Alternativ Uppvärmning - Biogas

Innehållsförteckning:

Alternativ Uppvärmning - Biogas
Alternativ Uppvärmning - Biogas

Video: Alternativ Uppvärmning - Biogas

Video: Alternativ Uppvärmning - Biogas
Video: Hemmagjord biogas-kokare för billig förnybar el från elnätet med min DIY Stirling-motor CHP 2024, Mars
Anonim
  • Uppvärmning av biogas - historia
  • Biogas - vad är det?
  • Vilka faktorer avgör utbytet av biogas med högre metanhalt
  • Biogasanläggningar
  • DIY biogasanläggning

    • Bioreaktor form
    • Bioreaktorns plats
    • Bioreaktorutrustning
    • Värmeisolering av bioreaktorn
    • Lastning och lossning av organiskt underlag
    • Hur man samlar in biogas
    • Gasfilter
    • Avstängningsventiler och ventiler
    • Mekanisk omrörning
    • Uppvärmning av det organiska substratet i bioreaktorn
    • Gastankar för biogasuppsamling
  • Relaterade videoklipp
Alternativ uppvärmning - biogas
Alternativ uppvärmning - biogas

Bland de viktiga komponenterna i vårt liv är energibärare av stor betydelse, vars priser växer nästan varje månad. Varje vintersäsong gör en bucklan i familjens budgetar och tvingar dem att bära värmekostnader, vilket innebär bränsle för värmepannor och spisar. Men vad ska vi göra, eftersom el, gas, kol eller ved kostar pengar, och ju längre våra hem är från större elnät, desto dyrare blir det att värma dem. Under tiden kan alternativ uppvärmning, oberoende av leverantörer och taxor, byggas på biogas, vars produktion inte kräver geologisk undersökning, borrning av brunnar eller dyr pumputrustning.

Biogas kan erhållas praktiskt taget hemma, samtidigt som det medför minimala, snabbt återvinnda kostnader - du hittar mycket information om denna fråga i vår artikel.

Uppvärmning av biogas - historia

Intresset för den brännbara gasen som bildades i träsk under den varma årstiden uppstod även bland våra avlägsna förfäder - de avancerade kulturerna i Indien, Kina, Persien och Assyrien experimenterade med biogas för mer än 3 årtusenden sedan. Under samma uråldriga tider i stammens Europa märkte Alemanniswabierna att gasen som släpptes ut i träskarna brinner perfekt - de använde den för att värma upp sina hyddor, leverera gas till dem genom läderrör och bränna dem i eldstäderna. Schwaben betraktade biogas som "drakens andedräkt" som enligt deras uppfattning bodde i träsk.

Århundraden och årtusenden senare upplevde biogas sin andra upptäckt - på 1600- och 1700-talet uppmärksammade två europeiska forskare samtidigt. Den berömda kemisten av sin tid, Jan Baptista van Helmont, konstaterade att en brännbar gas bildas under nedbrytningen av någon biomassa, och den berömda fysikern och kemisten Alessandro Volta etablerade ett direkt samband mellan mängden biomassa där nedbrytningsprocesser äger rum och mängden biogas som frigörs. 1804 upptäckte den engelska kemisten John Dalton formeln för metan, och fyra år senare upptäckte engelsmannen Humphrey Davy den i en träskgas.

Jan Baptista van Helmont och Alessandro Volta
Jan Baptista van Helmont och Alessandro Volta

Vänster: Jan Baptista van Helmont. Höger: Alessandro Volta

Intresset för den praktiska tillämpningen av biogas uppstod i och med utvecklingen av gasbelysning - i slutet av 1800-talet tändes gatorna i ett område i den engelska staden Exeter med gas som erhållits från ett avlopp.

