Uzina de biogaz. Dispozitiv și principiu de funcționare. Instalație de biogaz bricolaj Biogaz pentru încălzirea locuinței

O instalație de biogaz este o unitate specială care vă permite să procesați deșeurile agricole și din industria alimentară în îngrășăminte biologice și gaze biologice.

Utilizarea unei astfel de instalații vă permite să scăpați rapid de diverse tipuri de gunoi de grajd (inclusiv excremente de păsări), să procesați reziduurile vegetale (siloz iernat, vârfuri de culturi alimentare etc.) și să eliminați eficient deșeurile organice din abatoare și fermele de păsări. Timpul de obținere a deșeurilor biologice și a gazelor depinde de densitatea materialelor prelucrate și de cantitatea acestora.

Astfel de instalații sunt cel mai răspândite în țări precum Germania și Olanda. În ultimii ani, un număr mare de ferme și fabrici de producție alimentară din China au fost, de asemenea, echipate cu instalații de biogaz de producție proprie.

Construcția unei centrale de biogaz. Trebuie spus că centralele de biogaz au un design foarte simplu. Modelele moderne de astfel de instalații au un grad suficient de automatizare și necesită un control uman minim. Deci, o instalație modernă de biogaz constă din:

• Un container de tranziție în care intră materiile prime chiar la începutul procesării pentru încălzire.
• Mixere pentru măcinarea particulelor mari de iarbă și gunoi de grajd.
• Un recipient de gaz (suport de gaz), în care este stocat gazul rezultat, este necesar pentru a menține rezervele și presiunea în sistem.
• Bioreactorul este cea mai importantă parte a unei instalații de biogaz, în care are loc fermentarea materiilor prime și se produce gaz.
• Sistem de gaz, un set de țevi și furtunuri pentru alimentarea și evacuarea gazului rezultat.
• Separatoarele sortează materiile prime procesate în îngrășăminte solide și lichide.
• Pompe pentru pomparea materiilor prime si a apei.
• Dispozitive pentru măsurarea și monitorizarea presiunii în reactor și a temperaturii lichidului de încălzire.
• O stație de cogenerare servește la distribuirea gazului rezultat.
• Arzătoarele de urgență pentru evacuarea excesului de gaz din reactor și rezervor de gaz sunt necesare pentru a menține o anumită presiune.

La prima vedere, se pare că proiectarea unei centrale de biogaz este prea complexă și confuză și include unități și componente scumpe. Cu toate acestea, în realitate, acest lucru este departe de a fi cazul. Majoritatea componentelor au nume amenințătoare, dar de fapt se bazează pe obiecte de zi cu zi. În orice caz, modele similare au fost folosite de oameni din întreaga lume de mulți ani, ceea ce înseamnă că principiul de funcționare al instalației poate fi înțeles fără nicio dificultate.

Principiul de funcționare al unei instalații de biogaz. Înainte de a trece la o examinare detaliată a principiului de funcționare al unei instalații de biogaz, trebuie spus că acest dispozitiv a apărut numai datorită proceselor de fermentație și descompunere. După cum știți, orice substanță organică (în timp și în condiții adecvate) se descompune în substanțe chimice simple, dintre care una este biogazul. Pe principiile fermentației și degradarii este creată orice instalație de biogaz, iar componentele și ansamblurile suplimentare au funcții auxiliare sau de control.

Etapele funcționării unei instalații de biogaz.

