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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Однокорпусный цифровой датчик ультрафиолетового излучения 13.02.2014 Компания Silicon Labs объявила о выпуске первого в отрасли однокорпусного датчика ультрафиолетового излучения. С помощью этого датчика можно отлеживать воздействие солнечных лучей, частоту сердечных сокращений и степень насыщения крови кислородом (пульсоксиметрия), а также реализовывать реакцию на приближение и функции управления жестами в мобильных и носимых электронных устройствах. Датчики Si1132 и Si114x, по мнению производителя, найдут применение в мониторах физической активности в виде браслетов и манжет, умных часах и смартфонах. Помимо измерения индекса ультрафиолетового излучения, они позволяют оценивать уровень рассеянной освещенности в видимом диапазоне и измерять инфракрасное излучение. Возможность измерять интенсивность ультрафиолетового излучения позволит оснащенным датчиками устройствам предупреждать пользователя об опасности, анализируя суммарное воздействие в течение времени и сравнивая его с допустимыми значениями. Датчик Si1132 работает в диапазоне УФ и видимого света. Он оснащен интерфейсом I2C. Датчики Si1145/46/47 дополнительно охватывают инфракрасный диапазон. Между собой они различаются наличием одного, двух или трех драйверов светодиодов с 15 уровнями яркости, которые используются в системах распознавания жестов. В настоящее время подобные решения включают внешний датчик, АЦП и микроконтроллер. Датчики Silicon Labs занимают на плате место размерами 2 x 2 мм. Они выпускаются в корпусах типа QFN с 10 выводами. Цена Si1132 - $1,1, Si114x - от $1,32.

Другие интересные новости:

▪ Оригинальные новинки в канун Нового года

▪ Внутренние очки

▪ Трипольцы почти не ели мяса

▪ Мозговой имплант для слепых

▪ Внешние накопители I-O Data HDPX-UTA

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Моделирование. Подборка статей

▪ статья С кондачка делать что-либо. Крылатое выражение

▪ статья Как был изобретен телефон? Подробный ответ

▪ статья Станочник деревообрабатывающих станков. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья ИК-порт для компьютера (IrDA). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Топливные элементы. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026