طراحی یک واحد تولید بیوگاز

تعداد صفحات : ۹۹     فرمت :     word

فصل اول : بیوگاز چیست ؟

بیو گاز چیست؟

به مجموعه گازهای تولیدی از هضم و دفع فضولات اعم از انسانی ، گیاهی و حیوانی که در نتیجه فقدان اکسیژن و فعالیت باکتری های غیرهوازی خصوصاً باکتری های متان زا در یک محفظه تخمیر تولید می شود بیوگاز گفته می شود. این گاز که نوعی از سوخت نیز به حساب می آید دارای ۶۰ درصد متان و ۳۰ درصد دی اکسید کربن و ۱۰ درصد مخلوطی از هیدروژن، اکسیژن و منواکسید کربن است. با توجه به ترکیب بیوگاز حاصل از هضم فضولات که در حد قابل ملاحظه ای گاز متان در خود دارد، می توان این گاز را به عنوان یکی از انواع گاز های سوختی نامگذاری کرده و از آن در تولید گرما و یا حرکت استفاده نمود که درسال های اخیر به دلیل بروز مشکلات و محدودیت های استفاده از سوخت های فسیلی مانند نفت و گاز و زغال سنگ و غیره ، استفاده از بیوگاز به عنوان جایگزینی مناسب برای این گونه از سوخت ها بیش از پیش مورد توجه قرار گرفته است.

مکان تولید بیوگاز

این گاز در اثر واکنش های تجزیه ای بی هوازی میکرو ارگانیسم های زنده در محیط هایی که دارای مواد آلی می باشند به وجود می آید. به عنوان نمونه می توان به باتلاق ها و مرداب ها و یا مکان های دفن زباله های شهری به عنوان مکان هایی که حاوی مقدار فراوانی بیوگاز هستند اشاره کرد.

گاز متان:

همانطور که ذکر شد ترکیب اصلی بیوگاز، گاز متان است که این گاز در زمره گازهای قابل اشتعال محسوب می شود. متان، گازی است بی رنگ و بی بو که اگر یک فوت مکعب آن بسوزد، ۲۵۰ کیلوکالری انرژی حرارتی تولید می شود؛ به علاوه در فرآیند سوختن گاز متان ، گاز منواکسید کربن که از جمله گازهای سمی و خطرناک است تولید نمی شود، بنابراین می توان بیوگاز را به عنوان سوختی سالم و ایمن در مکان های مسکونی مورد استفاده قرار داد.

دفع مواد زائد:

بیوگاز از جمله انرژی های تجدید پذیر است که علاوه بر تولید انرژی در تولید کودهای کشاورزی و افزایش سطح بهداشت جامعه نیز تأثیر فراوانی دارد؛ به علاوه راه حل بسیار مناسب برای دفع مواد زاید جامد، فاضلاب های شهری و صنعتی که آلوده کننده شدید محیط زیست هستند می باشد.پس از استحصال بیوگاز خطرات ناشی از این مواد بشدت کاهش یافته و به علاوه از انرژی حاصله و کود باقیمانده در مصارف صنعتی می توان استفاده کرد.

واکنش تولید بیوگاز:

اصول هضم فضولات شامل ۲ مرحله اساسی است که هر مرحله توسط دسته خاصی از ارگانیسم ها انجام می شود، در مرحله اول مواد پیچیده آلی به ترکیب های ساده ای تجزیه می شوند که این تجزیه سازی توسط باکتری های اسیدسازی که به سرعت رشد کرده و سریعاً تولید مثل می کنند، انجام می شود. درجه حساسیت این گروه از باکتری ها نسبت به محیط اطرافشان زیاد نمی باشد. این دسته از باکتری ها که در زمره باکتری های اسیدزا به حساب می آیند، مواد پیچیده را ابتدا با اسیداستیک و اسید پروپیونیک تبدیل می کنند که ماحصل این تبدیل به دست آمدن دی اکسیدکربن و آمونیاک است و سپس در مرحله بعدی ارگانیسم های ذره ای یعنی متان سازها، اسیدهای حاصل را به متان و دی اکسیدکربن تولید می کنند و بدین ترتیب گاز متان حاصل می شود. علاوه بر بیوگاز در پایان این فرآیند بیوماس نیز به دست می آید که به عنوان کود آلی از آنها در کشاورزی استفاده می کنند.بر اساس محاسبات انجام شده، کود حاصل از ۳ رأس گاو یا چند رأس گوسفند جوابگوی تولید گاز مصرفی هر خانوار در طول یک سال است که این میزان تولید بیوگاز در حدود ۵۰۰ لیتر به ازای هر کیلوگرم فضولات تجزیه شده است. لازم به ذکر است که بهره برداری و نگهداری از دستگاه بیوگاز به مهارت خاصی نیاز نداشته و هر کس به راحتی می تواند دستگاه را راه اندازی کرده و از آن استفاده کند.