Mini instalație de biogaz. Instalație de biogaz bricolajă: mituri ale internetului și realitate rurală. Principiul producerii biogazului

Problema producției de metan este de interes pentru acei proprietari de ferme private care cresc păsări de curte sau porci și, de asemenea, păstrează vite. De regulă, astfel de ferme produc o cantitate semnificativă de deșeuri animale organice, care pot aduce beneficii considerabile devenind o sursă de combustibil ieftin. Scopul acestui material este să vă spună cum să produceți biogaz acasă folosind aceleași deșeuri.

Informații generale despre biogaz

Biogazul de acasă, obținut din diverse gunoi de grajd și excremente de pasăre, constă în principal din metan. Acolo este de la 50 la 80%, în funcție de ale cui deșeuri au fost folosite pentru producție. Același metan care arde în sobele și cazane noastre și pentru care plătim uneori mulți bani în funcție de citirile contorului.

Pentru a face o idee despre cantitatea de combustibil care poate fi produsă teoretic atunci când ținem animalele acasă sau în țară, prezentăm un tabel cu date despre randamentul biogazului și conținutul de metan pur din acesta:

După cum puteți vedea din tabel, pentru a produce eficient gaz din bălegar de vacă și deșeuri de siloz, va fi necesară o cantitate destul de mare de materie primă. Este mai profitabil să extragi combustibil din gunoi de grajd de porc și excremente de curcan.

Cota rămasă de substanțe (25-45%) care alcătuiesc biogazul casnic este dioxidul de carbon (până la 43%) și hidrogenul sulfurat (1%). Combustibilul mai conține azot, amoniac și oxigen, dar în cantități mici. Apropo, datorită eliberării de hidrogen sulfurat și amoniac, grămada de gunoi de grajd emite un miros „plăcut” atât de familiar. În ceea ce privește conținutul de energie, 1 m3 de metan poate elibera, teoretic, până la 25 MJ (6,95 kW) de energie termică atunci când este ars. Căldura specifică de ardere a biogazului depinde de proporția de metan din compoziția sa.

Pentru trimitere.În practică, s-a verificat că încălzirea unei case izolate situată în zona de mijloc necesită aproximativ 45 m3 de combustibil biologic la 1 m2 de suprafață în timpul sezonului de încălzire.

Natura îl aranjează în așa fel încât biogazul din gunoi de grajd să se formeze spontan și indiferent dacă vrem sau nu să-l primim. O grămadă de gunoi de grajd putrezește într-un an până la un an și jumătate, pur și simplu fiind în aer liber și chiar la temperaturi sub zero. În tot acest timp eliberează biogaz, dar numai în cantități mici, deoarece procesul se prelungește în timp. Cauza sunt sute de tipuri de microorganisme găsite în excrementele animalelor. Adică, nu este nevoie de nimic pentru a începe evoluția gazului; se va întâmpla de la sine. Dar pentru a optimiza procesul și a-l accelera, vor fi necesare echipamente speciale, despre care se va discuta în continuare.

Tehnologia biogazului

Esența producției eficiente este accelerarea procesului natural de descompunere a materiilor prime organice. Pentru a face acest lucru, bacteriile din el trebuie să creeze cele mai bune condiții pentru reproducere și procesarea deșeurilor. Și prima condiție este să plasați materia primă într-un recipient închis - un reactor, în caz contrar - un generator de biogaz. Deșeurile sunt zdrobite și amestecate într-un reactor cu o cantitate calculată de apă curată până la obținerea substratului inițial.

Notă. Apa curată este necesară pentru a se asigura că substanțele care afectează negativ viața bacteriilor nu pătrund în substrat. Ca urmare, procesul de fermentare poate încetini foarte mult.

O instalație industrială de producere a biogazului este dotată cu încălzire prin substrat, mijloace de amestecare și control al acidității mediului. Agitarea se efectuează pentru a îndepărta crusta tare de la suprafață, care are loc în timpul fermentației și interferează cu eliberarea de biogaz. Durata procesului tehnologic este de cel puțin 15 zile, timp în care gradul de descompunere ajunge la 25%. Se crede că randamentul maxim de combustibil are loc până la 33% din descompunerea biomasei.

