Biodujos- dujos, pagamintos iš biomasės ir (ar) biologiškai skaidomos atliekų dalies, kurios gali būti išgrynintos iki gamtinių dujų kokybės, arba medienos dujos, skirtos naudoti kaip biokuras.
Dim lights Embed Embed this video on your site
Lietuvoje ne vieneri metai kalbama apie atsinaujinančius energijos šaltinius. Mes senokai kalbame apie alternatyviuosius energijos šaltinius, tačiau ta linkme mažai darome ar net nedarome. Vokietijoje biodujų jėgainių pastatytą apie 4 tūkstančius. Lietuvoje tik keletas . Vokietijos vyriausybė remia ūkininkus ir padeda pasatyti bei superka elektros energiją geromis kainomis. Pvz.Vokietijos ūkio šeimininkas valdo 700 ha, augina įvairias žemės ūkio kultūras, iš jų gamina silosą, kurį vėliau perdirba į biodujas, o šias – į elektros energiją. Energijos gamyba iš alternatyviųjų energijos šaltinių ES sparčiai plinta. Pastaruoju metu biodujoms gaminti naudojamas mėšlas, šalutinės gyvūninės kilmės atliekos, specialiai auginami augalai. Biodujoms gauti galima panaudoti medieną, šiaudus, šieną, mėšlą, grūdus, žoles, krūmus, kukurūzus, aliejinius augalus, įvairias pramonines ir kitokias atliekas. Pelningiausia elektrą gaminti ne iš siloso, bet iš karvių mėšlo. Šimtas karvių per dieną galėtų „pagaminti“ 70 kW elektros energijos. Beje, gautame dujų mišinyje yra net 70 proc. metano, tokios sudėties dujos gali degti.
Deja, nei mokslininkai, nei specialistai nėra nutarę, iš kokių žaliavų ir kokio tipo jėgainėse Lietuvoje geriausia gaminti biodujas.
Pasvajojom.
Ar galime pasidaryti mini biodujų generatorių savo reikmėms? Pvz . apsišildyti namui ar kitas patalpas, pasigaminti valgyti ir t.t.
Šiuo metu mes dirbame ta linkme, projektuojame ir bandome mini biodujų generatorių, kuris išspręstų šias problemas. Tai nėra kažkoks neįmanomas dalykas . Rumunijoje tokie biodujų generatoriai naudojami trijų namų reikmėms patenkinti. Jeigu sudomino ši idėja susisiekite, suteiksime daugiau informacijos.
ĮVADAS
Galbūt ne visi žino, kad paprasčiausios organinės atliekos kaimo sodyboje - gyvulių mėšlas, sodo žalumynai, piktžoles ir kita - tam tikromis aplinkybėmis, gali tapti labai reikalingos, buitiniu kuro dujų šaltiniu, kuris bus tinkamas maisto gaminimui ir vandens ir patalpų šildymui .
Šiuo metu kai yra sunkumai su tradiciniais degalais (anglim, nafta, gamtinėmis dujomis ir tt), ir augančiom kainomis, biodujos, jei ne visiškai, bent jau iš dalies gali patenkinti kaimo, sodų ir sodybų gyventojų poreikius . Be to, atliekų perdirbimas į biodujas, šiuo atveju, duoda didelę naudą, gerinama sanitarinė teritorijos būklė, naikinami infekcinių židinių sukėlėjai, išnyksta kvapas pūvančių medžiagų , žūva piktžolių sėklos ir gaunama vertingas aukštos kokybės organinės trąšos, kurių didelis humuso potencialas.
Bet kad kiekvienas norintis galėtų pasidaryti savo sodyboje paprastą biodujų generatorių savo rankomis, naudinga turėti supratimą apie pagrindines savybes biodujų technologijos iš organinių atliekų, taip pat veiksnių, darančių įtaką biodujų įrenginių našumui ir konstrukcijos ypatumus .
Biodujų generatorių rūšys
Įrenginiai biodujų gamybai iš organinių atliekų paprastai yra suskirstyta į keturias pagrindines rūšis:
• be šilumos tiekimo ir biomasės fermentacijos maišymo;
• be šilumos tiekimo, tačiau biomasės maišymu;
•su šilumos tiekimu ir biomasės maišymu;
• su šilumos tiekimu , biomasės maišymu ir biomasės fermentacijos proceso kontrolę ir valdymu.
