Xây dựng hầm bioga tại các vùng nông thôn hiện nay (Tập 2): Phần 2

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:62

Thêm vào BST

Báo xấu

10
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nối tiếp nội dung phần 1, phần 2 cuốn sách "Giải pháp nâng cao hiệu quả hầm bioga để xử lý môi trường nông thôn (Tập 2)" tiếp tục trình bày các nội dung kiến thức về: Đưa bể phân hủy biogas vào vận hành; Những hiện tượng trục trặc và cách khấc phục; Hướng dẫn sử dụng dịch thải đã phân hủy từ bể phân hủy biogas để làm phân bón;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Xây dựng hầm bioga tại các vùng nông thôn hiện nay (Tập 2): Phần 2

Chương 2 V Ậ N H À N H V À Q U Ả N L Ý H À M B IO G A S . Đ Ả K N H G IÁ H IỆ U Q U Ả K I N H T É - KỸ T H U Ậ T 2.1. Đưa bể phân hủy biogas vào vận hành Sau khi việc kiểm tra cho thấy công trình đạt yêu cầu k kín khí, có thể đưa công trình vào vận hành. Trình tự các côiông việc cần thực hiện như sau: a) Chuẩn bị nguyên liệu nạp ban đầu Ban đầu nên nạp đầy phần phân hủy ngay một lúc. Nòỉêu không đủ nguyên liệu thì cần phải nạp tới mức đủ đảm bả)ảo kín khí. Sau đó bổ sung dần cho đầy. - N guyên liệu là phân động vật Lượng phân nạp đầy được xác định từ thể tích phân hửùy của thiết bị. Thông thường lượng phân nạp là 200-300 kkg ứng với 1 m3 thể tích phân hủy. Ví dụ: M ột thiết bi thể tícch phân hủy 3m3, cần lượng nạp đầy ban đầu là M = 6000- 900kg. Tỷ lệ pha trộn với nước là phân 1 nước 1. 60
Nếu không đủ phân thì lúc nạp sẽ phải pha loãng hơn mức quy định. Phân có thể thu nhặt và tích lại trong vòng 10 ngày trước khi nạp. Đe đảm bảo chất lượng phân, cần giữ cho phân còn tươi. Đe tránh phân không bị khô, phải thường xuyên tưới nước. Neu có điều kiện có thể ngâm phân trong nước trước (không lâu quá) thì khi nạp sẽ cho khí mau hơn. c à n ước tính lượng phân có thể thu được từ đàn gia súc.Trong lần nạp ban đầu nên sử dụng phân lợn và phân trâu bò.N hờ vậy quá trình phân hủy nhanh chóng xảy ra và cho ta sớm thu được khí sinh học. Sừ dụng toàn phân bắc để nạp ban đầu sẽ rất lâu thu được khí cháy được (tới nửa tháng) và khí sinh ra lúc đầu rất hôi thối và khó chịu. - N guyên liệu là thực vật (chỉ dùng đối với kiểu hầm Borda hầm nắp trôi nổi) Neu không đủ phân, có thể dùng nguyên liệu thực vật để nạp ban đàu thay thế hoàn toàn phân hoặc phối hợp với phân. Lượng nguyên liệu cần nạp cho lm 3 phân hủy: - Với bèo tây hoặc các loại thực vật thủy sinh: 400 - 450kg - Với rơm rạ khô: 120-150kg N guyên liệu thực vật như rơm, rạ, cỏ, bèo... cần được xử lý trước. Phải ngăt bỏ phần rê, sau đó nên đập, băm hoặc cát nguyên liệu thành đống gồm nhiều lớp, mỗi lớp dầy khoảng 50cm. Rắc lên trên mỗi lớp 1 ít phân. H ằng ngày 61
