כדי שיופק ביוגז מפסולת אורגנית, יש צורך ב תהליך הפקת ביוגז יש לבצע שלבים.
ביוגז, הנקרא בדרך כלל ביו-מתאן או נקרא לפעמים גז ביצות, גז ביוב, גז קומפוסט וגז ביצות בארה"ב הוא אחד מהאנרגיה המתחדשת שאנשים צריכים לפנות אליהם לאנרגיה בת קיימא, כאשר אנו בורחים מאנרגיית דלק מאובנים.
צורות אחרות של אנרגיה מתחדשת כוללות; אנרגיה סולארית, אנרגיית רוח, אנרגיה הידרואלקטרית, אנרגיה גרעינית וכו'.
ההיסטוריה מספרת שהאשורים והפרסים השתמשו בביוגז לחימום מי אמבט ב-10th המאה לפני הספירה ו -16th המאה לפני הספירה בהתאמה. אבל זה היה ב-17th המאה שיאן בפטיסטה ואן הלמונט גילה לראשונה שגזים דליקים יכולים להתפתח מחומרים מתכלים.
כמו כן בשנת 1776, הסיק הרוזן אלסנדרו וולטה כי קיים מתאם ישיר בין כמות החומר האורגני המתכלה לבין כמות הגז הדליק המופק. סר האמפרי דייווי בשנת 1808 גילה שמתאן קיים בגזים שהופקו מזבל בקר.
הפיתוחים בביו-גז נמשכו עם מפעל העיכול הראשון שנבנה בשנת 1859 במושבת מצורעים בבומביי, הודו, וביו-גז שהוחזר ממתקן לטיפול בשפכים "מעוצב בקפידה" ושימש לתדלוק פנסי רחוב באקסטר, אנגליה בשנת 1895. העיצוב התבסס על בור ספיגה.
ביו-גז עוזר לבני אדם להקל על כמה בעיות העומדות בפניהם בעולם כמו הפחתת התלות שלנו באנרגיית דלק מאובנים להפקת אנרגיה גלובלית והפחתת שחרור מתאן לאטמוספירה שהוא גז מסוכן מאוד לשכבת האוזון הגורם לדלדול שכבת האוזון.
התוצר של ביו-גז יכול לשמש כדשן "הכל טבעי". בהפקת ביוגז החומרים האורגניים מתפרקים בסביבה נוזלית כאשר חומרי ההזנה של החומר האורגני מתמוססים במים ויוצרים בוצה עשירה בחומרי הזנה שיכולה לשמש כדשן לצמחים.
תוכן העניינים
מהו ביוגז?
ביוגז מתייחס בדרך כלל לתערובת של גזים שונים המיוצרים על ידי פירוק חומר אורגני בהיעדר חמצן. ביוגז מופק לרוב מחומרי גלם כמו פסולת אגררית, זבל, פסולת עירונית, חומרי מפעל, ביוב, פסולת ירוקה או פסולת מזון.
ביוגז הוא מקור אנרגיה נקי בר קיימא וידידותי כלכלית.
ביוגז הוא מקור אנרגיה מתחדש ובמקרים רבים מפעיל טביעת רגל פחמנית קטנה בהחלט. ביוגז יכול להיות מיוצר על ידי עיכול אנאירובי עם אורגניזמים אנאירוביים המעכלים ציוד בתוך מערכת מוגבלת או תסיסה של ציוד מתכלה.
ביוגז מורכב מתאן, פחמן דו חמצני, מימן גופרתי ולחות ובאמת אתה לוקח חומר אורגני שמעביר אותו דרך מעכל אנאירובי באמצעות חיידקים אנאירוביים ובעצם אתה משתמש בתהליך תסיסה זה מאוד דומה לקיבה שלנו, אתה נטילת המזון באמצעות החיידקים.
החיידקים אוכלים את המזון ותמצית דין זה גיהק גז מתאן, גז המתאן הוא בעיקר ביוגז. ביוגז נוצר מחומרים מתכלים תוך ניצול זרמי פסולת מזון, זבל, ביוב, חומרי פסולת עירונית ממפעלים ואז הוא נוצר גם באופן טבעי במזבלות וזה נקרא לכידת הטמנה לאיסוף הגזים.
ביו-גז הוא בעיקר מתאן (CH4) ופחמן דו חמצני (CO2) וייתכן שיש לו כמויות מסוימות של לחות מימן גופרתי (H2S) ומבחר. הגזים מתאן, מימן ופחמן חד חמצני (CO) נשרפים או מתחמצנים בחמצן.