Tehnologia prevede reînnoirea zilnică a substratului, ceea ce asigură producția intensivă de gaz din gunoi de grajd; în instalațiile industriale se ridică la sute de metri cubi pe zi. O parte din masa deșeurilor, în valoare de aproximativ 5% din volumul total, este îndepărtată din reactor, iar în locul său este încărcată aceeași cantitate de materii prime biologice proaspete. Deșeurile sunt folosite ca îngrășământ organic pentru câmpuri.

Diagrama instalației de biogaz

Atunci când se produce biogaz acasă, este imposibil să se creeze condiții atât de favorabile pentru microorganisme ca în producția industrială. Și, în primul rând, această declarație se referă la organizarea încălzirii generatorului. După cum se știe, acest lucru necesită cheltuieli de energie, ceea ce duce la o creștere semnificativă a costului combustibilului. Este foarte posibil să se controleze respectarea mediului ușor alcalin inerent procesului de fermentație. Dar cum poate fi corectat în caz de abateri? Costă din nou.

Proprietarii de ferme private care doresc să producă biogaz cu propriile mâini li se recomandă să realizeze un reactor cu un design simplu din materialele disponibile și apoi să-l modernizeze în funcție de capacitățile lor. Ce trebuie sa faci:

• recipient închis ermetic cu un volum de cel puțin 1 m3. Sunt potrivite și diverse rezervoare și butoaie mici, dar puțin combustibil va fi eliberat din ele din cauza cantității insuficiente de materii prime. Astfel de volume de producție nu vă vor potrivi;
• Când organizați producția de biogaz acasă, este puțin probabil să încălziți recipientul, dar cu siguranță trebuie să îl izolați. O altă variantă este să îngropați reactorul în pământ, izolând termic partea superioară;
• instalați un agitator manual de orice design în reactor, extinzând mânerul prin capacul superior. Ansamblul de trecere a mânerului trebuie etanșat;
• asigurați conducte pentru alimentarea și descărcarea substratului, precum și pentru colectarea biogazului.

Mai jos este o diagramă a unei instalații de biogaz situată sub nivelul solului:

1 – generator de combustibil (recipient din metal, plastic sau beton); 2 — buncăr pentru umplerea substratului; 3 – trapă tehnică; 4 – vas care acționează ca sigiliu de apă; 5 – ieșire pentru descărcarea deșeurilor deșeurilor; 6 – conductă de prelevare a biogazului.

Cum să obțineți biogaz acasă?

Prima operație este măcinarea deșeurilor până la o fracțiune a cărei dimensiune nu depășește 10 mm. Acest lucru face mult mai ușoară pregătirea substratului și va fi mai ușor pentru bacterii să prelucreze materiile prime. Masa rezultată este bine amestecată cu apă, cantitatea acesteia este de aproximativ 0,7 litri la 1 kg de materie organică. După cum sa menționat mai sus, trebuie folosită numai apă curată. Apoi, o instalație de biogaz auto-fabricată este umplută cu substrat, după care reactorul este sigilat ermetic.

De mai multe ori pe parcursul zilei trebuie să vizitați recipientul pentru a amesteca conținutul. În a 5-a zi, puteți verifica prezența gazului și, dacă apare, pompați-l periodic cu un compresor într-un cilindru. Dacă acest lucru nu se face la timp, presiunea din interiorul reactorului va crește și fermentația se va încetini sau chiar se va opri cu totul. După 15 zile, este necesar să descărcați o parte din substrat și să adăugați aceeași cantitate de unul nou. Puteți afla mai multe urmărind videoclipul:

Concluzie

Este probabil ca cea mai simplă instalație de biogaz să nu satisfacă toate nevoile dumneavoastră. Dar, având în vedere costul actual al resurselor energetice, acest lucru va fi deja de un ajutor considerabil în gospodărie, deoarece nu trebuie să plătiți pentru materiile prime. De-a lungul timpului, fiind implicat îndeaproape în producție, vei putea să înțelegi toate caracteristicile și să faci îmbunătățirile necesare instalării.

Tema combustibililor alternativi este relevantă de câteva decenii. Biogazul este o sursă de combustibil natural pe care o puteți produce și utiliza singur, mai ales dacă aveți animale.

Ce este

Compoziția biogazului este similară cu cea produsă la scară industrială. Etapele producției de biogaz:

1. Un bioreactor este un recipient în care masa biologică este procesată de bacterii anaerobe în vid.
2. După un timp, se eliberează un gaz format din metan, dioxid de carbon, hidrogen sulfurat și alte substanțe gazoase.
3. Acest gaz este purificat și îndepărtat din reactor.
4. Biomasa reciclată este un îngrășământ excelent care este îndepărtat din reactor pentru a îmbogăți câmpurile.

