تصميم هاضم صغير

2,011 views

Published on

آلية لتوليد الغاز من مصادر طبيعية

Published in: Education
0 Comments
6 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
2,011
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
28
Actions
Shares
0
Downloads
74
Comments
0
Likes
6
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

تصميم هاضم صغير

  1. 1. ‫إعداد المهندس فادي حسن‬ ‫‪fadi.hassan1@gmail.com‬‬ ‫تصميم هاضم صغير - نموذج هندي‬ ‫يناسب مزرعة بثالث أبقار‬ ‫-1-‬
  2. 2. ‫إعداد المهندس فادي حسن‬ ‫‪fadi.hassan1@gmail.com‬‬ ‫تعريف بالغاز الحيوي:‬ ‫وهو مزيج غازي ناتج عن تفكك المواد العضوية بواسطة كائنات حية دقيقة تدعى بكتيريا الهضم الالهوائي وله‬ ‫رائحة تميزه الحتوائه على آثار من غاز كبريت الهيدروجين.‬ ‫ويمكن الحصول على الغاز الحيوي بواسطة منشآت خاصة تدعى بالهواضم، وله قيمة حرارية جيدة - 008,3‬ ‫3‪ 6,000 k cal/m‬بحسب نسبة الميتان الموجود في الغاز (المحتوى الحراري للغاز الطبيعي ‪10,000 k‬‬ ‫3‪ .)cal/m‬ويتكون الغاز الحيوي من:‬ ‫العنصر‬ ‫الميتان‬ ‫ثاني أكسيد الكربون‬ ‫النتروجين‬ ‫الهيدروجين‬ ‫أول أكسيد الكربون‬ ‫األكسجين‬ ‫كبريتيد الهيدروجين‬ ‫الرمز‬ ‫4‪CH‬‬ ‫2‪CO‬‬ ‫2‪N‬‬ ‫2‪H‬‬ ‫‪CO‬‬ ‫2‪O‬‬ ‫‪H2S‬‬ ‫نسبته بالغاز (%)‬ ‫07-05‬ ‫54-52‬ ‫3-5.0‬ ‫01-1‬ ‫1.0‬ ‫1.0‬ ‫نسب ضئيلة جدا‬ ‫الهضم الالهوائي: هو عملية طبيعية تجري في غياب األوكسجين حيث تتحلَّل المواد العضوية بتأثير أنواع‬ ‫متخصِّصة من الكائنات الحيّة الدقيقة تسمى البكتريـا الالهوائيّة، ويتميز بمايلي:‬ ‫‪ ‬إنتاج غاز حيوي نظيف.‬ ‫‪ ‬إنتاج سماد عضوي مخمر عالي الجودة.‬ ‫ّ‬ ‫ّ‬ ‫‪ ‬إنتاج الميتان وهذا يساهم بالحد من الغازات المسبّبة لالحتباس الحراري عن طريق الحد من الطّلب على‬ ‫الوقود األحفوري.‬ ‫‪ ‬القضاء على جميع البذور الموجودة بالرّوث نتيجة التّخمر وبالتالي رفع قيمة السّماد العضوي النّاتج.‬ ‫ّ‬ ‫‪ ‬القضاء على معظم الكائنات الممرضة والطّفيليات وباألخص اإلسكارس.‬ ‫ّ‬ ‫ّ‬ ‫‪ ‬عدم انجذاب الذباب للمادة المخمرة يقلّل احتماالت عدوى األمراض في حال تبقى بعض الكائنات‬ ‫ّ‬ ‫الممرضة في المخلّفات المعالجة و هذا يحسن الظروف الصحية بدرجة كبيرة .‬ ‫-2-‬
