Ökológiai projekt "biogáz, mint hozzáférhető tüzelőanyag", tartalom platform
A vizsgálat eredményei ................................................. 11
Az energiaszektor jelenlegi helyzete olyan, hogy megállítsuk a fosszilis erőforrások korlátozott fogyasztását, amelyek tartalékai korlátozottak. Az energiaszektor számos egysége alternatív energiaforrásokat keres.
A munka sürgőssége abban rejlik, hogy nemcsak új üzemanyagforrásra van szükség, hanem a környezetszennyezés növekedésének csökkentésére is. Most ismeretes, hogy a növények biomasszája hozzáférhető és megújuló nyersanyag a motorolaj előállításához.
Célkitűzés: kísérleti biogáz beszerzése növényi hulladékból.
1. Az alternatív energiaforrások osztályozásának tanulmányozása.
2. Kísérletet végezni a legegyszerűbb telepítésen a biogáz előállításához iskolai körülmények között.
3. Fogadjon következtetéseket a bioüzemanyagok elérhetőségéről.
A vizsgálat tárgya: biogáz.
A vizsgálat tárgya: egy módszer biogáz előállítására.
Hipotézis: ha feldolgozza a hulladékot, akkor elérhetővé teheti a biogáz.
Mint ismeretes, a biomassza számos formában létezik, például szilárd vagy nedves biomassza, növényi olaj vagy cukor. Ez a nyersanyag kémiai, termikus és biológiai folyamatokkal átalakítható. Végül a biomassza és a bioenergia-források a végső rendeltetésük szerint osztályozhatók:
· Villamosenergia-termelés és kapcsolt hő- és villamosenergia-termelés;
Így a biomassza lehet osztani három alaptípusa bio üzemanyagok: szilárd (fa, faapríték, pellet, brikett), folyékony (Biaudet főzetek-etanol) és egy gáz (biogáz).
· Minden 150 millió etanolt termelő üzem megnyitása 700 ember állandó munkáját biztosítja, évente 1,2 millió dollárt hoz a helyi és az állami költségvetésbe.
· Elemzése etanol életciklus Department mezőgazdasági USA-CIÓ következtetésre jutott, hogy az etanol termel 134% -a fordított energia növekvő, a betakarítás és a feldolgozás a kukorica. A benzin csak a termelésben felhasznált energia 80% -át adja vissza.
· Az etanolt az autókban használták azóta, hogy Henry Ford létrehozta az 1908-as Ford modellt etanollal.
A biogáz szén-dioxid és metán keveréke. A biogáz megszerzésének legáltalánosabb módja a speciális reaktorokban végzett anaerob lebontás, amely lehetővé teszi a káros anyagok megsemmisítését. A biogáz alapanyagai szintén lehetnek szerves hulladékok (füvek, levelek, trágya). A biogáz égetésével nyert energia eléri a nyersanyag energiájának 60% -áról 90% -át.
Előállítása és használata a biogáz az igényeit az egyén és a társadalom (villamos energia, hő vagy gőz, világítás, fűtés, villamos-meg a hatásmechanizmus, üzemanyag) megakadályozza a légkörbe kiengedik a metán, ami az üvegházhatás, és csökkenti a műtrágyák használatát, csökkentve terhelés a talajvízben. Az iparosodott országok közül a biogáz előállításának és felhasználásának vezető helye Dániának számít - a biogáz teljes energiamérlegének 18% -át foglalja el.
A biogáz-állomás ZORG ™ a biogáz és a biofertilizer anoxikus erjedése révén termel biolvasztól és energiatermelésektől.
Az ipari biogázüzem egy olyan építési terület, amelyben a berendezések aránya 70-80%. Elvileg ezek a zárt reaktorok monolit vasbetonból vagy bevont acélból készülnek. A kialakítás moduláris, átmérője 24 m, átmérője pedig 6 m. Ahogy a teljesítmény nő, a reaktorok száma nő. A folyékony biohulladékot szivattyúval szivattyúzzák a biogázüzembe egy csővezetéken át, nem közvetlenül a reaktorba kerülnek, hanem egy előzetes tárolóba. Ebben a tartályban a tömeget homogenizáljuk és melegítjük (néha lehűtjük) a kívánt hőmérsékletre. A szilárd hulladék egy speciális csigás adagolóba kerül.
A homogenizáló tartályból és a szilárd hulladékkezelőből a biomassza belép a reaktorba. A reaktor gázzáró, teljesen lezárt tartály. Ez az építmény hőszigeteléssel van szigetelve. A szigetelés vastagságát klimatikus körülmények között számítják ki. A reaktor belsejében a mikroorganizmusokra rögzített hőmérséklet fennmarad. A reaktorban a hőmérséklet mezofil (35-38 ° C). Néha a termofil rendszerrel (kb. 55 ° C) rendelkező segédreaktorokat használják. A biomassza keverését hajlított és merülő keverők végzik. Az összes keverőeszköz anyaga rozsdamentes acél.
