Биогазовые Установки. Технология Производства.

Содержание статьи:


  • Получение метана в лаборатории и промышленности
  • Технология производства биогаза: виды, плюсы и минусы
  • Получение метана в лаборатории и промышленности

    Простейшее углеводородное соединение – метан – используется в промышленности, на транспорте, в быту, находя широкое применение и как сырье для органического синтеза, и в качестве конечного продукта. Потребность в метане испытывают многие отрасли хозяйства, и его производство постоянно расширяется.

    Общая характеристика метана

    Метан представляет собой легкий бесцветный горючий газ без запаха. Распространен в природе как основной компонент природного газа и попутных нефтяных газов. Химическая формула –

    В атмосферу метан поступает в составе вулканических газов, а также является продуктом жизнедеятельности ряда микроорганизмов. В форме газогидратов в значительных количествах содержится на дне океанов и в многолетней мерзлоте. Является одним из важнейших парниковых газов.

    Как представитель ряда предельных углеводородов проявляет низкую химическую активность. Вследствие малой растворимости в воде и химической инертности метан считается малотоксичным веществом (класс опасности – IV), но при высокой концентрации в воздухе (4,4 — 17%) взрывоопасен, а дальнейшее повышение содержания метана приводит к удушью от недостатка кислорода.

    Физические свойства

    Основные физические характеристики метана при нормальном атмосферном давлении приведены в таблице.

    Получение метана

    Промышленное производство и получение метана в лаборатории проводятся разными методами. Существуют также способы получения газа в домашних условиях, например, в частном хозяйстве для удовлетворения потребности в топливе.

    Промышленные методы получения метана

    Поскольку газ в больших количествах поступает при добыче нефтегазового сырья, способы его производства нацелены не на искусственный синтез, а на выделение в процессах переработки нефти и газа. Кроме того, метан может быть получен при технологической обработке каменноугольного сырья.

    Очистка и переработка природного газа

    Метан – главный компонент такого важного вида горючих полезных ископаемых, как природный газ. Содержание метана в газе различных месторождений составляет 70-98%.

    Посмотрите видео: количество биогаза для отопления дома, какой объем биореактора нужен

    После очистки от твердых частиц и примесей (сероводород, азот, углекислый газ, гелий) и осушки (отделения водяных паров) природный газ подвергается низкотемпературному фракционированию. Более тяжелые углеводородные компоненты газа – этан, пропан и бутан – переходят в жидкую фазу при более высоких температурах, чем метан, и последовательно отделяются от него в конденсационной колонне.

    Переработка нефти и попутного газа

    В процессах термического разложения (пиролиза) высокомолекулярных алканов, входящих в состав нефти, в числе продуктов получают метан:

    Метан входит в состав газа, отделяемого от сырой нефти в процессе крекинга (разложения при высоком давлении и температурах около 450 — 550 ℃ либо с использованием катализатора). Кроме того, метан составляет значительную долю попутных газов, от которых его отделяют методом сепарации.

    Переработка каменного угля

    1. Коксование угля. Большое количество метана (в среднем 34%) содержится в коксовом газе, образующемся при термической переработке угольного сырья. В числе прочих углеводородов метан отделяется от шихты при .
    2. Гидрирование угля. Метан образуется при обработке угольной массы водородом (ожижение угля с целью получения жидкого топлива). Реакции идут на металлическом катализаторе:

    Посмотрите видео: Газовая заправка в каждом гараже!

    Лабораторный синтез метана

    В лабораторной практике используются два основных способа получения метана:

    1. гидролиз карбида алюминия;
    2. щелочное плавление ацетата натрия.

    Взаимодействие карбида алюминия с водой (метод Муассана)

    Неорганическое бинарное соединение

    Реакция необратима и служит простым и удобным способом получения газа в лабораторных условиях.

    Взаимодействие ацетата натрия с щелочью (метод Дюма)

    Еще один простой лабораторный способ получения метана – прокаливание натриевой соли уксусной кислоты :

    Подробное рассмотрение лабораторного процесса показывает, как с помощью щелочи получить метан из ацетата натрия.

