¿Cuál es la situación de utilización del biogás de Guangshui?
Para producir biogás con normalidad es necesario crear buenas condiciones para la supervivencia y reproducción de los microorganismos. Los digestores de biogás deben cumplir varias condiciones. Primero, se debe cerrar el digestor. La fermentación de materia orgánica en biogás es el resultado de la actividad de varias bacterias anaeróbicas y es necesario crear un ambiente anóxico para las bacterias anaeróbicas. Al construir una piscina de biogás, se debe prestar atención a aislar el aire y hacerlo hermético y hermético. En segundo lugar, la temperatura en el digestor de biogás debe mantenerse entre 20 y 40 ℃, porque la tasa de producción de gas suele ser la más alta a esta temperatura. En tercer lugar, el digestor de biogás debe tener suficientes nutrientes. Para sobrevivir y reproducirse, los microorganismos deben absorber nutrientes del material fermentado. Entre las materias primas de fermentación para los digestores de biogás, el estiércol humano y animal puede proporcionar nitrógeno, y la celulosa, como la paja de los cultivos, puede proporcionar carbono. En cuarto lugar, las materias primas de fermentación deben contener una cantidad adecuada de humedad, y generalmente se requiere que las materias primas de fermentación del digestor de biogás tengan alrededor del 80%. Demasiado o muy poco no favorece la producción de gas. Quinto, el valor del pH de los digestores de biogás generalmente se controla entre 7 y 8,5.
El biogás es un gas mixto cuyos componentes principales son metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2). El metano representa el 60-70%, el dióxido de carbono representa el 30-40% y también hay algunos gases como hidrógeno, monóxido de carbono, sulfuro de hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. El biogás se puede utilizar como combustible porque contiene metano, un gas inflamable. El biogás es el producto de bacterias que descomponen la materia orgánica en condiciones anaeróbicas. Residuos orgánicos urbanos, lodos de depuradoras, excrementos humanos y animales rurales, paja de cultivos, etc. Todos ellos pueden utilizarse como materia prima para la producción de biogás. El proceso de descomposición bacteriana de la materia orgánica se puede dividir a grandes rasgos en dos etapas: en la primera etapa, la materia orgánica compleja de alto peso molecular se convierte en materia orgánica de bajo peso molecular, como ácido acético, ácido propiónico, ácido butírico, etc.; Segunda etapa, los productos de la primera etapa se convierten en metano y dióxido de carbono.
En el proceso anterior, la fermentación y la descomposición son el resultado de la interacción de diversas bacterias. Para que continúe la fermentación del biogás, es necesario proporcionar y mantener las condiciones de vida requeridas por diversos microorganismos en la fermentación del biogás. Las bacterias metanogénicas son anaeróbicas y una pequeña cantidad de oxígeno afectará gravemente su crecimiento y reproducción. Esto requiere un digestor cerrado que pueda sellar el oxígeno. La temperatura es un factor importante en el proceso de digestión anaeróbica. Las metanobacterias pueden sobrevivir en un rango de temperatura de 0 a 80 °C. Hay muchos tipos de bacterias que pueden adaptarse a temperaturas bajas (20°C), temperaturas medias (30°C) y altas temperaturas (50°C). Las temperaturas óptimas de reproducción rondan los 65438±05°C, 35°C y 35°C. 53°C respectivamente. El valor de pH óptimo para el crecimiento y reproducción de metanógenos es de aproximadamente 7,0-7,5. Más allá de este rango, la eficiencia de la digestión anaeróbica disminuirá. Las bacterias responsables de la fermentación de residuos en la digestión anaeróbica también necesitan nitrógeno, fósforo y otros nutrientes. Según la relación carbono-nitrógeno, la proporción de materias primas introducidas en el digestor de biogás debe ser igual a 20: 1-25: 1. Además, también se debe controlar la concentración de sustancias nocivas que afectan a la fermentación del biogás.
La atractiva perspectiva de la energía del biogás
En el diverso mundo biológico, existe un microorganismo invisible e intangible a nuestros ojos, que puede proporcionar energía a los humanos. Cuando se habla de microorganismos, la gente suele pensar que pueden hacer que los alimentos se pudran y se echen a perder, y también pueden provocar que las personas se infecten con diversas enfermedades. Por eso los temo y los odio. Sin embargo, en la familia de los microorganismos, debido a los diferentes tipos, sus funciones también son diferentes. Algunos traerán desastres a los humanos y otros traerán felicidad a los humanos. Entre los microorganismos, los metanógenos y las levaduras pueden proporcionar energía a los humanos. Pueden producir biogás y alcohol y contribuir a la humanidad.
Hablando de biogás, como su nombre indica, es el gas del pantano. La gente ve a menudo burbujas que surgen de pantanos, zanjas de aguas residuales o pozos negros.
Si encendemos una cerilla, podemos encenderla. Este es biogás natural. El biogás es un gas combustible producido por la fermentación de diversas materias orgánicas aisladas del aire (condiciones reductoras) y de temperatura y humedad adecuadas. El componente principal del biogás es el metano, que representa entre el 60 y el 80 % de los distintos gases producidos. El metano es un combustible gaseoso ideal que es incoloro e inodoro y arderá cuando se mezcle con cantidades moderadas de aire. El contenido de calor del metano puro es de hasta 34.000 julios por metro cúbico, y el contenido de calor del biogás es de aproximadamente 20.800-23.600 julios por metro cúbico. Es decir, tras la combustión completa de 1 m3 de biogás, se puede producir un calor equivalente a 0,7 kg de antracita.