Producerea de biogaz cu propriile mâini acasă este posibilă cu condiția să locuiți într-un sat și să aveți acces la deșeurile animale. Este o opțiune bună de combustibil pentru fermele de animale și întreprinderile agricole.

Avantajul biogazului este că reduce emisiile de metan și oferă o sursă alternativă de energie. Ca urmare a procesării biomasei, se formează îngrășământ pentru grădini de legume și câmpuri, ceea ce reprezintă un avantaj suplimentar.

Pentru a face propriul biogaz, trebuie să construiți un bioreactor pentru a procesa gunoi de grajd, excremente de păsări și alte deșeuri organice. Ca materii prime sunt folosite:

• ape uzate;
• paie;
• iarbă;
• nămol de râu

Este important să se prevină intrarea impurităților chimice în reactor, deoarece acestea interferează cu procesul de procesare.

Cazuri de utilizare

Procesarea gunoiului de grajd în biogaz face posibilă obținerea de energie electrică, termică și mecanică. Acest combustibil este folosit la scară industrială sau în case particulare. Este folosit pentru:

• Incalzi;
• iluminat;
• încălzirea apei;
• funcţionarea motoarelor cu ardere internă.

Folosind un bioreactor, vă puteți crea propria bază de energie pentru a vă alimenta casa privată sau producția agricolă.

Centralele termice care utilizează biogaz sunt o modalitate alternativă de a încălzi o fermă privată sau un sat mic. Deșeurile organice pot fi transformate în energie electrică, ceea ce este mult mai ieftin decât rularea lor la șantier și plata facturilor la utilități. Biogazul poate fi folosit pentru gătit pe sobe cu gaz. Marele avantaj al biocombustibilului este că este o sursă de energie inepuizabilă, regenerabilă.

Eficiența biocombustibililor

Biogazul din gunoi și gunoi de grajd este incolor și inodor. Oferă aceeași cantitate de căldură ca și gazul natural. Un metru cub de biogaz oferă aceeași cantitate de energie ca 1,5 kg de cărbune.

Cel mai adesea, fermele nu aruncă deșeurile de la animale, ci le depozitează într-o zonă. Ca urmare, metanul este eliberat în atmosferă, gunoiul de grajd își pierde proprietățile de îngrășământ. Deșeurile procesate în timp util vor aduce mult mai multe beneficii fermei.

Este ușor de calculat eficiența eliminării gunoiului de grajd în acest fel. O vaca medie produce 30-40 kg de gunoi de grajd pe zi. Această masă produce 1,5 metri cubi de gaz. Din această cantitate se generează 3 kW/h de energie electrică.

Cum se construiește un reactor de biomaterial

Bioreactoarele sunt recipiente din beton cu orificii pentru îndepărtarea materiilor prime. Înainte de construcție, trebuie să alegeți o locație pe șantier. Mărimea reactorului depinde de cantitatea de biomasă pe care o aveți zilnic. Ar trebui să umple recipientul cu 2/3.

Dacă există puțină biomasă, în loc de un recipient de beton, puteți lua un butoi de fier, de exemplu, un butoi obișnuit. Dar trebuie să fie puternic, cu suduri de înaltă calitate.

Cantitatea de gaz produsă depinde direct de volumul de materii prime. Într-un recipient mic vei primi puțin din el. Pentru a obține 100 de metri cubi de biogaz, trebuie să procesați o tonă de masă biologică.

Pentru a crește rezistența instalației, aceasta este de obicei îngropată în pământ. Reactorul trebuie să aibă o conductă de admisie pentru încărcarea biomasei și o conductă de evacuare pentru îndepărtarea deșeurilor. În partea de sus a rezervorului ar trebui să existe o gaură prin care este evacuat biogazul. Este mai bine să-l închideți cu un sigiliu de apă.

Pentru o reacție corectă, recipientul trebuie să fie închis ermetic, fără acces la aer. Sigiliul de apă va asigura îndepărtarea în timp util a gazelor, ceea ce va preveni explozia sistemului.

