Биогаз өндіру энергия үнемдеу жэне тұрмыстык қалдықтарды бейтараптау

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 17 бет
Таңдаулыға:

Мазмұны:
Аннотация
Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
Әдебиетке шолу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...7
I. Теориялық бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...11
1.1 Биогаз деген не? ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .11
1.2 Биогаз өндірісіне әсер ететін факторлар ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... 11
1.3 Биогазды алу құрылымы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 13
II. Эксперименттік бөлім ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .14
2.1 Биогазды алудағы химиялық термодинамиканың аспектілері ... ... ... 14
2.2 Көміртектің кұрамын зерттеу әдісі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... .16
2.3 Эксперимент бойынша алынған мәліметтер жэне оларды өңдеу ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .17
2.4 Тәжирибелік ұсыныстар ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 17
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 19
Әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .20

АННОТАЦИЯ
Зерттеу мақсаты:
Тұрмыстағы органикалық қалдықтарды қайта өндеу арқылы дәстурлі емес альтернативті энергия алу жолдарын қарастыру;
Зерттеу міндеттері:
- Турмыстағы органикалық калдыктардын адам ағзасына әсерін зерттеу;
- Биогаздың құрамын, алыну жолдарының тиімді әдістерін зерттеу;
- Биогазды басқа елдерде қалай пайдаланатынын зерттеу;
-Өнімнің экономикамызға әсерін зерттеу;
Зерттеу болжамы:
Бул энергия ресурстарының қоршаган ортаға зияны жоқ және экологиялық
тепе-теңдікті сақтауға өз улесін қосады.
Зерттеу кезеңдері:
- Тақырыпка байланысты әдебиеттермен жұмыс;
- Биогаздан алынатын жылу мөлшерін есептеулердегі зерттеу жумысы;
- Берілген жұмыс бойынша нәтиже және қорытынды шығару;
Зерттеу өзектілігі:
Биогаз өндіру энергия үнемдеу жэне тұрмыстык қалдықтарды бейтараптау
Турғысынан өте маңызды.
Зерттеу жанашылдыгы:
Тұрмыстык қалдықтардан биогаз алу процестерін зерттеу.
Зерттеу тасілдері:
- Қадағалау, салыстыру, өлшеу, анализ және синтез
Корытынды:
Биогазды өндіру атмосфераға метаннын бөлінуін тоқтатады.Сондай-ақ,
өделген малдың қиы ауыл шаруашылығында тынайтқыш ретінде қолданылады. Бұл химиялық тынайтқыштарды қолдануды азайтады. Метанды атмосфераға жібермеу - ол атмосферадағы глобальды жылынуды тоқтатудын ең қысқа мерзімді және тиімді жолы.

ABSTRACT
The purpose of the study:
Consideration of ways to obtain unconventional energy by processing organic waste in everyday life;
Research objectives:
- Study of the effect of organic kaldyktar in turma on the human body;
- Study of the composition of biogas, effective methods of obtaining;
- Study of how biogas is used in other countries;
- To study the impact of products on our economy;
Research forecast:
Bul energy resources are not harmful to the environment and eco
-friendly adds its poison to maintain balance.
Stages of research:
- Work with literature related to the topic;
- Research work in calculating the amount of heat produced from biogas;
- Summarizing the results and results of a given work;
Relevance of the study:
Biogas production energy saving and neutralization of household waste
Very important from the tour.
Research concerning:
The study of the processes of obtaining biogas from household waste.
Researches:
- Tracking, comparison, measurement, analysis and synthesis
Trough:
Biogas production stops the release of methane into the atmosphere.Also,
a decoction of sprouted cattle is used in agriculture as a fragrance. This reduces the use of chemical engines. Preventing the release of methane into the atmosphere is the most short-term and effective way to stop global warming in the atmosphere.

