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RÉACTEUR EN MODE AUTOMATIQUE POUR OBTENIR DU BIOGAZ

Sergey Velichkin

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

Glossaire

a | b | dans | g | d | w-et | à | l | m | n | à propos de | n | p | s | t y | f-c | sh-i

En moyenne, le chauffage d’un bâtiment d’une surface de 40 à 50 m 2 , d’un réchaud 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:, réchauffe, cuisine également" décrit une expérience relative à un pays au climat relativement doux. Apparemment, pour des conditions climatiques plus rigoureuses, le chauffage est plus nécessaire, peut-être même dans le 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’effet combiné 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 données dans la publication précédente. compte tenu d'un 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. Lorsque vous utilisez une «culture de départ» prête à l'emploi provenant du lot précédent d'un fermenteur déjà en activité, 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, leur plage de travail est comprise entre + 30 et + 42 ° . Et à des températures encore plus élevées, se manifeste l'action de bactéries déjà thermophiles, qui agissent dans une plage très étroite: +54 ... + 56 .

Un nombre impressionnant de questions concerne la conception de l'installation, tout d'abord - afin de créer la possibilité de réapprovisionner périodiquement les matières premières et de mélanger de la biomasse sans dépressuriser 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 devrait 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 fournissant une alimentation en gaz continue.

En choisissant le troisième système, il convient de garder à l'esprit que le travail du fermenteur nécessite non seulement de faire le plein de matières premières, mais également d'éliminer les déchets.

RÉACTEUR EN MODE AUTOMATIQUE POUR OBTENIR DU 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 plus souvent aussi facile de le faire: chaque jour, 1/10 du conteneur est retiré du fond et la même quantité de matière première bio-fraîche est ajoutée par le haut.

L'un des moyens les plus envisageables 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, relié à celle-ci 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 lui-même est un gaz à porte 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 ainsi 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 d'un 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 tubes chauffants (serpentins) sont placés dans sa partie inférieure en les décalant d’un côté; la convection fournira un auto-mélange. Au début du processus de formation de gaz, cela 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 utile dans une région au 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 lui-même chauffe, pourquoi, à ce moment-là, on lui demande de dépenser de l’énergie pour le mélange. De plus, il n'est pas nécessaire de remuer la masse en continu. Vous pouvez agir de manière périodique, par exemple le matin et le soir également. 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 réaliser 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 confiner une lame. Commun 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 le problème 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 modification de la conception, la cloche peut perdre son équilibre immédiatement, comme si elle devait apparaître: elle était inclinée ou coincée. .

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 pour les produits faits maison.
Sur la figure, nous illustrons le schéma d’équilibrage d’une cloche avec des blocs dupliqués ( Fig. 3 a ) ainsi que la variante «grue» en contrepoids ( Fig. 3 b ). L'erreur résultant du faible 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 par rapport au mouvement de la poutre.

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 boom (après tout, il est absolument interdit de lever la cloche pour travailler sous le poids, « NE PAS TENIR SOUS UNE CHARGE »). Il est nécessaire de faire du pivot également le support de la bascule "grue", mais le contrepoids du cadran, comme sur les balances de magasin. 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 à souder galvanisé 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 oblige à rechercher d'autres options. Par conséquent, nous vous conseillons fortement de regarder la ferraille disponible. Les récipients plus anciens, par exemple en produits pétroliers, peuvent être un produit semi-fini très approprié, comme s'ils avaient la forme (généralement avec fonds sphériques soudés), ainsi que 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 firent pas attention à l'évidence: comme si seule la cloche devait apparaître - la puissance de la pression du gaz atteignait la taille de la masse de la cloche. Nous expliquons cela 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, 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 ).

A la mesure du soulèvement de la cloche, la pression ne changera pas approximativement, son augmentation ne résultera que du déplacement d'une 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 pour la comparaison. La pression de gaz dans le réseau urbain est comprise 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 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. En outre, les réserves, également considérables, se trouvent dans des fermes collectives et des fermes d’État: une autre fois, 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 un nouvel appel aux lecteurs en leur demandant de partager leur expérience en matière de conception et d’exploitation d’usines de biogaz.

Auteur de l'article: Sergey Velichkin