Metanformel
Metanformel

Metanformel

Under 1900-talet tvingade behovet av energiresurser som orsakades av andra världskriget européer att leta efter alternativa energikällor. Biogasanläggningar, där gas producerades från gödsel, sprids i Tyskland och Frankrike, delvis i Östeuropa. Men efter segern för länderna i anti-Hitler-koalitionen glömde de bort biogas - elektricitet, naturgas och oljeprodukter täckte helt industrins och befolkningens behov.

I Sovjetunionen ansågs biogasproduktionstekniken huvudsakligen ur akademisk synvinkel och ansågs inte på något sätt efterfrågad.

I dag har attityden gentemot alternativa energikällor förändrats dramatiskt - de har blivit intressanta eftersom kostnaden för konventionella energikällor ökar från år till år. Kärnan är att biogas är ett verkligt sätt att komma bort från tullar och kostnader för klassiska energikällor, för att få din egen bränslekälla och för alla ändamål och i tillräcklig mängd.

Alternativ uppvärmning - biogas
Alternativ uppvärmning - biogas

Det största antalet biogasanläggningar som har etablerats och drivits i Kina: 40 miljoner medelstora och små kraftverk, mängden producerad metan - cirka 27 miljarder m 3 per år.

Biogas - vad är det?

Det är en gasblandning som huvudsakligen består av metan (innehåll från 50 till 85%), koldioxid (innehåll från 15 till 50%) och andra gaser i en mycket lägre procentandel. Biogas produceras av ett team av tre typer av bakterier som matar på biomassa - hydrolysbakterier som producerar mat för syrabildande bakterier, som i sin tur levererar mat till metanproducerande bakterier som bildar biogas.

Biogas kemisk sammansättning
Biogas kemisk sammansättning

Biogas kemisk sammansättning

Jäsning av det ursprungliga organiska materialet (till exempel gödsel), vars produkt kommer att vara biogas, sker utan tillgång till den yttre atmosfären och kallas anaerob. En annan produkt av sådan jäsning, kallad komposthumus, är välkänd för bybor som använder den för att befrukta åkrar och grönsaksgårdar, men biogas och värmeenergi som produceras i komposthögar används vanligtvis inte - och förgäves!

Vilka faktorer avgör utbytet av biogas med högre metanhalt

Först och främst - från temperaturen. Aktiviteten hos bakterier som jäser organiskt material är ju högre, desto högre temperatur i deras omgivning. Vid temperaturer under noll sänks jäsning eller slutar helt. Av denna anledning är biogasproduktion vanligast i de länder i Afrika och Asien som ligger i subtroperna och tropikerna. I det ryska klimatet kräver produktion av biogas och en fullständig övergång till det som ett alternativt bränsle värmeisolering av bioreaktorn och införande av varmt vatten i massan av organiskt material när temperaturen i den yttre atmosfären sjunker under noll.

Det organiska materialet som läggs i bioreaktorn måste vara biologiskt nedbrytbart, det måste införas en betydande mängd vatten i den - upp till 90% av den organiska massan. En viktig punkt är neutraliteten i den organiska miljön, frånvaron i dess sammansättning av komponenter som förhindrar utveckling av bakterier, såsom rengöring och rengöringsmedel, eventuella antibiotika. Biogas kan erhållas från nästan alla avfall av hushålls- och växtursprung, avlopp, gödsel etc.

Alternativ uppvärmning - biogas
Alternativ uppvärmning - biogas

Processen med anaerob fermentering av organiska ämnen fungerar bäst när pH-värdet ligger i intervallet 6,8-8,0 - hög surhet kommer att bromsa bildningen av biogas, eftersom bakterier kommer att vara upptagen med att konsumera syror och producera koldioxid, vilket neutraliserar surheten.

Förhållandet kväve och kol i bioreaktorn måste beräknas som 1 till 30 - i det här fallet får bakterierna den mängd koldioxid de behöver och metanhalten i biogasen kommer att vara högst.

