تبلیغات
انجمن علمی مکانیک و مکانیزاسیون کشاورزی دانشگاه محقق اردبیل - بیو گاز(1)
23 آذر 90

بیو گاز(1)

   نوشته شده توسط: محمد نوری    نوع مطلب :مکانیزاسیون کشاورزی ،

تاریخچه بیو گاز

بنابر شواهد، اولین بار پارسیان باستان به وجود گازهای قابل اشتعال در گیاهان پوسیده پی بردند. آنچه که ما امروز به عنوان بیوگاز یا گاز ناشی از فرایندهای بیولوژیک می‌شناسیم قدمتی چندین‌هزار ساله دارد.
اما تاریخچه استفاده از بیوگاز به حدود 2000 تا 3000 سال پیش و به چین باستان باز می گردد. چنان که مارکوپولو در سفرنامه‌ی خود به وجود مخازن سرپوشیده فاضلاب اشاره کرده است

مشهورترین نمونه‌ی استفاده کاربردی از فاضلاب در ایران در حمام شیخ بهایی است که در دوره ی صفویه (قرن 11 هجری) توسط شیخ بهایی طراحی شد. گرمای آب خزینه‌ی این حمام توسط گازهای ناشی از فاضلاب مسجد جمعه و شعله‌ی یک شمع تامین می‌شده است.

اما شناخت علمی گاز متان و استحصال و کاربرد گسترده از بیوگاز به شکل امروزی به قرن 19اُم و اوایل قرن بیستم باز می‌گردد. در سال 1808م، سِر همفری دیوی به وجود گاز متان در فضولات حیوانی پی برد. وی با استفاده از دستگاه تقطیر و در شرایط خلاء در آزمایشگاه موفق به جمع‌آوری گاز متان ازمخلوط فضولات گاوی و کاه شد.


 

 

بیو گاز چیست؟

مخلوطی از سه ترکیب عمده به نام‌های متان، دی‌اُکسیدکربن و سولفید‌ِهیدروژن است که حاصل تجزیه بی هوازی و تخمیر زیست توده بوسیله‌ی باکتری‌های متانوژن است. جژء قابل اشتعال بیوگاز، متان است که سهم بیشتر این گاز یعنی 6۰ تا۷۰ درصد آن را شامل می شود. متان، گازی است بی‌رنگ و بی‌بو که اگر یک فوت مکعب آن بسوزد، ۲۵۲ کیلوکالری( 1052.3کیلوژول) انرژی حرارتی تولید می کند که در قیاس با سایر مواد سوختی، رقم قابل توجهی است. دو ترکیب دیگر به ویژه سولفید هیدروژن که سهم آن ناچیز است، جزء ترکیب‌های سمی هستند. از مزیت های مهم متان به دیگر سوخت ها این است که، هنگام سوختن، گاز سمی و خطرناک منواکسید کربن تولید نمی کند.

ویژگی و چگونگی تولید بیوگاز

 بیوگاز به نام گاز مرداب نیز شهرت یافته با تركیبی از متان ‏‎(CH4)‎‏ و دی اكسیدكربن ‏‎(CO2)‎‏ و بوی ‏قابل تشخیص مانند تخم مرغ گندیده.

دمای احتراق بیوگاز حدود 700 درجه سانتیگراد (دمای احتراق گازوئیل 350 درجه سانتیگراد و نفت و پروپان ‏‏500 درجه سانتیگراد ) و دمای شعله حاصل از آن 870 درجه سانتیگراد است . بیوگاز مانند سایر سوخت های ‏گاز قابل احتراق بوده و با نسبت 1- 20 با هوا مخلوط شده و سرعت اشتغال آن بالا می باشد . ارزش حرارتی آن ‏در حدود 6 كیلووات ساعت بر مترمكعب است (یعنی برابر ارزش حرارتی نیم لیتر سوخت گازوئیل).

چگونگی تولید بیو گاز

 دستگاههای بیوگاز در شكل كلی از دو حوضچه ورودی و خروجی و یك مخزن تخمیر(هاضم) و یك مخزن گاز ‏تشكیل شده اند كه شرایطی از قبیل آب و هوا ، فرهنگ ، اقتصاد و تكنولوژی باعث وجود اشكال مختلف و ‏مدلهای گوناگون گردیده است . در تمام این دستگاهها آب و مواد اولیه در حوضچه ورودی مخلوط شده و از آنجا ‏به مخزن تخمیر هدایت شده كه پس از تخمیر و تولید گاز با اضافه كردن مواد اولیه به سوی مجرای خروجی و ‏حوضچه خروجی هدایت می گردند.

 

باکتری‌های متانوژن که واکنش های تجزیه‌ای و بی هوازی را به منظور تولید بیوگاز انجام می‌دهند قادر به شکستن و تجزیه مواد آلی پیچیده و ساده هستند که سرانجام به تولید بیوگاز منجر می شود. این باکتری‌‌ها ازدو دسته باکتری‌های مزوفیل و گرما دوست هستند و به ترتیب در دمای 37 تا 45 درجه سانتیگراد و 50 تا 52 درجه سانتیگراد می توانند زندگی کنند. در مورد باکتری گرما دوست این حرارت می تواند تا 70 درجه سانتی گراد افزایش یابد. در این دما، باکتری‌ها بیشترین فعالیت آنزیمی را برای تجزیه موادآلی و تولید بیوگاز دارند. از شرایط مطلوب دیگر برای تولید بیوگاز، قلیایی بودن (PH=7-8) محیط واکنش است.

 باکتری ها فرآیند تجزیه را در چهار مرحله انجام می دهند:

مرحله اول: هیدرولیز مواد آلی پیچیده و نامحلول و تبدیل این مواد به تركیبات محلول.
مرحله دوم:
تركیبات آلی محلول حاصل از مرحله اول به وسیله باكتری‌های اسیدساز شكسته شده و در نتیجه اسیدهای آلی تولید می‌شود.
مرحله سوم:
معمولاً هیدروكربن‌های پنج و شش كربنی در آب حل شده و توسط باكتری‌های اسیدساز مورد مصرف واقع شده و به تركیباتی از قبیل هیدروژن،‌فورمات، استات، پروپیونات و گاز كربنیك تبدیل می‌شوند.
مرحله چهارم:
تمام تركیبات آلی و اسیدهای تولید شده در مرحله اسیدسازی توسط باكتری‌های متان ساز به بیوگاز تبدیل می‌شوند.

 

حوضچه ورودی

این حوضچه در سطح فوقانی زمین و در مقابل حوضچه خروجی در ‏طرف دیگر مخزن تخمیر ساخته شده و از طریق مجرای ورودی مواد اولیه را كه با آب مخلوط شده به قسمت ‏تحتانی مخزن تخمیر انتقال می دهد و عمل اصلی این حوضچه مخلوط آب و مواد اولیه است كه این عمل با دست ‏انجام می گیرد . اندازه متعادل حوضچه با حالت استوانه ای شكل دارای شعاع ‏cm‏40 و حداكثر ارتفاع ‏cm‏40 ‏است كه در ارتفاعی بالاتر از سطح زمین قرار می گیرد

 

‏حوضچه خروجی

 این حوضچه در طرف مقابل حوضچه ورودی به نحوی ساخته می شود تا سطح فوقانی آن هم سطح زمین باشد تا ‏هنگام ورود مواد اولیه از حوضچه ورودی بنا به قوانین فشار مایعات و ظروف مرتبطه مواد تخمیر شده از كف ‏مخزن تخمیر به طرف مجرای خروجی و حوضچه خروجی هدایت گردد . مجرای خروجی ‏cm‏20 از سطح زمین ‏قرار می گیرد و مجرای ورودی در 50 سانتیمتری عمق زمین تا مواد تخمیر شده پس از ورود مواد اولیه از طریق ‏مجرای خروجی خارج گردد.

 

تانک تخمیر

اساسی ترین قسمت یك ‏دستگاه بیوگاز است . در این محفظه پس از ورود مواد اولیه و تثبیت درجه حرارت و رطوبت (عدم نفوذ آب) و ‏عدم نفوذ هوا ، تخمیر یا تجزیه غیرهوازی توسط باكتریهای متان زا صورت می گیرد و بدین ترتیب گاز در این ‏مخزن تولید می شود . ساختمان این مخزن با توجه به شرایط آب و هوایی و امكانات فنی و اقتصادی متفاوت است ‏
مثلاً در مناطق سردسیر در عمــق زمین قــرار می گیرد و دیـواره های آن عایق بندی می شود و یا در مناطقی كه ‏باران زا و احتمال نفوذ آب به داخل آن می باشد بدنه آن را برای جلوگیری از نفوذ آب ، آب بندی و قیراندود می ‏كنند تا هم مانع نفوذ آب گردد و هم درجه حرارت آن ثابت بماند . مجراهای ورودی و خروجی در داخل مخزن ‏باید به طریقی طراحی و اجرا شود تا با ورود مواد جدید ، مواد تخمیر شده از كف مخزن به بالای آن منتقل شده و ‏به داخل حوضچه خروجی هدایت گردد . در بعضی مواقع در داخل مخزن یك همزن نیز تعبیه می كنند كه این امر ‏نقش مهمی در تولید گاز دارد . ‏

 

محفظه گاز

‏ این محفظه كه محل تجمع گازهای ایجاد شده ، در اثر تخمیر مواد می باشد ، اصولاً از یك استوانه ته بسته با ورقه ‏های فولادی به ضخامت 1 تا 3 میلیمتر ساخته می شود . سقف آن را به صورت مخروطی می سازند تا هم مقدار ‏بیشتری گاز در آن ذخیره شود و هم آب باران روی آن جمع آوری نگردد و پوسیدگی ایجاد نكند . در مركز رأس ‏آن یك لوله فلزی را از داخل آن جوشكاری می كنند تا پایین رفتن و بالا رفتن آن در هنگام مصرف گاز یا تولید ‏گاز كنترل شود . به طــوری كه هرگاه گاز بیشتری تولید شد . محفظــه به طرف بالا حركت می كند و در روی ‏سرپوش مخزن نیز شیری جهت تخلیه گاز نصب می گردد تا به وسیله باز و بسته كردن آن گاز به طرف محل ‏مصرف هدایت گردد . مخزن گاز باید زنگ زدایی شده و پوشش رنگ از بروز زنگ زدگی در آن جلوگیری شود و ‏همواره سطوح داخلی و خارجی آن از نظر زنگ زدگی كنترل شود .

 

جدول تركیبات بیوگاز

نام گاز

فرمول

درصد تركیب

متان

CH4

55 تا 65%

گازكربنیك

CO2

35 تا 45%

نیتروژن (ازت)

N2

0 تا 3%

هیدروژن

H2

0 تا 1%

اكسیژن

O2

0 تا 1%

هیدروژن سولفوره

H2S

0 تا 1%

 

بیو گاز لندوفیل

بیوگاز لندفیل از تجزیه بی‌هوازی زباله‌های شهریِ تَر تولید می‌شود. پسماندها در لندفیل دفن می‌شوند و در غیاب اکسیژن و توسط فعالیت باکتری‌های بی‌هوازی به‌تدریج تجزیه و گازهای ناشی از آن به‌تدریج از زیست-توده آزاد می‌شود.
 
در صورتی که لندفیل به‌درستی طراحی نشده باشد، این گازها به آرامی در فضای لندفیل آزاد و وارد جو می‌شود.

گاز های تشکیل دهنده بیو گاز لندوفیل

   

 

ماده

درصد %

متان،CH4

70 -50

دی اکسیدکربن،CO2

50-25

نیتروژن،N2

10-0

هیدروژن،H2

1-0

سولفید هیدروژن،H2S

3-0

اکسیژن،O2

2-0

 

 بیوگاز توسط لوله‌هایی که در لندفیل به‌دقت جاسازی شده است جمع‌آوری و برای تولید برق به واحدهای نیروگاه انتقال می‌یابد. در نیروگاه گازهای تشکیل دهنده بیوگاز توسط فرایندهای جداسازی از یک‌دیگر جدا شده و متان خالص شده توسط مولدهای مختلفی به نیروی الکتریکی تبدیل می‌شود.
برداشت بیوگاز از دفن‌گاه‌های زباله از مباحث پر اهمیت مدیریت پسماند است. زیرا متان از عمده ترین گازهای گلخانه‌ای است که در پدیده‌ی گرم شدن کره زمین تاثیرگذار است و اثر آن در گرمایش زمین بسیار بیشتر از اثر دی‌اُکسیدکربن است. همچنین موارد متعددی از انفجار و آتش‌سوزی این گاز در دفن‌گاه‌های زباله که به‌حال خود رها شده‌اند گزارش شده است. به‌علاوه با در نظر گرفتن مقدار انرژی حاصل از منابع فوق که به‌طور میانگین در ایران سالانه حدود 35/16146 متر مکعب بیوگاز (9175 میلیون متر مکعب متان) با ارزش حرارتی 17 10x367/3 ژول انرژی است، صرف نظر کردن از آن عاقلانه نیست.

هر ساله جامعه‌ی ایرانی حدود 15 میلیون تن زباله‌ی شهری و 6/4 میلیارد متر مکعب فاضلاب شهری و صنعتی تولید می‌کنند. فناوری بیوگاز پتانسیل مهمی برای تولید انرژی در کشور است. استفاده از بیوگاز طی سال‌های گذشته به‌طور مداوم رشد داشته است، اما بخش عظیمی از این پتانسیل بی‌استفاده مانده است. بیوگاز محصول زباله‌هاست و استحصال آن نیاز به فناوری پیچیده‌ای ندارد.

  

جدول مقایسه خواص گازهای با بیوگاز

نوع گاز

هوای مورد نیاز m3

سرعت فشار در هوا cm/s

وزن مخصوص نسبت به هوا

ارزش حرارتی

تركیبات

درصد

عناصر

متان

5/9

43

55%

94/9

100

CH4

پروپان

8/23

57

56/1

94/25

100

C4Hg

بوتان

9/3

45

07/2

02/34

100

CH4H10

گاز طبیعی

7

60

38%

52/7

35 و 65

CH4H2

گاز شهری

7/3

82

41%

07/4

24 و 26 و 50

CH4O2N2

بیوگاز

7/5

40

94%

96/5

40 و 6

CH4CO2

 نیرو گاه بیو گاز مشهد

نیرو گاه بیو گاز مشهد

هندی، در حال استفاده از بیو گاز برای پخت و پز


دستگاه تولید بیو گاز متحرک


buy tadalafil no prescription
16 آذر 97 08:12

Fantastic content, With thanks!
cialis 5mg billiger cialis generique wow cialis tadalafil 100mg cialis preise schweiz cialis y deporte cialis generique cialis canada we choice cialis uk cialis arginine interactio viagra cialis levitra
Buy generic cialis
15 آذر 97 13:04

Amazing posts, Kudos.
cialis arginine interactio cialis side effects dangers cialis australia org cialis 5 mg cialis daily reviews price cialis best discount cialis american pharmacy cialis buy original cialis warnings for cialis
buy cialis with no prescription
14 آذر 97 16:57

Thanks. I enjoy this.
no prescription cialis cheap are there generic cialis cialis arginine interactio canadian cialis cialis 5mg billiger cialis reviews click now cialis from canada cialis uk next day walgreens price for cialis venta de cialis canada
buy generic cialis
14 آذر 97 04:19

Fantastic information. Thank you.
cialis 100 mg 30 tablet cialis tablets australia only best offers 100mg cialis cialis generico postepay cialis official site generic cialis levitra cialis 5mg billiger ou acheter du cialis pas cher female cialis no prescription we recommend cheapest cialis
buy tadalafil online
13 آذر 97 17:11

Seriously loads of helpful material!
cialis dosage amounts cialis billig cialis savings card the best site cialis tablets cialis price thailand online prescriptions cialis cialis 20 mg effectiveness fast cialis online price cialis wal mart pharmacy female cialis no prescription
buy cialis medication
13 آذر 97 05:53

This is nicely expressed! .
look here cialis cheap canada cialis 30 day sample canadian drugs generic cialis buying cialis in colombia cialis efficacit generico cialis mexico if a woman takes a mans cialis buy generic cialis cialis usa cost cialis 20 mg best price
Cialis pills
12 آذر 97 17:49

Information well utilized..
price cialis per pill price cialis per pill fast cialis online american pharmacy cialis legalidad de comprar cialis cialis online napol walgreens price for cialis cialis cost cialis prices in england generic low dose cialis
buy cheap cialis no prescription
12 آذر 97 05:34

You actually expressed that really well.
cheap cialis generic cialis 20mg uk buying cialis on internet cialis kaufen cialis therapie buying brand cialis online cialis soft tabs for sale click now buy cialis brand cialis canadian drugs cialis daily
buy generic cialis online
11 آذر 97 17:18

Incredible all kinds of useful knowledge.
cialis en 24 hora buying cialis overnight safe site to buy cialis online cialis pills boards achat cialis en suisse cialis generika cialis generic cialis generic availability cialis without a doctor's prescription buy generic cialis
buy cialis online best price
11 آذر 97 05:09

Wow a good deal of valuable material!
rx cialis para comprar cialis for sale south africa when can i take another cialis generic cialis 20mg uk cialis lowest price cialis canadian drugs try it no rx cialis buy cialis online cheapest cialis 5 mg schweiz effetti del cialis
buy tadalafil
10 آذر 97 17:48

Superb information. Regards!
online cialis cialis 20 mg effectiveness cialis savings card cialis billig look here cialis cheap canada cialis lowest price cialis online nederland generic cialis 20mg uk cialis usa cost generic cialis tadalafil
where to buy cialis online
10 آذر 97 04:46

With thanks, Fantastic information.
cialis pills boards when will generic cialis be available cialis 5mg billiger cialis generique buy brand cialis cheap cialis online deutschland cialis 5 mg funziona cialis australia org how does cialis work cialis tablets
Cialis prices
9 آذر 97 17:30

Thank you! Quite a lot of forum posts!

buy cialis uk no prescription we recommend cialis info prices on cialis 10 mg comprar cialis 10 espa241a cialis efficacit cialis 20 mg cut in half cialis generico cialis et insomni cialis generico postepay cialis flussig
Buy cialis online
9 آذر 97 05:45

Good stuff. Cheers.
tadalafil 20 mg tadalafil tablets price cialis wal mart pharmacy cialis lilly tadalafi can i take cialis and ecstasy costo in farmacia cialis cialis online cialis 10 doctissimo rezeptfrei cialis apotheke cialis lowest price
buy cialis online us pharmacy
8 آذر 97 18:25

Great facts, Many thanks.
cialis canada buy cialis online cialis taglich cialis herbs buying cialis in colombia cialis billig cialis lilly tadalafi cialis super kamagra cialis 100mg suppliers cialis daily dose generic
buy cialis without a doctor's prescription
8 آذر 97 06:36

You reported this effectively!
generic cialis pro low dose cialis blood pressure cialis 5 mg buy 5 mg cialis pharmacie en ligne tesco price cialis purchasing cialis on the internet low cost cialis 20mg where cheapest cialis cialis rezeptfrei cialis generico postepay
buy tadalafil pills
7 آذر 97 17:36

