バイオガス製造プロセス、 動作原理、 プラントコスト

インドのバイオガス生産プロセスのステップバイステップガイド。

今日、 バイオガス生産プロセスのトピックと、バイオガスプラントの種類について説明します。 バイオガスの動作原理、 インドのバイオガスプラントのコスト、 バイオガスの利点。参考までに、バイオガスプラントの図も含まれています。なぜ待つのか バイオガス製造プロセスに含まれるステップに飛び込みましょう。

インドにバイオガスプラントを設置する方法

バイオガスはバイオ燃料であり、通常、生物学的手段によって分解されるときに有機物から生成されるガスを指します。バイオガスは 嫌気性消化 また 生分解性材料の発酵 バイオマスなど、 肥料、 下水、 都市廃棄物、 牛糞、 緑の廃棄物とエネルギー作物。 NS バイオガスの生産 有機性廃棄物の分解から自然に生成することができます。有機物の場合、 生ごみや動物の排泄物など、 嫌気性環境で分解します。つまり、酸素がない環境では、ガスの混合物が放出されます。 主にメタンと二酸化炭素。

消化槽から形成されるバイオガスは、主にメタンで構成されています。 二酸化炭素、 およびその他の微量ガス。 NS バイオガスプラント 牛糞などの有機物質からバイオガスを生成します。 および農場からのバイオマスなどの他の生分解性材料、 庭、 台所やし尿、 など。 バイオガス生成のプロセス 嫌気性消化（AD）として知られています。

インドでのバイオガス生産

バイオガスの生産は主にメタンと二酸化炭素です。少量の硫化水素水分とシロキサンが含まれている可能性があります。一次ガスメタン、 水素と一酸化炭素は、酸素で燃焼または酸化する可能性があります。このエネルギー放出により、バイオガスを燃料として使用できます。それはあらゆる暖房機能に使用することができます、 料理など。バイオガスは、ガスエンジンで使用して、ガスのエネルギーを電気と熱に変換することができます。

約、 NS インドでのバイオガスの生産 約20です 2014-15年には757万立方メートル。これは、国内の液化石油ガス（LPG）シリンダー6.6クローレに相当します。これは、今日のインドの総LPG消費量の5％に相当します。

州内では、 マハラシュトラ州は3578ラク立方メートルで生産バイオガスを上回り、アンドラプラデシュ州は2165ラク立方メートルで次に来ます。

バイオガスの原理：

NS バイオガスの原理 生産は以下に与えられます。

バイオガスはの結果として形成されます バイオマスの嫌気性発酵 水の存在下で。

バイオガス技術の利点：

いくつかの バイオガス技術の利点 以下に示します。

• バイオガスは、調理や照明用のクリーンなガス燃料を提供します。
• バイオガスプラントから形成された消化されたスラリーは濃縮されたものとして使用できるため、化学肥料をなくすことができます バイオ肥料 。
• トイレはバイオガスプラントと直接リンクできるため、バイオガスは気候と衛生問題に適しています。
• これらのバイオガスプラントは、ほとんどの国で何百万もの雇用を生み出してきました。 特に廃棄物収集とバイオガス生成の分野で。例えば、 インドで、 バイオガスプラント産業は、農村地域で毎年1,000万人日以上の雇用を生み出しています。
• これは、ローカルグリッドの電気と熱の形でグリーンエネルギー源です。
• バイオガスは、産業や家庭からの有機廃棄物の環境に優しい再循環です。
• バイオガスは、設置コストが低く、廃棄物が入手できるため、農村部や貧しい地域で特に役立つ可能性があります。
• バイオガスプラントのある地域では、廃棄物の収集と管理が大幅に改善されます。より多くの人々が収入源を得るために廃棄物収集に関与します。この効果は、地域の全体的な衛生と衛生につながります。
• NS バイオガス生成のプロセス 濃縮された有機肥料を残し、 これは良いサプリメントまたは代替品です 化学肥料 。

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バイオガスプラントの種類

主に2つあります バイオガスプラントの種類 バイオガスの生産に使用されています。これらは：

1. 固定ドーム型のバイオガスプラント
2. フローティングガスホルダータイプのバイオガスプラント。

1. 固定ドーム型のバイオガスプラント

NS 固定ドーム型バイオガスプラント レンガでできたドーム型の屋根を持つレンガでできた閉じた地下消化槽で構成されています。蒸解缶のこのドーム型の屋根はガスホルダーとして機能し、家庭にガスを供給するための出口パイプが上部にあります。