Det bästa utbytet av biogas med tillräckligt hög metanhalt uppnås om temperaturen i det fermenterade organiska materialet ligger i intervallet 32–35 ° C. Vid lägre och högre värden ökar koldioxidhalten i biogas och dess kvalitet minskar. Bakterier som producerar metan är indelade i tre grupper: psykrofila, effektiva vid temperaturer från +5 till +20 ° C; mesofil, deras temperaturregim är från +30 till +42 ° С; termofil, arbetar i läge från +54 till +56 ° С. För biogaskonsumenten är mesofila och termofila bakterier av störst intresse och jäser organiskt material med ett större gasutbyte.

Alternativ uppvärmning - biogas
Alternativ uppvärmning - biogas

Mesofil jäsning är mindre känslig för temperaturförändringar ett par grader från det optimala temperaturområdet, kräver mindre energi för att värma upp det organiska materialet i bioreaktorn. Dess nackdelar, jämfört med termofil jäsning, är mindre gasutbyte, en längre period av fullständig bearbetning av det organiska substratet (cirka 25 dagar), det resulterande organiska materialet som sönderdelas kan innehålla skadlig flora, eftersom den låga temperaturen i bioreaktorn inte ger 100% sterilitet.

Att höja och upprätthålla temperaturen i reaktorn på en nivå som är acceptabel för termofila bakterier kommer att ge det högsta biogasutbytet, fullständig fermentering av organiskt material kommer att äga rum på 12 dagar och nedbrytningsprodukterna från det organiska substratet är helt sterila. Negativa egenskaper: att gå utöver det temperaturintervall som är acceptabelt för termofila bakterier med 2 grader sänker gasutbytet; hög efterfrågan på uppvärmning som ett resultat - betydande energikostnader.

Alternativ uppvärmning - biogas
Alternativ uppvärmning - biogas

Innehållet i bioreaktorn måste omröras två gånger om dagen, annars bildas en skorpa på ytan och skapar en barriär för biogas. Förutom att eliminera det, ger omröring dig möjlighet att utjämna temperaturen och surhetsnivån inuti den organiska massan.

I bioreaktorer i en kontinuerlig cykel uppträder det högsta biogasutbytet vid samtidig lossning av fermenterat organiskt material och laddning av nytt organiskt material i en mängd som är lika med den utsläppta volymen. I små bioreaktorer, som vanligtvis används i sommarstugor, är det nödvändigt att extrahera och tillsätta organiskt material varje dag i en volym som är ungefär 5% av fermenteringskammarens inre volym.

Alternativ uppvärmning - biogas
Alternativ uppvärmning - biogas

Biogasutbytet beror direkt på vilken typ av organiskt substrat som läggs i bioreaktorn (nedan är de genomsnittliga uppgifterna per kg torrt substratvikt):

  • hästgödsel ger 0,27 m 3 biogas, metanhalt 57%;
  • nötgödsel (nötkreatur) ger 0,3 m 3 biogas, metanhalten är 65%;
  • färsk nötgödsel ger 0,05 m 3 biogas med 68% metanhalt;
  • kycklingavfall - 0,5 m 3, metanhalten i den kommer att vara 60%;
  • grisgödsel - 0,57 m 3, andelen metan kommer att vara 70%;
  • fårgödsel - 0,6 m 3 med en metanhalt på 70%;
  • vetehalm - 0,27 m 3, med 58% metanhalt;
  • majsstrå - 0,45 m 3, metanhalt 58%;
  • gräs - 0,55 m 3, med 70% metanhalt;
  • träigt lövverk - 0,27 m 3, andelen metan är 58%;
  • fett - 1,3 m 3, metanhalt 88%.

Biogasanläggningar

Dessa enheter består av följande huvudelement - en reaktor, en bunker för laddning av organiskt material, ett biogasutlopp, en bunker för lossning av fermenterat organiskt material.

