Cum să faci un reactor de casă cu gaz metan. Instalație de biogaz (gaz ieftin de făcut singur)

Biogazul este un gaz produs prin fermentarea biomasei. Hidrogenul sau metanul se pot obține în acest fel. Ne interesează metanul ca alternativă la gazul natural. Metanul este incolor și inodor și foarte inflamabil. Având în vedere că materiile prime pentru producția de biogaz sunt literalmente sub picioare, costul unui astfel de gaz este semnificativ mai mic decât gazul natural, iar acest lucru poate economisi mulți bani. Iată cifrele de pe Wikipedia „Din o tonă de gunoi de grajd de bovine se obțin 50-65 m³ de biogaz cu un conținut de metan de 60%, 150-500 m³ de biogaz din diferite tipuri de plante cu un conținut de metan de până la 70% Cantitatea maximă de biogaz este de 1300 m³ cu un conținut de metan de până la 87% - poate fi obținută din grăsime.", "În practică, se obțin 300 până la 500 de litri de biogaz din 1 kg de substanță uscată."

Instrumente și materiale:
-Capacitate plastic 750 litri;
-Capacitate plastic 500 litri;
- Conducte si adaptoare sanitare;
- Ciment pentru tevi PVC;
-Adeziv epoxidic;
-Cuţit;
-Fierastrau;
-Un ciocan;
- chei cu cap deschis;
-Armonturi de gaz (detaliate la pasul 7);

Pasul unu: Mai multă teorie
Cu ceva timp în urmă, maestrul a realizat un prototip de uzină de biogaz.

Și a fost bombardat cu întrebări și cereri de ajutor la adunare. Drept urmare, chiar și autoritățile statului au devenit interesate de instalație (maestrul locuiește în India).

Următorul pas, vrăjitorul a trebuit să facă o instalare mai completă. Să luăm în considerare ce este.
-Instalația constă într-un rezervor de stocare în care se depozitează material organic, iar microorganismele, procesându-l, emit gaze.
-Gazul rezultat este colectat într-un rezervor cunoscut sub numele de colector de gaz. La modelul de tip plutitor, acest rezervor plutește în suspensie și se mișcă în sus și în jos în funcție de cantitatea de gaz stocată în el.
- Tubul de ghidare ajută rezervorul colector de gaz să se deplaseze în sus și în jos în interiorul rezervorului de stocare.
-Deșeurile sunt alimentate printr-o conductă de alimentare din interiorul rezervorului de stocare.
-Nămolul complet reciclat curge în jos prin conducta de evacuare. Poate fi recoltat, diluat și folosit ca îngrășământ pentru plante.
- De la colectorul de gaz, gazul este alimentat printr-o conductă către dispozitivele de consum (sobe pe gaz, încălzitoare de apă, generatoare)

Pasul doi: alegeți un recipient
Pentru a alege un container, trebuie să luați în considerare cât de multe deșeuri pot fi colectate pe zi. Potrivit maestrului, există o regulă în care 5 kg de deșeuri au nevoie de o capacitate de 1000 de litri. Stăpânul are aproximativ 3,5 - 4 kg. Deci capacitatea este necesară 700-800 litri. Drept urmare, maestrul a dobândit o capacitate de 750 de litri.
Instalare cu un colector de gaz de tip plutitor, ceea ce înseamnă că trebuie să alegeți o astfel de capacitate încât pierderile de gaz să fie minime. În aceste scopuri, a apărut un rezervor de 500 de litri. Acest recipient de 500 de litri se va muta în interiorul celui de 750 de litri. Distanța dintre pereții celor două containere este de aproximativ 5 cm pe fiecare parte. Trebuie alese containere care să fie rezistente la lumina soarelui și la medii agresive.

Pasul trei: Pregătirea rezervorului
Taie partea superioară a unui rezervor mai mic. Mai întâi, face o gaură cu un cuțit, apoi o taie cu o lamă de ferăstrău de-a lungul liniei de tăiere.

De asemenea, partea superioară a recipientului de 750 de litri trebuie tăiată. Diametrul părții tăiate a capacului rezervorului mai mic + 4 cm.

Pasul patru: conducta de alimentare
O conductă de admisie trebuie instalată în partea de jos a rezervorului mai mare. Prin ea se va turna biocombustibil înăuntru. Conducta are un diametru de 120 mm. Taie o gaură în butoi. Fixează genunchiul. Pe ambele părți se fixează legătura cu lipici epoxidic de tip „sudare la rece”.

Pasul cinci: conducta de scurgere a nămolului
Pentru a colecta suspensia, în partea superioară a rezervorului mai mare este instalată o țeavă cu un diametru de 50 mm și o lungime de 300 mm.

Pasul șase: ghiduri
După cum ați înțeles deja, unul mai mic va „pluti” liber în interiorul unui recipient mare. Pe măsură ce rezervorul intern se umple cu gaz, acesta se va încălzi și invers. Pentru mișcarea sa liberă în sus și în jos, maestrul face patru ghidaje. În „urechi” face decupaje pentru o țeavă de 32 mm. Fixează țeava așa cum se arată în fotografie. Lungimea conductei 32 cm.

De rezervorul interior sunt atașate și 4 ghidaje din țevi de 40 mm.

Pasul șapte: fitinguri de gaz
Alimentarea cu gaz este împărțită, parcă, în trei secțiuni: de la colectorul de gaz la conductă, de la conductă la butelie, de la butelie la soba cu gaz.
Masterul are nevoie de trei conducte de 2,5 m fiecare cu vârfuri filetate, 2 robinete, garnituri, adaptoare filetate, FUM - bandă și suporturi pentru fixare.

Pentru a instala fitinguri de gaz, comandantul face o gaură în centru în partea superioară (prima inferioară, adică cilindrul de 500 de litri este răsturnat). Instalează fitinguri, etanșează joncțiunea cu epoxid.

Pasul opt: Asamblare
Acum trebuie să așezați recipientul pe o suprafață plană și tare. Locul de instalare trebuie să fie cât mai însorit posibil. Distanța dintre instalație și bucătărie trebuie menținută la minimum.

Instalează tuburi cu diametru mai mic în interiorul tuburilor de ghidare. Alungește conducta pentru drenarea excesului de suspensie.

Extinde conducta de admisie. Racordul se fixeaza cu ciment pentru tevi PVC.

Instalează un acumulator de gaz în interiorul unui rezervor mare. Îl orientează de-a lungul ghidajelor.

Pasul nouă: prima alergare
Pentru pornirea inițială a unei fabrici de biogaz de această dimensiune este nevoie de aproximativ 80 kg de gunoi de vaci pentru acest volum. Gunoiul de grajd se diluează cu 300 de litri de apă neclorinată. Maestrul adaugă, de asemenea, un aditiv special pentru a accelera creșterea bacteriilor. Suplimentul constă din suc concentrat de trestie de zahăr, nucă de cocos și palmier. Se pare că este un fel de drojdie. Umple această masă prin conducta de admisie. După umplere, conducta de admisie trebuie spălată și instalat un dop.

După câteva zile, acumulatorul de gaz va începe să se ridice. Aceasta a început procesul de formare a gazului. De îndată ce acumulatorul este plin, gazul rezultat trebuie evacuat. Primul gaz conține multe impurități, iar în acumulator era aer.

Pasul zece: combustibil
Procesul de formare a gazelor a fost lansat și acum trebuie să ne dăm seama ce poate și ce nu poate fi folosit ca combustibil.
Deci, potrivit pentru combustibil: legume putrede, cojile de legume și fructe, produse lactate inutilizabile, unt prea fiert, buruieni tăiate, deșeuri de animale și păsări etc. O mulțime de deșeuri inutilizabile de floră și faună pot fi utilizate în instalație. Bucățile trebuie zdrobite cât mai mic posibil. Acest lucru va accelera procesul de reciclare.

A nu se utiliza: coji de ceapa si usturoi, coji de oua, oase, materiale fibroase.

Acum să ne uităm la întrebarea cantității de combustibil încărcat. După cum am menționat deja, o astfel de capacitate necesită 3,5 - 4 kg de combustibil. Procesarea combustibilului durează de la 30 la 50 de zile, în funcție de tipul de combustibil. În fiecare zi, adăugând 4 kg de combustibil, în decurs de 30 de zile, din acesta se vor produce zilnic circa 750 g de gaz. Umplerea excesivă a plantei va duce la exces de combustibil, aciditate și lipsa bacteriilor. Maestrul reamintește că, conform regulilor, este nevoie de 5 kg de combustibil zilnic pentru 1000 de litri de volum.
Pasul unsprezece: Piston
Pentru a facilita încărcarea combustibilului, comandantul a făcut un piston.

Proprietarii de case private situate în regiuni cu acces limitat la combustibili tradiționali ar trebui să acorde cu siguranță atenție instalațiilor moderne de biogaz. Astfel de unități fac posibilă obținerea de biogaz dintr-o varietate de deșeuri organice și utilizarea acestuia pentru nevoi personale, inclusiv încălzirea spațiilor rezidențiale.

Gazul poate fi obținut din aproape orice biomasă - deșeuri din industria zootehniei, producția de alimente, Agricultură, frunziș etc. În același timp, puteți construi o astfel de instalație cu propriile mâini.

Mecanismul de acțiune al instalațiilor de biogaz

Atât materiile prime omogene, cât și amestecurile de biomasă diferită sunt potrivite pentru producerea de biogaz. O instalație de biogaz este o structură volumetrică etanșă echipată cu dispozitive pentru alimentarea cu materii prime, încălzirea biomasei, amestecarea componentelor, devierea biogazului rezultat într-un colector de gaz și, bineînțeles, protejarea structurii.

În reactor, sub influența bacteriilor anaerobe, biomasa se descompune rapid. În timpul fermentației materiilor prime organice se eliberează biogaz. Aproximativ 70% din compoziția unui astfel de gaz este metan, restul este dioxid de carbon.

Biogazul se caracterizează prin putere calorică excelentă, nu are miros și culoare pronunțate. În ceea ce privește proprietățile sale, biogazul nu este practic cu nimic inferior gazului natural mai tradițional.

LA țările dezvoltate utilizați instalații suplimentare pentru purificarea biogazului din dioxid de carbon. Dacă doriți, puteți cumpăra aceeași instalație și obțineți biometan pur.

Instalații de biogaz pe siloz. 1 Silozuri. 2 Sistem de încărcare a biomasei. 3 Reactor. 4 Reactorul de fermentare. 5 Substrator. 6 Sistem de încălzire. 7 Centrală electrică. 8 Sistem de automatizare și control. 9 Sistem de conducte de gaz

În medie, o vaca sau alt animal care cântărește o jumătate de tonă este capabil să producă suficient gunoi de grajd pe zi pentru a produce aproximativ 1,5 m3 de biogaz. Gunoiul zilnic al unui porc mediu poate fi procesat în 0,2 m3 de biogaz, iar un iepure sau pui - în 0,01-0,02 m3 de combustibil.

Pentru comparație: 1 m3 de biogaz din gunoi de grajd oferă aproximativ aceeași cantitate de energie termică ca 3,5 kg de lemn de foc, 1-2 kg de cărbune, 9-10 kWh de energie electrică.

Cea mai simplă rețetă de amestec de biogaz include următoarele componente:

• bălegar de vacă - aproximativ 1500 kg;
• frunze putrezite sau alte deșeuri organice - 3500 kg;
• apă - 65-75% din masa totală a componentelor anterioare. Preîncălziți apa la aproximativ 35 de grade.

Această cantitate de biomasă va fi suficientă pentru a produce biogaz pentru o jumătate de an de funcționare cu consum moderat. În medie, biogazul începe să fie eliberat în 1,5-2 săptămâni după încărcarea amestecului în instalație.

Gazul poate fi folosit pentru a încălzi casa și o varietate de clădiri casnice și casnice.

Construcția unei instalații tipice de biogaz

instalație de biogaz

Principalele componente ale unui sistem complet de biogaz sunt:

• reactor;
• sistem de alimentare cu humus;
• agitatoare;
• biomasă;
• suport de gaz;
• separator;
• parte de protectie.

O instalație casnică va avea un design oarecum simplificat, totuși, pentru o percepție completă, sunteți invitat să citiți descrierea tuturor elementelor enumerate.

