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AUTO-RÉACTEUR POUR LA PRODUCTION DE BIOGAZ

Sergey Velichkin

Une collection de méthodes pour la fabrication de secrets technologiques pour toutes les occasions

Glossaire

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En moyenne, le chauffage d’un bâtiment d’une surface de 40 à 50 m 2 , à quatre feux , nécessite de 3,0 à 3,5 m 3 par heure. biogaz. Lors de l’équipement d’un système de chauffage local, le chauffe-eau à gaz AOGV-11, 3-3-U, très répandu, peut être utilisé .

Un facteur important déterminant le taux de formation de gaz est la température du processus. Il ne faut pas oublier que l'article "Biogaz :, chauffe, prépare également", décrit une expérience qui concerne un pays au climat relativement doux. Apparemment, pour des conditions climatiques plus sévères, le chauffage est plus nécessaire, peut-être même dans un processus établi. Et si le chauffage est envisagé, il semble approprié de l’utiliser comme facteur de régulation efficace, grâce auquel la formation de gaz peut être augmentée plusieurs fois. (Sur un autre facteur déterminant - le mélange - disons plus loin.)

Maintenant, compte tenu de l'influence conjointe de ces facteurs sur la capacité de la centrale, certaines recommandations peuvent être formulées.
Lorsque vous choisissez la taille du fermenteur, vous pouvez vous concentrer sur les options proposées dans la publication précédente. étant donné le climat plus rigoureux, il convient d'ajouter un élément chauffant à l'installation, par exemple sous la forme de serpentins. Le mode d’essai vous permet d’identifier immédiatement l’effet du chauffage sur les performances de l’appareil. Pour systématiser le travail de développement, il est recommandé de créer un bloc-notes (sans compter sur la mémoire) pour enregistrer également toutes les modifications - comme si elles étaient entrées et reçues. La pratique montre que tous les 10 ° de chauffage supplémentaire de la biomasse double le débit de gaz de 1 m 3 du fermenteur.

Voici quelques données pour ceux qui vont faire la conception de l’installation. À partir de 1 tonne de matière première, on obtient du CO 2 100 m 3 de gaz. Son pouvoir calorifique est d'environ 5500-6000 kcal / m 3 . À titre de comparaison: le gaz domestique ne représente pas beaucoup plus de calories - seulement 7 000 kcal / m 3 .

Parlons maintenant de la biologie du processus. Les bactéries produisant du méthane se trouvent 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. Lors de l'utilisation de la «culture de départ» prête à l'emploi du lot précédent d'un fermenteur déjà en exploitation, la source de production de gaz est réduite à environ une semaine.

Les bactéries productrices de méthane sont divisées en trois groupes. Les psychrophiles agissent efficacement dans la plage de +5 ... + 20 ° . Avec l'augmentation de la température, des bactéries mésophiles se développent et leur plage de travail est comprise entre + 30 et + 42 ° . Et à des températures encore plus élevées, l'acte de bactéries déjà thermophiles se manifeste, qui agissent dans une plage très étroite: +54 ... + 56 .

Un nombre impressionnant de questions concerne la conception de l'installation, tout d'abord - pour créer la possibilité de réapprovisionner périodiquement en matières premières et de mélanger de la biomasse sans dépressurisation de la cloche. Tout d'abord, il faut dire que la production continue de gaz peut être obtenue en dupliquant les installations. Avec les fermenteurs dupliqués avec leur ravitaillement alternatif, il est possible de ne pas compliquer le système.

Par conséquent, le futur créateur de l'installation de production de biogaz doit être comparé, en fonction de ses capacités, à trois systèmes: le plus simple avec remplissage périodique; protozoaires jumelés, avec remplissage alterné; avec un dispositif spécial qui fournit un flux continu de gaz.

En choisissant le troisième système, il ne faut pas oublier que le travail du fermenteur nécessite non seulement de faire le plein de matières premières, mais également d'éliminer les déchets.

AUTO-RÉACTEUR POUR LA PRODUCTION DE BIOGAZ

Dans le dernier schéma, le réapprovisionnement en carburant des matières premières, l’élimination des déchets n’a aucune fréquence équivalente. Ainsi, l'élimination des déchets peut être combinée avec la suspension du processus de nettoyage et de révision du système. En ce qui concerne le ravitaillement en carburant, il est également plus facile de le faire: chaque jour, 1/10 du conteneur est retiré du fond et la même quantité de matière première bio est ajoutée par le haut.