Efter designtyp är biogasanläggningar av följande typer:

  • utan upphettning och utan omrörning av det fermenterade organiska materialet i reaktorn;
  • utan uppvärmning, men med omrörning av organiskt material;
  • med uppvärmning och omrörning;
  • med uppvärmning, omrörning och anordningar som gör det möjligt att kontrollera och hantera jäsningsprocessen.
Alternativ uppvärmning - biogas
Alternativ uppvärmning - biogas

En biogasanläggning av den första typen är lämplig för en liten gård och är utformad för psykrofila bakterier: den interna volymen av bioreaktorn är 1–10 m 3 (bearbetar 50–200 kg gödsel per dag), minimikonfigurationen, den resulterande biogasen lagras inte - den går direkt till hushållsapparater som förbrukar den. Enheten kan endast användas i södra regioner, den är konstruerad för en inre temperatur på 5–20 ° C. Fermenterat organiskt material avlägsnas samtidigt med laddning av ett nytt parti; transporten utförs i en behållare vars volym måste vara lika med eller större än den interna volymen i bioreaktorn. Behållarens innehåll lagras i den tills den införs i den befruktade jorden.

Konstruktionen av den andra typen är också utformad för en liten gård, dess produktivitet är något högre än biogasanläggningarna av den första typen - utrustningen inkluderar en blandningsanordning med manuell eller mekanisk drivning.

Den tredje typen av biogasanläggningar är förutom blandanordningen utrustad med tvångsuppvärmning av bioreaktorn, medan varmvattenpannan arbetar på ett alternativt bränsle som produceras av biogasanläggningen. Mesofila och termofila bakterier är engagerade i produktionen av metan i sådana installationer, beroende på uppvärmningsintensiteten och temperaturnivån i reaktorn.

Schematisk bild av en biogasanläggning
Schematisk bild av en biogasanläggning

Schematisk bild av en biogasanläggning: 1 - substratuppvärmning; 2 - påfyllningshals; 3 - bioreaktorns kapacitet; 4 - handomrörare; 5 - behållare för uppsamling av kondensat; 6 - gasventil; 7 - tank för bearbetad massa; 8 - säkerhetsventil; 9 - filter; 10 - gaspanna; 11 - gasventil; 12 - gaskonsumenter; 13 - luktförsegling

Den sista typen av biogasanläggningar är den mest komplexa och är konstruerad för flera konsumenter av biogas, en elektrisk kontaktmätare, en säkerhetsventil, en varmvattenpanna, en kompressor (pneumatisk blandning av organiskt material), en mottagare, en gashållare, en gasreducerare, en gren för att ladda biogas till transport introduceras i anläggningens design. Dessa anläggningar fungerar kontinuerligt, de kan ställas in på något av tre temperaturregimer tack vare exakt justerbar uppvärmning, biogasprovtagning utförs automatiskt.

DIY biogasanläggning

Värmevärdet för biogas som produceras i biogasanläggningar är ungefär lika med 5 500 kcal / m 3, vilket är något lägre än värmevärdet för naturgas (7 000 kcal / m 3). Uppvärmning av 50 m 2 i ett bostadshus och användning av en gasspis med fyra brännare kräver i genomsnitt 4 m 3 biogas per timme.

Industrianläggningar för produktion av biogas som erbjuds på den ryska marknaden kostar från 200 000 rubel. - med sina extremt höga kostnader är det värt att notera att dessa installationer är exakt beräknade i termer av volymen av laddat organiskt substrat och att de täcks av tillverkarens garantier.

Om du själv vill skapa en biogasanläggning är ytterligare information för dig!

Bioreaktor form

Den bästa formen för den kommer att vara oval (äggformad), men det är extremt svårt att bygga en sådan reaktor. Det blir lättare att utforma en bioreaktor med cylindrisk form, vars övre och nedre delar är gjorda i form av en kon eller halvcirkel. Reaktorer av kvadratisk eller rektangulär form gjord av tegel eller betong kommer att vara ineffektiva, eftersom sprickor kommer att bildas i hörnen i dem över tid, orsakade av substratets tryck, kommer de också att ackumulera stelna fragment av organiskt material som stör fermenteringsprocessen.