אנרגיה זו המשתחררת מאפשרת להשתמש בביו-גז כדלק, לרוב לכל מטרת חימום כמו בישול, ניתן גם להשתמש בה במנוע בעירה פנימית כדי להמיר את האנרגיה בתוך הגז לחשמל ולחום.
ביוגז הוא גז עשיר מאוד במתאן ומופק מעיכול פסולת (חקלאית, ביוב והטמנה) הנמצא ברמה מיקרוביאלית וניתן להשתמש בו לייצור חשמל. ביוגז מורכב בעיקר מ-CO2 ו-H2S אך עדיין יכול להכיל מרכיבים אחרים שיכולים להפיק ביוגז.
כאשר ריכוז ה-CO2 גבוה, הערך הקלורי של הביו-גז מופחת ולכן הפרדת CO2 נעשית בדרך כלל לפני השימוש בביו-גז לייצור חשמל.
חשוב לציין, תכולת CO2 גבוהה זו, כמו גם קנה המידה הקטן יותר של ייצור ביו-גז הופכים את הפרדת CO2 זו לאטרקטיבית מאוד עבור ממברנות. ככזה, תחום זה היה מוקד של מאמצי מחקר לאחרונה.
ביוגז נדחס לעתים קרובות באופן שווה ערך לגז טבעי נדחס לגז טבעי דחוס (CNG) ומשמש להנעת מכוניות בבריטניה. לדוגמה, על פי ההערכות, ביו-גז יכול להחליף כ-17% מהדלק לרכב, והוא זכאי למענקי אנרגיה מתחדשת או סובסידיות בחלקים מסוימים של כדור הארץ.
ביוגז ניתן לנקות ולשדרג לנורמות גז טבעי כאשר הוא הופך ל'ביומתאן'. ביוגז נלקח בחשבון כמשאב מתחדש מכיוון שמחזור הייצור והשימוש בו אינם פוסקים.
הוא לא מייצר נטו פחמן דו חמצני חומר אורגני גדל מומר ומשמש ובכל זאת צומח מחדש במחזור שחוזר על עצמו מנקודת מבט של פחמן שכן פחמן דו חמצני חשוב נספג מהאטמוספירה ולכן הצמיחה של המשאבים הביולוגיים העיקריים משתחררת כאשר החומר בסופו של דבר הומר לאנרגיה.
אמנם ביו-גז קל יותר מאוויר, אבל ביו-גז שנמלט עוקר אוויר ונאסף בפירים, חדרים או חללים.
מתקני ביו-גז כולם מאוד דומים אבל הם גם מאוד ייחודיים, לכולם יש תשומות שונות באשר להזנה, לכולם יש תהליך קצת שונה ולכולם יש תפוקות שונות. חלקם רוצים לייצר חשמל, חלקם רוצים לייצר חום וקיטור וחלקם רוצים ליצור גז רק כדי לעשות בו שימוש חוזר או כדי לקזז את הגז הטבעי.
להלן כמה מהענפים שיכולים להפיק תועלת מביוגז;
- מתקנים לעיבוד מזון
- מפעלי עיסת נייר
- מתקני טיהור שפכים
- פסולת עירונית
- למזבלות
- מתקנים עצמאיים עם חומרי גלם
מה אני יכול לעשות עם ביוגז?
ביוגז באמת יכול להיות שימושי עבורנו בדרכים רבות. אז אם נשאל "מה אני יכול לעשות עם ביוגז?" אז התשובה שלי תהיה שביוגז ניתן להשתמש בקלות בכל היישומים המיועדים לגז טבעי כמו בעירה ישירה כולל חימום וקירור ספיגה, בישול, חימום חלל ומים, ייבוש וטורבינות גז.
ניתן אפילו לנצל אותו לדלק מנועי בעירה פנימית ותאי דלק לייצור עבודה מכנית ו/או חשמל.
אני יכול להשתמש ביוגז לייצור חשמל וחום בבית. ניתן להשתמש בחשמל במנועים, מיקרו-טורבינות ותאי דלק.
עם ייצור ביוגז, אני יכול לעזור להפחית את הייצור של גזי חממה כמו מתאן שכן בעירה יעילה מחליפה את המתאן בפחמן דו חמצני.
מתאן יעיל פי 21 בלכידת חום באטמוספרה מאשר פחמן דו חמצני, שריפת ביוגז המשחררת מתאן ומשמשת למטרות אחרות תפחית את פליטת גזי החממה.