A reaktort hűtőközeggel melegítjük. A fűtési rendszer egy csőhálózat a reaktorfal belsejében vagy a belső felületén. Ha a biogázüzem termoelektromos generátorral van felszerelve, az erőmű hűtésétől a hőt a reaktor felmelegítésére használják. Ha a biogázüzem csak biogáz előállítására működik, akkor a hőt egy speciálisan telepített forróvíz biogáz kazánból veszik. A hőnek és a villamos energiának az üzem igényeihez viszonyított költsége az összes termelt energia 5-10% -át teszi ki. Minden hulladékkezelést anaerob mikroorganizmusok végeznek. A bioreaktorban mikroorganizmusokat vezetnek be egyszer az első ciklus során. A reaktor légmentesen és környezetbarát. A kimeneten két termékünk van: biogáz és biofertilizátorok (komposztált és folyékony hordozók). A biogázt egy biogáz - gasholder tárolására szolgáló tartályban tárolják. Itt a gáz nyomása és összetétele kiegyenlítődik a gáztartályban. A gáztartályból a gázrendszeren keresztül folyamatos gázellátást biztosít a gáz- vagy gázolaj-hőfejlesztő. A gázrendszer magában foglalja a biogáz kiszáradását, a hidrogén-szulfid tisztítását és a gázkezelést. A nagy biogázüzemekben találhatók a lángegységek. Abban az esetben, ha a gazdálkodónak nincs szüksége villamos energiára, csak gázra, akkor a biogáz üzem CO2 tisztító rendszerrel van ellátva. (1. függelék) Az erjedt massza biofertilizáló. A folyadék a szertől elválasztó szertől elválasztódik, és bioüzemanyag tároló tartályban tárolódik. Az egész rendszert az automatizálás vezérli. A menedzsmenthez elegendő csak 1 fő naponta 2 óra. A személyzet szintje technikus.
A biogáz az anaerob mikrobiológiai folyamat (metán fermentáció) eredményeképpen a szerves anyagok bomlása által termelt éghető gázkeverék közös neve.
Az ökológiai nyersanyagokból származó biogáz hatékony előállításához számos baktériumfaj életkörülményeit hozza létre az oxigénhez való hozzáférés hiányában.
A biogáz-képződés folyamatának fázisai vannak:
· Komplex anyagok (fehérjék, zsírok, szénhidrátok) hidrolízis fázis-bomlása egyszerű összetevőként (aminosavak, glükóz).
· Az acetogén fázis-szerves savak acetogénsavvá alakulnak acetogén baktériumok hatásával.
· Metanogenezis-ecetsav bomlik metánban, szén-dioxidban és vízben; a hidrogén és a szén-dioxid metánra és vízre átalakul.
Attól függően, hogy az a fajta szerves nyersanyag-összetétele a biogáz változó lehet, de általában, ez áll a metán (CH4, frakció - 63%), a szén-dioxid (CO2, az arány - 33%), kis mennyiségű hidrogén-szulfid (H2S, részesedése - 2%), ammónia (NH3, részaránya 1%) és hidrogén (H2, aránya 1%).
Mivel biogáz 2/3 áll metán - az égő gáz, alapját képező földgáz, az energia értéke (fajlagos égéshő) 60-70% -a az energia értéke a földgáz, vagy körülbelül 7000 kcal per m3. 1m3 biogáz ugyanaz, mint 0,7 kg fűtőolaj és 1,5 kg tűzifa.
A biogázt széles körben használják fűtőolajként Németországban, Dániában, Kínában, az USA-ban és más fejlett országokban. A belföldi célokra és a tömegközlekedésre használt gázelosztó hálózatokhoz jut. Ma kezdődik a biogáz-technológiák széles körű bevezetése a FÁK és a balti országok piacain.
Szerves hulladékok széles köre felhasználható biogáz előállítására - az agrotechnikai komplexum szilárd és folyékony hulladékai, szennyvíz, szilárd háztartási hulladék, faipar komplex hulladék.
Jelenlegi technológia lehetővé teszi, hogy feldolgozza biogáz bármely típusú szerves anyagok, de a leghatékonyabb felhasználását biogáz technológia újrahasznosítás és a baromfi gazdaságok, mezőgazdasági vállalkozások és a szennyvíz, mivel ezek jellemzik az állandóság idején a hulladéktól és a könnyű gyűjtemény. (2. melléklet)
A biogázüzem olyan berendezés, amely a szerves hulladékot biogázra és szerves trágyákra hasznosítja. A biogáz-állomás tágabb koncepció, amely egy összetett mérnöki struktúrát foglal magában, amely a nyersanyagokat előállító készülékekből, biogáz és műtrágyák előállításából, biogáz tisztításából és tárolásából áll, amely villamos energiát és hőt termel.
A bioreaktor állandó hőmérsékletet tart fenn, amely a baktériumok aktív aktivitásához (31-70 ° C) szükséges. Az egész üzem működését az automatikus rendszer szabályozza. A közepes méretű biogáz-állomásokon foglalkoztatottak száma nem haladja meg a 10-15 főt.