    Видео по теме: Чеченец изобрел недорогой био-котел вырабатывающий метан

    Присутствие воды препятствует этой реакции, поэтому уксуснокислый натрий должен быть обезвожен, а гигроскопичный гидроксид натрия – смешан с негашеной известью (оксидом кальция). Такая смесь носит название натронной извести. В реакционной смеси она должна присутствовать с избытком 1:3, чтобы обеспечить полное использование ацетата натрия.

    Порошки реагентов хорошо перемешиваются и помещаются в колбу с отводной трубкой или в пробирку. Выделяющийся газ собирают по методу вытеснения воды в пробирку. При нагревании колбы на пламени горелки используется асбестовая сетка. Пробирку нагревают на открытом пламени. Для улавливания примесей может использоваться промывная склянка с раствором щелочи. Для проверки результата опыта газ в пробирке поджигается.

    Варианты сборки прибора для получения метана в лаборатории изображены на рисунке.

    Получение метана в домашних условиях

    Метан можно получать и как продукт биологических процессов. Он выделяется в ходе обмена веществ особыми анаэробными микроорганизмами – бактериями-метаногенами. Они широко распространены в органических отходах животного и растительного происхождения.

    Посмотрите видео: как сделать бесплатный газ из листьев

    Поскольку метан может применяться в качестве горючего для водонагревательных установок, печей и кухонного оборудования, в частных хозяйствах, располагающих большим количеством отходов, становится выгодным самостоятельное получение из них метана и его использование.

    Получение из органических отходов животноводства

    Метаногены обитают в кишечном тракте позвоночных и принимают участие в пищеварительном процессе. Поэтому в хозяйствах, занимающихся разведением крупного рогатого скота, свиней или домашней птицы, отходы жизнедеятельности животных могут быть переработаны с помощью биогазовых установок. Неразложимый остаток служит органическим удобрением.

    Технология получения биогенного метана состоит из нескольких этапов:

    1. анаэробное брожение биомассы в специальном резервуаре – ферментере, или биореакторе, с соблюдением температурного режима;
    2. отвод выделяющейся газовой смеси, в которой доля метана составляет до 70%;
    3. транспортировка биогаза к оборудованию-потребителю;
    4. регулярная выгрузка отработанной массы и загрузка биореактора новым сырьем.

    производство метана в домашних условиях

    В некоторых установках предусмотрена система очистки биогаза от примесей – углекислого газа и сероводорода.

    Смотреть видео: Самодельный, высокооктановый бензин, цена 33р.литр, октановое число 100!!!

    Получение из древесины

    В качестве сырья для биогазовой технологии могут использоваться и растительные отходы, такие как древесная щепа. Пригодна для использования в биореакторе некондиционная древесина (например, пораженная вредителями или пострадавшая от пожаров), а также отходы лесозаготовок – ветки, кора и пр.

    Так как древесина содержит смолы, в установках по ее переработке нужно применять катализаторы для очистки газа. В качестве катализатора подходят шлаки металлургических производств, особенно эффективны мартеновские шлаки.

    Эффективность синтеза биометана

    В среднем переработка 1 кг биомассы, разложимой на 70%, дает:

    Эффективность выработки биогаза зависит от поддержания нужной температуры ферментации, поэтому в холодных регионах работа биогазовой установки потребует дополнительных затрат на подогрев и устройство надежной теплоизоляции. Большую роль играет биохимическое равновесие: выход газа снижается при возрастании кислотности. В этом случае требуется добавление нейтрализующего агента.

    Крупные фермерские хозяйства могут позволить себе привлечение специалистов, установку полностью автоматизированных биореакторов с большим выходом газа и получать дополнительный доход от его продажи.

    Для эффективной работы установки необходимо бесперебойное поступление сырья, поэтому хозяйствам с малым количеством животных невыгодно заниматься производством биометана. Если количество биомассы позволяет наладить синтез газа в небольшом хозяйстве, мини-установку для его производства можно сделать собственными силами. Следует помнить, что ее сооружение потребует серьезных вложений, составления технологической схемы, оформления документации, согласования с СЭС, пожарной и газовой инспекциями.

