Kylančios energijos kainos verčia ieškoti alternatyvių šildymo variantų. Gerų rezultatų galima pasiekti savarankiškai gaminant biodujas iš turimų organinių žaliavų. Šiame straipsnyje mes kalbėsime apie gamybos ciklą, bioreaktoriaus įrenginį ir susijusią įrangą..
Laikantis pagrindinių eksploatavimo taisyklių, dujinis reaktorius yra visiškai saugus ir gali tiekti degalus ir elektrą net mažam namui, net visam agrarinės pramonės kompleksui. Bioreaktoriaus darbo rezultatas yra ne tik dujos, bet ir viena vertingiausių trąšų rūšių, pagrindinė natūralaus humuso sudedamoji dalis.
Kaip gaunamos biodujos
Norint gauti biodujas, organinės žaliavos dedamos į tokias palankias sąlygas, kad vystytųsi kelių rūšių bakterijos, per savo gyvenimą išmetančios metaną. Biomasė pereina tris transformacijos ciklus ir kiekviename etape dalyvauja skirtingi anaerobinių organizmų štamai. Deguonis jų gyvenimui nebūtinas, tačiau didelę reikšmę turi žaliavos sudėtis ir jos konsistencija, taip pat temperatūra ir vidinis slėgis. 40–60 ° C temperatūros ir iki 0,05 atm slėgio sąlygos laikomos optimaliomis. Įkrauta žaliava gamina dujas po ilgo aktyvavimo, kuris užtrunka nuo kelių savaičių iki šešių mėnesių.
Dujų išsiskyrimo pradžia apskaičiuotame tūryje rodo, kad bakterijų kolonijų jau yra gana daug, todėl po 1–2 savaičių į reaktorių dozuojama šviežia žaliava, kuri įjungiama beveik iškart ir patenka į gamybos ciklą..
Siekiant išlaikyti optimalias sąlygas, žaliavos periodiškai maišomos, norint palaikyti dalį šilumos, gautos šildant dujomis. Gautose dujose yra nuo 30 iki 80% metano, 15-50% anglies dioksido, nedidelių azoto, vandenilio ir vandenilio sulfido priemaišų. Naudojimui buityje dujos yra praturtintos pašalinant iš jų anglies dioksidą, po kurio kuras gali būti naudojamas įvairiausioje galios įrangoje: nuo elektrinių variklių iki šildymo katilų..
Kokios žaliavos tinkamos gaminti
Priešingai populiariems įsitikinimams, mėšlas nėra geriausia žaliava biodujų gamybai. Degalų išeiga iš tonos švaraus mėšlo yra tik 50–70 m3 kurių koncentracija yra 28–30%. Tačiau gyvūninės kilmės atliekose yra dauguma bakterijų, reikalingų greitai paleisti ir palaikyti efektyvų reaktoriaus veikimą..
Dėl šios priežasties mėšlas sumaišomas su augalininkystės ir maisto pramonės atliekomis santykiu 1: 3. Šios augalinės žaliavos naudojamos:
Žaliavos Produkcija iš 1 tonos žaliavų СН koncentracija4 Silosas iš kukurūzų stiebų ir burbuolių 400 m3 50–56 proc. Žolė ir grūdų silosas 200–230 m3 49–54 proc. Pašarinės bulvės, runkeliai, grūdai 500–600 m3 50–65 proc. Kepyklų ir maisto pramonės atliekos (sojos, avižos) 700–750 m3 55–58 proc. Augalinis aliejus, riebalai, glicerinas 8500–1200 m3 65–68 proc. Žaliavų negalima tiesiog išpilti į reaktorių, reikia tam tikro paruošimo. Originalus substratas susmulkinamas iki 0,4–0,7 mm frakcijos ir praskiedžiamas vandeniu maždaug 25–30% sausos medžiagos masės. Dideliais kiekiais mišinį reikia kruopščiau maišyti homogenizacijos įtaisuose, po to jis yra paruoštas krauti į reaktorių.
Bioreaktorių statyba
Reaktoriaus pastatymo sąlygų reikalavimai yra tokie patys kaip ir pasyvaus septinio rezervuaro. Pagrindinė bioreaktoriaus dalis yra skaidiklis – indas, kuriame vyksta visas fermentacijos procesas. Norint sumažinti masės šildymo išlaidas, reaktorius įkasamas į žemę. Taigi terpės temperatūra nenukrinta žemiau 12–16 ° C, o reakcijos metu susidarantis šilumos nutekėjimas išlieka minimalus.