בעזרת הפקת ביו-גז, אני יכול לעזור בהפחתת הריחות, החרקים והפתוגנים הקשורים למחסני זבל בחוות מכיוון שניתן להשתמש בפסולת של בעלי חיים וצמחים להפקת ביוגז.
הם מעובדים במעכלים אנאירוביים כנוזל או כתמיסה מעורבת במים.
מעכלים אנאירוביים מורכבים בדרך כלל ממחזיק למקור חומרי גלם, מיכל עיכול, יחידת שחזור ביו-גז ומחלפי חום כדי לשמור על הטמפרטורה הדרושה לעיכול חיידקים.
באמצעות חמצון כימי קטליטי ניתן לנצל מתאן שהוא ביוגז בייצור של מתנול.
ביוגז, אם נדחס לשימוש כדלק תחבורה חלופי בכלי רכב קלים וכבדים, יכול להשתמש באותה טכניקה קיימת לתדלוק שכבר משמשת לרכבי גז טבעי דחוס.
במדינות רבות, ביו-גז נתפס כאלטרנטיבה אטרקטיבית מבחינה סביבתית לסולר ובנזין להפעלת אוטובוסים וכלי תחבורה מקומיים אחרים.
רמת הקול שנוצרת על ידי מנועי אבקת מתאן נמוכה בדרך כלל מזו המופקת על ידי מנועי דיזל ופליטת אדי הפליטה נחשבת נמוכה יותר מהפליטה ממנועי דיזל, ופליטת תחמוצות חנקן נמוכה בהחלט.
כיצד ביוגז יכול להועיל לארגון שלי?
- מתקני ביוגז יכולים לעזור לארגונים שיש להם בעיית פסולת שהם מחפשים לפתור
- זה יכול לעזור לארגונים שרוצים להיות עצמאיים באנרגיה או להפחית את הסתמכותם על מקורות אנרגיה חיצוניים
- זה גם יכול לעזור לארגונים שרוצים לשלב קיימות בתרבות הארגונית שלהם.
שלבי תהליך הפקת ביוגז
שלבי תהליך הפקת ביוגז מורכבים משלבי התהליך המעורבים בייצור ביוגז.
ביוגז מופק בסוגים שונים של פסולת אורגנית באמצעות כמה תהליכים. חיידקים הניזונים מביומסה ממלאים את התפקיד הגדול ביותר בייצור ביוגז מכיוון שהעיכול שמתבצע על ידי חיידקים אלו מייצר מתאן.
מתאן זה משמש כביוגז. כמו כן, ניתן לשדרג אותו עם איכויות גז טבעי המאפשרות הובלתו למרחקים ארוכים.
זה גורם לייצור לא רק של ביוגז אלא גם חומרי הזנה אורגניים שיכולים לשמש למטרות חקלאיות.
שלבי תהליך הפקת ביו-גז כוללים;
- ממיסות או הידרוליזה
- חומצה
- אצטוגנזה
- מתנוגנזה
1. ממיסות או הידרוליזה
מסיס או הידרוליזה הוא אחד משלבי תהליך ייצור הביוגז וכאן שומנים, תאית וחלבונים בצורות בלתי מסיסות מתפרקים לתרכובות מסיסות.
שומנים מתפרקים על ידי אורגניזמים מתפרקים שומן, תאית מתפרקת על ידי אורגניזמים מתפרקים תאית, חלבונים מתפרקים על ידי אורגניזמים מתפרקים חלבונים. כל אלה מתפרקים לתרכובות מסיסות. ניתן לקרוא לאורגניזמים המתפרקים הללו חיידקים.
2. אצידוגנזה
חומצה היא אחד משלבי תהליך ייצור הביוגז וכאן חיידקים חומציים ממירים את התרכובות המסיסות לחומצות אורגניות כמו אצטט וחומצות שומן נדיפות. אם התהליך יוצר חומצות שומן נדיפות אז, האצטוגנזה ממשיכה לאחר מכן ואם התהליך יוצר אצטט, מולקולת מימן ופחמן דו חמצני, התהליך הבא יהיה מתנוגנזה.
3. אצטוגנזה
למרות שמתנוגנזה יכולה להתרחש גם לאחר אצידוגנזה, אצטוגנזה יכולה להתרחש גם לאחר אצידוגנזה. אצטוגנזה היא אחד משלבי תהליך ייצור הביו-גז שיוצרות חומצות שומן נדיפות על ידי אצידוגנזה הממירה אותן לאצטט, מולקולת מימן ופחמן דו חמצני.
