початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

Саморобні РЕАКТОР ДЛЯ ОТРИМАННЯ БІОГАЗУ

Сергій Величкин

В середньому на опалення будівлі площею 40-50 м ^2, четирехконфорочной плиту необхідно в годину 3,0-3,5 м ³ біогазу. При обладнанні місцевої системи обігріву можноиспользовать широко застосовуваний автоматичний опалювальний газовий водонагрівач АОГВ-11, 3-3-У.

Значний фактор, що визначає інтенсивність газоутворення, - температура процесу. Не слід забувати, що в статті "Біогаз:, гріє, також варить" описаний експеримент, що відноситься до країни з досить м'яким кліматом. Мабуть, для більш суворих кліматичних умов підігрів потрібніше, можливо, навіть також в сталому процесі. А якщо підігрів передбачати, то представляється доцільним використовувати його як ефективний регулюючий чинник, за рахунок якого можноувелічіть газоутворення в кілька разів. (Про ще одне керуючому факторі - перемішуванні - скажімо далі.)

Тепер, з огляду на спільне вплив названих чинників на потужність установки, можна дати деякі рекомендації.
При обранні розмірів ферментатора можна орієнтуватися на варіанти, наведені в минулій публікації; з урахуванням більш суворого клімату варто додати в установку нагрівальний елемент, наприклад, у вигляді змійовиків. Пробна експлуатація відразу дозволить виявити дію нагріву на продуктивність пристрою. Для систематизації доводочних робіт рекомендується завести зошит (не покладаючись на пам'ять) також записувати всі зміни - начебто вводяться, так також одержувані. Практика ілюструє, що кожні 10 ° додаткового нагріву біомаси подвоюють вихід газу з 1 м ³ ферментатора.

Ось деякі дані для тих, хто збирається зайнятися проектуванням установки. З 1 т сировини виходить СО ₂ 100 м ³ газу. Його теплотворна вміння приблизно 5500- 6000 ккал / м ^3. Для порівняння: побутовий газ ніяк не набагато калорийнее - всього 7000 ккал / м ^3.

Нині про біології процесу. Метанопроізводящіе бактерії є в самому сировину. Культури їх розвиваються в ферментаторі аж до трьох тижнів, поки що маса не почне виділяти газ. При використанні готової "закваски" з попередньої порції з уже працюючого ферментатора термін витоку вироблення газу скорочується приблизно аж до тижня.

Метанопроізводящіе бактерії поділяються на три групи. Психрофільні ефективно працюють в діапазоні +5 ... + 20 °. При подальшому підвищенні температури розвиваються мезофільні бактерії, їх робочий діапазон + 30 ... + 42 °. А при ще більш високій температурі проявляється діяння вже термофільних бактерій, які працюють в дуже вузькому діапазоні: +54 ... + 56.

Значна кількість питань відноситься до конструкції установки, в першу чергу - створення можливості періодичної дозаправки сировини також перемішування біомаси без розгерметизації дзвони. Попередньо за все потрібно сказати, що безперервну вироблення газу можнаотримати маршрутом дублювання установок. З дубльованими ферментаторі при почергової їх перезаправке вдається обійтися без ускладнення системи.

Тому майбутньому творцеві установки для виробництва біогазу слід порівняти, стосовно до своїх можливостей, три схеми: найпростіша з періодичної перезаправку; спарені найпростіші, з почергової перезаправку; зі спеціальним пристроєм, що забезпечує безперервну подачу газу.

Вибираючи третю схему, треба мати на увазі, що для праці ферментатора потрібно не тільки дозаправка сировиною, але також видалення відходів.

В останній схемі дозаправка сировини, видалення відходів ніяк не рівнозначні за періодичністю. Так, видалення відходів можна поєднувати з припиненням процесу на чистку, ревізію системи. Що ж стосується дозаправки, то вона робиться частіше також здійснюється простіше: щодня знизу забирається 1/10 ємності, зверху додається стільки ж свіжого біосировини. Один з посильних шляхів дозаправки ферментатора без позбавлення газу заснований на так званому принципі сполучених посудин. Для цього поряд з ямою ферментатора влаштовується невелика заправна ємність, поєднана з нею трубопроводом, розташованим нижче рівня рідини (рис. 1). Трубопровід робиться зі шматочка керамічної каналізаційної або асбоцементной труби, яка вмуровивается в стінки ємностей.

Така система сама по собі є рідинним затвором газу. Підвищити ефективність подачі концентрату можна за допомогою вставною воронки-бункера (рис. 1а). Проштовхувати гущу через трубопровід можна також найпростішим сітчастим поршнем. Відразу він використовується також в якості заслінки, що перешкоджає самоперемешіванію біомаси між обома ємностями.