Кіріспе
Қазақстанда және дүние жүзі елдерінде әлеуметтік және экономикалық дамудың ең негізгі тірегі болатын энергияға күн өткен сайын сұраныс арта түсуде. Энергия қажеттілігінің артуы бүгінгі күні тек біздерді ғана емес баска да дамыған және дамушы елдердің қайтадан өңдеу арқылы қолдануға болатын алтернатив энергия көздерін табу үшін зерттеу жұмыстарын жүргізуіне түрткі болуда. Соңғы жылдары үй жануарлары және өсімдік қалдықтарынан биогаз өндіру ең көп зерттелген тақырыптар арасынан орын алуда.
Биогаз өндіру энергия үнемдеу және тұрмыстық қалдықтарды бейтараптау тұрғысынан өте маңызды болып есептелінеді. Өсімдік және мал шаруашылығы қалдықтары, биогаз өндірісі үшін ерекше маңызды орынға ие. Әлем елдерінде биогаз өндіру үшін субстрат ретінде қолданылатын органикалық және өндірістік қалдықтар біздің елімізде қанағаттанарлық деңгейде қолға алынбай отыр. Елімізде егін және мал ауыл шаруашылығының жыл өткен сайын ұлғаюына байланысты қалдықтардың да мөлшері арта түсуде. Сонымен бірге елімізде халық санының өсуі тұрмыстық қалдықтардың артуына себеп болуда.
Бұл жұмысымызда, Қазақстандағы мал және құс шаруашылығының орындары және үй жануарлары қалдығынан шығарып алуға болатын биогаз көлемі көрсетілді.
Ежелгі заманнан бүгінгі күнге дейін адамзаттың энергияға деген қажеттілігі артпаса кеміген емес. Адамдар бұрынғы замандары тұмса табиғатта өмір сүргендіктен қажеттіліктерін тек қана табиғаттан алып отырды. Құрғату және ысыту үшін күн энергиясын қолданды.Соңында адамзат технологияны дамыта отырып, табиғаттағы энергияның басқа көздерін пайдалана бастады. Бұл энергия көздері- көмір, табиғи газ және мұнай еді. Бүгінгі күні халық санының артуы, өнеркәсіптің дамуы, отырықшылдану және тұтынудың түрленуі адамзаттың энергияға тәуелділігін арттыра түсуде. Табиғи энергия көздерінің жылдам және артығымен қолданылуы бұл энергия ресурстарының сарқылу қауіпін төндіруде. Бұл өз кезегінде табиғи энергия құнының көтерілуіне себеп болуда және адамзат сарқылмайтын әрі қайта қалпына келетін таза энергия көзін табудың ізіне түсті. Қалпына келетін энергия ресурстарының табиғат және адамзат үшін қаншама жақсы жақтары бар. Бұл энергиялар қалпына келеді және жанартылады. Бұнымен қатар бұл энергия ресурстарының коршаган ортага зияны жоқ және экологиялық тепе- теңдікті сақтауға өз үлесін косады [1]. Халық санының өсуі Қазақстан және дүние жүзі елдерінде әлеуметтік және экономикалық дамудың ең негізгі тірегі болатын энергияга деген сұранысын арттырып отыр. Энергия тұтынудағы бұл өсім қалпына келмейтін энергия ресурстарының азаюына әкеліп соғуда. Бүгінгі күні дүние жузінде энергия қажеттілігінің 29%-ы көмірден,24,2%-ы табиғи газдан, 32,8%- ы мұнайдан, 4,5%-ы ядролық отыннан, 6,8%- ы су және 2,7%- ы калпына келетін энергия ресурстарынан алынуда [2].
Биогазды өндіру атмосфераға метанның бөлінуін тоқтатады.Сондай-ак, енделген малдын қиы ауылшаруашылығында тынайткыш ретінде колданылады. Бұл химиялық тыңайтқыштарды қолдануды азайтады, яғни жерасты суларга кысым төмендейді. Метан парниктік эффектке СО2 -ден 21 есе кеп ыкпал етеді және атмосферада 12 жыл бойы сақталады. Метанды атмосфераға жібермеу ол атмосферадағы глобальды жылынуды тоқтатудың ең кыска мерзімді және тиімді жолы.
Осы орайда бұл жұмыстағы негізгі мақсатым:
дәстурлі емес альтернативті энергия алу жолдарын карастыру арқылы тұрмыстық қалдықтардан биогаз алудағы жаңа жолдар табу.
Ол үшін төмендегідей міндеттер қойылды:
Биогаздың құрамын, алыну жолдарын зерттеу;
Биогазды баска елдерде, біздің елде калай пайдаланатынын зерттеу;
Биогазды алудың тиімді әдістерін іздестіру;
Оның биохимиялык әдістерін зерттеу;
Химия, микробиология, биотехнология, геоботаника, өсімдіктер физиологиясы, генетика, инженерлік энзимология, молекулярлы биология, микроэлектроника т.б. ғылыми және техникалық пәндердің жетістіктерін қолдана отырып, биоэнергетиканы табысты дамытуға болады

Зерттеу бөлімі
Әдебиеттерге шолу
Соңғы жылдары энергияны альтернативті және тиімді жолдармен алу мәселелері өте кең қарастырылады. Бұнда жалпы биогаз жайлы ақпарат, оның құрамы, биогаздың түзілу механизмі, шығу тарихы, басқа елдерде биогазды алу әдістері, колданылуы және әр түрлі биогазды қондырғылар қарастырылды.
Биогаз
Биогаз құрамын көлемдік үлесі бойынша жазатын болсақ, шамамен 65% метан газы (СН4), 35% көмірқышқыл газы (CO2), 0,1-1% азот (N2 ), 0,01-0,2% оттек (O2 ) және аз мөлшерде күкіртті сутек газынан (H2S) тұрады. Биогаздағы күкіртті сутек газынын көлемдік үлесі қолданылған материалдың түріне қарай әр түрлі көрсеткішке ие. Метан газы биогаздың жануды қолдайтын негізгі құрамдас бөлігі. 1 м³ биогаздан бөлініп шығатын жылу мөлшері 4700-5700 ккал тең. Бұл дегеніміз 0,62 литр газ майы, 1,46 кг отын көмірі, 3,47 кг отын, 0,43 кг бутан газы, 12,3 кг тезек және 4,70 кВт электр энергиясына тең келеді. 1м³ биогаз 0,66 литр мотор майы, 0,75 литр бензин немесе 0,25 м3 пропан жанғанда бөлінетін энергияны түзеді. Биогаз шығару дегеніміз қарапайым тілмен айтқанда органикалық қалдықтардан қолдануға болатын газ өндіруді білдіреді. Басқаша айтканда, оттексіз ортада метаноген бактерияларының ыңғайлы pH және температурада органикалық заттарды көмір қышқыл газы (көміртек диоксиді) және метан газына айналдыруы[3]. Биогаз нәтижесінде түзілген метан газы (CH4) идеал газ болып есептелінеді. Төменгі қысымдарда сұйық күйге өтпейді. Оттексіз ферментация органикалық заттардың оттексіз ортада тіршілік ететін бактериялар тарапынан бұзылу үрдісі. Бұл бұзылу нәтижесінде әрі биогаз, арі органикалық тыңайтқыш түзіледі[4]. Биогаз, биомассанын өнделуі сонында түзілген бір жанғыш газ. Биогаздың басқа жанғыш газдардан (мысалы, табиғи газ) ерекшелігі тек қана жануарлар немесе өсімдік қалдықтарынан, яғни органикалық шикі заттардан түзілуінде. Бұл себепті тазартылған биогаз табиғи газдың орнына колданылады. Биологиялық қалдықтар, тағам өндірісі қалдықтары, асхана қалдықтары, кейбір өсімдік және мал қалдықтары субстрат ретінде колданылады [5]. Биогаз өндіру үшін көбінесе кейбір өсімдіктер мен жануарлардан түзілген органикалық қалдықтар қолданылуда. Бұларға тағам және азық-түлік қалдықтары, бақша және егін қалдықтары, мал қиы немесе қалдықтары, кейбір өндірістік (тері, текстиль, тағам және орман) қалдықтары жатады [6]. Көптеген елдерде биогаз өндіру қондырғылары мақсатына қарай әртүрлі болып келеді. Сиымдылығы 6-12 м 3 қондырғылар жанұялық түрге, 50- 150 m³ қондырғылар шағын шаруашылық түріне, ал 100-200 м³ сиымдылығы бар қондырғылар фермерлік түріне жатқызылады. Қазіргі таңда Германия, Дания, Швеция, және Америка қатарлы дамыған елдерде 1.000 - 10.000 м³ сиымдылығы бар өндірістік типтегі биогаз қондырғылары жұмыс істеуде [7].
Кесте 1. Биогаз және басқа газдардың қасиеттері
Отын

Жылу мөлшері (кДжкг)
Тығыздығы

Ауа-отын қатынасы

Жану ыстығы (C°)

Метан
50000
0,72 кгм3
17,2
650
Пропан
46300
2,02 кгм3
15,6
470
Бутан
45600
2,70 кгм3
15,6
365
Бензин
43000
0,75 кгл
14,8
220
LPG
46000
0,54 кгл
15,5
400
Моторин
42500
0,85 кгл
14,5
220
Табиғи газ
57500
0,83 кгм3
17,0
600
Биогаз (CH4-60%,CO2-40%)
18000
1,2 кгм³
10,2
650
Жоғарыдағы 1-кестеде биогаз және басқа газдардың қасиеттері көрсетілген. Кестеге зер салсақ, биогаздың да басқа жанғыш газдарға ұқсас қасиеттері бар екенін түсінеміз [4]
Биогаз түзілудің микробиологиясы
Биогаз дегеніміз органикалық қосылыстардың оттексіз ферментациясы нәтижесінде түзілген, құрамының негізгі бөлігі метан газы (СН4) мен көмірқышқыл газы (CO2) болатын және аз мөлшерде сутек, азот, күкіртті сутек газы бар газдар қоспасы. Органикалық заттардың оттексіз ортада ыдырауы натижесінде түзілген биогаз, аралас және әртүрлі микробиологиялық флора тарапынан үш түрлі сатыда іске асырылады[8]. Бұлар:
:: ферментация және гидролиз: органикалық заттар гидролитикалық және ферментативті бактериялар тарапынан ыдырауға ұшырап, сірке қышқылы, ұшқыш органикалық заттар және көмірқышқыл газы түзіледі.
:: сірке қышқылының түзілуі: ферментация және гидролиз сатысы нәтижесінде түзілген ұшқыш май қышқылдарын қаншама бактерия топтары сірке қышқылына айналдырады.
::метан газының түзілуі: оттексіз ферментацияның соңғы сатысы. Бұл сатыда метан бактериялары сірке қышқылы түзілу сатысында түзілген заттарды метан, көмірқышқыл газы және су сияқты заттарға айналдырады. Бұл сатының сонында биогаздың түзілуі аяқталады[9].
Биогаз - газдар қоспасы. Онын негізгі компоненттері: метан (CH4) 55- 70%, көмірқышқыл газы (CO2) -күкірттісутек (HS).
Биоконверсия процессі энергетикалық сұрақтан басқа, тағы екі сұрақты шешуге қол жеткізеді. Біріншіден - шіріген қый жер құнарлығы мен өнімділігін 10-20% көтереді. Себебі, анаэробты шіру кезінде минералдану және азот косылыстарының бөлінуі жүреді. Екіншіден шіру кезінде, қыйдың құрамында аркашан болатын арам шептердін тамырлары, гельминттердің жұмыртқалары және жағымсыз иіс жойылады, басқаша айтқанда экологиялық тазалық эффектісі пайда болады.
Данияда 1999 жылдың Қазан айына дейін 1984-1998 жылдары арасында салынған 20 орталандандырылған биогазды қондырғы жұмыс істеген. Орталандандырылған биогазды қондырғылардың негізгі концепциясы, ол бірнеше жақын жатқан ауыл аймақтардан шикізатты жеткізу. Ал көктемде шіріген өнімді сол ауыл аймақтарына жер тыңайтқыш ретінде жеткізіледі.
Германияда 400-ге жуық метантенк көлемі 600-800 м³ аз көлемді фермерлік қондырғы жұмыс істеуде. 1995 жылдан 1998 жылға дейін 8 орталандан- дырылған биогазды қоңдырғы салынды. 1998 ж. басында метантенктер көлемінің қосындысы 190 мың м3 құрады. м³
Австрияда 1997 ж. дейін 46 аз көлемді фермерлік қондырғылар жұмыс істеді. 1997 ж. тағы 10 фермерлік және 5 үлкен қондырғы ашылды.
2000 ж. Калифорнияда энергетикалық тапшылық болған себебтен, жергілікті ауылшаруалары электрэнергияны қидан жасай бастады.
Ең алғаш рет электрэнергияны қидан алу 25 жыл бұрын пайда болды, бірақ тиімділігі төмен болғандықтан аса таралмады. Соңғы жылдары Сан-Луи Обиспо (Калифорния) қаласындағы университетінің зерттеушілер тобы сол мәселені дамытты.

I Теориялык бөлім
Биогаз дегеніміз не?
Биогаз дегеніміз не? Түрлі органикалық заттарды анаэробты ферментациялау (қайта булау) кезінде, яғни ауа қатынасынсыз жүретін үрдістер нәтижесінде алынған газ тәріздес өнімді осы терминмен атайды. Әрбір шаруа қожалығында жыл ағымында айтарлықтай көлемде қи және өсімдік пәлектері, әртүрлі қалдықтар жиналады. Ол қалдықтар шіріген соң, әдетте органикалық тыңайтқыш ретінде қолданылады. Бірақ ферментация кезінде қаншама биогаз бен жылу мөлшері бөлінетінін біле бермейді. Ал бұл бөлінген энергия ауыл тұрғындарына жақсы көмегін тигізеді.

Биогаз - газдар қоспасы. Оның негізгі компоненттері: метан (СН4) - 55 - 70%, көмірқышқыл газы (СО2) - 28 43%, сонымен қатар өте аз мөлшерде баска газдар, мысалы күкірттісутек (H2S).

Орташа 1 кг 70%- ке дейін биологиялык ыдырайтын органикалык зат 0,18 кг метан, 0,32 кг көмірқышқыл газын, 0,2 кг су және 0,3 кг ыдырамайтын қалдық өндіреді.

Биогаз өндірісіне әсер ететін факторлар
Метан органикалық заттардың анаэробты ыдырауының нәтижесінде пайда болады.
Ашу үрдісіне әсер ететін факторлар:
Температура
Орта ылғалдылығы
рН ортасы
C :N: P қатынасы
Шикізаттың беткі бөлшектерінің ауданы
Метан бактериялары 0-70°С өмір сүруге ыңғайлы.Егер температура жоғарыласа олар өледі, 90° C да өлмейтін кейбір штаммдары бар. Минусты температура болған жағдайда ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.