увеличением его растворимости (по возможности, горячей водой), либо, нако­нец, добавкой нейтрализующего веще­ства — например известкового молока, стиральной или питьевой соды.

 

Производство биогаза гложет умень­шиться за счет нарушения соотношения между углеродом и азотом. В этом слу­чае в ферментатор вводят вещества, со­держащие азот, — мочу или в неболь­шом количестве соли аммония, исполь­зуемые обычно в качестве химических удобрений (50 — 100 г на 1 м3 сырья).

 

Следует помнить, что высокая влаж­ность и наличие сероводорода (содержа­ние которого в биогазе может достигать 0,5%) стимулируют повышенную корро­зию металлических частей установки. Поэтому состояние всех остальных эле­ментов ферментатора следует регулярно контролировать и в местах повреждений тщательно защищать: лучше всего свин­цовым суриком — в один или два слоя, а затем еще двумя слоями любой масля­ной краски.

 

В качестве трубопровода для транс­портировки биогаза от выпускного пат­рубка в верхней части колокола уста­новки до потребителя могут использо­ваться как трубы (металлические или пластмассовые), так и резиновые шлан­ги. Их желательно вести в глубокой траншее, чтобы исключить разрывы из-за замерзания зимой конденсировавшей­ся воды. Если же транспортировка газа с помощью шланга осуществляется по воздуху, то для отвода конденсата необ­ходимо специальное устройство. Самая простая схема такого приспособления представляет собой U-образную трубку, присоединенную к шлангу в самой ниж­ней его точке (рис. 4). Длина свободной ветви трубки (х) должна быть больше, чем выраженное в миллиметрах водяно­го столба давление биогаза. По мере то­го как в трубку стекает конденсат из трубопровода, вода выливается через ее свободный конец без утечки газа.

 

В верхней части колокола целесооб­разно также предусмотреть патрубок для установки манометра, чтобы по величи­не давления судить о количестве на­копленного биогаза.

 

Опыт эксплуатации установок показал, что использование в качестве сырья смеси разных органических веществ да­ет больше биогаза, чем при загрузка ферментатора одним из компонентов. Влажность сырья рекомендуется немного уменьшать зимой (до 88—90%) и повы­шать летом (92—94%). Вода, которую ис­пользуют для разбавления, должна быть теплой (желательно 35—40°). Сырье подается порциями, по крайней мере один раз в сутки. После первой загруз­ки ферментатора нередко сначала выра­батывается биогаз, который содержит более 60% углекислого газа и поэтому не горит. Этот газ удаляют в атмосферу, и через 1 —3 дня установка начнет функционировать нормально.

 

По материалам журнала «Техниум», СРР

"Моделист-конструктор", №1/1987

Редакция сайта может не разделять мнения авторов.
  Напечатать Send article

Другие статьи
Предыдущая статья Ещё раз про биогаз Утилизация птичьего помета с использованием ускорителя ферментации грибкового происхождения Следующая статья
Комментарии принадлежат их авторам. Мы не несем ответственности за их содержание.

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru metaltop.ru

© 2000-2015 Отраслевой портал "Вторичное сырье". Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл №77-6816 от 21.02. 2003 г.
При полном или частичном использовании материалов, ссылка на Recyclers.ru обязательна.
Адрес электронной почты редакции: rec2905@yandex.ru.