Cum să instalați o instalație de biogaz cu propriile mâini. Instalație de biogaz de bricolaj Instalație de biogaz de bricolaj

Creșterea constantă a prețurilor la energie îi împing pe mulți meșteri să caute surse de combustibil alternativ. În multe zone, instalațiile de producere a biogazului devin din ce în ce mai populare , de fapt, din deșeuri din trecut.

Capacitățile echipamentelor de acest tip fac posibilă satisfacerea nevoilor nu numai ale unei case private, care sunt suficiente pentru producția mică, au început să fie utilizate pe scară largă.

În general, o instalație de producere a biogazului funcționează pe același principiu ca și fosele septice convenționale pentru tratarea apelor uzate în sisteme de canalizare autonome. Proiectarea acestora trebuie să fie prevăzută cu țevi de ventilație pentru a elimina un amestec de metan și alte gaze rezultate în urma procesării materiei organice de către bacteriile anaerobe.

Iar principala diferență constă tocmai în scopul, o instalație de biogaz asigură nu numai prelucrarea diferitelor substanțe organice, ci și colectarea gazului rezultat în rezervoare special echipate.

Eficiența economică a utilizării acestor instalații va fi asigurată dacă există acces liber la deșeurile organice de la animalele de fermă. Adică tehnologia de producere a biogazului din gunoi de grajd este cea mai benefică atunci când se instalează dispozitivul în zonele în care funcționează ferme mari de animale, capabile să furnizeze materii prime accesibile pe tot parcursul anului.

Pentru a obține aproximativ 100 de metri cubi de biogaz este necesară prelucrarea a aproximativ 1 tonă de materie organică.

• Prelucrarea gunoiului de grajd are loc într-un recipient special sigilat, al cărui volum depinde de cantitatea posibilă de materii prime primite. Schema standard a unei instalații de biogaz presupune încărcarea a 2/3 din volumul total al rezervorului, randamentul de materii prime în acest caz va fi semnificativ mai mare.
• Când materia organică se descompune ca urmare a fermentației fără aer cauzată de activitatea bacteriilor anaerobe, se formează un amestec de gaze. O parte semnificativă a amestecului este metanul (60%), în plus, se formează dioxid de carbon (35%) și alți compuși chimici.
• După purificarea de impurități, metanul, a cărui calitate rezultată îi permite să fie folosit ca combustibil, este depozitat într-un rezervor de gaz.
• Deșeurile organice (dejecțiile de grajd) sunt folosite ca îngrășământ; bioinstalația trebuie curățată periodic.

Configurarea producției de biogaz acasă este dificilă, dar destul de posibilă. În acest caz, este necesar să se respecte toate cerințele pentru funcționarea în siguranță a echipamentelor cu gaz.

Puteți instala o astfel de instalație dacă aveți dorința și ceva experiență în efectuarea lucrărilor de construcție:

Trebuie amintit că reactorul trebuie sigilat numai acest lucru poate asigura eficiența și siguranța dispozitivului.

Pentru a asigura siguranța în funcționare, este necesar să se controleze presiunea din interiorul recipientului, pentru care este instalat un manometru cu o anumită limită de citire (în funcție de productivitatea și volumul bioreactorului). În plus, este necesar să se prevadă instalarea unei supape de siguranță, care să asigure eliberarea excesului de gaz atunci când presiunea din interiorul recipientului crește peste valorile standardizate.

Creșterea performanței reactorului

La prima vedere, procesarea gunoiului de grajd în biogaz este un proces simplu. În principiu, așa este, aproape fiecare rezident din mediul rural a întâlnit astfel de tehnologii.

Dar pentru a asigura eficiența economică a utilizării structurilor de acest tip, este necesar să se ia anumite măsuri pentru a îmbunătăți productivitatea instalației:

• Amestecarea constantă (sau periodică) a masei organice poate crește semnificativ viteza proceselor anaerobe de prelucrare a gunoiului de grajd. Pentru a face acest lucru, este necesar să instalați un arbore cu lame antrenate de un motor electric sau de alt tip. Acest tip de mixer poate accelera producția de biogaz din gunoi de grajd cu 30-40%. La instalarea mecanismului de antrenare, merită să ne amintim nevoia de a sigila recipientul, astfel încât arborele de instalare trebuie să fie echipat cu etanșări de ulei sau alte tipuri de manșete.
• Un factor important care afectează performanța reactorului este temperatura masei organice. Procesul de fermentație este posibil numai atunci când gunoiul de grajd este încălzit la + 38 de grade și mai mult. O parte semnificativă a energiei pentru menținerea regimului termic este furnizată de procesul de fermentație în sine, dar când funcționează iarna, în majoritatea cazurilor, este imposibil să faci fără încălzire suplimentară. Prin urmare, pentru a obține biogaz din gunoi de grajd chiar și în condiții climatice dificile, este necesar să se prevadă un sistem de încălzire pentru bioreactor. Cel mai des sunt utilizate următoarele soluții tehnologice:
• Instalarea unui sistem de conducte cu circulație de apă caldă. O astfel de rețea este așezată sub partea inferioară a structurii și conectată la încălzire. Această metodă este considerată una dintre cele mai profitabile (din punct de vedere economic).
• Așezarea unui cablu electric de încălzire în jurul vasului reactorului dă, de asemenea, rezultate bune. În plus, se practică utilizarea elementelor electrice de încălzire, care sunt plasate direct în masa organică.

Utilizarea încălzitoarelor electrice de diferite tipuri este recomandabilă dacă există surse autonome de energie electrică. În caz contrar, întreruperea alimentării cu energie prin rețelele centrale va provoca răcirea biomasei, ceea ce va duce la scăderea vitezei de fermentație sau la oprirea completă a acesteia.

După cum puteți vedea, este foarte posibil să obțineți biogaz cu propriile mâini. Dar încă nu merită să experimentați singur designul, mai ales în ceea ce privește sistemul care asigură controlul presiunii în rezervorul de gaz și în reactorul însuși. Prin urmare, pentru a instala un sistem de producere a combustibilului alternativ acasă, ar trebui să utilizați instalații și soluții de proiectare testate în timp.

Cel mai bine este să încredințați întreaga gamă de lucrări specialiștilor care nu numai că vor construi reactorul, ci vor ajuta și la stabilirea funcționării normale a acestuia.

Dacă există experiență în efectuarea lucrărilor de construcție, atunci biogeneratorul poate fi construit independent, pe baza unei soluții de proiectare standard sau individuală care a fost dezvoltată într-o organizație specializată.

O instalație de acest tip va reduce semnificativ costul energiei electrice și al lichidelor de răcire. Și în condiții de închidere a rețelelor centrale, este capabil să ofere o anumită independență energetică, care îi va permite pur și simplu să supraviețuiască.

Aici, în Serbia și în Europa în ansamblu, oamenii nu vor să depindă de companiile de energie și gaze, așa că se străduiesc să achiziționeze surse alternative de energie. Fie că este vorba de panouri solare, colectoare termice sau centrale de biogaz.

Odată am vorbit deja în revista mea despre instalațiile industriale de biogaz, acum povestea mea este despre o plantă de casă care poate produce gaz pentru casa sau cabana ta. Principiul de funcționare este clar din figură. Voi face doar câteva explicații și vă voi spune scopul unor elemente.

Pentru a face instalarea veți avea nevoie de:

*Două butoaie de plastic a câte 200 de litri fiecare (în Serbia, varza este sărată în astfel de butoaie), dar pot exista și butoaie metalice pentru motorină.

* Cinci fitinguri adaptoare pentru elementele de conectare cu un furtun cu o grosime de cel puțin 13 mm.

* Furtun din plastic (lungime in functie de necesitatile de instalare).

* Găleată de plastic.

* Canistra de plastic de 3 - 5 litri (pentru ulei auto cu capac filetat) pentru supapa de urgenta.

* Două tuburi de plastic cu diametrul de 5 cm.

Element 1 - în imagine, generator de gaz BIO

Este alcătuit din: un butoi etanș, două țevi de plastic și un fiting de evacuare pentru biogaz.

În generator, masa organică se descompune în timpul procesului de degradare, eliberând 60% metan și 40% SO2.

Prin primul tub de plastic cu pâlnie, se toarnă deșeuri de biomasă mărunțite și se amestecă cu apă într-un raport de 10% biomasă și 90% apă de ploaie (apă moale).

