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RÉACTEUR AUTO-DYNAMIQUE POUR OBTENIR DU BIOGAZ

Sergey Velichkin

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

Glossaire des termes

a | b | en | 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 40-50 m 2 , une plaque à quatre brûleurs est nécessaire par heure de 3,0 à 3,5 m 3. biogaz. Lors de l'équipement du système de chauffage local, il est possible d'utiliser le chauffage à gaz de chauffage automatique largement utilisé AOGV-11, 3-3-U .

Le facteur 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 relative à un pays à 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, alors il semble approprié de l'utiliser comme un facteur de régulation efficace, grâce auquel il est possible d'augmenter plusieurs fois la formation de gaz. (Sur un autre facteur de contrôle - mélange - disons plus loin.)

Maintenant, compte tenu de l'effet combiné de ces facteurs sur la capacité de l'usine, nous pouvons faire quelques recommandations.
En choisissant la taille du fermenteur, vous pouvez vous concentrer sur les options données dans la publication précédente; compte tenu du climat plus rigoureux, il convient d'ajouter à l'installation un élément chauffant, par exemple sous la forme de bobines. L'opération d'essai révèlera 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 (sans compter 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 de la biomasse double le rendement gazeux de 1 m3 du fermenteur.

Voici quelques données pour ceux qui vont faire la conception de l'installation. A partir de 1 tonne de matière première, on produit du CO 2 100 m 3 de gaz. Son pouvoir calorifique est d'environ 5500-6000 kcal / m 3 . A titre de comparaison: le gaz domestique n'est pas beaucoup plus calorique - seulement 7000 kcal / m 3 .

Maintenant, à propos de 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 l'on utilise le "starter" prêt à l'emploi de la partie précédente du fermenteur déjà en fonctionnement, le temps de production de gaz est réduit à environ une semaine.

Les bactéries productrices de méthane sont divisées en trois groupes. Les psychrophiles fonctionnent efficacement dans la plage de +5 ... + 20 ° . Avec une augmentation supplémentaire 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 gamme très étroite: +54 ... +56 .

Un nombre impressionnant de questions se rapportent à la conception de l'installation, principalement - pour créer la possibilité de ravitaillement périodique des matières premières et le mélange de 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, en les remplaçant à plusieurs reprises, vous pouvez faire sans compliquer le système.

Par conséquent, le futur créateur de l'usine de biogaz devrait être comparé, en fonction de ses capacités, à trois schémas: le plus simple avec remplissage périodique; protozoaires appariés, avec des recharges alternées; avec un dispositif spécial qui fournit un approvisionnement continu de gaz.

En choisissant le troisième schéma, 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.

RÉACTEUR AUTO-DYNAMIQUE POUR OBTENIR DU BIOGAZ

Dans ce dernier schéma de ravitaillement en matières premières, l'élimination des déchets n'est pas équivalente en termes de périodicité. Ainsi, l'élimination des déchets peut être combinée avec la suspension du processus de nettoyage, la révision du système. Ce qui touche le ravitaillement, alors on le fait plus souvent est aussi plus facile: tous les jours du fond est enlevé 1/10 de la capacité, le sommet est ajouté autant de biosyarya frais.

L'un des moyens possibles de ravitailler un fermenteur sans privation de gaz est basé sur le principe dit de récipients communicants. Pour ce faire, à proximité de la fosse du fermenteur, une petite capacité de remplissage est disposée, reliée à celle-ci par une canalisation située sous le niveau du liquide ( figure 1 ). La canalisation est constituée d'un tuyau d'égout en céramique ou en amiante-ciment qui est encastré 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 d'insertion ( figure 1a ). Pousser le fossé à travers la canalisation peut également être le plus simple piston à mailles. À la fois il est également utilisé comme un 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 ne connaît pas la possibilité de son auto-mélange. Rappelons l'effet de la convection: on peut l'observer dans la chambre haute, quand un duvet apparaît au-dessus de la batterie de chauffage, flotte, tombe sur le mur opposé, et se laisse emporter par un flux lumineux 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 (bobine) dans sa partie inférieure, en les déplaçant sur un bord; la convection fournira l'auto-agitation. Dans le processus de gazéification qui a déjà commencé, l'effet de la levée des bulles de gaz dans la zone au-dessus du préchauffeur sera ajouté à cela.

Il est également facile de faire un mélangeur de biomasse mécanique. Il est particulièrement pratique dans un endroit où le climat est doux et où il n'est pas nécessaire de chauffer. Comme le montre la pratique, il est préférable de fournir cela à l'avance. Après tout, si le système continue à chauffer, alors pourquoi, à ce moment-là, on lui demande de dépenser de l'énergie pour le mélange. De plus, il n'est pas nécessaire d'agiter la masse en continu. Vous pouvez agir périodiquement, par exemple, le matin et 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 si seulement elle tombait au niveau inférieur (une petite réserve de gaz), il est nécessaire de mélanger la biomasse - l'émission de gaz va immédiatement augmenter.

