Enerji ve Çevre Dünyası Dergisi 143. Sayı (Temmuz-Ağustos 2018)

28 Enerji ve Çevre / Temmuz-Ağustos 2018 enerji-dunyasi.com MAKALE Çevre şartlarının ideal olduğu ve fer- mantasyon için yeterli miktarda bakteri bulunduğunu varsayarak ne dereceye kadar fermantasyon olacağı reaksiyon süresine bağlıdır, yani belli limitler içinde fermantasyon da buna bağlı olarak aza- lır. Fermantasyonun tamamlanabilmesi için gübrenin fermantörün içinde kal- ması gereken zamana alıkoyma süresi denmektedir. Bu alıkoyma süresi orta- mın sıcaklığı ve ortamdaki bakteriler için gerekli besin miktarıyla çok yakın ilişki- lidir. Pratikte normal yaş sığır gübresi eşit miktarda veya belirli oranlarda su ile karıştırılmak suretiyle optimum katı madde oranı yaklaşık olarak sağlanır. Katı madde oranı değişen iklim şartla- rına göre değiştirilmektedir. Yazın gaz üretiminin yüksek olduğu zamanlarda toplam katı madde oranı azaltılır, kışın ise çoğaltılır. Anaerobik fermantasyonu verimli bir şekilde kontrol edebilmek için bazı parametrelere ihtiyaç vardır. Bunların en önemlileri sıcaklık ve pH’tır. Anaerobik fermantörde meydana gelen reaksiyonlar bir bakteri topluluğunun aktivitesi sonucunda fermantasyon bakterilerinin en verimli şekilde çalış- masını sağlayabilmek için uygun bir sıcaklık sağlanması çok önemlidir. Belirli limitler çerçevesinde sıcaklığın artması fermantasyon hızının artmasını sağlar. En önemli husus ortam sıcaklık sabit tutabilmektir. Ani sıcaklık değişimleri 1-2°C dahi olsa metan fermantasyo- nunun kesilmesine ve yağ asitlerinin birikmesine neden olur. Uçucu asit kon- santrasyonunun çok fazla yükselmesi (pH’ın çok düşük olması) amonyak azotu konsantrasyonunun yükselmesi, metan üreten bakterileri öldürür. Bunun yanında, zirai antiseptik maddeler, özel- likle toksit olanlar bakterileri yok edebilir. Deterjanlar, ağır metallerde belli bir kon- santrasyonun üstündeki bazı tuzlar (Na Cl) anaerobik fermantasyonu önleyici etki yaparlar. Bu sebeple hammaddeye, bu gibi zararlı maddelerin herhangi bir şekilde karışmasını kesinlikle önlemek gerekir. 4. BİYOGAZIN ÖZELLİKLERİ (BIOGRAPHICAL CHARACTERISTICS) Biyogaz da endüstri ve sanayide kul- lanılan diğer gazlar gibi bir takım ken- dine özgü özelliklere sahip olmaktadır. Biyogaz hidrojen dışında diğer gaz formunda bulunan enerji kaynaklarına göre daha düşük enerji içeriğine sahip- tir. Hava içerisinde bulunduğu durumda tabana çökelmez. Bu nedenle havayla daha hızlı karışır ve havadaki oranı düşer. Bu, ani patlama ve yanma tehlikesini azaltmaktadır. Tutuşma sıcaklığının yük- sek olması bu açıdan önemli bir avantaj olarak değerlendirilmelidir. Hava içeri- sinde yanma hızı (0.25m/s) düşüktür. Bunun nedeni CO2 içermesidir. Yanması için hava içerisinde en az %5 oranında bulunmalıdır. Yanması için 1m 3 biyo- Bileşenler Sembol Yüzdelik Metan CH 4 40–70 Karbon Dioksit CO 2 30–60 Hidrojen H 2 5–10 Azot N 2 1–2 Su Buharı H 2 O 0.3 Hidrojen Sülfür H 2 S Az Miktarda Tablo 4. Biyogazın bileşenleri Tablo 5. Biyogazın teknik özellikleri Özellik Açıklama Yanma Yüksek Derece Kullanım Alanları Elektrik Enerjisi, Pişirme, Isıtma, Soğutma, Kurutma vb. Yoğunluk 1.2 kg/m 3 (Havanın yoğunluğu 1.3 kg/m 3 ) Tutuşma Sıcaklığı 700 ᵒ C Tutuşabilir Sıcaklık CO 2 İçerdiğinden Düşüktür Tutuşma Oranı Hava-gaz Karışımını 6/12 Biyogaz Yanma İçin Gerekli Hava Teorik Olarak 5.7m 3 hava/m 3 Biyogaz Pratik Olarak %20–30 Patlama Biyogaz Tek Başına Yanmaz, Çok Dikkatli Bir Şekilde Depolanmalıdır. Hava İle Teması Veya Gaz Depolama Kısmında Sızma Yoksa Tehlikesi Yoktur Rengi Renksiz Biyogazın Isıl Değeri Ortalama 23000kj/m 3 (4700–6000kcal/m 3 ) Kokusu Metan Kokusuzdur gaza 5.7m 3 hava gereklidir. Ancak bu oran ideal bir yanmanın sağlanması için %20–30 olarak seçilmektedir. Biyogazın yanması için gerekli miktarda hava ile karışması ve tutuşma sıcaklığına ulaş- ması gerekmektedir. Bu nedenle yanma ortamından geriye doğru alevin ilerleme tehlikesi çok azdır. Biyogazın yanması sonucu su buharı, CO2, SO2, azot oksit- ler, karbon monoksit ve is oluşmaktadır. SO2„nin nedeni gazda bulunan H2S’dır. Biyogazdan temizlenmesi durumunda kükürt dioksitin oranı azalır [5]. Normal şartlar altında 1 m 3 biyogaz; =0.66 lt motorin 0.62 litre gazyağı =0.75 lt benzin 1.46 kg odun kömürü =0.25 m 3 propan 3.47 kg odun =0.2 m 3 bütan 12.3 kg tezek =0.85 kg kömüre 4.70 kWh elektrik enerjisi Yandığı zaman alev rengi LPG gazlarda olduğu gibi mavidir. Normal kullanılan sobalarda yakıldığı zaman % 60 verim sağlanmaktadır [8]. Biyogaz üretim şekline göre genellikle nemli- dir. Bu nedenle tesisatta biriken suyun zamanla alınması gerekir. Biyogaz içerisindeki metan gazı yanma ve ısıl değerleri yönünden diğer gazlara ben- zemekle birlikte bazı fiziksel özellikleri