A biogázüzemek kapacitása 1 kW-tól (háztartási létesítmények) és több tíz MW-ig terjed.
Hazánkban nem mindenütt van gázfűtés, és faházzal vagy szénzel rendelkező vidéki ház fűtése meglehetősen drága, nem beszélve az elektromos fűtésről.
Ebben a helyzetben megpróbálhat egy biogáz üzemet készíteni.
A biogáz a biomassza metán fermentációjával előállított gáz. A biomassza bomlása három féle baktérium hatására következik be. Az élelmiszerláncban a későbbi baktériumok elősegítik az előzőek létfontosságú tevékenységének termékeit. Az első típus - a baktériumok hidrolizáltak, a második - a savképző, a harmadik - metánképző. A biogáz előállítása során nem csak a metanogén osztály baktériumai érintettek, hanem mindhárom típus.
Az úgynevezett biogáz-reaktorokat a biogáz előállításához használják otthon. Rendszerint ez egy lezárt tartály, amely egy fűtőberendezéssel van ellátva. A reaktort föld alatt is lehet elhelyezni. A reaktor üzemanyaga hulladék, főként trágya.
A Lipetsk régió kovácsosa, Jurij Davydov rezidense csodálatosnak találta ezt a hulladékot - épített biogázüzemet. (3. függelék)
Davydov az alábbiakban megoldotta az energiaproblémát. Dobj egy nagy lyukat. Hatalmas betongyűrűt helyezett el benne. Egy tonnás súlyú vascsengővel borították, a csövek az egységtől távol voltak. Aztán összeszedte a trágyát minden szomszédból, kitöltötte a növényt szagtalan tömeggel és várta
Egyszerre öt tonna hulladékra van szükséged. Néhány nappal később a kupola elkezd gázzal tölteni. Nyáron, amikor forró, a dolgok gyorsabbak, télen egy kicsit lassabban. Davydovs először saját fürdőjével fűtött szaunával, ételeket főzött rajta, a malacokat főzték, majd elmentek a házába.
A biogáz megszerzésének receptje otthon:
· Keverjen össze 1,5 tonna tehenet és 3,5 tonna rothadt leveleket, leveleket és egyéb hulladékokat.
· Adjunk hozzá 60-70 százalékos nedvességet a víz keverékéhez.
· A keveréket egy gödörbe kell fektetni, és 35 fokkal felmelegíteni egy tekercs segítségével.
· Továbbá a keverék elkezd vadulni, és anélkül, hogy maga a levegő belépne, felmelegszik 70 fokig
· A trágyából származó gáz előállítási ideje két hét.
· Annak biztosítására, hogy a kupola ne menjen le a gáztől a gáznyomás alatt, kábellel kell ellensúlyozni.
Azon a napon, amikor az üzem akár 40 m3 "kék üzemanyagot" termel, öt tonna keverék elég hat hónapig.
Ennél is fontosabb, hogy a biogázüzemről származó újrahasznosított hulladék jó minőségű műtrágya, amelyet mezőgazdasági célokra lehet felhasználni.
A biogáz előállításához a következő műveleti sorrend szükséges:
· Szerelje össze a legegyszerűbb telepítést; (4. melléklet)
· A lombikban kissé lecsöpögtett növényi maradékokat helyezzen: burgonyahéj, banánhéj, minden más növényi maradék.
· Helyezze olyan helyre, ahol a hőmérséklet 35 ° C;
· A növényi hulladék nedvességtartalmának megőrzése;
· Tarts ki 1,5-2 hétig.
Az időszak végén meg kell győződni a gáz képződéséről. Ehhez nyissa ki a kupakot, tegye az égő sugarat az üvegcső nyílásához. Ha elegendő gáz van, akkor felgyullad.
Az ellenőrzés alatt tartsa be a biztonsági előírásokat!
1. A legegyszerűbb telepítés során (4. függelék) kísérletet végeztek a biogáz előállítására.
2. Bár az eredményeket még nem sikerült elérni, javasoljuk az éghető gázok keverékének kinyerését és kibocsátását, amely bioüzemanyagként és hőenergiaforrásként használható.
1. Megvizsgálták az alternatív energiaforrások osztályozását és megszerzésének módjait.
2. A legegyszerűbb biogázüzemet iskolai körülmények között szerelték össze, kísérletet készítettek.
3. A végzett munka alapján feltételezhető, hogy az ebben az irányban végzett munka hatékony, hozzáférhető és viszonylag biztonságos.
A növényi hulladék feldolgozására vonatkozó hipotézis, akkor lehetséges a biogáz rendelkezésre bocsátása, megerősítve.
2. - Globális ökológia: tankönyv 10-11 évfolyamra. Oktatás, 1988.
A biogáz állomás diagramja
A biogáz kibocsátása 1 kg szárazanyagból (l)
A legegyszerűbb biogázüzem vázlatos diagramja
1 - reaktor, 2 - betöltő garat, 3 - belépő nyílás a reaktorba, 4 - vízzáró, 5 - kisülő cső, 6 - biogázkifolyó
A legegyszerűbb telepítés a biogáz előállításához