Ar fi bine dacă am putea adăuga și un amestec natural de gunoi de grajd proaspăt de la vaci, porci și păsări, introducând astfel microorganisme de care depinde producția de biogaz. În caz contrar, puteți adăuga puțin noroi dintr-un râu sau un iaz pentru a accelera procesul.

Procesul durează aproximativ 3 săptămâni pentru ca gazul să se formeze. Veți observa devreme că se eliberează gaz, dar fiți conștienți de faptul că este SO2 - dioxid de carbon, care nu este inflamabil. Abia după ce au trecut 3 săptămâni are loc formarea metanului - biogaz.

Pe fundul recipientului apare în timp un reziduu, care este un excelent îngrășământ natural pentru legumele din grădinărit.

Temperatura ideală este de la 12 la 36 de grade, protejați butoiul de lumina directă a soarelui la umbră și iarna de îngheț. Rețineți că acesta este un butoi „viu”, adică conține miliarde de microorganisme care lucrează la procesul de descompunere a biomasei.

Dacă „gătiți excesiv” sau „înghețați” Generatorul de gaz BIO, microorganismele vor dispărea, așa că întregul proces va trebui să înceapă din nou.

Elementul 2 din figură este un recipient pentru colectarea biogazului și un sigiliu pentru apă

Este format dintr-un butoi de plastic deschis, o găleată și două fitinguri (supapă) pentru debitul de gaz și greutate (etichetă).

În acest recipient - un butoi de 200 de litri, se colectează gaz, așa cum se arată în figură. Oferă o soluție simplă și flexibilă fără risipa de gaz. În plus, apa acționează și ca un filtru, purificând metanul de impurități.

Observați că gazul a ridicat recipientul de apă și aceasta indică cantitatea de gaz colectată.

Greutatea greutății va face ca presiunea gazului să fie suficientă, care este apoi trimisă la supapa de urgență, elementul nr. 4.

Păstrați acest recipient umplut cu apă și ferit de îngheț.

Elementul 3 - arzător

Element 4 - Supapă de urgență

Supapa de urgență constă dintr-un recipient din plastic umplut cu apă, cu un capac cu filet și două adaptoare.

Dozele goale de ulei pentru o mașină sunt o bună improvizație.

Supapa de siguranță este proiectată să intercepteze flacăra pentru a opri efectul invers. Supapa de urgență este amplasată între elementul 3 - arzător și recipientul de colectare a gazelor, elementul 2.

Este imperativ să instalați o supapă de urgență pentru a preveni aprinderea recipientului de gaz, provocând un accident sau explozie.

Proprietarii de case private situate în regiuni cu acces limitat la combustibili tradiționali ar trebui cu siguranță să își îndrepte atenția către instalațiile 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 zootehnică, 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 variată 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, descărcarea biogazului rezultat într-un colector de gaz și, bineînțeles, protejarea structurii.

În reactor, sub influența bacteriilor anaerobe, are loc descompunerea rapidă a biomasei. În timpul fermentației materiilor prime organice se eliberează biogaz. Aproximativ 70% din compoziția unui astfel de gaz este reprezentată de metan, partea rămasă este dioxid de carbon.

Biogazul se caracterizează prin putere calorică excelentă, nu are miros sau culoare distinctă. În ceea ce privește proprietățile sale, biogazul nu este practic cu nimic inferior gazelor naturale tradiționale.

În țările dezvoltate se folosesc instalații suplimentare pentru purificarea biogazului din dioxid de carbon. Dacă doriți, puteți cumpăra aceeași instalație și puteți obține biometan pur.

Instalații de biogaz pe silozuri. 1 gropi de siloz. 2 Sistem de încărcare a biomasei. 3 Reactorul. 4 Reactorul de post-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 de la un porc mediu poate fi procesat în 0,2 m3 de biogaz, iar un iepure sau pui în 0,01-0,02 m3 de combustibil.

Spre comparație: 1 m3 de biogaz din gunoi de grajd furnizează aproximativ aceeași cantitate de energie termică ca 3,5 kg de lemn de foc, 1-2 kg de cărbune, 9-10 kW/h de energie electrică.

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

• gunoi de grajd de vaca - aproximativ 1500 kg;
• frunze putrezite sau alte deșeuri organice – 3500 kg;
• apă – 65-75% din masa totală a componentelor anterioare. Apa trebuie mai întâi încălzită la aproximativ 35 de grade.

Această cantitate de biomasă va fi suficientă pentru a produce biogaz timp de șase luni de funcționare cu un consum moderat. În medie, biogazul începe să fie eliberat în decurs de 1,5-2 săptămâni după ce amestecul este încărcat în instalație.

Gazul poate fi folosit pentru a încălzi o casă și o varietate de clădiri de utilități și locuințe.

Proiectarea unei instalații tipice de biogaz

Uzina 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 de uz casnic va avea un design oarecum simplificat, totuși, pentru o înțelegere 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 mare sigilat, deasupra căruia se află o cupolă, de obicei de formă sferică.

În prezent, cele mai populare sunt reactoarele cu design pliabil, realizate folosind tehnologii inovatoare. Un astfel de reactor poate fi asamblat cu ușurință cu propriile mâini, cu o investiție minimă de timp. Daca este necesar, poate fi usor demontat si transportat in alt loc.

Oțelul este convenabil deoarece puteți crea cu ușurință găuri în el pentru a conecta alte 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 buncăr pentru primirea deșeurilor, o conductă de alimentare pentru alimentarea cu apă și o pompă cu șurub concepută pentru a trimite humus în reactor.

Un încărcător frontal este utilizat pentru a încărca componenta uscată în buncăr. Acasă, această sarcină poate fi îndeplinită fără încărcător, folosind diverse instrumente disponibile, 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 realiza cel mai uniform proces de fermentare al amestecului, proiectarea unei instalații tipice de biogaz include mixere 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.

Instalarea mixerelor înclinate se realizează pe suprafețele laterale ale reactorului. Un motor electric este responsabil pentru rotirea șurubului din fermentator.

Sistem automat de incalzire

Pentru a produce cu succes biogaz, temperatura din interiorul sistemului trebuie menținută la +35-+40 de grade. În acest scop, sistemele automate de încălzire sunt incluse în proiect.

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 diferite fenomene naturale adverse.

Suport de gaz

În unele situații, în locul unui rezervor de gaz obișnuit, se folosesc pungi speciali. De asemenea, aceste dispozitive vă permit să creșteți temporar volumul biogazului produs.

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

Separator

Separator

Această parte a sistemului este responsabilă pentru uscarea deșeurilor de humus și producerea, dacă este necesar, de îngrășăminte de înaltă calitate.

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

Separator cu șurub presat

Humusul uscat este trimis în compartimentul de transport. Sistemul direcționează partea lichidă înapoi în camera de primire. Aici lichidul este folosit pentru a umezi noua materie primă.

Cea mai simplă instalație de biogaz DIY

Instalatie de biogaz pentru casa

O instalație de biogaz de uz casnic va avea un design oarecum simplificat, dar fabricarea ei trebuie abordată cu maximă 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 dificilă parte a fabricării sistemului în cauză 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 un fund solid. Astfel de dispozitive fac posibilă asigurarea etanșeității necesare 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. Instalați un sistem de evacuare a gazelor. Acest lucru vă va scuti de nevoia de a cumpăra și instala agitatoare, datorită cărora timpul și banii cheltuiți pentru asamblarea instalației vor fi reduse semnificativ.

Cea mai simplă versiune a unui sistem de drenaj a gazelor este țevile de canalizare fixate vertical, realizate din clorură de polivinil, cu multe orificii pe tot corpul.

Selectați 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 film izolator. Datorită filmului, se vor crea condiții pentru acumularea de biogaz sub dom în condiții de ușoară presiune în exces.

Al patrulea pas. Instalați domul și montați țeava de evacuare a gazelor în punctul cel mai înalt.

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

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

Randament mediu de biogaz specific

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 funcționării 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, poate fi de folos în fermă. Trebuie doar să construiți corect o instalație de biogaz la domiciliu și foarte curând casa dumneavoastră va fi caldă. Urmați recomandările primite și nu veți mai fi nevoit să cheltuiți sume enorme pe încălzire.

Noroc!

Citește și articolul de pe site-ul nostru - instalație hidroponică do-it-yourself.

Video - Instalație de biogaz de bricolaj

svoimi-rykami.ru

Instalație de biogaz bricolajă

Articolul despre producția de biogaz a oferit baza teoretică pentru producerea de gaz metan din biomasă prin digestie anaerobă.

A fost explicat rolul bacteriilor în transformarea pas cu pas a substanțelor organice, cu o descriere a condițiilor necesare pentru producerea cât mai intensivă de biogaz. Acest articol va prezenta implementări practice ale instalațiilor de biogaz, cu o descriere a unor modele de casă.

Deoarece prețurile la energie sunt în creștere, iar mulți proprietari de ferme de animale și ferme mici au probleme cu eliminarea deșeurilor, complexele industriale pentru producerea de biogaz și instalațiile mici de biogaz pentru locuințe private au devenit disponibile pentru vânzare. Folosind motoarele de căutare, un utilizator de internet poate găsi cu ușurință o soluție gata făcută la prețuri, astfel încât instalația de biogaz și prețul acesteia să răspundă nevoilor, să ia legătura cu furnizorii de echipamente și să convină asupra construcției unui generator de biogaz la domiciliu sau la fermă.

Complex industrial pentru producerea 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 pot fi complet sigilate, cu o cupolă fixă ​​sau plutitoare și au 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 pune presiune asupra cilindrului, făcându-l să se ridice deasupra rezervorului. Astfel, clopotul servește și ca suport de gaz - o unitate de depozitare temporară a gazului generat.

Bioreactor cu dom plutitor

Dezavantajul designului clopotului reactorului 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 expuse 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 climă caldă.

Un alt exemplu de bioreactor cu dom plutitor

Pentru a preveni poluarea mediului și a elimina mirosurile neplăcute, reactoarele din instalațiile de biogaz pentru locuințe și industrii mari sunt proiectate cu un dom fix. Forma structurii în procesul de formare a gazului nu este de mare importanță, dar atunci când se utilizează un cilindru cu un acoperiș în formă de cupolă, se realizează economii semnificative la materialele de construcție. Bioreactoarele cu dom fix sunt echipate cu conducte pentru adăugarea de noi porțiuni de biomasă și selectarea substratului uzat.

Un tip de bioreactor cu dom fix

Principalele tipuri de instalații de biogaz

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

• Pe bază de porții, cu încărcare unică a întregii biomase și descărcare ulterioară completă după prelucrarea materiilor prime. Principalul dezavantaj al acestui tip de bioreactor este eliberarea neuniformă de gaz în timpul procesării substratului;
• încărcarea și descărcarea continuă a materiilor prime, obținându-se astfel eliberarea uniformă a biogazului. Datorită designului bioreactorului, în timpul încărcării și descărcării, producția de biogaz nu se oprește și nu apar scurgeri, deoarece conductele prin care se adaugă și se îndepărtează biomasa sunt realizate sub forma unui sigiliu de apă care previne scurgerea gazului.

Exemplu de bioreactor discontinuu

Reactoarele de biogaz în loturi pot avea orice design care previne scurgerea gazului. De exemplu, la un moment dat, în Australia, rezervoarele de metan canal cu un acoperiș gonflabil elastic erau populare, unde o ușoară presiune în exces în interiorul bioreactorului umfla o bula din polipropilenă durabilă. Când a fost atins un anumit nivel de presiune în interiorul bioreactorului, a fost pornit un compresor, pompând biogazul produs.

Bioreactoare cu canal cu suport elastic pentru gaz

Tipul de fermentație în această instalație de biogaz poate fi mezofil (încălzire scăzută). 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 că nu este nevoie de un receptor intermediar, dar marele dezavantaj este vulnerabilitatea domului elastic la deteriorarea mecanică.

Bioreactor cu canal mare cu rezervor elastic de gaz

Recent, bioreactoarele discontinue cu fermentarea uscată a gunoiului de grajd fără adăugarea de apă la substrat au câștigat popularitate. Deoarece gunoiul de grajd are propria sa umiditate, acesta 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 folosind un încărcător frontal și rămâne în această stare până la finalizarea întregului ciclu de formare a gazului (aproximativ șase luni), fără a fi nevoie să adăugați un substrat sau să îl amestecați.

Bioreactor lot cu încărcare printr-o ușă închisă ermetic

Instalație de biogaz DIY

Trebuie remarcat faptul că, în majoritatea bioreactoarelor, de regulă, numai zona de formare 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, motiv pentru care nivelul de biomasă din acestea este puțin mai mare decât în ​​interiorul recipientului.

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

Aceste modele de bioreactoare de casă sunt populare în rândul meșterilor populari care produc în mod independent instalații de biogaz cu propriile mâini pentru casă, permițând încărcarea și descărcarea manuală repetată a substratului. Atunci când fac bioreactoare cu propriile mâini, mulți meșteri experimentează cu containere complet sigilate, folosind mai multe tuburi de cauciuc din anvelopele vehiculelor mari ca suport de gaz.

Desen al unui suport de gaz realizat din camere interioare de tractor

În videoclipul de mai jos, un entuziast al producției de biogaz de casă, folosind butoaie umplute cu excremente de păsări ca exemplu, demonstrează posibilitatea producerii efective a gazelor combustibile acasă prin procesarea deșeurilor de pasăre în îngrășământ util. Singurul lucru care poate fi adăugat la designul descris în acest videoclip este că trebuie să instalați un manometru și o supapă de siguranță pe un bioreactor de casă.

Calcule de productivitate bioreactorului

Cantitatea de biogaz este determinată de masa și calitatea materiilor prime utilizate. Pe Internet puteți găsi tabele care indică cantitatea de deșeuri produse de diverse animale, dar pentru proprietarii care trebuie să îndepărteze gunoiul de grajd în fiecare zi, această teorie nu este de nici un folos, deoarece datorită propriei practici cunosc cantitatea și masa viitor substrat. Pe baza disponibilității materiilor prime regenerabile în fiecare zi, este posibil să se calculeze volumul necesar al bioreactorului și producția zilnică de biogaz.

Tabel pentru obținerea 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, construcția acestuia poate începe. Materialul poate fi un recipient din beton armat turnat în pământ sau zidărie etanșată cu un strat special care este folosit pentru tratarea piscinelor.

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

Construcția unui bioreactor din zidărie

În instalațiile industriale de biogaz se folosesc sisteme electronice de control și diverși reactivi pentru a corecta compoziția chimică a substratului și nivelul de aciditate al acestuia, iar biomasei se adaugă substanțe speciale - 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 stabile și eficiente de bacterii metanogene, care pot fi achiziționate de la companii implicate în producția de biogaz.

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

Nevoia de pompare și purificare 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 presiunii în exces în bioreactor poate duce la dispariția flăcării cu eliberarea ulterioară de gaz otrăvitor. Utilizarea unei astfel de instalații primitive de biogaz conectată la o sobă este categoric inacceptabilă din cauza posibilității de otrăvire cu componentele toxice ale biogazului nepurificat.

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

Prin urmare, aproape orice schemă de instalare a biogazului 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. Un container 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.

Un bioreactor îmbunătățit cu un dom plutitor poate fi considerat o alternativă la utilizarea obligatorie a unui rezervor de gaz. Îmbunătățirea constă în adăugarea unui compartiment concentric, care formează un buzunar de apă, acționând ca un sigiliu de apă și împiedicând biomasa să intre în contact cu aerul. Presiunea din interiorul cupolei plutitoare va depinde de greutatea acestuia. Prin trecerea gazului printr-un sistem de curățare și un reductor, acesta poate fi folosit într-o sobă de uz casnic, aerisindu-l periodic din bioreactor.

Bioreactor cu dom plutitor și buzunar de apă

Măcinarea și amestecarea substratului într-un bioreactor

Agitarea biomasei este o parte importantă a procesului de biogaz, oferind bacteriilor acces la nutrienții care s-ar putea să se fi aglomerat în partea de jos a digestorului. Pentru ca particulele de biomasă să se amestece mai bine în bioreactor, acestea trebuie zdrobite mecanic sau manual înainte de încărcare în rezervorul de metan. În prezent, în 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 prin circulație folosind o pompă sau elice care pompează substratul în interiorul bioreactorului;
3. amestecarea prin barbotare folosind purjarea biomasei lichide cu biogazul existent. Dezavantajul acestei metode 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 se poate face 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 cu motoare electrice controlate manual sau folosind un algoritm software.

Acest bioreactor este echipat cu un dispozitiv de amestecare mecanic.

Încălzirea substratului în instalații de biogaz mezofile și termofile

Temperatura optimă pentru formarea gazului este temperatura substratului între 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 termostat sau termocupluri conectate la un actuator care reglează încălzirea bioreactorului.

