بخشی از مقاله
چکیده
در سالهای اخیر روند رو به رشد جمعیت و مصرف انرژی، پدیده بحران انرژی را در جهان پدید آورده است. مصرف روز افزون سوختهای فسیلی باعث انتشار آلایندههای حاصل از احتراق این سوختها و پیامدهای ناشی از آن می گردد . از طرفی محدودیت منابع فسیلی و تجدیدپذیر نبودن این منابع موجب گردیده است تا حرکت بسوی تولید سوختهای پاک و تجدپذیر در رأس برنامه کاری برنامهریزان بخش انرژی قرار بگیرد. بیوگاز که یک انرژی تجدیدپذیر و در عین بصرفه ترین نوع آن نیز می باشد گازیست که در اثر تجزیه زیست توده در یک هاضم و در مجاورت باکتریهای بی هوازی تشکیل می گردد .
در این مقاله سعی بر طراحی هاضمی شده است که علاوه بر دارا بودن شرایط طراحی نوع بتونی آن، دارای قابلیتها و مزایای مخصوص اقلیم مناطق سرد نیز باشد . در این طراحی هاضم از جنس پلی اتیلن سه لایه می باشد که علاوه بر عایق بو دن حرارتی و خاصیت گاز بندی بالا - بر خلاف هاضم های بتونی که بخوبی گاز بندی نمی شوند - در مصرف مصالح نیز صرفه جویی میگردد و نیز برای تأمین دمای مناسب هضم از المنت حرارتی و کنترل خودکار دما استفاده می گردد. ساختمان طرح بسیار ساده و خروجی کودابه دستگاه بر خلاف نوع بتونی به طور مستقیم با چاله کودابه در ارتباط نمی باشد بنابراین اتلاف حرارت کم می باشد . کلیه مراحل طراحی و ساخت این پروژه در سال 1391 در دانشگاه بو علی سینا همدان اجرا گردید و این طرح هم اکنون در حال آزمایش می باشد.
مقدمه
استفاده از روشهای جدید تولید انرژی که معایب روشهای کلاسیک را نداشته باشد، امروزه امری متداول در سراسر جهان شده است . از جمله این روشها، تولید انرژی از زیست توده میباشد ]الماسی، .[1361 یکی از راههای استخراج انرژی از زیست توده تولید بیوگاز است ]تابنده، .[1376 پایه گذار علم بیوگاز کشورهای بحران زده ای میباشند که از دیر باز با کمبود انرژی مواجه بوده اند
برای تولید بهتر بیوگاز در جهان تاکنون طرحهای زیادی مورد ساخت و ارزیابی قرار گرفتهاند .[Dolfing, 1985] موسسات مختلف هندی، انواع مختلفی از دستگاههای بیوگاز را ساخته اند که نتیجه آن نصب 100000 دستگاه بیوگاز در نواحی مختلف این کشور بوده است .در هر حال کره ای ها یک جاذب کیسه ای کم هزینه را پدید آورده اند که شامل مخزن بتونی و موتوری است که با ورقه PVC پوشیده شده است
بسیاری از کشاورزان در آمریکای شمالی و اروپا از این نوع دستگاه های بیوگاز ساختهاند تا کودهای حیوانی، خوکی، و طیور را تولید کنند .[ martin, 1979 ] با وجود مطالعات گسترده ای که در سایر کشورهای پیشرفته برای افزایش تولید بیوگاز، کاهش زمان نگهداری و کاهش هزینه ساختاری صورت گرفته است، اما اطلاعات در دسترس در مورد کشورهای در حال توسعه، بسیار محدود است برعکس، بسیاری از دستگاههای بیوگاز که در کشورهای پیشرفته نصب شده اند، واحدهای بزرگی هستند که گاهی اوقات در درجه حرارت گرماخواه - 55℃ - گرم میشوند تا تولید بیوگاز را افزایش دهند که این گاز در موتورهای سوختی مصرف می شود تا انرژی الکتریکی و مکانیکی تولید کند
در تایوان، یک هاضم کیسه ای Haplon که درون آن با چرم خط بندی شده است، پدید آمده که بیوگاز را درون یک کیسه پلاستیکی ذخیره می کند .اکثر دستگاههای هندی با مواد بتونی و موتوری با غلتک فولادی ساخته می شوند که روی کودابه هاضم معلق است و برای ذخیره بیوگاز استفاده می شود. در اواسط دهه 80، اولین دستگاه بیوگاز برای جذب کود حیوانی، در آلمان ساخته شد . تاکنون حدود 7 میلیون دستگاه بیوگاز در چین ساخته شده است . اگرچه آن ها تغییرات بسیاری در مواد ساختاری، شکل و سایز پدید آوردهاند، اما طرح اصلی آن ها با دستگاه بیوگازی که تحت یک قبه ثابت جمع آوری شده است، یکسان است
در تایلند یک هاضم حلقه ای بامبو برای نواحی روستایی، طراحی شده است . هدف از نگارش این مقاله، فراهم آوردن دانش فنی مربوط به طراحی، ساخت و عملکرد دستگاه بیوگاز در شرایط کاری مناطق سرد می باشد.
مواد و روشها
تاکنونانواع مختلفی از دستگاه های بیوگاز به صورت تک سایتی در نواحی مختلف ایران و اکثراً در مناطق روستایی نصب شدهاند. و با توجه به اقلیم های مختلف ایران ساختار بیشتر این سایتها با یکدیگر فرق می کند. طی سالهای اخیر بیشتر این واحدها تحت آزمایش قرار گرفته اند تا صحت ساختار و کارآئی آنها تأیید شود
مواد استفاده شده برای ساخت دستگاه بیوگاز از فروشگاه های محلی خریداری می گردد . بستر استفاده شده برای مقایسه کارایی دستگاههای بیوگاز، طراحی مخزن دستگاه برای کار در مناطق معتدل و سرد می باشد. تا بهترین شرایط استفاده از دما و گازبندی حاصل گردد . در این پروژه اتاقک عایق با طول 2/5 متر، عرض 2 متر و ارتفاع 2 متر - قطر دیوار20 سانتی متر - روی فونداسیونی با ارتفاع 40 سانتی متر ساخته شد . سقف این اتاقک با ایرانیت پوشانده شد. در جلو اتاقک عایق چاهک تخلیه کودابه با گنجایش یک متر مکعب حفر گردید و با یک لوله از جنس pvc ورودی چاله به داخل اتاقک و به خروجی مخزن هضم وصل گردید
تصویر-1 ساخت اتاقک عایق
مخزن هضم از جنس پلی اتیلن سه لایه و گنجایش 1000 لیتر می باشد. لولههای ورودی و خروجی به طور ثابت و با حالتی که در شکل دیده می شود به مخزن متصل گردیدند
تصویر-2 مخزن هضم و لوله های ورودی و خروجی
