جدول مقایسه بیوگاز با سایر مواد سوختی دستگاه بیوگاز
ماده حرارتی |
واحد e |
ارزش حرارتی |
بازده |
ارزش حرارتی خالصkwh/e |
یک متر مکعب بیوگاز e/m3 |
کودگاوی |
kg |
5/2 |
12% |
3/0 |
11/11 |
چوب |
kg |
5 |
12% |
6/0 |
56/5 |
زغال |
kg |
8 |
25% |
2 |
64/1 |
زغالسنگ |
kg |
9 |
25% |
25/2 |
45/1 |
بوتان |
kg |
6/13 |
60% |
16/8 |
4/0 |
پروپان |
kg |
9/13 |
60% |
34/8 |
39/0 |
گازوئیل |
kg L لیتر |
12 12 |
آشپزی 50% موتور 30% |
6 4 |
55/0 36/0 |
برق |
kwh |
1 |
روشنایی 9% موتور 80% |
9% 80/0 |
2 79/1 |
بیوگاز |
m3 |
96/5 |
55% |
28/3 |
1 |
حوضچه خروجی
این حوضچه در طرف مقابل حوضچه ورودی به نحوی ساخته می شود تا سطح فوقانی آن هم سطح زمین باشد تا هنگام ورود مواد اولیه از حوضچه ورودی بنا به قوانین فشار مایعات و ظروف مرتبطه مواد تخمیر شده از کف مخزن تخمیر به طرف مجرای خروجی و حوضچه خروجی هدایت گردد . مجرای خروجی cm20 از سطح زمین قرار می گیرد و مجرای ورودی در 50 سانتیمتری عمق زمین تا مواد تخمیر شده پس از ورود مواد اولیه از طریق مجرای خروجی خارج گردد .
تانک تخمیر
تانک تخمیر که به مخزن یا محفظــه تخمیر یا digester یا هــاضم معروف است . اساسی ترین قسمت یک دستگاه بیوگاز است . در این محفظه پس از ورود مواد اولیه و تثبیت درجه حرارت و رطوبت (عدم نفوذ آب) و عدم نفوذ هوا ، تخمیر یا تجزیه غیرهوازی توسط باکتریهای متان زا صورت می گیرد و بدین ترتیب گاز در این مخزن تولید می شود . ساختمان این مخزن با توجه به شرایط آب و هوایی و امکانات فنی و اقتصادی متفاوت است
مثلاً در مناطق سردسیر در عمــق زمین قــرار می گیرد و دیـواره های آن عایق بندی می شود و یا در مناطقی که باران زا و احتمال نفوذ آب به داخل آن می باشد بدنه آن را برای جلوگیری از نفوذ آب ، آب بندی و قیراندود می کنند تا هم مانع نفوذ آب گردد و هم درجه حرارت آن ثابت بماند . مجراهای ورودی و خروجی در داخل مخزن باید به طریقی طراحی و اجرا شود تا با ورود مواد جدید ، مواد تخمیر شده از کف مخزن به بالای آن منتقل شده و به داخل حوضچه خروجی هدایت گردد . در بعضی مواقع در داخل مخزن یک همزن نیز تعبیه می کنند که این امر نقش مهمی در تولید گاز دارد .
محفظه گاز
این محفظه که محل تجمع گازهای ایجاد شده ، در اثر تخمیر مواد می باشد ، اصولاً از یک استوانه ته بسته با ورقه های فولادی به ضخامت 1 تا 3 میلیمتر ساخته می شود . سقف آن را به صورت مخروطی می سازند تا هم مقدار بیشتری گاز در آن ذخیره شود و هم آب باران روی آن جمع آوری نگردد و پوسیدگی ایجاد نکند . در مرکز رأس آن یک لوله فلزی را از داخل آن جوشکاری می کنند تا پایین رفتن و بالا رفتن آن در هنگام مصرف گاز یا تولید گاز کنترل شود . به طــوری که هرگاه گاز بیشتری تولید شد . محفظــه به طرف بالا حرکت می کند و در روی سرپوش مخزن نیز شیری جهت تخلیه گاز نصب می گردد تا به وسیله باز و بسته کردن آن گاز به طرف محل مصرف هدایت گردد . مخزن گاز باید زنگ زدایی شده و پوشش رنگ از بروز زنگ زدگی در آن جلوگیری شود و همواره سطوح داخلی و خارجی آن از نظر زنگ زدگی کنترل شود .