    Посмотрите видео: БИОГАЗОВЫЙ РЕАКТОР - загрузка/выгрузка сырья (biogas reactor, how to load and unload, 沼气厂)

    Если хозяйство имеет возможность установить биогазовый реактор, оно получает существенные выгоды:

    • экономия при затратах на энергию;
    • производство удобрения;
    • ликвидация отходов и оздоровление экологической обстановки на участке.

    Метан в органическом синтезе

    Метан широко используется для получения многих востребованных соединений, таких как ацетилен, метанол или анилин.

    Получение ацетилена из метана

    В лабораторной практике проводится дегидрирование метана. Реакция требует сильного нагревания:

    В промышленности используются такие методы, как:

    • Окислительный пиролиз (Заксе-процесс):

    В этой реакции используется теплота частичного сгорания сырья, благодаря которой реакционная смесь разогревается до 1600 ℃ .

    Получение метанола из метана

    Метиловый спирт может быть получен:

    • Каталитическим окислением метана:

    • Двухступенчатым процессом, в ходе которого сначала получают хлорпроизводное метана, которое затем подвергается щелочному гидролизу:

    Видео по теме: НАШЕЛ МЕДЬ. СУПЕРНАХОДКА!!!

    Получение анилина из метана

    Ароматическое соединение анилин получают в несколько стадий:

    Заключение

    Метан востребован во многих областях. Росту объемов его производства для различных нужд способствует достаточно высокая распространенность в природе. Однако метан производится не только на крупных промышленных предприятиях. Простота его получения с использованием биологических отходов стимулирует производство индивидуальными хозяйствами, что идет на пользу экологической обстановке, снижая бесконтрольное гниение отходов и выброс ценного продукта в атмосферу.

    Примеры решения задач

    1. Каков объем метана, выделяющегося при гидролизе карбида алюминия массой 12.5 г.?

    Запишем уравнение реакции:

    Найдем количество карбида алюминия, вступающего в реакцию, по формуле

    Из уравнения реакции видно, что

    Молярный объем газа Vm при нормальных условиях составляет

    2. Какова масса ацетата натрия, необходимого для получения 10 л метана?

    Запишем уравнение реакции:

    Используя знание молярного объема газа, составим пропорцию:

    Вычислим количество получаемого метана:

    Из него следует, что количество ацетата натрия равно количеству метана:

    Рассчитаем массу ацетата натрия по формуле m=nM.

    Смотреть видео: БИОГАЗ СВОИМИ РУКАМИ - 100% FREE ENERGY

    3. Сколько граммов ацетата натрия затрачено на получение 60 г метана при выходе продукта реакции 75%?

    Запишем уравнение реакции:

    Выход продукта равен отношению массы вещества, полученной на практике, к массе, рассчитанной по уравнению:

    Вычислим расчетную массу метана:

    Рассчитаем молярные массы ацетата натрия и метана:

    Уравнение показывает, что количества вещества ацетата натрия и метана равны. Вычислим их:

    Использованные источники: allinchemistry.ru

    Технология производства биогаза: виды, плюсы и минусы

    Преимущества биотехнологий

    Смотрите также Видео. После этого, необходимо сделать проект в проектировочном институте. И выйдет в копеечку. В компании «Трансутилизация» можно купить биогазовую установку различной мощности для крупных животноводческих предприятий и небольших частных ферм. Дополнительное оборудования для подключения станции не нужно. Поэтому биогазовые установки часто размещают вблизи с фермами и в местах, где развито сельское хозяйство и животноводство.

    Они действуют в Московской, Белгородской области, республике Татарстан, однако, показывают хорошие результаты. Чаще всего используют навоз или силос. Какие можно почитать современные журналы о науке и технике? Его также можно использовать для получения тепло- или электроэнергии и производства топлива. Такой газ получить дома практически невозможно. Главное в эксплуатации — придерживаться техники безопасности, описанной в инструкции и не пытаться переоборудовать компрессор самостоятельно.

