مبدل بیوگاز ، دستاورد برتر پژوهشسرای علامه حلی البرز

سیزدهمین دوره از پروژه های دانش آموزی تبیان نیز با یاری خداوند و حضور پر شور شما دوستان و علاقمندان به پایان رسید.

در این دوره از جشنواره از 20 استان کشور در سه بخش به تفکیک، 350 گروه در بخش غرفه های نمایشگاهی، 650 گروه در بخش سمینارهای علمی و 750 گروه در بخش مسابقات دانش آموزی از مدارس و پژوهش سراهای دانش آموزی سراسر کشور انتخاب شده اند و به جشنواره کشوری دعوت شده اند.
که تعداد 53 گروه در بخش سمینارهای علمی مقام برتر را کسب نمودند.
بر آن شدیم تا با معرفی پروژه های گروه های برتر علاوه بر قدردانی از این دوستان نوآور، زمینه ای را برای ایده پروری سایر پژوهشگران علاقمند فراهم آوریم.

مقطع: دوره دوم متوسطه
موضوع: مبدل بیوگاز
نام مدرسه: پژوهشسرای علامه حلی البرز
نام استاد: خانم مرضیه آزاد فلاح
دانش آموزان: مهدی فتحی پور، امین انصاری، مجتبی آزاده رنجبر

چکیده :
دستگاه یک مبدل bio-gas برای تبدیل پسمانده های غذا و مدفوع به کود ارگانیک، انرژی ، و گاز قابل اشتعال با میکسر اسکروئر با دو حالت همراه با قابلیت افزایش مخزن است. تبدیل پلاستیک به نفت با استفاده از روش pyrolysis . تصفیه کنترل شده آب با 5 روش تصفیه آب ارزان برای کنترل ph بدون نیاز به اتصال مستقیم به برق شهری در صورت قرار گرفتن در مناطق آزاد با پنل خورشیدی قابل استفاده است . اساس کار این پروژه کاهش زباله و پس مانده های غذایی انباشه شده و استفاده صحیح از زباله های اطراف است، به منظور کاهش هزینه های کشاورزی، همچنین تولید انرژی از انرژی های تجدید پذیر و کاهش مصرف بی رویه آب در بخش خانگی، کشاورژی و دامداری.

پروژه مبدل بیوگاز ضایعات زیست تخریب پذیر تولید شده توسط خانوارها، دامداران و کشاورزان را هدف قرار می دهد. این پروژه که معروف به یک ربات "زباله خور" شده است – یک دستگاه، به اندازه نصف ماشین ظرفشویی است، که می تواند زباله های آشپزخانه را به کود ارگانیک، انرژی و گاز قابل اشتعال تبدیل کند. این پروژه شامل تقسیم بندی و جمع آوری زباله ها، جدا کردن مایعات از مواد جامد و ایجاد "پیش کمپوست" است که می تواند توسط شهرداری ها انجام شود.

مقدمه:
با وجود ویژگی های شگفت انگیز آن از قدرت، دوام و وزن سبک آن، پلاستیک ها یک اشکال عمده دارند: آن ها می توانند تا 500-1000 سال به طور طبیعی تخریب شوند. برخی از مسائل دیگر با پلاستیک زباله این است که آن را بر انسان، حیوانات و زندگی دریایی تاثیر می گذارد؛ این باعث ناباروری خاک می شود که در آن تخلیه می شود. و تنها 8٪ از تمام زباله های پلاستیکی بازیافت می شود!

Pyrolysis یک تجزیه ترمو شیمیایی مواد آلی در دمای بالا بدون مشارکت اکسیژن است. در این فرآیند مولکول های پلیمری طولانی با کمک گرما و فشار به زنجیره های کوچک تر از هیدروکربن ها تقسیم می شوند. در این فرآیند مولکول های پلیمری طولانی با کمک گرما و فشار به زنجیره های کوچک تر از هیدروکربن ها تقسیم می شوند. اساساً این روند فرایند طبیعی را تقلید می کند که از طریق آن مواد آلی به ماهیت نفت متصل می شود که میلیون ها سال طول می کشد. این فرآیند پیررولیز در مدت زمان کوتاهی با گرمای شدید در یک سیستم بسته انجام می شود. کاتالیزور می تواند برای کاهش دما و افزایش عملکرد استفاده شود. مواد دیگری که می توانند به صورت پیلوریزه شوند عبارتند از: زیست توده، زباله های تایر، روغن های روان کننده، زغال سنگ و بقایای نفت؛ زباله های تیریپرولیز یکی از محبوب ترین و سودآور ترین آنها است.