Alternativ uppvärmning - biogas
Alternativ uppvärmning - biogas

Ståltankar av bioreaktorer är hermetiskt tillslutna, motståndskraftiga mot högt tryck och inte så svåra att bygga. Deras minus är att de är dåligt motståndskraftiga mot rost; det är nödvändigt att applicera en skyddande beläggning, till exempel harts, på innerväggarna. De yttre ytorna på stålbioreaktorn måste rengöras noggrant och målas i två lager.

Behållare av bioreaktorer av betong, tegel eller sten måste försiktigt beläggas från insidan med ett lager av harts, som kan säkerställa deras effektiva vatten- och gastäthet, motstå temperaturer på cirka 60 ° C, aggressionen av vätesulfid och organiska syror. Förutom harts, för att skydda reaktorns inre ytor, kan du använda paraffin, utspätt med 4% motorolja (ny) eller fotogen och värmt till 120–150 ° C - bioreaktorns ytor måste värmas med en brännare innan du applicerar ett paraffinskikt på dem.

Alternativ uppvärmning - biogas
Alternativ uppvärmning - biogas

När du skapar en bioreaktor kan du använda rostfria plastbehållare, men endast från en stel med tillräckligt starka väggar. Mjuk plast kan endast användas under den varma årstiden, eftersom det när det är kallt väder blir det svårt att fixera isoleringen på den, dessutom är dess väggar inte tillräckligt starka. Plastbioreaktorer kan endast användas för psykrofil jäsning av organiskt material.

Alternativ uppvärmning - biogas
Alternativ uppvärmning - biogas

Bioreaktorns plats

Placeringen planeras beroende på det fria utrymmet på platsen, avståndet från bostadshus, bortskaffningsplats för avfall och djur etc. Planeringen av en markbaserad, helt eller delvis nedsänkt bioreaktor beror på grundvattennivån, bekvämligheten med inmatning och utmatning av det organiska substratet i behållaren reaktor. Den optimala placeringen av reaktorkärlet skulle ligga under marknivån - besparingar på utrustning för införande av ett organiskt substrat uppnås, värmeisolering ökar avsevärt, för vilket billiga material (halm, lera) kan användas.

Bioreaktorutrustning

Reaktortanken måste vara utrustad med en lucka, med hjälp av vilken reparations- och underhållsarbete kan utföras. En gummipackning eller tätningsmedel måste placeras mellan bioreaktorhuset och kåpan. Att utrusta bioreaktorn med en sensor för temperatur, inre tryck och organiskt substratnivå är valfritt, men extremt bekvämt.

Värmeisolering av bioreaktorn

Dess frånvaro tillåter inte drift av biogasanläggningen året runt, bara i varmt väder. Lera, halm, torr gödsel och slagg används för att isolera en nedgrävd eller halvgrävd bioreaktor. Isoleringen läggs i lager - vid installation av en nedgrävd reaktor täcks grundgropen med ett lager av PVC-film, vilket förhindrar direkt kontakt mellan värmeisoleringsmaterialet och jorden. Innan bioreaktorn installeras, hälls halm på botten av gropen, ett lager av lera placeras ovanpå den, sedan exponeras bioreaktorn. Därefter fylls alla fria områden mellan reaktorkärlet och gropen som läggs av PVC-film med halm nästan till slutet av kärlet, ett 300 mm lager av lera blandat med slagg hälls ovanpå.

Alternativ uppvärmning - biogas
Alternativ uppvärmning - biogas

Lastning och lossning av organiskt underlag

Diametern på rören för in- och urladdning från bioreaktorn måste vara minst 300 mm, annars täpps de till. För att upprätthålla anaeroba förhållanden inuti reaktorn bör var och en av dem vara utrustad med skruv- eller halvvarvventiler. Volymen på bunkeren för tillförsel av organiskt material, beroende på typ av biogasanläggning, måste vara lika med den dagliga volymen av råvaran. Fodertratten bör placeras på solsidan av bioreaktorn, eftersom detta kommer att öka temperaturen i det införda organiska substratet, vilket påskyndar jäsningsprocessen. Om biogasanläggningen ansluts direkt till gården, ska bunkeren placeras under dess struktur så att det organiska substratet kommer in i det under påverkan av tyngdkraften.