Instalații de biogaz

Reactor

Această parte a instalației este de obicei asamblată din oțel inoxidabil sau beton. În exterior, reactorul arată ca un container ermetic mare, deasupra căruia este instalat o cupolă, având de obicei formă sferică.

În prezent, cele mai populare sunt reactoarele de design pliabile realizate folosind tehnologii inovatoare. Un astfel de reactor poate fi asamblat cu ușurință cu propriile mâini în timp minim. Dacă este necesar, este la fel de ușor de dezasamblat și transportat în alt loc.

Oțelul este convenabil, deoarece puteți crea cu ușurință găuri în el pentru conectarea altor elemente ale sistemului. Betonul este superior oțelului în ceea ce privește rezistența și durabilitatea.

Sistem de alimentare cu biomasă

Această parte a instalației include un recipient de primire a deșeurilor, o conductă de alimentare cu apă și o pompă cu șurub concepută pentru a trimite humusul în reactor.

Un încărcător frontal este utilizat pentru a încărca componenta uscată în buncăr. Acasă, această sarcină poate fi făcută fără încărcător, folosind diverse mijloace improvizate, de exemplu, lopeți.

În buncăr, amestecul este umezit până la o stare semi-lichidă. După atingerea nivelului dorit de umiditate, șurubul transferă masa semi-lichidă în compartimentul inferior al reactorului.

Agitatoare

Fermentarea humusului în reactor ar trebui să aibă loc uniform. Aceasta este una dintre cele mai importante condiții pentru asigurarea eliberării intensive a biogazului din amestec. Pentru a obține cel mai uniform proces de fermentare al amestecului, proiectarea unei instalații tipice de biogaz include agitatoare cu acționări electrice.

Există mixere de tip submersibil și înclinat. Mecanismele submersibile pot fi coborâte în biomasă până la adâncimea necesară pentru a asigura amestecarea intensivă și uniformă a substratului. De obicei, astfel de mixere sunt plasate pe un catarg.

Mixerele înclinate sunt montate pe suprafețele laterale ale reactorului. Un motor electric este responsabil pentru rotirea șurubului din fermentator.

Sistem automat de incalzire

Pentru producerea cu succes a biogazului, temperatura din interiorul sistemului trebuie menținută la +35-+40 de grade. Pentru aceasta, sistemele automate de încălzire sunt incluse în proiectare.

Sursa de caldura in acest caz este un cazan de apa calda, in unele situatii se folosesc unitati de incalzire electrice.

suport de gaz

suport de gaz

Biogazul este colectat în acest element structural. Cel mai adesea, suportul de gaz este plasat pe acoperișul reactorului.

Producția de rezervoare moderne de gaz se realizează de obicei folosind clorură de polivinil - un material rezistent la lumina soarelui și la o varietate de fenomene naturale adverse.

suport de gaz

În unele situații, în locul unui rezervor de gaz convențional, se folosesc pungi speciali. De asemenea, aceste dispozitive vă permit să creșteți temporar cantitatea de biogaz produsă.

Pentru fabricarea pungilor de gaz se folosește clorură de polivinil specială cu proprietăți elastice, care se poate umfla pe măsură ce crește volumul de biogaz.

Separator

Separator

Această parte a sistemului este responsabilă pentru uscarea humusului uzat și obținerea, dacă este necesar, de îngrășăminte de înaltă calitate.

Cel mai simplu separator constă dintr-un șurub și o cameră separatoare. Camera este realizată sub formă de sită. Acest lucru permite ca biomasa să fie separată într-o componentă solidă și o parte lichidă.

Apăsați separatorul de șuruburi

Humusul scurs este trimis în compartimentul de transport. Sistemul trimite partea lichidă înapoi în camera de primire. Aici, lichidul este aplicat pentru a umezi noua materie primă.

Cea mai simplă instalație de biogaz făcută de tine

Instalație de biogaz pentru casă

O instalație casnică de biogaz va avea un design oarecum simplificat, dar fabricarea ei trebuie abordată cu cea mai mare responsabilitate.

Primul pas. Săpa o groapă. În esență, o instalație de biogaz este o groapă mare cu un finisaj special. Cea mai importantă și, în același timp, cea mai dificilă parte a fabricării sistemului luat în considerare este pregătirea corectă a pereților bioreactorului și a bazei acestuia.

Groapa trebuie sigilată. Consolidați baza și pereții cu plastic sau beton. În schimb, puteți cumpăra inele polimerice gata făcute cu fund solid. Astfel de dispozitive asigură etanșeitatea necesară a sistemului. Materialul își va păstra caracteristicile originale pentru mulți ani și, dacă este necesar, puteți înlocui cu ușurință inelul vechi cu unul nou.

Al doilea pas. Echipați un sistem de evacuare a gazelor. Acest lucru vă scutește de bătăi de cap de a cumpăra și instala agitatoare, ceea ce vă economisește timp și bani. Bani pentru montajul instalaţiei se va reduce semnificativ.

Cea mai simplă versiune a sistemului de drenaj a gazelor este țevile de canalizare din PVC fixate vertical, cu multe orificii în corp.

Alegeți țevi de asemenea lungime încât marginile lor superioare să se ridice ușor peste nivelul superior al humusului încărcat.

Al treilea pas. Acoperiți stratul exterior al substratului cu folie izolatoare. Datorită filmului, se vor crea condiții pentru acumularea de biogaz sub dom în condiții de ușoară suprapresiune.

Al patrulea pas. Montați cupola și montați țeava de evacuare în punctul cel mai înalt.

Consumul de gaz ar trebui să fie regulat. În caz contrar, cupola de deasupra rezervorului de biomasă poate exploda pur și simplu. Vara, gazele se formează mai intens decât iarna. Pentru a rezolva ultima problemă, cumpărați și instalați încălzitoare adecvate.

Procedura și condițiile pentru utilizarea cu succes a unei instalații de biogaz

Randament specific mediu de biogaz

Astfel, nu este dificil să asamblați singur o simplă instalație de biogaz. Cu toate acestea, pentru funcționarea sa cu succes, trebuie să vă amintiți și să urmați câteva reguli simple.

Una dintre cele mai importante cerințe este ca masa organică încărcată să nu conțină substanțe care pot avea un impact negativ asupra activității vitale a microorganismelor anaerobe. Incluziunile interzise includ diferite tipuri de solvenți, medicamente antibacteriene și alte substanțe similare.

O serie de substanțe anorganice pot duce, de asemenea, la o deteriorare a activității vitale a bacteriilor. Având în vedere acest lucru, este interzis, de exemplu, diluarea humusului cu apa rămasă după spălarea hainelor sau spălarea mașinii.

Amintiți-vă: o instalație de biogaz este o unitate potențial explozivă, așa că urmați toate reglementările de siguranță relevante pentru funcționarea oricărui echipament de gaz.

Astfel, chiar și gunoiul de grajd și, în principiu, aproape tot ce ai încercat anterior să scapi cu toată puterea ta poate fi de folos în fermă. Trebuie doar să construiți corect o instalație de biogaz acasă și foarte curând casa dumneavoastră va fi caldă. Urmați recomandările primite și nu va mai trebui să cheltuiți sume uriașe pe încălzire.

Munca de succes!

Citiți și pe site-ul nostru un articol - instalație hidroponică do-it-yourself.

Video - Instalație de biogaz DIY

svoimi-rykami.ru

Instalație de biogaz pe cont propriu

Articolul despre producția de biogaz a prezentat bazele teoretice pentru producerea de gaz metan din biomasă prin digestie anaerobă.

Rolul bacteriilor în transformarea treptată a materiei organice a fost explicat printr-o descriere conditiile necesare pentru cea mai intensivă producție de biogaz. Acest articol va oferi implementari practice centrale de biogaz, cu descrierea unor proiecte improvizate.

Pe măsură ce prețurile la energie cresc și mulți proprietari ferme de animale iar fermele mici sunt probleme cu eliminarea deșeurilor, au apărut la vânzare complexe industriale pentru producția de biogaz și mici instalații de biogaz pentru o casă privată. Folosind motoarele de căutare, utilizatorul de internet poate găsi cu ușurință o soluție accesibilă la cheie care să răspundă nevoilor instalației de biogaz și prețului acesteia, să ia legătura cu furnizorii de echipamente și să convină asupra construcției unui generator de biogaz la domiciliu sau la fermă.

Complex industrial de biogaz

Bioreactor - baza unei instalații de biogaz

Containerul în care are loc descompunerea anaerobă a biomasei se numește bioreactor, fermentator sau rezervor de metan. Bioreactoarele sunt complet sigilate, cu un dom fix sau plutitor, cu un design de clopot de scufundare. Bioreactoarele psicrofile cu clopot (care nu necesită încălzire) au forma unui rezervor deschis cu biomasă lichidă, în care este scufundat un recipient sub formă de cilindru sau clopot, unde este colectat biogazul.

Biogazul colectat exercită presiune asupra cilindrului, făcându-l să se ridice deasupra rezervorului. Astfel, clopotul îndeplinește și funcția unui rezervor de gaz - o stocare temporară a gazului rezultat.

Bioreactor cu dom plutitor

Dezavantajul designului clopotului unui reactor de biogaz este imposibilitatea amestecării substratului și încălzirii acestuia în perioadele reci ale anului. De asemenea, un factor negativ este un miros puternic și condițiile insalubre din cauza suprafeței deschise a unei părți a substratului.

În plus, o parte din gazul rezultat va scăpa în atmosferă, poluând mediul. Prin urmare, aceste bioreactoare sunt utilizate numai în fabricile artizanale de biogaz din țările sărace cu un climat cald.

Un alt exemplu de bioreactor cu dom plutitor

Pentru a preveni poluarea mediu inconjuratorși eliminarea mirosurilor neplăcute Reactoarele cu biogaz pentru casă și industriile mari au un design cu dom fix. Forma structurii în procesul de formare a gazului de mare importanta nu, dar folosirea unui cilindru cu acoperiș bombat realizează economii semnificative materiale de construcții. Bioreactoarele cu dom fix sunt echipate cu duze pentru adăugarea de noi porțiuni de biomasă și îndepărtarea substratului uzat.

O variație a bioreactorului cu dom fix

Principalele tipuri de instalații de biogaz

Deoarece designul domului fix este cel mai acceptabil, cele mai multe soluții de bioreactor gata făcute sunt de acest tip. În funcție de metoda de încărcare, bioreactoarele au un design diferit și sunt împărțite în:

• Porțiune, cu o singură încărcare din întreaga biomasă, și cu descărcare completă ulterioară după prelucrarea materiilor prime. Principalul dezavantaj al acestui tip de bioreactoare este eliberarea neuniformă de gaz în timpul prelucrării substratului;
• încărcarea și descărcarea continuă a materiilor prime, datorită cărora se realizează o eliberare uniformă a biogazului. Datorită designului bioreactorului, în timpul încărcării și descărcării, producția de biogaz nu se oprește și nu există scurgeri, deoarece duzele prin care se realizează adăugarea și îndepărtarea biomasei sunt realizate sub forma unui sigiliu de apă care previne gazul. de la evadare.

Exemplu de bioreactor în loturi

Reactoarele de biogaz discontinue pot fi de orice tip care previne scurgerea gazului. Așadar, de exemplu, la un moment dat, în Australia, rezervoarele cu canal cu un acoperiș gonflabil elastic erau populare, unde o ușoară suprapresiune în interiorul bioreactorului umfla o bula de polipropilenă durabilă. La atingerea unui anumit nivel de presiune în interiorul bioreactorului, compresorul a fost pornit, pompând biogazul generat.

Bioreactoare cu canal cu suport flexibil pentru gaz

Tipul de fermentație din această instalație de biogaz poate fi mezofil (cu încălzire slabă). Datorită suprafeței mari a domului de umflare, bioreactoarele cu canal pot fi instalate numai în încăperi încălzite sau în regiuni cu un climat cald. Avantajul designului este absența necesității unui receptor intermediar, dar marele dezavantaj este vulnerabilitatea domului elastic la deteriorarea mecanică.

