عنوان

طراحی وساخت راکتور آزمایشگاهی تولید کمپوست جهت مطالعه گازهای خروجی در فرآیند تولید کمپوست

‭۴۱۴۹پ‬

per

طراحی وساخت راکتور آزمایشگاهی تولید کمپوست جهت مطالعه گازهای خروجی در فرآیند تولید کمپوست

/داود داداشی

دانشگاه تبریز: دانشکده کشاورزی، گروه مهندسی ماشینهای کشاورزی

‮‭۱۲۱‬ص‬

چاپی

کارشناسی ارشد

مکانیزاسیون کشاورزی

‮‭۱۳۹۰/۱۱/۱۹‬

هدف اصلی پژوهش حاضر طراحی و ساخت یک راکتور در مقیاس پایلوت از نوع خود گرمکنی به منظور شبیه‌صسازی و مطالعه سیستماتیک فرآیند تولید کمپوست می‌صباشد.راکتور طراحی و ساخته شده دارای سه مخزن استوانه‌صای) مخزن داخلی، مخزن خارجی، مخزن پایه ( می‌صباشد .مخزن استوانه‌صای داخلی آن از جنس پلی-اتیلن با ضخامت ‮‭۵۰‬ میلی متر و مخازن دیگر از جنس فلز با ضخامت ‮‭۲‬ میلی متر می‌صباشد .مخزن داخلی که مواد اولیه)ضایعات ارگانیک (در داخل این مخزن ریخته می‌صشود دارای حجم ‮‭۲۱۱‬ لیتر و ارتفاع ‮‭۷۰۰‬ میلی متر با قطر داخلی ‮‭۶۲۰‬ میلیمتر و دارای یک لوله جهت توزیع هوا از طرف مرکز مواد می‌صباشد .مونتاژ این سه مخزن بر روی هم موجب ایجاد یک لایه عایق هوایی به ضخامت ‮‭۱۰۰‬ میلی متری در اطراف مخزن داخلی می‌ص‍ شود .مخزن پایه نیز دارای یک محفظه هوایی به منظور جریان یافتن هوا از کف مخزن داخلی با ارتفاع ‮‭۱۰۰‬ میلی متری برای مطالعه روش هوادهی معمول) توزیع هوا از کف مخزن داخلی(می‌صباشد .در این راکتور به منظور آنالیز گازهای خروجی) دی‌صاکسیدکربن، مونواکسیدکربن، آمونیاک و اکسیژن (از فرآیند و دمای مواد و ثبت مقادیر آنها و اعمال کنترل موردنظر از حسگرهای مربوطه متصل به یک شبکه الکترونیکی استفاده گردید .راکتور مورد نظر با طراحی مخازن جداگانه دارای قابلیت انعطاف کاربردی بوده و می‌صتواند جهت مطالعه فرآیند تولید کمپوست به صورت غیرفعال،) شبیه مقیاسهای واقعی و نفوذ هوا از دیواره‌صهای جانبی (، اثر فشار ناشی از ارتفاع مواد و تولید کمپوست به صورت غیر هوازی) بیوگاز (به کار برده شود .بیوراکتور ساخته شده با روش هوادهی جدید) توزیع هوا از مرکز مواد (به منظور تعیین حالت بهینه کارکردی مورد ارزیابی قرارگرفت . برای ارزیابی راکتور مخلوطی از مواد :کاه، گندم، ضایعات شهری و کود گوسفندی با نسبت =‮‭۳۰C/N‬ استفاده گردید.در طی فرآیند از هر‮‭۱۵‬ ،‮‭۲۰‬ ،‮‭۴۵‬ ،‮‭۵۵‬ ، دقیقه در هر ساعت،طی تیمارهای مجزا، هوا در داخل مواد چرخش داده شد .بررسی‌صها نشان داد که سیستم از لحاظ آنالیز گاز، بخشهای کنترل الکترونیکی) سخت افزاری و نرم افزاری (و پایش فرآیند در وضعیت مناسبی قرار دارد .همچنان نتایج حاکی از آن بود که هر چند روش هوادهی مورد نظر موجب یکنواختی توزیع دمایی و اکسیژن در داخل مواد می‌صگردد اما به دلیل ایجاد گرادیان رطوبتی در مرکز مواد، مانع از دست‌صیابی کامل به فاز ترموفیلیک می‌صشود و بهتر است روش هوادهی از طریق محفظه هوایی زیر مخزن از طریق صفحات سوراخ دار) با مقایسه کارهای انجام شده سایر محققان در این زمینه و پیش‌صبینی شده در این راکتور (استفاده گردد .بررسی شرایط دمایی مقاطع مختلف راکتور در ارتباط با زمانهای چرخش ذکر شده نشان داد که به منظور ایجاد یکنواختی در وضعیت دمایی داخل راکتور و کنترل و ثبت دقیق مقادیر گازهای خروجی، از زمان ‮‭۴۵‬ دقیقه چرخش هوا در یک ساعت و یا چرخش مداوم استفاده صگردد علاوه بر موارد ذکر شده برای عملکرد دقیق و بهینه حسگرهای گاز بهتر است با کاربرد دبی‌صسنج های دقیق، نرخ گاز عبوری از واحد آنالیز گاز در یک مقدار معین تثبیت گردد.

The main aim of this investigation was designing and construction of a self heating reactor in pilotscale for simulations and systematic study of dynamics of composting process.The reactor comprises three cylinderical vessels namely core vessel, outer vessel and base vessel. The core vessel is made of polyethylene with 50 mm insoultin material and the other vessel is made of sheet, metal 2 mm thick.primary Raw material (organic waste) filled in core. The value of core vessel is 204 litre and height and diametr are 700 and 620 mm respectively. Slotted pipe was used to distribute air from the center of waste material. Assembling of the vessels provided 100 mm air gap around the core vessel for thermal insoultion.base vessel has a 100(mm) air plenum. Gases (CO2, CO, NH3, O2 ) and temperature sensors were used to monitor composting process.The reactor has capability of studing of passively aerated composting process (similar to that of full scale composting facility), effects of compaction on process due to height of composting material and anaerobic composting(biogas production) process. The reactor was evaluated with aeration method mentioned above (air distribute from inside of the material) and optimum oprating point was determined. Municiple waste, straw and sheep manure mixture with a C:N ratio of 30:1 was used in this study. Air was recirculated Intermittently with 15, 20, 45, 55 mins duration for every on hr opration through different treatments. results indicate the system had a reasonable performance. But the new aeration method imposed a moisture gradiant that prevented temperature from reaching to thermophilic level inside the composting material. Comparison of the results with those of obtained by other researcher indicated that the aeriton via air plenum is still better method.The investigation of the temperature profile within composting material in conjunctio006E with during recirculation period showed that t 45 min recirculation of air every one hour as well as continuous air recirculation are both appropriate to achive the uniform temperature throughout composting material, better system control and accurate emission gases monitoring . For suitable and optimum function of gas analyser a precision flowmeter muste be used to maintain constant gas flow rate.

aeration system

gases emissionmonitoring of process

composting reactor

داداشی، دواد

قاسم‌زاده، حمیدرضا، استاد راهنما

مصری گندشمین، ترحم، استاد مشاور

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی