4 biodujų gamybos proceso žingsniai

Norint, kad biodujos būtų gaminamos iš organinių atliekų, reikia Biodujų gamybos proceso žingsniai, kurių reikia laikytis.

Biodujos, paprastai vadinamos biometanu arba kartais vadinamos pelkių dujomis, kanalizacijos dujomis, komposto dujomis ir pelkių dujomis, JAV yra viena iš atsinaujinančių energijos šaltinių, į kuriuos turi kreiptis tvarios energijos žmonės, kai bėgame nuo iškastinio kuro energijos.

Kitos atsinaujinančios energijos formos apima; saulės energija, vėjo energija, hidroelektrinė, branduolinė energija ir kt.

Istorija byloja, kad asirai ir persai XX a. naudojo biodujas vonios vandeniui šildyti.^th amžiuje prieš Kristų ir 16^th atitinkamai amžiuje prieš Kristų. Tačiau tai buvo 17 m^th amžiuje, kai Janas Baptista Van Helmontas pirmą kartą atrado, kad iš pūvančių medžiagų gali išsiskirti degios dujos.

Taip pat 1776 m. grafas Alessandro Volta padarė išvadą, kad yra tiesioginė koreliacija tarp irstančių organinių medžiagų kiekio ir gaminamų degių dujų kiekio. Seras Humphry Davy 1808 m. atrado, kad iš galvijų mėšlo gaminamose dujose yra metano.

Biodujų plėtra tęsėsi, kai 1859 m. buvo pastatytas pirmasis pūdymo įrenginys raupsuotųjų kolonijoje Bombėjuje, Indijoje, o biodujos buvo išgaunamos iš „rūpestingai suprojektuoto“ nuotekų valymo įrenginio ir buvo panaudotos gatvių lempoms šildyti Ekseteryje, Anglijoje 1895 m. konstrukcija buvo pagrįsta septiku.

Biodujos padeda žmonėms sušvelninti kai kurias problemas, su kuriomis susiduria visame pasaulyje, pavyzdžiui, sumažinti mūsų priklausomybę nuo iškastinio kuro energijos gaminant pasaulinę energiją ir sumažinti metano išmetimą į atmosferą, kuris yra labai pavojingos ozono sluoksniui dujos, ardančios ozono sluoksnį.

Biodujų produktas gali būti naudojamas kaip „natūrali“ trąša. Gaminant biodujas, organinės medžiagos skyla skystoje aplinkoje, organinės medžiagos maistinėms medžiagoms tirpstant vandenyje ir susidaro maistinių medžiagų turtingas dumblas, kuris gali būti naudojamas kaip trąša augalams.

Turinys

Kas yra Biodujos?

Biodujos paprastai reiškia įvairių dujų mišinį, susidarantį skaidant organines medžiagas, kai nėra deguonies. Biodujos dažnai gaminamos iš žaliavų, tokių kaip agrarinės atliekos, mėšlas, komunalinės atliekos, gamyklos medžiagos, nuotekos, žaliosios atliekos ar maisto atliekos.

Biodujos yra švarus, tvarus, ekonomiškai nekenksmingas energijos šaltinis.

Biodujos yra atsinaujinantis energijos šaltinis ir daugeliu atvejų išmeta labai mažą anglies pėdsaką. Biodujos gali būti gaminamos anaerobiniu būdu skaidant anaerobinius organizmus, kurie virškina priedus ribotoje sistemoje, arba fermentuojant biologiškai skaidomus priedus.

Biodujos yra sudarytos iš metano, anglies dioksido, vandenilio sulfido ir drėgmės, o jūs iš tikrųjų organines medžiagas paleidžiate per anaerobinį pūdytuvą, naudodami anaerobines bakterijas ir iš esmės naudojate fermentacijos procesą, kuris labai panašus į mūsų skrandį. valgyti maistą naudojant bakterijas.

Bakterijos valgo maistą iš esmės, jos sugeria metano dujas, metano dujos daugiausia yra biodujos. Biodujos sukuriamos iš biologiškai skaidžių medžiagų panaudojant maisto atliekų srautus, mėšlą, nuotekas, augalų komunalines atliekas, o vėliau taip pat natūraliai susidaro sąvartynuose ir tai vadinama sąvartynų surinkimu dujoms surinkti.