Bioreactor cu canal mare cu rezervor flexibil de gaz

LA timpuri recente Bioreactoarele discontinue cu fermentare uscată a gunoiului de grajd fără adăugarea de apă la substrat câștigă popularitate. Deoarece gunoiul de grajd are propria sa umiditate, va fi suficient pentru viața organismelor, deși intensitatea reacțiilor va scădea.

Bioreactoarele de tip uscat arată ca un garaj etanș cu ușile care se închid etanș. Biomasa este încărcată în reactor cu ajutorul unui încărcător frontal și rămâne în această stare până la finalizarea ciclului complet de generare a gazului (aproximativ jumătate de an), fără a fi necesară adăugarea substratului și amestecarea acestuia.

Bioreactor în loturi încărcat printr-o ușă închisă ermetic

Instalație de biogaz DIY

Trebuie remarcat faptul că, în majoritatea bioreactoarelor, de regulă, numai zona de generare a gazului este sigilată, iar biomasa lichidă la intrare și la ieșire este sub presiune atmosferică. Presiunea excesivă în interiorul bioreactorului deplasează o parte din substratul lichid în duze, din cauza căreia nivelul de biomasă din ele este puțin mai mare decât în ​​interiorul rezervorului.

Liniile roșii din diagramă indică diferența de niveluri în bioreactor și duze

Aceste modele de bioreactoare de casă sunt populare printre mesteri populari, care realizează independent instalații de biogaz cu propriile mâini pentru casă, permițând încărcarea și descărcarea manuală reutilizabilă a substratului. În fabricarea bioreactoarelor cu propriile mâini, mulți meșteri experimentează cu containere complet sigilate, folosind mai multe camere de cauciuc din anvelopele roților vehiculelor mari ca rezervor de gaz.

Desen al unui rezervor de gaz realizat din camere de tractor

În videoclipul de mai jos, un pasionat al producției de biogaz de casă, folosind exemplul butoaielor umplute cu excremente de păsări, demonstrează posibilitatea obținerii efective de gaz combustibil acasă, procesând deșeurile de pasăre în îngrășământ util. Singurul lucru care poate fi adăugat la designul descris în acest videoclip este că trebuie să puneți un manometru și o supapă de siguranță pe un bioreactor de casă.

Calcule ale productivității bioreactorului

Cantitatea de biogaz este determinată de masa și calitatea materiilor prime utilizate. Pe Internet, puteți găsi tabele care indică cantitatea de deșeuri produsă de diverse animale, dar proprietarii, care trebuie să îndepărteze gunoiul de grajd în fiecare zi, nu au nevoie de această teorie, deoarece cunosc cantitatea și masa viitorului substrat prin intermediul lor. propria practică. Pe baza disponibilității materiilor prime regenerabile în fiecare zi, este posibil să se calculeze volumul necesar al bioreactorului și producția zilnică de biogaz.

Tabel de obținere a cantității de gunoi de grajd de la unele animale cu un calcul aproximativ al randamentului de biogaz

După ce au fost făcute calculele și proiectul bioreactorului a fost aprobat, puteți trece la construcția acestuia. Materialul poate fi un recipient din beton armat, turnat în pământ, sau zidărie, etanșat cu un strat special care este folosit pentru tratarea piscinelor.

De asemenea, este posibil să se construiască rezervorul principal al instalației de biogaz de acasă din fier acoperit cu material anticoroziv. Bioreactoarele industriale mici sunt adesea fabricate din rezervoare de plastic de mare volum, rezistente chimic.

Construcția unui bioreactor de zidărie

În instalațiile industriale de biogaz, sisteme electronice control și diverși reactivi pentru corectarea compoziției chimice a substratului și a nivelului de aciditate al acestuia, precum și substanțe speciale se adaugă biomasei - enzime și vitamine care stimulează reproducerea și activitatea vitală a microorganismelor din interiorul bioreactorului. În procesul de dezvoltare a microbiologiei se creează tulpini din ce în ce mai rezistente și mai eficiente de bacterii metanogene, care pot fi achiziționate de la companii implicate în producția de biogaz.

Graficul arată că, odată cu utilizarea enzimelor, randamentul maxim de biogaz are loc de două ori mai repede.

Nevoia de pompare și curățare a biogazului

Producția constantă de gaz într-un bioreactor de orice design duce la necesitatea de a pompa biogaz. Unele instalații primitive de biogaz pot arde gazul rezultat direct într-un arzător instalat în apropiere, dar instabilitatea suprapresiunii din bioreactor poate duce la stingerea flăcării, urmată de eliberarea de gaz otrăvitor. Utilizarea unei astfel de instalații de biogaz primitive conectată la o sobă este categoric inacceptabilă din cauza posibilității de otrăvire cu componente toxice ale biogazului brut.

Flacăra arzătorului la arderea biogazului trebuie să fie curată, uniformă și stabilă

Prin urmare, aproape orice schemă a unei instalații de biogaz include rezervoare de stocare a gazelor și un sistem de purificare a gazelor. Ca complex de curățare de casă, puteți folosi un filtru de apă și un recipient de casă umplut cu așchii de metal sau puteți achiziționa sisteme de filtrare profesionale. Rezervorul pentru depozitarea temporară a biogazului poate fi realizat din camere din anvelope, din care gazul este pompat din când în când de către un compresor în butelii standard de propan pentru depozitare și utilizare ulterioară.

În unele țări africane, suporturile gonflabile de gaz sub formă de pernă sunt folosite pentru depozitarea și transportul biogazului.

Ca o alternativă la utilizarea obligatorie a unui rezervor de gaz, poate fi perceput un bioreactor cu dom plutitor îmbunătățit. Îmbunătățirea constă în adăugarea unui deflector concentric care formează un buzunar de apă care acționează ca o etanșare de apă și împiedică biomasa să intre în contact cu aerul. Presiunea din interiorul cupolei plutitoare va depinde de greutatea acestuia. Prin trecerea gazului prin sistemul de purificare și reductor, acesta poate fi folosit într-o sobă de uz casnic, evacuată periodic din bioreactor.

Bioreactor cu dom plutitor și buzunar de apă

Măcinarea și amestecarea substratului în bioreactor

Agitarea biomasei este o parte importantă a procesului de formare a biogazului, oferind bacteriilor acces la nutrienți care se pot aglomera în partea de jos a bioreactorului. Pentru ca particulele de biomasă să fie mai bine amestecate în bioreactor, acestea trebuie zdrobite mecanic sau manual înainte de a fi încărcate în rezervorul de metan. LA acest momentîn instalațiile de biogaz industriale și de casă, sunt utilizate trei metode de amestecare a substratului:

1. agitatoare mecanice actionate de un motor electric sau manual;
2. amestecarea circulară cu o pompă sau elice care pompează substratul în interiorul bioreactorului;
3. amestecarea prin barbotare prin suflarea biogazului deja existent în biomasa lichidă. dezavantaj aceasta metoda este formarea de spumă pe suprafața substratului.

Săgeata indică șurubul de circulație de amestecare într-un bioreactor de casă

Amestecarea mecanică a substratului în interiorul bioreactorului poate fi efectuată manual sau automat prin pornirea motorului electric cu ajutorul unui temporizator electronic. Amestecarea cu jet de apă sau barbotare a biomasei poate fi efectuată numai folosind motoare electrice controlate manual sau folosind un algoritm software.

Acest bioreactor are un agitator mecanic

Încălzirea substratului în instalații de biogaz mezofile și termofile

Temperatura optimă pentru formarea gazului este temperatura substratului în intervalul 35-50ºC. Pentru a menține această temperatură, în bioreactor pot fi instalate diverse sisteme de încălzire - apă, abur, electric. Controlul temperaturii trebuie efectuat folosind un comutator termic sau termocupluri conectate la actuatorul care reglează încălzirea bioreactorului.

De asemenea, trebuie să rețineți că o flacără deschisă va supraîncălzi pereții bioreactorului, iar în interior biomasa acestuia va arde. Substratul ars va reduce transferul de căldură și calitatea încălzirii, iar peretele fierbinte al bioreactorului se va prăbuși rapid. Una dintre cele mai bune opțiuni este încălzirea apei din conducta de retur a sistemului de încălzire a locuinței. Este necesar să instalați un sistem de supape electrice pentru a putea opri încălzirea bioreactorului sau conectați încălzirea substratului direct de la boiler dacă este prea frig.

Sistemul electric și de încălzire a apei a bioreactorului

Încălzirea substratului în bioreactor cu ajutorul elementelor de încălzire va fi benefică doar dacă există energie electrică alternativă obținută de la un generator eolian sau panouri solare. În acest caz, elementele de încălzire pot fi conectate direct la generator sau baterie, ceea ce va exclude convertizoarele de tensiune scumpe din circuit. Pentru a reduce pierderile de căldură și a reduce costul încălzirii substratului în bioreactor, este necesar să îl izolăm cât mai mult posibil folosind diferite încălzitoare.

Izolarea bioreactorului cu material termoizolant

Experiențe practice care sunt inevitabile atunci când construiești centrale de biogaz cu propriile mâini

Oricâtă literatură ar citi un pasionat începător al producției independente de biogaz și oricâte videoclipuri vizionează, în practică va trebui să înveți singur multe, iar rezultatele, de regulă, vor fi departe de cele calculate.

Prin urmare, mulți maeștri începători urmează calea experimentelor independente în obținerea biogazului, începând cu containerele mici, determinând cât de mult gaz din materiile prime disponibile este produs de mica lor uzină experimentală de biogaz. Prețurile componentelor, producția de metan și costurile viitoare ale construirii unei centrale complete de biogaz vor determina viabilitatea și fezabilitatea acesteia.

În videoclipul de mai sus, maestrul demonstrează capacitățile instalației sale de biogaz, observând cât de mult biogaz va fi produs într-o zi. În cazul lui, la pomparea a opt atmosfere în recipientul compresorului, volumul gazului rezultat după recalculări, ținând cont de volumul rezervorului de 24 l, va fi de aproximativ 0,2 m².

Această cantitate de biogaz obținută dintr-un butoi de 200 de litri nu este semnificativă, dar, așa cum se arată în următorul videoclip al acestui vrăjitor, această cantitate de gaz este suficientă pentru o oră de ardere a unui arzător aragaz (15 minute înmulțite cu patru atmosfere dintr-un cilindru). , care este de două ori dimensiunea receptorului).

Într-un alt videoclip de mai jos, maestrul vorbește despre obținerea de biogaz și a îngrășămintelor pure biologic prin prelucrarea deșeurilor organice într-o instalație de biogaz. Trebuie avut în vedere faptul că valoarea îngrășămintelor organice poate depăși costul gazului rezultat, iar apoi biogazul va deveni un produs secundar util al procesului de fabricare a îngrășămintelor de calitate. O altă proprietate utilă a materiilor prime organice este posibilitatea de păstrare a acesteia pentru o anumită perioadă pentru utilizare în la fix.

infoelectric.ru

Biogaz de bricolaj: tehnologie pentru obținerea de combustibil alternativ din deșeurile biologice

Îngrijorată de criza energetică iminentă, omenirea încearcă în mod activ să dezvolte surse regenerabile de energie.

Alături de centralele solare și eoliene au apărut instalații pentru obținerea combustibililor gazoși numiți biogaz din deșeuri organice.

O caracteristică remarcabilă a acestei tehnologii este simplitatea ei: oricine o poate implementa la scară mică. Așadar, biogazul „do-it-yourself” – despre asta va fi vorba.

Dacă apariția panourilor solare și a turbinelor eoliene datorăm descoperirilor oamenilor de știință, atunci în cazul biogazului, aceștia nu au fost nevoiți să inventeze nimic - natura a făcut totul ea însăși. Acest tip Combustibilul este un produs al activității vitale a bacteriilor speciale, care sunt numite în mod colectiv hidrolitice, formatoare de acid și formatoare de metan.

După cum sugerează și numele, componenta principală a biogazului este metanul, care se găsește și în gazul natural. În biogaz, acesta reprezintă 60% din volumul total. Aproximativ o treime (35%) este dioxid de carbon, restul de 5% sunt alte gaze, de exemplu, hidrogen sulfurat.

Schema schematică a unei instalații de biogaz

De unde provin aceste microorganisme minunate? Sunt o microfloră naturală care trăiește în intestinele vitelor și își descompune conținutul. Aceste bacterii sunt transportate afară cu gunoi de grajd, care este folosit pentru a alimenta noua centrală de generare a gazelor.