tưới một ít nước để giữ ẩm. v ề mùa hè thời gian ủ 100-15 ngày, về mùa đông thời gian ủ có thể kéo dài 1 tháng. CCũng có thể dùng ngay bể phân hủy để làm nơi nạp sơ bộ, sau i khi nguyên liệu đã được xử lý hiếu khí mới được đậy kínn đê chuyển sang giai đoạn sinh mê tan. b) Pha loãng và hòa trộn nguyên liệu Dùng nước pha loãng nguyên liệu nạp sẽ tạo điều kkiện cho quá trình phân hủy xảy ra thuận lợi hơn. Đổi với phân động vật, tỷ lệ pha loãng là 0,75-8 lít nuirớc ứng với lkg phân tùy thuộc phân loãng hay khô đặc. MChi pha loãng nên đánh cho phân tan để ờ bể nạp rồi hãy ccho chảy vào bể phân hủy. Đối với nguyên liệu thực vật tươi như bèo và các cây í cơ, tỷ lệ pha loãng vào khoảng 0,4-0,6 lít nước cho 1 kg nguyên liệu tươi. Tỷ lệ pha loãng với rơm rạ là 7-9 lít nưrớc cho 1 kg nguyên liệu khô. Nước pha loãng là nước ngọt không được quá kiềm ho ặc quá axit. Nước hồ ao tự nhiên tốt hơn nước máy. Khi nạp cần tránh không để cho các loại sau đây đưíợc đưa vào bể phân hủy vì: - Đất, cát sỏi đá ... vì chúng sẽ gây lắng cặn. - Que, cành cây, mẩu g ỗ là cá c thứ khó phân hủy. - Dầu mỡ, xà phòng, thuốc tẩy, thuốc nhuộm, thuốc txừ sâu, thuốc sát trùng là những thứ sẽ giết chết vi khuẩn. 62
c) Nạp nguyên liệu Sau kh nguyên liệu đã được hòa trộn thật kỹ, có thể nạp nguyên lieu vào qua cả lối vào lẫn lối ra. Việc nạp thực hiện càng nhanh càng tốt. Khi nạo nếu nap đã đậy kín thì cần mở hết các van khí đối với thiết bị nap cố định hoặc mở nắp đối với loại hâm biogas nắp trôi nổi để không khí trong hầm được đẩy ra ngoài, khóng tạo áp suât quá lớn làn nứt vỡ hầm biogas. Nếu trcng hầm còn nước có thể pha đặc hơn. Khi đổ vào hầm bị dịch phân sẽ loãng ra và đạt tỷ lệ thích họp. Neu nẹp cả nguyên liệu thực vật đã xử lý trước thì nên nạp chúng vào trước rôi đổ dịch phân vào sau. Neu thiếu nguyên liệu thì ít nhất cũng phải nạp tới mức đủ giữ kín các lỗ và và lôi ra, tránh không để khí thoát ra ngoài gây ô nhiễm. d) Dần khí biogas vào sừ dụng Sau khi nạp xong, đậy nắp hầm biogas và đóng tất các các van khí lại để thu thích khí biogas. Tùy loại nguyên liệu và thời tiết, thời gian có khí sinh ra sau khi nạp dài ngắn khác nhau. Nếu dùng phân lợn hoặc phân trâu bò và thời tiết nang nóng thì chỉ vài chục giờ sau, thậm chí chỉ vài giờ sau, đã có khi biogas. Dùng các loại nguyên liệu khác hoặc thời tiết rét lạnh thì thời gian có khí lâu hơn, có thể tới hàng tuần và hơn nữa. N hững mẻ khí đầu tiên thường còn lẫn nhiều không khí hoặc quá nhiều CO2 nên chưa cháy được, vì vậy cần xả hêt vài ba lần, sau đó châm thử xem khí đã cháy ở bể chứa. N ếu khí cháy tất là bắt đầu có thể sử dụng được. 63
cần lưu ý phòng nổ và cháy, không được châm| lừa vào đầu ống dẫn khí để thử xem khí đã cháy được chưa? e) Vận hành thiết bị thường xuyên Kinh nghiệm thực tế cho thấy nhiều công trình hầm biogas sau m ột thời gian đã trở nên kém hiệu quả. Nguyên nhân chủ yếu là do không được vận hành và bảo quản tốt. Vì vậy cần đảm bảo những yêu cầu kỹ thuật vận hành nghiêm túc và kịp thời sửa chữa, khẳc phục những hư hỏng, trục trặc xảy ra. * Nạp nguyên liệu bổ sung hằng ngày Trong thời gian 15-20 ngày sau khi nạp nguyên liệu ban đầu, hầm biogas hoạt động tốt sẽ cho năng suất khí rất cao. Nên tranh thủ dùng hết khí, nếu không