De asemenea, trebuie să rețineți că o flacără deschisă va supraîncălzi pereții bioreactorului, iar biomasa din interior va arde. Un substrat 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.

Sistem de incalzire electrica si apa pentru bioreactor

Încălzirea substratului într-un bioreactor folosind elemente de încălzire va fi benefică doar dacă este disponibilă energie electrică alternativă, obținută de la un generator eolian sau panouri solare. În acest caz, elementele de încălzire pot fi conectate direct la un generator sau baterie, ceea ce elimină convertoarele scumpe de tensiune din circuit. Pentru a reduce pierderile de căldură și a reduce costul încălzirii substratului într-un bioreactor, este necesar să îl izolați cât mai mult posibil folosind diferite materiale de izolare.

Izolarea bioreactorului cu material termoizolant

Experimente practice inevitabile atunci când construiești centrale de biogaz cu propriile mâini

Oricât de multă literatură citește un pasionat începător al autoproducției de biogaz și oricâte videoclipuri vizionează, în practică va trebui să învețe multe de unul singur, iar rezultatele, de regulă, vor fi departe de a fi cele calculate.

Prin urmare, mulți meșteri începători urmează calea experimentelor independente în producerea biogazului, începând cu containerele mici, determinând cât gaz produce mica lor uzină experimentală de biogaz din materiile prime disponibile. Prețurile componentelor, producția de metan și costurile viitoare ale construirii unei centrale de biogaz cu drepturi depline vor determina profitabilitatea și fezabilitatea acesteia.

În videoclipul de mai sus, maestrul demonstrează capacitățile instalației sale de biogaz, măsurând cât de mult biogaz este produs într-o zi. În cazul lui, atunci când în recipientul compresorului sunt pompate opt atmosfere, volumul gazului rezultat după recalculare ținând cont de volumul recipientului de 24 de litri va fi de aproximativ 0,2 m².

Acest volum de biogaz obținut dintr-un butoi de două sute de litri nu este semnificativ, dar, așa cum se arată în următorul videoclip al acestui maestru, această cantitate de gaz este suficientă pentru a arde un arzător de sobă timp de o oră (15 minute înmulțite cu patru atmosfere a unui cilindru, care este de două ori dimensiunea receptorului).

Într-un alt videoclip de mai jos, maestrul vorbește despre producerea de biogaz și îngrășăminte biologic pure prin procesarea deșeurilor organice într-o instalație de biogaz. Trebuie avut în vedere faptul că valoarea îngrășămintelor de mediu poate depăși costul gazului rezultat, iar apoi biogazul va deveni un produs secundar util al procesului de producere a îngrășămintelor de calitate. O altă proprietate utilă a materiilor prime organice este capacitatea de a le stoca pentru o anumită perioadă pentru a fi utilizate la momentul potrivit.

infoelectrik.ru

Biogaz de bricolaj: tehnologie pentru producerea de combustibil alternativ din deșeuri biologice

Preocupată 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 producerea de combustibil gazos numit biogaz din deșeuri organice.

Lucrul minunat la această tehnologie este simplitatea ei: oricine o poate implementa la scară mică. Așadar, biogazul „do-it-yourself” – despre asta vom vorbi.

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

Din nume nu este greu de ghicit principala componentă 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 microflore naturale care trăiesc în intestinele vitelor și își descompun conținutul. Aceste bacterii sunt excretate împreună cu gunoiul de grajd, care este folosit pentru a alimenta noul generator de gaz.

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 fermentate pentru a forma biogaz. În același timp, materiile prime sunt transformate în îngrășământ valoros.

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

Factori care influențează 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 cantități mari de grăsime. Cel mai puțin profitabil tip de materie primă este gunoiul de grajd.

Gunoi de grajd - materie prima pentru biogaz

Temperatura

Pe măsură ce temperatura crește, productivitatea bacteriilor crește. În funcție de condițiile de temperatură, generatoarele de gaz sunt împărțite în trei tipuri.

Psihrofil

Sunt instalatii neincalzite in care temperatura se mentine intre 18 si 25 de grade. În momentul de față nu sunt folosite aproape niciodată.

mezofil

Datorită încălzirii, temperatura este menținută în intervalul de la 25 la 40 de grade.

Avantaje:

• consum redus de energie;
• Compoziția de aminoacizi a îngrășămintelor este cât se poate de benefică.

Defecte:

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

Termofil

Se folosește încălzire intensivă, temperatura depășește 40 de grade.

Avantaje:

• performanta ridicata;
• bacteriile patogene mor.

Defecte:

• consum mare de energie;
• îngrășăminte de calitate scăzută.

Bioreactor cu gunoi de grajd termofil

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:

• din cauza cresterii costurilor la energie, 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 mișca 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.

Dacă este ținut prea mult timp, productivitatea scade 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 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. Ar trebui să existe de 10-20 de ori mai mult carbon decât azot.

Comparația biogazului cu combustibilii mai tradiționali

Punctele forte ale acestei tehnologii includ următoarele:

1. Materiile prime folosite pentru producerea biogazului sunt o resursă inepuizabilă și sunt gratuite.
2. Energia biogazului nu este legată de o anumită locație - 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 per kW de putere), centralele de biogaz sunt între centrale nucleare (5 mii euro pe 1 kW) și cărbune (2 mii euro pe 1 kW).

Instalatie pentru producerea de biogaz

S-a dovedit în practică: cu cât puterea instalației este mai mare, cu atât energia generată cu ajutorul acesteia este mai ieftină. Rentabilitatea depinde și de tipul de materii prime utilizate.

Schema de organizare a producției de biogaz la domiciliu

La construirea unui generator de gaz cu o capacitate de peste 10 MW, care funcționează pe deșeuri alimentare, va trebui să cheltuiți aproximativ 2 mii de euro pentru fiecare kW de putere; totodată, o instalație cu o capacitate de până la 1 MW, folosind gunoi de grajd de vaca ca materie primă, va costa 7 mii de euro pe 1 kW.

Unitatea este formată din mai multe unități tehnologice.

Reactor

Este un container solid din beton armat acoperit cu izolatie termica cu mai multe orificii 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, instalația este echipată cu buncăr. Deșeurile sunt alimentate aici manual sau folosind un transportor.

Reactorului este alimentată și o conductă cu apă caldă.

Agitatoare

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

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

Motorul electric poate fi pornit manual sau automat.

Sistem automat de incalzire

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

Suport de gaz

Acesta este recipientul 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 livrarea ulterioară către consumator.

Cea mai simplă instalație de biogaz DIY pentru casă

Un generator de biogaz de casă, desigur, este inferior ca caracteristici față de unitățile scumpe fabricate din fabrică, dar va necesita costuri inițiale semnificativ mai mici.

Pentru a-l construi 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 de alimentare cu apă și de evacuare a produsului finit.

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

Schema de instalare

În cel mai simplu design, generatorul de gaz nu este echipat cu încălzire și un dispozitiv de 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 de bitum.
3. Recipientul de beton este acoperit cu izolație termică și hidroizolație, după care încep să umple groapa.
4. Un capac cu o trapă de încărcare care se închide ermetic este plasat deasupra reactorului. În timpul fermentației materiei prime, în reactor se generează presiune ridicată, astfel încât capacul poate fi asigurat cu cabluri pentru fiabilitate. Nu ar fi de prisos să instalați în ea o supapă de siguranță cu o contragreutate sub formă de greutate.
5. Un buncăr trebuie atașat la trapa de încărcare.
6. Tot ce rămâne este să conectați conductele la reactor. În acest caz, pe linia de descărcare a produsului finit trebuie instalată o etanșare de apă.

Biomasa se prepară după cum urmează:

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

Pentru a crește productivitatea, puteți utiliza o schemă de instalare mai avansată, care include încălzirea apei. Generatorul de căldură va fi un cazan de apă caldă care funcționează pe combustibilul produs de instalație.

Instalație de biogaz DIY - desen

La încărcarea materiei prime, este suficient să o încălziți 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 încărcare de 5 tone de biomasă face posibilă obținerea unei medii de aproximativ 40 de metri cubi zilnic în 6 luni. m de combustibil gazos.

Video pe tema

Niciun comentariu încă

microclimat.pro

Instalație de biogaz bricolaj pentru o casă privată: recomandări pentru dispozitiv și un exemplu de aranjare a unui produs de casă

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

Ce este necesar pentru a produce 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 este inflamabil, deoarece contine un procent mare de metan.