4. מתנוגנזה
מתנוגנזה היא אחד משלבי תהליך ייצור הביוגז וכאן החומצות האורגניות מומרות למתאן, פחמן דו חמצני ומים על ידי חיידקים מתנוגנים.
תאנה. שלבי תהליך הפקת ביוגז
ניתן לכנות את השילוב של התהליכים לעיל Fתסיסה.
פסולת ביולוגית או ביומסה נמעכת לחתיכות קטנות יותר ומעורבבים עם כמות שווה של מים כדי ליצור תמיסה המכינה אותה לתהליך העיכול האנאירובי.
לפני ביצוע כל הליך אחר בשלבי תהליך ייצור הביוגז, יש לבצע חיטוי. זה מתבצע על ידי חימום התרחיץ במשך שעה אחת בטמפרטורה של 70oC.
זה מאפשר להשתמש בתוצר הלוואי שאינו ביו-גז (עיכול) כדשנים בחווה. טמפרטורת הרחצה צריכה להיות סביב 37oC כך שהמיקרובים או המיקרואורגניזמים יוכלו לעבוד טוב מאוד.
הביוגז מופק באמצעות עיכול אנאירובי המתרחש במיכל במשך כשלושה שבועות. לאחר מכן ניתן לטהר את הגז על ידי הסרת כמה זיהומים ופחמן דו חמצני אשר לאחר מכן, הביוגז יכול להיות מוכן לשימוש.
מרכיבי המפתח של מערכת ביוגז כוללים:
- מערכת אספקה מחומר הזנה
- המעכל האנאירובי
- מערכת חימום עזר
- מערכת לכידת וניקוי הגז
- מערכת האספקה של הביוגז לשימוש הסופי שלו
אתה יכול לבדוק סרטון שיכול לתת לך סיכום של שלבי תהליך הפקת ביוגז.
לחץ כאן.
Tסוגים של ביוגז
סוגי הביוגז מקובצים לפי סוג מפעל הביוגז המשמש לייצורו. סוגי מפעל ביו-גז כוללים;
- Tהוא ביוגז בכיפה קבועה
- Tמחזיק גז צף ביוגז.
- Tהוא ביוגז עם כיפה קבועה
סוג זה של ביוגז מיוצר במפעל ביוגז עם כיפה קבועה. מפעל הביוגז בעל הכיפה הקבועה הוא מבנה לבנים ומלט בעל החתכים הבאים:
- Mמיכל קירור: ממוקם מעל פני הקרקע
- Iתא nlet: מיכל הערבוב נפתח מתחת לאדמה לכניסה משופעת
- Dאיגר: תא הכניסה נפתח מלמטה לתוך המעכל שהוא מיכל ענק עם תקרה דמוית כיפה. בתקרת המעכל יש יציאה עם שסתום לאספקת ביוגז.
- Oתא utlet: המעכל נפתח מלמטה לתוך תא יציאה.
- Oמיכל verflow: תא היציאה נפתח מלמעלה לתוך מיכל הצפת קטן.
הביוגז מופק באמצעות ההליכים הבאים:
- הצורות השונות של ביומסה מעורבות עם כמות שווה של מים במיכל הערבוב. זה יוצר את התרחיץ.
- התמיסה מוזנת לתוך המעכל דרך תא הכניסה.
- כאשר המעכל מתמלא באופן חלקי בדיסת, נפסקת הכנסת הרחצה והצמח נותר ללא שימוש למשך כחודשיים.
- במהלך החודשיים הללו, חיידקים אנאירוביים הנמצאים בתמיסה מתסיסים את הביומסה בנוכחות מים.
- כתוצאה מתסיסה אנאירובית נוצר ביוגז שמתחיל להצטבר בכיפת המעכל.
- ככל שנוצר יותר ביו-גז במעכל, הלחץ שמפעיל הביו-גז מאלץ את הסילוף המושקע לתוך תא היציאה.
- מתא היציאה, הסילוף המושקע עולה על גדותיו לתוך מיכל ההצפה.
- הרחצה המושקעת מוסרת ידנית ממיכל ההצפה ומשמשת כזבל לצמחים.
- שסתום הגז המחובר למערכת צינורות נפתח כאשר נדרשת אספקת ביוגז.
- כדי להשיג אספקה רציפה של ביו-גז, ניתן להזין מפעל מתפקד באופן רציף עם התרחיץ המוכן.