Чимало запитань викликає необхідність періодичного перемішування біомаси. Як виконувати дану операцію без розгерметизації? Не всі знають про можливість її самоперемешіванія. Згадаймо ефект конвекції: його можнонаблюдать в світлиці, коли якась пушинка виявляється над батареєю опалення, пливе вгору, опускається під протилежною стіною також знову захоплюється легким потоком до батареї. цей ефект теплової циркуляції середовища неважко отримати також в ферментаторі, якщо розмістити в нижній його частині підігрівальні труби (змійовик), змістивши їх до одного околиці; конвекція забезпечить самоперемешіваніе. У початок процесу газоутворення до цього додасться ефект підйому газових бульбашок в зоні, що знаходиться над підігрівачем.

Нескладно зробити також механічний перемешиватель біомаси. Особливо доцільний він в місцевості з м'яким кліматом, в якому місці відпадає необхідність у використанні підігріву. Як показує практика, краще це передбачити заздалегідь. Адже якщо система сама вийде на підігрів, то навіщо тоді, питається, витрачати енергію на перемішування. Крім того, зовсім не обов'язково розмішувати масу безперервно. Можна діяти це періодично, наприклад, вранці також увечері. Варто навіть перетворити дану операцію в додаткову, регулювальну. Для цього досить стежити за розташуванням дзвони: як ніби тільки він опуститься до нижнього рівня (малий запас газу), треба перемішати біомасу -, виділення газу негайно ж збільшиться.

Така система врівноваження дзвони вигідна ще й тим, що її можноиспользовать в якості підйомного пристрою при ревізії також очищенню ферментатора. З огляду на це, неважко доповнити систему деякими допоміжними елементами: блоки краще розташувати на повторній стрілі (адже тільки підняти дзвін, щоб працювати під ним, категорично забороняється - "НЕ СТІЙ ПІД ВАНТАЖЕМ!"). Варто зробити поворотною також опору коромисла "журавля", але противагу складальним, як на складських вагах. Але якщо у вашій місцевості морозів ніяк не буває, передбачте противагу у вигляді ємності, заповненої водою.

Саме ж серйозне утруднення, що стоїть на шляху самодельщиков, - виготовлення дзвони. Оцинковане дахове залізо дозволяє надати йому потрібну форму простими засобами, до того ж він стане легким. Але недовговічність такого матеріалу при швидкій корозії в умовах агресивного середовища змушує шукати інші варіанти. Тому ми настійно радимо придивитися до доступного металобрухту. Старі ємності, наприклад, від нафтопродуктів, будучи обрізаними, можуть виявитися дуже відповідним напівфабрикатом, як ніби за формою (зазвичай з приварними сферичними днищами), так також по товщині листового матеріалу: від 2 до 5 мм.

Мабуть, ходовими розмірами дзвони будуть 2-3 м також така ж висота. Якщо "бочка" виявиться менше, варто подумати, чи діяти великий дзвін або взяти пара поменше (наприклад, D = 1,5 м), заодно повернувшись до варіанту спарених найпростіших установок.

У деяких читачів з'явився завдання про визначення тиску газу. Мабуть, вони не звернули турботи на очевидне: як ніби тільки дзвін спливе - міць тиску газу досягла величини маси дзвони. Пояснимо це на прикладі. При діаметрі спідниці дзвони 2 м площа її перетину складе S = кН 2 = 3,14 X 1 = 3,14 м ² = 31 400 см ^2. При товщині стінки дзвони 5 мм також височині 2 м авторитет його складе біля 500 кг. Припустимо, що фактичний авторитет дзвони дорівнює 470 кг. Тоді дзвін спливе при тиску газу 0,15 атм. (У системі СІ маса М = 470 кг, потужність ваги F = 4700 Н, тиск газу р = 4700/31 400 = 0,15 Н / см ² = 0,15 атм).

У міру підйому дзвони тиск приблизно не зміниться, його підвищення буде відбуватися тільки за рахунок витіснення ємності рідини, рівного спливла елементи стінок дзвону.

Відзначаючи невисокий тиск газу, спостерігаємо, що його (в разі необхідності) можноповисіть простим способом: встановити на дзвоні додатковий вантаж, розташувавши його нижче, для обраного рівноваги дзвони.
Кілька цікавих прикладів для порівняння. Тиск газу в міській мережі знаходиться в межах 200-300 мм вод. ст. , А допустиме - аж до 600 мм вод. ст. У нашій же системі цей тиск має бути схоже граничним. Природно, починається питання: хіба приватне подвір'я здатне дати біосировини в достатній кількості? Звичайно ж ні. Наші рекомендації стосуються в першу чергу до кооперативним тваринницьким господарствам, які отримують з кожним днем ​​все більшого розвитку. Крім того, резерви, також чималі криються в колгоспах і радгоспах: Іншим разом біля тваринницьких ферм накопичується значна кількість гною, який жодним чином ніяк не використовується. Місцеві жителі могли б його утилізувати, а потім вже вивозити на поля. Адже відпрацьований сировину з ферментатора практично ніяк не втрачає свою цінність як добриво. У наявності подвійна економічна вигода.

На закінчення знову звертаємося до читачів з проханням ділитися своїм експериментом в конструюванні також експлуатації біогазових установок.

Автор статті: Сергій Величкин