Proprietățile sale nu sunt practic diferite de gazul natural, care este utilizat pentru nevoile industriale și casnice.

Biogazul este un combustibil prietenos cu mediul, iar tehnologia de producere a acestuia nu are un impact prea mare asupra mediului. În plus, deșeurile care trebuie eliminate sunt folosite ca materii prime pentru biogaz. Ele sunt plasate într-un bioreactor, unde are loc procesarea:

• Biomasa este expusă bacteriilor de ceva timp. Perioada de fermentare depinde de volumul de materii prime.
• Ca urmare a activității bacteriilor anaerobe, se eliberează un amestec inflamabil de gaze, care include metan (60%), dioxid de carbon (35%) și alte câteva gaze (5%). Fermentarea eliberează, de asemenea, hidrogen sulfurat potențial periculoasă în cantități mici. Este otrăvitor, așa că este extrem de nedorit ca oamenii să fie expuși la ea.
• Amestecul de gaze din bioreactor este purificat și furnizat într-un rezervor de gaz, unde este depozitat până când este utilizat în scopul propus.
• Gazul dintr-un suport de gaz poate fi utilizat 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. Aceasta este forță suplimentară, dar efortul dă roade. După fermentare, materia primă se transformă în îngrășământ de înaltă calitate, care este folosit în câmpuri și grădini de legume.

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, de la 1 metru cub. Puteți obține 70-80 de metri cubi de substrat. biogaz, dar producția de gaz este inegală și depinde de mulți factori, inclusiv temperaturile biomasei. Acest lucru complică calculele.

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 adăugați substratul la 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.

Echipamentele de casă pentru biogaz, asamblate din materiale vechi, sunt mult mai ieftine decât fabricile de producție industrială. Eficiența sa este mai mică, dar merită din plin investiția. Dacă aveți acces la gunoi de grajd și dorința de a depune propriile eforturi pentru a asambla și întreține structura, acest lucru este foarte profitabil.

Avantajele și dezavantajele sistemului

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

• Reciclare. Datorită unei instalații de biogaz, puteți obține beneficii maxime din deșeurile care altfel ar trebui eliminate. Această eliminare este mai puțin periculoasă pentru mediu decât depozitarea deșeurilor.
• Reînnoirea materiilor prime. Biomasa nu este cărbune sau gaz natural, a căror extracție epuizează resursele. În agricultură, materiile prime apar în mod 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.
• Eliberare moderată de sulf. Când biogazul este ars, o cantitate mică de sulf este eliberată în atmosferă. Acesta este un fenomen negativ, dar amploarea lui poate fi văzută prin comparație: la arderea gazelor naturale, poluarea mediului cu oxizi de sulf este mult mai mare.
• Muncă stabilă. Producția de biogaz este mai stabilă decât panourile solare sau turbinele eoliene. În timp ce energia solară și eoliană nu pot fi controlate, instalațiile de biogaz depind de activitatea umană.
• Pot fi utilizate mai multe setări. Gazul prezintă întotdeauna riscuri. Pentru a reduce daunele potențiale în cazul unui accident, mai multe instalații de biogaz pot fi dispersate pe tot amplasamentul. Dacă un sistem de mai multe fermentatoare este proiectat și asamblat corespunzător, acesta va funcționa mai stabil decât un singur 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 așa fel încât să epuizeze pământul și să perturbe echilibrul ecologic.

Cum se calculează rentabilitatea unei instalații

Balega de vacă este de obicei folosită ca materie primă pentru producția de biogaz. O vacă adultă poate produce 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 metru cub 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 instalații de biogaz.

Pentru a-l introduce în bioreactor, se prepară un substrat, care include mai multe componente în următoarele proporții:

• gunoi de grajd (cea mai bună vacă sau porc) – 1,5 t;
• deșeuri organice (acestea pot fi frunze putrezite sau alte componente de origine vegetală) – 3,5 t;
• 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 o singură așezare timp de șase luni, pe baza unui consum 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.

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

Instrucțiuni pentru autoconstrucție

Dacă nu aveți experiență în asamblarea sistemelor complexe, este logic să selectați online sau să dezvoltați cel mai simplu desen al unei instalații de biogaz pentru o casă privată.

Cu cât designul este mai simplu, cu atât este mai fiabil și mai durabil. Mai târziu, când dezvoltați abilități în construirea și manipularea sistemului, puteți reface echipamentul sau instalați o instalare suplimentară.

Când calculați volumul fermentatorului, ar trebui să vă concentrați pe 5 metri cubi. Această instalație vă permite să obțineți cantitatea de gaz necesară pentru a încălzi o casă privată cu o suprafață de 50 de metri pătrați, dacă o boiler sau o sobă pe gaz este folosită ca sursă de căldură. Aceasta este o cifră medie, deoarece Conținutul caloric al biogazului nu este de obicei mai mare de 6000 kcal/m3.

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

Etapa 1: pregătirea gropii pentru bioreactor

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

Soluția optimă este achiziționarea de inele polimerice gata făcute, cu fund solid. Acestea vor costa mai mult decât materialele disponibile, dar nu va fi necesară etanșare suplimentară. Polimerii sunt sensibili la sarcini mecanice, dar nu se tem de umiditate și substanțe chimice agresive. Nu pot fi reparate, dar dacă este necesar pot fi înlocuite cu ușurință.

Etapa 2: amenajarea scurgerii gazelor

Achiziționarea și instalarea mixerelor speciale pentru instalațiile de biogaz este o propunere costisitoare. Sistemul poate fi ieftinit prin instalarea de scurgere a gazelor. Este alcătuit din țevi de canalizare din polimer instalate vertical, cu multe găuri făcute în ele.

Atunci când calculați lungimea conductelor de drenaj, ar trebui să vă concentrați pe adâncimea de umplere planificată a bioreactorului. Vârfurile țevilor trebuie să fie deasupra acestui nivel.

Etapa 3: dispunerea stratului izolator

Puteți încărca imediat substratul 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, aceasta va asigura o alimentare 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 părții superioare a domului. În punctul cel mai înalt al domului, o țeavă de evacuare a gazelor este instalată și extinsă până la suportul de gaz.

Containerul bioreactorului este închis cu un capac etanș. Pentru a preveni amestecarea biometanului cu aerul, este instalată o etanșare cu 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 un bioreactor

Microorganismele care procesează substratul sunt prezente constant în biomasă, dar pentru reproducerea lor intensivă au nevoie de o temperatură de 38 de grade sau mai mare. Pentru încălzire în perioadele reci, puteți folosi o bobină conectată la sistemul de încălzire a locuinței sau boiler electrice. Prima metodă este mai profitabilă din punct de vedere economic, deci este folosită mai des.

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

Videoclipuri 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. Erorile sunt inacceptabile, pentru că poate duce la explozii și distrugeri. Oferim instrucțiuni video care vă vor ajuta să înțelegeți designul plantelor, să le asamblați corect și să le completați cu dispozitive utile pentru o utilizare mai convenabilă a biogazului.

Videoclipul descrie cum funcționează și funcționează o instalație standard de biogaz:

Un exemplu de instalație de biogaz de casă. Tutorial video despre cum să configurați un sistem cu propriile mâini:

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

Descrierea procesului de fabricație a mixerelor de substrat:

Descrierea detaliată a funcționării unui depozit de gaz de casă:

Oricât de simplă ar fi instalația de biogaz aleasă pentru o locuință privată, nu trebuie să te zgarci cu ea. Dacă este posibil, este mai bine să cumpărați un bioreactor industrial pliabil. Dacă nu, fă-l din materiale de înaltă calitate și durabile: polimeri, beton sau oțel inoxidabil. Acest lucru vă va permite să creați un sistem de alimentare cu gaz cu adevărat fiabil și sigur acasă.

sovet-ingenera.com

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

Una dintre problemele care trebuie rezolvate în agricultură este eliminarea gunoiului de grajd și a deșeurilor vegetale. Și aceasta este o problemă destul de gravă, care necesită o atenție constantă. Reciclarea necesită nu numai timp și efort, ci și cantități considerabile. Astăzi există cel puțin o modalitate de a transforma această durere de cap într-o sursă de venit: procesarea gunoiului de grajd în biogaz. Tehnologia se bazează pe procesul natural de descompunere a gunoiului de grajd și a reziduurilor vegetale din cauza bacteriilor pe care le conțin. Întreaga sarcină este de a crea condiții speciale pentru cea mai completă descompunere. Aceste condiții sunt absența oxigenului și temperatura optimă (40-50 o C).