Reactor pentru o fermă mare

Un design simplu de bioreactor este potrivit pentru fermele mici cu 1-2 animale. Dacă dețineți o fermă, cel mai bine este să instalați un reactor industrial care poate gestiona cantități mari de combustibil. Cel mai bine este să implicați firme speciale implicate în dezvoltarea proiectului și instalarea sistemului.

Complexele industriale constau din:

• Rezervoare de stocare intermediară;
• Instalatii de amestecare;
• O centrală mică de cogenerare care furnizează energie pentru încălzirea clădirilor și a serelor, precum și energie electrică;
• Rezervoare pentru gunoi de grajd fermentat utilizate ca îngrășământ.

Cea mai eficientă opțiune este construirea unui complex pentru mai multe ferme învecinate. Cu cât este procesat mai mult biomaterial, cu atât se produce mai multă energie ca rezultat.

Inainte de a primi biogaz, instalatiile industriale trebuie sa fie avizate de catre statia sanitara si epidemiologica, controlul de incendiu si gaze. Sunt documentate; există standarde speciale pentru amplasarea tuturor elementelor.

Cum se calculează volumul reactorului

Volumul reactorului depinde de cantitatea de deșeuri generată zilnic. Amintiți-vă că recipientul trebuie umplut doar 2/3 pentru o fermentare eficientă. Luați în considerare, de asemenea, timpul de fermentație, temperatura și tipul de materii prime.

Gunoiul de grajd este cel mai bine diluat cu apă înainte de a fi trimis în reactor. Va dura aproximativ 2 săptămâni pentru a procesa gunoiul de grajd la o temperatură de 35-40 de grade. Pentru a calcula volumul, determinați volumul inițial de deșeuri cu apă și adăugați 25-30%. Volumul de biomasă ar trebui să fie același la fiecare două săptămâni.

Cum se asigură activitatea biomasei

Pentru fermentarea corectă a biomasei, cel mai bine este să încălziți amestecul. În regiunile sudice, temperatura aerului favorizează debutul fermentației. Dacă locuiți în nord sau în zona de mijloc, puteți conecta elemente de încălzire suplimentare.

Pentru a începe procesul, este necesară o temperatură de 38 de grade. Există mai multe modalități de a asigura acest lucru:

• O bobină sub reactor conectată la sistemul de încălzire;
• Elemente de încălzire în interiorul recipientului;
• Încălzirea directă a recipientului cu dispozitive electrice de încălzire.

Masa biologică conține deja bacterii care sunt necesare pentru a produce biogaz. Se trezesc și încep activitatea când temperatura aerului crește.

Cel mai bine este să le încălziți cu sisteme automate de încălzire. Se pornesc atunci când masa rece intră în reactor și se opresc automat când temperatura atinge valoarea dorită. Astfel de sisteme sunt instalate în cazanele de încălzire a apei; pot fi achiziționate de la magazinele de echipamente cu gaz.

Dacă asigurați încălzirea la 30-40 de grade, procesarea va dura 12-30 de zile. Depinde de compoziția și volumul masei. Când este încălzită la 50 de grade, activitatea bacteriană crește, iar procesarea durează 3-7 zile. Dezavantajul unor astfel de instalații este costul ridicat al menținerii temperaturilor ridicate. Ele sunt comparabile cu cantitatea de combustibil primită, astfel încât sistemul devine ineficient.

O altă modalitate de a activa bacteriile anaerobe este prin agitarea biomasei. Puteți instala singuri arborii în cazan și puteți muta mânerul pentru a agita masa dacă este necesar. Dar este mult mai convenabil să proiectați un sistem automat care va amesteca masa fără participarea dvs.

Îndepărtarea corectă a gazului

Biogazul din gunoi de grajd este îndepărtat prin capacul superior al reactorului. Trebuie să fie închis ermetic în timpul procesului de fermentație. În mod obișnuit, se folosește un sigiliu de apă. Controlează presiunea din sistem; când aceasta crește, capacul se ridică și supapa de eliberare este activată. O greutate este folosită ca contragreutate. La ieșire, gazul este purificat cu apă și curge mai departe prin tuburi. Purificarea cu apă este necesară pentru a elimina vaporii de apă din gaz, altfel nu se va arde.