- Tמחזיק גז צף ביוגז.
סוג זה של ביוגז מיוצר במפעל ביוגז צף למחזיק גז. מפעל הביוגז הצף למחזיק גז הוא מבנה לבנים ומלט בעל החתכים הבאים:
- Mמיכל קירור: ממוקם מעל פני הקרקע
- Dמיכל אייגסטר: זהו מבנה עמוק מתחת לאדמה דמוי באר. הוא מחולק לשני חדרים על ידי קיר מחיצה ביניהם.
- יש לו שני צינורות מלט ארוכים:
- צינור כניסה הנפתח לתוך תא הכניסה להחדרת תרחיץ.
- צינור יציאה הנפתח לתוך מיכל הגלישה להסרה של תבלין בילה.
- מחזיק גז: תוף פלדה הפוך מונח מעל המעכל. התוף צף מעל המעכל. למחזיק הגז יש שקע בחלק העליון שניתן לחבר לכיריים גז.
- Oמיכל verflow: קיים מעל פני הקרקע.
הביוגז מופק באמצעות ההליכים הבאים:
- במיכל הערבוב מכינים slurry (תערובת של כמויות שוות של ביומסה ומים).
- הרחצה המוכנה מוזנת לתא הכניסה של המעכל דרך צינור הכניסה.
- הצמח נותר ללא שימוש למשך כחודשיים ונפסקת החדרת הרחצה נוספת.
- בתקופה זו מתבצעת תסיסה אנאירובית של ביומסה בנוכחות מים ומייצרת ביו-גז במיכל.
- ביוגז בהיותו קל יותר עולה ומתחיל להיאסף במיכל הגז. מחזיק הגז מתחיל כעת לנוע למעלה.
- מחזיק הגז אינו יכול להתרומם מעבר לרמה מסוימת. ככל שיותר ביו-גז נאסף במחזיק הגז, מתחיל להפעיל לחץ על התרחיץ.
- התרחיץ המושקע נאלץ כעת לתוך תא היציאה מהחלק העליון של תא הכניסה.
- כאשר תא היציאה מתמלא בשפשוף המושקע, העודף נאלץ החוצה דרך צינור היציאה אל מיכל ההצפה. זה משמש מאוחר יותר כזבל לצמחים.
- שסתום הגז של יציאת הגז נפתח כדי לקבל אספקה של ביוגז.
- לאחר תחילת ייצור הביו-גז, ניתן להבטיח אספקה רציפה של גז על ידי פינוי קבוע של תרחיץ בילה והחדרת תרחיץ טרי.
שאלות נפוצות
איפה אני יכול לקנות ביוגז?
תוכלו לרכוש ביוגז ממפיצי ביוגז ואנרגיה מתחדשת הקרובים אליכם. ניתן גם בעזרת המקור האינטרנטי למפיצי ביוגז הקרוב אליכם. אתה יכול לעשות זאת על ידי חיפוש בגוגל "מפיצי ביוגז בקרבתי" וכשהמיקום שלך מופעל, יוצגו לך מפיצי ביוגז הקרובים למיקומך.
האם ביוגז מתפוצץ?
כן, ביוגז מתפוצץ וזה קורה ביוגז בגלל ביוגז המורכב מכמה גזים שיש להם את היכולת לגרום לפיצוץ.
ביוגז מורכב מכ-60% מהמתאן ומתאן הוא חומר נפץ כשהוא מתערבב עם אוויר ולכן, אם ביוגז מעורבב עם 10%-30% מהאוויר, הוא עלול לגרום לפיצוץ. כמו כן, מימן גופרתי ואמוניה הכלולים גם בביוגז עלולים להתפוצץ.
לכן יש צורך כאמצעי זהירות לא לאפשר להבה או עשן ליד מעכל ביו-גז.
המלצות
- כיצד ביוגז משנה את קהילת החקלאים
. - 10 הבעיות והפתרונות הסביבתיים המובילים
. - כיצד מאוחסנת אנרגיית השמש בצמחים | הסבר מעשי?
. - רשימת פרויקטים הדורשים EIA
. - בזבוז לאנרגיה תהליך וחשיבות
. - 6 מקורות אנרגיה ידידותיים לסביבה המובילים
איש סביבה מונע תשוקה בעל פה. כותב תוכן מוביל בחברת EnvironmentGo.
אני שואף לחנך את הציבור על הסביבה ובעיותיה.
זה תמיד היה על הטבע, אנחנו צריכים להגן ולא להרוס.