바이오가스를 정상적으로 생산하려면 미생물의 생존과 번식을 위한 좋은 조건을 만들어야 한다. 바이오 가스 소화기는 다양한 조건을 충족시켜야합니다. 우선 늪지대는 폐쇄해야 한다. 유기물을 메탄가스로 발효시키는 것은 각종 염산균 활동의 결과이며, 염산균을 위해 산소 부족 환경을 조성해야 한다. 늪지를 지을 때는 공기를 차단하여 밀폐하고 공기가 통하지 않도록 주의해야 한다. 둘째, 늪지 내에서는 20 ~ 40 C 를 유지해야 한다. 이 온도에서는 보통 가스 생산률이 가장 높기 때문이다. 셋째, 늪에는 충분한 양분이 있어야 한다. 생존과 번식을 위해서는 미생물이 발효물질로부터 영양을 흡수해야 한다. 늪지의 발효 원료 중 인축똥은 질소를 제공하고 농작물 짚 등 섬유소는 탄소를 공급할 수 있다. 넷째, 발효 원료는 적당량의 수분을 함유하고, 늪지 발효 원료 중 보통 80% 정도를 요구한다. 과다하거나 너무 적으면 모두 산기에 불리하다. 다섯째, 늪지의 pH 값은 일반적으로 7 ~ 8.5 로 조절된다.
메탄가스는 메탄 (CH4) 과 이산화탄소 (CO2) 를 주성분으로 하는 혼합 기체이다. 메탄은 60 ~ 70%, 이산화탄소는 30 ~ 40%, 수소, 일산화탄소, 황화수소, 산소, 질소 등 소수의 가스를 차지한다. 메탄가스는 가연성 가스 메탄을 함유하고 있기 때문에 연료로 사용할 수 있다. 메탄가스는 세균이 혐기성 조건 하에서 유기물을 분해하는 산물이다. 도시 유기쓰레기, 오수 처리장 슬러지, 농촌 인축배설물, 농작물짚 등. 바이오 가스를 생산하는 원료로 사용할 수 있습니다. 세균이 유기물을 분해하는 과정은 크게 두 단계로 나눌 수 있다. 1 단계, 복잡한 고분자 유기물은 저분자 유기물 (예: 아세트산, 프로피온산, 부티르산 등) 로 전환된다. 2 단계에서 1 단계의 산물은 메탄과 이산화탄소로 전환된다.
이 과정에서 발효분해는 각종 세균 상호 작용의 결과이다. 바이오가스 발효를 계속하기 위해서는 바이오가스 발효에서 각종 미생물에 필요한 생존 조건을 제공하고 유지해야 한다. 메탄을 생산하는 세균은 습산소이므로 소량의 산소가 그 성장과 번식에 심각한 영향을 미칠 수 있다. 이것은 산소를 차단할 수 있는 밀폐 소화기가 필요하다. 온도는 혐기성 소화 과정에서 중요한 요소입니다. 메탄균은 0 ~ 80 C 의 온도 범위 내에서 생존할 수 있다. 저온 (20 C), 중온 (30 C), 고온 (50 C) 에 적응할 수 있는 세균은 종류가 다양하며 각각 65438 05 C, 35 C, 53 C 정도입니다. 메탄균 성장과 번식에 가장 적합한 pH 값은 약 7.0-7.5 이다. 이 범위를 넘으면 혐기성 소화의 효율이 떨어진다. 혐기성 소화에서 폐기물 발효를 담당하는 세균도 질소, 인 및 기타 영양소가 필요하다. 탄소와 질소비에 따르면 늪에 투입되는 원료의 비율은 20: 1-25: 1 과 같아야 한다. 게다가, 바이오가스 발효에 영향을 미치는 유해 물질의 농도도 통제해야 한다.
바이오 가스 에너지의 매력적인 전망
다양한 생물 세계에는 육안으로 볼 수 없는 미생물이 있어 인간에게 에너지를 공급할 수 있다. 미생물을 언급하면, 종종 음식물을 썩게 하고 각종 질병에 감염시킬 수 있다는 생각을 하게 된다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 미생물, 미생물, 미생물, 미생물, 미생물, 미생물) 그래서 나는 그들을 두려워하고 미워한다. 하지만 미생물의 가문에서는 종류가 다르기 때문에 기능도 다르다. 어떤 것은 인간에게 재앙을 가져오고, 어떤 것은 인류에게 행복을 가져다 준다. (윌리엄 셰익스피어, 햄릿, 미생물, 미생물, 미생물, 미생물, 미생물, 미생물, 미생물, 미생물) 미생물에서 메탄균과 효모균은 인간에게 에너지를 공급할 수 있다. 그들은 바이오 가스와 알코올을 생산하여 인류에게 기여할 수 있다.
메탄가스에 대해 말하자면, 이름에서 알 수 있듯이 늪의 기체이다. 사람들은 늪, 하수구, 똥통에서 거품이 나는 것을 자주 본다. 만약 우리가 성냥을 긋는다면, 우리는 그것에 불을 붙일 수 있다. 이것은 천연 바이오 가스입니다. 메탄가스는 각종 유기물이 공기 격리 (복원 조건) 와 적당한 온도, 습도 하에서 발효되어 생기는 가연성 기체이다. 메탄가스의 주성분은 메탄으로, 생산되는 각종 기체의 약 60 ~ 80% 를 차지한다. 메탄은 일종의 이상적인 기체 연료로 무색무취로 적당량의 공기와 섞이면 연소한다. 입방미터당 순수 메탄의 열량은 최대 34,000 줄, 입방미터당 메탄가스의 열량은 약 20800-23600 줄. 즉 1 m3 메탄가스가 완전히 연소되면 0.7 kg 무연탄에 해당하는 열을 생성할 수 있다.