• 1. Livrarea produselor prelucrate și a deșeurilor la instalație. Dacă deșeurile sunt lichide, este indicat să le livrați la reactor folosind pompe specializate. Mai multe deșeuri solide pot fi livrate în reactor manual sau prin intermediul unei benzi transportoare. În unele cazuri, este recomandabil să încălziți deșeurile pentru a crește rata de fermentație și degradare în bioreactor. Pentru încălzirea deșeurilor se folosește un rezervor de tranziție, în care produsele prelucrate sunt aduse la temperatura necesară.
• 2. Prelucrare într-un reactor. După rezervorul de tranziție, deșeurile pregătite (și încălzite!) intră în reactor. Un bioreactor de înaltă calitate este o structură ermetică realizată din oțel sau beton deosebit de puternic, cu un strat special anti-acid. Fără greșeală, reactorul trebuie să aibă o izolație termică și gazoasă ideală. Chiar și cea mai mică intrare de aer sau scăderea temperaturii va opri procesul de fermentație și degradare. Reactorul este încălzit folosind tuburi de apă caldă. Sistemul este autonom. Apa este încălzită folosind biogazul produs. Reactorul funcționează fără acces la oxigen, într-un mediu complet închis. De câteva ori pe zi, folosind o pompă, puteți adăuga noi porțiuni de substanță procesată la aceasta. Regimul optim de temperatură pentru reactor este de aproximativ 40 de grade Celsius. Dacă temperatura este mai scăzută, procesul de fermentație va încetini semnificativ. Dacă creșteți temperatura, se va produce o evaporare rapidă a apei, ceea ce nu va permite deșeurilor să se dezintegreze complet. Pentru a accelera procesul de fermentare se folosește un mixer special. Acest dispozitiv amestecă substanța în reactor după o anumită perioadă de timp.
• 3. Producerea produsului finit. După un anumit timp (de la câteva ore la câteva zile), apar primele rezultate ale fermentației. Acestea sunt biogaz și îngrășăminte biologice. Ca urmare, biogazul rezultat ajunge într-un suport de gaz (rezervor de stocare a gazului). Presiunea gazului din rezervoarele de gaz este reglată prin supape. În cazul presiunii excesive, vor fi activate arzătoarele de urgență, care pur și simplu vor arde excesul de gaz, stabilizând astfel presiunea. Biogazul rezultat trebuie uscat. Abia după aceasta poate fi folosit ca gazul natural obișnuit. Separat, trebuie spus că pentru a menține funcționarea unei centrale de biogaz este nevoie de aproximativ 15% din gazul produs. La rândul lor, îngrășămintele biologice ajung într-un rezervor special pregătit cu separator. Există o împărțire în îngrășăminte solide (vermicompost) și lichide. Vermicompostul reprezintă doar aproximativ 5% din cantitatea totală de îngrășământ primită. De fapt, îngrășămintele pot fi utilizate imediat în scopul lor. Nu necesită procesare suplimentară. Mai mult, în Europa există linii întregi de producție care ambalează îngrășămintele biologice rezultate în recipiente din plastic. Comercializarea unor astfel de îngrășăminte este o afacere destul de profitabilă. Funcționarea instalației de biogaz este continuă. Pentru a spune simplu, noi porțiuni de material procesat intră în mod constant în reactor, iar îngrășămintele de gaz și biologice intră în mod constant în rezervorul de gaz și în rezervorul de separare.

Exploatarea și instalarea unei instalații de biogaz. Instalarea unei instalații de biogaz este strict individuală. Nu puteți pur și simplu să aduceți și să asamblați toate componentele. Este necesar să se efectueze o serie întreagă de lucrări pregătitoare, să sape mai multe gropi mari și să se realizeze izolarea de înaltă calitate a reactorului. Este necesar să se țină seama de toate caracteristicile individuale ale unei ferme sau ale unei întreprinderi și să se facă ca instalația de biogaz să fie relevantă pentru sarcini specifice. O singură persoană poate monitoriza instalația de biogaz, deoarece procesul de procesare este complet automatizat. Funcționarea instalației nu necesită cheltuieli mari. Cu grijă și întreținere în timp util, costul anual de întreținere a unei astfel de instalații nu va depăși 5% din costul inițial.

Avantajele utilizării unei instalații de biogaz. O instalație de biogaz este un dispozitiv cu adevărat magic care vă permite să obțineți lucruri cu adevărat necesare din deșeurile industriale și gunoi de grajd. În special, puteți obține:

• Biogaz
• Îngrășăminte biologice
• Energie electrică și termică
• Combustibil pentru mașini.

Pentru a transforma biogazul în energie electrică și termică, este necesară dotarea instalației cu unități suplimentare. Acest lucru crește costul instalației în sine, dar vă permite să obțineți o autonomie semnificativă față de utilități și să reduceți semnificativ facturile. Dacă mașina este echipată cu echipament de gaz, atunci poate fi alimentată cu gaz produs de o instalație de biogaz. În mod natural, gazul biologic va necesita o purificare suplimentară, care va filtra dioxidul de carbon. După aceasta, mașina va putea circula cu gazul produs de instalația de biogaz. Acest lucru ajută la economisirea semnificativă la achiziționarea de benzină, care este foarte profitabilă la prețurile curente ale combustibilului.

Cine are nevoie de o instalație de biogaz?

După cum am menționat mai sus, o instalație de biogaz este un dispozitiv complex din punct de vedere tehnic care necesită o instalare profesională și o întreținere la timp.

Prin urmare, un mic fermier a cărui fermă este formată din o duzină de vaci și câteva hectare de teren cu siguranță nu are nevoie de astfel de echipamente. Pur și simplu nu are suficient gunoi de grajd și alte îngrășăminte pentru a face instalația de biogaz să funcționeze non-stop și să genereze venituri semnificative. Și este cu totul altă chestiune dacă vorbim despre o fermă mare, o fermă de păsări sau o fabrică de procesare a cărnii. Aceste industrii generează sute de kilograme de diverse deșeuri în fiecare zi, care pur și simplu nu au încotro. Pentru ei, achiziționarea unei instalații de biogaz este aproape singura modalitate de a rezolva problema eliminării deșeurilor și, în același timp, de a primi gratuit gaz, electricitate și îngrășăminte biologice.

După cum arată practica, astfel de sisteme de biogaz încep să se achite singure în 2 ani de la instalare. Având în vedere că durata medie de viață a unei instalații este de 25 de ani, nu este greu de calculat profitul pe care îl vor aduce astfel de echipamente.

Ecologia consumului.Mosie: Este rentabil sa produci biocombustibil acasa in cantitati 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 se află 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 tehnologia utilizată

Oamenii au încercat de mult să folosească acest tip de combustibil natural; cronicile medievale conțin referiri la faptul că locuitorii din regiunile 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 îmbunătățită 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 bar; dacă valoarea este mai mică de 8-10 bar, automatizarea în modelele moderne de echipamente de încălzire și echipamente 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 evident 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 este disponibil din abundență în multe ferme, 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 biogazului este aceea că materia primă nu trebuie să conțină incluziuni solide; o piatră, piuliță, bucată de sârmă sau scândură 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 de 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

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.

Tehnologia de producere a biogazului. Complexele moderne de creștere a animalelor asigură indicatori de producție înalți. Soluțiile tehnologice utilizate fac posibilă respectarea pe deplin a cerințelor standardelor sanitare și igienice actuale în incinta complexurilor în sine.

Cu toate acestea, cantități mari de gunoi de grajd lichid concentrate într-un singur loc creează probleme semnificative pentru ecologia zonelor adiacente complexului. De exemplu, gunoiul de grajd și excrementele proaspete de porc sunt clasificate ca deșeuri de clasa de pericol 3. Problemele de mediu sunt sub controlul autorităților de supraveghere, iar cerințele legislative cu privire la aceste aspecte devin din ce în ce mai stricte.

Biocomplex oferă o soluție cuprinzătoare pentru eliminarea gunoiului de grajd lichid, care include procesarea accelerată în instalațiile moderne de biogaz (BGU). În timpul procesului de prelucrare, procesele naturale de descompunere a materiei organice au loc într-un mod accelerat cu eliberare de gaze incluzând: metan, CO2, sulf etc. Doar gazul rezultat nu este eliberat în atmosferă, provocând efect de seră, ci este trimis către unități speciale de generare de gaze (cogenerare) care generează energie electrică și termică.

Biogaz - gaz inflamabil, format în timpul fermentației anaerobe de metan a biomasei și constând în principal din metan (55-75%), dioxid de carbon (25-45%) și impurități de hidrogen sulfurat, amoniac, oxizi de azot și altele (mai puțin de 1%).

Descompunerea biomasei are loc ca urmare a unor procese chimice și fizice și a activității simbiotice a vieții a 3 grupe principale de bacterii, în timp ce produsele metabolice ale unor grupe de bacterii sunt produse alimentare ale altor grupe, într-o anumită succesiune.

Primul grup este bacteriile hidrolitice, al doilea formează acid, al treilea formează metan.

Atât deșeurile organice agroindustriale sau menajere, cât și materiile prime vegetale pot fi utilizate ca materii prime pentru producerea de biogaz.

Cele mai frecvente tipuri de deșeuri agricole utilizate pentru producerea de biogaz sunt:

• gunoi de grajd de porc și bovine, așternut de păsări;
• reziduuri de pe masa de hrănire a complexelor bovinelor;
• blaturi de legume;
• recolta substandard de cereale și legume, sfeclă de zahăr, porumb;
• pulpă și melasă;
• făină, cereale uzate, boabe mici, germeni;
• cereale de bere, germeni de malț, nămol proteic;
• deșeuri din producția de amidon și sirop;
• tescovină de fructe și legume;
• ser;
• etc.

Numărul de substraturi (tipuri de deșeuri) utilizate pentru a produce biogaz într-o instalație de biogaz (BGU) poate varia de la unu la zece sau mai multe.

Proiectele de biogaz în sectorul agroindustrial pot fi create conform uneia dintre următoarele opțiuni:

• producția de biogaz din deșeuri de la o întreprindere separată (de exemplu, gunoi de grajd de la o fermă de animale, bagas de la o fabrică de zahăr, deșeuri de la o distilerie);
• producerea de biogaz pe baza deșeurilor de la diferite întreprinderi, proiectul fiind legat de o întreprindere separată sau de o instalație de biogaz centralizată separat;
• producția de biogaz cu utilizarea principală a centralelor energetice la instalații de biogaz amplasate separat.

Cea mai comună metodă de utilizare a energiei a biogazului este arderea în motoarele cu piston cu gaz ca parte a mini-CHP, producând energie electrică și căldură.

Exista diverse opțiuni pentru schemele tehnologice ale stațiilor de biogaz- in functie de tipurile si numarul de tipuri de substraturi folosite. Utilizarea pregătirii preliminare, în unele cazuri, face posibilă obținerea unei creșteri a vitezei și a gradului de descompunere a materiilor prime în bioreactoare și, în consecință, o creștere a randamentului total de biogaz. În cazul utilizării mai multor substraturi cu proprietăți diferite, de exemplu, deșeuri lichide și solide, acumularea și pregătirea prealabilă a acestora (separarea în fracțiuni, măcinarea, încălzirea, omogenizarea, tratarea biochimică sau biologică etc.) se realizează separat, după care ele sunt fie amestecate înainte de a fi furnizate către bioreactoare, fie furnizate în fluxuri separate.

Principalele elemente structurale ale unei instalații tipice de biogaz sunt:

• sistem de recepție și pregătire preliminară a substraturilor;
• sistem de transport al substratului în cadrul instalației;
• bioreactoare (fermentare) cu sistem de amestecare;
• sistem de încălzire bioreactor;
• sistem de îndepărtare și purificare a biogazului din hidrogen sulfurat și impurități de umiditate;
• rezervoare de stocare pentru masa fermentata si biogaz;
• sistem de control software și automatizare a proceselor tehnologice.

Schemele tehnologice ale instalațiilor de biogaz variază în funcție de tipul și numărul de substraturi prelucrate, de tipul și calitatea produselor țintă finale, de know-how-ul special utilizat de compania care furnizează soluția tehnologică și de o serie de alți factori. Cele mai comune astăzi sunt schemele cu fermentare într-o singură etapă a mai multor tipuri de substraturi, dintre care unul este de obicei gunoi de grajd.

Odată cu dezvoltarea tehnologiilor de biogaz, soluțiile tehnice utilizate devin din ce în ce mai complexe către scheme în două etape, ceea ce în unele cazuri este justificat de nevoia tehnologică de prelucrare eficientă a anumitor tipuri de substraturi și creșterea eficienței generale de utilizare a volumului de lucru al bioreactoare.

Caracteristicile producției de biogaz este că poate fi produs de bacteriile metanice numai din substanțe organice absolut uscate. Prin urmare, sarcina primei etape de producție este de a crea un amestec de substrat care are un conținut ridicat de substanțe organice și, în același timp, poate fi pompat. Acesta este un substrat cu un conținut de substanță uscată de 10-12%. Soluția se obține prin eliberarea excesului de umiditate cu ajutorul separatoarelor cu șuruburi.

Gunoiul de grajd lichid vine din incinta de producție într-un rezervor, este omogenizat cu ajutorul unui mixer submersibil și este furnizat de o pompă submersibilă la atelierul de separare în separatoare cu melc. Fracția lichidă se acumulează într-un rezervor separat. Fracția solidă este încărcată în alimentatorul de materie primă solidă.

În conformitate cu programul de încărcare a substratului în fermentator, conform programului dezvoltat, pompa este pornită periodic, furnizând fracțiunea lichidă fermentatorului și, în același timp, încărcătorul de materie primă solidă este pornit. Opțional, fracția lichidă poate fi alimentată într-un încărcător de materie primă solidă care are o funcție de amestecare, iar apoi amestecul finit este alimentat în fermentator conform programului de încărcare dezvoltat.Incluziunile sunt de scurtă durată. Acest lucru se face pentru a preveni aportul excesiv de substrat organic în fermentator, deoarece acest lucru poate perturba echilibrul substanțelor și poate provoca destabilizarea procesului în fermentator. În același timp, se pornesc și pompele, pompând digestatul de la fermentator la fermentator și de la fermentator la rezervorul de stocare a digestatului (lagună) pentru a preveni revărsarea fermentatorului și a fermentatorului.