Atunci când microbii sunt stabiliți într-un nou loc de reședință, „meniul” lor poate fi diversificat cu alte deșeuri. Orice materie organică va face: excrementele altor animale și păsări, plante și rumeguș, deșeuri din industria alimentară. Toate acestea sunt supuse fermentației cu formarea de biogaz. În același timp, materia primă se transformă în cel mai valoros îngrășământ.

O condiție prealabilă pentru viața metanogenelor și a altor bacterii este absența accesului la aer (astfel de microorganisme sunt numite anaerobe).

Factori care afectează producția de biogaz

Volumul de biogaz produs de o echipă prietenoasă de microbi în diferite condiții poate varia și depinde de o serie de factori.

Tipul materiei prime

Majoritatea biogazului poate fi obținut din deșeurile din industria alimentară care conțin pulpă de zahăr și o cantitate mare de grăsime. Cel mai puțin profitabil tip de materie primă este gunoiul de grajd.

Gunoi de grajd - materie prima pentru biogaz

Temperatura

Odată cu creșterea temperaturii, productivitatea bacteriilor crește. În funcție de regimul de temperatură, generatoarele de gaz sunt împărțite în trei tipuri.

Psihrofil

Acestea sunt instalații fără încălzire, în care temperatura se menține în intervalul de la 18 la 25 de grade. În prezent, ele nu sunt aproape niciodată folosite.

mezofilă

Datorită încălzirii, regimul de temperatură este menținut în intervalul de la 25 la 40 de grade.

Avantaje:

• consum redus de energie;
• compoziția de aminoacizi a îngrășămintelor este cea mai utilă.

Defecte:

• productivitate relativ scăzută a biogazului;
• lipsa efectului dezinfectant (materiile prime conțin bacterii patogene care ar trebui eliminate).

termofilă

Se aplică încălzire intensivă, temperatura depășește 40 de grade.

Avantaje:

• performanta ridicata;
• bacteriile patogene mor.

Defecte:

• costuri mari cu energia;
• îngrășăminte de calitate scăzută.

Bioreactor termofil pe gunoi de grajd

Pentru fiecare tip de materie primă există un regim optim de temperatură. De ce nu poți încălzi reactorul la cea mai mare temperatură posibilă? Din două motive:

• datorita cresterii costurilor cu energia, profitabilitatea instalatiei va scadea;
• pe măsură ce temperatura crește, crește și cantitatea de amoniac liber.

Această din urmă dependență duce la inhibarea generării de gaz (acest gaz este toxic pentru bacterii).

Metabolismul și libertatea de mișcare

Materia primă trebuie să fie suficient de lichefiată, astfel încât microbii și bulele de gaz să se poată deplasa în ea. Pentru a face acest lucru, la instalație se adaugă apă caldă, aducând umiditatea încărcăturii la 85% iarna și până la 92% vara.

Pentru ca procesele metabolice să aibă loc mai bine în reactor, conținutul acestuia trebuie agitat din când în când (aproximativ la fiecare 4 până la 6 ore).

Timp de fermentare

Dacă materiile prime sunt descărcate înainte de termen, bacteriile nu vor avea timp să compenseze pierderea de număr și productivitatea coloniilor lor va scădea.

Cu o expunere excesiv de lungă, productivitatea este redusă și din cauza lipsei de nutrienți.

În medie, timpul optim de fermentare este:

• pentru regimul psihrofil: 30-40 de zile sau mai mult;
• pentru mezofile: 10 - 20 de zile;
• pentru termofile: 5 - 10 zile.

Echilibrul acido-bazic

Cea mai mare productivitate se observă la valori ale pH-ului de la 6,5 ​​la 8,5 (în funcție de materia primă).

Raportul carbon/azot

Valoarea optimă depinde din nou de materia primă. Carbonul ar trebui să fie de 10 până la 20 de ori mai mult decât azotul.

Comparația biogazului cu combustibilii mai tradiționali

La punctele forte Această tehnologie include următoarele:

1. Materia prima folosita pentru producerea biogazului este o resursa inepuizabila si este gratuita.
2. Energia biogazului nu este legată de un loc anume - materiile prime pentru instalare pot fi găsite în orice regiune.
3. Gamă largă de aplicații: biogazul poate acționa ca sursă de căldură, electricitate și combustibil pentru motor.

În ceea ce privește costurile de construcție (3-4 mii euro pe kW de capacitate), centralele de biogaz sunt între stațiile nucleare (5 mii euro pe 1 kW) și pe cărbune (2 mii euro pe 1 kW).

Uzina de biogaz

În practică, s-a dovedit că cu cât puterea instalației este mai mare, cu atât energia generată cu ajutorul acesteia este mai ieftină. De asemenea, profitabilitatea depinde de tipul de materii prime folosite.

Schema de organizare a producției de biogaz la domiciliu

La construirea unui generator de gaz cu o capacitate mai mare de 10 MW, care funcționează cu deșeuri alimentare, va fi necesar să cheltuiți aproximativ 2 mii de euro pentru fiecare kW de putere; totodată, o centrală cu o capacitate de până la 1 MW, care utilizează ca materie primă bălegar de vacă, va costa 7 mii de euro pe 1 kW.

Unitatea este formată din mai multe noduri tehnologice.

Reactor

Reprezintă capacitatea integrală din beton armat tapițat cu izolație termică cu mai multe deschideri tehnologice. Reactorul trebuie să fie închis ermetic pentru a preveni intrarea aerului în interiorul său.

Sistem de alimentare cu biomasă

Pentru a încărca materii prime, fabrica este dotată cu un buncăr. Deșeurile sunt alimentate aici manual sau cu ajutorul unui transportor.

De asemenea, o conductă cu apă caldă este alimentată în reactor.

Agitatoare

Lamele de amestec sunt montate pe un arbore vertical, a cărui tijă iese printr-un orificiu etanș din capacul reactorului.

Dispozitivul este antrenat de un motor electric printr-un reductor.

Motorul poate fi pornit manual sau automat.

Sistem automat de incalzire

Încălzirea este instalată în partea de jos a reactorului. Purtătorul de căldură poate fi apă sau electricitate. Elementele de încălzire sunt pornite de un termostat setat la o anumită temperatură.

suport de gaz

Acesta este un recipient în care intră biogazul generat în reactor.

Separator

După cum am menționat mai sus, biogazul este un amestec de diferite gaze. Separatorul vă permite să separați metanul de impurități pentru furnizarea ulterioară către consumator.

Cea mai simplă instalație de biogaz pentru casă

Un generator de biogaz autofabricat, desigur, este inferior ca performanță față de plantele scumpe fabricate din fabrică, dar va necesita costuri inițiale semnificativ mai mici.

Pentru construcția sa veți avea nevoie de:

• inele din beton armat;
• buncăr din oțel;
• un capac masiv din oțel sau beton armat (există un caz cunoscut când un clopot greu a fost folosit ca capac);
• conducte pentru alimentarea si evacuarea apei produs finit.

Volumul reactorului trebuie să depășească volumul încărcăturii de 1,5 ori.

Schema de instalare

În cea mai simplă versiune, generatorul de gaz nu este echipat cu dispozitiv de încălzire și amestecare. Lucrările la construcția instalației se desfășoară în următoarea secvență:

1. Este săpată o groapă de dimensiuni suficiente, al cărei fund este betonat.
2. Mai multe inele de beton armat sunt coborâte în groapă unul după altul, formând din ele un rezervor cilindric. Toate îmbinările trebuie sigilate cu mastic bituminos.
3. Recipientul de beton este lipit cu izolație termică și hidroizolație, după care se procedează la umplerea gropii.
4. Un capac cu o trapă de încărcare bine închisă este plasat deasupra reactorului. În timpul fermentației materiilor prime, în reactor se formează presiune mare, astfel încât capacul poate fi asigurat cu cabluri pentru fiabilitate. Nu va fi de prisos să instalați în ea o supapă de siguranță cu o contragreutate sub forma unei greutăți.
5. Este necesar să atașați buncărul la trapa de încărcare.
6. Rămâne să conectați conductele la reactor. În același timp, pe linia de descărcare a produsului finit trebuie instalat un sigiliu de apă.

Biomasa se prepară după cum urmează:

• Ar trebui să luați 3 părți de bălegar de vacă și 7 părți de reziduuri de plante putrezite - blaturi de legume, frunze, coji etc.
• Amestecul rezultat trebuie diluat cu apă, crescând astfel conținutul de umiditate la 60% - 70%.

Pentru a crește productivitatea, se poate aplica o schemă de instalare mai avansată, inclusiv încălzirea apei. Un cazan de apă caldă care funcționează cu combustibilul produs de centrală va acționa ca generator de căldură.

Instalație de biogaz DIY - desen

La încărcarea materiilor prime, este suficient să se încălzească până la 35 de grade, după care temperatura sa ca urmare a fermentației va crește la 70 de grade.

După cum a arătat practica, o încărcătură de 5 tone de biomasă permite timp de 6 luni să primească o medie de aproximativ 40 de metri cubi pe zi. m de combustibil gazos.

Videoclip înrudit

Niciun comentariu încă

microclimat.pro

Instalație de biogaz pentru o casă privată: recomandări pentru dispozitiv și un exemplu de amenajare de casă

Un proprietar prudent visează la resurse energetice ieftine, la eliminarea eficientă a deșeurilor și la obținerea de îngrășăminte. O instalație de biogaz de acasă este o modalitate ieftină de a realiza visele. Auto-asamblarea unui astfel de echipament va costa bani rezonabili, iar gazul produs va fi un bun ajutor în gospodărie: poate fi folosit pentru gătit, încălzirea casei și alte nevoi.

De ce aveți nevoie pentru a obține biogaz

Biogazul se formează ca urmare a fermentației unui substrat biologic. Este descompus de bacterii hidrolitice, formatoare de acizi și metan. Amestecul de gaze produs de bacterii se dovedește a fi combustibil, deoarece. contine un procent mare de metan.

Prin proprietățile sale, practic nu diferă de gazul natural, care este folosit pentru nevoi industriale și casnice.

Dacă se dorește, fiecare proprietar de locuință poate achiziționa o instalație industrială de biogaz, dar este costisitoare, iar investiția se amortizează în 7-10 ani. Prin urmare, are sens să faci un efort și să faci un bioreactor cu propriile mâini.

Biogazul este un combustibil prietenos cu mediul, iar tehnologia de producere a acestuia nu are un impact deosebit asupra mediului. Mai mult, ca materie primă pentru biogaz, se folosesc deșeuri care trebuie eliminate. Ele sunt plasate într-un bioreactor unde are loc procesarea:

• De ceva timp, biomasa este expusă bacteriilor. Perioada de fermentare depinde de volumul de materii prime.
• Ca urmare a activității bacteriilor anaerobe, se eliberează un amestec combustibil de gaze, care include metan (60%), dioxid de carbon (35%) și alte gaze (5%). De asemenea, în timpul fermentației, hidrogen sulfurat potențial periculoasă este eliberat în cantități mici. Este otrăvitor, așa că este extrem de nedorit ca oamenii să fie expuși la ea.
• Amestecul de gaze din bioreactor este curățat și intră în rezervorul de gaz, unde este depozitat până când este utilizat în scopul pentru care a fost destinat.
• Gazul dintr-un rezervor de gaz poate fi folosit în același mod ca și gazul natural. Merge la aparatele de uz casnic - sobe pe gaz, cazane de încălzire etc.
• Biomasa descompusă trebuie îndepărtată în mod regulat din fermentator. Acesta este un efort suplimentar, dar efortul dă roade. După fermentare, materia primă se transformă în îngrășământ de înaltă calitate, care este folosit în câmpuri și grădini.

O instalație de biogaz este benefică pentru proprietarul unei case private doar dacă are acces constant la deșeurile de la fermele de animale. În medie, din 1 metru cub. substrat se poate obține 70-80 metri cubi. biogaz, dar producția de gaz este inegală și depinde de mulți factori, inclusiv. temperatura biomasei. Acest lucru complică calculele.