Rörledningarna för lastning och lossning av det organiska substratet ska placeras på motsatta sidor av bioreaktorn - i detta fall kommer den ingående råvaran att fördelas jämnt och det fermenterade organiska materialet avlägsnas lätt under påverkan av gravitationskrafter och massan av färskt substrat. Hål och installation av rörledningen för laddning och lossning av organiskt material bör utföras innan bioreaktorn installeras på installationsplatsen och innan det läggs lager av värmeisolering på den. Tätheten av den interna volymen i bioreaktorn uppnås genom att rörinföringarna är placerade i en spetsig vinkel, medan vätskenivån inuti reaktorn är högre än rörets ingångspunkter - en hydraulisk tätning blockerar lufttillträde.

Alternativ uppvärmning - biogas
Alternativ uppvärmning - biogas

Införandet av nytt och tillbakadragande av fermenterat organiskt material är lättast att utföra enligt överflödesprincipen, det vill säga att höja nivån av organiskt material inuti reaktorn när en ny del införs tar bort substratet i en volym som är lika med volymen av det införda materialet genom utloppsröret.

Alternativ uppvärmning - biogas
Alternativ uppvärmning - biogas

Om snabb belastning av organiskt material krävs och effektiviteten av materialintroduktion genom tyngdkraft är låg på grund av bristande lättnad krävs installation av pumpar. Det finns två sätt: torr, där pumpen installeras inuti laströret och organiskt material som kommer till pumpen genom ett vertikalt rör pumpas av det; våt, där pumpen är installerad i lastbehållaren, drivs den av en motor som också är installerad i behållaren (i ett ogenomträngligt hus) eller genom en axel, medan motorn installeras utanför behållaren.

Hur man samlar in biogas

Detta system inkluderar en gasledning som distribuerar gas till konsumenter, avstängningsventiler, tankar för att samla upp kondensat, en säkerhetsventil, en mottagare, en kompressor, ett gasfilter, en gashållare och gasförbrukningsanordningar. Installationen av systemet utförs först efter att bioreaktorn har installerats på platsen.

Utloppet för uppsamling av biogas utförs vid reaktorns högsta punkt; det är seriekopplat med: en förseglad behållare för uppsamling av kondensat; säkerhetsventil och vattentätning - en behållare med vatten, vars gasledningsinlopp görs under vattennivån, utloppet är ovan (gasledningen framför vattentätningen ska böjas så att vatten inte tränger in i reaktorn), vilket inte tillåter gas att röra sig i motsatt riktning.

Alternativ uppvärmning - biogas
Alternativ uppvärmning - biogas

Biogasen som bildas under fermenteringen av det organiska substratet innehåller en betydande mängd vattenånga som bildar kondensat längs väggarna i gasledningen och i vissa fall blockerar gasflödet till konsumenterna. Eftersom det är svårt att bygga en gasledning så att längs hela dess längd finns en lutning mot reaktorn, där kondensatet skulle rinna, krävs det i vart och ett av dess låga sektioner att installera vattenportar i form av behållare med vatten. Under driften av biogasanläggningen krävs det regelbundet att ta bort en del av vattnet från dem, annars kommer dess nivå att helt blockera gasflödet.

Gasledningen måste byggas med rör av samma diameter och av samma typ; alla ventiler och systemelement måste också ha samma diameter. Stålrör med en diameter på 12 till 18 mm är tillämpliga på biogasanläggningar med liten och medelstor kapacitet. Förbrukningen av biogas som tillförs genom rör med dessa diametrar bör inte överstiga 1 m 3 / h (vid en flödeshastighet på 0,5 m 3 / h, användningen av rör med en diameter 12 mm för en längd över 60 m). Samma villkor gäller när plaströr används i en gasledning, dessutom måste dessa rör läggas under marknivån med 250 mm, eftersom plasten är känslig för solljus och tappar styrka under påverkan av solstrålning.