Masele de digestat situate în fermentator și fermentator sunt amestecate pentru a asigura o distribuție uniformă a bacteriilor în întregul volum al recipientelor. Pentru amestecare sunt folosite mixere cu viteză redusă cu un design special.

În timp ce substratul se află în fermentator, bacteriile eliberează până la 80% din totalul biogazului produs de instalația de biogaz. Partea rămasă din biogaz este eliberată în digestor.

Un rol important în asigurarea unei cantități stabile de biogaz eliberat îl joacă temperatura lichidului din interiorul fermentatorului și al fermentatorului. De regulă, procesul se desfășoară în modul mezofil cu o temperatură de 41-43ᴼС. Menținerea unei temperaturi stabile se realizează prin utilizarea unor încălzitoare tubulare speciale în interiorul fermentatoarelor și fermentatoarelor, precum și prin izolarea termică fiabilă a pereților și conductelor. Biogazul care iese din digestat are un conținut ridicat de sulf. Biogazul este purificat din sulf folosind bacterii speciale care colonizează suprafața izolației așezate pe o boltă cu grinzi de lemn în interiorul fermentatoarelor și fermentatoarelor.

Biogazul se acumulează într-un suport de gaz, care se formează între suprafața digestatului și materialul elastic, de înaltă rezistență, care acoperă fermentatorul și fermentatorul deasupra. Materialul are capacitatea de a se întinde foarte mult (fără a reduce rezistența), ceea ce, atunci când biogazul se acumulează, crește semnificativ capacitatea suportului de gaz. Pentru a preveni revărsarea rezervorului de gaz și ruperea materialului, există o supapă de siguranță.

În continuare, biogazul intră în instalația de cogenerare. O unitate de cogenerare (CGU) este o unitate în care energia electrică este generată de generatoare acționate de motoare cu piston pe gaz care funcționează pe biogaz. Cogeneratoarele care funcționează cu biogaz au diferențe de proiectare față de motoarele convenționale cu generatoare de gaz, deoarece biogazul este un combustibil foarte epuizat. Energia electrică generată de generatoare oferă energie echipamentelor electrice ale BSU în sine, iar totul dincolo de aceasta este furnizat consumatorilor din apropiere. Energia lichidului folosit pentru răcirea cogeneratoarelor este energia termică generată minus pierderile în dispozitivele cazanului. Energia termică generată este utilizată parțial pentru încălzirea fermentatoarelor și fermentatoarelor, iar partea rămasă este trimisă și consumatorilor din apropiere. intra

Este posibil să se instaleze echipamente suplimentare pentru purificarea biogazului la nivelul gazelor naturale, cu toate acestea, acesta este un echipament scump și este utilizat numai dacă scopul instalației de biogaz nu este producerea de energie termică și electrică, ci producerea de combustibil pentru motoare cu piston pe gaz. Tehnologiile dovedite și cele mai utilizate de purificare a biogazului sunt absorbția apoasă, adsorbția sub presiune, precipitarea chimică și separarea prin membrană.

Eficiența energetică a centralelor cu biogaz depinde în mare măsură de tehnologia aleasă, materialele și designul principalelor structuri, precum și de condițiile climatice din zona în care sunt amplasate. Consumul mediu de energie termică pentru încălzirea bioreactoarelor într-o zonă cu climă temperată este de 15-30% din energia generată de cogeneratoare (brut).

Eficiența energetică globală a unui complex de biogaz cu o centrală termică cu biogaz este în medie de 75-80%. Într-o situație în care toată căldura primită de la o stație de cogenerare în timpul producerii de energie electrică nu poate fi consumată (situație obișnuită din cauza lipsei consumatorilor externi de căldură), aceasta este eliberată în atmosferă. În acest caz, eficiența energetică a unei centrale termice cu biogaz este de doar 35% din energia totală a biogazului.

Principalii indicatori de performanță ai centralelor de biogaz pot varia semnificativ, ceea ce este determinat în mare măsură de substraturile utilizate, de reglementările tehnologice adoptate, de practica operațională și de sarcinile îndeplinite de fiecare instalație în parte.

