Вся электронная библиотека >>>

 Альтернативная энергетика. Топливо >>

 

Энергетика. Газообразное топливо

Биогаз


Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

 

Часть I. ТЕХНОЛОГИЯ МЕТАНОВОГО БРОЖЕНИЯ

 

 

1 Основные положения

1.1. Особенности процесса

1.1.2. Факторы, влияющие на процесс брожения

 

Температура 

Метаболическая активность и репродуктивная способность микроорганизмов находятся в функциональной зависимости от температуры. Таким образом, температура влияет на объем газа, который можно получить из определенного количества органического вещества в течение заданного времени, а также на технологическое время процесса брожения, необходимое для высвобождения при соответствующей температуре определенного количества газа

Прерывистый характер протекания функции объясняется заменой мезофильного штамма бактерий на термофильный. Однако, согласно новейшим исследованиям, такая прерывистость не существует, а это означает, что с повышением температуры примерно до 54 °С [62] условия для образования газа улучшаются. Микробиологическая активность почти прекращается, если температура падает примерно до 15°. К перепадам температуры, в особенности к ее внезапным понижениям, микроорганизмы весьма чувствительны и реагируют на это снижением метаболической активности и способности к воспроизведению.

Кроме того, температура влияет на качество газа. Так, при возрастании температуры было установлено снижение доли СН4 в общем объеме выделяющихся газов

Так как метаболическая активность и уровень воспроизводства метановых бактерий ниже, чем кислотообразующих, при нарастании количества образующихся органических веществ может получиться избыток летучих кислот, который снижает активность метановых бактерий, как только значение рН опустится ниже 6,5. Обычно величина рН благодаря буферным свойствам субстрата при неравномерном образовании кислот поддерживается на постоянном уровне. Эти свойства проявляются путем образования карбонатов в количествах, превышающих количество выделившегося ' при брожении С02.

 

 

В качестве оптимальных значений могут быть названы:

—        щелочность 1500...5000 мг СаС03 на 1 л субстрата;

—        рН 6,5...7,5;

—        содержание летучих кислот 600...1500 мг на 1 л субстрата.

Признаки нарушения процесса анаэробного сбраживания:

—        снижение щелочности;

—        уменьшение величины рН;

—        возрастание содержания летучих кислот;

—        увеличение доли С02 в выделяющемся газе;

—        снижение выхода газа.

Ингибиторы

К веществам, которые в слишком большой концентрации препятствуют жизнедеятельности микроорганизмов, относятся прежде всего тяжелые металлы и их соли, щелочные металлы, щелочноземельные металлы, аммиак, нитраты, сульфиды, детергенты, органические растворители, антибиотики.

Для детергентов, органических растворителей и антибиотиков не имеется точных данных о критических значениях концентрации. Однако в литературе указывается, что эти вещества даже в самых незначительных количествах препятствуют процессу брожения.

Питательная среда 

Предпосылкой беспрепятственного размножения бактерий служит наличие питательной среды, которая содержит как углерод и кислород для обеспечения этого процесса энергией, водород, азот, серу и фосфор — для образования белка, так и щелочные металлы, железо и микроэлементы

При этом активность микробной реакции в значительной мере определяется соотношением углерода и азота. Наиболее благоприятные условия соответствуют значениям C/N = 10...16.

Если в исходном субстрате углеводов больше чем белковых веществ, то образуется мало аммонийного азота. Вследствие этого выделяется меньше СН4 и больше Н2 и С02, что ведет к увеличению выхода кислот, снижению рН и тем самым к дальнейшему уменьшению интенсивности метанового брожения. С другой стороны, избыток белка и аминокислот обусловливает возрастание значения рН более 8, что также приводит к затуханию процесса метанообразования.

Состав газа

Количество и состав газа, образующегося в результате полного разложения органического вещества, зависит от соотношения С : Н : О : N в исходном материале и от температуры процесса брожения. Из важнейших соединений, входящих в состав органического вещества, жиры обусловливают наибольший выход газа с высоким содержанием СН4, белковые вещества — немного меньший, но тоже с высоким содержанием СН4, и углеводы—относительно мало газа с наименьшим содержанием СН4.

Средний состав газа, который можно получить из экскрементов животных при оптимальной температуре брожения 34°С соответствует соотношению СН4/С02 = 2.

Концентрация твердых частиц 

Предпосылкой высокой интенсивности реакции служит беспрепятственный обмен веществ на граничных поверхностях фаз, который должен поддерживаться непрерывным обновлением этих поверхностей благодаря перемешиванию субстрата. Однако это можно обеспечить только в том случае, если вязкость субстрата допускает свободу перемещения жидкости, взвешенных твердых частиц, в особенности бактерий, и пузырьков газа. Верхняя граница концентрации твердых частиц, при которой еще возможно свободное перемещение фаз, для субстрата с мелкодисперсной взвесью твердых веществ соответствует 10... 12%- При больших значениях выход газа значительно уменьшается. Путем интенсивного перемешивания и соответствующего подвода энергии нежелательный эффект можно существенно ограничить.

 

 

К содержанию:  Биогаз

 

Смотрите также:

 

Биогаз. Биоконверсия солнечной энергии. Способы получения энергии ...

Другой способ производства энергии из биомассы состоит в получении биогаза.путем анаэробного перебраживания. Такой газ представляет собой смесь из 65% ...
bibliotekar.ru/alterEnergy/27.htm

 

 ТЕПЛОВЫЕ УСТАНОВКИ НА БИОТОПЛИВЕ. Биотопливо. Биогаз

Биогаз также может быть получен при анаэробном сбраживании биомассы, т.е. в процессе ее окисления без присутствия воздуха. Для получения биогаза (смеси СШ и ...
www.bibliotekar.ru/spravochnik-144-3/170.htm

 

 Гибридные станции. Биогаз. Биоконверсия солнечной ...

Гибридные солнечные станции. Рассмотрение основных методов преобразования солнечной энергии показывает, ...
bibliotekar.ru/alterEnergy/28.htm

 

 Биогаз. Биоконверсия ...

Солнечные печи. В принципе, используя достаточно большие концентраторы, можно получить в их фокусе...
bibliotekar.ru/alterEnergy/29.htm

 

 Источники энергии

Биогаз (биохимический газ) образуется при брожении растительных и животных отходов... Биогаз представляет собой смесь метана и углекислого газа. ...
www.bibliotekar.ru/spravochnik-28/37.htm

 

 АНАЭРОБНАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ ОСАДКОВ, метановое сбраживание

Образующийся биогаз, имеющий теплотворную способность около 21000 кДж/м3 (5000 ккал/м )...
www.bibliotekar.ru/spravochnik-144-inzhenernoe-oborudovanie/32.htm

 

 Инженерное оборудование

газообразное топливо — природный газ, биогаз, попутный газ. Искусственное топливо; ...
www.bibliotekar.ru/spravochnik-23/17.htm

 

 НОВАЯ ЗЕЛАНДИЯ

13% — гидроэлектростанции; на долю остальных источников (ветер, биогаз и пр.) приходится 5%. ...
www.bibliotekar.ru/rGeo/31.htm

 

 «МОСТ» в ПОЛЕ

В результате получатся, во-первых, полноценное органическое удобрение и, во-вторых, биогаз, который пойдет на отопление комплекса. ...
bibliotekar.ru/evrika/7-12.htm

 

 МЕТАТЕНК. Метантенки служат для обеспечения свойств стабильности ...

Выделение газа (биогаза) является сопутствующим процессом, способствующим снижению...
www.bibliotekar.ru/spravochnik-137-oborudovanie/62.htm

 

 Альтернативная энергетика. Солнечные батареи, ветрогенераторы. Азаров

Альтернативная энергетика. (аномальные источники "свободной энергии"). Микрокондиционер Азарова. Хотите получить рукотворный смерч? ...
www.bibliotekar.ru/2alterEnerg.htm

 

 Альтернативная энергетика. Нетрадиционные возобновляемые источники ...

Книга посвящена важной и актуальной проблеме - проблеме более разумного и эффективного использования человеком природных энергетических богатств. ...
www.bibliotekar.ru/alterEnergy/index.htm

 

 Проблемы энергетики. Альтернативная энергетика

Прогнозы относительно тенденций развития энергетики говорят о том, что доля солнечной энергетики в различных ее формах будет непрерывно возрастать. ...
bibliotekar.ru/alterEnergy/2.htm