Alternativ uppvärmning - biogas
Alternativ uppvärmning - biogas

När du lägger en gasledning är det nödvändigt att noggrant se till att det inte finns några läckage och gastäthet i lederna - kontrollen utförs med tvålvatten.

Gasfilter

Biogas innehåller en liten mängd vätesulfid, vars kombination med vatten skapar en syra som korroderar metallen aktivt - av den anledningen kan ofiltrerad biogas inte användas för förbränningsmotorer. Samtidigt kan vätesulfid avlägsnas från gasen med ett enkelt filter - ett 300 mm gasrör fyllt med en torr blandning av metall och träflis. Efter varje 2000 m 3 biogas som har passerat genom ett sådant filter är det nödvändigt att extrahera dess innehåll och hålla i ungefär en timme utomhus - flisen renas helt från svavel och kan återanvändas.

Alternativ uppvärmning - biogas
Alternativ uppvärmning - biogas

Avstängningsventiler och ventiler

I omedelbar närhet av bioreaktorn är en huvudgasventil installerad, en ventil ska skäras in i gasledningen för att släppa ut biogas vid ett tryck på mer än 0,5 kg / cm 2. De bästa kranarna för ett gassystem är förkromade kulventiler. Kranar avsedda för rörsystem kan inte användas i ett gassystem. Vid var och en av gaskonsumenterna krävs installation av en kulventil.

Mekanisk omrörning

För bioreaktorer med liten volym är manuella omrörare bäst lämpade - de är enkla i utformningen och kräver inga speciella förhållanden under drift. En mekaniskt driven omrörare är utformad enligt följande - en horisontell eller vertikal axel placerad inuti reaktorn längs dess centrala axel, knivarna är fixerade på den och flyttar massorna av organiskt material, rika på bakterier, under rotation, från lossningsområdet för det fermenterade substratet till platsen där en ny del laddas. Var försiktig - blandaren bör bara rotera i riktningen för blandning från lossningsområdet till lastområdet, rörelsen av metanbildande bakterier från det mogna substratet till den nyligen levererade kommer att påskynda mognaden av organiskt material och produktionen av biogas med hög metanhalt.

Alternativ uppvärmning - biogas
Alternativ uppvärmning - biogas

Hur ofta ska det organiska substratet omröras i bioreaktorn? Det är nödvändigt att bestämma frekvensen genom observation, med fokus på produktionen av biogas - alltför frekvent omrörning kommer att störa jäsning, eftersom det kommer att störa aktiviteten hos bakterier, dessutom kommer att orsaka tillbakadragande av obearbetat organiskt material. I genomsnitt bör tidsintervallet mellan omrörning vara från 4 till 6 timmar.

Uppvärmning av det organiska substratet i bioreaktorn

Utan uppvärmning kan reaktorn endast producera biogas i ett psykrofilt läge, vilket resulterar i att mängden producerad gas blir mindre och gödningsmedlets kvalitet är sämre än vid mesofila och termofila driftsätt vid högre temperaturer. Uppvärmning av substratet kan göras på två sätt: uppvärmning med ånga; kombinera organiskt material med varmt vatten eller värme med en värmeväxlare där varmt vatten cirkulerar (utan blandning med organiskt material).

En allvarlig nackdel med ånguppvärmning (direktuppvärmning) är behovet av att inkludera ett ånggenereringssystem i biogasanläggningen, som inkluderar ett vattenreningssystem från saltet i det. En ånggenereringsanläggning är endast fördelaktig för riktigt stora anläggningar som hanterar stora volymer substrat, t.ex. avloppsvatten. Dessutom kommer uppvärmning med ånga inte att göra det möjligt att noggrant kontrollera uppvärmningstemperaturen för det organiska materialet, vilket kan leda till att det överhettas.

