نافخات الغاز الحيوي

إن تسخير مصادر الطاقة — والقيام بذلك بكفاءة — يمثل تحديًا مع تزايد الطلب العام وتكثف اللوائح البيئية. ومع ذلك، فإن السعي لتطوير أشكال متجددة من الطاقة المولدة يحفز أيضًا الابتكار التكنولوجي. ينعكس جزء من هذا التحديث في الأجهزة عالية التقنية مثل أنظمة المراقبة المحوسبة. وتُرى تحسينات أخرى في الإصدارات المتطورة لاختراعات كانت تُعتبر بسيطة من الناحية التكنولوجية، مثل الدوّارات. هذا هو الحال مع إنتاج ومعالجة الغاز الحيوي. إن تلبية الشهية المتزايدة للجمهور لهذا الغاز الطبيعي المتجدد (RNG) يتطلب زيادة في التوافر — زيادة في الحجم على حد تعبير آخر. وهذا يعني نقل الغاز عبر عملياته بواسطة نافخة أفضل.

سمعت عن الغاز الحيوي، لكن من أين يأتي؟

الاسم يقول كل شيء: ينبعث الغاز الحيوي من المواد البيولوجية، أي المواد العضوية. ومع ذلك، يحتاج بديل الطاقة هذا إلى ظروف معينة ليتحقق ذلك. قبل كل شيء، ينتج الغاز الحيوي عند إزالة الأكسجين. يمكن أن يحدث هذا عندما تُدفن المواد أو توضع في مكب للنفايات. ويمكن أن يحدث أيضًا عندما توضع نفس المادة في ظروف مصممة لتحفيز وإسراع إطلاق الغاز الحيوي. يُشار إلى هذه العملية — الطبيعية أو المصممة — بالهضم اللاهوائي (بدون أكسجين). عندما تُهضم المواد العضوية بدون وجود الأكسجين، تقوم البكتيريا النشطة بتفكيك المادة عبر مراحل متتالية. يمثل الميثان (CH₄) وثاني أكسيد الكربون (CO₂) اللذان يتكون منهما الغاز الحيوي، بالإضافة إلى بعض المركبات الشحيحة، النتيجة النهائية. ملاحظة مهمة هي أن المواد العضوية، التي تُسمى أحيانًا المواد الخام أو الركيزة، تتخذ مجموعة واسعة من الأشكال: السماد، الأوراق المتساقطة، نشارة الخشب، مياه الصرف الصحي، قشور البيض، بقايا القهوة وغيرها من بقايا الطعام ليست سوى عينة من الركائز المحتملة. هذه إحدى أفضل نقطتي بيع للغاز الحيوي — تخفيفه للتحدي الهائل لإدارة النفايات. والميزة الأخرى هي الحياد الكربوني: لا يضيف الغاز الحيوي أي كميات إضافية من ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي.

كيف يتم تصميم هاضم لاهوائي؟

تخدم محطات الغاز الحيوي لتدفئة المنازل الفردية، وتزويد المزارع بالطاقة، وتوريد المرافق العامة، وتشغيل أساطيل النقل. وبالتالي، فإن حجم كل محطة متغير. ومع ذلك، توجد مكونات مشتركة في كل هاضم لاهوائي. لكل منها مكون استقبال تُغذى فيه المواد الخام. تقوم بعض الهاضمات في الواقع بمعالجة الركيزة مسبقًا قبل أن تنتقل إلى المرحلة التالية. بعد ذلك، تصل المادة إلى الهاضم نفسه. هذا هو الخزان أو الوعاء المغلق الذي يتم فيه التحلل متعدد المراحل. سيرتفع الغاز الحيوي في النهاية إلى الأعلى. العنصر المشترك الثالث هو المكان الذي يُفصل فيه الغاز الحيوي عن بقايا الركيزة، أي الحمأة المهضومة.

كيف يتحرك الغاز الحيوي؟

الغاز الحيوي قابل للاحتراق؛ ومصيره هو الحرق. إن إنتاج الكهرباء، أو تدفئة مبنى، أو دفع مركبة بالغاز الحيوي، يتطلب جميعها الاحتراق. تتطلب درجات الحرارة الأعلى ومخرجات الكهرباء الأكبر تدفقًا أسرع للغاز الحيوي من التخزين إلى الاحتراق. ويتم ذلك بواسطة نافخة الغاز الحيوي. يُعد نظام نافخة الغاز الحيوي مكونًا حيويًا في إنتاج الغاز الحيوي، وهو مسؤول عن ضمان التدفق الثابت والمتحكم فيه للغاز الحيوي عبر نظام المعالجة. يمكن لنافخة الغاز الحيوي دفع أو سحب الميثان نحو وجهته النهائية. تعمل هذه الأداة على مبدأ نافخة دوارة بإزاحة إيجابية (Positive Displacement Rotary Blower). حيث يتحرك دوّاران في اتجاهين متعاكسين بسرعة متساوية، لسحب الغاز — وعندما تفتح المساحة بين الدوّارين — يدفعهما للخارج. يحدد إيقاع النافخات الضغط الذي يُدفع به الغاز نحو المولد.