  3. 3. ‫إعداد المهندس فادي حسن‬ ‫‪fadi.hassan1@gmail.com‬‬ ‫تصميم المخمر:‬ ‫فبفرض أن مزرعة تحتوي على ثالث بقرات ويمكننا أن نجمع معظم ماتطرحه من روث حيث تطرح البقرة‬ ‫يوميا ‪( 20kg‬ما يقدر بـ ‪ 50kg‬وسطيا) وتختلف الكمية حسب نوع األبقار والعلف المستخدم. من الفضالت‬ ‫بتركيز %02 مادة صلبة، يجب إضافة الماء إلى الروث لتخفيض الكثافة إلى %01 أي بزيادة حجم التغذية‬ ‫اليومية إلى الضعفين (‪ )50kg‬وهو ما يقارب ‪.100L‬‬ ‫أن أفضل إنتاج غاز بالتخمر المعتدل هو عند زمن بقاء حوالي 04 يوما وبالتالي يكون حجم المخمر الفعال‬ ‫3‪100 x 40 = 4000L = 4m‬‬ ‫حجم الغاز الناتج يوميا عن كل 3‪ 1m‬من الفضالت بالتخمر المعتدل هو ‪ 0.3m3/day‬وبالتالي ينتج من هذا‬ ‫المخمر يوميا ‪4 x 0.3 = 1.2 m3 = 1200L‬‬ ‫ويتضمن الجدول التالي مقدار االستهالك للغاز في االستخدامات المختلفة:‬ ‫االستخدام‬ ‫موقد صغير‬ ‫موقد متوسط‬ ‫موقد كبير‬ ‫فرن‬ ‫اإلضاءة‬ ‫المواصفات‬ ‫قطر ‪3cm‬‬ ‫‪4.5cm‬‬ ‫‪6cm‬‬ ‫متوسط الحجم‬ ‫كلوب بريتنه‬ ‫معدل استهالك الغاز ‪L/h‬‬ ‫032‬ ‫003‬ ‫093‬ ‫005‬ ‫001‬ ‫في النموذج الهندي يكون الهاضم على شكل نصف كروي وتتم التغذية عـن طريـق حوض للتغذية، يتصل بأسفل‬ ‫المخمر بواسطة أنبـوب ويوجد أنبوب لخروج السماد العضوي يتصل بحجرة الخروج ويتم تجميع الغاز بواسطة‬ ‫خزان معدني حيث يتكئ الخزان على بروز في أعلى الهاضم ويتحرك ألعلى وأسفل بحسب انتاج الغاز‬ ‫واستهالكه.‬ ‫جحم حجرة الدخول تساوي حجم التغذية اليومية ‪ Vi = 100L‬وتزود بآلية للخلط.‬ ‫نصف قطر المخمر يمكن حسابه من العالقة 3‪ V = 2/3 π r‬حيث حجم المخمر 3‪ V = 4m‬وهو في هذه الحالة‬ ‫بحدود ‪r = 1.3m‬‬ ‫حجم حجرة الخروج يتفاوت بحسب الزمن المقدر للتفريغ حيث أن الكمية الناتجة يوميا تساوي الكمية الداخلة‬ ‫ومن أجل عشرة أيام يكون 3‪Vo = 10 x 100 = 1000L = 1m‬‬ ‫حجم حجرة الغاز يساوي أو يزيد بقليل لحجم انتاج الغاز اليومي على افتراض أن استهالك الغاز يتم بشكل‬ ‫مباشر 2‪Vg = 1.2 x π x 0.62 = 1.36m‬‬ ‫-3-‬
  4. 4. ‫إعداد المهندس فادي حسن‬ ‫‪fadi.hassan1@gmail.com‬‬ ‫توضح كميات المواد المطلوبة إلنشاء الهاضم بالجدول التالي:‬ ‫م‬ ‫المواد‬ ‫الوحدة‬ ‫الكمية‬ ‫1‬ ‫حجر قرميد يتحمل 2‪ 100kg/cm‬بأبعاد 42‪10x12x‬‬ ‫حجر‬ ‫005‬ ‫2‬ ‫بلوك 04‪10x20x‬‬ ‫بلوكة‬ ‫061‬ ‫3‬ ‫إسمنت بورتلندي‬ ‫‪kg‬‬ ‫0051‬ ‫4‬ ‫رمل مازار‬ ‫2‪m‬‬ ‫5‬ ‫5‬ ‫حصى نظيف‬ ‫2‪m‬‬ ‫5‬ ‫6‬ ‫حديد تسليح‬ ‫‪kg‬‬ ‫05‬ ‫7‬ ‫حديد صاج ‪ 3mm‬مصنع (خزان الغاز)‬ ‫‪kg‬‬ ‫002‬ ‫8‬ ‫حديد زوايا‬ ‫‪kg‬‬ ‫05‬ ‫9‬ ‫ماسورة حديد ‪3in‬‬ ‫‪m‬‬ ‫5.1‬ ‫11‬ ‫ماسورة حديد ‪2.5in‬‬ ‫‪m‬‬ ‫5.1‬ ‫11‬ ‫أنبوب ‪)P.V.C( 8in‬‬ ‫‪m‬‬ ‫6‬ ‫21‬ ‫سيليكات صوديوم‬ ‫‪kg‬‬ ‫5‬ ‫-4-‬
  5. 5. ‫إعداد المهندس فادي حسن‬ ‫‪fadi.hassan1@gmail.com‬‬ ‫خطوات التنفيذ:‬ ‫‪ ‬حفر حفرة يمكن أن تكون دائرية بقطر ‪ 3m‬وارتفاع ‪ ، 2.5m‬تفرش قاعدتها بالحصى.‬ ‫‪ ‬توضع شبكة من حديد التسليح ويمد فوقها االسمنت بسماكة نحو ‪10cm‬‬ ‫-5-‬