Biodujos daugiausia yra metanas (CH4) ir anglies dioksidas (CO2), jose gali būti šiek tiek vandenilio sulfido (H2S) drėgmės ir atrankų. Dujos metanas, vandenilis ir anglies monoksidas (CO) sudeginamos arba oksiduojamos deguonimi.

Ši išsiskirianti energija leidžia naudoti biodujas kaip kurą, dažnai bet kokiam šildymo tikslui, pavyzdžiui, maisto ruošimui, taip pat gali būti panaudota vidaus degimo variklyje, kad dujose esanti energija būtų paversta elektra ir šiluma.

Biodujos – tai dujos, kuriose labai daug metano ir kurios susidaro skaidant atliekas (žemės ūkio, nuotekų ir sąvartynų), kurios yra mikrobinio lygio ir gali būti naudojamos elektros gamybai. Biodujas daugiausia sudaro CO2 ir H2S, tačiau gali būti ir kitų sudedamųjų dalių, kurios gali gaminti biodujas.

Kai CO2 koncentracija yra didelė, biodujų šilumingumas sumažėja, todėl CO2 atskyrimas paprastai atliekamas prieš naudojant biodujas elektros gamybai.

Svarbu tai, kad dėl didelio CO2 kiekio ir mažesnio biodujų gamybos masto šis CO2 atskyrimas yra labai patrauklus membranoms. Todėl pastaruoju metu ši sritis buvo mokslinių tyrimų dėmesio centre.

Biodujos dažnai suspaudžiamos lygiaverčiu būdu, kaip gamtinės dujos suspaudžiamos į suslėgtas gamtines dujas (CNG) ir naudojamos automobiliams JK varyti. Pavyzdžiui, apskaičiuota, kad biodujos gali pakeisti apie 17 % automobilių degalų, o kai kuriose planetos dalyse jos atitinka atsinaujinančios energijos subsidijas arba subsidijas.

Biodujas galima išvalyti ir atnaujinti iki gamtinių dujų normų, kai jos tampa „biometanu“. Biodujos laikomos atsinaujinančiu ištekliu, nes jų gamybos ir naudojimo ciklas nenutrūksta.

Ji nesukuria grynojo anglies dioksido, organinės medžiagos, kurios auga, yra paverčiamos ir naudojamos, tačiau vis tiek atauga nuolat pasikartojančiu ciklu iš anglies perspektyvos, nes iš atmosferos absorbuojamas svarbus anglies dioksidas, todėl pirminiai biologiniai ištekliai išsiskiria, kai medžiaga yra pašalinama. galiausiai paverčiama energija.

Nors biodujos yra lengvesnės už orą, išbėgančios biodujos išstumia orą ir surenkamos šachtose, patalpose ar ertmėse.

Visi biodujų įrenginiai yra labai panašūs, tačiau jie taip pat yra labai unikalūs, visi jie turi skirtingus tiekimo šaltinius, visi jie turi šiek tiek kitokį procesą ir skiriasi jų galia. Kai kurie nori gaminti elektrą, kiti nori gaminti šilumą ir garą, o kiti nori gaminti dujas, kad jas būtų galima panaudoti pakartotinai arba kompensuoti gamtines dujas.

Žemiau pateikiamos kai kurios pramonės šakos, kurioms gali būti naudingos biodujos;

Maisto perdirbimo įrenginiai
Celiuliozės ir popieriaus gamyklos
Nuotekų valymo įrenginių įrenginiai
Komunalinės atliekos
Sąvartynai
Nepriklausomos patalpos su žaliava

Ką daryti su biodujomis?

Biodujos mums tikrai gali būti naudingos įvairiais būdais. Taigi, jei paklaustų „ką aš galiu padaryti su biodujomis? Tada mano atsakymas būtų toks, kad biodujos yra lengvai naudojamos visose srityse, skirtose gamtinėms dujoms, pavyzdžiui, tiesioginiam degimui, įskaitant absorbcinį šildymą ir vėsinimą, virimą, patalpų ir vandens šildymą, džiovinimą ir dujų turbinas.

Jis netgi gali būti naudojamas vidaus degimo varikliams ir kuro elementams tiekiant mechaniniam darbui ir (arba) elektros energijai gaminti.

Galiu naudoti biodujas elektros ir šilumos gamybai buityje. Elektra gali būti naudojama varikliuose, mikroturbinose ir kuro elementuose.

Gamindamas biodujas galiu padėti sumažinti šiltnamio efektą sukeliančių dujų, tokių kaip metanas, gamybą, nes efektyvus deginimas metaną pakeičia anglies dioksidu.

Metanas 21 kartą efektyviau sulaiko šilumą atmosferoje nei anglies dioksidas, o biodujų deginimas, išskiriantis metaną ir naudojamas kitiems tikslams, sumažintų šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą.

Biodujų gamybos pagalba galiu padėti sumažinti ūkiuose su mėšlo likučiais susijusį kvapą, vabzdžius ir patogenus, nes biodujoms gaminti gali būti naudojamos gyvulinės ir augalinės atliekos.

Jie apdorojami anaerobiniuose pūdytuvuose kaip skystis arba kaip suspensija, sumaišyta su vandeniu.

Anaerobiniai pūdytuvai paprastai susideda iš žaliavos šaltinio laikiklio, pūdymo bako, biodujų regeneravimo įrenginio ir šilumokaičių, kad būtų palaikoma bakterijų virškinimui reikalinga temperatūra.

Katalizinės cheminės oksidacijos būdu metanas, kuris yra biodujos, gali būti panaudotas metanolio gamyboje.

Biodujos, jei suslėgtos naudoti kaip alternatyvus gabenimo kuras lengvosiose ir sunkiosiose transporto priemonėse, gali naudoti tą pačią esamą degalų tiekimo techniką, kuri jau naudojama suslėgtųjų gamtinių dujų transporto priemonėms.

Daugelyje šalių biodujos laikomos aplinkai patrauklia alternatyva dyzelinui ir benzinui važinėjant autobusus ir kitas vietinio tranzito transporto priemones.

Metano milteliais varomų variklių skleidžiamo garso lygis paprastai yra žemesnis nei dyzelinių variklių, o išmetamųjų dujų emisija laikoma mažesnė nei dyzelinių variklių emisija, o azoto oksidų emisija yra tikrai maža.

Kuo biodujos gali būti naudingos mano organizacijai?

Biodujų įrenginiai gali padėti organizacijoms, turinčioms atliekų problemą, kurią jos nori išspręsti
Tai gali padėti organizacijoms, kurios nori būti nepriklausomos nuo energijos arba sumažinti savo priklausomybę nuo išorinių energijos šaltinių
Tai taip pat gali padėti organizacijoms, kurios nori įtraukti tvarumą į savo organizacijos kultūrą.

Biodujų gamybos proceso etapai

Biodujų gamybos proceso etapai susideda iš proceso etapų, kurie yra susiję su biodujų gamyba.

Kai kuriais procesais biodujos susidaro įvairių rūšių organinių atliekų. Biodujų gamyboje didžiausią vaidmenį atlieka biomase mintantys mikrobai, nes šių mikrobų virškinimas gamina metaną.

Šis metanas naudojamas kaip biodujos. Jis taip pat gali būti patobulintas, kad būtų aprūpintas gamtinėmis dujomis, leidžiančiomis jas transportuoti dideliais atstumais.

Taip gaminamos ne tik biodujos, bet ir organinės maistinės medžiagos, kurios gali būti naudojamos žemės ūkio reikmėms.

Biodujų gamybos proceso etapai apima:

Solibilizacija arba hidrolizė
Acidogenezė
Acetogenezė
Metanogenezė

1. Solibilizacija arba hidrolizė

Solubilizacija arba hidrolizė yra vienas iš biodujų gamybos proceso etapų ir čia riebalai, celiuliozė ir baltymai netirpiose formose suskaidomi į tirpius junginius.

Riebalus skaido riebalus skaidantys organizmai, celiuliozę skaido celiuliozę skaidantys organizmai, baltymus baltymus skaidantys organizmai. Visi jie suskaidomi į tirpius junginius. Šiuos skaidančius organizmus galima pavadinti mikrobais.

2. Acidogenezė

Acidogenezė yra vienas iš biodujų gamybos proceso etapų ir čia rūgštinės bakterijos paverčia tirpius junginius į organines rūgštis, tokias kaip acetatas ir lakiosios riebalų rūgštys. jei proceso metu susidaro lakiosios riebalų rūgštys, toliau vyksta acetogenezė, o jei susidaro acetatas, vandenilio molekulė ir anglies dioksidas, kitas procesas būtų metanogenezė.

3. Acetogenezė

Nors metanogenezė taip pat gali vykti po acidogenezės, acetogenezė taip pat gali vykti po acidogenezės. Acetogenezė yra vienas iš biodujų gamybos proceso etapų, kurio metu lakiosios riebalų rūgštys susidaro acidogenezės būdu, paverčiant jas acetatu, vandenilio molekule ir anglies dioksidu.

4. Metanogenezė

Metanogenezė yra vienas iš biodujų gamybos proceso etapų ir čia organinės rūgštys metanogeninių bakterijų paverčiamos metanu, anglies dioksidu ir vandeniu.

Figmedis. Biodujų gamybos proceso etapai

Pirmiau minėtų procesų derinys gali būti vadinamas Fermentacija.

Bioatliekos arba biomasė susmulkinamos į mažesnius gabalėlius ir sumaišomos su lygiaverčiu vandens kiekiu, kad susidarytų srutos, paruošiančios jas anaerobiniam skaidymo procesui.

Prieš atliekant bet kokią kitą procedūrą biodujų gamybos proceso etapuose, reikia atlikti dezinfekciją. Tai atliekama kaitinant suspensiją vieną valandą 70 laipsnių temperatūroje^oC.

Tai leidžia šalutinius produktus, kurie nėra biodujos (digestatas), naudoti kaip trąšas ūkyje. Srutų temperatūra turi būti apie 37^oC, todėl mikrobai ar mikroorganizmai gali veikti labai gerai.

Biodujos gaminamos anaerobinio skaidymo būdu, kuris rezervuare vyksta maždaug tris savaites. Tada dujas galima išvalyti pašalinant kai kurias priemaišas ir anglies dioksidą, po kurio biodujos gali būti paruoštos naudoti.

Pagrindiniai biodujų sistemos komponentai:

Pristatymo sistema iš žaliavos
Anaerobinis virškintuvas
Pagalbinė šildymo sistema
Dujų surinkimo ir valymo sistema
Biodujų tiekimo iki galutinio naudojimo sistema

Galite peržiūrėti vaizdo įrašą, kuriame pateikiama biodujų gamybos proceso etapų santrauka.

Paspauskite čia.

Trūšių biodujų

Biodujų rūšys grupuojamos pagal tai, kokio tipo biodujų gamykla naudojama joms gaminti. Biodujų įrenginių tipai apima:

Tjis Fixed-Dome biodujos
Tjis Floating Gas Holder biodujos.

Tjis Fixed-Dome Biodujos

Šios rūšies biodujos gaminamos stacionarioje biodujų gamykloje. Fiksuoto kupolo biodujų gamykla yra plytų ir cemento konstrukcija, turinti šias dalis:

Mmaišymo bakas: Įsikūręs virš žemės lygio
Inlet kamera: Maišymo bakas atsidaro po žeme į nuožulnią įvadą
Digesteris: Įleidimo kamera iš apačios atsiveria į viryklą, kuri yra didžiulis bakas su kupolinėmis lubomis. Viryklės lubose yra išėjimas su vožtuvu biodujoms tiekti.
Oišleidimo kamera: Viryklė iš apačios atsidaro į išleidimo kamerą.
OVerflow bakas: Išleidimo angos kampelis atsidaro iš viršaus į mažą perpildymo baką.

Biodujos gaminamos šiais būdais:

Įvairių formų biomasė maišymo bake sumaišoma su vienodu kiekiu vandens. Taip susidaro srutos.
Srutos per įleidimo kamerą tiekiamos į pūdytuvą.
Kai pūdytuvas iš dalies užpildomas srutomis, srutų įvedimas sustabdomas ir įrenginys nenaudojamas apie du mėnesius.
Per tuos du mėnesius srutose esančios anaerobinės bakterijos fermentuoja biomasę esant vandeniui.
Dėl anaerobinės fermentacijos susidaro biodujos, kurios pradeda kauptis pūdytuvo kupole.
Virtuvėje susidarius daugiau biodujų, dėl biodujų daromo slėgio panaudotos srutos patenka į išleidimo kamerą.
Iš išleidimo kameros panaudotos srutos persipila į perpildymo rezervuarą.
Panaudotos srutos rankiniu būdu pašalinamos iš perpildymo rezervuaro ir naudojamos kaip mėšlas augalams.
Dujų vožtuvas, prijungtas prie vamzdynų sistemos, atidaromas, kai reikia tiekti biodujas.
Norint gauti nuolatinį biodujų tiekimą, paruoštomis srutomis galima nuolat šerti veikiantį įrenginį.

