Биогазды алу

Пән: Мұнай, Газ
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

МАЗМҰНЫ

Кіріспе

1. Метан түзуші бактериялардың көмегімен биогазды алу.

2. Биогаз дегеніміз не.

3. Биогаз өндірісіне әсер ететін факторлар.

4. Биогаз алатын қондырғылар.

5. Практикалық кеңестер.

Қорытынды

Кіріспе

Кейінгі кездері дәстүрлік емес, техникалық тұғыдан алып қарағанда, энергия көздеріне : күн сәулесі, теңіз ағындары мен толқындары және тағы басқа көп көніл бөлінуде. Солардың кейбіреулері, мысалы жел, бұрыннан кеңінен қолданылуда. Көне Қытайда қолданылған және біздің заманымызда қайта ашылған, ұмытылған шикізат түріне биогаз жатқызылады.

Биогаз дегеніміз не? Бұл терминмен, анаэробты, яғни оттегінің қатысуынсыз болатын әртүрлі құрамдағы органикалық заттардын ферментация нәтижесінде алынатын, газтәрізді өнімді белгілейді. Кез келген шаруа қажалықтарында жыл бойы көп мөлшерде көң, өсімдік сабақтары, әртүрлі қалдықтар жиналады. Жайшылықта оларды шірігеннен кейін оларды органикалық тыайтқыш ретінде пайдаланады. Алайда, ферментация барысында қанша мөлшерде биогаз және жылу бөлінетіндігін көп адамдар біле бермейді. Ал бұл энергияда ауыл тұрғындарына жақсы қымет атқара алады.

Биогазды алу үшін өсімдік және шаруашылық қалдықтарын, көң, тоқтау суларды пайдаланады. Ферментация барысында көлемді ыдыстағы су бөлікке бөлуге бейім. Шикі заттарғада белгілі бір шарттар қойылады: бактериялардың дамуына қолайлы құрамында биологиялық ыдырайтын органикалық заттар және көп мөлшерде 90-94% су болуы керек. Ортанын нейтралды болғаны және бактериялардың белсенділігіне кедергі келтіретін заттардың: мысалы, сабын, антибиотиктер, кір жуғыш ұнтақтардың болмағаны абзал.

Метан түзуші бактериялардың көмегімен биогазды алу.

Метан -органикалық заттардың анаэропты ыдырау нәтижесі пайда болады. Зерттеу нәтижелері оның қортындысының едәуір көп екенін көрсетеді. Метан түзуші экожүйеге тундыра және батпақты аумақтар күріш егістікті су тоғандары мен көлдер және жануарлар қалдықтары мен қи қалдықтары жатады. Анаэропты жағдайда органикалық зат алғаш аралық кезеңдер арқылы ацетатқа және көмір қышқыл газына және сутегі ионына ашиды. Метаболизмнің бұл өнімнің біріншілік және екіншілік деструкторлы метан тузуші бактериялар пайдалынылады. Метан түзуші бактериялар бірнеше топқа бөлінеді:

Таяқша тәрізділер
Кокк тәрізділер
Сарцина тәрізділер
Спирал тәрізділер

Метан түзетін бактериялар метанның органикалық ерекше тобы: Басқа бактериялармен зат алмасуымен және клеткалар құрылымы жағыдайында ерекшеленеді, клетка қабықшаларында пептидоглюкен жоқ цитоплазма мембраналарында глициро изопроидты көмірсутектерден тұратын липиттер.

Рибосома мөлшері эукариоттық рибосома сияқты 70S. Таза алған дақылдардың көптеген түрлері сутегі донор ретінде, ал кей кездері метанол-формиат, ацетат немесе метиламиндарді пайдаланған қабілетті.

Метан түзуші бактериялар анаэробты қоректік тізбектердің ең соңында тұрады. Ең басында полисахариттер, целфлоза, крахмал, белоктар мен майлар бұл тізбектік сондай-ақ төмендегілер қатарында.

1- целфлоза суксинат, бутилат, лактат, ацетан, спирт, көміртегі және сутегіне дейін ыдырайтын бакериялар.

2- алғашқы өнімдері ацетан, формилат, СО2 және Н дейін ауытқытын ацетогенді бактериялар.

Метан түзуші бактериялар Н2бөліп шығаратын бактериялар мен тығыз байланыста болады. Бұндай бактериялар тіршілік ететін ортада газ тәрізді Н2 бос күйінде кездеседі.

Метаннан ацетат және СО2 мен Н2 түзілуі төмендегідей:

СН3-СООН-АТФ---СН3-СО-S-СоА---АТФ---СН4-СОСО-СО2

СО2-Х-СО-СНОХ-СН-АТФСН4

Жекелеген реакцияларға қатысты ферменттер туралы мәліметтер жоқтын қасы.

Метан түзілудегі соңғы реакция ғана тармодинамиканын көзқарас бағытында АТФ синтезі арқылы жүруі мүмкін.

