طرح توجیهی استحصال گاز از پسماند غذاهای خانگی و پساب های صنایع غذایی

خلاصه طرح 

مقدمه :

امروزه گازهای گوناگون و مفیدی برای سوخت، وجود دارند که بیش از سه نوع آن در جهان استفاده می شود. این سه نوع عبارتند از: گاز مایع )ال.پی.جی( که مخلوطی از بخشهای پاالیش شده نفت خام از قبیل پروپان، بوتان، پروپیلن و بوتیلن است. این گاز به این دلیل که به آسانی به مایع تبدیل می شود، از آن برای سوخت سیلندر استفاده می شود. نوع دوم، گاز طبیعی است که از دو منبع عمده منابع گاز مستقل و گاز همراه )گاز حاصل از تفکیک نفت خام( تامین می شود، و نوع سوم بیوگاز است که با آن بیشتر آشنا می شویم. درسال های اخیر به دلیل مشکالت ناشی از وابستگی گسترده به نفت، و محدودیت منابع تجاری انرژی، به استفاده از بیوگاز بیشتر توجه شده است. بیوگاز بر اثر واکنش های تجزیه ای بی هوازی میکروارگانیسم های زنده، در محیطی که مواد آلی وجود دارد، تولید می شود. از این قبیل محیط ها می توان به باتالق ها و مرداب ها اشاره کرد، و گازی که در این محیط ها تولید می شود، به گاز مرداب معروف است. دلیل نام گذاری این گاز به بیوگاز این است، که بر اثر تجزیه بی هوازی مواد آلی و بیولوژیک به وسیله میکروارگانیسم های زنده تولید می شود. بیوگاز مخلوطی از سه ترکیب به نام های متان، دی اکسید کربن و سولفید هیدروژن است. ترکیب عمده و قابل اشتعال بیوگاز، متان است که سهم بیشتر این گاز یعنی 06 تا06 درصد آن را شامل می شود. گاز متان، گازی است بی رنگ و بی بو که اگر یک فوت مکعب آن بسوزد، 252 کیلوکالری انرژی حرارتی تولید می کند، که در قیاس با سایر مواد سوختی، رقم قابل توجهی است. دو ترکیب دیگر به ویژه سولفید هیدروژن که سهم آن ناچیز است، جزء ترکیب های سمی هستند. از مزیت های مهم متان به دیگر سوخت ها این است که هنگام سوختن، گاز سمی و خطرناک منواکسید کربن تولید نمی کند؛ بنابراین از آن می توان به عنوان سوخت ایمن و سالم در محیط خانه استفاده کرد. همان طور که گفته شد، 06 تا06 درصد بیوگاز را گاز متان تشکیل می دهد، این درصد باالی متان، بیوگاز را به عنوان منبع عالی و ممتاز انرژی های تجدید پذیر برای جانشینی گاز طبیعی، و

دیگر سوخت های فسیلی قرار داده است. امروزه از بیوگاز در گرم کردن دیگ های بخار کارخانه ها، موتور ژنراتورها برای تولید برق، گرم کردن خانه ها و پخت و پز استفاده می شود. استفاده از فناوری تولید بیوگاز در ایران، تاکنون کاربرد عمومی نیافته است و در مرحله آزمایشگاهی است؛ درحالی که در کشورهای اروپای غربی، جنوب شرقی آسیا و به ویژه چین و هندوستان این فناوری بسیار قابل توجه است، و این کشورها با بهره گیری از این فناوری نیاز خود را به سوخت برطرف کرده اند. سوئد، یکی از بهترین مصرف کنندگان بیوگاز در صنعت حمل و نقل است، و برنامه ریزی شده است، تا سال 6۰26 میالدی 6۰ درصد از نیاز این کشور در بخش حمل و نقل از طریق بیوگاز تامین شود. براساس این گزارش، هزینه تولید بیوگاز در سوئد از تولید بنزین با صرفه تر است، زیرا تولید یک مترمکعب بیوگاز که شامل تولید، اصالح و متراکم سازی است، ۵/۰ تا ۰/۰ کرون سوئد است که این مقدار، حدود 06 درصد هزینه های جاری بنزین در سوئد است. بررسی ها نشان می دهد درصورت استفاده از بیوگاز در صنعت حمل و نقل، میزان آالینده دی اکسیدکربن، که سبب افزایش گاز گلخانه ای جهان می شود، تا حدود ۰۵ تا ۰۵ درصد کاهش می یابد. باکتری های ویژه ای واکنش های تجزیه ای، و بی هوازی مواد آلی را به منظور تولید بیوگاز انجام می دهند. این گروه باکتری ها قادر به شکستن و تجزیه مواد آلی پیچیده و ساده هستند، که سرانجام به تولید بیوگاز منجرمی شود. این باکتری ها از باکتری های مزوفیل و تا حدودی گرما دوست، هستند و در دمای 05 تا 066 درجه فارنهایت، می توانند زندگی کنند. تحقیقات نشان می دهد که بهترین دما برای رشد این گونه باکتری ها 55 درجه فارنهایت است، که در این دما، باکتری ها بیشترین فعالیت آنزیمی را برای تجزیه موادآلی و تولید بیوگاز دارند. با توجه به این موضوع در فصل زمستان که هوا سرد است، تولید بیوگاز در مرداب ها و باتالق ها متوقف می شود. از شرایط مطلوب دیگر برای تولید بیوگاز، قلیایی بودن (PH=7-8) محیط واکنش است. تجزیه و تبدیل فضوالت و مواد گندیده آلی که می تواند محصول حیوانات اهلی و یا گیاهان باشد، به وسیله باکتری ها در دو مرحله به بیوگاز و بیوماس تبدیل می شود. از بیوگاز

استفاده های فراوانی می توان کرد، و از بیوماس هم به عنوان کود آلی می توان بهره برد. در مرحله نخست این واکنش بیولوژیک، باکتری های بی هوازی مواد آلی گندیده را، به اسید های آلی تبدیل می کنند. در مرحله دوم، گروه

دیگری از باکتری ها اسید های آلی به وجود آمده را تجزیه می کنند، که در نتیجه آن بیوگاز که بخش عمده آن متان است، تولید می شود.

فصل اول :

معرفی محصول

بیوگاز به نام گاز مرداب نیز شهرت یافته با ترکیبی از متان ‎(CH4) ‎ و دی اکسیدکربن‎(CO2)‎ و بوی قابل تشخیص مانند تخم مرغ گندیده . سبک تر از هوا می باشد و طبق مطالعات انجام گرفته در هندوستان آنالیز بیوگاز در جدول زیر ذکر گردیده که میزان درصد گاز متان آن بستگی به دمای هاضم داشته و هر چه دمای هاضم پایین تر باشد درصد متان آن بیشتر و ارزش حرارتی باالتری دارد ولی میزان گاز تولید شده کمتر است . بیوگاز ها به دو دسته زیر تقسیم می شوند.

.0 بیوگازهای با بار آلی ورودی زیاد

.2 بیوگازهایی با بار آلی ورودی کم دستگاهای فوق دارای تفاوتهایی در میزان گاز تولیدی، زمان ماند و نحوه راهبری می باشند.