ปฏิกิริยาเคมีในการผลิตก๊าซชีวภาพ ก๊าซชีวภาพ - มันคืออะไร?
การติดตั้งใหม่ ชาว Alemans ซึ่งอาศัยอยู่ในพื้นที่ชุ่มน้ำของลุ่มน้ำ Elbe จินตนาการถึงมังกรในท่อนไม้ในหนองน้ำ พวกเขาเชื่อว่าก๊าซไวไฟที่สะสมอยู่ในหลุมในหนองน้ำนั้นเป็นลมหายใจที่มีกลิ่นเหม็นของมังกร เพื่อเอาใจมังกร จึงได้โยนเครื่องสังเวยและอาหารที่เหลือลงหนองน้ำ ผู้คนเชื่อว่ามังกรมาในเวลากลางคืนและลมหายใจยังคงอยู่ในหลุม ชาว Alemans มีความคิดที่จะเย็บกันสาดจากหนังเพื่อคลุมหนองน้ำด้วยการส่งก๊าซผ่านท่อหนังไปที่บ้านของพวกเขาและเผามันเพื่อทำอาหาร สิ่งนี้เป็นเรื่องที่เข้าใจได้ เนื่องจากฟืนแห้งนั้นหายาก และก๊าซชีวภาพ (ก๊าซชีวภาพ) ก็ช่วยแก้ปัญหาได้อย่างสมบูรณ์แบบ มนุษยชาติเรียนรู้ที่จะใช้ก๊าซชีวภาพมานานแล้ว ในประเทศจีน ประวัติศาสตร์ย้อนกลับไป 5 พันปี ในอินเดีย - 2 พันปี
ธรรมชาติ กระบวนการทางชีวภาพการสลายตัว สารอินทรีย์ด้วยการก่อตัวของมีเทนไม่ได้เปลี่ยนแปลงไปในช่วงหลายพันปีที่ผ่านมา แต่ วิทยาศาสตร์สมัยใหม่และเทคโนโลยีได้สร้างอุปกรณ์และระบบเพื่อทำให้เทคโนโลยี "โบราณ" เหล่านี้คุ้มค่าและมีการใช้งานที่หลากหลาย
ก๊าซชีวภาพ- ก๊าซที่เกิดจากการหมักมีเทนของชีวมวล การสลายตัวของชีวมวลเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพล สามประเภทแบคทีเรีย.
โรงงานก๊าซชีวภาพ– การติดตั้งเพื่อผลิตก๊าซชีวภาพและผลพลอยได้ที่มีคุณค่าอื่น ๆ โดยการแปรรูปของเสียทางการเกษตร อุตสาหกรรมอาหาร,เศรษฐกิจเมือง.
การได้มาซึ่งก๊าซชีวภาพจาก ขยะอินทรีย์มีคุณสมบัติเชิงบวกดังต่อไปนี้:
- ดำเนินการฆ่าเชื้อ น้ำเสีย(โดยเฉพาะปศุสัตว์และเทศบาล) ปริมาณสารอินทรีย์จะลดลงสูงสุด 10 เท่า
- การประมวลผลแบบไม่ใช้ออกซิเจนของของเสียจากปศุสัตว์ ของเสียจากพืชผล และตะกอนเร่ง ทำให้ได้ปุ๋ยแร่พร้อมใช้ที่มีส่วนประกอบของไนโตรเจนและฟอสฟอรัสสูง (ไม่เหมือนกับ วิธีดั้งเดิมการเตรียมปุ๋ยอินทรีย์โดยใช้วิธีการทำปุ๋ยหมักในระหว่างที่สูญเสียไนโตรเจนมากถึง 30-40%)
- ด้วยการหมักมีเทนจะมีประสิทธิภาพสูง (80-90%) ในการแปลงพลังงานของสารอินทรีย์ให้เป็นก๊าซชีวภาพ
- ก๊าซชีวภาพสามารถนำมาใช้อย่างมีประสิทธิภาพสูงในการผลิตความร้อนและ พลังงานไฟฟ้าและเป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์ด้วย การเผาไหม้ภายใน;
- โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพสามารถตั้งอยู่ในภูมิภาคใดก็ได้ของประเทศและไม่จำเป็นต้องสร้างท่อส่งก๊าซราคาแพงและโครงสร้างพื้นฐานที่ซับซ้อน
- โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพสามารถแทนที่โรงต้มไอน้ำในภูมิภาคที่ล้าสมัยได้บางส่วนหรือทั้งหมด และจ่ายไฟฟ้าและความร้อนให้กับหมู่บ้าน เมือง และเมืองเล็กๆ ที่อยู่ใกล้เคียง
ผลประโยชน์ที่เจ้าของโรงงานก๊าซชีวภาพจะได้รับ
โดยตรง
- การผลิตก๊าซชีวภาพ (มีเทน)
- การผลิตไฟฟ้าและความร้อน
- การผลิตปุ๋ยที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม
ทางอ้อม
- ความเป็นอิสระจาก เครือข่ายแบบรวมศูนย์, อัตราภาษีของการผูกขาดตามธรรมชาติ, ความพอเพียงของไฟฟ้าและความร้อน
- ทางออกของทุกคน ปัญหาสิ่งแวดล้อมรัฐวิสาหกิจ
- การลดต้นทุนในการฝัง การกำจัด และการกำจัดขยะอย่างมีนัยสำคัญ
- โอกาส การผลิตของตัวเองเชื้อเพลิงมอเตอร์
- การลดต้นทุนบุคลากร
การผลิตก๊าซชีวภาพช่วยป้องกันการปล่อยก๊าซมีเทนสู่ชั้นบรรยากาศ มีเทนมีผลกระทบต่อภาวะเรือนกระจกมากกว่าคาร์บอนไดออกไซด์ถึง 21 เท่า และยังคงอยู่ในชั้นบรรยากาศได้นานถึง 12 ปี การดักจับก๊าซมีเทนเป็นการป้องกันระยะสั้นที่ดีที่สุด ภาวะโลกร้อน.
ปุ๋ยคอกแปรรูป ตะกอนและของเสียอื่น ๆ ถูกนำมาใช้เป็นปุ๋ย เกษตรกรรม- ซึ่งจะช่วยลดการใช้ปุ๋ยเคมีและลดภาระของน้ำใต้ดิน
ก๊าซชีวภาพถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับการผลิตไฟฟ้า ความร้อน หรือไอน้ำ หรือเป็นเชื้อเพลิงสำหรับยานพาหนะ
สามารถติดตั้งโรงผลิตก๊าซชีวภาพได้เช่น โรงบำบัดน้ำเสียในฟาร์ม ฟาร์มสัตว์ปีก โรงกลั่น โรงงานน้ำตาล โรงงานแปรรูปเนื้อสัตว์ โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพสามารถทดแทนโรงงานสัตวแพทย์และสุขาภิบาลได้ เช่น ซากสัตว์สามารถรีไซเคิลเป็นก๊าซชีวภาพแทนการผลิตเนื้อสัตว์และกระดูกป่น
ในกลุ่มประเทศอุตสาหกรรม สถานที่ชั้นนำในแง่ของตัวชี้วัดที่เกี่ยวข้อง เดนมาร์กเป็นของการผลิตและการใช้ก๊าซชีวภาพ - ก๊าซชีวภาพครอบครองมากถึง 18% ของสมดุลพลังงานทั้งหมด ในแง่ที่แน่นอนเยอรมนีครองตำแหน่งผู้นำในด้านจำนวนการติดตั้งขนาดกลางและขนาดใหญ่ - 8,000,000 หน่วย ใน ยุโรปตะวันตกฟาร์มสัตว์ปีกอย่างน้อยครึ่งหนึ่งได้รับความร้อนจากก๊าซชีวภาพ
ในอินเดีย เวียดนาม เนปาล และประเทศอื่นๆ มีการสร้างโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพขนาดเล็ก (ครอบครัวเดี่ยว) ก๊าซที่ผลิตขึ้นมานั้นใช้สำหรับปรุงอาหาร
โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพขนาดเล็กจำนวนมากที่สุดตั้งอยู่ในประเทศจีน - มากกว่า 10 ล้านแห่ง (ณ สิ้นปี 1990) พวกเขาผลิตก๊าซชีวภาพประมาณ 7 พันล้าน ลบ.ม. ต่อปี ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงสำหรับเกษตรกรประมาณ 60 ล้านคน ณ สิ้นปี 2549 มีโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพประมาณ 18 ล้านแห่งที่ดำเนินการในประเทศจีน การใช้งานทำให้สามารถทดแทนเชื้อเพลิงเทียบเท่าได้ 10.9 ล้านตัน
Volvo และ Scania ผลิตรถโดยสารที่ใช้เครื่องยนต์ก๊าซชีวภาพ รถโดยสารดังกล่าวมีการใช้งานอย่างแข็งขันในเมืองต่างๆ ของสวิตเซอร์แลนด์: เบิร์น, บาเซิล, เจนีวา, ลูเซิร์น และโลซาน ตามการคาดการณ์ของ Swiss Gas Industry Association ภายในปี 2010 10% ของรถยนต์ของสวิสจะใช้ก๊าซชีวภาพ
เมื่อต้นปี พ.ศ. 2552 เทศบาลออสโลได้เปลี่ยนรถโดยสารในเมือง 80 คันเป็นก๊าซชีวภาพ ราคาก๊าซชีวภาพอยู่ที่ 0.4 - 0.5 ยูโรต่อลิตรเทียบเท่าน้ำมันเบนซิน เมื่อการทดสอบเสร็จสิ้น รถบัส 400 คันจะถูกเปลี่ยนเป็นก๊าซชีวภาพ
ศักยภาพ
รัสเซียสะสมขยะอินทรีย์เทียบเท่าแห้งได้มากถึง 300 ล้านตันต่อปี: ผลผลิตทางการเกษตร 250 ล้านตัน, 50 ล้านตันในรูปของ ขยะในครัวเรือน- ของเสียเหล่านี้สามารถใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตก๊าซชีวภาพได้ ปริมาณก๊าซชีวภาพที่อาจเกิดขึ้นต่อปีอาจอยู่ที่ 90 พันล้าน ลบ.ม.
มีวัวประมาณ 8.5 ล้านตัวที่เลี้ยงในสหรัฐอเมริกา ก๊าซชีวภาพที่ผลิตจากมูลสัตว์จะเพียงพอสำหรับเป็นเชื้อเพลิงให้กับรถยนต์ 1 ล้านคัน
ศักยภาพของอุตสาหกรรมก๊าซชีวภาพในเยอรมนีคาดว่าจะมีพลังงานอยู่ที่ 100 พันล้านกิโลวัตต์ชั่วโมงภายในปี 2573 ซึ่งจะคิดเป็นประมาณ 10% ของการใช้พลังงานของประเทศ
ณ วันที่ 1 กุมภาพันธ์ 2552 ในยูเครนมีสิ่งอำนวยความสะดวกที่ซับซ้อน 8 อุตสาหกรรมเกษตรสำหรับการผลิตก๊าซชีวภาพในการดำเนินงานและในขั้นตอนการว่าจ้าง โครงการโรงไฟฟ้าก๊าซชีวภาพอีก 15 โครงการอยู่ในขั้นตอนการพัฒนา โดยเฉพาะในปี 2552-2553 มีการวางแผนที่จะแนะนำการผลิตก๊าซชีวภาพที่โรงกลั่น 10 แห่งซึ่งจะช่วยให้องค์กรต่างๆสามารถลดการบริโภคได้ ก๊าซธรรมชาติ 40%
ขึ้นอยู่กับวัสดุ
ปริมาณการใช้ไฟฟ้ามีเพิ่มขึ้นทุกวัน อัตราการใช้ก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน แต่ไม่ช้าก็เร็ววัตถุดิบสำหรับผลิตไฟฟ้าก็จะหมดลง ก๊าซชีวภาพสามารถเป็นทางเลือกที่ดีสำหรับวัตถุดิบในการผลิตไฟฟ้าต่างๆ
ก๊าซชีวภาพคืออะไร?
ก๊าซชีวภาพเป็นแหล่งพลังงานทางเลือกที่ไม่ใช่แบบดั้งเดิม การผลิตพลังงานประเภทนี้เป็นที่รู้จักในสมัยก่อน จีนโบราณแต่หลังจากนั้น หลายปีเขาถูกลืมอย่างปลอดภัย และอย่างที่พวกเขาพูดว่า: "ทุกสิ่งใหม่ก็ถูกลืมเลือนไปแล้ว"
ก๊าซชีวภาพเป็นผลิตภัณฑ์ที่ได้จากการหมักสารอินทรีย์แบบไม่ใช้ออกซิเจน กระบวนการทั้งหมดนี้เกิดขึ้นโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของอากาศ
ตัวอย่างของก๊าซชีวภาพคือก๊าซที่ถูกปล่อยออกมาเมื่อมีการหมักปุ๋ยคอกหรือของเสียในครัวเรือนอื่นๆ ก๊าซดังกล่าวอาจใช้เป็นแหล่งพลังงานในการเกษตรได้เป็นอย่างดี
ก๊าซชีวภาพผลิตได้อย่างไร?
การผลิตก๊าซชีวภาพเป็นวิธีการประมวลผลของเสียอินทรีย์และสัตว์ต่างๆ เพื่อผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพและปุ๋ยอินทรีย์ การผลิตพลังงานประเภทนี้เป็นวิธีแก้ปัญหาหลายประเด็น เช่น นิเวศวิทยา ทุน และเคมีเกษตร ปฏิกิริยาทางชีวเคมีขึ้นอยู่กับกระบวนการเน่าเปื่อยของปุ๋ยคอกและเศษซากพืชภายใต้สภาวะไร้ออกซิเจน โดยใช้กลุ่มจุลินทรีย์แบบไม่ใช้ออกซิเจนที่ช่วยเปลี่ยนฟอสฟอรัส โพแทสเซียม และไนโตรเจนให้อยู่ในรูปบริสุทธิ์ ฟอสฟอรัส โพแทสเซียม และไนโตรเจนในรูปแบบดังกล่าวจะถูกพืชดูดซึมได้ดีกว่ามากและยังทำลายศัตรูพืชได้อย่างสมบูรณ์อีกด้วย แน่นอนว่าเพื่อให้ดินมีปุ๋ยควรใช้ของเสียจากการผลิตก๊าซชีวภาพจะดีกว่า วิธีนี้จะทำให้คุณไม่ใช้ไนเตรตหรือไนไตรต์ใดๆ
กระบวนการผลิตก๊าซชีวภาพมีลักษณะเช่นนี้
ภาชนะที่ใช้ผลิตก๊าซชีวภาพเรียกว่าเครื่องย่อยหรือเครื่องปฏิกรณ์- หากคุณปฏิบัติตามกฎการผลิต ผลผลิตก๊าซชีวภาพจะอยู่ที่ประมาณ 2-3 ลูกบาศก์เมตรต่อลูกบาศก์เมตรของขยะอินทรีย์
ปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อกระบวนการหมัก:
- ระดับพีเอช;
- อุณหภูมิ;
- อัตราส่วนของคาร์บอน ไนโตรเจน และฟอสฟอรัส
- พื้นที่ผิวของอนุภาควัตถุดิบ
- ความชื้นในสิ่งแวดล้อม
- ความถี่ในการจ่ายสารตั้งต้น
- สารหน่วง;
- อาหารเสริมกระตุ้น
ลักษณะของก๊าซชีวภาพ
ก๊าซชีวภาพเป็นส่วนผสมของคาร์บอนไดออกไซด์และมีเทน เป็นผลิตภัณฑ์จากการหมักมีเทนอินทรียวัตถุจากสัตว์และ ต้นกำเนิดของพืช- การหมักมีเทนจึงเป็นผล การกระทำตามธรรมชาติ แบคทีเรียแบบไม่ใช้ออกซิเจน- กระบวนการนี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 15 ถึง 60 องศาในสามช่วง:
- 15-30 องศา - จิตประสาท;
- 30-45 องศา - mesophilic;
- 45-60 องศา - เทอร์โมฟิลิก
การสลายตัวของสารอินทรีย์ประกอบด้วยสามขั้นตอน:
- การละลายและการไฮโดรไลซิสของสารประกอบอินทรีย์
- การสร้างกรด;
- การสร้างเมทาโนเจเนซิส
ความชื้นในอากาศควรอยู่ระหว่าง 10 ถึง 98% เหมาะสมที่สุด - 91-92% ปริมาณมีเทนในก๊าซชีวภาพขึ้นอยู่กับ องค์ประกอบทางเคมีวัตถุดิบและสามารถเป็น 55-90%
วิธีทำความสะอาดก๊าซชีวภาพจากสิ่งสกปรก?
การทำให้ก๊าซชีวภาพบริสุทธิ์หรือการสร้างใหม่ขั้นตอนเดียวเกี่ยวข้องกับการกำจัดสิ่งเจือปนจนกว่าก๊าซชีวภาพจะได้สถานะของไบโอมีเทน หลังจากการทำให้บริสุทธิ์ ไบโอมีเทนสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์รถยนต์หรือใช้ในระบบจ่ายก๊าซได้อย่างง่ายดาย
หลักการทำงาน วิธีนี้เป็นดังนี้:
- ก๊าซชีวภาพถูกบีบอัดให้มีความดัน 9-11 บาร์
- ก๊าซดังกล่าวจะถูกส่งไปยังคอลัมน์การทำให้บริสุทธิ์และภายใต้ความกดดัน น้ำเย็นเคลียร์;
ดังนั้น, คาร์บอนไดออกไซด์และสิ่งสกปรกไฮโดรเจนซัลไฟด์จะถูกกำจัดออกเนื่องจากสามารถละลายน้ำได้ดี ข้อได้เปรียบหลักของการทำให้บริสุทธิ์ดังกล่าวคือต้นทุนต่ำ เนื่องจากองค์ประกอบหลักของการทำให้บริสุทธิ์ก๊าซชีวภาพคือน้ำ
จะลดความชื้นในก๊าซชีวภาพได้อย่างไร?
การลดสัดส่วนความชื้นในก๊าซชีวภาพสามารถทำได้โดยใช้เครื่องจักรเฉพาะทางเท่านั้น วิธีที่ง่ายที่สุดในการกำจัดความชื้นคือการเปลี่ยนอุณหภูมิ ภายใต้อิทธิพล อุณหภูมิเย็นความชื้นควบแน่นเป็นไอน้ำ หลังจากขั้นตอนนี้ ปริมาณความชื้นในก๊าซจะลดลง 3-5 เท่า ก๊าซชีวภาพจะถูกส่งลงท่อใต้ดินซึ่งน้ำจะลงไป จากนั้นอุณหภูมิก็จะสูงขึ้น ทำให้ก๊าซมีโอกาสที่จะสูงขึ้นและอุ่นขึ้น
ก๊าซชีวภาพใช้ที่ไหน?
- ดังที่ได้กล่าวไปแล้วก๊าซชีวภาพเป็นวัตถุดิบในการผลิตไฟฟ้าและเชื้อเพลิงรถยนต์
- ในสถานประกอบการ การใช้ก๊าซชีวภาพจะช่วยประหยัดได้มาก และทั้งหมดนี้เพราะคุณไม่จำเป็นต้องสร้างท่อส่งก๊าซ สายไฟฟ้า หรือถังขยะ การติดตั้งนี้จะช่วยให้คุณประหยัดประมาณ 30-40% ของต้นทุนของระบบก๊าซชีวภาพทั้งหมด
- โรงงานก๊าซชีวภาพสามารถใช้เป็นโรงบำบัดน้ำเสียได้ ด้วยการติดตั้งโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพในฟาร์ม โรงงาน หรือศูนย์อุตสาหกรรม คุณจะไม่เพียงแต่สามารถกำจัดของเสียได้ตลอดไป แต่ยังได้รับวัตถุดิบสำหรับไฟฟ้าและเชื้อเพลิงอีกด้วย
วิธีการติดตั้งโรงงานก๊าซชีวภาพด้วยมือของคุณเอง?
กระบวนการผลิตก๊าซชีวภาพที่บ้านต้องใช้แรงงานค่อนข้างมาก ลองคิดดูว่าคุณสามารถรับมือได้หรือไม่ งานนี้. โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพแห่งนี้จะช่วยให้คุณประหยัดเงินค่าเชื้อเพลิงและไฟฟ้า.
ในการผลิตก๊าซชีวภาพ คุณต้องมีการติดตั้งแบบพิเศษ ซึ่งสามารถทำจากของเก่าและไม่จำเป็นอีกต่อไป จากหม้อต้มและกระทะโลหะแบบเก่าคุณสามารถสร้างเครื่องปฏิกรณ์สำหรับการติดตั้งในอนาคตได้ รูปร่างที่เหมาะสมที่สุดคือทรงกระบอก
ข้อกำหนดหลักสำหรับเครื่องปฏิกรณ์ในอนาคต:
- น้ำและกันน้ำ การผสมอากาศและก๊าซระหว่างการหมักถือเป็นอันตรายอย่างยิ่ง เครื่องปฏิกรณ์ของคุณอาจร้าวหรือในกรณีที่เลวร้ายที่สุดอาจระเบิดได้ ดังนั้นเพื่อความปลอดภัยที่มากขึ้นคุณต้องติดตั้งปะเก็นปิดผนึกระหว่างฝาและตัวเครื่อง
- ฉนวนกันความร้อนเพียงพอ
- มีความน่าเชื่อถือ ในระหว่างปฏิกิริยาที่ก่อให้เกิดก๊าซชีวภาพ ก๊าซจำนวนมากจะถูกปล่อยออกมา แรงกดดันสามารถสร้างความเสียหายให้กับเครื่องปฏิกรณ์ของคุณและอาจระเบิดได้
ในการรับก๊าซชีวภาพคุณจะต้อง:
- ผสมปุ๋ยคอก 2 ตันกับฮิวมัส 4 ตัน
- เติมน้ำลงในส่วนผสม
- วางส่วนผสมลงในหลุมและใช้เครื่องทำความร้อนเพื่อให้ความร้อนถึง 45°C จากนั้นส่วนผสมจะเริ่มหมักและไม่มีอากาศเข้าไป ส่วนผสมจะอุ่นขึ้นถึง 80°C
เพื่อป้องกันไม่ให้แรงดันแก๊สระเบิดเครื่องปฏิกรณ์ แนะนำให้ติดเครื่องถ่วงโดยใช้สายเคเบิล ส่วนผสมหกตันเพียงพอสำหรับการติดตั้งให้ใช้งานได้หกเดือน
ถ้าเราคุยกัน ในภาษาง่ายๆมีการติดตั้งถังปิดผนึกไว้ในหลุมซึ่งทำหน้าที่เป็นเครื่องปฏิกรณ์ ขยะอินทรีย์ถูกเก็บไว้ในนั้น ในการติดตั้งดังกล่าวจำเป็นต้องมีช่องจ่ายแก๊ส
ตอนนี้คุณเพียงแค่ต้องรอให้จุลินทรีย์ทำงานและหมักมวล หลังจากนี้คุณจะสามารถได้รับก๊าซชีวภาพ และของเสียจากการผลิตก๊าซชีวภาพก็สามารถกลายเป็นปุ๋ยชั้นดีได้
หลังจากที่จุลินทรีย์หมักมวลนี้แล้ว ก็จำเป็นต้องขนถ่ายออก จะต้องดำเนินการผ่านรูพิเศษ มวลหมักจะต้องถูกวางไว้ชั่วคราวในภาชนะซึ่งจะต้องมีปริมาตรไม่น้อยไปกว่าเครื่องปฏิกรณ์
สำหรับ การผลิตด้วยตนเองเมื่อติดตั้งโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพแนะนำให้ปฏิบัติตามลำดับต่อไปนี้:
- เลือกสถานที่ที่จะติดตั้งเครื่องปฏิกรณ์ในอนาคต และคำนวณปริมาณของเสียรายวันเพื่อกำหนดปริมาตรของเครื่องปฏิกรณ์
- ติดตั้งท่อขนถ่าย และเตรียมหลุมสำหรับโรงงานก๊าซชีวภาพ
- ติดตั้งถังบรรจุและท่อจ่ายแก๊ส
- ติดตั้งฝาครอบฟักที่จะใช้สำหรับบำรุงรักษาและซ่อมแซมเครื่องปฏิกรณ์
- ตรวจสอบเครื่องปฏิกรณ์เพื่อหารอยรั่วและฉนวนกันความร้อน
ทางที่ดีควรสร้างผนังเครื่องปฏิกรณ์จากคอนกรีตเพื่อให้มีอากาศถ่ายเทและเชื่อถือได้มากขึ้น มวลที่คุณบรรจุลงในโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพไม่ควรมียาปฏิชีวนะหรือตัวทำละลาย ส่งผลเสียต่อการทำงานของจุลินทรีย์
เมื่อสร้างการติดตั้งดังกล่าว ควรคำนึงถึงข้อควรระวังด้านความปลอดภัย ไม่จำเป็นต้องวางไว้ใกล้บ้านหรือสถานที่ธุรกิจของคุณ
ก๊าซชีวภาพ- ก๊าซที่เกิดจากการหมักมีเทนของชีวมวล การสลายตัวของชีวมวลเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของแบคทีเรียสามประเภท
ในห่วงโซ่อาหาร แบคทีเรียที่ตามมาจะกินของเสียจากแบคทีเรียที่ตามมา
ประเภทแรกคือแบคทีเรียไฮโดรไลติก ประเภทที่สองคือการสร้างกรด และประเภทที่สามคือการสร้างมีเทน
ไม่เพียงแต่แบคทีเรียในกลุ่มมีทาโนเจนเท่านั้น แต่ทั้งสามสายพันธุ์ยังเกี่ยวข้องกับการผลิตก๊าซชีวภาพอีกด้วย ในระหว่างกระบวนการหมัก ก๊าซชีวภาพจะผลิตจากขยะชีวภาพ ก๊าซนี้สามารถใช้ได้เช่นเดียวกับก๊าซธรรมชาติทั่วไป - เพื่อให้ความร้อนและผลิตไฟฟ้า สามารถอัดใช้เติมน้ำมันรถสะสมปั้มได้ โดยพื้นฐานแล้ว ในฐานะเจ้าของและเจ้าของโดยชอบธรรม คุณจะได้รับเป็นของตัวเอง บ่อแก๊สและรายได้จากมัน ไม่จำเป็นต้องลงทะเบียนการติดตั้งของคุณเองที่ใดก็ได้
องค์ประกอบและคุณภาพของก๊าซชีวภาพ
มีเทน 50-87%, CO2 13-50%, สิ่งเจือปนเล็กน้อยของ H2 และ H2S หลังจากทำความสะอาดก๊าซชีวภาพจาก CO2 จะได้ไบโอมีเทน นี่เป็นอะนาล็อกที่สมบูรณ์ของก๊าซธรรมชาติข้อแตกต่างเพียงอย่างเดียวอยู่ที่แหล่งกำเนิด
เนื่องจากมีเพียงมีเทนเท่านั้นที่จ่ายพลังงานจากก๊าซชีวภาพ จึงแนะนำให้อธิบายคุณภาพของก๊าซ ผลผลิตก๊าซ และปริมาณของก๊าซเพื่ออ้างอิงทุกสิ่งว่าเป็นมีเทน พร้อมด้วยตัวชี้วัดที่เป็นมาตรฐาน
ปริมาตรของก๊าซขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและความดัน อุณหภูมิสูงนำไปสู่การยืดตัวของแก๊สและระดับแคลอรี่ที่ลดลงตามปริมาตร และในทางกลับกัน เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้น ปริมาณแคลอรี่ของก๊าซก็จะลดลงด้วย เพื่อที่จะเปรียบเทียบผลผลิตก๊าซซึ่งกันและกันจำเป็นต้องสัมพันธ์กับสถานะปกติ (อุณหภูมิ 0 C ความดันบรรยากาศ 1 บาร์ ความชื้นสัมพัทธ์ก๊าซ 0%) โดยทั่วไป ข้อมูลการผลิตก๊าซจะแสดงเป็นลิตร (l) หรือลูกบาศก์เมตรของมีเทนต่อกิโลกรัมของสารอินทรีย์แห้ง (oDM) สิ่งนี้มีความแม่นยำและฝีปากมากกว่าข้อมูลในหน่วยลูกบาศก์เมตรของก๊าซชีวภาพในลูกบาศก์เมตรของสารตั้งต้นสด
วัตถุดิบสำหรับการผลิตก๊าซชีวภาพ
รายชื่อขยะอินทรีย์ที่เหมาะสำหรับการผลิตก๊าซชีวภาพ: มูลสัตว์ มูลนก โรงกลั่นธัญพืชและชอล์ก เมล็ดพืชที่ใช้แล้ว เยื่อหัวบีท กากตะกอนอุจจาระ ของเสียจากร้านปลาและโรงฆ่าสัตว์ (เลือด ไขมัน ลำไส้ อ้อย) หญ้า ขยะในครัวเรือน, ของเสียจากผลิตภัณฑ์นม - เวย์รสเค็มและหวาน, ของเสียจากการผลิตไบโอดีเซล - กลีเซอรีนทางเทคนิคจากการผลิตไบโอดีเซลจากเรพซีด, ของเสียจากการผลิตน้ำผลไม้ - ผลไม้, เบอร์รี่, เยื่อผัก, กากองุ่น, สาหร่าย, ของเสียจากการผลิตแป้งและกากน้ำตาล - เยื่อและน้ำเชื่อม, ของเสียจากการแปรรูปมันฝรั่ง, การผลิตมันฝรั่งทอดกรอบ - เปลือก, เปลือก, หัวเน่า, เยื่อกาแฟ
การคำนวณก๊าซชีวภาพที่เป็นประโยชน์ในฟาร์ม
ผลผลิตก๊าซชีวภาพขึ้นอยู่กับปริมาณวัตถุแห้งและประเภทของวัตถุดิบที่ใช้ จากมูลสัตว์ขนาดใหญ่จำนวนหนึ่งตัน วัวได้ก๊าซชีวภาพ 50-65 ลบ.ม. โดยมีปริมาณมีเทน 60%, ก๊าซชีวภาพ 150-500 ลบ.ม. จากพืชประเภทต่าง ๆ ที่มีปริมาณมีเทนสูงถึง 70% ปริมาณสูงสุดก๊าซชีวภาพ - 1,300 m3 ที่มีปริมาณมีเทนสูงถึง 87% - สามารถหาได้จากไขมัน
มีความแตกต่างระหว่างผลผลิตก๊าซในทางทฤษฎี (ที่เป็นไปได้ทางกายภาพ) และความเป็นไปได้ทางเทคนิค ในช่วงทศวรรษปี 1950-1970 ปริมาณก๊าซที่เป็นไปได้ทางเทคนิคมีเพียง 20-30% ของปริมาณก๊าซตามทฤษฎี ปัจจุบัน การใช้เอนไซม์ บูสเตอร์สำหรับการย่อยสลายวัตถุดิบ (คาวิเทเตอร์อัลตราโซนิกหรือของเหลว) และอุปกรณ์อื่นๆ ทำให้สามารถเพิ่มผลผลิตก๊าซชีวภาพในโรงงานทั่วไปจาก 60% เป็น 95%
ในการคำนวณก๊าซชีวภาพ จะใช้แนวคิดเรื่องวัตถุแห้ง (DM หรือ TS ภาษาอังกฤษ) หรือกากแห้ง (CO) น้ำที่มีอยู่ในชีวมวลนั้นไม่ได้ผลิตก๊าซ
ในทางปฏิบัติจากวัตถุแห้ง 1 กิโลกรัม จะได้ก๊าซชีวภาพ 300 ถึง 500 ลิตร
ในการคำนวณผลผลิตก๊าซชีวภาพจากวัตถุดิบเฉพาะ จำเป็นต้องทำการทดสอบในห้องปฏิบัติการหรือดูข้อมูลอ้างอิง จากนั้นจึงพิจารณาปริมาณไขมัน โปรตีน และคาร์โบไฮเดรต เมื่อพิจารณาสิ่งหลัง สิ่งสำคัญคือต้องค้นหาเปอร์เซ็นต์ของการย่อยสลายอย่างรวดเร็ว (ฟรุกโตส น้ำตาล ซูโครส แป้ง) และสารที่ย่อยสลายยาก (เซลลูโลส เฮมิเซลลูโลส ลิกนิน)
เมื่อพิจารณาเนื้อหาของสารแล้ว คุณสามารถคำนวณผลผลิตก๊าซของสารแต่ละชนิดแยกกันแล้วบวกเข้าด้วยกัน เมื่อก๊าซชีวภาพเกี่ยวข้องกับปุ๋ยคอก (ในพื้นที่ชนบทสถานการณ์เช่นนี้ยังคงดำเนินต่อไปจนถึงทุกวันนี้ - ฉันถามในศูนย์ภูมิภาคไทกา Verkhovazhye ภูมิภาคโวลอกดา) ใช้แนวคิด “หน่วยสัตว์” ทุกวันนี้ เมื่อพวกเขาเรียนรู้ที่จะผลิตก๊าซชีวภาพจากวัตถุดิบอินทรีย์ที่หาได้ทั่วไป แนวคิดนี้ได้ย้ายออกไปและหยุดใช้
แต่นอกเหนือจากของเสียแล้ว ก๊าซชีวภาพยังสามารถผลิตได้จากพืชพลังงานที่ปลูกเป็นพิเศษ เช่น จากข้าวโพดหมักหรือซิลเฟียม เช่นเดียวกับสาหร่าย ปริมาณก๊าซสามารถเข้าถึงได้สูงสุด 500 m3 จาก 1 ตัน
ก๊าซฝังกลบเป็นก๊าซชีวภาพชนิดหนึ่ง ได้มาจากการฝังกลบจากขยะในครัวเรือนของเทศบาล
ด้านสิ่งแวดล้อมในการใช้ก๊าซชีวภาพ
การผลิตก๊าซชีวภาพช่วยป้องกันการปล่อยก๊าซมีเทนสู่ชั้นบรรยากาศ มีเทนมีผลกระทบต่อภาวะเรือนกระจกมากกว่าส่วนผสมของ CO2 ถึง 21 เท่า และยังคงอยู่ในชั้นบรรยากาศได้นานถึง 12 ปี การจับและจำกัดการแพร่กระจายของมีเทนเป็นวิธีระยะสั้นที่ดีที่สุดในการป้องกันภาวะโลกร้อน นี่คือจุดที่เมื่อถึงจุดตัดของการวิจัย วิทยาศาสตร์อีกสาขาหนึ่งที่ได้รับการวิจัยเพียงเล็กน้อยก็ปรากฏตัวออกมา
ปุ๋ยคอกแปรรูป กากตะกอน และของเสียอื่น ๆ ถูกนำมาใช้เป็นปุ๋ยในการเกษตร ซึ่งจะช่วยลดการใช้ปุ๋ยเคมีและลดภาระของน้ำใต้ดิน
การผลิตก๊าซชีวภาพ
มีการติดตั้งโรงงานอุตสาหกรรมและหัตถกรรม
การติดตั้งทางอุตสาหกรรมแตกต่างจากการติดตั้งแบบงานฝีมือตรงที่ต้องใช้เครื่องจักร ระบบทำความร้อน การทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน และระบบอัตโนมัติ ที่พบบ่อยที่สุด วิธีการทางอุตสาหกรรม- การย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนในเครื่องย่อย
โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพที่เชื่อถือได้จะต้องมีชิ้นส่วนที่จำเป็น:
ถังทำให้เป็นเนื้อเดียวกัน
รถตักวัตถุดิบที่เป็นของแข็ง (ของเหลว)
เครื่องปฏิกรณ์เอง
เครื่องกวน;
ที่วางแก๊ส
ระบบผสมน้ำและความร้อน
ระบบแก๊ส;
สถานีสูบน้ำ
ตัวคั่น;
อุปกรณ์ควบคุม
ระบบรักษาความปลอดภัย
คุณสมบัติของโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพ
ในโรงงานอุตสาหกรรม ของเสีย (วัตถุดิบ) จะถูกป้อนเข้าไปในเครื่องปฏิกรณ์เป็นระยะโดยใช้สถานีสูบน้ำหรือตัวตัก เครื่องปฏิกรณ์เป็นถังคอนกรีตเสริมเหล็กที่ให้ความร้อนและหุ้มฉนวนพร้อมกับเครื่องผสม
แบคทีเรียที่เป็นประโยชน์ “มีชีวิตอยู่” ในเครื่องปฏิกรณ์และกินของเสีย ของเสียจากแบคทีเรียคือก๊าซชีวภาพ เพื่อรักษาอายุของแบคทีเรียจำเป็นต้องจัดหาอาหารสัตว์ - ของเสีย, ให้ความร้อนถึง 35 ° C และผสมเป็นระยะ ก๊าซชีวภาพที่เกิดขึ้นจะสะสมในสถานที่จัดเก็บ (ที่เก็บก๊าซ) จากนั้นผ่านระบบการทำให้บริสุทธิ์และถูกส่งไปยังผู้บริโภค (หม้อไอน้ำหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า) เครื่องปฏิกรณ์ทำงานโดยไม่มีอากาศเข้าถึง ได้รับการปิดผนึกในทางปฏิบัติและไม่เป็นอันตราย
ในการหมักวัตถุดิบบางประเภทในรูปแบบบริสุทธิ์ จำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีสองขั้นตอนพิเศษ
ตัวอย่างเช่น มูลนกและแอลกอฮอล์ที่ตกค้างจะไม่ถูกแปรรูปเป็นก๊าซชีวภาพในเครื่องปฏิกรณ์แบบธรรมดา ในการประมวลผลวัตถุดิบดังกล่าว จำเป็นต้องมีเครื่องปฏิกรณ์ไฮโดรไลซิสเพิ่มเติม ช่วยให้คุณควบคุมระดับความเป็นกรดได้ดังนั้นแบคทีเรียจึงไม่ตายเนื่องจากปริมาณกรดหรือด่างเพิ่มขึ้น
ปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพลต่อกระบวนการหมัก:
อุณหภูมิ;
ความชื้นในสิ่งแวดล้อม
ระดับพีเอช;
อัตราส่วน C:N:P;
พื้นที่ผิวของอนุภาควัตถุดิบ
ความถี่ในการจ่ายสารตั้งต้น
สารที่ทำให้ปฏิกิริยาช้าลง
อาหารเสริมกระตุ้น
การประยุกต์ใช้ก๊าซชีวภาพ
ก๊าซชีวภาพถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตไฟฟ้า ความร้อน หรือไอน้ำ หรือเป็นเชื้อเพลิงในยานพาหนะ โรงงานก๊าซชีวภาพสามารถใช้เป็นสถานบำบัดในฟาร์ม ฟาร์มสัตว์ปีก โรงกลั่น โรงงานน้ำตาล โรงงานแปรรูปเนื้อสัตว์ และในกรณีพิเศษ โรงงานดังกล่าวยังสามารถแทนที่โรงงานสัตวแพทย์และสุขาภิบาลได้ ซึ่งซากสัตว์สามารถนำไปรีไซเคิลเป็นก๊าซชีวภาพแทนการผลิตเนื้อสัตว์และ ป่นกระดูก
ปัญหาการผลิตมีเทนเป็นที่สนใจของเจ้าของฟาร์มเอกชนที่เลี้ยงสัตว์ปีกหรือสุกรและเลี้ยงวัวด้วย ตามกฎแล้ว ฟาร์มดังกล่าวจะผลิตขยะอินทรีย์จากสัตว์จำนวนมาก ซึ่งสามารถนำมาซึ่งประโยชน์อย่างมากจากการเป็นแหล่งเชื้อเพลิงราคาถูก เป้า ของวัสดุนี้– บอกเราถึงวิธีผลิตก๊าซชีวภาพที่บ้านโดยใช้ขยะแบบเดียวกันนี้
ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับก๊าซชีวภาพ
ที่ได้มาจากปุ๋ยคอกต่างๆและ มูลนกก๊าซชีวภาพที่บ้าน ส่วนใหญ่ประกอบด้วยมีเทน มีตั้งแต่ 50 ถึง 80% ขึ้นอยู่กับของเสียที่ใช้ในการผลิต มีเธนแบบเดียวกับที่เผาไหม้ในเตาและหม้อต้มของเรา และบางครั้งเราก็ต้องจ่ายเงินเป็นจำนวนมากตามการอ่านมิเตอร์
เพื่อให้ทราบถึงปริมาณเชื้อเพลิงที่สามารถผลิตได้ในทางทฤษฎีเมื่อเลี้ยงสัตว์ไว้ที่บ้านหรือในประเทศเราจึงนำเสนอตารางพร้อมข้อมูลเกี่ยวกับผลผลิตก๊าซชีวภาพและปริมาณมีเทนบริสุทธิ์:
ดังที่สามารถเข้าใจได้จากตารางสำหรับ การผลิตที่มีประสิทธิภาพก๊าซจากมูลโคและของเสียจากหญ้าหมักจะต้องใช้วัตถุดิบค่อนข้างมาก การสกัดเชื้อเพลิงจากมูลสุกรและมูลไก่งวงจะทำกำไรได้มากกว่า
ส่วนแบ่งที่เหลือของสาร (25-45%) ที่ประกอบเป็นก๊าซชีวภาพในบ้านคือคาร์บอนไดออกไซด์ (มากถึง 43%) และไฮโดรเจนซัลไฟด์ (1%) เชื้อเพลิงยังประกอบด้วยไนโตรเจน แอมโมเนีย และออกซิเจน แต่มีปริมาณน้อย อย่างไรก็ตามต้องขอบคุณการปล่อยไฮโดรเจนซัลไฟด์และแอมโมเนียที่ทำให้กองปุ๋ยส่งกลิ่น "น่าพอใจ" ที่คุ้นเคย ในส่วนของปริมาณพลังงาน มีเทน 1 ลูกบาศก์เมตร ในทางทฤษฎีสามารถปล่อยพลังงานความร้อนได้มากถึง 25 MJ (6.95 kW) เมื่อถูกเผา ความร้อนจำเพาะการเผาไหม้ของก๊าซชีวภาพขึ้นอยู่กับสัดส่วนของมีเทนในองค์ประกอบ
สำหรับการอ้างอิงในทางปฏิบัติได้รับการยืนยันแล้วว่าการให้ความร้อนแก่บ้านที่มีฉนวนตั้งอยู่ เลนกลางต้องใช้เชื้อเพลิงชีวภาพประมาณ 45 ลบ.ม. ต่อพื้นที่ 1 ตารางเมตรต่อฤดูร้อน
ธรรมชาติจัดวางในลักษณะที่ก๊าซชีวภาพจากมูลสัตว์เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ โดยไม่คำนึงว่าเราต้องการได้รับหรือไม่ก็ตาม กองมูลสัตว์เน่าเปื่อยภายในหนึ่งปีถึงหนึ่งปีครึ่ง เพียงแค่อยู่ในที่โล่งหรือใต้พื้นดิน อุณหภูมิติดลบ- ตลอดเวลานี้ปล่อยก๊าซชีวภาพออกมา แต่เฉพาะในเท่านั้น ปริมาณเล็กน้อยเนื่องจากกระบวนการจะขยายออกไปตามกาลเวลา สาเหตุมาจากจุลินทรีย์หลายร้อยชนิดที่พบในมูลสัตว์ นั่นคือไม่จำเป็นต้องมีสิ่งใดในการเริ่มวิวัฒนาการของก๊าซ มันจะเกิดขึ้นเอง แต่เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการและเร่งความเร็ว จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์พิเศษ ซึ่งจะกล่าวถึงต่อไป
เทคโนโลยีก๊าซชีวภาพ
สาระสำคัญของการผลิตที่มีประสิทธิภาพคือการเร่งความเร็ว กระบวนการทางธรรมชาติการสลายตัวของสารอินทรีย์ เมื่อต้องการทำเช่นนี้ แบคทีเรียในนั้นจำเป็นต้องสร้าง เงื่อนไขที่ดีที่สุดเพื่อการสืบพันธุ์และการรีไซเคิลขยะ และเงื่อนไขแรกคือการวางวัตถุดิบในภาชนะปิด - เครื่องปฏิกรณ์ หรือ - เครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพ ของเสียจะถูกบดและผสมในเครื่องปฏิกรณ์ด้วยน้ำสะอาดตามปริมาณที่คำนวณได้จนกระทั่งได้สารตั้งต้นเริ่มต้น
บันทึก. น้ำสะอาดจำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่าสารที่ส่งผลเสียต่อชีวิตของแบคทีเรียจะไม่เข้าสู่สารตั้งต้น ส่งผลให้กระบวนการหมักช้าลงอย่างมาก
โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพทางอุตสาหกรรมติดตั้งระบบทำความร้อนพื้นผิว วิธีการผสมและควบคุมความเป็นกรดของสิ่งแวดล้อม การกวนจะดำเนินการเพื่อกำจัดเปลือกแข็งออกจากพื้นผิวซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการหมักและรบกวนการปล่อยก๊าซชีวภาพ ระยะเวลาของกระบวนการทางเทคโนโลยีคืออย่างน้อย 15 วัน ซึ่งในระหว่างนั้นระดับการสลายตัวจะถึง 25% เชื่อกันว่าผลผลิตเชื้อเพลิงสูงสุดเกิดขึ้นมากถึง 33% ของการสลายตัวของชีวมวล
เทคโนโลยีนี้ช่วยให้มีการต่ออายุพื้นผิวใหม่ทุกวันซึ่งช่วยให้มั่นใจได้ถึงการผลิตก๊าซจากมูลสัตว์อย่างเข้มข้นในการติดตั้งทางอุตสาหกรรมจะมีปริมาณหลายร้อยลูกบาศก์เมตรต่อวัน ส่วนหนึ่งของมวลของเสียซึ่งคิดเป็นประมาณ 5% ของปริมาตรทั้งหมดจะถูกลบออกจากเครื่องปฏิกรณ์ และบรรจุวัตถุดิบทางชีวภาพสดในปริมาณเท่ากันเข้าที่ การนำวัสดุเหลือทิ้งมาใช้เป็น ปุ๋ยอินทรีย์สาขา
แผนภาพโรงงานก๊าซชีวภาพ
การผลิตก๊าซชีวภาพที่บ้านเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างเช่นนั้น เงื่อนไขที่ดีสำหรับจุลินทรีย์ เช่น การผลิตภาคอุตสาหกรรม- ก่อนอื่นข้อความนี้เกี่ยวข้องกับการจัดระเบียบเครื่องทำความร้อน ดังที่ทราบกันดีว่าสิ่งนี้ต้องใช้ค่าใช้จ่ายด้านพลังงานซึ่งส่งผลให้ต้นทุนเชื้อเพลิงเพิ่มขึ้นอย่างมาก ค่อนข้างเป็นไปได้ที่จะควบคุมการปฏิบัติตามสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างเล็กน้อยซึ่งอยู่ในกระบวนการหมัก แต่ในกรณีที่มีการเบี่ยงเบนจะแก้ไขได้อย่างไร? ค่าใช้จ่ายอีกแล้ว.
เจ้าของฟาร์มส่วนตัวที่ต้องการผลิตก๊าซชีวภาพด้วยมือของตัวเองแนะนำให้สร้างเครื่องปฏิกรณ์ที่ออกแบบเรียบง่ายจากวัสดุที่มีอยู่แล้วปรับปรุงให้ทันสมัยตามความสามารถของพวกเขา สิ่งที่ต้องทำ:
- ภาชนะที่ปิดสนิทที่มีปริมาตรอย่างน้อย 1 ลบ.ม. ถังและถังขนาดเล็กต่าง ๆ ก็เหมาะสมเช่นกัน แต่เชื้อเพลิงจะถูกปล่อยออกมาเล็กน้อยเนื่องจากปริมาณวัตถุดิบไม่เพียงพอ ปริมาณการผลิตดังกล่าวจะไม่เหมาะกับคุณ
- เมื่อจัดการผลิตก๊าซชีวภาพที่บ้าน คุณไม่น่าจะทำให้ภาชนะร้อน แต่คุณต้องหุ้มฉนวนอย่างแน่นอน อีกทางเลือกหนึ่งคือการฝังเครื่องปฏิกรณ์ลงในพื้นดินเพื่อเป็นฉนวนความร้อนส่วนบน
- ติดตั้งเครื่องกวนแบบแมนนวลทุกรูปแบบในเครื่องปฏิกรณ์ โดยขยายด้ามจับออกไป ฝาครอบด้านบน- ต้องปิดผนึกชุดประกอบทางมือจับ
- จัดหาท่อสำหรับจ่ายและขนถ่ายสารตั้งต้น ตลอดจนรวบรวมก๊าซชีวภาพ
ด้านล่างนี้เป็นแผนภาพของโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพที่อยู่ต่ำกว่าระดับพื้นดิน:
1 – เครื่องกำเนิดเชื้อเพลิง (ภาชนะที่ทำจากโลหะ พลาสติก หรือคอนกรีต) 2 — ถังสำหรับเติมวัสดุพิมพ์; 3 – ฟักทางเทคนิค; 4 – เรือทำหน้าที่เป็นผนึกน้ำ; 5 – ช่องทางสำหรับขนถ่ายของเสีย; 6 – ท่อเก็บตัวอย่างก๊าซชีวภาพ
วิธีรับก๊าซชีวภาพที่บ้าน?
การดำเนินการขั้นแรกคือการบดของเสียให้เป็นเศษส่วนที่มีขนาดไม่เกิน 10 มม. ทำให้เตรียมพื้นผิวได้ง่ายขึ้นมาก และแบคทีเรียจะแปรรูปวัตถุดิบได้ง่ายขึ้น มวลที่ได้จะถูกผสมกับน้ำอย่างทั่วถึงปริมาณประมาณ 0.7 ลิตรต่ออินทรียวัตถุ 1 กิโลกรัม ตามที่กล่าวข้างต้นควรใช้เฉพาะน้ำสะอาดเท่านั้น จากนั้นโรงงานก๊าซชีวภาพที่ผลิตเองจะเต็มไปด้วยสารตั้งต้น หลังจากนั้นเครื่องปฏิกรณ์จะถูกปิดผนึกอย่างแน่นหนา
หลายครั้งในระหว่างวันคุณต้องไปที่ภาชนะเพื่อผสมเนื้อหา ในวันที่ 5 คุณสามารถตรวจสอบว่ามีก๊าซอยู่หรือไม่ และหากปรากฏขึ้น ให้ปั๊มออกเป็นระยะ ๆ ด้วยคอมเพรสเซอร์เข้าไปในกระบอกสูบ หากไม่ดำเนินการตามเวลา ความดันภายในเครื่องปฏิกรณ์จะเพิ่มขึ้น และการหมักจะช้าลงหรือหยุดไปเลย หลังจากผ่านไป 15 วัน จำเป็นต้องขนถ่ายส่วนหนึ่งของวัสดุพิมพ์ออก และเติมวัสดุพิมพ์ใหม่ในปริมาณเท่ากัน คุณสามารถหาข้อมูลเพิ่มเติมได้โดยดูวิดีโอ:
บทสรุป
มีแนวโน้มว่า การติดตั้งที่ง่ายที่สุดการผลิตก๊าซชีวภาพไม่ได้ให้ทุกความต้องการของคุณ แต่ด้วยต้นทุนทรัพยากรพลังงานในปัจจุบัน สิ่งนี้จะช่วยครัวเรือนได้มากอยู่แล้ว เพราะคุณไม่จำเป็นต้องจ่ายค่าวัตถุดิบ เมื่อเวลาผ่านไป การมีส่วนร่วมอย่างใกล้ชิดในการผลิต คุณจะสามารถเข้าใจคุณสมบัติทั้งหมดและทำการปรับปรุงที่จำเป็นในการติดตั้ง
นิเวศวิทยาของการบริโภค อสังหาริมทรัพย์: การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพที่บ้านในปริมาณเล็กน้อยเป็นการส่วนตัวจะทำกำไรได้หรือไม่ แปลงย่อย- หากคุณมีถังโลหะหลายถังและเศษเหล็กอื่นๆ รวมถึงมีเวลาว่างมากมายและคุณไม่รู้วิธีจัดการมัน ใช่แล้ว
สมมติว่าไม่มีก๊าซธรรมชาติในหมู่บ้านของคุณและจะไม่มีเลย และแม้ว่าจะมีก็ต้องใช้เงิน แม้ว่าจะมีราคาถูกกว่าการทำความร้อนด้วยไฟฟ้าอย่างสิ้นเปลืองและ เชื้อเพลิงเหลว- โรงผลิตเม็ดพลาสติกที่ใกล้ที่สุดอยู่ห่างออกไปสองสามร้อยกิโลเมตร และการขนส่งมีราคาแพง การซื้อฟืนเป็นเรื่องยากมากขึ้นทุกปี และการเผาด้วยฟืนก็เป็นเรื่องยากเช่นกัน เมื่อเทียบกับพื้นหลังนี้ แนวคิดในการรับก๊าซชีวภาพฟรีในสวนหลังบ้านของคุณเองจากวัชพืช มูลไก่ ปุ๋ยจากหมูตัวโปรดหรือสิ่งของในบ้านของเจ้าของดูน่าดึงดูดมาก สิ่งที่คุณต้องทำคือสร้างเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ! ในทีวีพวกเขาพูดถึงวิธีที่เกษตรกรชาวเยอรมันประหยัดรักษาความอบอุ่นด้วยทรัพยากร "ปุ๋ยคอก" และตอนนี้พวกเขาไม่ต้องการ "แก๊ซพรอม" เลย นี่จึงเป็นที่มาของคำว่า “เอาฟิล์มออกจากอุจจาระ” นั่นเอง อินเทอร์เน็ตเต็มไปด้วยบทความและวิดีโอในหัวข้อ “ก๊าซชีวภาพจากชีวมวล” และ “โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพที่ทำเอง” แต่โอ้ การประยุกต์ใช้จริงเรารู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับเทคโนโลยี: ทุกคนและทุกคนกำลังพูดถึงการผลิตก๊าซชีวภาพที่บ้าน แต่มีเพียงไม่กี่คนที่ได้เห็นตัวอย่างที่เป็นรูปธรรมในหมู่บ้าน เช่นเดียวกับ Yo-Mobile ในตำนานบนท้องถนน ลองหาคำตอบว่าทำไมถึงเป็นเช่นนั้น และอะไรคือโอกาสสำหรับเทคโนโลยีพลังงานชีวภาพที่ก้าวหน้าในพื้นที่ชนบท
ก๊าซชีวภาพ คืออะไร + ประวัติเล็กน้อย
ก๊าซชีวภาพเกิดขึ้นจากการสลายตัวตามลำดับสามขั้นตอน (การเกิดไฮโดรไลซิส กรด และมีเทน) ของชีวมวล ประเภทต่างๆแบคทีเรีย. ส่วนประกอบที่ติดไฟได้ที่เป็นประโยชน์คือมีเธน และอาจมีไฮโดรเจนอยู่ด้วย
กระบวนการย่อยสลายของแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดก๊าซมีเทนที่ติดไฟได้
ไม่มากก็น้อยก๊าซไวไฟจะเกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของซากสัตว์และพืช