Înainte ca biogazul să poată fi procesat în energie, acesta trebuie să fie acumulat. Ar trebui depozitat într-un rezervor de benzină:

• Este realizat sub forma unui dom si instalat la iesirea din reactor.
• Cel mai adesea este fabricat din fier și acoperit cu mai multe straturi de vopsea pentru a preveni coroziunea.
• În complexele industriale, rezervorul de gaz este un rezervor separat.

O altă opțiune pentru realizarea unui suport de gaz: folosiți o pungă din PVC. Acest material elastic se întinde pe măsură ce sacul se umple. Dacă este necesar, poate stoca cantități mari de biogaz.

Uzina subterana de producere a biocombustibililor

Pentru a economisi spațiu, cel mai bine este să construiți instalații subterane. Acesta este cel mai simplu mod de a obține biogaz acasă. Pentru a echipa un bioreactor subteran, trebuie să săpați o groapă și să-i umpleți pereții și fundul cu beton armat.

Pe ambele părți ale recipientului se fac găuri pentru conductele de intrare și de evacuare. În plus, conducta de evacuare ar trebui să fie amplasată la baza recipientului pentru pomparea masei deșeurilor. Diametrul său este de 7-10 cm.O intrare cu un diametru de 25-30 cm este cel mai bine situată în partea superioară.

De sus, instalația este închisă cu zidărie și este instalat un suport de gaz pentru a primi biogaz. La ieșirea rezervorului, trebuie să faceți o supapă pentru a regla presiunea.

O instalație de biogaz poate fi îngropată în curtea unei case private și la ea pot fi conectate canalizare și deșeuri animale. Reactoarele de reciclare pot acoperi complet nevoile de electricitate și încălzire ale unei familii. Un plus în plus în obținerea îngrășământului pentru grădină.

Un bioreactor DIY este o modalitate de a obține energie din pășune și de a câștiga bani din gunoi de grajd. Reduce costurile cu energia fermă și crește profitabilitatea. Îl poți face singur sau îl poți instala. Prețul depinde de volum, începe de la 7000 de ruble.

Instrumente și materiale:
-Capacitate plastic 750 litri;
-Capacitate plastic 500 litri;
-Tevi si adaptoare sanitare;
-Ciment pentru tevi PVC;
-Adeziv epoxidic;
-Cuţit;
-Fierastrau;
-Ciocan;
- chei cu cap deschis;
-Armaturi de gaz (detalii la pasul 7);

Următorul pas, maestrul a trebuit să facă o instalare mai completă. Să luăm în considerare ce este.
-Instalația este formată dintr-un rezervor de stocare în care se depozitează material organic, iar microorganismele îl prelucrează și eliberează gaz.
-Gazul astfel obtinut este colectat intr-un rezervor cunoscut sub numele de colector de gaz. În 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
- Țeava de ghidare ajută rezervorul colector de gaz să se miște în sus și în jos în interiorul rezervorului de stocare.
-Deșeurile sunt alimentate printr-o conductă de alimentare din interiorul rezervorului de stocare.
-Suspensia complet reciclată curge prin conducta de evacuare. Poate fi colectat, diluat și folosit ca îngrășământ pentru plante.
-De la colectorul de gaz, gazul este furnizat printr-o conductă către aparatele de consum (sobe pe gaz, încălzitoare de apă, generatoare)

Pasul doi: alegerea unui recipient
Pentru a selecta 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 necesită un recipient de 1000 de litri. Pentru un maestru este de aproximativ 3,5 - 4 kg. Aceasta înseamnă că capacitatea necesară este de 700-800 de litri. Drept urmare, maestrul a achiziționat o capacitate de 750 de litri.
Instalare cu un colector de gaz de tip plutitor, ceea ce înseamnă că trebuie să selectați un container astfel încât pierderile de gaz să fie minime. Un rezervor de 500 de litri era potrivit pentru aceste scopuri. Acest recipient de 500 de litri se va muta în interiorul recipientului de 750 de litri. Distanța dintre pereții celor două containere este de aproximativ 5 cm pe fiecare parte. Trebuie selectate containere care să fie rezistente la lumina soarelui și la medii agresive.

Instalații de biogaz. Producția de biogaz

Instalații complete de oțel inoxidabil pentru producția de biogaz.

Instalațiile de biogaz sunt o soluție completă pentru reciclarea deșeurilor din industria alimentară, complexul agroindustrial, producția de energie termică, electrică și îngrășăminte. Producția de metan într-o instalație de producere a biogazului este implementarea unui proces biologic.