Aún se están explorando los principios básicos de la producción de biogás. El proceso de formación de biogás se puede dividir aproximadamente en dos etapas: primero, varias sustancias orgánicas complejas se convierten en ácidos grasos inferiores, como ácido butírico, ácido propiónico, ácido acético, etc., luego, los productos anteriores se convierten continuamente en metano; y dióxido de carbono.
En la actualidad, países de todo el mundo han comenzado a utilizar biogás como combustible e iluminación. Usar biogás en lugar de gasolina y diésel para arrancar la máquina funciona bien. Como fuente de energía rural, tiene muchas ventajas. Por ejemplo, construir un tanque de fermentación con un promedio de L-1,5 metros cuadrados por persona puede básicamente resolver el problema de quemar leña para iluminación durante todo el año, fermentar estiércol humano y animal, paja de diversos cultivos, malezas, etc. , no sólo produce biogás, sino que también puede utilizarse como fertilizante. Y debido al alto grado de descomposición, la eficiencia del fertilizante es mayor. Después de la fermentación, la mayoría de los huevos del parásito mueren, lo que puede mejorar las condiciones sanitarias rurales y reducir la propagación de enfermedades. En la actualidad, se está promoviendo la aplicación del biogás en zonas rurales de varios países y se han logrado buenos resultados en el desarrollo y utilización de la energía del biogás.
Algunos países desarrollados del mundo también están llevando a cabo experimentos a gran escala sobre la digestión anaeróbica de desechos agrícolas y la producción microbiana de metano. En el Reino Unido se ha construido una planta automatizada de metano. Hay tres procesos básicos en un digestor anaeróbico:
La primera etapa de hidrólisis convierte enzimáticamente compuestos orgánicos insolubles y polímeros en compuestos orgánicos solubles.
En la segunda etapa, los productos convertidos en el paso anterior, como carbohidratos, proteínas, grasas y alcohol, se fermentan en ácidos orgánicos.
En la tercera etapa, se produce metano mediante fermentación de ácidos orgánicos.
Se estima que en el Reino Unido, el metano producido por la digestión anaeróbica de diversos desechos orgánicos de humanos y animales puede reemplazar el 25% del consumo de gas del Reino Unido. En Escocia se ha diseñado un pequeño motor de metano que podría utilizarse en pueblos, granjas o hogares.
Se construyó una fábrica en un rancho de Estados Unidos. El cuerpo principal de la fábrica es una estructura de fermentación de alcanos medios compuesta por un tanque sellado de 30 metros de ancho y 213 metros de largo. Su misión es convertir fertilizantes para pastos y otros desechos orgánicos de microorganismos en metano, dióxido de carbono y fertilizante seco. Esta planta puede procesar 1.650 toneladas de estiércol cada día y proporcionar 113.000 metros cúbicos de metano a los pastos cada día, lo que es suficiente para 100.000 hogares. Actualmente, existen 24 proyectos de conversión de energía mediante fermentación microbiana en Estados Unidos. Desde una perspectiva global, la investigación y aplicación de la producción de metano utilizando los efectos sinérgicos de varios microorganismos se encuentran en una etapa ascendente.
En los últimos años, la industria del biogás de mi país ha logrado un rápido desarrollo, con un número total de digestores de biogás que superan los 100.000. En las zonas rurales de Sichuan, Zhejiang, Jiangsu, Guangdong, Shanghai y otras provincias y ciudades, además de utilizar biogás para cocinar e iluminar, algunos lugares también han construido pequeñas centrales eléctricas de biogás para utilizarlo como energía para trillar, procesar cereales y piensos. , hacer té, etc. , creando así una nueva forma de resolver los problemas de energía rural utilizando métodos "locales".
Los expertos creen que debido a sus incomparables características, el biogás puede convertirse en una de las principales fuentes de energía en las zonas rurales del siglo XXI, especialmente en las vastas zonas rurales de China.
En primer lugar, la energía del biogás está ampliamente distribuida en las zonas rurales de mi país y tiene un enorme potencial. Donde hay seres vivos es posible obtener materias primas para producir biogás, por lo que el biogás es una fuente de energía renovable inagotable. En segundo lugar, podemos utilizar materiales locales y ahorrar dinero. Las centrales eléctricas de biogás se construyen en zonas rurales y, por lo general, no es necesario buscar materias primas de fermentación en el exterior. El establecimiento de una pequeña central eléctrica de biogás y una central eléctrica requiere equipos y tecnología simples, fácil administración y mantenimiento y se puede realizar en la mayoría de las áreas rurales. Según encuestas y comparaciones, la inversión por kilovatio de las pequeñas centrales eléctricas de biogás es de sólo unos 400 yuanes, lo que representa sólo entre la mitad y un tercio de la de las pequeñas centrales hidroeléctricas y muy inferior a la de la energía eólica, mareomotriz y solar.
Las pequeñas centrales eléctricas de biogás tienen un período de construcción corto y pueden ponerse en funcionamiento en tan solo unos meses y básicamente no se ven afectadas por los cambios en las condiciones naturales. La combustión mixta de biogás y diésel también puede ahorrar diésel17.
China tiene un vasto territorio, una gran población y abundantes recursos bioenergéticos. Las investigaciones muestran que en el siglo XXI, ya sea en áreas rurales o urbanas, el biogás generado a partir de heces, tallos de naranja, malezas, residuos y materiales de desecho se puede utilizar para generar electricidad en el lugar de acuerdo con las condiciones locales reales.