Procesul de prelucrare a gunoiului de grajd nu durează mai mult de 40 de zile. Digestatul obtinut in urma prelucrarii este inodor si este un excelent ingrasamant organic, in care se atinge cel mai inalt grad de mineralizare a nutrientilor absorbiti de plante.

Digestatul este de obicei separat în fracții lichide și solide folosind separatoare cu șurub. Fracția lichidă este trimisă în lagune, unde se acumulează până la perioada de aplicare în sol. Fracția solidă este folosită și ca îngrășământ. Dacă fracției solide se aplică uscare, granulare și ambalare suplimentară, aceasta va fi potrivită pentru depozitarea pe termen lung și transportul pe distanțe lungi.

Producția și utilizarea energetică a biogazului are o serie de avantaje justificate și confirmate de practica mondială și anume:

1. Sursă de energie regenerabilă (SRE). Biomasa regenerabilă este folosită pentru a produce biogaz.
2. Gama largă de materii prime utilizate pentru producerea de biogaz permite construirea de centrale de biogaz practic peste tot în zonele în care sunt concentrate producția agricolă și industriile aferente tehnologic.
3. Versatilitatea metodelor de utilizare energetică a biogazului, atât pentru producerea de energie electrică și/sau termică la locul formării acestuia, cât și la orice instalație racordată la rețeaua de transport gaze (în cazul alimentării cu biogaz purificat a acestei rețele). ), precum și combustibil pentru autoturisme.
4. Stabilitatea producției de energie electrică din biogaz pe tot parcursul anului face posibilă acoperirea sarcinilor de vârf din rețea, inclusiv în cazul utilizării surselor de energie regenerabilă instabile, de exemplu, centrale solare și eoliene.
5. Crearea de locuri de muncă prin formarea unui lanț de piață de la furnizorii de biomasă până la personalul de exploatare a instalațiilor energetice.
6. Reducerea impactului negativ asupra mediului prin reciclare și neutralizare a deșeurilor prin fermentare controlată în reactoare de biogaz. Tehnologiile de biogaz sunt una dintre modalitățile principale și mai raționale de neutralizare a deșeurilor organice. Proiectele de producție de biogaz reduc emisiile de gaze cu efect de seră în atmosferă.
7. Efectul agrotehnic al folosirii fermentate in masa in reactoare cu biogaz pe campurile agricole se manifesta prin imbunatatirea structurii solului, regenerarea si cresterea fertilitatii acestora datorita introducerii de nutrienti de origine organica. Dezvoltarea pieței îngrășămintelor organice, inclusiv a celor procesate în masă în reactoare cu biogaz, va contribui în viitor la dezvoltarea pieței produselor agricole ecologice și la creșterea competitivității acesteia.

Costuri de investiții unitare estimate

BGU 75 kWel. ~ 9.000 €/kWel.

BGU 150 kWel. ~ 6.500 €/kWel.

BGU 250 kWel. ~ 6.000 €/kWel.

BGU până la 500 kWel. ~ 4.500 €/kWel.

BGU 1 MWel. ~ 3.500 €/kWel.

Energia electrică și termică generată poate satisface nu numai nevoile complexului, ci și infrastructura adiacentă. Mai mult, materiile prime pentru instalațiile de biogaz sunt gratuite, ceea ce asigură o eficiență economică ridicată după perioada de amortizare (4-7 ani). Costul energiei generate la centralele cu biogaz nu crește în timp, ci, dimpotrivă, scade.

Mulți proprietari de gospodării sunt îngrijorați de modul în care pot reduce costurile pentru încălzirea casei, gătit și furnizarea de energie electrică. Unii dintre ei au construit deja centrale de biogaz cu propriile mâini și s-au izolat parțial sau complet de furnizorii de energie. Se pare că obținerea combustibilului aproape gratuit într-o gospodărie privată nu este foarte dificilă.

Ce este biogazul și cum poate fi folosit?

Proprietarii fermelor de gospodărie știu: punând la grămadă orice material vegetal, excremente de păsări și gunoi de grajd, în timp puteți obține îngrășământ organic valoros. Dar puțini dintre ei știu că biomasa nu se descompune singură, ci sub influența diferitelor bacterii.

Prin prelucrarea substratului biologic, aceste microorganisme minuscule eliberează deșeuri, inclusiv un amestec de gaze. Cea mai mare parte (aproximativ 70%) este metan - același gaz care arde în arzătoarele sobelor de uz casnic și a cazanelor de încălzire.