Compania germană dezvoltă și produce instalații complete pentru producerea de biogaz și le vinde în întreaga lume. Au fost construite, lansate și funcționează cu succes peste 300 de instalații de producere a biogazului în Germania, Franța, Țările de Jos, Grecia, Marea Britanie, Suedia, Spania, Luxemburg, Cehia, Lituania, SUA, Japonia și Cipru. Instalațiile oferite nu sunt experimentale, ci echipamente germane funcționale, dovedite și de încredere, certificate ISO și fabricate complet în propria fabrică.

Vă vom arăta cum puteți utiliza bioenergia în mod inteligent și economic.

Biogazul este un gaz format din aproximativ 60% metan (CH4) și 40% dioxid de carbon. Sinonime pentru biogaz sunt gaz de canalizare, gaz de mină și gaz de mlaștină, gaz metan. Dacă luăm în considerare gunoiul de grajd ca exemplu, atunci dacă o întreprindere produce 1 tonă de astfel de „deșeuri biologice” pe zi, aceasta înseamnă că din acesta se pot obține 50 m3 de gaz sau 100 kW de energie electrică sau 35 de litri de motorină pot fi obținute. a fi inlocuit. Perioada de rambursare pentru echipamentele de procesare a gunoiului de grajd este de 2-3 ani, iar pentru alte tipuri de materii prime este chiar mai mică și ajunge la 1,5 ani. Pe lângă beneficiile monetare directe, construcția unei centrale de biogaz are și beneficii indirecte. De exemplu, este mai ieftin decât instalarea unei conducte de gaz, linii electrice, generatoare diesel de rezervă și crearea de lagune. Tabelul arată randamentul de gaz pentru diferite tipuri de materii prime.

SURSE DE MATERIALE PRIME

Un domeniu important de aplicare pentru instalațiile de producere a biogazului îl reprezintă marile complexe agroindustriale, fermele de vite, fermele de păsări, fabricile de pește, fabricile de panificație, întreprinderile din industria alimentară, fabricile de procesare a cărnii, fabricile de alcool, berăriile, lactatele, întreprinderile de producție vegetală, zahărul. fabrici, fabrici de amidon, producție de drojdie, și nu numai ca sursă alternativă de energie, ci și ca metodă eficientă de reciclare a gunoiului de grajd (așternut) și de producere a îngrășămintelor ieftine, atât pentru nevoile proprii, cât și pentru vânzarea pe piață. Instalația de biogaz produce biogaz și bio îngrășăminte din deșeuri organice din agricultură și prelucrarea alimentelor prin fermentație fără oxigen, oferind cel mai activ sistem de tratare. Gunoi de grajd de bovine, dejecții de porc, excremente de păsări, deșeuri de abator (sânge, grăsime, intestine, oase), deșeuri vegetale, siloz, cereale putrede, canalizare, grăsimi, deșeuri biologice, deșeuri din industria alimentară, deșeuri de grădină, nămol de malț pot fi utilizate ca materii prime, tescovină, alcool, pulpă de sfeclă, glicerină tehnică (din producția de biodiesel). Cele mai multe tipuri de materii prime pot fi amestecate între ele. Reciclarea deșeurilor este, în primul rând, un sistem de curățare care se plătește singur și face profit. La ieșirea instalației, deșeurile produc simultan și în cantități mari: biogaz, electricitate, căldură și îngrășăminte.

Toate cele enumerate mai sus sunt produse la cost zero. La urma urmei, gunoiul de grajd este gratuit, iar instalația în sine consumă doar 10-15% din energie. O persoană este suficientă pentru a opera o instalație puternică timp de două ore pe zi. Instalațiile de biogaz sunt complet automatizate și, în consecință, costurile cu forța de muncă sunt minime.

Tehnologia și principiul de funcționare a unei instalații de biogaz

Instalația de biogaz produce biogaz și bio îngrășăminte din deșeuri biologice din agricultură și industria alimentară prin fermentație fără oxigen. Biogazul este un produs rezidual al bacteriilor benefice producătoare de metan. Microorganismele metabolizează carbonul din substraturile organice în condiții anoxice (anaerob). Acest proces, numit putrefacție sau fermentație anoxică, urmează lanțul trofic.

Compoziția unei instalații tipice de biogaz:

Deșeurile biologice pot fi livrate cu un camion sau pompate la o instalație de biogaz. În primul rând, coenzimele sunt turnate (măcinate), omogenizate și amestecate cu gunoi de grajd (excremente). Omogenizarea se realizează cel mai adesea la o temperatură de 70 o C timp de o oră cu o dimensiune maximă a particulei de 1 cm. Omogenizarea cu gunoi de grajd se realizează într-un rezervor de amestecare cu agitatoare puternice.

Reactorul este un rezervor etanș la gaz, complet etanș. Acest design este izolat termic, deoarece în interiorul rezervorului trebuie să existe o temperatură fixă ​​pentru microorganisme. În interiorul reactorului există un mixer conceput pentru a amesteca complet conținutul reactorului. Sunt create condiții pentru absența straturilor plutitoare și/sau a sedimentelor.

Microorganismele trebuie să fie furnizate cu toți nutrienții necesari. Materiile prime proaspete trebuie introduse în reactor în porții mici de mai multe ori pe zi. Timpul mediu de decantare hidraulică în interiorul reactorului (în funcție de substraturi) este de 20-40 de zile. În acest timp, substanțele organice din interiorul biomasei sunt metabolizate (transformate) de către microorganisme. La ieșirea instalației se formează două produse: biogaz și substrat (compostat și lichid).

Biogazul este stocat într-un rezervor de stocare a gazului, un suport de gaz, în care presiunea și compoziția gazului sunt egalizate. Din rezervorul de gaz există o alimentare continuă cu gaz către generatorul motorului pe gaz. Aici se produc deja căldură și electricitate. Dacă este necesar, biogazul este purificat la gaz natural (95% metan) după o astfel de purificare, gazul rezultat este un analog al gazului natural (90-95% metan CH4). Singura diferență este originea sa.

Instalațiile de biogaz funcționează 24 de ore pe zi, 7 zile pe săptămână, pe tot parcursul anului. Acest mod de operare este un alt avantaj. Întregul sistem este controlat de un sistem de automatizare. Este nevoie doar de o persoană două ore pe zi pentru a o gestiona.

Acest angajat controlează folosind un computer obișnuit și, de asemenea, operează un tractor pentru alimentarea cu biomasă. După 2 săptămâni de pregătire, o persoană fără abilități speciale poate lucra la instalație, adică. cu studii medii sau medii de specialitate.

BENEFICII

• Biogaz.
• Stație proprie de bioenergie.
• Eliminarea corespunzătoare a deșeurilor organice. Risipirea în venituri!
• Biofertilizatori. La utilizarea îngrășămintelor obținute din instalațiile de biogaz, randamentele pot fi crescute cu 30-50%. Gunoiul de grajd obișnuit, deșeurile sau alte deșeuri nu pot fi utilizate eficient ca îngrășământ timp de 3-5 ani. Când se utilizează o instalație de biogaz, deșeurile biologice sunt fermentate, iar masa fermentată poate fi utilizată imediat ca biofertilizant foarte eficient. Masa fermentată este gata preparată, bio îngrășăminte lichide și solide ecologice, lipsite de nitriți, semințe de buruieni, microfloră patogenă, ouă de helminți și mirosuri specifice. Atunci când se folosesc astfel de biofertilizatori echilibrați, productivitatea crește semnificativ.
• Electricitate. Prin instalarea unei instalații de biogaz, întreprinderea va avea energie electrică proprie, în esență gratuită, ceea ce înseamnă o reducere semnificativă a costurilor de producție, ceea ce va permite acestuia din urmă să obțină avantaje competitive suplimentare.
• Cald. Căldura de la răcirea generatorului sau de la arderea biogazului poate fi folosită pentru încălzirea întreprinderilor, sere, în scopuri tehnologice, generarea de abur, uscarea semințelor, uscarea lemnului de foc, producerea apei fiarte pentru creșterea animalelor. Întreprinderea primește gaz, electricitate, căldură, îngrășăminte și asigură un ciclu de producție închis. Proiectul se plătește prin reducerea costului produselor produse de întreprindere, deoarece costurile de achiziție a gazului, energiei electrice, apei calde și îngrășămintelor sunt reduse.
• Profitul suplimentar poate fi folosit pentru a rambursa împrumutul și pentru a dezvolta producția. Reducerea dependenței energetice, reducerea emisiilor de gaze cu efect de seră, reducerea poluării mediului din deșeurile agricole și absența unui miros neplăcut la întreprindere.

