Зелёная химия – новое мышление Получение биогаза из органических веществ

Зелёная химия – новое мышление

Получение биогаза из органических веществ

                                                                                   Выполнил:

Янькин Иван

МНБОУ «Лицей № 76»

 2 класса Б

           Руководитель: Мальцева Ольга Витальевна

           Учитель начальных классов

Новокузнецк

2014 г

Содержание

1. Введение                                                                         с.3

2. Теоретическая часть                                                      с.3-4

3. Практическая часть                                                        с.5

4. Заключение                                                                     с.5-6

5. Список использованнойт литературы                          с.7

Введение

Объект исследования – биогаз

Предмет исследования – пищевые и растительные отходы

Цель – получение горючего вещества

Гипотеза – при процессе брожения и отсутствия воздуха в герметичной ёмкости образуется биогаз

Методы исследования – использование органических отходов в закрытом вакууме путём давления

Обоснование выбранной темы – рациональное использование отходов. Возможное использование биомассы для получения жидкого и газообразного топлива (биогаза). Полезность и предотвращение загрязнения и заражения почвы и воды вредными и опасными бактериями.

Теоретическая часть

Наиболее распространенный способ получения энергии из биомассы — анаэробное (без доступа кислорода) сбраживание отходов. Получающиеся в результате этого процесса продукты— биогаз и перебродившая полужидкая масса — представляют собой большую ценность как газообразное топливо и органическое удобрение.

Меня заинтересовал процесс появления горючего газа в  природных условиях. На пример путём гниения растительности на болоте, пищевых и животноводческих отходов.

Биогаз содержит метаносодержащие газы, которые образуют разложение органической массы. В зависимости от источника получения биогазы делятся на три основных вида:

      - газ метантенков, получаемый на городских очистных канализационных сооружениях

      - биогаз, получаемый в биогазовых установках при сбраживании отходов сельскохозяйственных производств

• газ свалок, получаемый на полигонах отходов, содержащих органические компоненты 

                         Схема биогазовой установки в Голландии

             Практическая часть

В данной работе  представлен мини-проект получения биогаза путём сбраживания органических отходов.

Для своего опыта я приготовил следующий материал:

 -ёмкость (бродильная камера) герметичная 5л.,

-шланг для вывода газа из ёмкости в сухую камеру (воздушный шар),

 -отходы пищевые и растительного происхождения (фасоль, картофель, водоросли, остатки еды).

Все отходы поместил в бродильную камеру (пластиковая бутыль) и залил обычной водой. В крышке сделал отверстие и вывел трубку в сухую камеру (воздушный шар). Во избежание попадания воздуха в ёмкость с отходами, загерметизировал её.

Далее бродильную камеру  поместил в тёплое места, для улучшения эффекта брожения и гниения. В данном случае поместил её у батареи. Для отхода газов трубку закрепил в вертикальном положении на расстоянии 1, 5 метров от ёмкости. При отсутствии кислорода и брожении методом давления пузырьки газа поднимаются вверх и поступают в сухую камеру (в  воздушный шар).

Через три часа заметил  первые признаки брожения и разбухания растительных и пищевых отходов. По истечении суток сухая камера начала менять свою форму, шар стал увеличиваться.

С каждым днём форма шара становиться всё больше и больше.

Через две недели  заметил плесень зелёного цвета, брожение перешло  в стадию гниения растительных и пищевых отходов. Исходя из объема сухая камера наполнилась газом на ½ часть.

 Спустя один месяц отходы полностью поменяли цвет, масса стала однородной коричнево-зеленоватого оттенка. Сухая камера заполнилась полностью – шар надут.

В процессе гниения растительных и пищевых отходов в сухой камере (воздушный шар) накапливается газ, который является биотопливом.

После отсоединения сухой камеры с газом от бродильной камеры, проверяем наличие скопившегося биогаза.

К свободному концу трубки от сухой камеры подвожу зажженную спичку

и выпускаю газ через трубку. В результате чего происходит горение. Я увидел исходящее пламя, как доказательство эксперимента.

Заключение

Я рассмотрел технологии получения этих газов, их состав, методы подготовки биогаза.  Биогаз обладает широким спектром использования, который я коротко рассмотрел в этой работе. Во время сбраживания органических отходов развивается микрофлора, которая последовательно разрушает эти вещества до кислот и под действием метанообразующих бактерий превращаются в газообразные продукты — метан и углекислоту.

Условия получения биогазов и наличие в их составе вредных примесей требуют необходимую обработку биогаза перед использованием в тепловых установках. Для обеспечения безопасности, а также безопасной работы персонала газ должен быть предварительно очищен от вредных компонентов.

Итак, биогаз - относительно простое экономичное получение топлива из отходов и ненужного сырья. Данный газ используется в газовых двигателях и вентиляторах,  для различных сельскохозяйственных сушилок (сушка зерна), обогрев теплиц, и фермерского хозяйства.

После получения биогаза на сельскохозяйственных установках обработанный навоз используют в качестве удобрений. Метановое сбраживание навоза обеспечивает его уничтожение способности семян сорных растений к всхожести, перевод удобрительных веществ в легкоусвояемую растениями минеральную форму. При этом питательные (для растений) вещества - азот, фосфор и калий - практически не теряются.

В современном мире в европейских странах эксплуатируются газовые тепловые насосы на легковых автомобилях такие как Пассат, Поло, Фольксваген. Лидером по использованию биометана в качестве топлива для автомобилей является Швеция. Биогаз обычно продаётся в смеси с природным газом.

Список использованной литературы

1. Благутина В.В. Биоресурсы // Химия и жизнь - 2007. - №1. - С. 36-39

2. Малофеев В.М. Биотехнология и охрана окружающей среды: Учебное пособие. - М.: Издательство Арктос, 1998. - 188 с.

3. Мариненко Е.Е. Основы получения и использования биотоплива для решения вопросов энергосбережения и охраны окружающей среды в жилищно-коммунальном и сельском хозяйстве: Учебное пособие. - Волгоград: ВолгГАСА, 2003. - 100 с.

4. Стребков Д.С., Ковалев А.А. Биогазовые установки для обработки отходов животноводства. // Техника и оборудование для села - 2006. - №11. - С.28-30