Akivaizdu, kad privalomas sudedamosios dalys biodujų gamyboje – yra biodujų generatorius (reaktorius) ir dujų surinkimo ir saugojimo įrenginys . Na o biomasės pašildymo , maišymo kontrolės ir valdymo įrenginių gali ir nebūti . Tačiau šie priedai žymiai padidina sistemos efektyvumą.
Biogeneratorius (reaktorius) – pagrindas bet kurio biodujų įrenginio, dėl to jo konstrukcijai keliami pakankamai griežti reikalavimai. Taigi, bioreaktoriaus korpusas turi būti pakankamai tvirtas ir absoliučiai hermetiškos sienelės. Būtina gera, sienų termoizoliacija ir patikima apsauga nuo korozijos. Numatyti patogų pakrovimą ir iškrovimą iš reaktoriaus, o taip pat galimybe aptarnauti jo vidaus sienas.
Reaktorių formos yra labai įvairios. Taigi, kalbant apie keliamus reikalavimus biomasės maišymui , atidirbusios masės nusėdimui ir susidarančios plutelės sugriovimui, tikslinga naudoti kiaušinio formos rezervuarą . Bioreaktoriai gali būti pagaminti iš betono, geležies, stiklo pluošto, arba poliesterio dervos armuota stiklo pluoštu, ir jo kaina neturi būti didelė .
Informacija ruošiama.
BIODUJŲ GAMYBOS PROCESAS
Biodujų gamyba yra sudėtingas biologinis-cheminis procesas, kurio metu organines medžiagas veikia skirtingų rūšių bakterijos. Proceso metu sudėtingi organiniai junginiai suskaidomi į elementarius, kuriuos metanogeninės bakterijos verčia į biodujas – metano, anglies dioksido ir kitų dujų junginį. Metanogeninės bakterijos yra labai jautrūs anaerobai, todėl temperatūra, rūgštingumas ir šarmingumas, oksidacinis redukcinis potencialas ir kiti aplinkos veiksniai privalo atitikti jų reikalavimus. Medžiagų apykaitos aktyvumas ir metano gamybos intensyvumas taip pat priklauso nuo perdirbamo substrato sudėties, palaikomos temperatūros ir jos svyravimų, išlaikymo trukmės, slopinančių faktorių.
Mikrobiologinė veikla biodujų reaktoriuose yra palankiausia esant neutraliai arba silpnai šarminei aplinkai (6,5 < pH < 8,5). Biodujų gamyba yra kompleksinis procesas, kai tuo pačiu metu veikia kelios mikroorganizmų grupės. Dėl šios priežasties, esant subalansuotai žaliavų sudėčiai, substrato rūgštingumas išlieka stabilus. Bioreaktoriaus substrato rūgštingumą galima sumažinti nutraukus bei sumažinus šviežios biomasės tiekimą. Cheminiu būdu galima efektyviau sumažinti substrato rūgštingumą. Tuo tikslu naudojami karbonatai, soda. Cheminį būdą tenka naudoti perdirbant didelę riebalų ar baltymų koncentraciją turinčias organines atliekas.
Metano gamyba galima labai plačiose temperatūros ribose – nuo 0 iki 100 ºC. Tačiau kiekvienai procese dalyvaujančių mikroorganizmų rūšiai yra tik jai būdinga optimali temperatūra. Biodujų energetikoje priimta proceso temperatūras skirstyti į tris grupes: psichrofilinę (10 – 25 ºC), mezofilinę (25 – 40 ºC), termofilinę (50 – 65 ºC). Mezofiliniai biodujų reaktoriai dažniausiai naudojami gyvulių mėšlui ir maisto produktų įmonių atliekų perdirbimui. Normaliai fermentacijai reikalinga stabili darbo temperatūra. Biodujų mikrobai, kaip ir kiti gyvi organizmai, yra jautrūs aplinkos temperatūros pokyčiams. Didesni temperatūros pokyčiai gali sutrikdyti biodujų gamybą ir parūgštinti substratą. Rekomenduojama, kad temperatūros kitimo sparta nebūtų didesnė kaip ± 2 oC/h - psichrofiliniame režime, ± 1 oC/h – mezofiliniame ir ± 0,5 oC/h – termofiliniame. Biomasė reaktoriuje išbūna nustatytą laiką, per kurį didesnioji jos dalis suyra ir virsta biodujomis. Šis laikotarpis priklauso nuo biomasės prigimties ir sudėties. Ilgiausiai trunka biomasės rišamųjų medžiagų – celiuliozės ir hemiceliuliozės suirimas. Lengviau suyra baltymai, riebalai ir angliavandeniai. Ilgesnė biomasės perdirbimo trukmė yra susijusi su didesnėmis energetinėmis sąnaudomis, todėl parenkant žaliavas biodujų gamybai ir sudarant biodujų gamybos programą būtina atlikti energetinio efektyvumo įvertinimą.