Construcția unei centrale de biogaz este relevantă nu numai pentru fermele nou create, ci și pentru cele vechi. La urma urmei, lagunele vechi sunt adesea supraaglomerate, iar repararea lor necesită fonduri semnificative. În timp ce unele deșeuri pot fi pur și simplu depozitate în rezervoare de decantare, unele deșeuri (cum ar fi deșeurile de la abator) necesită energie și bani pentru a fi eliminate. Cerințele site-ului. Instalația poate fi amplasată pe amplasamentul rezervoarelor de sedimentare, lagunelor sau a unui depozit vechi. Dimensiunea medie a amplasamentului pentru instalare este de 40x70 m.

Pretul instalatiei de biogaz

Fiecare întreprindere este individuală, astfel încât în ​​fiecare caz costurile financiare vor fi calculate de către specialiști.

Exemplu de proiect

Dăm un exemplu de costuri și venituri medii la instalarea echipamentelor de biogaz.
Calculul costurilor și veniturilor folosind exemplul unei instalații de biogaz pentru o distilerie. Costul instalării este de 1280 mii euro. Toate serviciile si lucrarile sunt incluse. Capacitatea de depozitare a cerealelor este de 100 de tone pe zi.

Umiditatea decorului separat este de 70%. Perioada medie de rambursare a proiectului este de 2-3 ani. Și cu utilizarea pe deplin a capabilităților instalației, rambursarea poate fi de 1,5-1,8 ani. Utilizarea oportunităților este adăugarea de coenzime, utilizarea căldurii în sere și vânzarea tuturor îngrășămintelor produse.

Costurile cu energia sunt unul dintre principalele elemente de cost, care afectează semnificativ costul de producție. Stațiile de epurare consumă aproximativ 50% din energie, iar la construirea unei centrale de biogaz, acest 50% se economisește. Întreprinderea primește gaz, electricitate, căldură, îngrășăminte și asigură un ciclu de producție închis.

Proiectul se amortizează prin reducerea costurilor de producție, deoarece costurile de achiziție a gazului, electricității, apei calde și îngrășămintelor sunt reduse. Profitul suplimentar poate fi folosit pentru a rambursa împrumutul și pentru a dezvolta producția.

Materialul a fost pregătit de Shilova E.P.

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 singur o astfel de instalație.

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, 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 printr-o 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 Reactor. 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 pentru un 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 comerciale și casnice.

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 a fi 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, cu o cupolă deasupra, 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. Dacă este necesar, poate fi ușor dezasamblat și transportat în 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, puteți face față acestei sarcini 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 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 căldură în acest caz este un cazan de apă caldă, în unele situații se folosesc unități de încălzire 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 separatoare. 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 timp de 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 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.

Noroc!

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.

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. În acest articol vor fi date implementări practice ale instalațiilor de biogaz, cu o descriere a unor proiecte improvizate.

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 țevi 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 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 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 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 elastic de gaz

Recent, bioreactoarele discontinue cu fermentarea 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 lot cu încărcare 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 oarecum mai mare decât în ​​interiorul rezervorului.

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 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 suport de gaz.

Desen al unui suport de gaz realizat din camere interioare 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 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 proprietarii, care trebuie să curețe 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 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 rezistente și mai 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.

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, evacuat 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 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 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 o oră de ardere a unui arzător aragaz (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 în mod colectiv hidrolitice, formatoare de acid și formatoare de 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 încărcăturii 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 bituminos.
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. Este necesar să atașați buncărul la trapa de încărcare.
6. Rămâne 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. 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.

Video pe tema

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.

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.

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

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:

• 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 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 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 acestuia 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.
• Puteți utiliza mai multe setări. Gazul prezintă întotdeauna riscuri. Pentru a reduce daunele potențiale în cazul unui accident, mai multe instalații de biogaz pot fi dispersate în jurul șantierului. 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 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.

Dacă planta 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 există experiență în asamblarea sistemelor complexe, este logic să ridicați de pe net 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 abilitățile de construcție și de manipulare a sistemului devin disponibile, va fi posibilă refacerea echipamentului sau montarea unei instalații suplimentare.

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.

Recipientul 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 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 economică, 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. Nu sunt permise erori, deoarece 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 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 instalați încălzirea într-o casă privată cu propriile mâini