Toată lumea știe cum se aruncă cel mai des gunoiul de grajd: îl pun în grămezi, apoi, după fermentare, îl scot pe câmp. În acest caz, gazul rezultat este eliberat în atmosferă, iar 40% din azotul conținut în substanța inițială și cea mai mare parte a fosforului scapă de asemenea de acolo. Îngrășământul rezultat este departe de a fi ideal.

Pentru obținerea biogazului este necesar ca procesul de descompunere a gunoiului de grajd să aibă loc fără acces la oxigen, într-un volum închis. În acest caz, atât azotul, cât și fosforul rămân în produsul rezidual, iar gazul se acumulează în partea superioară a recipientului, de unde poate fi pompat cu ușurință. Există două surse de profit: gazul direct și îngrășământul eficient. Mai mult, îngrășământul este de cea mai înaltă calitate și 99% sigur: majoritatea microorganismelor patogene și a ouălor de helminți mor, iar semințele de buruieni conținute în gunoi de grajd își pierd viabilitatea. Există chiar linii pentru ambalarea acestui reziduu.

A doua condiție prealabilă pentru procesul de procesare a gunoiului de grajd în biogaz este menținerea unei temperaturi optime. Bacteriile conținute în biomasă sunt inactive la temperaturi scăzute. Încep să acționeze la o temperatură ambientală de +30 o C. Mai mult, gunoiul de grajd conține două tipuri de bacterii:

Cele mai eficiente sunt plantele termofile cu temperaturi de la +43 o C la +52 o C: în ele, gunoiul de grajd este procesat timp de 3 zile, iar producția de la 1 litru de suprafață utilă a bioreactorului este de până la 4,5 litri de biogaz (acesta este putere maximă). Dar menținerea unei temperaturi de +50 o C necesită cheltuieli energetice semnificative, ceea ce nu este profitabil în orice climat. Prin urmare, instalațiile de biogaz funcționează adesea la temperaturi mezofile. În acest caz, timpul de procesare poate fi de 12-30 de zile, randamentul este de aproximativ 2 litri de biogaz la 1 litru de volum al bioreactorului.

Compoziția gazului variază în funcție de materiile prime și condițiile de prelucrare, dar este aproximativ după cum urmează: metan - 50-70%, dioxid de carbon - 30-50% și conține, de asemenea, o cantitate mică de hidrogen sulfurat (mai puțin de 1 %) și cantități foarte mici de compuși de amoniac, hidrogen și azot. În funcție de designul instalației, biogazul poate conține o cantitate semnificativă de vapori de apă, care va necesita uscare (altfel pur și simplu nu va arde). Cum arată o instalație industrială este demonstrat în videoclip.

Se poate spune că este o întreagă fabrică de producție de gaz. Dar pentru o fermă privată sau o fermă mică astfel de volume sunt inutile. Cea mai simplă instalație de biogaz este ușor de realizat cu propriile mâini. Dar întrebarea este: „Unde ar trebui să fie trimis mai departe biogazul?” Căldura de ardere a gazului rezultat este de la 5340 kcal/m3 până la 6230 kcal/m3 (6,21 - 7,24 kWh/m3). Prin urmare, poate fi alimentat la un cazan pe gaz pentru a genera căldură (încălzire și apă caldă), sau la o instalație de generare a energiei electrice, la o sobă pe gaz etc. Așa folosește Vladimir Rashin, proiectant de instalații de biogaz, gunoiul de grajd din ferma sa de prepelițe.

Se pare că, dacă aveți cel puțin o cantitate decentă de animale și păsări de curte, puteți satisface pe deplin nevoile fermei dvs. de căldură, gaz și electricitate. Și dacă instalați instalații de gaz pe mașini, atunci va furniza și combustibil pentru flotă. Având în vedere că ponderea resurselor energetice în costul de producție este de 70-80%, puteți economisi doar la un bioreactor și apoi câștigați mulți bani. Mai jos este o captură de ecran a unui calcul economic al rentabilității unei instalații de biogaz pentru o fermă mică (din septembrie 2014). Ferma nu poate fi numită mică, dar cu siguranță nici nu este mare. Ne cerem scuze pentru terminologie - acesta este stilul autorului.

Aceasta este o defalcare aproximativă a costurilor necesare și a posibilelor scheme de venituri pentru instalațiile de biogaz de casă

Scheme de instalații de biogaz de casă

Cea mai simplă schemă a unei instalații de biogaz este un recipient sigilat - un bioreactor, în care se toarnă suspensia preparată. În consecință, există o trapă pentru încărcarea gunoiului de grajd și o trapă pentru descărcarea materiilor prime prelucrate.

Cea mai simplă schemă a unei instalații de biogaz fără clopoței și fluiere

Recipientul nu este umplut complet cu substrat: 10-15% din volum ar trebui să rămână liber pentru a colecta gaz. În capacul rezervorului este încorporată o conductă de evacuare a gazului. Deoarece gazul rezultat conține o cantitate destul de mare de vapori de apă, nu va arde sub această formă. Prin urmare, este necesar să-l treceți printr-un sigiliu de apă pentru a-l usca. În acest dispozitiv simplu, majoritatea vaporilor de apă se vor condensa, iar gazul va arde bine. Apoi, este recomandabil să curățați gazul de hidrogen sulfurat neinflamabil și numai atunci poate fi furnizat unui suport de gaz - un recipient pentru colectarea gazului. Și de acolo poate fi distribuit consumatorilor: alimentat la un cazan sau cuptor cu gaz. Urmărește videoclipul pentru a vedea cum să faci filtre pentru o instalație de biogaz cu propriile mâini.

La suprafață sunt amplasate instalații industriale mari. Și acest lucru, în principiu, este de înțeles - volumul lucrărilor de teren este prea mare. Dar la fermele mici, vasul buncărului este îngropat în pământ. Acest lucru, în primul rând, vă permite să reduceți costul menținerii temperaturii necesare și, în al doilea rând, într-o curte privată există deja suficiente tot felul de dispozitive.

Containerul poate fi luat gata făcut, sau din cărămidă, beton etc., într-o groapă săpată. Dar, în acest caz, va trebui să aveți grijă de etanșeitatea și impermeabilitatea aerului: procesul este anaerob - fără acces la aer, de aceea este necesar să creați un strat impenetrabil oxigenului. Structura se dovedește a fi multistratificată, iar producția unui astfel de buncăr este un proces lung și costisitor. Prin urmare, este mai ieftin și mai ușor să îngropați un recipient gata făcut. Anterior, acestea erau neapărat butoaie metalice, adesea din oțel inoxidabil. Astăzi, odată cu apariția pe piață a containerelor din PVC, le puteți folosi. Sunt neutre din punct de vedere chimic, au conductivitate termică scăzută, o durată de viață lungă și sunt de câteva ori mai ieftine decât oțelul inoxidabil.

Dar instalația de biogaz descrisă mai sus va avea o productivitate scăzută. Pentru a activa procesul de prelucrare, este necesară amestecarea activă a masei situate în buncăr. În caz contrar, la suprafața sau în grosimea substratului se formează o crustă care încetinește procesul de descompunere, iar la ieșire se produce mai puțin gaz. Amestecarea se realizează în orice mod disponibil. De exemplu, așa cum se demonstrează în videoclip. În acest caz, se poate face orice unitate.

Există o altă modalitate de amestecare a straturilor, dar este nemecanică - barbitație: gazul generat este alimentat sub presiune în partea inferioară a recipientului cu gunoi de grajd. Ridicându-se în sus, bulele de gaz vor sparge crusta. Deoarece este furnizat același biogaz, nu vor exista modificări în condițiile de procesare. De asemenea, acest gaz nu poate fi considerat un consum - va ajunge din nou în rezervorul de benzină.

După cum sa menționat mai sus, o performanță bună necesită temperaturi ridicate. Pentru a nu cheltui prea mulți bani pe menținerea acestei temperaturi, trebuie să aveți grijă de izolație. Ce tip de izolator termic să alegi, desigur, depinde de tine, dar astăzi cel mai optim este spuma de polistiren. Nu se teme de apă, nu este afectat de ciuperci și rozătoare, are o durată lungă de viață și o performanță excelentă de izolare termică.