قسمت های اصلی بیوگاز با مخزن شناور را مواردی که در بالا ذکر شد ، تشکیل می دهد که باید در ساخت آن کلیه نکات ایمنی را از لحاظ ساخت دستگاه ، عدم نفوذ آب و هوا ، عدم نشت گاز ، به کار بردن مصالح خوب و … رعایت کرد تا دستگاهی مطمئن داشته باشیم . امروزه با رشد تکنولوژی ، تولید این دستگاهها نیز دچار تغییرات اساسی گردیده و در بعضی جاها مخزن گاز را به وسیله حائل هایی کنترل کرده و یا اطراف آن را با توری می پوشانند تا جانوران و حیوانات در داخل آن نیفتند ولی اساس کار آن و قسمتهای اصلی و مورد نیاز مواردی است که در بالا ذکر شده است و قطعات دیگر برای ایمنی و بهره برداری بیشتر به آن اضافه شده است .
دستگاه بیوگاز با سرپوش گاز و مخزن تخمیری به صورت واحد و با حجم ثابت (مدل چینی)
با توجه به اینکه چینی ها مبتکر اولیه این دستگاه می باشند به مدل چینی مشهور شده و به صورت مخزن گنبدی شکل و در عمق زمین ساخته می شود . مخزن گاز و تخمیر مشترک می باشد و به علت جای گیری دستگاه در عمق زمین از نظر صرفه جویی در مکان و فضای مورد نیاز و تثبیت حرارت و مقاومت دستگاه در مناطق سردسیری باعث شده که به اهمیت و کارآیی آن افزوده شود . طرح اصلی دستگاه مانند شکل زیر می باشد .
بدین ترتیب که محفظه گاز و خمیر در ارتباط با یکدیگر و در یک مخزن مشخص ساخته شده و محفظه گاز با پوششی آجری یا بتنی به صورت گنبدی شکل ساخته می شود که روی محفظه گاز یک دریچه تعبیه می شود و اساس کار آن مانند دستگاه قبلی است ولی در این حالت گاز تولیدی به طرف گنبد صعود کرده و فشار گاز تولیدی هم گاز را به محل هدایت مصرف می کند و هم مواد تخمیر شده را به داخل محفظه خروجی می راند که خروج این مواد به طرف حوضچه خروجی فشار گاز داخل گنبد را تنظیم کرده و در اثر ازدیاد فشار ، مواد بیشتری خارج می شود و چنانچه در حین مصرف فشار داخلی کم شود ، مواد از دریچه خروجی به داخل مخزن تخمیر برمی گردند تا فشار نقصانی را جبران کند . همانطوری که قبلاً بیان شد در بالای مخزن گاز ، دهانه ای تعبیه می شود که برای آن دهانه که قطر آن حدود cm50 می باشد باید یک دریچه بتنی ساخته شود و در این دریچه باید محلی برای عبور لوله گاز در نظر گرفته شود (باید قطر دهانه به حدی باشد تا انسان بتواند به راحتی از آن عبور کند ) پس از ساخت دستگاه باید دریچه آب بندی گردد تا نشت گاز از اطراف آن صورت نگیرد . ضمناً به هنگام فعالیت دستگاه باید دریچه به وسیله وزنه هایی کنترل گردد تا فشار گاز داخل مخزن باعث تکان دادن دریچه نگردد . تنها تفاوت این دستگاه با مدل هندی ثابت بودن حجم مخزن گاز است و از کاربرد آهن و فنر در آن اثری دیده نمی شود . اگرچه طراحی این مدل به محاسبات مهندسی نیاز دارد ولی ساخت آن خیلی راحت بوده و این راحتی ساخت روستاییان را به استفاده از این دستگاه راغب می کند . دستگاههای بیوگاز (مدل هندی و چینی ) از جنبه های مختلف در جدول زیر مورد مقایسه قرار گرفته اند .
دستگاه بیوگاز در مدل تایوانی
این دستگاه می تواند ار جنسهای مختلفی همچون فلزات، PVC و فایبرگلاس ساخته شود. نسبت طول به عرض در این سیستم زیاد می باشد. نوع جریان در آن Plug Flow می باشد و زمان ماند میکروبی و هیدرولیکی آن به دلیل نداشتن لجن برگشتی با یکدیگر برابر می باشد و حدود 60 روز است.