องค์ประกอบโดยประมาณของก๊าซชีวภาพ สัดส่วนเฉพาะของส่วนประกอบขึ้นอยู่กับวัตถุดิบและเทคโนโลยีที่ใช้
ผู้คนต่างพยายามใช้เชื้อเพลิงธรรมชาติประเภทนี้มานานแล้ว บันทึกพงศาวดารยุคกลางมีการอ้างอิงถึงข้อเท็จจริงที่ว่าผู้อยู่อาศัยในพื้นที่ราบลุ่มซึ่งปัจจุบันคือเยอรมนีเมื่อพันปีก่อนได้รับก๊าซชีวภาพจากพืชพรรณที่เน่าเปื่อยโดยการจุ่มขนหนังลงในหนองน้ำ ในยุคกลางอันมืดมนและแม้กระทั่งศตวรรษแห่งการรู้แจ้งนักอุตุนิยมวิทยาที่มีความสามารถมากที่สุดซึ่งต้องขอบคุณอาหารที่คัดสรรมาเป็นพิเศษสามารถปล่อยและจุดชนวนก๊าซมีเทนที่มีอยู่มากมายในทันทีได้กระตุ้นความยินดีอย่างต่อเนื่องของสาธารณชนในการแสดงที่ร่าเริง โรงงานก๊าซชีวภาพเชิงอุตสาหกรรมเริ่มสร้างขึ้นโดยมีระดับความสำเร็จที่แตกต่างกันไปในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 ในสหภาพโซเวียตในช่วงทศวรรษที่ 80 ของศตวรรษที่ผ่านมามีการนำโครงการของรัฐเพื่อการพัฒนาอุตสาหกรรมมาใช้ แต่ไม่ได้นำไปใช้แม้ว่าจะมีการเปิดตัวโรงงานผลิตหลายสิบแห่งก็ตาม ในต่างประเทศ เทคโนโลยีการผลิตก๊าซชีวภาพกำลังได้รับการปรับปรุงและส่งเสริมอย่างแข็งขัน จำนวนทั้งหมดมีการติดตั้งใช้งานนับหมื่นครั้ง ใน ประเทศที่พัฒนาแล้ว(EEC, สหรัฐอเมริกา, แคนาดา, ออสเตรเลีย) สิ่งเหล่านี้เป็นแบบอัตโนมัติขั้นสูง คอมเพล็กซ์ขนาดใหญ่ในการพัฒนา (จีน, อินเดีย) - โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพกึ่งหัตถกรรมสำหรับบ้านและฟาร์มขนาดเล็ก
ร้อยละของจำนวนโรงงานก๊าซชีวภาพในสหภาพยุโรป เห็นได้ชัดว่าเทคโนโลยีกำลังพัฒนาอย่างแข็งขันในประเทศเยอรมนีเท่านั้น เหตุผลก็คือ เงินอุดหนุนจากรัฐบาลที่แข็งแกร่งและแรงจูงใจด้านภาษี
ก๊าซชีวภาพมีประโยชน์อย่างไร?
เห็นได้ชัดว่ามันถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงเนื่องจากมีการเผาไหม้ การทำความร้อนในอาคารอุตสาหกรรมและที่อยู่อาศัย การผลิตไฟฟ้า การทำอาหาร อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่ทุกอย่างจะง่ายเหมือนที่แสดงในวิดีโอที่กระจัดกระจายบน YouTube ก๊าซชีวภาพจะต้องเผาไหม้อย่างเสถียรในการติดตั้งที่สร้างความร้อน เพื่อจุดประสงค์นี้ พารามิเตอร์ของมัน สภาพแวดล้อมของก๊าซจะต้องนำมาสู่มาตรฐานที่ค่อนข้างเข้มงวด ปริมาณมีเทนควรมีอย่างน้อย 65% (เหมาะสมที่สุด 90-95%) ขาดไฮโดรเจน ควรกำจัดไอน้ำออก ควรกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ ส่วนประกอบที่เหลือจะเฉื่อยที่อุณหภูมิสูง
ใช้ก๊าซชีวภาพจาก “มูลสัตว์” ที่ไม่ปราศจากสิ่งเจือปนที่มีกลิ่นเหม็น อาคารที่อยู่อาศัยเป็นไปไม่ได้.
ความดันปกติคือ 12.5 บาร์ หากค่าน้อยกว่า 8-10 บาร์ จะเป็นอัตโนมัติ โมเดลที่ทันสมัยอุปกรณ์ทำความร้อนและอุปกรณ์ครัวหยุดจ่ายแก๊ส เป็นสิ่งสำคัญมากที่ลักษณะของก๊าซที่เข้าสู่เครื่องกำเนิดความร้อนนั้นมีความเสถียร หากแรงดันเกินขีดจำกัดปกติ วาล์วจะทำงาน และคุณจะต้องเปิดวาล์วอีกครั้งด้วยตนเอง ไม่ดีถ้าคุณใช้อุปกรณ์แก๊สที่ล้าสมัยซึ่งไม่ได้ติดตั้งระบบควบคุมแก๊ส ใน สถานการณ์กรณีที่ดีที่สุดเตาหม้อไอน้ำอาจล้มเหลว ตัวเลือกที่แย่ที่สุด- แก๊สจะดับ แต่การจ่ายจะไม่หยุด และนี่ก็เต็มไปด้วยโศกนาฏกรรมแล้ว ให้เราสรุปสิ่งที่กล่าวไว้: จะต้องนำลักษณะของก๊าซชีวภาพมาสู่พารามิเตอร์ที่ต้องการและต้องปฏิบัติตามข้อควรระวังด้านความปลอดภัยอย่างเคร่งครัด ห่วงโซ่เทคโนโลยีที่เรียบง่ายสำหรับการผลิตก๊าซชีวภาพ ขั้นตอนสำคัญคือการแยกและการแยกก๊าซ
วัตถุดิบอะไรบ้างที่ใช้ในการผลิตก๊าซชีวภาพ
วัตถุดิบจากพืชและสัตว์
- วัตถุดิบจากพืชเป็นเลิศสำหรับการผลิตก๊าซชีวภาพ: จากหญ้าสดคุณสามารถได้รับเชื้อเพลิงสูงสุด - สูงถึง 250 ลบ.ม. ต่อตันวัตถุดิบและมีเทนสูงถึง 70% ค่อนข้างน้อยกว่านั้น สามารถรับได้มากถึง 220 ลบ.ม. จากหญ้าหมักข้าวโพด และสูงถึง 180 ลบ.ม. จากยอดหัวบีท อันไหนก็เหมาะ พืชสีเขียวสาหร่ายและหญ้าแห้งเป็นสิ่งที่ดี (100 ลบ.ม. ต่อตัน) แต่ก็สมเหตุสมผลที่จะใช้อาหารที่มีคุณค่าเป็นเชื้อเพลิงเฉพาะในกรณีที่มีส่วนเกินอย่างเห็นได้ชัด ผลผลิตของมีเทนจากเยื่อกระดาษที่เกิดขึ้นระหว่างการผลิตน้ำผลไม้ น้ำมัน และไบโอดีเซลนั้นมีปริมาณต่ำ แต่ก็ไม่มีวัสดุเช่นกัน การขาดแคลนวัตถุดิบจากโรงงานเป็นวงจรการผลิตที่ยาวนาน 1.5-2 เดือน เป็นไปได้ที่จะได้รับก๊าซชีวภาพจากเซลลูโลสและของเสียจากพืชที่สลายตัวอย่างช้าๆ แต่ประสิทธิภาพต่ำมาก มีเทนผลิตได้น้อย และวงจรการผลิตยาวนานมาก สรุปแล้วเราว่าวัตถุดิบของพืชต้องสับละเอียด
- วัตถุดิบที่มาจากสัตว์: เขาและกีบแบบดั้งเดิม ของเสียจากโรงรีดนม โรงฆ่าสัตว์ และโรงงานแปรรูปก็เหมาะสมเช่นกันและยังอยู่ในรูปแบบบดอีกด้วย “ แร่” ที่ร่ำรวยที่สุดคือไขมันสัตว์ผลผลิตของก๊าซชีวภาพคุณภาพสูงที่มีความเข้มข้นของมีเทนสูงถึง 87% ถึง 1,500 ลบ.ม. ต่อตัน อย่างไรก็ตามวัตถุดิบจากสัตว์มีไม่เพียงพอและตามกฎแล้วจะมีประโยชน์อื่น ๆ สำหรับพวกเขา
ก๊าซไวไฟจากอุจจาระ
- ปุ๋ยคอกมีราคาถูกและฟาร์มหลายแห่งมีปุ๋ยคอกมากมาย แต่ผลผลิตและคุณภาพของก๊าซชีวภาพยังต่ำกว่าปุ๋ยประเภทอื่นๆ มาก สามารถใช้ตบวัวและแอปเปิ้ลม้าในรูปแบบบริสุทธิ์ได้ การหมักเริ่มต้นทันที ผลผลิตก๊าซชีวภาพอยู่ที่ 60 ตารางเมตรต่อตันของวัตถุดิบที่มีปริมาณมีเทนต่ำ (มากถึง 60%) วงจรการผลิตสั้น 10-15 วัน มูลสุกรและ มูลไก่เป็นพิษ - เพื่อให้แบคทีเรียที่เป็นประโยชน์สามารถพัฒนาได้จึงผสมกับของเสียจากพืชและหญ้าหมัก ปัญหาใหญ่แสดงโดยองค์ประกอบของผงซักฟอกและสารลดแรงตึงผิว ซึ่งใช้ในการทำความสะอาดอาคารปศุสัตว์ ร่วมกับยาปฏิชีวนะซึ่ง ปริมาณมากเข้าไปในปุ๋ยคอกพวกมันยับยั้งสภาพแวดล้อมของแบคทีเรียและยับยั้งการก่อตัวของมีเทน เป็นไปไม่ได้เลยที่จะไม่ใช้น้ำยาฆ่าเชื้อ และกิจการทางการเกษตรที่ลงทุนในการผลิตก๊าซจากมูลสัตว์ถูกบังคับให้ต้องแสวงหาการประนีประนอมระหว่างสุขอนามัยและการควบคุมโรคในสัตว์ ในด้านหนึ่ง และการรักษาประสิทธิภาพของเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ อื่น.
- อุจจาระของมนุษย์ที่ปราศจากสิ่งเจือปนก็เหมาะสมเช่นกัน แต่การใช้น้ำทิ้งแบบธรรมดานั้นไม่ได้ประโยชน์ ความเข้มข้นของอุจจาระต่ำเกินไป และความเข้มข้นของสารฆ่าเชื้อและสารลดแรงตึงผิวสูง นักเทคโนโลยีอ้างว่าสามารถใช้ได้ก็ต่อเมื่อ "ผลิตภัณฑ์" ไหลเข้าสู่ระบบท่อระบายน้ำจากห้องน้ำเท่านั้น โดยมีเงื่อนไขว่าโถจะล้างด้วยน้ำเพียงหนึ่งลิตร (มาตรฐาน 4/8 ลิตร) และแน่นอนว่าไม่มีผงซักฟอกด้วย
ข้อกำหนดเพิ่มเติมสำหรับวัตถุดิบ
ปัญหาร้ายแรงที่ฟาร์มที่ติดตั้ง อุปกรณ์ที่ทันสมัยเพื่อผลิตก๊าซชีวภาพ วัตถุดิบไม่ควรมีของแข็ง หิน น็อต ลวดหรือกระดานที่ตกลงไปในมวลโดยไม่ตั้งใจจะทำให้ท่ออุดตันและปิดการใช้งานปั๊มหรือเครื่องผสมอุจจาระที่มีราคาแพง ต้องบอกว่าข้อมูลที่ให้ไว้เกี่ยวกับผลผลิตก๊าซสูงสุดจากวัตถุดิบนั้นสอดคล้องกับอุดมคติ สภาพห้องปฏิบัติการ- เพื่อให้ใกล้เคียงกับตัวเลขเหล่านี้ในการผลิตจริงมากขึ้น ต้องปฏิบัติตามเงื่อนไขหลายประการ: รักษาอุณหภูมิที่ต้องการ กวนวัตถุดิบที่บดละเอียดเป็นระยะ ๆ เติมสารเติมแต่งที่กระตุ้นการหมัก ฯลฯ ในการติดตั้งชั่วคราวซึ่งประกอบตามคำแนะนำของบทความเรื่อง "การผลิตก๊าซชีวภาพด้วยมือของคุณเอง" แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะบรรลุระดับสูงสุด 20% ในขณะที่การติดตั้งที่ใช้เทคโนโลยีขั้นสูงช่วยให้คุณได้รับค่า 60- 95%.
ข้อมูลวัตถุประสงค์ค่อนข้างมากเกี่ยวกับผลผลิตก๊าซชีวภาพสูงสุดสำหรับ ประเภทต่างๆวัตถุดิบ
การออกแบบโรงงานก๊าซชีวภาพ
การผลิตก๊าซชีวภาพมีประโยชน์หรือไม่?
เราได้กล่าวไปแล้วว่าในประเทศที่พัฒนาแล้วมีการสร้างโรงงานอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ ในขณะที่ในประเทศกำลังพัฒนาส่วนใหญ่จะสร้างโรงงานขนาดเล็กสำหรับฟาร์มขนาดเล็ก เรามาอธิบายว่าทำไมจึงเป็นเช่นนี้:
มันสมเหตุสมผลไหมที่จะผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพที่บ้าน?
การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพที่บ้านในปริมาณเล็กน้อยบนที่ดินส่วนตัวจะทำกำไรได้หรือไม่? หากคุณมีถังโลหะหลายถังและเศษเหล็กอื่นๆ รวมถึงมีเวลาว่างมากมายและคุณไม่รู้วิธีจัดการมัน ใช่แล้ว แต่อนิจจาเงินออมมีน้อย และการลงทุนในอุปกรณ์ไฮเทคที่มีวัตถุดิบและการผลิตมีเทนในปริมาณน้อยไม่สมเหตุสมผลไม่ว่าในกรณีใด ๆ
วิดีโออื่นจาก Kulibin ในประเทศ
สมัครสมาชิกช่อง YouTube ของเรา Ekonet.ru ซึ่งให้คุณรับชมออนไลน์ดาวน์โหลดวิดีโอฟรีจาก YouTube เกี่ยวกับสุขภาพของมนุษย์และการฟื้นฟู..
กรุณา LIKE และแบ่งปันกับเพื่อนของคุณ!
https://www.youtube.com/channel/UCXd71u0w04qcwk32c8kY2BA/videos
หากไม่มีการผสมวัตถุดิบและเปิดใช้งานกระบวนการหมัก ปริมาณผลผลิตมีเทนจะไม่เกิน 20% ของปริมาณที่เป็นไปได้ ซึ่งหมายความว่าในกรณีที่ดีที่สุด หญ้าที่เลือกไว้มีน้ำหนัก 100 กก. (โหลดฮอปเปอร์) คุณจะได้รับก๊าซ 5 ลบ.ม. โดยไม่คำนึงถึงแรงอัด และจะดีถ้ามีเทนเกิน 50% และไม่ใช่ความจริงที่ว่ามันจะเผาไหม้ในเครื่องกำเนิดความร้อน ตามที่ผู้เขียนระบุ วัตถุดิบจะถูกโหลดทุกวัน นั่นคือ วงจรการผลิตของเขาคือหนึ่งวัน จริงๆ แล้วระยะเวลาที่กำหนดคือ 60 วัน ปริมาณก๊าซชีวภาพที่นักประดิษฐ์ได้รับซึ่งบรรจุอยู่ในถังขนาด 50 ลิตรซึ่งเขาสามารถเติมได้ในสภาพอากาศหนาวจัดสำหรับหม้อต้มน้ำร้อนที่มีความจุ 15 kW (อาคารพักอาศัยขนาดประมาณ 150 ตารางเมตร) ก็เพียงพอสำหรับ 2 นาที .
ผู้ที่สนใจความเป็นไปได้ในการผลิตก๊าซชีวภาพควรศึกษาปัญหาอย่างรอบคอบ โดยเฉพาะจากมุมมองทางการเงินด้วย ปัญหาทางเทคนิคติดต่อผู้เชี่ยวชาญที่มีประสบการณ์ในงานดังกล่าว มันจะมีคุณค่ามาก ข้อมูลที่เป็นประโยชน์ได้รับในฟาร์มที่มีการใช้เทคโนโลยีพลังงานชีวภาพมาระยะหนึ่งแล้ว ที่ตีพิมพ์