khí sẽ xì ra ngoài mất. Trong thời gian này không nên nạp nguyên liệu bổ sung để giữ cho quá trình lên men đạt trạng thái ổn định. Sau thời gian nói trên, cần nạp nguyên liệu bổ sung và lấy bớt nguyên liệu đã phân hủy đi. Lượng nguyên liệu lấy đi bằng lượng bổ sung vào. Nguyên liệu mới nạp qua lối vào, nguyên liệu cũ lấy đi ở lối ra. N guyên liệu bổ sung là phân người hoặc phân động vật thì nên nạp thường xuyên hàng ngày hoặc định kỳ vài ngày m ột lần. Lượng phân bổ sung tính hình quân cho Im 3 phân hủy m ột ngày là lOkg đối với miền Bắc là 15kg đối với miền Nam. 64
Nếu dùng nguyên liệu thực vật để nạp bổ sung thì có thể nạp vài ngày một lần, nếu không thu gom được khối lượng lớn một lúc. Đối với rơm rạ hoặc phụ phẩm cây trồng có thể thu được khối lượng lớn thì nên nạp từng mẻ. c ầ n theo dõi hoạt động thực tế của hầm sau m ột thời gian để xác định chế độ nạp bổ sung thích hợp nhất sao cho đạt sản lượng cao nhất. Nguyên liệu nạp bổ sung cũng phải được xử lý trước và pha loãng hòa trộn như đối với lân nạp ban đầu. Cần lưu ý rằng nạp quá nhiều hoặc quá ít đều làm cho sản lượng khí giảm. N ạp bổ sung m ột lần quá nhiều cũng làm cho thiết bị hoạt động mất ổn định, có thể m ất hàng tuần mới trở lại bình thường. * Khuấy đảo dịch phân hủy Việc khuấy đảo dịch phân hủy có tác dụng tăng sản lượng khí lên đáng kể. Nó đảm bảo cho nguyên liệu chưa bị phân hủy tiếp xúc được với vi khuẩn. Do đó các phản ứng xảy ra mạnh hom. Ngoài ra nó còn có tác dụng ngăn cản sự hình thành váng. Việc khuấy đảo có thể thực hiện bàng các biện pháp: - Dùng m ột ống gậy thọc qua ống lối vào của gầm rồi kéo lên, đẩy xuống nhiều lần. - Múc dăm xô nước ở lối ra đổ ngược lại lối vào. Việc khuấy đảo nên làm vài lần, mỗi lần 5-10 phút. * Phá váng Váng là do những nguyên liệu nhẹ, khó phân hủy như chất xơ, chất sáp, chất sừng... nổi lên trên m ặt kết lại với nhau tạo thành. Váng tạo thành sẽ cản trở khí thoáng khí 65
thoát ra khỏi bề mặt dịch phân hủy. Neu váng quá dầy có thể ngăn hoàn toàn không khí thoát ra. Vì vậy việc phá váng là cần thiết. Các biện pháp khuấy đảo nêu trên có tác dụng hạn chế sự hình thành váng. Ngoài ra việc pha loãng đúng mức cũng có tác dụng hạn chế tạo váng. Pha loãng quá giúp cho những chất tạo váng dễ nổi lên. Vì thế váng hình thành nhiều hơn. Khi váng đã quá dầy, cần phải mở hầm ra để lấy váng đi. Một hầm được vận hành tốt, nguyên liệu nạp có loại bỏ chất xơ, pha loãng đúng mức, khuấy đảo thường xuyên thì sau một thời gian dài váng vẫn chưa gây trở ngại gì và không cần phải lấy đi. Kinh nghiệm nhiều hầm làm việc sau 2-3 năm tiến hành tái nạp lại (tái sinh) thì sẽ tránh được váng gây trờ ngại cho quản lý và khai thác. * Theo dõi áp suất khí Hàng ngày cần theo dõi áp suất khí qua áp kế hoặc quan sát mức nước tại bể áp lực qua đó có thể biết được tình trạng làm việc của công trình. Áp suất giảm thấp, không thể đạt được mức độ bình thường là biểu hiện của những trục trặc sau đây: - Hệ thống có chỗ rò rỉ khí. c ầ n kiểm tra phát hiện nơi rò ri và .sửa chữa. - Sản lượng khí giảm thấp, cần tìm nguyên nhân để khắc phục đường ổng bị tắc. 66
