Kas yra biodujų dizainas?

Biodujų dizainas skiriasi priklausomai nuo turimų medžiagų ir gamybos masto. Biodujos yra biokuro rūšis, susidaranti bakterijoms anaerobiškai arba be deguonies skaidant organines medžiagas. Organinėms medžiagoms paprastai priskiriamos gyvūnų ir augalų atliekos, energetiniai augalai arba javai, auginami specialiai kuro gamybai. Šio proceso metu susidariusios dujos gali būti naudojamos šildymui arba, koncentruotos, transporto priemonės varymui. Nors biodujų konstrukcija skiriasi detalėmis, dauguma biodujų įrenginių turi panašius pagrindinius komponentus, įskaitant katilą ir dujų laikiklį.

Viryklė yra hermetiška talpa, į kurią išmetamos ir skaidomos atliekos, o dujų laikiklis yra rezervuaras, kuris surenka srutų išskiriamas dujas. Viryklės bake esančios bakterijos skaido atliekas, o joms skaidant išsiskiria dujos, tokios kaip anglies monoksidas, metanas, vandenilis ir azotas. Siekiant palengvinti greitą skilimą ir optimalią dujų gamybą, bako temperatūra yra nuo 29°C iki 41°C (84.2°F-105.8°F). Geriausia laikyti srutas rezervuare esant šiek tiek šarminiam pH, kad būtų užtikrintas greitesnis skilimas. Bandant neutralizuoti suspensiją, medžiaga bus linkusi išskirti daugiau rūgštinio anglies dioksido, pageidaujamo skilimo produkto.

Per slėginę sistemą į katilą išleidžiamos dujos yra nukreipiamos į angą dujų laikiklio būgne. Dujų laikiklio biodujų konstrukcija yra specializuota taip, kad dujos galėtų laisvai tekėti į laikiklį, o panaudotoms dujoms nepatektų atgal į katilą arba į išorinę aplinką. Tai svarbu ir dėl efektyvumo, ir dėl saugumo, nes daugelis šių dujų yra degios ir gali sukelti sprogimą, kai susimaišo su deguonimi ar kitomis dujomis. Srutos rezervuare taip pat turi būti retkarčiais pamaišomos, kad ant atliekų nesusidarytų kieta pluta. Pluta gali sulaikyti dujas srutoje ir trukdyti mašinoms panaudoti dujas.

Biodujų konstrukcija gali skirtis priklausomai nuo reikalingo dujų kiekio, turimų atliekų kiekio ir nuo to, ar katilas skirtas tiekti periodiškai, ar nuolat. Serijinio padavimo sistemose dažniausiai naudojamos kietosios atliekos, kurios į rezervuarą įpilamos dalimis, o nepertraukiamo tiekimo modeliuose skysčiai nuolat tiekiami į viryklą. Biodujų konstrukcija gali pastatyti gamyklą virš žemės arba po žeme, nors abu modeliai turi privalumų ir trūkumų. Antžeminę biodujų gamyklą lengviau prižiūrėti ir ji gali gauti naudos iš saulės energijos, tačiau reikia daugiau investicijų į statybą, nes ji turi būti pastatyta taip, kad atlaikytų vidinį viryklės slėgį. Požeminę biodujų gamyklą pigiau statyti ir lengviau maitinti, tačiau sunkiau valyti ir remontuoti.

Dėl aplinkosaugos ir ekonominių priežasčių dažnai pirmenybė teikiama biodujoms, o ne iškastinio kuro energijos šaltiniams, tokiems kaip nafta ar anglis. Didėjanti anglies koncentracija atmosferoje tapo pagrindine visuotinio atšilimo problema. Nors ir biodujos, ir iškastinis kuras išskiria anglį, iškastinis kuras išskiria anglį, kuri daugelį metų buvo palaidota senovės biomasėje ir veiksmingai pašalinta iš anglies ciklo. Biodujų gamybos ir naudojimo metu išsiskirianti anglis organinių medžiagų pavidalu buvo kaupiama visai neseniai ir vis dar yra ciklo dalis. Todėl, kai išsiskiria, jis nesukelia tiek daug anglies koncentracijos atmosferoje sutrikimų.

Biodujų gamybos šalininkai taip pat teikia pirmenybę biodujoms, o ne iškastiniam kurui, nes tai nebrangus atsinaujinantis energijos šaltinis, kuriame naudojamos kitaip švaistomos medžiagos. Biodujų projektavimas gali būti pritaikytas mažoms vietoms, todėl tai yra perspektyvus pasirinkimas besivystančių šalių regionams. Biodujų dizaino kritikai teigia, kad maistiniai augalai, auginami biodujų gamybos tikslais, sukurs pasaulinį maisto trūkumą. Biokuras taip pat gali sukelti miškų naikinimą, vandens taršą, dirvožemio eroziją ir neigiamą poveikį naftą gaminančioms šalims.