Получение синтез-газа – альтернативный способ получения

В России  попутный нефтяной газ, образующийся при добыче нефти, в основном сжигается. По расчётам Министерства природных ресурсов Российской Федерации, из-за этого страна ежегодно теряет более 139 миллиардов рублей. Кроме того, сжигание попутного нефтяного газа вредит экологии. Решение этой проблемы кроется в эффективной переработке природного и попутного нефтяного газа – найден альтернативный способ переработки – альтернативный способ получения синтез-газа.

Общие сведения о биогазе

Получение синтез-газа - альтернативный способ получения

Из навоза можно получать газ, так как на 70% летучие выделения состоят из метана

Навоз содержит в себе множество питательных веществ и минералов. В малом количестве его можно реализовать в небольшом хозяйстве, где есть грядки и огороды. Для средних и крупных фермеров утилизация отходов является настоящей головной болью. Скапливающиеся кучи издают нестерпимый запах, являются источниками инфекции, их содержимое постепенно теряет свои полезные свойства.

Биогаз из навоза имеет практически одинаковый состав с природным газом, который используется в коммунальных системах. Образование горючих летучих соединений происходит благодаря деятельности анаэробных бактерий, для которых органическое сырье является источником пищи. Выделяемое ими вещество на 70% состоит из метана и на 30% из углекислого газа.

На этом преимущества добычи биотоплива в домашних условиях не заканчиваются. В бункере остается высококачественное удобрение, насыщенное фосфором и азотом, утратившее большую часть патогенных микроорганизмов, погибших в условиях отсутствия кислорода. Полученный газ по своим свойствам практически не уступает природным аналогам. По степени теплоотдачи 1 м³ сопоставим с 1,5 кг каменного угля.

Получаемый из различного навоза и птичьего помета домашний биогаз большей частью состоит из метана. Там его от 50 до 80% в зависимости от того, чьи отходы жизнедеятельности использовались для производства. Того самого метана, что горит в наших плитах и котлах, и за который мы платим порой немалые деньги согласно показаниям счетчика.

Оставшаяся доля веществ (25—45%), из которых состоит домашний биогаз, приходится на углекислый газ (до 43%) и сероводород (1%). Также в составе горючего присутствует азот, аммиак и кислород, но в незначительных количествах. Кстати, именно благодаря выделению сероводорода и аммиака навозная куча издает такой знакомый «приятный» запах.

Природой устроено так, что биогаз из навоза образуется самопроизвольно и независимо от того, хотим его получать или нет. Навозная куча перегнивает в течение года – полутора, просто находясь на открытом воздухе и даже при отрицательной температуре. Все это время она выделяет биогаз, но только в небольших количествах, поскольку процесс растянут во времени.

Существует несколько способов получения синтез-газа.

Предлагаем ознакомиться  Как правильно посеять газонную траву: подготовка участка и посев

CH4 H2O → CO 3H2.

Но приданном способе получения есть большой минус – для осуществления этого процесса требуется большое количество тепла, которое получается путём сжигания большого количества природного газа с весомыми выбросами углекислого газа в атмосферу. Это дорого, и негативно влияет на экологию.

2CH4 О2 → 2CO 4H2.

Но чистый кислород достаточно дорогой продукт, что приводит к резкому увеличению стоимости производства синтез-газа.

Абсолютно новый, альтернативный, эффективный и низкозатратный способ получения синтез-газа состоит в получении синтез-газа в реакторах на основе керамических мембран со смешанной кислородной и электронной проводимостью. Это позволяет совместить выделение кислорода из воздуха и окисление метана в единый процесс.

Получение синтез-газа - альтернативный способ получения

Относительно небольшие реакторы получения синтез-газа, пригодные для транспортировки, можно устанавливать рядом с газовыми и нефтяными месторождениями, что позволяет использовать попутный нефтяной газ и на месте получать из него дизельное топливо, метанол, парафины и пр. сырье для химической промышленности.

– экономичность,

– экологическая чистота,

– мобильность.

Условия для образования газа из навоза

Получение синтез-газа - альтернативный способ получения

В реакторе нужно поддерживать температуру от 30 до 50 градусов для жизнедеятельности бактерий

Горючее вещество является продуктом жизнедеятельности миллиардов бактерий перерабатывающих органические остатки, которые производят домашние животные и птицы. Чтобы этот процесс происходил интенсивно и непрерывно, должны быть созданы соответствующие условия. Метан природного происхождения образовался в недрах земли, на территории с теплым климатом.

Чтобы получить газ из навоза необходимо следующее:

  • Герметичный резервуар. Находящийся в воздухе кислород угнетающе действует на анаэробных бактерий. От этого их активность снижается, выработка горючих соединений уменьшается до минимума. Кроме этого, наличие кислорода способствует развитию болезнетворных организмов, вредных и опасных для здоровья человека. Не следует забывать и о специфических ароматах, которые издают фекалии.
  • Температурный режим. Участвующие в процессе разложения навоза бактерии активизируются и отлично себя чувствуют при температуре 30-50 ºС. Чтобы этого достичь, потребуется создать надежную и эффективную теплоизоляцию для емкости с навозом.
  • Оборудование для сбора, хранения и транспортировки добытого сырья в дом. Установку нужного типа можно купить или сделать ее самостоятельно из подручных материалов. Второй способ дешевле, но требует больше времени и сил.
Получение синтез-газа - альтернативный способ получения

Кроме газа из биореактора получают качественное органическое удобрение

Для строительства установки для получения газа из навоза нет необходимости согласовывать свои планы с какими-либо инстанциями. Это сооружение замкнутого типа и не создает угрозы загрязнения почвы, атмосферы и грунтовых вод.

Предлагаем ознакомиться  Химический и витаминный состав брусники

Получение синтез-газа - альтернативный способ получения

Возведение биореактора проводится в такой последовательности:

  1. Определение места расположения и размера установки. Составление схемы.
  2. Изготовление или покупка готового бака. Как вариант для маленького участка — строительство подземного резервуара из армированного бетона.
  3. Сверление отверстий для труб, установка уплотнителей.
  4. Установка бака для навоза и приема удобрения.
  5. Прокладка коммуникаций (подающая и выводная труба, отопительный контур).
  6. Монтаж баллона для сбора биогаза. Обустройство соединительного канала компрессором, фильтром и гидрозатвором.
  7. Подвод воды и электричества.
  8. Утепление и отделка сооружения, уборка территории.

Массу нужно постоянно перемешивать, чтобы она была однородной. Делать это можно вручную или с помощью электродвигателя. Используется миксер, закрепленный на верхней стенке реактора.

Схема биогазовой установки

Получение синтез-газа - альтернативный способ получения

Летом установка не требует затрат. Зимой необходим подогрев навозной жижи

Чтобы добыть биометан из навоза, нужно создать эффективную установку, в которой будет интенсивно и непрерывно происходить процесс брожения, вызванный деятельностью анаэробных бактерий. Чтобы перерабатывать сырье на протяжении года, вне зависимости от температуры воздуха, следует продумать систему подогрева.

Стандартная базовая установка состоит из таких частей:

  • Биореактор. Представляет собой цистерну, емкостью 5-50 м³. Изделие имеет ревизионный люк, отверстия для подачи сырья, вывода удобрений и оттока продуктов брожения. Также в танке устанавливается устройство для перемешивания биомассы принудительного или естественного действия. Бак отделывается теплоизоляционным материалом для защиты от холода.
  • Загрузочный контейнер. В него сваливается навоз и прочее сырье. После смешивания с водой субстанция насосом закачивается в реактор.
  • Емкость для сбора удобрений. В него поступает отработанный материал, богатый минералами и питательными веществами.
  • Система обогрева. Для поддержания нужной температуры под баком устанавливается отдельный обогреватель или по его периметру пускаются трубы от котла, работающего на биогазе.
  • Трубопровод. В нем ставится фильтр, клапан, осушитель и компрессор. Эти конструкции забирают часть выделяемых из навоза веществ, но качество газа значительно повышается.
  • Газгольдер. Находится на самой высокой точке конструкции. Предназначен для сбора и хранения готового продукта. Емкость хранилища соответствует расчетному объему производимого газа. Если бак металлический, газ содержится в нем под давлением до 12 атмосфер.
Предлагаем ознакомиться  Строительство домов из клеенного бруса: технология и преимущества

Получая биогаз в домашних условиях, невозможно создать столь благоприятные условия для микроорганизмов, как в промышленном производстве. И в первую очередь это утверждение касается организации подогрева генератора. Как известно, это требует затрат энергии, что ведет к существенному удорожанию себестоимости горючего.

Владельцам частных хозяйств, желающим добывать биогаз своими руками, рекомендуется изготовить реактор простой конструкции из доступных материалов, а потом его модернизировать в силу своих возможностей. Что надо сделать:

  • герметично закрывающуюся емкость объемом не менее 1 м3. Разные баки и бочки малых размеров тоже подойдут, но горючего из них будет выделяться мало из-за недостаточного количества сырья. Такие объемы производства вас не устроят;
  • организовывая производство биогаза в домашних условиях, вы вряд ли станете делать подогрев емкости, а вот утеплить ее нужно обязательно. Другой вариант – заглубить реактор в землю, выполнив тепловую изоляцию верхней части;
  • установить в реакторе ручную мешалку любой конструкции, выведя рукоятку через верхнюю крышку. Узел прохода ручки должен быть герметичным;
  • предусмотреть патрубки для подачи и выгрузки субстрата, а также для отбора биогаза.

1 – генератор горючего (емкость из металла, пластика или бетона); 2 — бункер для заливки субстрата; 3 – технический люк; 4 – сосуд, играющий роль водяного затвора; 5 – патрубок выгрузки отработанных отходов; 6 – патрубок отбора биогаза.

Загрузка ...
Adblock detector