Forma bioreactorului poate fi diferită, dar cea mai comună este cilindrica. Nu este ideal din punct de vedere al complexității amestecării substratului, dar este folosit mai des pentru că oamenii au acumulat multă experiență în construirea unor astfel de recipiente. Și dacă un astfel de cilindru este împărțit de o partiție, atunci ele pot fi folosite ca două rezervoare separate în care procesul este deplasat în timp. În acest caz, un element de încălzire poate fi încorporat în pereți despărțitori, rezolvând astfel problema menținerii temperaturii în două camere simultan.

În cea mai simplă versiune, instalațiile de biogaz de casă sunt o groapă dreptunghiulară, ai cărei pereți sunt din beton, iar pentru etanșeitate sunt tratați cu un strat de fibră de sticlă și rășină poliesterică. Acest recipient este echipat cu un capac. Este extrem de incomod de utilizat: încălzirea, amestecarea și îndepărtarea masei fermentate este dificil de implementat și este imposibil să se obțină o prelucrare completă și o eficiență ridicată.

Situația este puțin mai bună cu instalațiile de procesare a gunoiului de grajd cu biogaz de șanț. Au margini teșite, facilitând încărcarea gunoiului de grajd proaspăt. Dacă faceți fundul într-o pantă, atunci masa fermentată se va deplasa într-o parte prin gravitație și va fi mai ușor să o selectați. În astfel de instalații, este necesar să se asigure izolație termică nu numai pentru pereți, ci și pentru capac. Nu este dificil să implementați o astfel de instalație de biogaz cu propriile mâini. Dar procesarea completă și cantitatea maximă de gaz nu pot fi realizate în ea. Chiar și cu încălzire.

Problemele tehnice de bază au fost tratate și acum cunoașteți mai multe modalități de a construi o instalație pentru producerea de biogaz din gunoi de grajd. Există încă nuanțe tehnologice.

Ce poate fi reciclat și cum să obțineți rezultate bune

Gunoiul de grajd oricărui animal conține organismele necesare procesării sale. S-a descoperit că mai mult de o mie de microorganisme diferite sunt implicate în procesul de fermentație și producția de gaze. Substanțele formatoare de metan joacă cel mai important rol. De asemenea, se crede că toate aceste microorganisme se găsesc în proporții optime în gunoiul de grajd de bovine. În orice caz, la prelucrarea acestui tip de deșeuri în combinație cu materie vegetală, se eliberează cea mai mare cantitate de biogaz. Tabelul prezintă datele medii pentru cele mai comune tipuri de deșeuri agricole. Vă rugăm să rețineți că această cantitate de gaz poate fi obținută în condiții ideale.

Pentru o productivitate bună este necesar să se mențină o anumită umiditate a substratului: 85-90%. Dar trebuie folosită apă care nu conține substanțe chimice străine. Solvenții, antibioticele, detergenții etc. au un efect negativ asupra proceselor. De asemenea, pentru ca procesul să decurgă normal, lichidul nu trebuie să conțină fragmente mari. Dimensiuni maxime ale fragmentelor: 1*2 cm, cele mai mici sunt mai bune. Prin urmare, dacă intenționați să adăugați ingrediente din plante, trebuie să le măcinați.

Este important pentru prelucrarea normală în substrat să se mențină un nivel optim de pH: între 6,7-7,6. De obicei, mediul are o aciditate normală și doar ocazional bacteriile care formează acid se dezvoltă mai repede decât bacteriile care formează metan. Atunci mediul devine acid, producția de gaz scade. Pentru a obține valoarea optimă, adăugați var obișnuit sau sifon pe substrat.

Acum puțin despre timpul necesar procesării gunoiului de grajd. În general, timpul depinde de condițiile create, dar primul gaz poate începe să curgă deja în a treia zi după începerea fermentației. Cea mai activă formare de gaz are loc atunci când gunoiul de grajd se descompune cu 30-33%. Pentru a vă da o senzație de timp, să spunem că după două săptămâni substratul se descompune cu 20-25%. Adică, în mod optim procesarea ar trebui să dureze o lună. În acest caz, îngrășământul este de cea mai bună calitate.

Calculul volumului recipientului pentru procesare

Pentru fermele mici, instalarea optimă este una constantă - atunci când gunoiul de grajd proaspăt este furnizat zilnic în porții mici și îndepărtat în aceleași porții. Pentru ca procesul să nu fie perturbat, ponderea încărcăturii zilnice nu trebuie să depășească 5% din volumul procesat.

Instalațiile de casă pentru procesarea gunoiului de grajd în biogaz nu sunt apogeul perfecțiunii, dar sunt destul de eficiente

Pe baza acestui lucru, puteți determina cu ușurință volumul necesar al rezervorului pentru o instalație de biogaz de casă. Trebuie să înmulțiți volumul zilnic de gunoi de grajd din ferma dvs. (deja în stare diluată cu o umiditate de 85-90%) cu 20 (aceasta este pentru temperaturi mezofile, pentru temperaturi termofile va trebui să vă înmulțiți cu 30). La cifra rezultată trebuie să adăugați încă 15-20% - spațiu liber pentru colectarea biogazului sub dom. Știi parametrul principal. Toate costurile suplimentare și parametrii sistemului depind de schema de instalație de biogaz aleasă pentru implementare și de modul în care veți face totul. Este foarte posibil să te descurci cu materiale improvizate sau poți comanda o instalare la cheie. Dezvoltarile fabricii vor costa de la 1,5 milioane de euro, instalatiile de la Kulibin vor fi mai ieftine.

Înregistrare legală

Instalația va trebui să fie coordonată cu SES, inspectoratul de gaze și pompierii. Vei avea nevoie:

• Schema tehnologica a instalatiei.
• Planul de amenajare al echipamentelor și componentelor cu referire la instalația în sine, locația de instalare a unității termice, locația conductelor și a rețelei de energie și conexiunile pompelor. Diagrama ar trebui să indice paratrăsnetul și căile de acces.
• Dacă instalația va fi amplasată în interior, atunci va fi necesar și un plan de ventilație, care va asigura un schimb de cel puțin opt ori a întregului aer din cameră.

După cum vedem, nu ne putem lipsi de birocrație aici.

În sfârșit, puțin despre performanța instalării. În medie, o instalație de biogaz produce pe zi un volum de gaz de două ori mai mare decât volumul util al rezervorului. Adică, 40 m 3 de suspensie vor produce 80 m 3 de gaz pe zi. Aproximativ 30% vor fi cheltuiți pentru asigurarea procesului în sine (cheltuiala principală este încălzirea). Acestea. la ieșire veți primi 56 m 3 de biogaz pe zi. Conform statisticilor, pentru a acoperi nevoile unei familii de trei persoane și pentru a încălzi o casă de dimensiuni medii este nevoie de 10 m 3. În sold net aveți 46 m3 pe zi. Și asta cu o mică instalare.

Rezultate

Investind o anumită sumă de bani în înființarea unei fabrici de biogaz (cu mâinile tale sau la cheie), nu numai că îți vei satisface propriile nevoi și nevoi de căldură și gaze, dar vei putea și vinde gaz, ca precum și îngrășămintele de înaltă calitate rezultate din prelucrare.

Ecologia consumului: Este rentabil să produci biocombustibil acasă în cantități mici pe un teren privat? Dacă aveți mai multe butoaie metalice și alte resturi de fier, precum și mult timp liber și nu știți cum să le gestionați - da.

Să presupunem că nu există gaze naturale în satul tău și nu va exista niciodată. Și chiar dacă există, costă bani. Deși este cu un ordin de mărime mai ieftin decât încălzirea costisitoare cu energie electrică și combustibil lichid. Cel mai apropiat atelier de producție de peleți este la câteva sute de kilometri distanță, iar transportul este costisitor. Devine din ce în ce mai dificil să cumpărați lemn de foc în fiecare an și este, de asemenea, supărător să ardeți cu el. Pe acest fundal, ideea de a obține biogaz gratuit în propria curte din buruieni, excremente de pui, gunoi de grajd de la porcul tău preferat sau conținutul anexei proprietarului pare foarte tentantă. Tot ce trebuie să faci este să faci un bioreactor! La televizor se vorbește despre cum fermierii germani economisiți se țin de cald cu resurse de „balegar” și acum nu au nevoie de niciun „Gazprom”. Aici este adevărată zicala „elimină filmul de pe fecale”. Internetul este plin de articole și videoclipuri pe tema „biogaz din biomasă” și „instalație de biogaz de tip „do-it-yourself”. Dar știm puțin despre aplicarea practică a tehnologiei: toată lumea vorbește despre producția de biogaz acasă, dar puțini oameni au văzut exemple concrete în sat, precum și legendarul Yo-Mobile pe drum. Să încercăm să ne dăm seama de ce este așa și care sunt perspectivele pentru tehnologiile bioenergetice progresive în zonele rurale.