Biodujų gamyklos schema: 1 – žaliavos pakrovimo bunkeris; 2 – biodujos; 3 – biomasė; 4 – rezervuaro kompensatorius; 5 – atliekų gavimo liukas; 6 – slėgio ribotuvas; 7 – dujų vamzdis; 8 – vandens sandariklis; 9 – vartotojams
Virškinimo įrenginiams iki 3 m33 leidžiama naudoti nailoninius konteinerius. Kadangi jų sienelių storis ir medžiaga netrukdo šilumos nutekėjimui, konteineriai yra padengti putų polistirolo arba drėgmei atsparios mineralinės vatos sluoksniais. Duobės dugnas yra betonuotas 7-10 cm ilgio lygintuvu su armatūra, kad reaktorius nebūtų išspaustas iš žemės.
Tinkamiausia medžiaga dideliems reaktoriams statyti yra gelžbetonis. Jis turi pakankamai stiprumo, mažą šilumos laidumą ir ilgą tarnavimo laiką. Prieš pilant kameros sienas, reikia sumontuoti pasvirusį vamzdį, kad mišinys būtų tiekiamas į reaktorių. Jo skersmuo yra 200-350 mm, apatinis galas turėtų būti 20-30 cm atstumu nuo apačios.
Viršutinėje viryklės dalyje yra dujų bakas – kupolas arba kūginė struktūra, kuri sukoncentruoja dujas viršutiniame taške. Dujų laikiklis gali būti pagamintas iš lakštinio metalo, tačiau nedidelėse instaliacijose arka pagaminta iš plytų mūro, o po to apmušama plienine tinkleliu ir tinkuojama. Statant dujų baką, jo viršutinėje dalyje būtina numatyti sandarų dviejų vamzdžių praėjimą: dujų įleidimui ir slėgio mažinimo vožtuvo montavimui. Kitas vamzdis, kurio skersmuo yra 50–70 mm, klojamas, kad išpumpuotų panaudotą masę.
Reaktoriaus talpa turi būti sandari ir atlaikyti 0,1 atm slėgį. Norėdami tai padaryti, vidinis viryklės paviršius yra padengtas ištisiniu padengto bitumo hidroizoliacijos sluoksniu, o dujų talpyklos viršuje sumontuotas sandarus liukas..
Dujų pašalinimas ir sodrinimas
Iš po dujų laikiklio kupolo dujos vamzdynu nukreipiamos į talpyklą su vandens sandarikliu. Vandens sluoksnio storis virš vamzdžio išleidimo lemia darbinį slėgį reaktoriuje ir paprastai yra 250–400 mm.
Po vandens sandarinimo dujos gali būti naudojamos šildymo įrangoje ir maisto ruošimui. Tačiau norint naudoti vidaus degimo variklius, reikalingas didesnis metano kiekis, todėl dujos yra prisotintos.
Pirmasis sodrinimo etapas yra sumažinti anglies dioksido koncentraciją dujose. Norėdami tai padaryti, galite naudoti specialią įrangą, veikiančią cheminės absorbcijos principu arba ant pusiau pralaidžių membranų. Namuose sodrinimas taip pat įmanomas praleidžiant dujas per vandens koloną, kurioje ištirpsta iki pusės CO2. Dujos per vamzdinius aeratorius purškiamos į mažus burbuliukus, gazuotas vanduo turi būti periodiškai pašalinamas ir purškiamas normaliomis atmosferos sąlygomis. Augalų auginimo kompleksuose toks vanduo sėkmingai naudojamas hidroponinėse sistemose.
Antrajame sodrinimo etape sumažėja dujų drėgmė. Ši savybė yra daugelyje gamykloje pagamintų tvarsčių įrengimų. Namų džiovintuvai atrodo kaip Z vamzdelis, užpildytas silikageliu.
Biodujų naudojimas: specifiškumas ir įranga
Dauguma šiuolaikinių šildymo įrangos modelių yra skirti darbui su biodujomis. Pasenusius katilus galima palyginti nesudėtingai pertvarkyti pakeičiant degiklį ir oro-dujų paruošimo įrenginį.
Norint gauti dujas esant darbiniam slėgiui, naudojamas įprastas stūmoklinis kompresorius su imtuvu, nustatytas veikti 1,2 karto didesniu nei projektinis slėgis slėgiu. Slėgį normalizuoja dujų slėgio reguliatorius. Tai padeda išvengti kritimų ir išlaikyti tolygią liepsną.
Bioreaktoriaus našumas turėtų būti bent 50% didesnis už sunaudojimą. Gaminant nesusidaro perteklinis dujų kiekis: kai slėgis viršija 0,05–0,065 atm, reakcija beveik visiškai sulėtėja ir atstatoma tik tada, kai dalis dujų išsiurbiama.
Biodujų įmonė: pelningai perdirba organines atliekas
Medžiagos turinys
Ar ši įmonė naudoja tam tikrą technologiją ar procesą, kad perdirbtų organines atliekas pelningai? Jei taip, tai kokiu būdu jie tai pasiekia ir kokios yra efektyviausios technologijos ar metodai šioje srityje?