Физика және техникалық пәндер кафедрасы
Биогаз өндіру және биогаз қондырғыларының түрлері
жүктеу/скачать 1,39 Mb.
|
Биомасса энергиясын қолдану 2
| Биогаз өндіру және биогаз қондырғыларының түрлері
Жекеменшік үйде тұратын кез келген отбасы бірден екі тұрмыстық мәселеге тап болады: коммуналдық төлемдердің өсуі және органикалық қалдықтарды шығару қажеттілігі. Қала маңындағы үйлердің экологиялық артықшылықтары даусыз. Бірақ сіз жиі таза ауа мен табиғаттың тыныштығы үшін отбасылық бюджеттен ұлғайтылған қаржылық жүктемені төлеуге тура келеді. Мұны әсіресе дамыған фермасы бар үйлер қатты сезінеді. Сонымен қатар, жеке үй шаруашылықтарының органикалық заттарының өзі сауатты иесі үшін нағыз алтын кеніші бола алады. Үй шаруашылығының барлық биологиялық қалдықтары тұрмыстық биогаз алу үшін ең құнды шикізат болып табылады. Сонымен қатар, шағын ферма үшін үлкен өңдеу станциясын салудың қажеті жоқ, өйткені жеке үйге арналған шағын биогаз қондырғысы оған техникалық қызмет көрсете алады. Биогаз қондырғысына түскен кез келген органикалық материал газ бен жылу бөле бастайды. Дәл осы пайдалы қасиеті биоқалдықтар өздерінің тегін жылытуына, газбен жабдықтауға және тіпті электр энергиясын өндіруге пайдаланылады. Биогаз қондырғысы ашыту процесін қолдана отырып, көңнен метан алады. Сумен сұйылтылған органикалық заттар (субстрат) биореакторға орналастырылады. Органикалық массада 37-40 градус температурада жылу мен газдардың бөлінуінен химиялық процесс басталады. Су газдың түзілуіне қатыспайды, бірақ оған белсенді түрде ықпал етеді. Көң реактор түбіне шлам түрінде шөгеді. Кептірілген, шіріген көң егістіктерге арналған жоғары сапалы тыңайтқыш болып табылады. Ашыту әдісіне қарай биореакторлар екі түрге бөлінеді: биотермиялық және анаэробты (оттегісіз). Биотермиялық станциялар (БТС) жеңілдетілген дизайнға ие және оларға қызмет көрсету оңай. Биомассаның ашытуы ауаның еркін енуімен жүреді. Нәтижесінде көп мөлшерде жылу бөлінеді, бірақ сонымен бірге биомассадағы сутегі суға, көміртегі көмірқышқыл газына айналады (тотықтырады). Көптеген БТС резервуарлары ішінен суды 50 градусқа дейін жылытуға қабілетті су жылыту құбырларының бөліктерімен жабдықталған. Үйде орнатылған реактор аз мөлшерде көң мен басқа да органикалық заттардан биогаз шығарады. Сондықтан шағын биогаз қондырғылары тек саяжайларды, ферма үйлерін жылытуға және ыстық сумен қамтамасыз етуге жарамды. Анаэробты биогаз станциялары (БЭС) шағын BPS-ке қарағанда күрделірек дизайнға ие. Ашыту процесі таза ауаға қол жеткізбей, жабық резервуарда өтеді. Сонымен бірге биомассадағы көміртегінің 70%-ға дейіні метанға айналады. Көміртектің қалған 30%-ын сутегі, көмірқышқыл газы және азот түзеді. Алынған газ қоспасы табиғи тазартудан кейін тағамды жылытуға немесе оны энергияның басқа түрлеріне (жылу, электр энергиясы) айналдыруға болатын тамаша отын болып табылады. Биогаз қондырғысы оттегісіз ашыту арқылы ауыл шаруашылығы мен тамақ өнеркәсібінің биологиялық қалдықтарынан биогаз және био тыңайтқыштар шығарады. Биогаз-пайдалы метан түзетін бактериялардың қалдық өнімі. Микроорганизмдер оттегісіз жағдайда (анаэробты) органикалық субстраттардан көміртекті метаболиздейді. Шірік немесе оттегісіз ашыту деп аталатын бұл процесс қоректену тізбегінен кейін жүреді. Типтік биогаз қондырғысының құрамы: 1.Биоқалдықтарды сақтау учаскесі 2.Биомассаны жүктеу жүйесі 3.Реактор 4.Ашыту реакторы 5.Субстрат 6.Биогаз қондырғысының жылыту жүйесі 7.Электр станциясы 8.Автоматика және бақылау жүйесі 9.Газ құбырлары жүйесі (2.4-сурет Биогаз қондырғысының схемасы) БГҚ – биогаз қондырғысы; ТҚГ – төмен қысымды газгольдер; ЖҚГ – жоғары қысымды газгольдер; Ф – фильтрлық тазарту; К – (вакуум жасау - K); Н – насос(сорғы); СЗВБ – биомассаны тиеу/түсіру; СК – су жылытуға арналған котел; КГҚ – когенерациялық қондырғы; Р – қысым реттегіші; АС – аккумуляторлайтын система. Өнертабыс энергетика саласына қатысты. Қондырғы негізгі жабдықтардан тұрады: биогаз қондырғысы, газ сорғы, биогаз сүзгісі және компрессор, ыстық су сорғысы, когенерация, сақтау жүйесі, ыстық су қазандығы. Бұл жұмыстардың мақсаты биологияны биологиялық дамуға біріктіру болып табылады, содан кейін биогаз су моншасы арқылы өндіріледі, ол өз кезегінде ыстық су қазандығын алады. Содан кейін биогаз сүзу арқылы ТГҚ, содан кейін ЖҚГ, содан кейін жылу энергиясы өндірілетін когенерациялық қондырғыға өтеді. Осылайша, қондырғы жаңартылатын энергия көздерімен (ЖЭК) ынтымақтастықты қамтиды. Мұндай құрылғыларды ауыл шаруашылығы кәсіпорындарында қолдануға болады, бұл оларға автономия мен электр станцияларынан тәуелсіздік береді. Сонымен қатар, жоғары табыстылық және қысқа өтелу мерзімі бар. Биомасса тікелей тиеу жүйесінен биогаз қондырғысына жеткізіледі. Қондырғыда бөлінетін газ төмен қысымды газ ыдысына түседі, содан кейін сүзгіден өтіп, жоғары қысымды отын багіне түседі. Алынған газ жеке қажеттіліктерге, сондай-ақ тұтынушылардың ыстық су және газдың өзі түрінде пайдалану үшін пайдаланылады. Биогаз алудың маңызды шарттарының бірі реактордағы қажетті температураны сақтау болып табылады. Жылыту бірнеше жолмен жүзеге асырылуы мүмкін. Стационарлық қондырғыларда температура белгілі бір деңгейден төмен түскенде қосылатын және қажетті температураға жеткенде өшетін автоматтандырылған жылыту жүйелері қолданылады. Жылыту үшін сіз газ қазандықтарын пайдалана аласыз, электр жылытқыштары арқылы тікелей қыздыра аласыз немесе резервуардың негізіне қыздыру элементін сала аласыз. Жылу шығынын азайту үшін реактордың айналасында шыны жүн қабаты бар шағын жақтауды салу немесе қондырғыны жылу оқшаулаумен жабу ұсынылады. Кеңейтілген полистирол және оның басқа сорттары жақсы жылу оқшаулау қасиеттеріне ие. (2.5-сурет, үй ішіне арналған биогаз қондырғысы[1]) Биогаз қондырғысында ашыту процесін қолдану жануарлардың қалдықтарынан метан алуға мүмкіндік береді. Технологиялық схемада (2.5-сурет) субстрат, сұйытылған органикалық заттар биореакторға орнатылады. 37°-40° температураға жеткенде органикалық массада химиялық процесс басталады, ол газ бен жылу бөлінуімен бірге жүреді. Су газ түзілу процесіне қатыспайды, бірақ газ массасының түзілуіне тікелей әсер етеді. Қол жетімді массалық көлемге байланысты жануарлардың қалдықтары реактордың төменгі жағында тазартылады. Кептірілген кезде шіріген көң егістік үшін жоғары сапалы тыңайтқыш болып табылады, ал биогаз қондырғысы ашыту процесі арқылы көңнен метан шығарады. Берілген тарау бойынша тұжырым жасайтын болсақ, биомассаны пайдалану тұрақты энергияға бағытталған маңызды қадам болып табылады және оның түрлерінің әртүрлілігі даму мен инновацияға мүмкіндік береді. Қазіргі заманғы жеке үйлерде, әсіресе қала маңындағы аудандарда екі маңызды тұрмыстық мәселелер туындайды: коммуналдық төлемдердің өсуі және органикалық қалдықтарды шығару қажеттілігі. Алайда, саяжайлардың экологиялық артықшылықтары даусыз. Ферма иелері органикалық қалдықтарды биогаз өндіру үшін құнды шикізат ретінде пайдалана алады. Биогаз қондырғысы түріне байланысты (биотермиялық немесе анаэробты) жылытуды, ыстық сумен жабдықтауды және тіпті электр энергиясын өндіруді қамтамасыз ете алады. Биореактордағы ашыту процесі органикалық қалдықтардан метанды алуға мүмкіндік береді, ал кептірілген шіріген көң егістіктер үшін сапалы тыңайтқышқа айналады. Мұндай биогаз қондырғылары қаржылық жүктемені азайтуға ғана емес, сонымен қатар үй шаруашылықтарының экологиялық тұрақтылығына ықпал етеді жүктеу/скачать 1,39 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|