    Каждый год следует проверять на целостность такие запчасти, как предохранительный клапан, ремень, шланги, фитинги. Есть модели с одноступенчатым сбраживанием нескольких видов сырья. Также станции не очень выгодно ставить в холодных регионах, так как придется тратить много энергии на подогрев реактора и поддержание оптимальной температуры. Смотрите также:.

    Видео по теме: Сколько биогаза выделяется из 200 литровой бочки // Получение биогаза своими руками //

    Расчет рентабельности установки

    Если вы все же задались целью это сделать, попробуйте найти хоть одно видео на ютубе, как у других это получилось. Какие можно почитать современные журналы о науке и технике? Главное в эксплуатации — придерживаться техники безопасности, описанной в инструкции и не пытаться переоборудовать компрессор самостоятельно.

    Исходное качество сырья не влияет на то, как работает установка — биогаз можно получить из любого вида органики:. Карта газовых заправок на телефоне всегда под рукой. Установка для получения биогаза не наносит вреда окружающей среде. Для обычного реактора такое сырье не подходит. Смотря какой газ. Без реактора для гидролиза можно перерабатывать эти субстраты только вместе с другими видами сырья. Размещать такой объект в городе не имеет смысла.

    Это связано со стоимостью бензина, которая постоянно увеличивается, а заправляться метаном во много раз дешевле. Другой недостаток — это наличие примесей в газе, которые негативно влияют на металлические детали двигателя автомобиля. Соединение с сервером Газовая станция работает с метаном и природным газом, на работу с пропаном она не рассчитана. Цена биогазовой установки зависит от ее комплектации и производительности. Также есть двухступенчатые биогазовые установки — цена таких агрегатов выше, но эта технология позволяет более эффективно перерабатывать некоторые виды субстратов, например птичьего помета или спиртовой барды. Метан дома не получится, он сжижается при атмосферном давлении при температуре минус оС.

    Видео по теме: НАШЕЛ МЕДЬ. СУПЕРНАХОДКА!!!

    Шаг 2: Собираем сорняки

    Две - три атмосферы при комнатной температуре она же тоже бывает разной - и газ становится жидким. Технология производства. Еще легче сжижается сернистый газ его используют в пищевой промышленности, например, для консервации сухих вин. При достижении давления в атмосфер, компрессор автоматически выключается.

    Если вы все же задались целью это сделать, попробуйте найти хоть одно видео на ютубе, как у других это получилось. И выйдет в копеечку. В г.

    Биогазовые установки — это специальные агрегаты, где происходит переработка отходов в биогаз и органические удобрения. В реакторе находятся бактерии, которые перерабатывают органические отходы в биогаз. Также есть двухступенчатые биогазовые установки — цена таких агрегатов выше, но эта технология позволяет более эффективно перерабатывать некоторые виды субстратов, например птичьего помета или спиртовой барды. Я даю согласие на обработку персональных данных и соглашаюсь с условиями и политикой конфиденциальности.

    У Кролика Мокрая Мордочка Чем ЛечитьРазведение Голубей В Домашних УсловияхКак Высушить Виноград В Домашних УсловияхИскусственное Осеменение Свиней Видео В Домашних УсловияхЦесарки Разведение В Домашних Условиях ВидеоКак Высушить Виноград В Домашних УсловияхЛандрас Порода СвинейРазведение Павлинов В Домашних Условиях ПодробноРазведение Цесарок В Домашних Условиях Подробно ВидеоЧем Кормить Месячных Поросят В Домашних УсловияхУход За Кроликами В Домашних Условиях СодержаниеЛук Латук РецептыЛимон Из Черенка В Домашних УсловияхОпорос Вьетнамских Свиней В Домашних УсловияхКак Засолить Опята В Домашних УсловияхПризнаки Опороса Вьетнамской СвиньиФормирование Кроны Лимона В Домашних УсловияхЛонган В Домашних УсловияхВыделка Козьих Шкур В Домашних УсловияхФормирование Кроны Лимона В Домашних УсловияхКак Размножить Шефлеру В Домашних УсловияхСколько Ккал В Апельсине 1 Шт