L'un des moyens les plus pratiques de recharger le fermenteur en carburant sans priver le gaz est basé sur le principe dit des vases communicants. Pour ce faire, un petit réservoir de remplissage est disposé à côté de la fosse du fermenteur, qui lui est reliée par une conduite située sous le niveau du liquide ( Fig. 1 ). Le pipeline est constitué d’un morceau d’égout en céramique ou d’un tuyau en amiante-ciment, encastré dans les parois des réservoirs.

Un tel système est lui-même un obturateur à gaz liquide. Il est possible d'augmenter l'efficacité de la distribution du concentré en utilisant une trémie enfichable ( Fig. 1a ). Poussez l'épaisseur à travers le pipeline peut également être un simple piston en mailles. Immédiatement, il est également utilisé comme amortisseur empêchant l’automélange de la biomasse entre les deux réservoirs.

De nombreuses questions soulèvent la nécessité d'un mélange périodique de la biomasse. Comment effectuer cette opération sans dépressurisation? Tout le monde ne connaît pas la possibilité de son auto-mélange. Rappelez-vous l’effet de la convection: on l’observe dans la chambre haute lorsque, au-dessus du radiateur, des peluches flottent vers le haut, s’abaissent contre le mur opposé et s’emportent à nouveau vers le radiateur. Cet effet de circulation thermique du milieu peut également être facilement obtenu dans le fermenteur, si des tuyaux de chauffage (serpentin) sont placés dans sa partie inférieure en les décalant d’une marge; la convection fournira un auto-mélange. Au début du processus de formation de gaz, ceci ajoute l’effet de la levée des bulles de gaz dans la zone située au-dessus de l’appareil de chauffage.

Il est également facile de fabriquer un mélangeur mécanique à biomasse. Il est particulièrement recommandé dans les zones à climat tempéré, où il n’est pas nécessaire de chauffer. Comme le montre la pratique, il vaut mieux prévoir cela. Après tout, si le système fonctionne pour le chauffage, pourquoi, demande-t-on, dépenser de l’énergie pour le mélange. De plus, il n'est pas nécessaire de remuer la masse en continu. Vous pouvez le faire périodiquement, par exemple le matin et le soir. Il est même intéressant de transformer cette opération en un ajustement supplémentaire. Pour ce faire, il suffit de suivre l'emplacement de la cloche: comme si seulement elle tombait au niveau inférieur (faible approvisionnement en gaz), il était nécessaire de mélanger la biomasse et les émissions de gaz augmenteraient immédiatement.

Il n’est pas difficile de fabriquer le mélangeur le plus simple sous la forme d’une roue à ailettes à entraînement élastique avec des connexions élastiques traversant le même pipeline de siphon ( Fig. 2 ). Il n'est pas nécessaire de faire une rotation continue dans un sens. Si le mélangeur a des pales radiales, suffisamment de mouvements d’oscillation. Vous pouvez également limiter une lame. Commun ici est la portée de vos propres décisions. Il est préférable d'utiliser des matériaux non en décomposition, par exemple un fil électrique isolé ou un cordon en nylon (chlorure), vendu dans les quincailleries comme s'il s'agissait d'une corde à linge. Il y a aussi la question de la stabilité de la cloche. Les lecteurs qui ont soigneusement étudié le matériau " Biogaz: chauffe aussi, cuisine aussi " ont déjà remarqué que, si les schémas de la figure 1 sont appliqués sans modifier la conception, la cloche peut perdre son équilibre immédiatement, comme si elle apparaissait: .

DISPOSITIF D'AUTO-MODE PERMETTANT D'OBTENIR DU BIOGAZ

OBTENTION DE BIOGAZ

Sur la figure 3, dans la même publication, le tube de guidage de la cloche n'est pas prévu par inadvertance, mais une telle installation est plus difficile à réaliser de manière artisanale.
Sur la figure, nous illustrons le schéma d’équilibrage d’une cloche avec des blocs dupliqués ( Fig. 3a ) ainsi que la variante «grue» en contrepoids ( Fig. 3b ). L'erreur résultant d'un léger mouvement vertical du point de suspension de la cloche sur la grue (le long d'un arc de cercle) est négligeable en raison d'un excès important du bras de levier sur le trajet du culbuteur.

Un tel système d'équilibrage de la cloche est également avantageux en ce qu'il peut être utilisé comme dispositif de levage pour la révision et le nettoyage du fermenteur. Compte tenu de cela, il n’est pas difficile de compléter le système avec quelques éléments auxiliaires: il est préférable de placer les blocs sur le nouveau bras (après tout, il est absolument interdit de lever la cloche pour travailler sous celle-ci - « NE PAS TENIR SOUS UNE CHARGE! Il est nécessaire de faire du pivot également le support de la bascule "grue", mais comme un contrepoids au cadran, comme à l'échelle d'un entrepôt. Mais s'il n'y a pas de givre dans votre région, envisagez un contrepoids sous la forme d'un réservoir rempli d'eau.

La plus grande difficulté qui empêche le propriétaire du bricolage est de fabriquer une cloche. Le fer galvanisé de toiture vous permet de lui donner la forme désirée par des moyens simples. En outre, il deviendra léger. Mais la fragilité d'un tel matériau sous corrosion rapide dans un environnement agressif nous oblige à rechercher d'autres options. Par conséquent, nous vous conseillons fortement de regarder la ferraille disponible. Les récipients plus anciens, par exemple des produits pétroliers, en train d'être coupés, peuvent être des produits semi-finis très appropriés, comme s'ils étaient dans leur forme (généralement avec des fonds sphériques soudés), ainsi que dans l'épaisseur du matériau en feuille: de 2 à 5 mm .

Apparemment, la taille courante de la cloche sera de 2-3 m et la même hauteur. S'il s'avère que le "tonneau" est plus petit, il convient de se demander si la grosse cloche doit agir ou prendre une paire plus petite (par exemple, D = 1,5 m ), en revenant dans le même temps à la variante des réglages les plus simples appariés.

Certains lecteurs ont le problème de déterminer la pression du gaz. Apparemment, ils ne prêtèrent aucune attention à l'évidence: comme si seule la cloche allait apparaître - la puissance de la pression du gaz atteignait la taille de la masse de la cloche. Nous expliquons ceci sur l'échantillon. Avec un diamètre de jupe de cloche de 2 m, sa section sera de S = kN 2 = 3,14 X 1 = 3,14 m 2 = 31 400 cm 2 . Avec une cloche d'une épaisseur de 5 mm et d'une hauteur de 2 m, son autorité sera d'environ 500 kg. Supposons que l’autorité réelle de la cloche est de 470 kg . Ensuite, la cloche flotte à une pression de gaz de 0,15 atm . (Dans le système SI, masse M = 470 kg , puissance du poids F = 4700 N , pression de gaz p = 4700/31 400 = 0,15 N / cm 2 = 0,15 atm ).

A la mesure du soulèvement de la cloche, la pression ne changera pas approximativement, son augmentation ne résultera que du déplacement de la capacité de fluide égale aux éléments émergents des parois de la cloche.

Notant la faible pression de gaz, nous observons qu’elle peut (si nécessaire) être facilement augmentée de manière simple: installez un poids supplémentaire sur la cloche, en le plaçant plus bas, pour la balance à cloche choisie.
Quelques exemples intéressants à comparer. La pression de gaz dans le réseau urbain est comprise entre 200 et 300 mm d’eau. st. , et autorisé - jusqu’à 600 mm d’eau. st . Dans notre système, cette pression devrait être similaire à la limite. Naturellement, la question se pose: un composé personnel est-il capable de donner des matières premières biologiques en nombre suffisant? Bien sur que non. Nos recommandations concernent principalement les élevages coopératifs, qui se développent de plus en plus chaque jour. De plus, les réserves, également considérables, se trouvent dans des fermes collectives et des fermes d’État: à un autre moment, un nombre considérable de fumier s’accumule près des fermes d’élevage, ce qui n’est jamais utilisé. Les sections locales pourraient le recycler, puis l’apporter aux champs. Après tout, les déchets du fermenteur ne perdent pratiquement pas leur valeur en tant qu'engrais. Il y a un double avantage économique.

En conclusion, nous lançons à nouveau un appel aux lecteurs en leur demandant de partager leur expérience en matière de conception et d’exploitation d’installations de biogaz.

Auteur de l'article: Sergey Velichkin