바이오 가스 생산의 기본 원리는 여전히 탐구 중이다. 바이오가스 형성 과정은 크게 두 단계로 나눌 수 있다. 하나는 복잡한 유기물들이 부티르산, 프로피온산, 아세트산 등과 같은 저급 지방산으로 전환되는 것이다. 그런 다음 이 제품들은 메탄과 이산화탄소로 계속 변환됩니다.
현재 세계 각국은 이미 바이오가스를 연료와 조명으로 사용하기 시작했다. 휘발유와 디젤 대신 바이오가스로 기계를 가동하는 효과가 좋다. 농촌 에너지로서, 그것은 많은 장점을 가지고 있다. 예를 들어 평균 1 인당 L- 1.5 평방미터의 발효기를 만들면 기본적으로 사계절 장작 조명 문제를 해결할 수 있다. 발효된 인축배설물, 각종 농작물 짚, 잡초 등. , 바이오 가스를 생산할 뿐만 아니라 비료로도 사용할 수 있다. 그리고 분해도가 높기 때문에 비료 효율이 더 높다. 발효 후 대부분의 기생충알을 죽이면 농촌 위생 조건을 개선하고 질병 전파를 줄일 수 있다. 현재, 메탄가스의 응용은 각국의 광대한 농촌 지역에서 보급되고 있으며, 바이오가스 에너지의 개발 이용도 좋은 성적을 거두었다.
세계 일부 선진국들도 대규모 농장 폐기물의 혐기성 소화와 미생물이 메탄을 생산하는 실험을 진행하고 있다. 영국은 이미 자동화된 메탄 공장을 설립했다. 혐기성 소화조에는 세 가지 기본 과정이 있습니다.
가수 분해의 첫 번째 단계는 효소 불용성 유기 화합물과 고분자를 통해 용해성 유기 화합물로 전환된다.
2 단계에서는 탄수화물, 단백질, 지방, 알코올과 같은 이전 단계의 전환 산물이 유기산으로 발효된다.
3 단계에서는 유기산 발효를 통해 메탄이 발생한다.
영국에서는 인간과 동물의 각종 유기폐기물 혐기성 소화로 인한 메탄이 영국 전체의 25% 의 기량을 대체할 수 있는 것으로 추산된다. 스코틀랜드는 마을, 농장 또는 가정에서 사용할 수 있는 작은 메탄 엔진을 설계했다.
미국의 한 목장은 폭이 30 미터, 길이가 2 13 미터인 밀폐통으로 구성된 중알칸 발효 구조로 구성된 공장을 지었다. 그것의 임무는 목초 비료와 기타 유기 폐기물을 미생물에서 메탄, 이산화탄소, 건비료로 바꾸는 것이다. 이 공장은 매일 1650 톤의 배설물을 처리할 수 있으며, 매일 목장에 1 13000 입방미터의 메탄을 공급할 수 있어 100000 가구에 충분하다. 현재 미국에는 미생물 발효를 이용한 에너지 전환 프로젝트가 24 개 있다. 세계적으로 볼 때, 각종 미생물의 시너지 작용을 이용하여 메탄을 생산하는 연구와 응용은 한창 왕성한 단계에 있다.
최근 몇 년 동안 우리나라의 바이오가스 산업은 빠른 발전을 이루었고, 늪지의 총수는 10 여만 개에 달했다. 쓰촨, 절강, 장쑤, 광동, 상해 등의 성 () 의 농촌에서는 바이오가스로 요리하고 조명하는 것 외에 작은 바이오가스발전소를 건설하여 바이오가스에너지를 동력으로 탈곡, 가공 식량, 사료, 차를 만드는 곳도 있다. 이에 따라' 흙' 으로 농촌 전력 문제를 해결하는 새로운 길을 뚫었다.
전문가들은 바이오가스가 비길 데 없는 특징, 특히 중국의 광대한 농촌 지역에서는 2 1 세기 농촌의 주요 에너지 중 하나가 될 수 있다고 보고 있다.
우선, 바이오가스 에너지는 우리나라 농촌에 광범위하게 분포되어 있어 잠재력이 크다. 생물이 있는 곳에서는 바이오가스를 생산하는 원료를 얻을 수 있기 때문에 바이오가스는 무궁무진한 재생에너지원이다. 둘째, 우리는 현지에서 취재하여 지출을 절약할 수 있다. 바이오 가스 발전소는 농촌에 건설되어 발효 원료는 일반적으로 밖에서 찾을 필요가 없다. 소형 바이오가스 발전소와 발전소를 건설하면 설비와 기술이 간단하고 관리와 유지가 편리하며 대부분의 농촌 지역에서 할 수 있다. 소형 바이오가스 발전소는 킬로와트당 400 원 안팎으로 소형 수력발전소의 1/2- 1/3 만 풍력, 조수, 태양열 발전보다 훨씬 낮은 것으로 조사됐다. 소형 바이오가스 발전소 건설 주기가 짧아 몇 달 만에 가동할 수 있어 기본적으로 자연조건의 변화에 영향을 받지 않는다. 바이오가스와 디젤의 혼합 연소는 또한 디젤 17% 를 절약할 수 있다.
중국은 광활하고 인구가 많고 바이오 에너지 자원이 풍부하다. 연구에 따르면 2 1 세기 농촌과 도시 모두 현지 실정에 따라 배설물, 오렌지, 잡초, 폐기물, 폐기물로 인한 바이오가스를 이용해 현지에서 전기를 생산할 수 있는 것으로 나타났다.