Ideea de a folosi astfel de combustibili ecologici pentru diverse nevoi economice nu este nouă. Dispozitivele pentru extragerea sa au fost folosite în China antică. Inovatorii sovietici au explorat și posibilitatea utilizării biogazului în anii 60 ai secolului trecut. Dar tehnologia a cunoscut o adevărată renaștere la începutul anilor 2000. În prezent, centralele de biogaz sunt utilizate în mod activ în Europa și SUA pentru încălzirea locuințelor și a altor nevoi.

Cum funcționează o instalație de biogaz?

Principiul de funcționare al dispozitivului de producere a biogazului este destul de simplu:

• Biomasa diluată cu apă este încărcată într-un recipient sigilat, unde începe să „fermenteze” și să elibereze gaze;
• conținutul rezervorului este actualizat regulat - materiile prime prelucrate de bacterii sunt scurse și se adaugă cele proaspete (în medie aproximativ 5-10% zilnic);
• Gazul acumulat în partea superioară a rezervorului este furnizat printr-un tub special către colectorul de gaz, iar apoi către aparatele de uz casnic.

Schema unei instalații de biogaz.

Ce materii prime sunt potrivite pentru bioreactor?

Instalațiile de producere a biogazului sunt profitabile numai acolo unde există o reaprovizionare zilnică cu materie organică proaspătă - gunoi de grajd sau excremente de animale și păsări de curte. Puteți adăuga, de asemenea, iarbă tocată, vârfuri, frunze și deșeuri menajere (în special, coji de legume) în bioreactor.

Eficiența instalației depinde în mare măsură de tipul de materie primă încărcată. S-a dovedit că, cu aceeași masă, cel mai mare randament de biogaz se obține din gunoi de grajd de porc și excremente de curcan. La rândul lor, excrementele de vacă și deșeurile de siloz produc mai puțin gaz pentru aceeași încărcătură.

Utilizarea de materii prime bio pentru încălzirea locuinței.

Ce nu poate fi folosit într-o instalație de biogaz?

Există factori care pot reduce semnificativ activitatea bacteriilor anaerobe sau chiar pot opri complet procesul de producere a biogazului. Materii prime care conțin:

• antibiotice;
• Matrite;
• detergenți sintetici, solvenți și alte „produse chimice”;
• rășini (inclusiv rumeguș de la conifere).

Este ineficient să folosiți gunoi de grajd deja putrezit - pot fi încărcate numai deșeuri proaspete sau pre-uscate. De asemenea, materiile prime nu trebuie lăsate să se îmbogățească - un indicator de 95% este deja considerat critic. Cu toate acestea, o cantitate mică de apă curată mai trebuie adăugată la biomasă pentru a facilita încărcarea acesteia și pentru a accelera procesul de fermentație. Gunoiul de grajd și deșeurile sunt diluate până la consistența terciului subțire de gris.

Instalatie de biogaz pentru casa

Astăzi, industria produce deja instalații pentru producerea de biogaz la scară industrială. Achiziția și instalarea lor este costisitoare; astfel de echipamente în gospodăriile private se amortizează de la sine nu mai devreme de 7-10 ani, cu condiția ca cantități mari de materie organică să fie utilizate pentru procesare. Experiența arată că, dacă dorește, un proprietar calificat poate construi o mică instalație de biogaz pentru o casă privată cu propriile mâini și din cele mai accesibile materiale.

Pregătirea buncărului de prelucrare

În primul rând, veți avea nevoie de un recipient cilindric închis ermetic. Puteți folosi, desigur, oale mari sau fierbe, dar volumul lor mic nu va permite obținerea unei producții suficiente de gaz. Prin urmare, în aceste scopuri, butoaiele de plastic cu un volum de la 1 m³ până la 10 m³ sunt cel mai des utilizate.

Poți să faci unul singur. Plăcile din PVC sunt disponibile în comerț; având o rezistență suficientă și rezistență la medii agresive, pot fi sudate cu ușurință în structura configurației dorite. Un butoi metalic de volum suficient poate fi folosit și ca buncăr. Adevărat, va trebui să efectuați măsuri anticorozive - acoperiți-l în interior și exterior cu vopsea rezistentă la umiditate. Dacă rezervorul este fabricat din oțel inoxidabil, acest lucru nu este necesar.