スラリーは、水を混合することによって形成されます 牛糞 混合タンクで同じ割合で。次に、形成されたスラリーは、入口チャンバーの助けを借りて消化槽に送られる。屋根のドームが始まるポイントまでスラリーが蒸解缶に供給されることに注意する必要があります。ダイジェスタータンク内、 複雑な炭素化合物は牛糞に存在し、水の存在下で嫌気性微生物の作用により、より単純な物質に分解されます。牛糞に存在する複雑な炭素化合物のこの嫌気性分解は、バイオガスを生成し、約60日で終了します。生成されたバイオガスは、バイオガスプラントのドーム型の屋根に集まり始め、パイプを介して家庭に供給されます。使用済みのスラリーは時々新しいスラリーと交換され、 バイオガスの生産 。

2. フローティングガスホルダータイプのバイオガスプラント

NS フローティングガスホルダー型バイオガスプラント スチール製のドーム型ガスホルダーで構成され、バイオガスを収集します。このガスホルダーは固定されていませんが、移動可能で、蒸解缶に存在するスラリーの上に浮かんでいます。この説明により、 このバイオガスプラントは、フローティングガスホルダー型バイオガスプラントと呼ばれています。

スラリーは、混合タンク内で牛糞中の水を同じ割合で混合することによって形成されます。次に、スラリーは、入口パイプを使用して消化槽に注入されます。ダイジェスタータンクは、レンガで作られた閉じた地下タンクです。ダイジェスタータンク内、 牛糞に存在する炭素化合物は、水の存在下で嫌気性微生物の作用により、より単純な化合物に分解されます。牛糞に存在する複雑な炭素化合物のこの嫌気性分解は、バイオガスを生成し、約60日で完了します。バイオガスはフローティングガスホルダーに集まり始め、パイプを介して家庭に供給されます。そして、使用済みのスラリーを新しいスラリーと交換して、バイオガスの生産を継続します。

バイオガス製造プロセスに必要な原材料：

重要 バイオガス生産の原料 以下に示します。

• 動物の糞
• 家禽の排泄物
• 植物廃棄物（殻、 草、 雑草、 NS。）
• し尿
• 農業廃棄物
• 産業廃棄物（おがくず、 食品加工産業からの廃棄物）
• 家庭ごみ（野菜の皮、 食品廃棄物）

バイオガス製造プロセス：

バイオガスはどちらかで生産されます。

• 埋立地ガス（LFG）として、 これは、化学反応や微生物による埋め立て地内の生分解性廃棄物の分解によって形成されます。 また
• 消化ガスとして、 嫌気性消化槽内で形成されます。

バイオガスの生態学：

バイオガスは、2つの主要な環境問題を同時に軽減するため、環境に優しいエネルギー源として知られています。

1. メタンガスの危険な段階を毎日放出する世界的な廃棄物の流行
2. 世界のエネルギー需要を集めるための化石燃料エネルギーへの依存

有機性廃棄物をエネルギーに変換することにより、 バイオガスは、物質を有用な資源にリサイクルするという自然の優雅な傾向を利用しています。 バイオガスの生成 埋め立て地を汚染する可能性のある廃棄物を回収します。下水処理施設での有毒化学物質の使用を防ぎ、 お金を節約し、 エネルギー、 廃棄物を現場で処理することによる材料。また、 バイオガスの使用は、エネルギーを生成するために化石燃料の抽出を必要としません。

その代わり、 バイオガスは問題のあるガスを取り、それをはるかに安全な形に変えます。すなわち、 廃棄物を分解する際のメタン含有量は二酸化炭素に変換されます。メタンガスは二酸化炭素の約20〜30倍の熱を閉じ込める能力があります。これは、腐ったパンがバイオガスに変わると、 パンの環境への影響は、埋め立て地で腐敗させた場合よりも約10分の1になります。

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生物学的内訳：

バイオガスを生産するには、 細菌群集の助けを借りて有機発酵。四 発酵の段階 有機材料を一次組成からバイオガス状態に移行します。

1. 消化手順の最初の段階は加水分解段階です。加水分解段階では、 不溶性有機ポリマー（炭水化物など）は分解され、 酸生成細菌と呼ばれる細菌の次の段階にアクセスできるようにします。
2. 酸生成菌は糖を変換し、アミノ酸は二酸化炭素に変換します。 水素、 アンモニア、 と有機酸。
3. 第3フェーズでは、 アセトジェンバクテリアは有機酸を酢酸に変換します、 水素、 アンモニア、 と二酸化炭素、 最終段階-メタン生成菌を考慮に入れます。
4. メタン生成菌はこれらの最後の成分をメタンと二酸化炭素に変えます-そしてそれは可燃性として使用することができます、 グリーンエネルギー。

