طراحی یک واحد تولید کننده گاز زیستی خانگی روستایی مجهز به سرپوش و هم‌زن و بررسی آن از نظر حفاظت از محیط زیست و صرفه‌جویی در انرژی

این مقاله به بررسی، تحلیل و طراحی یک رآکتور بیوگاز خانگی برای کاربرد در روستا می‌پردازد. این رآکتور، که ترکیبی از هاضم بیوگاز مدل هندی و چینی می‌باشد، با مدت زمان اقامت 117 روز و با حجم هاضم 9,600 لیتر فضولات که با نسبت یک به یک با آب مخلوط شده‌اند توانایی تولید متوسط بیش از یک مترمکعب گاز را در روز داراست. مکان مورد مطالعه روستای فیرورق از شهرستان خوی واقع در شمال غرب کشور انتخاب شد که دلیل آن وجود دامداری و باغات فراوان در این منطقه و عدم دسترسی به گاز طبیعی لوله‌کشی شده می‌باشد. هدر رفت گاز از مخزن خروجی و سفت شدن محلول از دلایل کم بودن راندمان در هاضم¬‌های بیوگاز می-باشد. در طراحی و ساخت رآکتور موجود برای افزایش بازده ، از همزن مکانیکی جهت افزایش تولید و از سرپوش گازی برای استحصال بیوگاز حوضچه خروجی استفاده گردیده است. در تحلیل مسئله، هم‌زن و سرپوش گازی جزء به جزء بررسی شده و برای سیستمی که دارای فقط سرپوش و سیستمی که دارای سرپوش و هم‌زن به طور همزمان است محاسبات و طراحی انجام گردیده است. هم‌زن دستی طراحی شده برای همگن کردن خوراک و سرپوش گازی به منظور جمع آوری گاز مخزن خروجی به کار می‌رود. حجم مخزن خروجی دو مترمکعب و سرپوش گازی تقریباً در ابعاد و اندازه مدل هندی و به حجم 350 لیتر می‌باشد. میزان بارگیری مخزن برای تامین انرژی یک خانواده روستایی، 12 تن مخلوط به دست آمد. پس از پایا شدن سیستم، مخزن به صورت متناوب با مقدار خوراک روزانه 40 کیلوگرم فضولات گاوی تغذیه می‌شود. براساس آزمایش‌ها و اندازه‌گیری‌های علمی میزان گاز خروجی در حالت متعارف و بدون تجهیز برابر 1,014 لیتر در روز است. شبیه‌سازی فرآیند در این تحقیق نشان داد که با به کار بردن همزن 40 درصد، سرپوش 21 درصد و همزن و سرپوش به طور همزمان 61 درصد مقدار بیوگاز تولیدی افزایش می‌یابد. کمترین تولید روزانه 970 لیتر در روز مربوط به دی ماه است و بیشترین تولید روزانه 2,650 لیتر در روز مربوط به مرداد ماه می‌‌باشد. مدل‌سازی سیستم در طول یک سال انجام گرفته است که در راستای آن نیاز انرژی ساختمان و انرژی گاز تولید شده بررسی شده و سیستم هم‌پوشانی کافی از خود نشان می‌دهد. این در حالی است که محصولات خروجی رآکتور به صورت مستقیم و به عنوان کود در باغ استفاده می‌شوند که به جذابیت اقتصادی و سازگار بودن آن با محیط زیست می‌افزاید.

رآکتور بی‌هوازی، طراحی سیستم بیوگاز، تامین انرژی پاک، حفظ محیط زیست، سرپوش، هم‌زن، گاز زیستی