تصفیه آب  مواد شیمیایی نامطلوب، آلاینده‌های بیولوژیکی، جامدات معلق و گازها از آب آلوده حذف می‌شوند، تا قابل آشامیدن یا مصرف کشاورزی گردد. فرآیند تصفیه به کاهش غلظت ذرات معلق یا ذرات محلول در آب از جمله ذرات معلق، انگل‌ها باکتری‌ها، جلبک‌ها، ویروس‌ها، قارچ‌ها و طیف وسیعی از مواد محلول و ذرات معلق موجود در آب منجر می شود.

بر اساس خواص فیزیکی اجزای مخلوط مایع، روش های مختلفی در تقطیر وجود دارد. ساده ترین روش آن حذف با تبخیر جزئی مداوم محلول در حال جوش و کندانس بخارات تشکیل شده است. زمانی که محلول می جوشد بخش سبک تر مایع بخار شده و به کنداسور هدایت می گردد. در کندانسور با سرد شدن بخارات کندانسه تشکیل شده و به محفظه جمع کننده می ریزد. با ادامه گرمایش بخش سنگین تر سیال که نقطه جوش بالاتری دارد بخار شده و این روند ادامه می یابد. در تقطیر ساده، کاهش پیوسته در تشکیل تقطیر وجود دارد.

در حالت ایده آل، 1 کیلوگرم پلاستیک می تواند 1 کیلوگرم سوخت تولید کند. برای دستیابی به عملکرد خوب، می توانید از پلی پروپیلن استفاده کنید.
بازگشت به راکتور، پلاستیک به سوخت رسانی بیش از 400 درجه سانتیگراد تبدیل می شود.

شما باید این بخار را به صورت مایع تبدیل کنید و آن را از طریق یک کندانسور منتقل کنید. مجدداً باید آن را قوی، مقاوم در برابر حرارت و ضدعفونی نمایید. من از لوله های مس (استفاده می شود به عنوان لوله های مایع در A / C و یخچال و فریزر) استفاده می کنم، اما شما می توانید از آلومینیوم یا فولاد هم استفاده کنید.

اگر می خواهید از این مخلوط در محصولات قابل استفاده برای پخت و پز استفاده کنید، می توانید با کسری دقیق تقطیر کنید. اگر چه تعداد کمی از مردم می توانند محصولات مختلف از pyrolysis را استخراج کنند، پس از تقطیر های متوالی، ما چهار محصول متمایز را استخراج کردیم که بر مبنای نقطه جوش، بو و مقادیر گرما، به عنوان بنزن، تولوئن و حتی مخلوطی مشابه با دیزل به دست آمد.

مواد خرد شده باید به صورت کنترل شده در یک راکتور بدون اکسیژن گرم شود. یکی از مهمترین عوامل در این عملیات، حفظ دمای مناسب (حدود 430 درجه سانتیگراد برای پلاستیک) و میزان گرمایش است، زیرا کیفیت و کمیت محصول نهایی را تعیین می کنند.

این مخلوط روغن که به دست می آورید می تواند به عنوان روغن کوره استفاده شود، اما برای موتورها به اندازه کافی خالص نیست. اگر بخواهید از آن به عنوان سوخت موتور استفاده کنید، باید محصولات مورد نظر را از مخلوط را از طریق تقطیر تقریبی استخراج و تمیز کنید.

همه چیز را که شما نیاز دارید باید از آهن یا سایر فلزات مقاوم در برابر حرارت (1200 درجه فارنهایت) ساخته شود.
از همه مهم‌تر ظرفیت بالای این بازیافت کننده است یک مرتبه تمام مواد غذایتان را تبدیل می کند!!!
بعضی از مزایای پیرولیز این است که این فرایند آلاینده های مضر را تولید نمی کند و محصولات جانبی را می توان به عنوان سوخت برای کارخانه استفاده کرد. در مورد پلاستیک، برخی از سوخت های با ارزش و حلال هایی که می توانند از طریق پیرولیز پلاستیک استخراج شوند، عبارتند از بنزین، نفت سفید، دیزل، بنزن، تولوئن و زایلن. و یک کیلو زباله (معمولا PP) می تواند تا یک لیتر سوخت تولید کند در حالی که سوزاندن همان مقدار پلاستیک 3 کیلوگرم CO₂ تولید می کند!

برای مشاهده مجموعه فایل های ضمیمه اینجا کلیک کنید.
بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه و تنظیم: نسرین صادقی