バイオガス生産のプロセス：

バイオガスプラントは、あらゆる種類の有機廃棄物、通常は家畜糞尿と有機産業廃棄物を受け取ります。家畜糞尿中の乾燥固形物には炭素が含まれていますが、 とりわけ、 そしてその過程で、 炭素はバイオガスに変換され、 メタン（CH4）と二酸化炭素（CO2）の化合物。

肥料と廃棄物は、プラントの受け入れタンクで混合されてから、38〜52°Cまたは100〜125.6°Fに加熱され、バイオガスが生成される消化槽にポンプで送られます。バイオマスは消化槽に2〜3週間留まり、発酵したスラリーはその後作物の肥料として使用できます。この肥料は、スラリーを散布する際の臭いの不便が少なく、温室効果ガスが大幅に削減されるなど、より優れた品質を備えています。

バイオガスプラントの建設

バイオガスプラントは、以下の5つのセクションを持つレンガとセメントの構造です。

1. 地面より上にある混合タンク。
2. インレットチャンバー： これらでは、混合タンクは地下で傾斜した入口チャンバーに通じています。
3. ダイジェスター： 入口チャンバーは、ドーム状の天井を持つ巨大なタンクである蒸解缶に下から開きます。蒸解缶の天井には、バイオガスを生成するためのバルブ付きの出口があります。
4. アウトレットチャンバー： これらの中で、 ダイジェスターは下から出口チャンバーに開きます。
5. オーバーフロータンク： これらの中で、 出口チャンバーは上から小さなオーバーフロータンクに向かって開きます。

バイオガスプラントの稼働

話し合いましょう バイオガスプラントの稼働 ;

バイオガスプラントの作業では、最初に新鮮な動物の糞尿が収集タンクに保管され、その後、廃棄物の流れの均質化を促進するためにミキサーで準備された均質化タンクに処理されます。均一に混合された廃棄物は、マセレーターを通過して5〜10 mmの均一な粒子サイズになり、有機廃棄物の安定化が行われる適切な容量の嫌気性消化槽にポンプで送られます。

嫌気性消化では、 有機物は、一連のバクテリアがメタンと二酸化炭素に変換することによってバイオガスに変換されます。商業的に稼働している蒸解缶の大部分は、中温で作動するプラギングフローおよび完全混合反応器です。使用する蒸解缶の種類は、原料のコンシステンシーと固形分によって異なります。 設備投資要因とプライマリー 嫌気性消化の目的 。

バイオガスを使用してデュアル燃料エンジンを作動させ、最大80％のディーゼル油を置き換えることができます。ディーゼルエンジンは、バイオガス生産で100％稼働するように変更されました。ガソリンおよびCNGエンジンは、バイオガスを使用するように簡単に変更できます。 LPG Gensetに特別なアダプターを取り付けて、バイオガスによるプロセスを可能にすることができます。バングラデシュから直接小型バイオガス発電機を輸入することは、適切な製品がインドで開発されるまで、より安価な代替手段となる可能性があります。

以下の点について説明します バイオガスプラントの作業 ;

• NS さまざまな形態のバイオマス 混合タンクで同量の水と混合されます。これにより、スラリーが形成されます。
• スラリーは、入口チャンバー中に蒸解缶に供給されます。
• 蒸解缶が適度にスラリーで満たされている場合、 スラリーの導入を停止し、プラントを約2か月間使用しないでおきます。
• この2か月の間に、 スラリー中に存在する嫌気性細菌は、水の存在下でバイオマスを分解または発酵させます。
• 嫌気性発酵の効果として、 バイオガスが形成され、 ダイジェスターのドームに集まり始めます。
• ますますバイオガスが収集し始めると、 バイオガスによって加えられる圧力は、使用済みのスラリーを出口チャンバーに押し込みます。
• アウトレットチャンバーでは、 使用済みのスラリーはオーバーフロータンクにオーバーフローします。
• 使用済みのスラリーは手動でオーバーフロータンクから取り出され、植物の肥料として使用されます。
• パイプラインの構造に接続されたガスバルブは、バイオガスの供給が必要なときに開かれます。
• バイオガスの継続的な供給を得るために、 機能しているプラ​​ントには、準備されたスラリーを継続的に供給することができます。