Biodujų energinė vertė tiesiogiai susijusi su metano koncentracija. Esant metano daugiau negu 55%, biodujos laikomos vertingu kuru. Metanas yra bekvapis, netoksiškas ir lengvesnis už orą. Deginamas metanas virsta anglies dioksidu ir vandens garais.
Šiuo metu biodujos yra ekologiškiausias automobilių kuras. Kai biodujos naudojamos kaip automobilių kuras, jos išvalomos iki 97% metano lygio. Vienas kubinis metras išvalytų biodujų apytikriai prilygsta vienam litrui benzino.
Biodujos yra gamtos ciklo dalis, todėl grynasis anglies dioksido išmetimas į atmosferą bus nulinis. Tai idealus kuras, nes gali būti gaminamas toje pačioje teritorijoje, kurioje yra sunaudojamas. Jame nėra sieros ir kitų pavojingų komponentų, todėl išmetamosios dujos lieka švarios ir bekvapės. Benzininiai varikliai lengvai pertvarkomi biokuro naudojimui.Buvo pagaminti ir jau nemažai metų eksploatuojami lengvieji automobiliai, autobusai ir sunkvežimiai, naudojantys biokurą ir benziną; sparčiai auga biokuro degalinių tinklas.
Kokia gauname naudą naudodami biodujų technologija:
* aukšto kaloringumo šiluminė energija
* aukštos kokybės trąšos
* mažas kvapų intensyvumas
* Mažesnis ėsdinančių medžiagų agresyvumas
* Geresnis derlius
* Sumažina oro taršą amoniako ir metano
* Neprarandamos maistinės medžiagos
* Mažina nitratų kiekį
* Geriausias augalų įsisavinimas
* Gerina augalų sveikatą
* Naikina piktžolių daigumą, sėklas
* Visų organinių atliekų perdirbimas
* Vandens valymas
Pirmas sisteminis tyrimas biodujų gamybą pradėjo Italijos mokslininkas Allesandras Voltas, kuris be kita ko, taip pat atliko tyrimus su elektros srove, ir po kurio buvo pavadintas įtampos matavimo vienetas "V". Voltas sugebėjo sugauti pelkių dujas 1770 metais, užpelkėjusiame ežere šiaurės Italijoje, po kurio jis pradėjo eksperimentus šių dujų deginimo .Anglų fizikas Faradėjaus eksperimentavo su pelkių dujomis, ir nustatė jį kaip angliavandenili. Tik 1821 metais, tyrinėtojas Avogadras su gebėjo nustatyti cheminę formulę, metano (CH 4 ). Garsus prancūzų bakteriologas, Pastero 1884 m. atliko bandymus su biodujomis, kurias jis išskyrė iš kieto mėšlo. Jis pirmasis pasiūlė mėšlo panaudojimą iš arklidžių, dujų gamybai ir Paryžiaus gatvių apšvietimui.
Labai gera istorinė apžvalga biodujų gamybos technologijų vystymosi, parašė Schnell veikale "biodujos, galimybė, kuria ilgą laiką praleidome."
Biodujų įrenginys benediktinų vienuolyne
Įrenginys susideda iš 2 fermentacinių bokštų, vieno bokšto biomasės paruošimui ir laikymui, dujų skaitiklių ir mašinų skyrių. Šis dujų generatorius buvo apskaičiuotas gaminti 86.400 m ³ / metus . Buvo 112 galvijų . Biodujos buvo naudojamos vienuolyno virtuvėje maistui gaminti, duju perteklius, naudojant MAN dyzelinį variklį perdirbama į elektros energija .Dėka šilumokaičio technologijos, žaliavų panaudojimo, kaip šiaudai ir mažos apimties bako fermentacijos pagalba, 1977-1979. metais pavyko pasiekti gamtinių dujų gamyboje 2,9 m ³ vienetui galvijų per dieną, kurie buvo laikomi labai reikšmingas rodiklis. 1980 m. įrenginio eksploatavimas sustabdytas, nes vienuolynas nelaikė galvijų. Ši įrenginys iš viso dirbo 25 metus.