Värmeväxlare, placerade inom eller utanför bioreaktoranläggningen, värmer indirekt det organiska materialet inuti reaktorn. Det är värt att omedelbart kasta bort alternativet med uppvärmning genom golvet (fundament), eftersom ackumulering av fast sediment i botten av bioreaktorn förhindrar det. Det bästa alternativet skulle vara att införa värmeväxlaren i reaktorn, men det material som bildar den måste vara tillräckligt stark och framgångsrikt motstå trycket från organiskt material när den omrörs. En värmeväxlare med större yta kommer att värma det organiska materialet bättre och mer enhetligt, vilket förbättrar jäsningsprocessen. Extern uppvärmning, med sin lägre effektivitet på grund av värmeförlust från väggarna, är attraktiv eftersom ingenting inuti bioreaktorn kommer att störa substratets rörelse.

Alternativ uppvärmning - biogas
Alternativ uppvärmning - biogas

Den optimala temperaturen i värmeväxlaren bör vara cirka 60 ° C, själva värmeväxlarna är gjorda i form av kylarsektioner, spolar, parallella svetsade rör. Att hålla kylvätsketemperaturen vid 60 ° C minskar risken för att suspensionspartiklar fastnar på värmeväxlarens väggar, vars ansamling minskar värmeöverföringen avsevärt. Den optimala platsen för värmeväxlaren är nära omrörningsbladen, i detta fall är risken för att organiska partiklar sätter sig på dess yta minimal.

Uppvärmningsrörledningen för bioreaktorn är utformad och utrustad på samma sätt som ett konventionellt värmesystem, dvs. villkoren för att återföra kylt vatten till systemets lägsta punkt måste iakttas, luftventiler vid dess övre punkter krävs. Temperaturkontrollen av den organiska massan inuti bioreaktorn utförs med en termometer, med vilken reaktorn ska utrustas.

Gastankar för biogasuppsamling

Med konstant gasförbrukning finns inget behov av dem, förutom att de kan användas för att utjämna gastrycket, vilket avsevärt förbättrar förbränningsprocessen. För bioreaktorinstallationer med liten kapacitet är bilkammare med en stor volym, som kan anslutas parallellt, lämpliga för rollen som gashållare.

Alternativ uppvärmning - biogas
Alternativ uppvärmning - biogas

Mer seriösa gashållare, stål eller plast, väljs ut för en specifik bioreaktoranläggning - i den bästa versionen bör gashållaren innehålla volymen biogas som produceras dagligen. Gasolderns erforderliga kapacitet beror på dess typ och det tryck som den är konstruerad för, som regel är dess volym 1/5 … 1/3 av den interna volymen i bioreaktorn.

Stål bensintank. Det finns tre typer av stålgastankar: lågt tryck, från 0,01 till 0,05 kg / cm 2; medium, från 8 till 10 kg / cm ^; hög, upp till 200 kg / cm 2. Det är opraktiskt att använda lågtrycksgastankar av stål, det är bättre att ersätta dem med plasttankar - de är dyra och kan endast användas med ett betydande avstånd mellan biogasanläggningen och konsumentanordningar. Lågtrycktankar används främst för att utjämna skillnaden mellan den dagliga biogasproduktionen och dess faktiska förbrukning.

Alternativ uppvärmning - biogas
Alternativ uppvärmning - biogas

Biogas pumpas i ståltankar med medelhögt och högt tryck av en kompressor; de används endast i bioreaktorer med medelstor och stor kapacitet.

Gastankar måste vara utrustade med följande instrument: en säkerhetsventil, en vattentätning, en tryckreducerare och en tryckmätare. Bensintankar av stål måste jordas!

Relaterade videoklipp

Källa: youtube.com/BioConstruct

Källa: youtube.com/TheDmisky

Rekommenderas: