Сайт Биотехнологии

Главная

Способы получения энергии из биомассы

Производство спиртов

Произвоство газов

Применение биотоплива

   Двигатели работающие на биогазе
   Спирт как топливо
   Спирты как добавки к нефтяным топливам
   Газовые приборы

Разное



Газовые приборы

Основным способом применения биогаза является превращение его в источник тепловой, механической и электрической энергии. Однако крупные биогазовые установки можно использовать для создания производств по получению ценных химических продуктов для народного хозяйства.

На биогазе могут работать газосжигающие устройства, вырабатывающие энергию, которая используется для отопления, освещения, снабжения кормоприготовительных цехов, для работы водонагревателей, газовых плит, инфракрасных излучателей и двигателей внутреннего сгорания.

Наиболее простым способом является сжигание биогаза в газовых горелках, так как газ можно подводить к ним из газгольдеров под низким давлением, но более предпочтительно использование биогаза для получения механической и электрической энергии. Это приведет к созданию собственной энергетической базы, обеспечивающей эксплуатационные нужды хозяйств.

Характеристики
Компоненты биогаза
Биогазовая смесь
(CH4-60%,
CO2-40%)
CH4
CO2
H2
H2S
N2
Объемная доля, %
55-70
20-44
1
1
<3
100
Объемная теплота сгорания, МДж/м3
35,8
-
10,8
22,8
-
21,5
Предел воспламеняемости (содержание в воздухе), %
5-15
-
4-30
4-45
-
5-12
Температура воспламенения, 0С
+65+750
-
+585
-
-
+650+750
Нормальная плотность, г/л
0,72
1,98
0,9
1,54
-
1,2

Таблица 1. Компоненты биогаза


Газовые горелки

Основой большинства бытовых приборов, в которых можно использовать биогаз, является горелка. В большинстве случаев предпочтительны горелки атмосферного типа, работающие на предварительно смешанном с воздухом биогазе. Потребление газа горелками сложно подсчитать заранее, поэтому конструкция и настройка горелок должны определяться для каждого индивидуального случая экспериментально.

По сравнению с другими газами биогазу нужно меньше воздуха для возгорания. Следовательно, обычные газовые приборы нуждаются в более широких жиклерах для прохождения биогаза. Для полного сгорания 1 литра биогаза необходимо около 5,7 литров воздуха, в то время как для бутана - 30,9 литра и для пропана - 23,8 литра.

Модификация и адаптация стандартных горелок является делом эксперимента. По отношению к наиболее распространенным бытовым приборам, приспособленным для использования бутана и пропана, можно отметить, что бутан и пропан обладают теплотворной способностью почти в 3 раза выше, чем биогаз, и даёт в два раза большее пламя.

Перевод горелок на работу на биогазе всегда приводит к более низким уровням работы приборов. Практические меры для модификации горелок включают:

•     увеличение жиклеров в 2-4 раза для прохождения газа;

•     изменение объема подачи воздуха.

Газовые плиты

Перед использованием газовой плиты горелки должны быть тщательно отрегулированы для достижения:

•     компактного голубоватого пламени;

•     пламя должно самопроизвольно стабилизироваться, т.е. негорящие участки горелки должны самостоятельно загораться в течение 2-3 секунд.


Газовая плита работающая на биогазе.


Излучающие нагреватели

Излучающие нагреватели используются в сельском хозяйстве для получения нужных температур для выращивания молодняка, например поросят и цыплят, в ограниченном пространстве. Необходимая поросятам температура начинается от 30-35° С в первую неделю и затем медленно падает до температуры 18-23°С в 4 и 5 недели.

Как правило, регулировка температуры состоит в поднятии или опускании обогревателя. Хорошая вентиляция является необходимостью для предотвращения концентрации СО или СО2. Следовательно, животные должны находиться под постоянным присмотром, и температура проверяется через регулярные интервалы. Обогреватели для поросят ил и цыплят потребляют около 0,2 - 0,3 м3 биогаза в час.


Водонагревательный котел для отопления дома с излучающими керамическими нагревателями


Тепловое излучение обогревателей

Излучающие нагреватели реализуют инфракрасное тепловое излучение через керамическое тело, которое нагревается до ярко-красного состояния при температурах 900-1000°С пламенем. Обогревающая возможность излучающего обогревателя определяется умножением объема газа на чистую теплотворную способность, так как 95 % энергии биогаза превращается в тепло. Выход тепловой энергии от маленьких нагревателей составляет от 1,5 до 10 кВт тепловой энергии.

Предохранитель и воздушный фильтр

Использующие биогаз излучающие нагреватели должны всегда быть оборудованы предохранителем, который прекращает подачу газа в случае снижения температуры, то есть в случае, когда газ не сжигается.


Регулятор давления газа


Потребление биогаза

Бытовые газовые горелки потребляют 0,2 - 0,45 м3 биогаза в час, а промышленные - от 1 до 3 м3 биогаза в час. Необходимый объем биогаза для приготовления пищи может быть определен на основании времени, ежедневно затрачиваемого на приготовление пищи.

Горелка
Назначение
Использование биогаза м3
Бытовая
Приготовление порции пищи для одного человека
0,15-0,3
Бытовая
Кипячение воды
0,03-0,05
Бытовая
Отопление помещения
0,2 в сутки

Таблица 2. Расход биогаза для бытовых нужд