Many thanks. I like it.
cialis kaufen bankberweisung buy cheap cialis in uk low dose cialis blood pressure dosagem ideal cialis cialis canada generic cialis at the pharmacy recommended site cialis kanada cialis daily new zealand acquisto online cialis cialis 20mg prix en pharmacie
Buy cialis online
7 آذر 97 06:00

Terrific facts. With thanks!
cialis generico postepay cialis tablets for sale cialis coupons printable interactions for cialis cialis preise schweiz cialis 5 effetti collaterali cialis cuantos mg hay cheap cialis get cheap cialis cialis uk
Generic cialis
10 مهر 97 21:58

Factor clearly utilized!.
viagra cialis levitra cilas interactions for cialis cialis savings card order generic cialis online get cheap cialis prices on cialis 10 mg cialis 200 dollar savings card cialis prezzo di mercato how to buy cialis online usa
where to buy cialis online
8 مهر 97 22:29

You have made the point.
cialis tadalafil online cialis 5 mg buy tadalafil discount cialis cialis tadalafil online generico cialis mexico cialis generisches kanada cialis sale online cipla cialis online cialis generico postepay
www.office.com/setup
7 مهر 97 13:16
Really your post is nice
how safe are canadian online pharmacies
1 مهر 97 03:03

Valuable info. Appreciate it.
canada medications cheap rx from canada canada medication cost canadian pharmaceuticals nafta canada drugs online canadian medications aarp recommended canadian online pharmacies drugstore online shopping pharmacy near me canada rx
cialisvipsale.com
28 شهریور 97 00:06

Nicely put. Thanks!
cialis 10 doctissimo cialis for daily use low cost cialis 20mg il cialis quanto costa the best site cialis tablets cialis price in bangalore cialis 10 doctissimo online cialis achat cialis en suisse cialis rckenschmerzen
Blundering Ben
26 شهریور 97 13:37
What is the most useful IPhone case available?
rapid tone weight loss reviews
26 شهریور 97 05:15
I'm impressed, I must say. Rarely do I encounter a blog that's both equally educative and engaging,
and without a doubt, you have hit the nail on the head.
The problem is something which too few folks are speaking intelligently about.
I'm very happy I found this during my search for something relating to this.
canadianpharmacytousa.com
14 شهریور 97 06:58

You suggested this adequately!
canadian pharmacy no prescription online canadian pharmacies buy viagra now canadian online pharmacy canadian pharmacy no prescription top rated canadian pharmacies online trusted pharmacy canada scam canadian pharmacy meds prescriptions from canada without candida viagra
cialisvbuy.com
11 شهریور 97 17:36

You actually revealed this really well!
purchase once a day cialis canadian cialis rezeptfrei cialis apotheke miglior cialis generico we use it cialis online store we recommend cheapest cialis walgreens price for cialis india cialis 100mg cost cialis billig cialis reviews
kawanboni.com/buy-cialis-without-prescriptions.html
22 مرداد 97 22:03

Thank you. I value it!
click here take cialis dose size of cialis non 5 mg cialis generici cialis generico postepay cialis pas cher paris comprar cialis navarr cialis 20mg prix en pharmacie try it no rx cialis how much does a cialis cost cheap cialis
https://www.cialispascherfr24.com/achat-tadalafil/
4 تیر 97 00:41
Jujube Fruit Jujube date is really a sweet fruit and
acts as a body tonic so helping relieve these - fatigue, restlessness and stress.
You can also take orlistat, a medication which enables in obesity treatment.
It does not signify you're a homosexual if you love the impression once your prostate will
be stimulated.
https://bazo.pro
15 خرداد 97 16:22
набор из 5 резинок для финеса
эластичные ленты для фитнеса
купить
купить фитнес резинки в киеве
abnytc htpbyrf
купить резиновые петли украина
купить резинки для фитнеса ракамакафит в украине
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
نمایش نظرات 1 تا 30