Instalațiile de biogaz sunt ideale pentru ferme. Deșeurile animale pot furniza suficient gaz pentru a încălzi complet spațiile rezidențiale și anexele

Pentru ca procesul de producție a gazului să fie stabil și continuu, cel mai bine este să construiți mai multe instalații de biogaz și să puneți substratul în fermentatoare cu o diferență de timp. Astfel de instalații funcționează în paralel, iar materiile prime sunt încărcate în ele secvenţial. Acest lucru garantează o producție constantă de gaz, astfel încât acesta să poată fi alimentat în mod continuu la aparatele electrocasnice.

În mod ideal, bioreactorul ar trebui să fie încălzit. La fiecare 10 grade de căldură dublează producția de gaz. Deși amenajarea încălzirii necesită investiții, se plătește cu o eficiență mai mare a designului.

Echipamentele de casă pentru biogaz asamblate din materiale improvizate sunt mult mai ieftine decât instalațiile productie industriala. Eficiența sa este mai mică, dar corespunde pe deplin fondurilor investite. Dacă aveți acces la gunoi de grajd și dorința de a face propriile eforturi pentru a asambla și întreține structura, acest lucru este foarte benefic.

Avantajele și dezavantajele sistemului

Instalațiile de biogaz au multe avantaje, dar există și suficiente dezavantaje, așa că înainte de a începe proiectarea și construcția, ar trebui să cântăriți totul:

• Reciclare. Datorită unei fabrici de biogaz, poți profita la maximum de gunoiul de care ar trebui să scapi oricum. Această eliminare este mai puțin periculoasă pentru mediu decât depozitul de deșeuri.
• Reînnoirea materiilor prime. Biomasa nu este cărbune sau gaz natural, a căror extracție epuizează resursele. În agricultură, materiile prime apar constant.
• Cantitate relativ mică de CO2. Când se produce gaz, mediul nu este poluat, dar atunci când este folosit, o cantitate mică de dioxid de carbon este eliberată în atmosferă. Nu este periculos și nu este capabil să schimbe mediul în mod critic, deoarece. este absorbit de plante în timpul creșterii.
• Emisii moderate de sulf. Când biogazul este ars, o cantitate mică de sulf este eliberată în atmosferă. Acesta este un fenomen negativ, dar amploarea lui este cunoscută prin comparație: atunci când se arde gazul natural, poluarea mediului cu oxizi de sulf este mult mai mare.
• Muncă stabilă. Producția de biogaz este mai stabilă decât panourile solare sau morile de vânt. Dacă energia solară și eoliană nu pot fi controlate, atunci instalațiile de biogaz depind de activitatea umană.
• Puteți utiliza mai multe setări. Gazul este întotdeauna un risc. Pentru a reduce daunele potențiale în cazul unui accident, mai multe instalații de biogaz pot fi dispersate în jurul șantierului. Dacă este proiectat și asamblat corect, un sistem de mai multe fermentatoare va funcționa mai stabil decât un bioreactor mare.
• Beneficii pentru agricultura. Unele tipuri de plante sunt plantate pentru a obține biomasă. Puteți alege cele care îmbunătățesc starea solului. De exemplu, sorgul reduce eroziunea solului și îi îmbunătățește calitatea.

Biogazul are și dezavantaje. Deși este un combustibil relativ curat, încă poluează atmosfera. Pot exista și probleme cu aprovizionarea cu biomasă vegetală. Proprietarii iresponsabili de plante o recoltează adesea în moduri care epuizează pământul și perturbă echilibrul ecologic.

Cum se calculează rentabilitatea unei instalații

Balega de vacă este folosită în mod obișnuit ca materie primă pentru producția de biogaz. O vaca adultă poate oferi suficient pentru a oferi 1,5 metri cubi. combustibil; porc - 0,2 metri cubi; pui sau iepure (în funcție de greutatea corporală) - 0,01-0,02 metri cubi. Pentru a înțelege dacă este mult sau puțin, îl puteți compara cu tipuri de resurse mai familiare.

1 m3 biogazul furnizează aceeași cantitate de energie termică ca:

• lemn de foc - 3,5 kg;
• cărbune - 1-2 kg;
• electricitate - 9-10 kW / h.

Dacă cunoașteți greutatea aproximativă a deșeurilor agricole care vor fi disponibile în următorii ani și cantitatea de energie necesară, puteți calcula profitabilitatea unei centrale de biogaz.

Unul dintre principalele dezavantaje ale producției de biogaz este mirosul. Capacitatea de a folosi grămezi mici de compost este un mare plus, dar va trebui să suportați neplăceri și să controlați cu atenție procesul pentru a nu provoca răspândirea agenților patogeni.

Pentru așezarea într-un bioreactor, se prepară un substrat, care include mai multe componente în următoarele proporții:

• gunoi de grajd (de preferință vacă sau porc) - 1,5 tone;
• deșeuri organice (pot fi frunze putrezite sau alte componente de origine vegetală) - 3,5 tone;
• apă încălzită la 35 de grade (cantitatea de apă caldă se calculează astfel încât masa sa să fie de 65-75% din cantitatea totală de materie organică).

Calculul substratului a fost făcut pentru un marcaj timp de șase luni, pe baza consumului moderat de gaz. După aproximativ 10-15 zile, procesul de fermentație va da primele rezultate: gazul va apărea în cantități mici și va începe să umple depozitul. După 30 de zile, vă puteți aștepta la o producție completă de combustibil.

Utilajele pentru producerea de biogaz nu sunt încă deosebit de comune în țara noastră. Acest lucru se datorează în mare măsură conștientizării slabe a oamenilor cu privire la beneficiile și caracteristicile sistemelor de biogaz. În China și India, multe ferme mici sunt echipate cu instalații improvizate pentru a genera combustibil curat suplimentar

Dacă planta funcționează corect, volumul de biogaz va crește treptat până când substratul putrezește. Performanța structurii depinde direct de rata de fermentație a biomasei, care, la rândul său, este legată de temperatura și umiditatea substratului.

Instrucțiuni pentru autoconstrucție

Dacă nu aveți experiență în asamblare sisteme complexe, are sens să ridicați de pe net sau să dezvoltați cel mai simplu desen al unei centrale de biogaz pentru o casă privată.

Cu cât designul este mai simplu, cu atât este mai fiabil și mai durabil. Mai târziu, când abilitățile de construcție și de manipulare a sistemului devin disponibile, va fi posibilă refacerea echipamentului sau montarea unei instalații suplimentare.

Structurile industriale scumpe includ sisteme de amestecare a biomasei, încălzire automată, purificare a gazelor etc. Echipamentul de uz casnic nu este atât de dificil. Este mai bine să asamblați o instalație simplă și apoi să adăugați elemente care trebuie să apară.

Când se calculează volumul fermentatorului, merită să se concentreze pe 5 metri cubi. O astfel de instalație vă permite să obțineți cantitatea de gaz necesară pentru a încălzi o casă privată cu o suprafață de 50 de metri pătrați, dacă un cazan sau o sobă pe gaz este folosită ca sursă de căldură. Acesta este un indicator mediu, deoarece puterea calorică a biogazului nu este de obicei mai mare de 6000 kcal/m3.

Pentru ca procesul de fermentație să decurgă mai mult sau mai puțin stabil, este necesar să se realizeze regimul de temperatură corect. Pentru a face acest lucru, bioreactorul este instalat într-o groapă de pământ sau izolarea termică fiabilă este gândită în avans. Încălzirea constantă a substratului poate fi asigurată prin plasarea unei conducte de încălzire a apei sub baza fermentatorului

Construcția unei centrale de biogaz poate fi împărțită în mai multe etape.

Etapa 1: pregătirea unei gropi pentru un bioreactor

Aproape întreaga instalație de biogaz este situată în subteran, așa că multe depind de cum a fost săpat și terminat groapa. Există mai multe opțiuni pentru întărirea pereților și etanșarea gropii - plastic, beton, inele polimerice.

Intensitatea fermentației substratului și debitul de gaz depind de pregătirea pereților și a fundului bioreactorului, astfel încât groapa este atent consolidată, izolată și etanșată. Aceasta este etapa de lucru cea mai dificilă și cea mai consumatoare de timp.

Cea mai bună soluție este să cumpărați inele polimerice gata făcute cu fundul gol. Vor costa mai mult decât materialele improvizate, dar nu este necesară etanșarea suplimentară. Polimerii sunt sensibili la stres mecanic, dar nu le este frică de umiditate și substanțe chimice agresive. Nu sunt reparabile, dar dacă este necesar, pot fi înlocuite cu ușurință.

Etapa 2: amenajarea scurgerii gazelor

Cumpărarea și instalarea agitatoarelor speciale pentru instalațiile de biogaz este costisitoare. Costul sistemului poate fi redus prin echiparea canalizării gazelor. Este o conductă de canalizare din polimer instalată vertical, în care s-au făcut multe găuri.

Pentru scurgerea gazelor, puteți alege țevi din metal sau polimer. Primele sunt mai puternice, în timp ce cele din urmă sunt mai rezistente la atacul chimic. Este mai bine să acordați preferință polimerilor, deoarece. metalul va rugini și putrezi rapid

Când se calculează lungimea conductelor de drenaj, trebuie să se ghideze după adâncimea de umplere planificată a bioreactorului. Vârfurile țevilor trebuie să fie deasupra acestui nivel.

Etapa 3: dispunerea stratului izolator

Substratul poate fi încărcat imediat în bioreactorul finit. Este acoperit cu o peliculă astfel încât gazul eliberat în timpul procesului de fermentație să fie sub presiune ușoară. Când domul este gata, acesta va asigura alimentarea normală cu biometan prin conducta de evacuare.

Etapa 4: instalarea cupolei și a conductelor

Etapa finală a asamblarii celei mai simple instalații de biogaz este instalarea vârfului cupolei. În cel mai înalt punct al domului, o țeavă de evacuare a gazului este instalată și trasă în rezervorul de gaz.

Spațiul liber al bioreactorului servește într-o oarecare măsură ca depozit de gaz, dar acest lucru nu este suficient pentru funcționarea în siguranță a instalației. Gazul trebuie consumat constant, altfel este posibilă o explozie de la suprapresiune sub dom

Capacitatea bioreactorului este închisă cu un capac etanș. Pentru a preveni amestecarea biometanului cu aerul, este echipat un sigiliu de apă. De asemenea, servește la purificarea gazelor. Este necesar să se prevadă o supapă de eliberare care să funcționeze dacă presiunea din fermentator este prea mare.

Două moduri de a încălzi bioreactorul

Microorganismele care procesează substratul sunt prezente în mod constant în biomasă, totuși, pentru reproducerea lor intensivă, este necesară o temperatură de 38 de grade și mai mult. Pentru incalzirea in perioada rece, puteti folosi o serpentina conectata la sistemul de incalzire a locuintei, sau radiatoare electrice. Prima metodă este mai rentabilă, deci este mai des folosită.

Cel mai simplu mod de a echipa încălzirea de jos, așezarea unei țevi din sistemul de încălzire, dar eficiența unui astfel de schimbător de căldură este relativ scăzută. Este mai bine să echipați încălzirea externă, în mod ideal cu abur, astfel încât biomasa să nu se supraîncălzească

O instalație de biogaz nu trebuie să fie îngropată în pământ; există alte opțiuni de amenajare. Un exemplu de funcționare a unui sistem asamblat din butoaie este prezentat în videoclipul de mai jos.

Materiale video despre asamblarea și aranjarea sistemului

Deși nu este nimic complicat în asamblarea și amenajarea echipamentelor de biogaz, trebuie să fii extrem de atent la detalii. Nu sunt permise erori, deoarece poate duce la explozii și distrugeri. Oferim instrucțiuni video care vă vor ajuta să înțelegeți cum sunt aranjate plantele, să le asamblați corect și să le completați cu dispozitive utile pentru o utilizare mai convenabilă a biogazului.