Methanocorcina barkeri ваксинасына жүргізген тәжирибесінде. Осы реакцияға негізделген

СН3ОН+Н2СН4+Н2О

Бактерияларды суспензияға 2суспензия+Н жағдайында метан ситезделгенде АТФ түзілгенде негізінде болатын протоннын пайда болатынына әсер етеді.

Метан түзетін бактериялардың СО2 автотробты фиксациясы риболозабифосфат циклінің қатысында жүреді. СО2-ден клетка заттарынын синтезделу жолы ацетил СоА және пируват арқылы жүреді. Бұл жолдардың кезеңдері радиооктипті қосылыстар көмегі арқылы және термоацтотропиалық ферменттерді зерттеу нәтижесінде белгілі болды.

Биогаз өндірісіне әсер ететін факторлар.

Органикалық қалдықтардың ыдырауы бактериялардың белгілі бір түрлерінің белсенділігінің есебінен жүретіндіктен, оларға қоршаған ортаның әсері өте жоғары. Сонымен, өндірілетін газ мөлшері көп дәрежеде температураға байланысты; неғұлым жылы болса, соғұрлым органикалық шикізаттың ферментациялану дәрежесі мен жылдамдығы жоғары болады. Сенімді жылуизолясын және жылытылған суды пайдалану, биогаз генераторларының (өндіргіштерінің) құрылысын, қысқы температурасы -20 градусқа дейінгі, аудандарда да салуға мүмкіншілік береді. Шикізатқа да белгілі бір шарттар қойылады; бактериялардың дамуына қолайлы құрамында биологиялық ыдырайтын органикалық заттар және көп мөлшерде (90 - 94 %) су болуы керек. Ортаның нейтралды болғаны және бактериялардың белсенділігіне кедергі келтіретін заттардың ; мыс, сабын, антибиотиктер, кір жуғыш ұнтақтардың болмағаны абзал.

Биогазды алу үшін өсімдік және шаруашылық қалдықтарын, көң, тоқтау суларды пайдалануға болады. Ферментация барысында көлемді ыдыстағы су бөлікке (қабатқа) бөлінуге бейім (қабілетті) . Жоғарғысы қабыршық, газ көпіршіктерімен көтерілген ірі бөлшектерден құралады, бірталай уақыт өткеннен кейін, қатты болуы мүмкін және биогаздың өндірісіне кедергі келтіреді. Ферментатордың ортаа бөлігінде сұйықтық жиналады, ал төменгі лай тәріздес қабатынан тұмба түзіледі.

Ортанғы бөлігінде бактериялар анағұрлым белсенді. Сондықтан көлемді ыдыстың ішіндегісін жиі-жиі араластырып тұру қажетті және тым болмағанда тәулігіне бір рет, ал қажеттісі алты ретке дейін. Араластыруды механикалық құрылғының көмегімен, гидровикалық құралдармен пневматикалық жүйенің қысымымен немесе әртүрлі өзін- өзі араластыру әдістерінің көмегімен жүзеге асыруға болады.

Биогаз алатын қондырғылар

Румынияда биогаз генераторлары кеңінен таралған. Алғашқы жеке қондырғылардың бірі қолданысқа 1982 жылы желтоқсанда енгізілді.

Содан бері ол үш көршілес жанұяларды газбен қамтамасыз етуде. Ферментатор, іші темірмен қапталған, диометрі 4 м және тереңдігі 2м (көлемі шамамен 21м3) болатын шұңқырда орналасқан. Таттан қорғау үшін көлемді ыдыстың ішкі беті шайырмен қапталған.

Ферментатордың жоғарғы жағының сыртқы бетінің тереңдігі 1 м, бетоннан жасалған дөңгелек арықтың ішінде орналасқан. Арықтың іші суға толтырылады да, ол гидро құлыптың функциясын атқаратын болады. Ферментатордың қақпағының биіктігі 2, 5 м, 2мм болат қаңылтырдан жасалған. Жоғарғы бөлігінде газ жиналады. Бұл жобаның авторы, газ жинауды өзге нұсқалардан ерекшелендіріп ферментатордың ішінде орналастырған түтіктің көлемімен жүзенге асырылады. Сондай-ақ арықтағы су ағынды болғандықтан, қысқы уақытта мұзданудан сақтайды. Ферментаторға шамаман 12 м3 көң толтырылады да, үстіне сиырдың зәрі құйылады. Генератор жеті күнен кейін жұмыс істей бастайды.

Тағыда бір құрылғы осыған ұқсас құрлымға ие

Оның ферментаторлар, көлденең қимасының өлшемдері 2х2 және тереңдігі шамамен 2, 5 м болатын, кв шұңқырдан жасалған. Шұңқырдың ішкі бетінің қалыңдығы 10-12 см темір бетонды плиталармен қапталған, оны цементпен сылап және герметикалық шайырмен сырланған. Гидроқұлып арығының тереңдігі 50см, олда бетоннан жасалған, қақпағы темір қаңылтырдан құралған. Қақпақтың биіктігі 3м, оның 0, 5арықтағы суға батырылады. Ферментаторды бірінші рет толтырғанда оған 8м3 сиыр көңі төгіледі, ал үстінен 400л сиыр зәрі құйылады. 7-8 күннен кейін қондырғы иелерін газбен толық қамтамассыз етеді. 6м3 аралас көңді (сиыр, қой және шошқанікін) қабылдауға есептелген био газ генераторының да құрылысы осыған ұқсас. Бір үйдегі газ плитасының қалыпты жұмысын қамтамассыз ету үшін осының өзі де жеткілікті болып шықты.

Тағы да бір қондырғы қызықты құрылымдық бөлшегімен ерекшеленеді; Ферментатордың жанына онымен Т- тәрізді түтікшемен байланыстырылған және өзарада қосылған үш үлкен трактордың доңғалақтарының комералары орналастырылады

Түнгі уақытта, био газ пайдаланылмаған және қақпақтың астына жинақталған кезде, жоғарғы қысымның әсерінен қақпақтың төңкеріліп қалу қаупі туындайды. Резиналы ыдыс қосымша көлемнің қызметін атқарады.

Тағы да бір қондырғының нұсқасы - үрделмелі қайықты жасауда пайдаланылатын ризиналы матадан жасалған биіктігі 150 см және 138 см болатын қақпақтың құрлысы. Ферментатор өлшемдері 140х380см және көлемі 4, 7м3 болатын метаоды ыдыс болып табылады. Қақпақ био газдың атмосфераға шығуына гидравликалық кедергілікті қамтамассыз ету үшін ферментатордағы көңге 30см тереңдікке енг. ізіледі. Ыдыстың ісінетін жоғарғы түтікпен қосылған бөлігінде кран қарастырылған, сол арқылы газ үйдегі газ плиталарға жеткізіледі. Ферментатордың жұмысын оптимальды жзағдайды қамтамассыз ету үшін, көң ыстық сумен араластырылады.

Ең жақсы нәтижелерді қондырғы шикі затттың 90 проценттік ылғалдылығы мен 30-35 с -да көрсетті.

Ферментаторды жылыту үшін теплицалық эффект пайдалынылады. Ыдыстың үстіне металды қаңқа құрылады, осы полиэтиленді пленкамен қаптайды; ауа- райының жайсыз жағдайларында ол жылуды сақтайды және шикізаттың ыдырау процесін өте тездетеді.

Румынияда био газ генераторлары мемлекеттік немесе кооперативті шаруашылықтарда да пайдаланылады. Міне солардың бірі ополиэтиленді пленкасы бар қаңқамен жабылған, сиымдылықтары 203м3 екі ферментаторлардан тұрады.

Қыста көң ыстық сумен жылытылады. Қондырғының өнімділігі күніне 300-480 м3 газды құрайды. Бұндай көлем жергілікті аргоөндірістік кешендердің барлық қажеттіліктерін қамтамассыз етуге жеткілікті.

Практикалық кеңестер,

Жоғарыда атап өткеніміздей ферментация процесінің дамуында температураның маңызы зор; шикі затты 15 с-тан 20с- қа дейін қыздыру энерготасымалдығыштың өндірісін екі есеге дейін көбейтуі мүмкін. Сондықтан генераторларда шикізатты жылытудың арнайы жүйесі орнатылады, алайда көптеген қондырғыларда бұндай жүйе жоқ, олар органикалық заттардың ыдырауы процессінде бөлінетін жылуды ғана пайдаланады. Сенімді жылуизоляциясы, ферментатордың қалыпты жұмысының маңызды шарттарының бірі болыпп табылады. Сондай- ақ, ферментатордың бункеріні тазалауда және толтырғанда жылудың шығынын минимумге жеткізу қажет.

Сонымен қатар, биохимиялық тепе- теңдікті қамтамасыз ету қажеттілігін де есте сақтау қажет, кейде бактериялармен қышқылды өндіру қарқыны, бактериялардың екінші тобының оларды пайдалану қарқынынан, жоғары болады. Бұндай жағдайда массаның қышқылдығы артады, ал биогаз өндірісі кемиді.

Шикізаттың күнделікті бөлігін азайтумен, не оның ерігіштігін арттырумен (мүмкіндігінше, ыстық сумен) немесенейтралдаушы заттарды, мысалы, әк сүтін, кір жуатын ұнтақ немесе ас содасын, қосу арқылы жағдайды жөндеуге болады.

Биогаз өндірісі көміртек пен азот арасындағы арақатынастың бұзылуы есебінен де азаюы мүмкін. Бұндай жағдайда ферментаторға құрамында азоты бар -зәр немесе аз мөлшерде аммоний тұздары, -қосылады (50-100 гр 1м куб шикізатқа) .

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.