مضخة هواء البيوجاز

أنواع منفاخات هواء الغاز الحيوي

يُعد منفاخ هواء الغاز الحيوي عنصرًا حيويًا في محطات الغاز الحيوي. تستخدم محطات الغاز الحيوي منفاخات الهواء لتعزيز الهضم اللاهوائي وزيادة عوائد الغاز الحيوي. تحتاج جميع محطات الغاز الحيوي تقريبًا إلى منفاخ هواء واحد على الأقل.

له منفاخ هواء الغاز الحيوي استخدامات مختلفة. بشكل عام، يُستخدم لضخ الهواء في الركيزة لتعزيز عملية التخمير. تشمل بعض التطبيقات الأخرى لمنفاخات الغاز الحيوي تفريغ الغاز الحيوي، ونقل الركيزة، وتنفيس محطة الغاز الحيوي.

يحتوي الهواء، كونه مادة خام، على الأكسجين الذي يساعد على تحلل المواد العضوية في مُحَلِّل الغاز الحيوي. تزدهر البكتيريا اللاهوائية على المواد العضوية، مُشكّلة المزيد من الغاز الحيوي. يشجع وجود الهواء على وجود مجتمع بكتيري صحي. مع تحلل المزيد من البكتيريا للمادة، يُنتج المزيد من الغاز الحيوي، وهو الغرض الرئيسي من تركيب مضخات الغاز الحيوي.

بعد تحلل المواد العضوية، سيخرج الهواء من خلال المخرج. إنه الهواء الذي يشكل الرواسب التي ستخرج من مُحَلِّل الغاز الحيوي. لاحظ أن الهواء عند المخرج خالٍ من الأكسجين لأن معظم الأكسجين قد استهلكته البكتيريا. ستكون الرواسب غنية أيضًا بالميثان، المكون الرئيسي للغاز الحيوي. يمكن بيع هذه الرواسب كسماد، ومن المهم أن تكون غنية بالميثان.

استنادًا إلى مبادئ التشغيل، تُصنف منفاخات الغاز الحيوي إلى ثلاثة أنواع مميزة: الديناميكية، والإزاحة الإيجابية، ومنفاخات التجديد.

• منفاخات ديناميكية

  منفاخات ديناميكية هي مضخات هواء مركزية تزيد من ضغط الهواء عن طريق تقليل المساحات المقطعية في الدوار. تولد سرعات دوران دواراتها أحجام تدفق هواء عالية لتلبية احتياجات الهواء في مُحَلِّلات الغاز الحيوي. تتمتع منفاخات ديناميكية بسرعات عالية، واحتياجات صيانة منخفضة، وعمر افتراضي طويل. ومع ذلك، قد تكون منفاخات ديناميكية ذات ضغوط أقل مقارنة بالأنواع الأخرى.

• منفاخات الإزاحة الإيجابية

  تدفع مضخات الإزاحة الإيجابية حجمًا ثابتًا من الهواء لكل دورة. توفر ضغطًا ثابتًا بغض النظر عن تغييرات تدفق الهواء. تجعل هذه الميزة مضخات الإزاحة الإيجابية مثالية لتطبيقات الغاز الحيوي التي تتطلب التحكم الدقيق في الضغط. الأنواع الشائعة هي مضخات اللولب، والفصوص، والعجلة.

• منفاخات التجديد

  تعمل منفاخات التجديد عن طريق حبس الهواء في عجلة ودفعه للخارج من خلال مُوزّع. تتميز بتصميمها المُدمج، واحتياجات صيانة منخفضة، ومستويات ضوضاء أقل. لكن قد لا تكون منفاخات التجديد فعالة مثل منفاخات الإزاحة الإيجابية في التعامل مع الضغوط العالية.

المواصفات والصيانة

تختلف مواصفات منفاخ هواء الغاز الحيوي اعتمادًا على التصميم والتطبيق المقصود. من أهم المواصفات التي يجب ملاحظتها هي سعة الضغط، ومعدل التدفق، واستهلاك الطاقة، ودرجة الحرارة التشغيلية.

• سعة الضغط: يشير هذا إلى قدرة المضخة على تحمل الضغط. يُعبّر عنها عادةً بالجنيه لكل بوصة مربعة أو PSI. يتمتع منفاخ ضغط الغاز الحيوي Genova بالقدرة على العمل في نطاق 30 PSI. يمكن أن يتحمل حتى نطاق 50 PSI في بعض سيناريوهات الحالة.
• معدل التدفق: يُشير هذا إلى كمية الهواء التي تدفعها المضخة خلال دقيقة واحدة. يُقاس بالقدم المكعبة في الدقيقة أو CFM. على سبيل المثال، معدل تدفق الغاز الحيوي Genova هو 220 CFM. ستقلل المضخات ذات معدل التدفق الأعلى من الميثان بشكل أسرع بشكل عام.
• استهلاك الطاقة: هذه هي كمية الكهرباء التي ستستخدمها المضخة أثناء التشغيل. تُذكر بالواط وقد تختلف حسب حجم المضخة والمحرك الذي يديرها. سيعتمد استهلاك الطاقة لمنفاخ هواء الغاز الحيوي أيضًا على الضغط ومعدل التدفق الذي تعمل به في وقت معين.
• درجة الحرارة التشغيلية: يعمل منفاخ هواء الغاز الحيوي بشكل جيد في درجة حرارة تشغيل تتراوح بين -22 و 140 درجة فهرنهايت. يمتلك أداءً حراريًا وِمَحَات ذاتية التشحيم، مما يعزز تبديد الحرارة. يساعد ذلك على إطالة عمر المحرك.