Ce este biogazul + puțină istorie

Biogazul se formează ca urmare a descompunerii secvenţiale în trei etape (hidroliza, formarea de acid şi metan) a biomasei de către diferite tipuri de bacterii. Componenta combustibilă utilă este metanul și poate fi prezent și hidrogenul.

Procesul de descompunere bacteriană care produce metan inflamabil

Într-o măsură mai mare sau mai mică, în timpul descompunerii oricăror resturi de origine animală și vegetală se formează gaze inflamabile.

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

Oamenii încearcă de mult să folosească acest tip de combustibil natural. Cronicile medievale conțin referiri la faptul că locuitorii regiunilor joase din ceea ce este acum Germania cu un mileniu în urmă au primit biogaz din vegetația putrezită prin scufundarea blănurilor de piele în nămol de mlaștină. În Evul Mediu întunecat și chiar în secolele iluminate, cei mai talentați meteoriști, care, grație unei diete special alese, au putut să elibereze și să aprindă în timp abundența de flaturi de metan, au stârnit încântarea constantă a publicului la spectacole vesele de târg. Instalațiile industriale de biogaz au început să fie construite cu diferite grade de succes la mijlocul secolului al XIX-lea. În URSS, în anii 80 ai secolului trecut, a fost adoptat un program de stat pentru dezvoltarea industriei, dar nu a fost implementat, deși au fost lansate o duzină de unități de producție. În străinătate, tehnologia de producere a biogazului este în curs de îmbunătățire și este promovată relativ activ, numărul total de instalații în exploatare 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 locuințe și ferme mici.

Procentul din numărul de centrale de biogaz din Uniunea Europeană. Este clar că tehnologia se dezvoltă activ doar în Germania, motivul fiind subvențiile guvernamentale solide și stimulentele fiscale

Ce utilizări are biogazul?

Este clar că este folosit drept combustibil, deoarece arde. Incalzire cladiri industriale si rezidentiale, producere de energie electrica, gatit. 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 mediului gazos trebuie să fie aduși la standarde destul de stricte. Conținutul de metan trebuie să fie de cel puțin 65% (optim 90-95%), hidrogenul trebuie să fie absent, vaporii de apă au fost îndepărtați, dioxidul de carbon a fost îndepărtat, componentele rămase sunt inerte la temperaturi ridicate.

Este imposibil să se utilizeze biogaz de origine „balegar animal”, neeliberat de impurități urât mirositoare, în clădirile rezidențiale.

Presiunea normalizată este de 12,5 bari dacă valoarea este mai mică de 8-10 bari, automatizarea în modelele moderne de echipamente de încălzire și de bucătărie oprește alimentarea cu gaz. Este foarte important ca caracteristicile gazului care intră în generatorul de căldură să fie stabile. Dacă presiunea sare dincolo de limitele normale, supapa va funcționa și va trebui să o reporniți manual. Este rău dacă utilizați aparate cu gaz învechite care nu sunt echipate cu un sistem de control al gazului. În cel mai bun caz, arzătorul cazanului se poate defecta. Cel mai rău caz este că gazul se va stinge, dar furnizarea lui nu se va opri. Și acest lucru este deja plin de tragedie. Să rezumăm cele spuse: caracteristicile biogazului trebuie aduse la parametrii necesari, iar măsurile de siguranță trebuie respectate cu strictețe. Lanț tehnologic simplificat pentru producția de biogaz. O etapă importantă este separarea și separarea gazelor

Ce materii prime sunt folosite pentru a produce biogaz

Materii prime vegetale și animale

• Materiile prime din plante sunt excelente pentru producerea de biogaz: din iarbă proaspătă puteți obține randamentul maxim de combustibil - până la 250 m3 pe tonă de materie primă, 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 și fânul sunt bune (100 m3 pe tonă), dar este logic să folosiți furaje valoroase pentru combustibil numai dacă există un exces clar de acesta. Randamentul de metan din pulpa formată în timpul producției de sucuri, uleiuri și biodiesel este scăzut, dar materialul este și liber. Lipsa materiilor prime vegetale este un ciclu lung de producție, de 1,5-2 luni. Este posibil să se obțină biogaz din celuloză și alte deșeuri vegetale 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 tocate mărunt.
• 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, randamentul 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, se găsesc și alte utilizări pentru acestea.

Gaz inflamabil din excremente

• Gunoiul de grajd este ieftin și multe ferme îl au din abundență, dar randamentul și calitatea biogazului sunt semnificativ mai mici decât cele din alte tipuri. Plăcuțele de vacă și merele de cal pot fi folosite în forma lor pură, fermentația începe imediat, randamentul de biogaz este de 60 m2 pe tonă de materie primă cu un conținut scăzut de metan (până la 60%). Ciclul de producție este scurt, 10-15 zile. Gunoiul de porc și excrementele de pui sunt toxice - pentru ca bacteriile benefice să se poată dezvolta, se amestecă cu deșeurile vegetale și cu siloz. O mare problemă o reprezintă compozițiile detergente și agenții tensioactivi, care sunt utilizați la curățarea clădirilor de animale. 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 se folosească dezinfectanți, iar întreprinderile agricole care au investit în producția de gaz din gunoi de grajd sunt nevoite să caute un compromis între igiena și controlul bolilor animale, pe de o parte, și menținerea productivității bioreactoarelor, pe de o parte. alte.
• Excrementele umane, complet gratuite, sunt de asemenea potrivite. Dar utilizarea apelor uzate obișnuite este neprofitabilă, concentrația de fecale este prea scăzută și concentrația de dezinfectanți și agenți tensioactivi este mare. Tehnologii susțin că ar putea fi folosite doar dacă „produsele” curg doar din toaletă în sistemul de canalizare, 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 producerea de biogaz este aceea că materia primă nu trebuie să conțină incluziuni solide, o piatră, piuliță, o bucată de sârmă sau o placă care intră accidental în masă va înfunda conducta și va dezactiva un fecal scump; pompă sau mixer. Trebuie spus că datele date privind randamentul maxim de gaz din materia primă corespund condițiilor ideale de laborator. Pentru a ne apropia de aceste cifre în producția reală, trebuie îndeplinite o serie de condiții: menținerea temperaturii necesare, amestecarea periodică a materiilor prime măcinate fin, adăugarea de aditivi care activează fermentația etc. Într-o instalație improvizată, asamblată conform recomandărilor articolelor despre „producerea de biogaz cu propriile mâini”, abia se poate atinge 20% din nivelul maxim, în timp ce instalațiile de înaltă tehnologie vă permit să atingeți valori de 60- 95%.

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

Proiectare instalatii de biogaz

Este profitabil să produci biogaz?

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

Are sens să produci biocombustibil acasă?

Este profitabil să produci biocombustibil acasă în cantități mici pe un teren privat? Dacă aveți mai multe butoaie metalice și alte resturi de fier, precum și mult timp liber și nu știți cum să le gestionați - da. Dar economiile, din păcate, sunt slabe. 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 de la Kulibin intern

ABONAȚI-VĂ la canalul nostru YouTube Ekonet.ru, care vă permite să vizionați online, să descărcați videoclipuri gratuite de pe YouTube despre sănătatea umană și întinerire.

Vă rugăm să dați LIKE și să distribuiți prietenilor tăi!

https://www.youtube.com/channel/UCXd71u0w04qcwk32c8kY2BA/videos

Fără amestecarea materiilor prime și activarea procesului de fermentație, randamentul de metan nu va depăși 20% din cel posibil. Aceasta înseamnă că, în cel mai bun caz, cu 100 kg (încărcare cu 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, materiile prime se încarcă zilnic, adică ciclul lui de producție este de o zi. De fapt, timpul necesar este de 60 de zile. Cantitatea de biogaz obținută de inventator, conținută într-o butelie de 50 de litri, pe care a reușit să o umple, pe vreme geroasă pentru un cazan de încălzire cu o capacitate de 15 kW (o clădire rezidențială 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, și să contacteze specialiști cu experiență în astfel de lucrări cu întrebări tehnice. Informațiile practice obținute de la acele ferme în care tehnologiile bioenergetice sunt deja folosite de ceva timp vor fi foarte valoroase. publicat