Videoclipul arată cum funcționează o instalație standard de biogaz:

Un exemplu de instalație de biogaz de casă. Tutorial video despre aranjarea sistemului cu propriile mâini:

Instrucțiuni video pentru asamblarea unei instalații de biogaz dintr-un butoi:

Descrierea procesului de fabricație a agitatoarelor de substrat:

O descriere detaliată a activității unui depozit de gaz improvizat:

Oricât de simplă este instalația de biogaz aleasă pentru o casă privată, nu merită să o economisești. Dacă este posibil, este mai bine să cumpărați un bioreactor pliabil de producție industrială. Dacă nu, fă-l din materiale de înaltă calitate și durabile: polimeri, beton sau oțel inoxidabil. Acest lucru va crea un sistem de alimentare cu gaz cu adevărat fiabil și sigur acasă.

sovet-ingenera.com

Cum să efectuați încălzirea într-o casă privată cu propriile mâini

Să presupunem că gazele naturale nu au fost și nu vor fi în satul tău. Și chiar dacă există, costă bani. Deși cu un ordin de mărime mai ieftin decât încălzirea ruinoasă cu electricitate și combustibil lichid. Cel mai apropiat atelier pentru producția de peleți este la câteva sute de kilometri distanță, este scump de transportat. Devine din ce în ce mai dificil să cumpărați lemn de foc în fiecare an și este supărător să îl încălziți. Pe acest fundal, pare foarte tentant să obții biogaz gratuit în propria curte din buruieni, gunoi de grajd de pui, gunoi de grajd de la porcul tău preferat sau conținutul toaletei stăpânului. Este suficient să faci un bioreactor! La televizor se povestește cât de gospodari fermieri germani se încălzesc cu resurse de „balegar” și acum nu mai au nevoie de niciun „Gazprom”. Aici este adevărată zicala „va îndepărta pelicula din fecale”. Internetul este plin de articole și clipuri video pe tema „biogaz din biomasă” și „instalație de biogaz de tip do-it-yourself”. Dar oh aplicație practică se știe puțin despre tehnologia noastră: toată lumea și toată lumea vorbește despre producția de biogaz acasă, dar puțini oameni au văzut exemple concrete în sat, la fel ca legendarul Yo-Mobile de pe drum. Să încercăm să ne dăm seama de ce este așa și care sunt perspectivele pentru tehnologiile bioenergetice progresive în mediul rural.

Ce minunat ar fi: am visat puțin pe toaletă, iar fierbătorul fierbea deja

Ce este biogazul + un pic de istorie

Biogazul se formează ca urmare a unei descompunere secvențială în trei etape (hidroliză, formare de acid și metan) a biomasei tipuri variate bacterii. O componentă combustibilă utilă este metanul, poate fi prezent și hidrogenul.

Proces de descompunere bacteriană care produce metan combustibil

Într-o măsură mai mare sau mai mică, în timpul descompunerii oricăror reziduuri animale și vegetale se formează gaze combustibile.

Compoziția aproximativă a biogazului, proporțiile specifice ale componentelor depind de materiile prime și tehnologia utilizată

Oamenii încearcă de multă vreme să folosească acest tip de combustibil natural, în cronicile medievale existând referiri la faptul că locuitorii din zonele joase ale Germaniei actuale în urmă cu un mileniu primeau biogaz din vegetația putrezită, scufundând blănuri de piele în mlaștină. nămol. În Evul Mediu întunecat și chiar în secolele iluminate, cei mai talentați meteoriști, care, grație unei diete special alese, au reușit să pornească și să dea foc la timp abundentei de metan flatus, au stârnit bucuria constantă a publicului de la târgul de distracție. spectacole. Instalațiile industriale de biogaz au început să fie construite cu diferite grade de succes de la mijlocul secolului al XIX-lea. În URSS, în anii 80 ai secolului trecut, un program de stat pentru dezvoltarea industriei a fost adoptat, dar nu a fost pus în aplicare, deși au fost încă lansate o duzină de unități de producție. În străinătate, tehnologia de producție a biogazului este îmbunătățită relativ activ, numărul total de instalații aflate în funcțiune este de zeci de mii. În țările dezvoltate (CEE, SUA, Canada, Australia) acestea sunt complexe mari extrem de automatizate, în țările în curs de dezvoltare (China, India) - centrale de biogaz semi-artizanale pentru casă și agricultura mică.

Procentul din numărul de instalații de biogaz din țările UE. Se vede clar că tehnologia se dezvoltă activ doar în Germania, motivul fiind subvențiile de stat solide și stimulentele fiscale.

Care este utilizarea biogazului

Este clar că ca combustibil, din moment ce arde. Încălzirea clădirilor industriale și rezidențiale, producere de energie, gătit. Cu toate acestea, nu totul este atât de simplu pe cât se arată în videoclipurile împrăștiate pe YouTube. Biogazul trebuie să ardă stabil în instalațiile generatoare de căldură. Pentru a face acest lucru, parametrii săi ai mediului gazos trebuie aduși la standarde destul de stricte. Conținutul de metan nu trebuie să fie mai mic de 65% (optim 90-95%), nu trebuie să existe hidrogen, vaporii de apă sunt îndepărtați, dioxidul de carbon este îndepărtat, componentele rămase sunt inerte la temperaturi ridicate. Este imposibil să se utilizeze biogaz de origine „bălegar-animal”, care nu este eliberat de impurități neplăcute, în clădirile rezidențiale.

Presiune normalizată - 12,5 bar, cu o valoare mai mică de 8-10 bar, automată modele moderne echipamentele de încălzire și echipamentele de bucătărie întrerup alimentarea cu gaz. Este foarte important ca caracteristicile gazului care intră în generatorul de căldură să fie stabile. În cazul unui salt de presiune dincolo de normă, supapa va funcționa, va trebui să o reporniți manual. Este rău dacă sunt folosite aparate cu gaz învechite care nu sunt echipate cu sistem de control al gazului. În cel mai bun caz, arzătorul cazanului de încălzire se poate defecta. Cea mai proastă opțiune este că gazul se va stinge, dar fluxul său nu se va opri. Și acest lucru este plin de tragedie. Pentru a rezuma ceea ce s-a spus: caracteristicile biogazului trebuie aduse la parametrii necesari, iar măsurile de siguranță trebuie respectate cu strictețe.

Lanț de proces simplificat pentru producția de biogaz. O etapă importantă este separarea și separarea gazelor

Ce materii prime sunt folosite pentru a produce biogaz

• Materiile prime vegetale sunt excelente pentru producția de biogaz: din iarbă proaspătă puteți obține randamentul maxim de combustibil - până la 250 m3 pe tonă de materii prime, conținut de metan de până la 70%. Ceva mai puțin, se pot obține până la 220 m3 din silozul de porumb, până la 180 m3 din blaturile de sfeclă. Orice plante verzi sunt potrivite, algele, fânul (100 m3 pe tonă) sunt bune, dar este logic să folosiți furaje valoroase pentru combustibil numai dacă există un exces clar de acesta. Producția de metan din pulpă, care se formează la fabricarea sucurilor, uleiurilor și biodieselului, este scăzută, dar materialul este liber. Lipsa materiilor prime vegetale este un ciclu lung de producție, de 1,5-2 luni. Biogazul poate fi obținut și din celuloză și alte deșeuri de plante care se descompun lent, dar eficiența este extrem de scăzută, se produce puțin metan, iar ciclul de producție este foarte lung. În concluzie, spunem că materiile prime vegetale trebuie măcinate fin.
• Materiile prime de origine animală: coarnele și copitele tradiționale, deșeurile de la fabrici de lapte, abatoare și fabrici de procesare sunt, de asemenea, potrivite și, de asemenea, în formă zdrobită. Cel mai bogat „minereu” sunt grăsimile animale, producția de biogaz de înaltă calitate, cu o concentrație de metan de până la 87%, ajunge la 1500 m3 pe tonă. Cu toate acestea, materiile prime animale sunt insuficiente și, de regulă, îi găsesc alte utilizări.

Gaz combustibil din excremente

• Gunoiul de grajd este ieftin și disponibil din abundență în multe ferme, dar randamentul și calitatea biogazului este mult mai scăzută decât în ​​cazul altor tipuri. Chirintele de vacă și merele de cal pot fi folosite în formă pură, fermentația începe imediat, randamentul de biogaz este de 60 m2 pe tonă de materii prime cu un conținut scăzut de metan (până la 60%). Ciclul de producție este scurt, 10-15 zile. Gunoiul de porc și gunoiul de pui sunt toxice - astfel încât să se poată dezvolta bacterii benefice, se amestecă cu deșeuri vegetale, siloz. Compozițiile detergente, agenții tensioactivi, care sunt utilizați la curățarea clădirilor de animale, prezintă o mare problemă. Împreună cu antibioticele, care intră în gunoi de grajd în cantități mari, acestea inhibă mediul bacterian și inhibă formarea metanului. Este complet imposibil să nu folosiți dezinfectanți, iar întreprinderile agricole care au investit în producția de gaz din gunoi de grajd sunt nevoite să găsească un compromis între igiena și controlul bolilor animale, pe de o parte, și menținerea productivității bioreactoarelor, pe de altă parte.
• Excrementele umane, complet gratuite, sunt de asemenea potrivite. Dar nu este rentabil să folosiți ape uzate obișnuite, concentrația de fecale este prea scăzută, iar dezinfectanții și agenții tensioactivi sunt mari. Tehnologii spun că ar putea fi folosite doar dacă „produsele” intră doar în canalizare de la toaletă, cu condiția ca vasul să fie spălat cu doar un litru de apă (standard 4/8 l). Și fără detergenți, desigur.

Cerințe suplimentare pentru materii prime

O problemă serioasă cu care se confruntă fermele care au instalat echipamente moderne pentru producția de biogaz este aceea că materiile prime nu trebuie să conțină incluziuni solide; o piatră, o piuliță, o bucată de sârmă sau o placă care intră accidental în masă va înfunda conducta, va dezactiva o pompă scumpă pentru fecale. sau mixer.

Trebuie spus că datele date privind randamentul maxim de gaz din materia primă corespund condițiilor ideale de laborator. Pentru a aborda aceste cifre în producția reală, este necesar să se respecte o serie de condiții: menținerea temperaturii necesare, amestecarea periodică a materiilor prime măcinate fin, adăugarea de aditivi care activează fermentația etc. Pe o instalație improvizată, asamblată conform recomandărilor articolelor despre „obținerea biogazului cu propriile mâini”, abia se ajunge la 20% din nivelul maxim, instalațiile high-tech pot atinge valori de 60-95%.

Date suficient de obiective privind randamentul maxim de biogaz pentru diferite tipuri de materii prime

Dispozitiv instalație de biogaz

• Instalație de biogaz „Acasă”. Cel puțin, este necesar să existe două vase sigilate, un bioreactor și un acumulator, în care gazul este descărcat printr-un tub. Este de dorit să existe un al treilea vas, unde biogazul va fi pompat sub presiune, apoi umiditatea se va depune parțial în al doilea. Designul nu este mult diferit de lumina lunii. Ar fi bine să amestecați constant materiile prime, pentru aceasta aveți nevoie de un agitator și un motor electric sau un om sănătos și rezistent. Nu merită să contați pe o productivitate ridicată și pe o bună calitate a biogazului.
• Instalatie industriala pentru producerea de biogaz. Nu vom intra în detalii, este mai bine să oferim o diagramă schematică:

Echipamentul include, cel puțin, un reactor și un rezervor de gaz, un separator, agitatoare, pompe, o stație de compresoare, un sistem de temperatură constantă, dispozitive de siguranță și comenzi. Pentru intensificarea proceselor se mai folosesc cavitatoare, dispozitive de analiza a mediului si introducere de activatori etc.

Compoziția biogazului rezultat trebuie normalizată, după depozitare intră în coloanele de separare și sorbție, apoi este adus la presiunea necesară în rezervorul de gaz și abia apoi intră pe linia care duce la generatoarele de căldură.

Producția de bioenergie ca parte a unui complex zootehnic modern. Includerea serelor și a unei plante de îngrășăminte în compoziția sa crește profitabilitatea.

Producția de biogaz este profitabilă?

Am menționat deja că în țările dezvoltate se construiesc mari instalații industriale, în timp ce în țările în curs de dezvoltare se construiesc în principal altele mici, pentru o economie mică. Să explicăm de ce este așa:

• Tari sarace. Într-o instalație improvizată, cu ineficiența sa monstruoasă, toate lucrările pot fi făcute manual. Pentru țările în care țăranii sunt plătiți cu doar bănuți pentru muncă grea, acesta este un beneficiu. Mai mult, în regiunile calde, cultura poate fi recoltată de mai multe ori pe an, iar materialele vegetale ieftine sunt din abundență. Investițiile în cel mai simplu sistem sunt relativ mici, oamenii sunt gata să suporte calitatea scăzută a biogazului. Este mai ieftin pentru proprietar să pună un „observator” la un cazan sau o sobă antediluviană decât să achiziționeze echipamente pentru normalizarea biogazului.

