Biogāzes Stacija: Rentabla Organisko Atkritumu Pārstrāde

Satura rādītājs:

Biogāzes Stacija: Rentabla Organisko Atkritumu Pārstrāde
Biogāzes Stacija: Rentabla Organisko Atkritumu Pārstrāde

Video: Biogāzes Stacija: Rentabla Organisko Atkritumu Pārstrāde

Video: Biogāzes Stacija: Rentabla Organisko Atkritumu Pārstrāde
Video: Biogāzes ražotne "Mežacīruļi" un Juris Cīrulis par Kariņa iniciatīvu 2024, Marts
Anonim
  • Kā iegūst biogāzi
  • Kādas izejvielas ir piemērotas ražošanai
  • Bioreaktora konstrukcija
  • Gāzes noņemšana un bagātināšana
  • Biogāzes izmantošana: specifika un aprīkojums
Biogāzes iekārta. Organisko atkritumu pārstrāde izdevīgi
Biogāzes iekārta. Organisko atkritumu pārstrāde izdevīgi

Ievērojot pamatdarbības noteikumus, gāzes reaktors ir pilnīgi drošs un spēj nodrošināt degvielu un elektrību pat nelielai mājai, pat visam agrorūpnieciskajam kompleksam. Bioreaktora darba rezultāts ir ne tikai gāze, bet arī viens no vērtīgākajiem mēslošanas līdzekļiem, galvenā dabiskā humusa sastāvdaļa.

Kā iegūst biogāzi

Lai iegūtu biogāzi, organiskās izejvielas tiek novietotas apstākļos, kas ir labvēlīgi vairāku veidu baktēriju attīstībai, un to vitālās aktivitātes laikā izdala metānu. Biomasa iziet trīs transformācijas ciklus, un katrā posmā tiek iesaistīti dažādi anaerobo organismu celmi. Skābeklis nav vajadzīgs viņu vitālajām funkcijām, taču liela nozīme ir izejmateriāla sastāvam un tā konsistencei, kā arī temperatūrai un iekšējam spiedienam. Par optimāliem tiek uzskatīti apstākļi, kuru temperatūra ir 40–60 ° C pie spiediena līdz 0,05 atm. Ielādētā izejviela sāk ražot gāzi pēc ilgstošas aktivizācijas, kas ilgst no vairākām nedēļām līdz sešiem mēnešiem.

Biogāzes iekārta. Organisko atkritumu pārstrāde izdevīgi
Biogāzes iekārta. Organisko atkritumu pārstrāde izdevīgi

Gāzes izdalīšanās sākums aprēķinātajā tilpumā norāda, ka baktēriju koloniju jau ir diezgan daudz, tāpēc pēc 1-2 nedēļām reaktorā tiek dozēta svaiga izejviela, kas gandrīz nekavējoties tiek aktivizēta un nonāk ražošanas ciklā.

Lai uzturētu optimālus apstākļus, izejvielas periodiski tiek sajauktas, temperatūras uzturēšanai izmantojot daļu no gāzes sildīšanas siltuma. Iegūtā gāze satur no 30 līdz 80% metāna, 15-50% oglekļa dioksīda, nelielu slāpekļa, ūdeņraža un sērūdeņraža piemaisījumu. Lietošanai mājsaimniecībā gāzi bagātina, atdalot no tās oglekļa dioksīdu, pēc tam degvielu var izmantot visdažādākajās enerģijas iekārtās: sākot no spēkstaciju dzinējiem līdz apkures katliem.

Kādas izejvielas ir piemērotas ražošanai

Pretēji izplatītajam viedoklim kūtsmēsli nav labākais izejmateriāls biogāzes ražošanai. Degviela no tīra kūtsmēslu tonnas ir tikai 50–70 m 3 ar 28–30% koncentrāciju. Tomēr tieši dzīvnieku atkritumos tiek konstatēts, ka lielākā daļa nepieciešamo baktēriju ātri iedarbina un uztur reaktora efektīvu darbību.

Biogāzes iekārta. Organisko atkritumu pārstrāde izdevīgi
Biogāzes iekārta. Organisko atkritumu pārstrāde izdevīgi

Šī iemesla dēļ kūtsmēslus sajauc ar kultūraugu un pārtikas rūpniecības atkritumiem proporcijā 1: 3. Kā augu izejvielas tiek izmantotas:

Izejvielas Produkcija no 1 tonnas izejvielu СН 4 koncentrācija Kukurūzas kātu un vālīšu skābbarība 400 m 3 50–56% Zāles un graudu skābbarība 200-230 m 3 49–54% Lopbarības kartupeļi, bietes, graudi 500-600 m 3 50–65% Maizes un pārtikas rūpniecības atkritumi (sojas pupas, auzas) 700–750 m 3 55–58% Augu eļļas, tauki, glicerīns 8500-1200 m 3 65–68%

Izejvielas nevar vienkārši ielej reaktorā, ir nepieciešama zināma sagatavošana. Sākotnējo substrātu sasmalcina līdz 0,4–0,7 mm daļai un atšķaida ar ūdeni apmēram 25–30% no sausnas svara. Lielos apjomos maisījumam nepieciešama rūpīgāka sajaukšana homogenizācijas ierīcēs, pēc tam tas ir gatavs iekraušanai reaktorā.

Bioreaktora konstrukcija

Prasības nosacījumiem reaktora novietošanai ir tādas pašas kā pasīvajai septiskajai tvertnei. Bioreaktora galvenā daļa ir bioreaktors - trauks, kurā notiek viss fermentācijas process. Lai samazinātu masas sildīšanas izmaksas, reaktors tiek izrakts zemē. Tādējādi barotnes temperatūra nesamazinās zem 12–16 ° C, un reakcijas laikā izveidotā siltuma aizplūde paliek minimāla.

Biogāzes iekārta. Organisko atkritumu pārstrāde izdevīgi
Biogāzes iekārta. Organisko atkritumu pārstrāde izdevīgi

Biogāzes iekārtas diagramma: 1 - izejvielu iekraušanas tvertne; 2 - biogāze; 3 - biomasa; 4 - tvertnes kompensators; 5 - lūka atkritumu ieguvei; 6 - spiediena samazināšanas vārsts; 7 - gāzes caurule; 8 - ūdens blīvējums; 9 - patērētājiem

Sagremotājiem līdz 3 m 3 ir atļauts izmantot neilona traukus. Tā kā to sienu biezums un materiāls nekavē siltuma aizplūšanu, konteineri ir pārklāti ar putupolistirola vai mitrumizturīgas minerālvates slāņiem. Bedres dibens ir betonēts ar 7-10 cm lielu klonu ar pastiprinājumu, lai novērstu reaktora izspiestu no zemes.

Lielo reaktoru būvniecībai vispiemērotākais materiāls ir dzelzsbetona dzelzsbetons. Tam ir pietiekama izturība, zema siltuma vadītspēja un ilgs kalpošanas laiks. Pirms kameras sienu liešanas ir nepieciešams uzstādīt slīpu cauruli, lai piegādātu maisījumu reaktoram. Tās diametrs ir 200–350 mm, apakšējam galam jābūt 20–30 cm attālumā no apakšas.

Digestera augšējā daļā ir gāzes tvertne - kupols vai koniska konstrukcija, kas koncentrē gāzi augšējā punktā. Gāzes turētājs var būt izgatavots no lokšņu metāla, tomēr nelielās instalācijās arka tiek izgatavota ar ķieģeļu mūrējumu, pēc tam apvilkta ar tērauda sietu un apmesta. Veidojot gāzes tvertni, tās augšdaļā ir jānodrošina divu cauruļu noslēgta eja: gāzes ieplūdei un spiediena samazināšanas vārsta uzstādīšanai. Atkritumu masas izsūkšanai tiek uzlikta vēl viena caurule ar diametru 50–70 mm.

Biogāzes iekārta. Organisko atkritumu pārstrāde izdevīgi
Biogāzes iekārta. Organisko atkritumu pārstrāde izdevīgi

Reaktora jauda ir jānoslēdz un jāiztur 0,1 atm spiediens. Lai to panāktu, tvertnes iekšējā virsma ir pārklāta ar nepārtrauktu pārklāta bitumena hidroizolācijas slāni, un gāzes tvertnes augšpusē ir uzstādīta noslēgta lūka.

Gāzes noņemšana un bagātināšana

No gāzes turētāja kupola zem gāzes cauruļvads tiek novirzīts traukā ar ūdens blīvējumu. Ūdens slāņa biezums virs caurules izejas nosaka darba spiedienu reaktorā un parasti ir 250–400 mm.

Pēc ūdens noslēgšanas gāzi var izmantot apkures iekārtās un ēdiena gatavošanai. Tomēr iekšdedzes motoru darbībai nepieciešams lielāks metāna saturs, tāpēc gāze tiek bagātināta.

Biogāzes iekārta. Organisko atkritumu pārstrāde izdevīgi
Biogāzes iekārta. Organisko atkritumu pārstrāde izdevīgi

Pirmais bagātināšanas posms ir samazināt oglekļa dioksīda koncentrāciju gāzē. Lai to izdarītu, varat izmantot īpašu aprīkojumu, kas darbojas pēc ķīmiskās absorbcijas principa vai uz daļēji caurlaidīgām membrānām. Mājās bagātināšana ir iespējama arī, izlaižot gāzi caur ūdens kolonnu, kurā izšķīdina līdz pusei CO 2. Caur cauruļveida aeratoriem gāzi izsmidzina mazos burbuļos, gāzēts ūdens periodiski jānoņem un jāizsmidzina normālos atmosfēras apstākļos. Augu audzēšanas kompleksos šāds ūdens tiek veiksmīgi izmantots hidroponiskās sistēmās.

Bagātināšanas otrajā posmā gāzes mitruma saturs tiek samazināts. Šī funkcija ir atrodama lielākajā daļā rūpnīcā izgatavoto pārsēju aprīkojuma. Pašmāju sausinātāji ir Z caurules formā, kas piepildīta ar silikagelu.

Biogāzes izmantošana: specifika un aprīkojums

Lielākā daļa mūsdienu apkures iekārtu modeļu ir paredzēti darbam ar biogāzi. Novecojušos katlus var salīdzinoši viegli aprīkot, nomainot degli un gaisa-gāzes sagatavošanas ierīci.

Biogāzes iekārta. Organisko atkritumu pārstrāde izdevīgi
Biogāzes iekārta. Organisko atkritumu pārstrāde izdevīgi

Lai iegūtu gāzi darba spiedienā, tiek izmantots parasts virzuļkompresors ar uztvērēju, kas iestatīts darbam ar spiedienu, kas 1,2 reizes pārsniedz projektēto spiedienu. Spiedienu normalizē gāzes regulators, tas palīdz izvairīties no kritieniem un uzturēt vienmērīgu liesmu.

Bioreaktora veiktspējai jābūt vismaz par 50% augstākai par patēriņu. Ražošanā nav pārmērīgas gāzes: kad spiediens pārsniedz 0,05–0,065 atm, reakcija gandrīz pilnībā palēninās un tiek atjaunota tikai pēc tam, kad daļa gāzes ir izsūknēta.

Ieteicams: