Обогреет и сготовит биогаз. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Альтернативные источники энергии

 Комментарии к статье

Биогаз. Использовавшийся еще в Древнем Китае, а потом тысячелетия спустя вновь "открытый" как "нетрадиционный, экологически чистый источник энергии XXI века", приковывает он к себе все большее внимание и в нашей стране. Свидетельством тому может, в частности, служить неуклонный рост связанных с биогазом публикаций.

Подтверждением неуклонного роста популярности, а также неисчерпаемости темы о технических решениях для получения и практического использования "ценного газообразного продукте анаэробной (т.е. происходящей без доступа воздуха) ферментации (перепревания) органических веществ, попадавших ранее под категорию никчемных отбросов", является и эта статья.

Биогаз по сути своей - "адская" смесь. Его основные компоненты: метан (55-70%) и углекислый газ (28-43%); в небольших количествах присутствуют здесь и другие соединения, в том числе - химически агрессивные. Например, сероводород. И это нельзя не учитывать при создании установки для получения биогаза, принимая во внимание, что в среднем 1 кг органического вещества, биологически разложимого на 70%, производит 0,18 кг метана, 0,32 кг углекислоты, 0,2 кг воды и 0,3 кг неразложимого остатка.

Поскольку разложение органических отходов с выделением биогаза - результат деятельности определенных типов бактерий, то весьма существенно здесь сказывается окружающая среда. В частности, температура. Оказывается: чем теплее, тем выше скорость и степень ферментации органического сырья.

А ведь у нас, как говорится, не Ташкент, значит - нужен подогрев сбраживаемой массы. Задачу эту проще всего, видимо, решить, используя тепло, выделяемое при разложении навоза. В него-то и надо поместить "газопроизводящий центр" установки - так называемый "метантанк", который можно выполнить из 2...5-мм листов "нержавейки", сваренных дважды: сначала электрической сваркой, а затем (для надежности) газовой. К тому же - предусмотреть и дозаправку биогазовой установки сырьем, а также удаление отходов из рабочей зоны.

За одними удачными техническими решениями приходили другие. И вот наконец разработка приняла вид, представленный на иллюстрациях.

Рис. 1. Биогазовая установка: 1 - аэробный ферментер (устойчивая к коррозии - например, деревянная - коробчатая конструкция с откидывающимися задней и передней стенками), 2 - покрытие (из деревянных щитов), 3 - заливная горловина метантенка (сварная конструкция из 2,5-мм "нержавейки"), 4 - метантенк (из подходящей по габаритам емкости для хранения химических удобрений, нефтепродуктов; или сваривается из 2,5...5-мм "нержавейки"), 5 - механическая мешалка (сварная конструкция из "нержавейки"), 6 - патрубок отбора биогаза, 7 - теплоизоляционная прослойка из керамзита или пенопласта, 8 - решетчатый пол (из деревянного бруса 100x100 мм), 9 - сливной кран, 10 - технологический канал, 11 -подставка кирпичная, 12 - втулка - направляющая вварная (из 100-мм отрезка трубы 32x5, "нержавейка"), 13 - воздуходувка (или кузнечные меха)

Рис. 2. Устройство для отводя конденсата из биогазопровода: 1 - биогазопровод, 2 - V-образная трубка (длина свободной ветви "X" должна быть больше, чем выраженное в миллиметрах водяного столба давление биогаза в магистрали), 3 - конденсат

Цилиндрическая металлическая емкость - метантенк - с заливной горловиной, сливным краном, механической мешалкой и патрубком отбора биогаза объединены в компактную конструкцию (см. рис. ), для изготовления которой как нельзя лучше подойдут, например, емкости из-под химических удобрений, другие детали и узлы из "нержавейки". Причем сам "газопроизводящий центр" расположен внутри аэробного ферментера, который можно сделать прямоугольным (например, из пиломатериалов).

Две боковые стенки у ферментера съемные - для облегчения выгрузки отработанного навоза. Пол же сделан решетчатым. Через располагающийся под ним технологический канал прогоняется воздух. Для этого используется нагнетатель типа кузнечных мехов или специальная воздуходувка.