- Hiện tượng áp suất lên xuống chập chờn, bếp cháy không ôn định là biêu hiện trong đường ông có nước đọng cần xả đi. * Theo dõi sản lượng khí Neu thiết bị được vận hành bình thường thì sản lượng khí phải tương đối ổn định. Nó chỉ thăng giáng theo thời tiết. Việc đánh giá sản lượng khí có thể căn cứ vào độ nổi cao hay thấp của năp đối với loại hâm dùng nap trôi nổi, hoặc căn cứ vào mức nước lên xuống ở bể điều áp đổi với loại hầm nắp cổ định, hoặc căn cứ vào mức sử dụng biogas hàng ngày. Hiện tượng sản lượng khí giảm khí bất thường chứng tỏ đã có những trục trặc trong vận hành hoặc hư hỏng rò rỉ của thiết bị, cần phát hiện nguyên nhân và khắc phục kịp thời. * Bảo dưỡng thiết bị - Lấy vỏ váng. Khi váng hình thành quá dầy, làm giảm lượng khí, cần được lấy bỏ đi. Ở những loại hầm vận hành kém nên lấy váng 6 tháng một lần, ở những hầm vận hành tốt thì có thể tới 2 năm (bơm tháo bỏ cặn lắng). - Lẩy bỏ cặn lắng. N hững chất lắng cặn ờ đáy hầm tạo nên bởi các chất rắn. Đe lâu ngày, các chất lang cặn được kết hợp với việc nạp mới nguyên liệu, thực vật đã ủ sơ bộ. T ât c ả n hữ n g c ô n g v iệ c trêu đ ư ọ c k é l h ự p th ự c h iện m ộ l lần. Tốt nhất việc này nên làm trước m ùa đông để chuẩn bị cho hầm làm việc thuận lợi trong m ùa đông. 67
- Xả nước đọng trong đường ông. Neu đường ống được lắp đặt tốt thì nước đọng được tự động xả và không gây tẳc đường ống. Tuy nhiên với những ống dẫn bằng chất dẻo, thường có những chỗ võng và nước sẽ đọng ở đây. Vì vậy phải dốc để nước xả đi vài ngày một lần. - Đảm bảo an toàn, đề phòng chảy nổ. Biogas có thể nổ khi được trộn lẫn với không khí ở tỷ lệ 6-20%. Vì vậy nếu trong bộ phận chứa khí hoặc đường ống có không khí thì cần phải được đẩy hết ra ngoài trước khi sử dụng. Tai những nơi có khí thoát ra ngoài như khi mở nắp ở thiết bị sản xuất khí biogas, khi biogas thoát ra mạnh do đường ổng hở ở trong phòng kín, cần tuyệt đối cấm lửa, không được bật diêm, hút thuốc, dùng đèn dầu.... Việc có khí thoát ra dễ dàng phát hiện được khi ta ngửi thấy mùi hăng của khí. Khi dùng bếp và đèn, cần chú ý đưa lửa tới gần bộ đốt rồi mới mở van cho khí ra. Nếu ngược lại khí thoát ra không khí xung quanh có thể bùng cháy khi gặp lửa. - Đe phòng ngạt thở. Khí biogas không độc nhưng không duy trì sự sống, vì vậy cần
+ Phải đợi cho biogas thoát ra hết, có thể dùng quạt quạt không khí vào trong hâm để tống hết khí biogas ra khỏi hầm. Kiểm tra lại sự có mặt của không khí bàng cách thả một sinh vật nhỏ vào trong hầm. + Xuống làm việc phải có người ở trên theo dõi, tốt nhất nên buộc dây an toàn. f ) Cách vận hành hệ tlĩống: (Khi toàn bộ hệ thống đã chịu lực). 