И. Т. Алдибеков
Биогазды өндіру және оны қолдану
жүктеу/скачать 2,7 Mb. Pdf көрінісі
|
OIpfmz5UdRAokhv7ETqW2tM9cLGBYN
| 7.2 Биогазды өндіру және оны қолдану
Биогаз алу технологиясы және биогаздық қондырғылар. Табиғи жағдайда биомассаның кез келген түрі, оның ішінде мал көңі, элементарлық қосылыстарға ыдыратушы организмдердің, грибтердің, бактерийлардың әсерінен ыдырайды. Бұл үрдіс жүруі үшін ылғалдылық, жылу және жарықтың болуы қажет. Үрдістің соңғы кезеңінде толық ыдырау аэробты және анаэробты деп аталатын топтарға жататын көптеген бактериялардың әсерінен болады. Аэробты бактериялар көп жағдайда оттегінің қатысуымен дамиды, олардың көмегімен биомассаның көміртегі көмірқышқыл газына (СО 2 ) дейін тотығады, яғни СО 2 бөлінеді. Оттегі толыққанды жетіспейтін жабық кеңістікте анаэробты бактериялар дамиды. Олар көмірсутегінің ыдырауының әсерінен өмір сүреді. Микроорганизмдердің қатысуымен биомассалардың ыдырау үрдісін ферментациялау деп атасақ болады, бірақта анаэробты жағдайда жүретін үрдістерді «ашу» деп атау ыңғайлырақ болады. Олардың әрекеті нәтижесінде көміртегі екіге бөлінеді: толық тотыққан көмірқышқыл газ СО 2 және толықтай қалпына келтірілген метан СН 4 . Еритін азот қосылыстары сияқты қоректік заттар топырақ қарашірігінде тыңайтқыш ретінде сақталады. Биогаз – метан мен көмірқышқыл газының қоспасы, биомассаның ашу үрдісі кезінде алынады. Ол метанның максимал көлемде бөлінуін қамтамасыз ететіндей жасалған және басқарылатын арнайы жабық қондырғыларда– биогаздық генераторларда пайда болады. 91 Биогазды жаққан кезде алынатын энергия мөлшері бастапқы құрғақ материалдың бойындағы энергияның 60 %... 90 % жетуі мүмкін. Бірақ 95 % суды құрайтын сұйық массадан алынатын газ мөлшерін анықтау қиын. Анаэробтық ашу үрдісінің тағы бір маңызды артықшылығы - оның қалдығында ауру тудыратын микроорганизмдер мөлшері бастапқы материалдағы (көңдегі) микроорганизмдер мөлшерінен айтарлықтай аз. Егерде биогаздық генераторлар дайын қалдықтар ағынын қолданатын болса, онда биогаз өндіру экономикалық жағынан тиімді болады. Әсіресе, толық экологиялық циклды іске асыратын агроөндірістік кешендерде өте тиімді. Онда көң анаэробты ферменттеуге (ашуға) ұшырайды, сосын ашық бассейнде аэробты жағдайда өңделеді. Биогаз жарықтандыру, механизмдерді, транспортты, электр генераторларды қозғалысқа келтіру және жылу алу үшін қолданылады. Биогаз алу технологиясының энергетикасы және негізгі үрдістері. Әдетте бастапқы малшаруашылығының қалдықтарының 60 % ашиды. Қалыпты жағдайда 1 м 3 суда 5 кг құрғақ биомасса болады деп есептесек, онда 1 кг ашытылатын құрғақ материалдан газдың шығуы 0,2 м 3 ...0,4 м 3 тең. Бактериялардың белгілі түрлеріне тиімді температуралардың үш деңгейі бар. Температураның төменгі деңгейі – психрофильдік, температура 20 0 С шамасында, орташа деңгейі – мезофильдік, температура 30 0 С...35 0 С шамасында, жоғарғы деңгейі – термофильдік , температура 55 0 С шамасында. Өте жоғары температурада ашыту төменгі температураға қарағанда жылдам жүреді және әрбір 5 0 С сайын газдың шығуы екі еселенуімен сипатталады. Жылы тропикалық аймақтарда ашыту қыздырусыз 20 0 С...30 0 С температура аралығында жүреді, бұл ашыту 14 күндік уақыттық аралықта психофрильдік деңгейде жүреді. Климаты өте суық аймақтарда алынған биогаздың бір бөлігін немесе электрқыздырғышты қолдана отырып, биомассаны алдын ала 35 0 С дейін қыздыруды қажет етеді. Кейбір бактериялар 55 0 С да жұмыс жасайды, бірақ олар материалдың (көңнің) ыдырауын жылдамдатқанымен, өндірілген биогаз көлемін жоғарылатпайды. Ашыту кезіндегі биохимиялық үрдістер үш кезеңде жүреді, олардың әрқайсысы өзінің анаэробты бактериялар тобымен қамтамасыз етіледі. 1) Ыдырауда ерімейтін биологиялық материалдар (мысалға, целлюлоза, полисахаридтер, майлар) көмірсутектері мен майлы қышқылдар бөлінеді. Бұл үрдістер бір тәулік бойы 25 0 С температурада жағдайында жүреді. 2) Қышқыл өндіруші бактериялар сірке және пропионды қышқыл өндіреді. Бұл үрдістер бірнеше тәуліктер бойы жүреді. 3) Метан өндіретін бактериялар 14 тәулікте, температура 25 0 С болғанда бастапқы өнімді толығымен ашытады, яғни, аз ғана сутегі ( жүктеу/скачать 2,7 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|