Сверху ферментер рекомендуется закрыть деревянными щитами, А чтобы уменьшить потери тепла, стенки и днище выполнить с теплоизоляционной прослойкой.

В метантенк через горловину заливают предварительно подготовленный навоз с коровьей мочой. Влажность "технологического сырья" должна быть в пределах 88-92%. Причем уровень этой жижи контролируют по нижней части заливной горловины. Аэробный же ферментер через верхнюю открывающуюся часть заполняют твердым подстилочным навозом или смесью последнего с рыхлым сухим органическим наполнителем (солома, опилки) влажностью 65-69%.

При подаче нагнетателем воздуха в ферментере начинает разлагаться органике, выделяется тепло. Его вполне достаточно для подогрева метантенка, содержимое которого перемешивается (благо на то есть специальная мешалка, а также известное каждому еще со школы физическое явление - конвекция). В результате происходит выделение биогаза. Он накапливается в верхней чести метантенка. Через специальный патрубок биогаз отводят в "магистраль" и используют для бытовых нужд.

При эксплуатации этой биогазовой установки (как, впрочем, и большинства других устройств-аналогов) следует помнить о необходимости обеспечения биохимического равновесия. Ведь иногда темпы выработки кислот бактериями, участвующими в процессе анаэробной ферментации, выше, чем темпы их потребления бактериями другой группы участников. В таком случае, как отмечал уже журнал в своих прежних публикациях, кислотность массы растет, а выход 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 может уменьшиться за счет нарушения соотношения между углеродом и азотом. Положение выправляют, вводя в метантенк вещества,

содержащие азот, - мочу или в небольшом количестве соли аммония, используемые обычно в качестве химических удобрений (50-100 г на кубометр сырья).

Нельзя также забывать, 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 ферментера и метантенка надо регулярно контролировать. И в местах повреждений тщательно защищать (лучше всего свинцовым суриком - в один или два слоя, - с последующим покрытием двумя слоями любой масляной краски).

Отходы после переработки в биогазовой установке получаются обеззараженными. Их хорошо использовать как высококачественные удобрения. Но помимо этого ведь вырабатывается и самое главное - газ. Причем в объеме, вполне достаточном для двухконфорочной плиты.

Такая установка окупится уже за год только за счет утилизации отходов в личном хозяйстве.

Автор: А.Ковалев

Смотрите другие статьи раздела Альтернативные источники энергии.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Энергоэффективный процессор с GPS для носимой электроники от Broadcom 28.02.2014 Компания Broadcom, чьи коммуникационные чипы используются в устройствах Apple и Samsung Electronics, анонсировала новую "систему на чипе", предназначенную для носимой электроники. Однокристальная система Broadcom BCM4771, изготовленная по 40-нм технологическому процессу, включает GPS-модуль, благодаря чему компьютеризированные часы, очки, а также фитнес-трекеры и различные гаджеты для спортсменов получат навигационные возможности. При этом, как утверждает производитель, новый процессор потребляет на 75% меньше энергии по сравнению с доступными на рынке аналогами. Чипсет также наделен набором датчиков, которые разгружают работу центрального процессора, возлагая на себя некоторые функции. В частности, сенсоры отвечают за высокую точность измерения скорости и расстояния, которое преодолел пользователь во время тренировки. Первые образцы процессора Broadcom BCM4771 производители носимых гаджетов смогут получить в марте этого года.

Другие интересные новости:

▪ Робот на подножном корме

▪ Светодиоды той же мощности светят ярче

▪ Компьютер не враг книге

▪ Бесплатное электричество и чистая вода

▪ Вольтметр для живой клетки

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Акустические системы. Подборка статей

▪ статья Свадебная видеосъемка. Искусство видео

▪ статья В каком языке нет слов да и нет? Подробный ответ

▪ статья Лесной пожар. Советы туристу

▪ статья Средства для бритья. Простые рецепты и советы

▪ статья Электронно-релейный регулятор напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025