1. Nạp phân gia súc (lợn, gà, trâu, bò): Phân đảm bảo không lẫn đất, cát rà rác. - Nạp phân lần đầu: + Nạp nước: Khối lượng ban đầu tính từ đáy bể với độ cao 0,9m (đo từ đáy bể áp lực). + Nạp phân: Từ 4-5 tạ phân tươi. - Cách tạo khí: Sau khi nạp phân khóa van tổng. Cứ 12 giờ lại m ờ van tổng một lần để xả hết khi đã được sinh ra và hơi nước (thường xả vào lúc 6 giờ sáng và 6 giờ tối). Van tổng được mở mỗi lần từ 15-20 phút rồi đóng lại. Sau 5 ngày nếu vào mùa nóng hoặc sau 15 ngày nếu vào mùa lạnh sẽ có đủ lượng ga để đưa vào bếp. Trong những ngày đầu làm việc cho phân xuống hầm phải hạn chế nước rửa chuồng và nước tắm cho lợn. 2. Nạp phân các phần tiếp theo: Hàng ngày nạp từ 10-15kg phân cùng với lượng nước đù rửa sạch nền chuồng. Khi khí sinh bình thường lượng phân 69
vẫn nạp như trên và có thể đưa cả lượng nước tắm cho lợn xuống hầm. Chú ý: Hệ thống không có thiết bị trữ khí ga được sinh ra, nên hàng ngày đều phải đốt trên bếp vào sáng, tối hoặc sáng, trưa, tối để hệ thống đảm bảo phân hủy chất thải và sinh khí bình thường. + Khi xây chỉ cần dùng mác vữa từ 50-75. Neu mác vừa cao sẽ có nguy cơ nứt vữa trát, hoặc tách giữa mạch vữa và gạch. Hướng dẫn sử dụng và quản lý hầm bioga kiểu mới của trung tâm tư vấn hỗ trợ phát triển nông thôn (RDAC): 1. Khi đổ hầm khí bioga các hóa chất như xà phòng, thuốc trừ sâu... có hại cho các hoạt động cùa vi sinh. 2. Không cho vào hầm bioga các nguyên liệu khác như rơm rạ, trấu, các động vật chết... chỉ được nạp vào hầm phân người và gia súc cùng với nước không bị nhiễm mặn và hóa chất. 3. Không để nước mưa hoặc cát chảy vào hầm bioga, bể áp lực... đường ống dẫn dịch thải phải được đậy kín. 4. Thường xuyên kiểm tra các đường ống dẫn khí gas vào sự hoạt động cùa van và bếp, khi thấy hở khí gas (có mùi) phải thay ngay. Tuyệt đối không để trẻ con, người chưa biết cách sứ dụng hoặc nười bị tâm thần sử dụng bếp gas. 5. Khi sử dụng bếp gas: phải châm lửa trước, mở van sau; khi đun nấu xong phải khóa chặt van gas. Không được 70
mở van gas mà không đôt lửa. Vì khí gas hở không được đốt cháy sẽ là loại khí dộc cho người và dễ gây hỏa hoạn. 6. Không đặt bếp gas gần vật dễ cháy như rơm, rạ... phải có bệ cao trên m ặt đât dành riêng cho bếp gas. 7. Chiều dài ổng gas (từ hầm bioga dến bếp gas) không dược ngắn hơn 6m. Vì ống ngắn quá có thể phát nổ khi bật lửa đun. 8. Không dược để vật nặng hoặc để xe ô tô và các xe cộ đi lại trong khu vực hâm bioga, điều này làm cho hầm bioga bị chấn động gây hở hoặc có thể bị sập gây nguy hiểm. 9. Khi không sử dụng hầm bioga vào mục đích giải quyết chất đốt và phân bón mà chi sử dụng như một bể "phốt", khi đó phải đưa ống dẫn khí bioga lên cao, mở van xả gas vào không khí (tránh nước mưa chui vào), dịch thải bioga sẽ tháo vào công không gây ô nhiễm cho vùng xung quanh. 10. Sau một thời gian dài, lượng cát chui vào hầm có thể làm tắc ống dẫn phải dùng bơm hút (hoặc múc) cát từ bể áp lực để khôi phục chế độ làm việc bình thường của hầm. 11. Trong quá trình bảo dưỡng hoặc sửa chữa, tuyệt đối không được chui trong hầm hoặc xuống bể áp lực vì trong hầm hoặc bể áp lực có tích tụ khí CH4. có thể gây ngạt, cần phải hỏi ý kiến chuyên môn để có giải pháp loại bỏ sạch khí CH4 m ột cách chẳc chắn mới được xuống. 71
2.2. Những hiện tượng trục trặc và cách khắc phục a) Sử dụng khí biogas và quy trình quản lý vận hành * Tính chất của khí sinh học Thành phần của khí sinh học. Khí sinh học là một hỗn hợp nhiều chất khí. Thành phần chủ yếu của nó gồm các khí nhưng bảng 3.2 (tỷ lệ tính theo thể tích). Bảng 1.4. Thành phần chủ yếu của khí sinh học ch4 50-70 co2 30-45 n2 0-3 h2 0-3 02 0-3 h2s 0-3 Tỷ lệ các chất trong hỗn hợp phụ thuộc vào loại nguyên liệu phân hủy và diễn biến của các quá trình sinh học. Mê tan (CH4) là chất khí không màu, không mùi, nhẹ gần bàng nửa không khí và hòa tan trong nước rất ít. Ở áp suất khí quyển mê tan hóa lỏng ờ nhiệt độ -161,5°c, vì vậy để hóa lỏng nó cần tốn năng lượng lớn. Điều này khác hẳn với protan (C 3Hg) và butan (C4H 10) là 2 thành phần chính của khí dầu lửa hóa lỏng (LPG), chúng hóa lỏng ờ -42,1 °c và -0,5°c. 72
Cacnonic (C 2) là chất khí không cháy, không mà, không mùi, nặng gần gấp rưỡi không khí. Neu khí này chiếm tỷ lệ cao trong khí sinh học sẽ làm cho chất lượng khí kém đi. Mê tan (CH 4) là thành phần cháy chủ yếu của khí sinh học. Hàm lượng mê tan trong khí sinh học phụ thuộc vào loại nguyên liệu phân hủy và sự diễn biến của các quá trình sinh học. Mê tan cháy thành ngọn lửa màu lơ nhạt, tỏa nhiều nhiệt. CH4 + 2 0 2 -> C 0 2 + H 20 + 882kJ Hỗn hợp mê tan và ô xi có thể nổ khi cháy. Hỗn hợp nổ m ạnh nhất khi tỷ lệ ô xy: mê tan là 2:1 theo thể tích, vì theo tỷ lệ này tất cả lượng ô xy và mê tan đều tham gia phản ứng. Ta gọi nhiệt lượng do 1 m 3 khí cháy hết tỏa ra là nhiệt trị cùa khí đó. Mê tan có nhiệt trị 35,822kJ/m 3 (8570 kC al/m 3). Trong các thành phần cùa khí sinh học có H2S. Nó có mùi hôi hăng giúp ta dễ nhận thấy sự có m ặt của nó. H2S là nguyên nhân chủ yếu làm cho các bộ phận bàng kim loại của hệ thống bị ăn mòn. * Các tính chất cùa khí biogas Vì thành phần mê tan trong khi sinh học thay dổi nẽn những tính chất của khí cũng thay đổi theo. N hững con số sau đây là gần đúng: 73
Q = 8570 X CH4/ I 00 (kCal/m 3) trong đó: CH4 - hàm lượng mê tan tính theo phần trăm. Với thành phần thông thường là 50-70% mê tan, khí biogas có nhiệt trị nằm trong giới hạn 4300-6000 kCal/m 3. Thông thường người ta lẩy hàm lượng mê tan là 60%, khi đó biogas có nhiệt trị là 5142 kC al/m 3. Tỷ trọng so với không khí: 0,94 (ứng với hàm lượng mê tan 60%) Giới hạn nổ từ 6-25% khí trộn lẫn với không khí. Lượng không khí cần thiết để cháy hoàn toàn nằm trong giới hạn 5-7 lần thể tích khí sinh học. b) Sử dụng đun nấu bằng biogas, thắp đèn và động cơ đốt trong chạy bằng biogas * Sử dụng khí biogas để đun nấu có những ưu điểm sau đây: - Sạch sẽ: không có khói muội, không làm đen nồi và bếp ít thải ra các khí độc, không làm cay mắt, khó thở, không nóng bức. - Thuận tiện: bắt cháy ngay khi châm lửa, dễ điều chinh ngọn lửa và tắt bếp. - Hiệu suất cao: bếp được chế tạo và sử dụng đúng có thể đạt hiệu suất 60%. - Lượng các chất đốt tương đương với khi sinh học khi dùng để đun: 74
Bảng 1.5. Lượng các chất đốt tương đương với khi sinh học khi dùng để đun Hiêu suất Lượng tương Chất đốt Đơn vị Nhiệt trị (kcal) Loại bếp (%) đương Khi sinh học m3 4.700 Bếp biogas 60 1m3 Rơm rạ kg 3.300 Bếp kiềng 11 8,10kg Củi kg 3.800 Bếp kiềng 17 4,37kg Than cùi kg 6.900 Bếp lò 28 1,46kg Than cám kg 5.000 Bếp lò 28 2,01 kg Phân trâu bò kg 2.100 Bếp kiềng 11 12.21kg Dầu hỏa Lít 9.100 Bếp bấc 45 ũ,69kg Điện kWh 860 Bếp điện 70 4,68kWh Khi hóa lỏng kg 10.900 Bếp gas 60 0,43kg So sánh đèn khí sinh học và đèn dầu hỏa. Bảng Ỉ.6. So sánh đèn khí sinh học và đèn dầu hỏa Suất tiêu thụ Lượng khí thay thế Loại đèn (lít/giờ) dầu (m Vlít) Đ èn biogas 70.00 Đ èn m ạn g dầu hỏa 0,123 1,79 Đ èn tọa đăng Thăng Long 0,05 0 ,72 Sử dụng đèn biogas không những phục vụ sinh hoạt mà còn phục vụ sản xuất. Ở Trung Quốc, người ta dùng đèn biogas để nuôi tằm vì chúng đòi hỏi ánh sáng và nhiệt độ 75
thích hợp. Chiếu sáng bằng đèn biogas làm cho kén hình thành sớm hơn 4-6 ngày, chất lượng kén tốt hơn, năng suất tăng khoảng 30%. * Chạy động cơ đốt trong: Các loại động cơ đốt trong dùng xăng hoặc dầu đều có thể cải tạo để dùng biogas thay thế, hoặc vẫn dùng xăng dầu như cũ. Do vậy có thể dùng biogas để phát điện, bơm nước, chế biến sản phẩm hoặc chạy ô tô, máy kéo (bảng 1.7). Bảng 1.7. Sử dụng KSH để chạy động cơ Mục đích sử dụng Lượng khí tiêu thụ Chạy động cơ xăng 0,4 - 0,5 m3/CV Chạy động cơ diezen 0,45 m3 v /c Phát điện 0,60 - 0,70 m3 c v / * Cấu tạo và hoạt động của bếp biogas. Bộ phận chủ yếu cùa một bếp biogas, cũng như một bếp khí nói chung là thiết bị đốt. Thiết bị đốt của bếp biogas áp suất thấp (vài cm tới vài chục cm cột nước) bao gồm những yếu tố chính: Bộ phận đưa khí và không khí vào bếp: Bộ phận này gồm có một vòi phun và những lồ không khí. Đầu vòi phun có lỗ phun với tiết diện hẹp so với ống dẫn khí. Thông thường với bếp nhỏ đùng trong sinh hoạt thì lỗ phun có đường kính 2 - 3 mm. Khi khí phun qua lỗ phun có tiết diện hẹp được tăng tốc và tạo thành một dòng phun mạnh. N hờ vậy nó kéo theo 76
không khí bên ngoài thổi vào thiết bị qua những lỗ. Điều chỉnh độ mở của các lỗ không khí hoặc vị trí tương đổi giữa đầu vòi phun và lỗ không khí sẽ đạt được tỷ lệ không khí và khí thích hợp cho sự cháy đạt hiệu suất tốt nhất. Buồng pha trộn: Điều kiện cơ bản đối với phòng cháy của các chất khí là khí phải được trộn với không khí (ô xy) cần thiết để cho phản ứng cháy có thể xảy ra. Sự pha trộn này được thực hiện ở buồng pha trộn. Nhiệm vụ của nó là hòa lẫn khí và không khí thành một hỗn hợp đồng nhất và phân bố đều vận tốc của dòng hỗn hợp. Bộ phân phối: Bộ phân phối thường có các lỗ đốt. Nhiệm vụ của bộ phân phối là phân phối để hỗn hợp cho các lỗ đốt và đảm bảo cho sự cháy cùa hồn hợp tại các lỗ đốt được ổn định. M uốn vậy các lỗ đốt phải được tính toán sao cho tốc độ của dòng hỗn hợp khí phun ra lớn hơn tốc độ lan truyền sự cháy cùa khí để tránh không cho ngọn lừa cháy lùi vào buồng pha trộn. Chúng cũng phải được lựa chọn sao cho vận tốc của dòng hỗn hợp phun ra k h ô n g quá lớn khiến cho ngọn lửa bị bốc khỏi lỗ đốt và tắt. Để đảm bảo nhừng yêu cầu trên đối với bếp khí sinh học, các lỗ đốt thường có đường kính l-5m m đặt cách nhau không quá 20mm và số lỗ được xác định sao cho tổng diện tích lỗ đốt gấp diện tích lỗ phun khoảng 80-200 lần. * Sừ dụng bếp khí sinh học: Sau khi nổi bếp với đường ống dẫn khí, phải dùng khóa lại để tránh khí thoát ra gây lãng phí. 77
Việc điều chỉnh bếp khi sử dụng được tiến hành như sau: - Đóng hoàn toàn cửa và điều chỉnh không khí. - Châm lửa mồi và đưa lại gần các lỗ đốt. - Mở khóa cho khí vào bếp (có thể mờ hoàn toàn), khí sẽ bốc cháy ở lỗ đốt. - Đặt dụng cụ đun lên bếp. Ngọn lửa sẽ cháy yếu và dài có thể chùm ra cả cạnh nồi, xong. - Từ từ mở cửa điều chinh không khí để cho thêm không khí vào cho tới khi bếp cháy phát ra tiếng xì xì. - Điều chỉnh khóa khí phối hợp với cả điều ch ỉn h không khí để đạt được ngọn lửa cháy xanh lơ, cao khoảng 25-30mm, đầu ngọn lửa chạm vào đáy nồi. Chế độ cháy như vậy là tốt nhất, đạt hiệu suất cao nhất (60%) * Những hiện tượng trục trặc của bếp. Khi bếp khí sinh học hoạt động có thể xẩy ra là những hiện tượng trục trặc: - Ngọn lửa dài và yếu, sự cháy bắt đầu ờ xa lỗ đốt hoặc không bốc cháy được. Nguyên nhân là do cung cấp không khí và áp suất khí chưa đúng, c ầ n đặt nồi lên bếp và điều chình không khí, điều chỉnh van khí để đạt điều kiện thích hợp. - Ngọn lửa cháy nhỏ có thể do lỗ phun bị tắc một phần hoặc áp suất khí yếu, hoặc lỗ đốt bị tắc một phần. - Ngọn lừa chập chờn, áp suất khí không ổn định, là do dường Ống khí có nước dụng. - Ngọn lửa có sức đỏ hoặc vàng là do có quá nhiều không khí hoặc quá ít khí. 78
- Khí không cháy được là do chất lượng khí kém (quá nhiều nguyên liệu, quá nhiêu nước tiểu hoặc có các độc tổ...) c) Thiết bị đèn biogas - Cấu tạo và hoạt động của đèn khí sinh h ọ c Ngọn lửa biogas có màu xanh nhạt, phát sáng yếu, vì vậy muốn phát sáng mạnh, người ta phải dùng mạng như dèn “ măng sông” dùng dâu hỏa. Các loại mạng dùng cho đèn dầu đều có thể sử dụng cho đèn khí. Đèn có độ đốt tương tự như bếp ở đầu đốt (thường gọi là tổ ong) có bọc thêm mạng. Khi khí cháy, mạng được nung nóng và phát ra ánh sáng trang. Các loại đèn tiêu thụ 0,10- 0,15m? khí trong 1 giờ có thể cho độ sáng tương đương đèn điện 60-100W . Ở áp suất cao, đèn phát sáng mạnh. Khi áp suất giảm, độ sáng có giảm đi, ngả sang mầu vàng. Thông thường đèn chỉ sáng ở áp suất trên 30cm cột nước. - Sử dụng bảo quản đèn Khi lấp mạng mới, cần căng mạng ra, tạo thành một quả cầu rỗng đều đặn. Sau dó buộc mạng vào tổ ong. Đ ưa ngọn lửa lại gần mạng, ở phía bên cạnh để tránh khỏi làm đen mạng, khí sẽ bắt lửa và bốc cháy. Đợi cho đèn sáng đều toàn bộ. Thường sau vài phút mạng sẽ bừng sáng rực rỡ sau khi phát ra tiếng nổ nhỏ. Sau dó diều chinh van, vị tri VÒI phun cho đen cháy sáng nhất. N hững lần sau thường không cần điều chỉnh vị trí vòi phun nữa. 79