Le mélangeur le plus simple est facile à réaliser sous la forme d'une roue à aubes traversée par la même conduite de siphon ( figure 2 ). Il n'y a pas besoin de rotation continue dans une direction. Si le mélangeur possède des lames radiales, assez de mouvements de bascule. Vous pouvez également vous limiter à une lame. L'espace commun pour leurs propres solutions. Comme ébauches, il est préférable d'utiliser des matériaux non-décomposés, par exemple un fil électrique isolé ou un cordon de kapron (chlorure), vendus dans les quincailleries comme des sous-vêtements. Il y a aussi le problème de la stabilité de la cloche. Les lecteurs qui ont étudié attentivement le matériau " Biogaz: Also Warms, Also Brews " ont déjà remarqué que si les diagrammes montrés dans la Figure 1 sont implémentés sans aucune modification de la structure, la cloche peut perdre son équilibre immédiatement, comme si elle apparaissait .

DISPOSITIF SIMILAIRE D'OBTENTION DE 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 domestique.
Sur la figure, nous illustrons le schéma d'équilibrage de la cloche avec des blocs dupliqués ( figure 3a ), et la variante «grue» est également un contrepoids ( figure 3b ). L'erreur due au déplacement non strictement vertical du point de suspension de la cloche sur la "grue" (le long de l'arc de cercle) est négligeable 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 sens qu'il peut être utilisé comme dispositif de levage dans une révision ainsi que pour nettoyer le fermenteur. Compte tenu de cela, il n'est pas difficile de compléter le système avec des éléments auxiliaires: il est préférable d'arranger les blocs sur la flèche (après tout, il est strictement interdit de soulever la cloche pour y travailler sous la cargaison! ). Il est également intéressant de rendre la béquille de la "grue" également rotative, mais le contrepoids à l'attacher comme sur une balance d'entrepôt. Mais si dans votre zone de gel ne se produit pas, fournissez un contrepoids sous la forme d'un récipient rempli d'eau.

L'embarras le plus sérieux sur le chemin de l'artisanat self-made est la production de la cloche. Le fer de toiture galvanisé vous permet de lui donner la bonne forme avec des moyens simples, en plus il deviendra léger. Mais la fragilité d'un tel matériau avec une corrosion rapide dans un environnement agressif oblige à rechercher d'autres options. Par conséquent, nous vous conseillons fortement de regarder de plus près la ferraille disponible. Les récipients anciens, par exemple, issus de produits pétroliers, étant coupés, peuvent être 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 vaut la peine d'envisager d'opérer une grosse cloche ou de prendre une plus petite paire (par exemple, D = 1,5 m ), en retournant en même temps à la version des plantes simples couplées.

Certains lecteurs ont le problème de déterminer la pression du gaz. Apparemment, ils n'ont pas pris soin de l'évidence: comme si seulement 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 cloche 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 l'épaisseur de la paroi de la cloche de 5 mm et la hauteur de 2 m son autorité fera environ 500 kg. Supposons que l'autorité réelle de la cloche est de 470 kg . Ensuite, la cloche flottera 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 levage de la cloche, la pression ne changera pas approximativement, sa montée sera due uniquement au déplacement de la capacité de liquide égale aux éléments des parois de la cloche émergeant.

Notant la faible pression de gaz, on constate qu'elle peut être augmentée de manière simple (si nécessaire): installer une charge supplémentaire sur la cloche, en la plaçant plus bas, pour l'équilibre choisi de la cloche.
Quelques exemples intéressants pour la comparaison. La pression du gaz dans le réseau de la ville est de l'ordre de 200-300 mm d'eau. Art. et autorisé - jusqu'à 600 mm d'eau. Art . Dans notre système, cette pression devrait être similaire à celle qui est limitative. Naturellement, la question commence: une ferme personnelle est-elle capable de fournir une quantité suffisante de matières premières bio? Bien sûr que non. Nos recommandations se réfèrent principalement aux fermes coopératives d'élevage, qui sont de plus en plus développées chaque jour. En outre, les réserves sont également considérables dans les fermes collectives et dans les fermes d'Etat: une autre fois près des fermes d'élevage, une quantité considérable de fumier est accumulée, ce qui n'est en aucune manière utilisé. Les résidents locaux pourraient en disposer, puis l'exporter vers les champs. Après tout, la matière première du fermenteur ne perd pratiquement pas sa valeur en tant qu'engrais. Il y a un double avantage économique.

En conclusion, nous demandons à nouveau aux lecteurs de partager leurs expériences en concevant aussi le fonctionnement des usines de biogaz.

Auteur de l'article: Sergey Velichkin