الصيانة

تحافظ الصيانة الدورية على عمل منفاخات الهواء بشكل جيد وتضمن عمرًا افتراضيًا طويلًا. فيما يلي بعض نصائح الصيانة:

• افحص الأنابيب المُرفقة بالمضخة. تحقق من وجود أي تسريبات أو تركيبات فضفاضة.
• فكر في استخدام كاتم صوت لتقليل مستويات الضوضاء من مضخة المنفاخ.
• قم بتشحيم الأجزاء المتحركة من المضخة لتسهيل الحركة السلسة وتقليل الاحتكاك.
• احتفظ بالمضخة نظيفة دائمًا. عادةً ما تتعرض مضخات الغاز الحيوي لمسببات الأمراض ومُلوّثات مختلفة. سيمنع تنظيفها دخول الأوساخ إلى الأجزاء الداخلية للمضخة.
• قم بتقييم أداء المضخة من وقت لآخر. احتفظ بسجل للمناطق الحرجة لوظائف الماكينة مثل الضغط ودرجة الحرارة ومعدل التدفق. يمكن أن يساعد ملاحظة أي تغييرات في هذه المناطق على اكتشاف المشكلات. يمكن أن يمنع الكشف المبكر حدوث مشكلات أكبر لاحقًا.

سيناريوهات

يُستخدم منفاخ هواء الغاز الحيوي في العديد من التطبيقات في مختلف الصناعات. فيما يلي بعض هذه سيناريوهات الاستخدام المناسبة:

• الهضم اللاهوائي: تلعب مضخات الغاز الحيوي دورًا حاسمًا في إدارة عمليات مُحَلِّل الغاز الحيوي اللاهوائي. فهي تساعد في الحفاظ على خلط مُحَلِّل الغاز الحيوي ودرجة حرارته. أيضًا، تساعد المضخات في منع تراكم الرواسب وتكوين طبقات مثبطة. يعزز هذا نشاط الكائنات الدقيقة ويعزز توليد الغاز الحيوي بشكل ثابت.
• نقل الغاز الحيوي: تدعم مضخات الغاز الحيوي نقل الغاز الحيوي المُنتج في مرافق معالجة النفايات، والمقالب، والمواقع النائية الأخرى إلى مرافق المعالجة المركزية. يسمح ضغط الغاز الحيوي بمساعدة المضخات بنقل الغاز لمسافات طويلة عبر خطوط الأنابيب. يقلل هذا من تسرب الغاز بينما يزيد من محتواه من الطاقة. تدعم مضخات الغاز الحيوي أيضًا حقن الغاز الحيوي في شبكة الغاز الطبيعي. تشير شبكة الغاز الطبيعي إلى شبكة خطوط الأنابيب المستخدمة لنقل الغاز الطبيعي.
• توليد الطاقة: تُستخدم مضخات الغاز الحيوي على نطاق واسع في أنظمة توليد الطاقة. على سبيل المثال، تُستخدم في التغذية الفعالة للغاز الحيوي إلى محركات الغاز، والتوربينات الغازية، أو خلايا الوقود. هذه هي أجهزة التحويل التي تُحوّل الغاز الحيوي مباشرةً إلى كهرباء. تُضغط مضخة الغاز الحيوي الغاز الحيوي إلى الضغط المطلوب للأداء الأمثل لأجهزة التحويل. نتيجة لذلك، تعمل بكفاءة عالية، وتُكثّف عائد الطاقة.
• ضخ الركيزة: تُستخدم مضخات الغاز الحيوي أيضًا لتغذية الركيزة في مُحَلِّلات الغاز الحيوي اللاهوائية. تُسهّل هذه المضخات نقل المواد العضوية، مثل ركائز النفايات، أو المواد الخام، أو الرواسب، إلى مُحَلِّلات الغاز الحيوي. يساعد ذلك على تحسين عملية الهضم ويضمن إمدادًا ثابتًا من الركيزة لإنتاج الغاز الحيوي.
• الخلط والدوران: تُشجع مضخات الغاز الحيوي على الخلط والدوران داخل مُحَلِّلات الغاز الحيوي اللاهوائية. تُوزع المواد العضوية المُهضومة، وتُجانس محتوى المُحَلِّل، وتُمنع الطبقية. يُحسّن الدوران نقل الحرارة داخل المُحَلِّل، مما يدعم بيئة مواتية موحدة للنشاط الميكروبي الذي يُعزز إنتاج الغاز الحيوي.

