1.3.Структурные схемы биогазогенераторов
Особенности климата, вид исходного сырья, технология процесса и ряд других факторов обусловили возникновение различных видов биогазогенераторов. Сделаем беглый осмотр основных узлов наиболее распространённых типов метантенков. Структурные схемы представлены на рис. 1.1.
Рисунок 1.1 – Различные конструктивные схемы биогазогенераторов 1 – ввод материала; 2 – газопровод; 3 – съемная крышка; 4 – вывод переработанного материала; 5 – разделительная стенка; 6 – ферментатор; 7 – газ; 8 – приемник; 9 – клапан; 10 – мешалка; 11 – стекло; 12 – емкость для продуктов переработки; 13 – газогенератор; 14 – подачагаза; 15 – горелка; 16 – теплообменник; 17 – водяной газгольдер.
Разновидности конструктивных схем биогазогенераторов имеют особенности. Так, на рисунок 1.1 а представлен: домашний блок для жаркого климата. Он состоит из двух металлических емкостей, верхняя из которых служит газгольдером, в нижнюю периодически загружается сбраживаемый навоз с добавкой культуры анаэробных бактерий из действующего генератора. Роль нижней емкости может играть 200-литровая бочка из-под горючего. Биогаз из газгольдера по трубопроводу подается в дом и используется по необходимости.
Рисунок 1.1 б: Индийская система. Начиная с 1939 года, в Индии начались работы по внедрению в деревенский быт биогазогенераторов, и сейчас там подобных установок очень много.
Навоз помещают в накопитель, где он отделяется от несбраживаемой соломы и других включений. Далее поток сбраживаемой массы медленно проходит через заглубленную в грунт емкость из кирпича, цикл брожения в которой составляет от 14 до 30 сут. Отработанную массу загружают в приемный бак и используют в качестве удобрения.
Рисунок 1.1 в: Китайский биогазогенератор. Эта схема рекомендуется для массового использования как для отдельных фермерских хозяйств, так и для деревенских общин. Главная особенность проекта – стационарный сводчатый корпус из бетона, который значительно дешевле системы с тяжелым плавучим металлическим газгольдером. По мере выделения газа его объем увеличивается, за счет соответствующего роста давления поток сбраживаемой массы прерывается. Этим достигается регулирование работы системы.
Рисунок 1.1 г: Установка для промышленной переработки отходов животноводства. На практике сбраживание редко ведут до конца, так как это сильно увеличивает длительность процесса. Обычно сбраживают примерно 60 % исходного продукта. Выход газа составляет примерно от 0,2 до 0,4 м3 на 1 кг сбраживаемого сухого материала при нормальных условиях и при расходе 5 кг сухой биомассы на 1 м3 воды.
Несмотря на большое разнообразие конструктивных схем любой биогазогенератор содержит ряд стандартных узлов, которые обеспечивают подготовку сырья, его загрузку, отвод биогаза и вывод отработанного материала. Обобщенная схема видна из рисункa 1.2.
Рисунок 1.2 – Обобщенная схема индивидуальной биогазовой установки[2]
1 – резервуар-реактор, 2 – труба загрузки, 3 – приёмок разгрузки установки, 4 – мешалка, 5 – герметизированный люк, 6 – компрессор, 7 – газопровод, 8 – ресивер-сборник биогаза, 9 – газопровод к потребителям, 10 – подогреватель биомассы, 11 – котел, 12 – циркуляционная помпа.
Птичий помет — органическое удобрение с высоким содержанием питательных веществ. Куриный помет как удобрение превосходит навоз. Помет гусей и уток более водянист; по содержанию питательных веществ и действию на урожай он близок к навозу.
Сырой помет обладает и неблагоприятными свойствами: имеет сильный зловонный запах; содержит большое количество семян сорняков, яиц и личинок гельминтов и мух, множество микроорганизмов, среди которых нередки возбудители опасных заболеваний.
Сразу после выделения мочевая и гиппуровая кислоты, входящие в состав экскрементов, подвергаются гидролитическому расщеплению под влиянием уробактерий с образованием в конечном счете углекислого аммония, который распадается на аммиак и углекислоту.