Fermierii chinezi achiziționează materii prime pentru producția de biogaz

• ţările bogate. În Germania, lider mondial în producția de biogaz, aproape jumătate din fermele de păsări și animale mari își produc propriul metan. Procesele sunt cât mai mult automatizate, calitatea biogazului este ridicată, iar capacitățile de producție sunt mari. Deșeurile de materii prime suferă o prelucrare suplimentară, mineralizare, în urma căreia fermele primesc un îngrășământ complex neagresiv dezinfectat. În ciuda ratelor ridicate de producție de metan din materii prime și a prețurilor considerabile pentru transportatorii de energie, experții spun că energia cu biogaz se justifică pentru fermieri doar pentru că statul subvenționează 50% din costul echipamentelor. Un beneficiu suplimentar poate fi obținut prin generarea de energie electrică din gaz. În primul rând, guvernul îl cumpără la prețuri umflate; în al doilea rând, consecințele producției sezoniere inegale de biogaz pot fi minimizate în acest fel. Statul plătește suplimentar și pentru îmbunătățirea stării ecologice a terenurilor ca urmare a folosirii nu a gunoiului de grajd agresiv, ci a îngrășămintelor „moale”.

Producția de biogaz în Germania: ecologică, plăcută din punct de vedere estetic, posibilă numai datorită asistență financiară Guvernul federal

• Rusia. Cel puțin, energia cu biogaz se dezvoltă și în țara noastră. Din când în când, mass-media relatează despre lansarea următoarei producții, într-un interviu, un om de știință, designer sau director vesel al fermei relatează că perioada de rambursare a instalației este de un an. Dar viața își face propriile ajustări. De-a lungul timpului, reiese că costurile de exploatare nu au fost luate în considerare la întocmirea planului de afaceri, în practică randamentul de gaz este mult mai mic decât era planificat, iar timpul de fermentare este mult mai lung. Cei care au lucrat o jumătate de an spun deja că perioada de amortizare a investițiilor este de 5 ani. Și după acest timp, oamenii încearcă în general să nu dea interviuri. Din păcate, avem echipe împrăștiate implicate în bioenergie și nu există date sigure despre profitabilitatea în Rusia. În general, se poate presupune că, ținând cont de prețurile mai mici la energie decât în ​​Occident și de disponibilitatea combustibililor autohtoni, producția de biogaz în țara noastră este în pragul rentabilității, ceea ce nu contribuie la dezvoltarea acesteia fără sprijinul statului.

Are sens să producem biocombustibili acasă?

Este profitabil să produci biocombustibili acasă în cantități mici pe bază personală? ferma subsidiară? Dacă aveți câteva butoaie metalice și alte gunoiuri de fier, precum și o prăpastie de timp liber și nu știți cum să le aruncați - da. Dar economiile, din păcate, sunt puține. Și investiția în echipamente de înaltă tehnologie cu volume mici de materii prime și producția de metan nu are sens în niciun caz.

Un alt videoclip cu Kulibin domestic

Fără amestecarea materiilor prime și activarea procesului de fermentație, randamentul de metan nu va depăși 20% din posibil. Aceasta înseamnă că, în cel mai bun caz, de la 100 kg (încărcare buncăr) de iarbă selectată, poți obține 5 m3 de gaz fără a ține cont de compresie. Și va fi bine dacă conținutul de metan depășește 50% și nu este un fapt că va arde în generatorul de căldură. Potrivit autorului, materia primă se încarcă zilnic, adică ciclul său de producție este de o zi. De fapt, timpul necesar este de 60 de zile. Cantitatea de biogaz primită de inventator, conținută într-un cilindru de 50 de litri, pe care a reușit să o umple, pe vreme geroasă pentru un cazan de încălzire cu o putere de 15 kW (o clădire de locuințe de aproximativ 150 m2) este suficientă pentru 2 minute .

Cei care sunt interesați de posibilitatea producerii de biogaz sunt sfătuiți să studieze cu atenție problema, mai ales din punct de vedere financiar, cu întrebări tehnice, să contacteze specialiști cu experiență în astfel de lucrări. Informațiile practice obținute în acele ferme în care tehnologiile bioenergetice sunt deja folosite de ceva timp vor fi foarte valoroase.

Materiale necesare necesare:

• două containere;
• țevi de legătură;
• supape;
• filtru de gaz;
• mijloace de asigurare a etanșeității (clei, rășină, etanșant etc.);

De dorit:

• agitator cu motor electric;
• senzor de temperatura;
• contor de presiune;

Următoarea secvență este potrivită pentru regiunile sudice. Pentru performanță în orice condiții, este necesar să adăugați un sistem de încălzire a reactorului, care va asigura încălzirea vasului la 40 de grade Celsius și va crește izolarea termică, de exemplu, închideți structura cu o seră. Este de dorit să acoperiți sera cu o peliculă neagră. De asemenea, este de dorit să adăugați o evacuare a condensului la conductă.

Construirea unei simple instalații de biogaz:

1. Creați un rezervor de stocare. Selectăm un rezervor în care va fi stocat biogazul rezultat. Rezervorul este fixat cu o supapă și echipat cu un manometru. Dacă consumul de gaz este constant, atunci nu este nevoie de un rezervor de gaz.
2. Izolați structura din interiorul gropii.
3. Instalați țevi. Așezați țevi în groapă pentru încărcarea materiilor prime și descărcarea humusului de compost. În vasul reactorului sunt realizate o intrare și o ieșire. Reactorul este plasat într-o groapă. Conductele sunt conectate la găuri. Țevile sunt fixate strâns cu lipici sau alte mijloace adecvate. Diametrele conductelor mai mici de 30 cm vor contribui la înfundare. Locul de încărcare ar trebui să fie ales pe partea însorită.
4. Instalați trapa. Rectorul, dotat cu trapă, face mai mult operare confortabilă pentru reparare și prevenire. Trapa și vasul reactorului trebuie lipite cu cauciuc. Pot fi instalați și senzori de temperatură, presiune și nivel de materie primă.
5. Alegeți un recipient pentru bioreactor. Recipientul selectat trebuie să fie durabil - deoarece o cantitate mare de energie este eliberată în timpul fermentației; au o izolare termică bună; să fie rezistent la aer și la apă. Vasele în formă de ou sunt cele mai potrivite. Dacă este problematică construirea unui astfel de reactor, atunci un vas cilindric cu margini rotunjite ar fi o alternativă bună. Containerele de formă pătrată sunt mai puțin eficiente deoarece biomasa întărită se va acumula în colțuri, îngreunând fermentația.
6. Pregătiți o groapă.
7. Alegeți un loc pentru montarea viitoarei instalări. Este indicat să alegeți un loc suficient de departe de casă și astfel încât să puteți săpa o groapă. Amplasarea în interiorul gropii vă permite să economisiți semnificativ la izolarea termică, folosind materiale ieftine precum argila pentru aceasta.
8. Verificați etanșeitatea structurii rezultate.
9. Porniți sistemul.
10. Adăugați materii prime. Așteptăm aproximativ două săptămâni până au loc toate procesele necesare.O condiție necesară pentru arderea gazelor este scăparea de dioxid de carbon. Pentru aceasta, este potrivit un filtru obișnuit de la un magazin de hardware. Un filtru de casă este realizat dintr-o bucată de țeavă de gaz de 30 cm lungime umplută cu lemn uscat și așchii de metal.

Compoziție și tipuri

Biogazul este un gaz obținut ca urmare a unui proces biochimic trifazic asupra biomasei, care are loc în condiții de etanșare.

Procesul de descompunere a biomasei este secvențial: mai întâi este expus la bacterii hidrolitice, apoi care formează acid și în final formează metan. Materialul pentru microorganisme din fiecare etapă este produsul activității etapei precedente.

La ieșire, compoziția aproximativă a biogazului arată astfel:

• metan (de la 50 la 70%);
• dioxid de carbon (de la 30 la 40%);
• hidrogen sulfurat (~2%);
• hidrogen (~1%);
• amoniac (~1%);

Precizia proporțiilor este afectată de materiile prime utilizate și de tehnologia de producere a gazelor. Metanul are potențialul de ardere, cu cât procentul său este mai mare, cu atât mai bine.

Culturi antice care datează de mai bine de trei mii de ani (India, Persia sau Asiria) au experiență în utilizarea gazelor combustibile de mlaștină. Rațiune științifică format mult mai târziu. Formula chimica metanul CH 4 a fost descoperit de omul de știință John Dalton, apariția metanului în gazul de mlaștină a fost descoperită de Humphrey Davy. Un rol major în dezvoltarea industriei energiei alternative l-a jucat al doilea Razboi mondial, solicitând din partea părților în conflict o nevoie uriașă de resurse energetice.

Deținerea de către URSS a rezervelor vaste de petrol și gaze naturale a dus la lipsa cererii pentru alte tehnologii de generare a energiei, studiul biogazului a fost în principal subiectul de interes al științei academice. În momentul de față, situația s-a schimbat atât de mult încât, pe lângă producția industrială a diferitelor tipuri de combustibil, orice persoană poate crea o instalație de biogaz în propriile scopuri.

Dispozitiv de instalare

- un set de echipamente destinate producerii de biogaz din materii prime organice.

În funcție de tipul de aprovizionare cu materii prime, următoarele tipuri instalatii de biogaz:

• cu porție de hrană;
• cu alimentare continuă;

Instalațiile de biogaz cu aprovizionare constantă cu materii prime sunt mai eficiente.

După tipul de prelucrare a materiilor prime:

1. Fără amestecare automată materii prime si mentinerea temperaturii cerute - complexe cu o configuratie minima, potrivite pentru fermele mici (schema 1).
2. Cu amestecare automată, dar fara a mentine temperatura ceruta - deserveste si fermele mici, mai eficient decat tipul anterior.
3. Menținerea temperaturii dorite, dar fără amestecare automată.
4. Cu amestecare automată a materiilor prime și suport de temperatură.

Principiul de funcționare

Procesul de transformare a materiilor prime organice în biogaz se numește fermentație. Materiile prime sunt încărcate într-un container special care oferă o protecție fiabilă a biomasei împotriva accesului la oxigen. Un eveniment care are loc fără intervenția oxigenului se numește anaerob.

Sub influența bacteriilor speciale într-un mediu anaerob, începe să aibă loc fermentația. Pe măsură ce fermentația se dezvoltă, materia primă devine acoperită cu o crustă, care trebuie distrusă în mod regulat. Distrugerea se face prin amestecare temeinică.

Agitarea conținutului este necesară de cel puțin două ori pe zi, fără a încălca etanșeitatea procesului. Pe lângă îndepărtarea crustei, amestecarea vă permite să distribuiți uniform aciditatea și temperatura în masa organică. Ca urmare a acestor manipulări, se produce biogaz.

Gazul rezultat este colectat într-un rezervor de gaz, de acolo este livrat consumatorului prin conducte. Biofertilizatoarele obtinute in urma prelucrarii materiilor prime pot fi folosite ca supliment alimentar pentru animale sau adaugate in sol. Acest îngrășământ se numește humus de compost.

Instalația de biogaz include următoarele elemente:

• rezervor de omogenizare;
• reactor;
• agitatoare;
• rezervor de stocare (suport de gaz);
• complex de încălzire și amestecare a apei;
• complex de gaze;
• complex de pompe;
• separator;
• senzori de control;
• I&C cu vizualizare;
• sistem de siguranță;

Un exemplu de instalație de biogaz de tip industrial este prezentat în Schema 2.

Materii prime folosite

Descompunerea oricăror reziduuri animale sau vegetale eliberează gaz inflamabil în grade diferite. Amestecuri de diferite compoziții sunt potrivite pentru materii prime: gunoi de grajd, paie, iarbă, diverse deșeuri etc. Reacția chimică necesită o umiditate de 70%, așa că materia primă trebuie diluată cu apă.