Tjis plūduriuojantis dujų laikiklis Biodujos.

Šios rūšies biodujos gaminamos plaukiojančioje dujų laikiklio biodujų gamykloje. Plaukiojančiojo dujų laikiklio biodujų gamykla yra plytų ir cemento konstrukcija, turinti šias dalis:

Mmaišymo bakas: Įsikūręs virš žemės lygio
Digesterio bakas: Tai giliai požeminis šulinį primenantis statinys. Jis yra padalintas į dvi kameras tarp jų esančia pertvara.
Jame yra du ilgi cemento vamzdžiai:

Įleidimo vamzdžio anga į įleidimo kamerą srutų įvedimui.
Išleidimo vamzdžio anga į perpildymo baką panaudotai srutoms pašalinti.

Gasholder: Apverstas plieninis būgnas, esantis virš viryklės. Būgnas plūduriuoja virš viryklės. Dujų laikiklio viršuje yra išėjimas, kurį galima prijungti prie dujinių viryklių.
OVerflow bakas: Yra virš žemės lygio.

Biodujos gaminamos šiais būdais:

Srutos (vienodų biomasės ir vandens kiekių mišinys) ruošiamos maišymo talpoje.
Paruošta suspensija per įleidimo vamzdį tiekiama į pūdytuvo įleidimo kamerą.
Įrenginys nenaudojamas apie du mėnesius ir daugiau srutų įvedimas sustabdomas.
Per šį laikotarpį vyksta anaerobinė biomasės fermentacija, esant vandeniui, ir viryklėje susidaro biodujos.
Būdamos lengvesnės biodujos pakyla aukštyn ir pradeda kauptis gasholdere. Dabar dujų laikiklis pradeda judėti aukštyn.
Dujų laikiklis negali pakilti virš tam tikro lygio. Dujų talpykloje susikaupus daugiau biodujų, srutose pradedama daryti spaudimą.
Panaudotos suspensijos dabar iš įleidimo kameros viršaus išleidžiamos į išleidimo kamerą.
Kai išleidimo kamera prisipildo panaudotų srutų, perteklius išleidžiamas per išleidimo vamzdį į perpildymo baką. Vėliau jis naudojamas kaip mėšlas augalams.
Dujų išleidimo angos dujų vožtuvas atidaromas, kad būtų galima tiekti biodujas.
Pradėjus gaminti biodujas, nuolatinis dujų tiekimas gali būti užtikrintas reguliariai pašalinant panaudotas srutas ir įvedant šviežias srutas.

DUK

Kur galiu nusipirkti biodujų?

Biodujų galite įsigyti iš šalia jūsų esančių biodujų ir atsinaujinančios energijos platintojų. Taip pat galite pasinaudoti interneto šaltiniu, skirtu šalia jūsų esančiam biodujų platintojui. Tai galite padaryti tiesiog googluodami „Biodujų platintojai šalia manęs“ ir įjungę jūsų buvimo vietą, jums bus rodomi netoli jūsų vietos esantys biodujų platintojai.

Ar biodujos sprogsta?

Taip, biodujos sprogsta ir taip atsitinka biodujos, nes biodujos susideda iš kai kurių dujų, kurios gali sukelti sprogimą.

Biodujose yra apie 60% metano, o metanas yra sprogus, kai susimaišo su oru, todėl, jei biodujos sumaišomos su 10% -30% oro, gali įvykti sprogimas. Taip pat gali sprogti vandenilio sulfidas ir amoniakas, kurių taip pat yra biodujose.

Štai kodėl būtina kaip atsargumo priemonė neleisti liepsnos ar dūmų prie biodujų pūdytuvo.

Rekomendacijos

Providence Amaechi

redaktorius at EnvironmentGo! | providenceamaechi0@gmail.com | + įrašai

Iš širdies aistringas aplinkosaugininkas. „EnvironmentGo“ pagrindinis turinio rašytojas.
Stengiuosi šviesti visuomenę apie aplinką ir jos problemas.
Visada buvo kalbama apie gamtą, turime saugoti, o ne naikinti.

4 biodujų gamybos proceso etapai