  6. 6. ‫إعداد المهندس فادي حسن‬ ‫‪fadi.hassan1@gmail.com‬‬ ‫‪ ‬يتم بناء جسم المخمر على شكل قبة كروية بقطر ‪ 260cm‬من القرميد أجل المتانة والعازلية الحرارية.‬ ‫‪ ‬تثبت أنابيب بالستيكية بقطر ‪ 8in‬للدخول على ارتفاع ‪ 80cm‬وللخروج على ارتفاع ‪40cm‬‬ ‫-6-‬
  7. 7. ‫إعداد المهندس فادي حسن‬ ‫‪fadi.hassan1@gmail.com‬‬ ‫‪ ‬تترك فتحة علوية بقطر ‪ 80cm‬توضع الطينة على كامل المخمر من الداخل والخارج.‬ ‫‪ ‬يثبت وسط الفتحة محور بقطر ‪ 2.5in‬وطول ‪ 150cm‬لتوجيه حركة خزان الغاز.‬ ‫-7-‬
  8. 8. ‫إعداد المهندس فادي حسن‬ ‫‪fadi.hassan1@gmail.com‬‬ ‫‪ ‬نقوم بإنشائ الجزء االسطواني الحاضن لخزان الغاز.‬ ‫‪ ‬يتم اختبار تسرب المياه عن طريق ملء المخمر بالماء.‬ ‫-8-‬
  9. 9. ‫إعداد المهندس فادي حسن‬ ‫‪fadi.hassan1@gmail.com‬‬ ‫‪ ‬يصمم خزان الغاز بشكل اسطواني مفتوح من األسفل بوزن نحو ‪ 250kg‬وقطر ‪ 120cm‬وطول‬ ‫‪ 120cm‬وفي وسطه انبوب بقطر ‪3in‬‬ ‫‪ ‬يوضع الخزان على المحور ويثبت بأعاله صمام وانبوب لنقل الغاز إلى أجهزة االستهالك.‬ ‫-9-‬
  10. 10. ‫إعداد المهندس فادي حسن‬ ‫‪fadi.hassan1@gmail.com‬‬ ‫‪ ‬يتم انشاء حجرة الدخول لتتسع لنحو ‪ 100L‬وتزود بآلية للخلط فتحة جانبية قابلة لإلغالق.‬ ‫‪ ‬تكون الحجرة أعلى من مستوى المخمر بالكامل.‬ ‫- 01 -‬
  11. 11. ‫إعداد المهندس فادي حسن‬ ‫‪fadi.hassan1@gmail.com‬‬ ‫‪ ‬يتم إنشاء حجرة خروج أخفض من مستوى سطح المخمر بحيث يصل انبوب الخروج إلى أعلى الحجرة.‬ ‫‪ ‬حجم الحجرة نحو 3‪ 1m‬ويمكن أن تكون أكبر حسب رمن التفريغ المقرر، وتوضع لها فتحة تفريغ.‬ ‫- 11 -‬
  12. 12. ‫إعداد المهندس فادي حسن‬ ‫‪fadi.hassan1@gmail.com‬‬ ‫التشغيل:‬ ‫‪ ‬يتم جمع روث البقر بشكل يومي ويقدر بـ ‪60kg‬‬ ‫‪ ‬يخلط الروث مع كمية مماثلة من الماء الساخن وتدخل إلى المخمر.‬ ‫- 21 -‬
  13. 13. ‫إعداد المهندس فادي حسن‬ ‫‪fadi.hassan1@gmail.com‬‬ ‫‪ ‬يبدا اإلنتاج ألول مرة بعد 04 يوم فيرتفع الخزان عند زيادة كمية الغاز.‬ ‫‪ ‬يتم استخدام الغاز ألغراض مختلفة وبكمية تكفي لنحو 6 ساعات يومية الستخدتم غاز الطهي.‬ ‫- 31 -‬
  14. 14. ‫إعداد المهندس فادي حسن‬ ‫‪fadi.hassan1@gmail.com‬‬ ‫‪ ‬يتم تفريغ حجرة الخروج كل 01 أيام لنحصل على نحو ‪ 1000L‬من السماد السائل، ويمكن زيادة حجم‬ ‫حجرة الخروج لزيادة الكمية والمدة.‬ ‫‪ ‬نستخدم السماد الناتج في تسميد األرض وهو ذو نوعية جيدة وعديم الرائحة.‬ ‫- 41 -‬

×