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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Riscalderà e produrrà biogas. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Fonti di energia alternative Biogas. Utilizzato nell’antica Cina, e poi riscoperto millenni dopo come “fonte di energia non convenzionale ed ecologica per il XNUMX° secolo”, sta attirando sempre più attenzione nel nostro Paese. Ciò è dimostrato in particolare dalla crescita costante delle pubblicazioni relative al biogas. Conferma della costante crescita di popolarità, nonché dell'inesauribilità del tema delle soluzioni tecniche per la produzione e l'uso pratico di “preziosi prodotti gassosi della fermentazione anaerobica (cioè senza accesso all'aria) (surriscaldamento) di sostanze organiche che in precedenza rientrano nella categoria dei rifiuti senza valore”, recita questo articolo. Il biogas è essenzialmente una miscela “infernale”. I suoi componenti principali: metano (55-70%) e anidride carbonica (28-43%); Qui sono presenti in piccole quantità anche altri composti, anche chimicamente aggressivi. Ad esempio, l'idrogeno solforato. E questo non può essere ignorato quando si realizza un impianto per la produzione di biogas, tenendo conto che mediamente 1 kg di sostanza organica, biodegradabile al 70%, produce 0,18 kg di metano, 0,32 kg di anidride carbonica, 0,2 kg di acqua e 0,3 kg di di residui indecomponibili. Poiché la decomposizione dei rifiuti organici con il rilascio di biogas è il risultato dell'attività di alcuni tipi di batteri, l'ambiente ha qui un impatto molto significativo. In particolare, la temperatura. Si scopre: più è caldo, maggiore è la velocità e il grado di fermentazione delle materie prime biologiche. Ma, come si suol dire, non siamo a Tashkent, il che significa che dobbiamo riscaldare la massa fermentata. Questo problema è probabilmente più semplice da risolvere sfruttando il calore rilasciato durante la decomposizione del letame. È in questo che deve essere collocato il “centro di produzione del gas” dell'impianto, il cosiddetto “serbatoio di metano”, che può essere realizzato con lamiere di acciaio inossidabile da 2...5 mm, saldate due volte: la prima con saldatura elettrica , e poi (per affidabilità) con saldatura a gas. Inoltre, è necessario provvedere al rifornimento dell'impianto di biogas con materie prime, nonché alla rimozione dei rifiuti dall'area di lavoro. Ad alcune soluzioni tecniche di successo ne seguirono altre. E infine, lo sviluppo ha preso la forma presentata nelle illustrazioni.
Un contenitore cilindrico metallico - un digestore - con un bocchettone di riempimento, una valvola di scarico, un agitatore meccanico e un tubo di selezione del biogas sono combinati in una struttura compatta (vedi figura), per la cui fabbricazione, ad esempio, contenitori per fertilizzanti chimici , altre parti e componenti in acciaio inossidabile. Inoltre, il "centro di produzione del gas" stesso si trova all'interno di un fermentatore aerobico, che può essere realizzato rettangolare (ad esempio, da legname). Le due pareti laterali del fermentatore sono smontabili per facilitare lo scarico del letame residuo. Il pavimento è in traliccio. L'aria viene forzata attraverso il canale tecnologico posto sotto di essa. A tale scopo viene utilizzato un compressore a soffietto o un ventilatore speciale. Si consiglia di coprire la parte superiore del fermentatore con pannelli di legno e, per ridurre la perdita di calore, le pareti e il fondo devono essere ricoperti con uno strato termoisolante. Il letame pre-preparato con l'urina di mucca viene versato nel digestore attraverso il collo. L'umidità delle "materie prime tecnologiche" dovrebbe essere compresa tra l'88 e il 92%. Inoltre, il livello di questo liquido è controllato sul fondo del bocchettone di riempimento. Il fermentatore aerobico viene riempito attraverso l'apertura superiore con letame solido o una miscela di quest'ultimo con riempitivo organico secco sfuso (paglia, segatura) con un contenuto di umidità del 65-69%. Quando l'aria viene fornita dal ventilatore, la materia organica inizia a decomporsi nel fermentatore e viene rilasciato calore. È sufficiente riscaldare il digestore, il cui contenuto viene miscelato (per fortuna c'è un agitatore speciale, oltre a un fenomeno fisico noto a tutti dalla scuola: la convezione). Di conseguenza, viene rilasciato biogas. Si accumula nella parte superiore del digestore. Attraverso un apposito tubo, il biogas viene scaricato nella “condotto” e utilizzato per i bisogni domestici. Quando si utilizza questo impianto di biogas (come del resto la maggior parte degli altri dispositivi analoghi), è necessario ricordare la necessità di garantire l'equilibrio biochimico. Infatti, a volte il tasso di produzione di acido da parte dei batteri che partecipano al processo di fermentazione anaerobica è superiore al tasso di consumo da parte dei batteri di un altro gruppo di partecipanti. In questo caso, come già notato dalla rivista nelle sue precedenti pubblicazioni, l'acidità della massa aumenta e la resa in biogas diminuisce. La situazione può essere corretta sia riducendo la razione giornaliera della materia prima, sia aumentandone la solubilità (possibilmente con acqua calda), o, infine, aggiungendo una sostanza neutralizzante (ad esempio latte di calce, detersivo o bicarbonato di sodio) . La produzione di biogas può diminuire a causa dello squilibrio tra carbonio e azoto. La situazione viene corretta introducendo sostanze nel digestore, contenente azoto, urina o una piccola quantità di sali di ammonio, solitamente utilizzati come fertilizzanti chimici (50-100 g per metro cubo di materia prima). Non dobbiamo inoltre dimenticare che l'elevata umidità e la presenza di idrogeno solforato (il cui contenuto nel biogas può raggiungere lo 0,5%) stimolano una maggiore corrosione delle parti metalliche dell'impianto. Pertanto, le condizioni di tutti gli altri elementi del fermentatore e del digestore devono essere monitorate regolarmente. E proteggere attentamente i punti danneggiati (è meglio usare biacca - in uno o due strati, seguiti da due strati di qualsiasi pittura ad olio). Dopo la lavorazione in un impianto di biogas, i rifiuti vengono disinfettati. Sono buoni da usare come fertilizzanti di alta qualità. Ma oltre a questo, viene prodotta la cosa più importante: il gas. Inoltre, in un volume abbastanza sufficiente per una stufa a due fuochi. Tale installazione si ripagherà entro un anno solo a causa dello smaltimento dei rifiuti nelle famiglie personali. Autore: A.Kovalev
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