Prezența agenților de curățare, a clorului, a pulberilor de spălat în biomasa organică este inacceptabilă, deoarece interferează cu reacțiile chimice și pot deteriora reactorul. De asemenea, nu este potrivită pentru reactor materia primă cu rumeguș de la conifere (conținând rășini), cu o proporție mare de lignină și care depășește pragul de umiditate de 94%.

Vegetal. Materiile prime vegetale sunt excelente pentru producerea de biogaz. Iarba proaspătă oferă randamentul maxim de combustibil - aproximativ 250 m 3 de gaz cu o pondere de metan de 70% se obțin dintr-o tonă de materii prime. Silozul de porumb este ceva mai mic - 220 m 3 . Blaturi din sfeclă - 180 m 3.

Aproape orice plantă, fân sau alge poate fi folosită ca biomasă. Dezavantajul aplicației constă în durata ciclului de producție. Procesul de producere a biogazului durează până la două luni. Materia primă trebuie măcinată fin.

Animal. Deșeuri din procesare, produse lactate, abatoare etc. potrivit pentru instalații de biogaz. Grăsimile animale dau randamentul maxim de combustibil - 1500 m 3 de biogaz cu o pondere de metan de 87%. Principalul dezavantaj este deficitul. Materiile prime animale trebuie, de asemenea, zdrobite.

Excremente. Principalul avantaj al gunoiului de grajd este costul redus și accesibilitatea ușoară. Dezavantajul este că cantitatea și calitatea biogazului este mai scăzută decât din alte tipuri de materii prime. Balega de cal și vacă poate fi reciclată imediat. Ciclul de producție va dura aproximativ două săptămâni și va produce o producție de 60 m 3 cu 60% conținut de metan.

Dejecțiile de pui și de porc nu pot fi folosite direct deoarece sunt toxice. Pentru a începe procesul de fermentare, acestea trebuie amestecate cu siloz. Se poate folosi și un deșeu uman, dar canalizarea nu va funcționa, deoarece conținutul de fecale este scăzut.

Scheme de lucru

Schema 1 - instalație de biogaz fără amestecare automată a materiilor prime:

Schema 2 - instalație de biogaz de tip industrial:

Design tipic

În ultimii ani, a devenit la modă utilizarea diferitelor instalații de biogaz pentru propriile nevoi, care vă permit să obțineți energie din deșeuri. De regulă, un astfel de design este un recipient etanș, în care, la o temperatură dată, are loc fermentarea componentelor organice ale apei uzate, diverse deșeuri etc. Instalația de biogaz este dificilă, dar reală. Principalul lucru este să cunoașteți varietățile acestor dispozitive și principiul funcționării lor, precum și să vă ocupați de desene.

Principiul de funcționare al instalației

Procesul de obținere a biogazului din gunoi de grajd sau din alte materii prime se numește fermentație, iar fermentația se realizează datorită activității vitale a bacteriilor speciale. În același timp, pe suprafața materiei prime se formează o crustă, care trebuie distrusă în mod constant. Acest lucru trebuie făcut prin amestecarea completă a conținutului manual sau folosind dispozitive speciale în interiorul reactorului. Ca urmare a unor astfel de manipulări, biogazul este eliberat.

Biogazul rezultat după purificare este colectat într-un recipient special - un suport de gaz, din care este transportat prin conducte de gaz la locul de utilizare. Materiile prime reciclate sunt transformate în biofertilizant. Este evacuat printr-o deschidere specială, iar apoi poate fi aplicat pe sol sau folosit ca aditiv pentru hrana animalelor, în funcție de materie primă.

Pentru a obține biogaz cu propriile mâini, pe lângă observarea absenței oxigenului, trebuie îndeplinite și mai multe condiții:

• Disponibilitatea nutrienților pentru bacterii.
• Respectarea regimului de temperatură.
• Alegerea momentului potrivit pentru fermentare.
• Respectarea echilibrului acid și alcalin.
• Respectarea proporțiilor de particule solide din materiile prime și amestecarea în timp util.

Varietăți de instalații de biogaz

Notă! Astăzi, există un număr mare de modele de instalații de biogaz pentru a face producția de biogaz nu numai convenabilă, ci și eficientă.

Ele se disting prin aspect, precum și de elementele constitutive ale structurii și materialele utilizate în creație.

După tipul de descărcare

În funcție de tipul de încărcare a materiilor prime, există două tipuri de instalare - încărcare continuă și lot.

Ele diferă unele de altele în timpul fermentației materiilor prime și în regularitatea încărcării. Cea mai eficientă din punct de vedere al producerii de biogaz este instalarea de încărcare continuă.

După aparență

Aspectul dispozitivului depinde de metoda de acumulare și stocare a biogazului. Acesta poate fi colectat într-un rezervor special de gaz, în partea superioară a reactorului, sau sub o cupolă flexibilă, plutind sau stând separat de reactor.

Crearea unei instalări do-it-yourself

Construirea unei structuri de biogaz cu propriile mâini este un proces destul de complicat și care necesită timp. O astfel de instalație face ca producția de biogaz să fie o opțiune alternativă care economisește bani la achiziționarea de combustibil și energie electrică.

Ce vrei să știi?

Schema generalizata

Puteți realiza un design din acele mijloace care sunt disponibile în fermă, dar nu sunt utilizate. De exemplu, este ușor să construiți un reactor al unei astfel de instalații din oale vechi, apă clocotită, bazine, dar este mai bine să folosiți obiecte cilindrice.

Iată câteva cerințe importante pe care trebuie să le îndeplinească reactorul:

• Izolație termică bună.
• Permeabilitatea aerului și apei. La urma urmei, atunci când biogazul și oxigenul sunt amestecate, are loc o reacție, iar forța sa distructivă nu poate doar să spargă reactorul, ci și să-l arunce în aer.
• Fiabilitate și rezistență, deoarece o cantitate imensă de energie este eliberată în timpul reacției.

Pentru a construi o bio-instalație de înaltă calitate și eficientă, este necesar să respectați următoarea secvență:

• Alegeți un loc pentru montarea viitorului reactor. Și asigurați-vă că calculați cantitatea de deșeuri necesară pentru 1 zi. Acest lucru este necesar pentru a determina dimensiunile structurii.
• Pregătiți bazinul, apoi instalați conducta de descărcare și încărcare.
• Instalați și fixați buncărul de încărcare și conducta de evacuare a gazelor arse cât mai ferm posibil.
• Pentru utilizare, precum și pentru întreținerea și repararea ulterioară a instalației de biogaz, capacul căminului trebuie montat.
• Verificați cu atenție reactorul pentru izolarea termică și etanșeitatea.

Pereții viitoarei instalații ar trebui să fie în mod ideal din beton, deoarece rezistența structurii este cheia siguranței dumneavoastră. În plus, este foarte important ca distanța de la reactor până la cea mai apropiată clădire să fie de cel puțin 500 de metri. Într-adevăr, în timpul fermentației, se eliberează un gaz otrăvitor, care are un efect dăunător asupra unei persoane și o poate ucide în câteva minute.

Pentru a obține biogaz veți avea nevoie de:

Principiul încălzirii casei

• Amestecați 2 tone de gunoi de grajd de vacă și aproximativ 4,5 tone de humus din deșeurile, vârfuri și frunze putrezite.
• Adăugați apă în amestec, astfel încât umiditatea din reactor să fie de 70%.
• Descărcați masa rezultată într-o groapă și încălziți-o până la +40 de grade folosind o instalație de încălzire. După ce amestecul începe să fermenteze, temperatura acestuia va ajunge la +70 de grade.
• Atașați o contragreutate la dom, care ar trebui să fie de 2 ori mai grea decât amestecul, astfel încât domul să nu zboare din groapă din cauza gazului eliberat.

Trebuie amintit că masa încărcată în reactor nu trebuie să conțină antibiotice, solvenți și alte substanțe sintetice. Nu numai că vor interfera cu reacția, dar o vor opri complet și vor provoca, de asemenea, distrugerea pereților reactorului.

Opțiuni de echipare

O instalație de casă astăzi este un tip rar de sursă alternativă de energie în ferme. Dar, având în vedere eficiența și rentabilitatea unui astfel de design, mulți fermieri au început să se gândească să construiască singuri o instalație de biogaz pentru a se asigura cu energie electrică și căldură în acest fel.

Astăzi, există multe variante ale acestui tip de echipamente pentru producerea de biogaz. Luand in considerare condiții climatice Rusia, se recomandă crearea următoarelor tipuri de instalații.

Reactor cu incarcare manuala fara agitare

Aceasta este cea mai simplă instalație pentru casă, al cărei volum poate fi de la 1 la 10 metri cubi. Este capabil să proceseze până la 200 kg de gunoi de grajd pe zi.

Opțiune de încărcare manuală

Este format din numărul minim de piese:

• Buncăr pentru materii prime proaspete.
• Reactor.
• Dispozitiv de prelevare de probe de biogaz.
• Capacitate de descărcare a materiilor prime fermentate.

O astfel de instalație poate fi utilizată pentru regiunile sudice, deoarece funcționează fără amestecare și încălzire și este, de asemenea, proiectată să funcționeze într-un mod psihofil. Materia primă folosită este îndepărtată din reactor prin conducta de refulare în timpul încărcării următoarei porțiuni de gunoi de grajd. Acest lucru se datorează presiunii biogazului din reactor.

Când realizați un astfel de design cu propriile mâini, se recomandă să urmați următoarea secvență:

• După calcularea volumului zilnic de gunoi de grajd și alegerea reactorului cu dimensiunea necesară, este necesar să se determine locația viitoarei structuri, precum și să se pregătească materialele pentru instalare.
• Apoi, trebuie să construiți o țeavă de încărcare și descărcare, precum și să faceți o groapă pentru instalare.
• După instalarea reactorului în groapă, este necesar să instalați un buncăr de încărcare și o ieșire de gaz, precum și un capac de canal.
• Verificați structura pentru scurgeri, vopsiți-o și izolați-o.
• Lansare în funcțiune.

Design manual de încărcare, încălzire și agitare

O instalație de biogaz poate fi construită cu încărcarea manuală a materiilor prime și amestecarea periodică a acesteia. Cu toate acestea, nu necesită investiții financiare mari din partea proprietarului. Designul este potrivit pentru mici agricultura, deoarece capacitatea sa este de a procesa până la 200 kg de gunoi de grajd pe zi. Desenele unei astfel de instalații sunt similare cu desenele versiunii anterioare și pot fi realizate contactând un specialist.

Această unitate poate funcționa în moduri mezofil și termofil.

Pentru un proces de fermentație stabil și intens, este instalat un sistem special de încălzire a reactorului. Instalația de biogaz poate funcționa în două moduri. Reactorul este încălzit de un cazan de apă caldă care funcționează cu biogazul rezultat. Restul biogazului poate fi folosit pentru aparate electrocasnice.

Materiile prime procesate sunt depozitate într-un recipient special până când sunt aplicate pe sol sau folosite ca mediu nutritiv pentru viermii din California.

Instalare cu rezervor de gaz, incarcare pneumatica, incalzire si amestecare a materiilor prime

O astfel de instalație este concepută pentru fermele mici și mijlocii cu procesare a până la 1,5 tone de gunoi de grajd pe zi în biogaz. Materiile prime sunt încălzite de un schimbător de căldură cu un cazan de încălzire a apei care funcționează cu gazul rezultat. Conducta de descărcare în masă este echipată cu o ramură specială pentru colectarea biofertilizatorului în depozit și pentru încărcare în vehicule cu exportul ulterior către câmpuri.

Proiectarea unei astfel de instalații de casă implică încărcarea pneumatică a gunoiului de grajd în reactor, precum și amestecarea cu biogaz, a cărui selecție se efectuează automat. Biogazul este depozitat într-un compartiment special - un suport de gaz.

Concluzie

Biogazul este o sursă de energie relativ nouă. Folosind-o, puteți uita pentru totdeauna de tarifele la energie electrică și chiar puteți rezolva o astfel de problemă precum producția de metan. Desenele proiectate corespunzător și eforturile depuse în fabricarea instalației vor economisi în mod semnificativ banii a mai mult de un fermier, ceea ce este deosebit de important astăzi.

Postari similare