كيفية اختيار منفاخات هواء الغاز الحيوي

خذ بعين الاعتبار العوامل التالية عند اختيار منفاخات هواء الغاز الحيوي:

• نوع منفاخ هواء الغاز الحيوي:

  افهم قابلية تشغيل مختلف مضخات الغاز الحيوي واختر واحدة تلبي احتياجات التطبيق. على سبيل المثال، قد يُفضل ضاغط اللولب بسبب موثوقيته وكفاءته إذا كان هناك متطلب تشغيل متكرر.

• سعة ومتطلبات الضغط:

  حدد معدل التدفق والضغط المطلوبين بناءً على حجم منشأة الغاز الحيوي والتطبيق المحدد. تأكد من أن منفاخ الهواء المحدد يمكنه تلبية هذه المتطلبات.

• كفاءة الطاقة:

  نظرًا لأن تكاليف التشغيل تشكل مصدر قلق كبير، يمكن أن يساعد اختيار منفاخ هواء الغاز الحيوي المُوفر للطاقة في تقليل النفقات على المدى الطويل.

• مستوى الضوضاء:

  خذ بعين الاعتبار مستوى ضوضاء المنفاخ، خاصةً إذا كان سيتم وضعه بالقرب من المباني المُشغّلة أو في منطقة سكنية. اختر منفاخًا يعمل بمستوى ديسيبل أقل لتقليل التلوث الضوضائي ومنع الشكاوى المحتملة من السكان القريبين.

• متطلبات الصيانة:

  قم بتقييم متطلبات الصيانة لمنفاخ الغاز الحيوي المحدد. ضع في اعتبارك عوامل مثل توفر فنيي الصيانة وقطع الغيار في المنطقة المحلية. يمكن أن يقلل اختيار منفاخ ذو دعم صيانة سهل الوصول إليه من وقت التوقف ويضمن الصيانة في الوقت المناسب.

• بيئة التشغيل:

  اختر منفاخ غاز حيوي مناسب لبيئة التشغيل. على سبيل المثال، اختر منفاخًا يحتوي على مواد ومكونات مقاومة للتآكل إذا كان سيتم تعريضه لظروف بيئية قاسية، مثل الرطوبة العالية أو المواد الكيميائية المُسببة للتآكل.

• التكلفة:

  خذ بعين الاعتبار تكلفة الشراء الأولية وتكاليف التشغيل والصيانة المستمرة لمنفاخ الغاز الحيوي. يُحسّن من تكلفة دورة الحياة الإجمالية من خلال اختيار منفاخ فعال من حيث التكلفة لموازنة الاستثمار الأولي والنفقات التشغيلية على المدى الطويل.

أسئلة وأجوبة حول منفاخ هواء الغاز الحيوي

س1: ما هو ضغط منفاخ الغاز الحيوي؟

ج1: يعتمد الضغط الذي تُنتجه مضخة أو منفاخ الغاز الحيوي على النوع والتصميم. يمكن أن يكون بين 2 كيلو باسكال (0.02 بار) و 98 كيلو باسكال (0.98 بار). تم تصميم بعض المضخات لإنشاء ضغط محدد لعمليات التخمير معينة.

س2: هل يمكن لمنفاخ هواء الغاز الحيوي التعامل مع الهواء الرطب؟

ج2: نعم، تم تصميم مضخات الغاز الحيوي للعمل مع الغاز الرطب والمُسبّب للتآكل. ومع ذلك، يُنصح باستخدام مُفصّل لفصل الرطوبة عن هواء المخرج، حيث يمكن أن يُحسّن هذا من الأداء ويُطيل عمر المضخة.

س3: ما هو معدل تدفق هواء مضخة الغاز الحيوي؟

ج3: تتمتع مضخات الغاز الحيوي بمعدلات تدفق هواء مختلفة اعتمادًا على النوع والحجم. يتراوح عادةً من 2 متر مكعب / ساعة إلى 50 متر مكعب / ساعة. تم تصميمها بشكل عام لتلبية احتياجات تدفق الهواء لمعظم خزانات المُحَلِّل.

س4: كم يدوم منفاخ هواء الغاز الحيوي؟

ج4: يعتمد عمر منفاخ أو مضخة الغاز الحيوي على العديد من العوامل، بما في ذلك مادة البناء، وتكرار الاستخدام، ودرجة الحرارة التشغيلية، وتكوين الغاز، والصيانة، وما إلى ذلك. يمكن أن تدوم معظم مضخات الغاز الحيوي عالية الجودة لمدة تصل إلى 20,000 ساعة مع الصيانة الدورية.

س5: هل تحتاج مضخة الغاز الحيوي إلى صيانة؟

ج5: نعم، يحتاج هذا الجهاز إلى صيانة لضمان عمله بشكل جيد ويدوم لفترة طويلة. عادةً ما يوصي الموردون بالفحوصات الروتينية، والتنظيف، وتشحيم الأجزاء المتحركة، والتحقق من وجود تسريبات وإحكام صمامات.