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REACTEUR AUTO-DYNAMIQUE POUR OBTENIR UN BIOGAZ

Sergey Velichkin

Collection de façons de faire des secrets de technologie pour toutes les occasions

Glossaire des termes

a | b | dans | g | d | ж-и | à | l | m | n | à propos de n | rs | t-y | fc | ш-я

En moyenne, pour chauffer un bâtiment d'une superficie de 40 à 50 m 2 , il faut une plaque à quatre brûleurs par heure de 3,0 à 3,5 m 3 biogaz. En équipant le système de chauffage local, il est possible d'utiliser le réchauffeur de gaz de chauffage automatique largement utilisé AOGV-11, 3-3-U .

Le facteur important déterminant l'intensité de la formation de gaz est la température du processus. Il ne faut pas oublier que l'article "Biogaz: Heats, Also Brews" décrit une expérience concernant un pays au climat doux. Apparemment, pour des conditions climatiques plus sévères, le chauffage est plus nécessaire, peut-être même dans un processus régulier. Et si le préchauffage est envisagé, il semble alors approprié de l'utiliser comme facteur de régulation efficace, grâce auquel il est possible d'augmenter la formation de gaz plusieurs fois. (Sur un autre facteur de contrôle - le mélange - disons plus loin.)

Maintenant, compte tenu de l’effet combiné de ces facteurs sur la capacité de l’usine, nous pouvons donner quelques recommandations.
Lors du choix de la taille du fermenteur, vous pouvez vous concentrer sur les options données dans la publication précédente; compte tenu du climat plus sévère, il convient d'ajouter à l'installation un élément chauffant, par exemple sous forme de serpentins. L'opération d'essai révélera immédiatement l'effet du chauffage sur les performances de l'appareil. Pour systématiser le travail de débogage, il est recommandé de créer un bloc-notes (ne comptant pas sur la mémoire) pour enregistrer également toutes les modifications - comme si elles étaient entrées et reçues. La pratique montre que chaque 10 ° de chauffage supplémentaire à la biomasse double le rendement en gaz de 1 m 3 du fermenteur.

Voici quelques données pour ceux qui vont faire la conception de l'installation. A partir de 1 tonne de matière première, du CO 2 100 m 3 de gaz est produit. Sa valeur calorifique est d'environ 5500-6000 kcal / m 3 . À titre de comparaison, le gaz à usage domestique n’est pas beaucoup plus calorique - seulement 7 000 kcal / m 3 .

Maintenant sur la biologie du processus. Les bactéries productrices de méthane sont présentes dans la matière première elle-même. Leurs cultures se développent dans le fermenteur jusqu'à trois semaines, jusqu'à ce que la masse commence à libérer du gaz. Lorsque vous utilisez le "démarreur" prêt à l'emploi de la partie précédente du fermenteur déjà en service, le temps de production de la source de gaz est réduit à environ une semaine.

Les bactéries productrices de méthane sont divisées en trois groupes. Le psychrophile fonctionne efficacement dans la gamme de +5 ... + 20 ° . Avec l'augmentation de la température, les bactéries mésophiles se développent, leur plage de fonctionnement est de + 30 ... + 42 ° . Et à une température encore plus élevée, l'action des bactéries déjà thermophiles se manifeste, qui opèrent dans une plage très étroite: +54 ... + 56 .

Un nombre impressionnant de questions concerne tout d’abord la conception de l’installation - pour créer la possibilité de ravitailler périodiquement les matières premières et de mélanger la biomasse sans dépressuriser la cloche. Tout d’abord, il faut dire que la production continue de gaz peut être obtenue par une voie de duplication des installations. Avec les fermenteurs dupliqués, lorsque vous les remplacez de manière répétée, vous pouvez le faire sans compliquer le système.

Par conséquent, le futur créateur de l’usine de biogaz doit être comparé, en ce qui concerne ses capacités, à trois systèmes: le plus simple avec un remplissage périodique; protozoaires appariés, avec des recharges alternées; avec un dispositif spécial qui fournit une alimentation continue en gaz.

En choisissant le troisième programme, nous devons garder à l'esprit que pour le travail du fermenteur, non seulement le ravitaillement en matières premières est nécessaire, mais aussi l'élimination des déchets.

REACTEUR AUTO-DYNAMIQUE POUR OBTENIR UN BIOGAZ

Dans ce dernier régime, le ravitaillement en matières premières n’est pas équivalent en termes de périodicité. Ainsi, l'élimination des déchets peut être combinée à la suspension du processus de nettoyage, à la révision du système. Ce qui touche au ravitaillement, alors que cela se fait plus souvent est aussi plus facile: chaque jour à partir du bas est enlevé 1/10 de la capacité, le sommet est ajouté autant de biosyarya frais.

L'un des moyens réalisables de ravitailler un fermenteur sans privation de gaz repose sur le principe dit des vases communicants. Pour ce faire, à proximité de la fosse de fermentation, une petite capacité de remplissage est disposée, reliée à celle-ci par une canalisation située en dessous du niveau de liquide ( Fig. 1 ). Le pipeline est constitué d'un morceau d'égout en céramique ou d'un tuyau en amiante-ciment, qui est intégré dans les parois des réservoirs.

Un tel système est en soi un obturateur à gaz liquide. Augmentez l'efficacité de l'alimentation du concentré avec une trémie de trémie ( Fig. 1a ). Pousser le fossé à travers le pipeline peut aussi être le plus simple des mailles. Aussitôt, il est également utilisé comme amortisseur, ce qui empêche l'auto-mélange de la biomasse entre les deux réservoirs.

Une grande partie du besoin de mélange périodique de la biomasse. Comment effectuer cette opération sans dépressurisation? Tout le monde n'est pas au courant de la possibilité de son auto-mélange. Rappelons l’effet de la convection: on peut l’observer dans la chambre haute, lorsque des peluches apparaissent au-dessus de la batterie chauffante, remontent, tombent sur le mur opposé et sont à nouveau transportées par un léger flux vers la batterie. cet effet de circulation thermique du milieu n'est pas difficile à obtenir également dans le fermenteur si l'on place les tuyaux de chauffage (serpentin) dans sa partie inférieure, en les déplaçant sur un bord; la convection fournira une auto-agitation. Dans le processus de gazéification qui a déjà commencé, l’effet de la formation de bulles de gaz dans la zone au-dessus du préchauffeur s’ajoutera à cela.

Il est également facile de fabriquer un mélangeur mécanique à biomasse. Surtout, il est utile dans un endroit avec un climat doux, où il n'est pas nécessaire d'utiliser le chauffage. Comme le montre la pratique, il est préférable de fournir cela à l'avance. Après tout, si le système lui-même continue à chauffer, alors pourquoi, à ce moment-là, il est demandé de dépenser de l'énergie pour le mélanger. De plus, il n'est pas nécessaire d'agiter la masse en continu. Vous pouvez agir cela périodiquement, par exemple le matin même le soir. Il est même nécessaire de transformer cette opération en une régulation supplémentaire. Pour ce faire, il suffit de surveiller l'emplacement de la cloche: comme s'il ne tombait que sur le niveau inférieur (une petite réserve de gaz), il est nécessaire de mélanger la biomasse - les émissions de gaz augmenteront immédiatement.

Le mélangeur le plus simple est facile à fabriquer sous la forme d'une turbine avec un entraînement via des connexions via le même pipeline de siphon ( Fig. 2 ). Il n'y a pas besoin de rotation continue dans une direction. Si le mélangeur possède des lames radiales, suffisamment de mouvements de balancement. Vous pouvez également vous limiter à une lame. L'espace commun pour leurs propres solutions. Comme brouillons, il est préférable d'utiliser des matériaux non-pourris, par exemple un fil électrique isolé ou un cordon de kapron (chlorure), vendus dans les quincailleries comme s'ils étaient des sous-vêtements. Il y a aussi le problème de la stabilité de la cloche. Les lecteurs qui ont étudié attentivement le matériau " Biogaz: Warms aussi, Brews également " ont déjà remarqué que si les schémas de la figure 1 sont implémentés sans aucune modification de la structure, la cloche risque de perdre son équilibre. .

DISPOSITIF SIMILAIRE POUR OBTENIR UN BIOGAZ

OBTENIR LE BIOGAZ

Sur la figure 3 , la même publication ne fournit pas par inadvertance un tube de guidage pour la cloche, mais une telle configuration est plus difficile pour la production à domicile.
Dans la figure, nous illustrons le schéma d'équilibrage de la cloche avec des blocs dupliqués ( Fig. 3a ), et la variation de la «grue» est également un contrepoids ( Fig. 3b ). L'erreur obtenue en raison du déplacement non strictement vertical du point de suspension de la cloche sur la "grue" (le long de l'arc du cercle) est négligée en raison de l'excès important du bras de levier au-dessus du culbuteur.

Un tel système d'équilibrage de cloche est également avantageux en ce qu'il peut être utilisé comme dispositif de levage lors d'une révision ainsi que pour nettoyer le fermenteur. Compte tenu de cela, il n’est pas difficile de compléter le système avec quelques éléments auxiliaires: il est préférable de disposer les blocs sur la re-flèche (après tout, il est strictement interdit de soulever la cloche - " NE PAS ARRÊTER SOUS CARGO! "). Il vaut également la peine de faire tourner la béquille de la «grue», mais le contrepoids à la vente comme à l’échelle de l’entrepôt. Mais si dans votre région de gel ne se produit pas, fournir un contrepoids sous la forme d'un conteneur rempli d'eau.

La gêne la plus grave sur le chemin de l'artisanat est la production de la cloche. Le fer à repasser galvanisé vous permet de lui donner la bonne forme avec des moyens simples, en plus il deviendra léger. Mais la fragilité de ce matériau avec une corrosion rapide dans un environnement agressif oblige à chercher d'autres options. Par conséquent, nous vous conseillons fortement de regarder de plus près la ferraille disponible. Les vieux récipients, par exemple des produits pétroliers, étant coupés, peuvent constituer un produit semi-fini très approprié, comme en forme (généralement avec des fonds sphériques soudés), ainsi que dans l'épaisseur du matériau en feuille: de 2 à 5 mm .

Apparemment, les dimensions de la cloche seront de 2-3 m à la même hauteur. Si le "tonneau" s'avère plus petit, il convient de s’interroger sur l’opportunité de faire fonctionner une grosse cloche ou de prendre une paire plus petite (par exemple, D = 1,5 m ), tout en retournant à la version des plantes simples couplées.

Certains lecteurs ont le problème de déterminer la pression de gaz. Apparemment, ils n'ont pas pris soin de l'évidence: comme si seule la cloche se levait, la puissance de la pression du gaz a atteint la masse de la cloche. Laissez-nous expliquer cela sur l'échantillon. Avec un diamètre de jupe de 2 m, l'aire de sa section sera S = kN 2 = 3,14 X 1 = 3,14 m 2 = 31 400 cm 2 . À une épaisseur de paroi d'une cloche de 5 mm et d'une hauteur de 2 m, son autorité fera environ 500 kg. Supposons que l’autorité réelle de la cloche est de 470 kg . La cloche flottera alors à une pression de gaz de 0,15 atm . (Dans le système SI, la masse M = 470 kg , la puissance du poids F = 4700 N , la pression du gaz p = 4700/31 400 = 0,15 N / cm 2 = 0,15 atm ).

Par la mesure de la levée de la cloche, la pression ne changera pas approximativement, son élévation ne résultera que du déplacement de la capacité du liquide égal aux éléments émergents des parois de la cloche.

En notant la faible pression de gaz, on observe que (si nécessaire) peut être augmenté de manière simple: installer une charge supplémentaire sur la cloche, en la plaçant plus bas, pour l’équilibre choisi de la cloche.
Quelques exemples intéressants à titre de comparaison. La pression du gaz dans le réseau urbain se situe entre 200 et 300 mm d'eau. Art. , et autorisé - jusqu'à 600 mm d'eau. Art . Dans notre système, cette pression devrait être similaire à la pression limite. Naturellement, la question commence: une ferme personnelle est-elle capable de fournir une quantité suffisante de matières premières biologiques? Bien sûr que non. Nos recommandations concernent principalement les exploitations d'élevage coopératives, qui se développent chaque jour davantage. De plus, les réserves sont également considérables dans les fermes collectives et les fermes d'État: une autre fois près des exploitations d'élevage, une quantité considérable de fumier est accumulée, ce qui n'est nullement utilisé. Les résidents locaux pourraient en disposer, puis l'exporter dans les champs. Après tout, la matière première du fermenteur ne perd pratiquement pas sa valeur d'engrais. Il y a un double avantage économique.

En conclusion, nous demandons à nouveau aux lecteurs de partager leurs expériences en concevant également l'exploitation des installations de biogaz.

Auteur de l'article: Sergey Velichkin