参照することもできます ブリケットプロセス技術 。

バイオガスの電気への変換：

理論的には、 バイオガスは、燃料電池を使用して電気に変換できます。しかし、 この手順には、非常にクリーンなガスと高価な燃料電池が必要です。したがって、 このオプションはまだ研究の問題であり、現在実用的なオプションではありません。 NS バイオガスの電力への変換 発電機セットによる方が実用的です。天然ガスとは対照的に、 バイオガスは耐ノック性が高いという特徴があるため、圧縮率の高い燃焼モーターに使用できます。

ほとんどの場合、 バイオガスは、内燃機関の燃料として使用されます。 それを機械的エネルギーに変換します 発電機に電力を供給して電気を生成します。 NS 発電機の設計 電気モーターの設計に関連しています。ほとんどの発電機は交流電気を生成します。したがって、それらはオルタネーターまたはダイナモとも呼ばれます。適切な発電機は、事実上すべての国で、すべてのサイズで入手できます。技術はよく知られており、メンテナンスは非常に簡単です。バイオガスを燃料とする燃焼機関。理論的には、 バイオガスは、ほぼすべての種類の燃焼機関で燃料として使用できます。 ガスエンジンやオットーモーターなど、 ディーゼルエンジン、 ガスタービン、 とスターリングモーター、 NS。

インドのバイオガスプラントの費用：

NS バイオガスプラントのコスト 植物の場所やサイズによって場所が変わります。 2立方メートルサイズのバイオガスプラントの平均コストは約Rsです。 17、 000 /-。通常、丘陵地帯では約30％高く、北東部の州では約50％高くなります。

バイオガスの貯蔵

バイオガスは通常、それが提供する変換システムの負荷を満たすために必要な時間または量で生成されません。これが発生すると、 貯蔵システムは、ガス生成の変動を滑らかにするために採用されています。 ガス品質、 とガス消費量。ストレージコンポーネントはリザーバーとして機能し、 下流の機器が一定の圧力で動作できるようにします。

バイオガス貯蔵容器の製造には、幅広い材料の選択が使用されてきました。中高圧貯蔵容器は通常軟鋼で作られていますが、低圧貯蔵容器は鋼で作ることができます。 コンクリート、 とプラスチック。最新の強化プラスチックは、柔軟な蒸解缶カバーに適していると思われるポリエステル生地を特徴としています。決勝に必要な供給圧力 バイオガス変換システム バイオガス貯蔵の選択に影響します。

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バイオガス生産プロセスに関するいくつかの事実：

• バイオガスの製造プロセスはシンプルです。誰でもバイオガスプラントを設置できます。
• NS インドのバイオガスプラントの数 1990年の123万人から2012年には約454万人に増やすことができます。 1,234万人のダイジェスターの推定可能性にもかかわらず。
• バイオガスプラントの処方で形成されるガスは、主にメタンガスで構成されています。 二酸化炭素、 微量の窒素、 水素、 一酸化炭素。
• バイオガスは精製され、 圧縮されて液化石油ガス（LPG）シリンダーに保管されるため、輸送して使用するのが簡単です。圧縮ガスを低コストのエネルギーとして貯蔵するための圧力容器内の高圧ガス貯蔵構造。
• インドにおける嫌気性消化のパイオニアはS.V.デサイと1939年のバイオガス生産に関する彼の最初の実験のために。これは1951年に最初のインドのバイオガスプラントの開発につながりました。 のGramalaxi植物 カディと村の産業委員会 （KVIC）、 KVICダイジェスターとしてよりよく認識されます。
• 当然、 未定義のバイオガスプラントのコストは、安いものから非常に高いものまでさまざまです。 規模と市場に応じて。 1日あたり25kgの費用は、約2.5万ルピーです。 約0.5kgのバイオガスを供給します。 そして料理に使用することができます。
• 1Kgの牛糞から、 0.24 m3のバイオガスが得られ、そのうち65％がメタンです。 1 kgの牛糞から生成されるバイオガスは、水と有機物の含有量に依存するため、大きく異なる可能性があります。
• バイオガスは空気よりも軽く、圧縮天然ガス（CNG）やLPGよりも家庭ではるかに安全であるため、空気中にすばやく分散します。バイオガスはLPGよりはるかに安全です。バイオガスは、ガソリンやCNGの完全な代替となる燃料の一種です。
• 理論的には、 バイオガスは、燃料電池を使用して直接電気に変換することもできます。しかし、 この手順には、非常にクリーンなガスと高価な燃料電池が必要です。ほとんどの場合、 バイオガスは、内燃機関の燃料として使用されます。 それを機械的エネルギーに変換します 発電機に電力を供給して電気を生成します。

バイオガスの製造プロセスと利点については以上です。自然エネルギーを生み出し続けます。

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