Sistem de evacuare a gazelor

Conducta de evacuare a gazului este montată în partea superioară a butoiului (de obicei în capac) - aici se acumulează, conform legilor fizicii. Printr-o conductă conectată, biogazul este alimentat la etanșarea cu apă, apoi la rezervorul de stocare (opțional, folosind un compresor într-un cilindru) și la aparatele de uz casnic. De asemenea, se recomandă instalarea unei supape de eliberare lângă orificiul de evacuare a gazului - dacă presiunea din interiorul rezervorului devine prea mare, se va elibera excesul de gaz.

Sistem de aprovizionare și descărcare cu materii prime

Pentru a asigura producerea continuă a amestecului de gaze, bacteriile din substrat trebuie să fie „hrănite” în mod constant (zilnic), adică trebuie adăugat gunoi de grajd proaspăt sau alte materii organice. La rândul lor, materiile prime deja prelucrate din buncăr trebuie îndepărtate, astfel încât să nu ocupe spațiu util în bioreactor.

Pentru a face acest lucru, în butoi se fac două găuri - una (pentru descărcare) aproape de fund, cealaltă (pentru încărcare) mai sus. Conductele cu un diametru de cel puțin 300 mm sunt sudate (lidate, lipite) în ele. Conducta de încărcare este îndreptată în sus și echipată cu o pâlnie, iar scurgerea este aranjată astfel încât să fie convenabilă colectarea nămolului prelucrat (poate fi folosit ulterior ca îngrășământ). Imbinarile sunt sigilate.

Sistem de incalzire

Izolarea termică a buncărului.

Dacă bioreactorul este instalat în aer liber sau într-o încăpere neîncălzită (ceea ce este necesar din motive de siguranță), atunci acesta trebuie să fie prevăzut cu izolație termică și încălzire a substratului. Prima condiție este atinsă prin „învelirea” butoiului cu orice material izolator sau prin adâncirea acestuia în pământ.

În ceea ce privește încălzirea, puteți lua în considerare o varietate de opțiuni. Unii meșteri instalează în interior țevi prin care apa circulă din sistemul de încălzire și le instalează de-a lungul pereților butoiului sub formă de serpentină. Alții plasează reactorul într-un rezervor mai mare cu apă înăuntru, încălzit de încălzitoare electrice. Prima opțiune este mai convenabilă și mult mai economică.

Pentru a optimiza funcționarea reactorului, este necesar să se mențină temperatura conținutului acestuia la un anumit nivel (cel puțin 38⁰C). Dar dacă crește peste 55⁰C, atunci bacteriile care formează gaze se vor „găti” pur și simplu și procesul de fermentație se va opri.

Sistem de amestecare

După cum arată practica, în proiecte, un agitator manual de orice configurație crește semnificativ eficiența bioreactorului. Axa la care sunt sudate (înșurubate) lamele „mixerului” este îndepărtată prin capacul butoiului. Mânerul porții este apoi plasat pe el, iar orificiul este sigilat cu grijă. Cu toate acestea, meșterii de acasă nu echipează întotdeauna fermentatoarele cu astfel de dispozitive.

Producția de biogaz

După ce instalarea este gata, biomasa diluată cu apă într-un raport de aproximativ 2:3 este încărcată în ea. Deșeurile mari trebuie zdrobite - dimensiunea maximă a fracțiunii nu trebuie să depășească 10 mm. Apoi capacul este închis - tot ce trebuie să faceți este să așteptați ca amestecul să înceapă să „fermenteze” și să elibereze biogaz. În condiții optime, prima alimentare cu combustibil se observă la câteva zile după încărcare.

Faptul că gazul a „pornit” poate fi judecat după sunetul caracteristic gâlgâit din garnitura de apă. În același timp, butoiul trebuie verificat pentru scurgeri. Acest lucru se face folosind o soluție obișnuită de săpun - este aplicată pe toate articulațiile și observată pentru a vedea dacă apar bule.

Prima actualizare a materiilor prime bio ar trebui să fie efectuată în aproximativ două săptămâni. După ce biomasa este turnată în pâlnie, același volum de deșeuri de materie organică va ieși din conducta de evacuare. Apoi această procedură se efectuează zilnic sau la fiecare două zile.

Cât durează biogazul rezultat?

Într-o fermă mică, o instalație de biogaz nu va fi o alternativă absolută la gazul natural și la alte surse de energie disponibile. De exemplu, folosind un dispozitiv cu o capacitate de 1 m³, puteți obține combustibil doar pentru câteva ore de gătit pentru o familie mică.

Dar cu un bioreactor de 5 m³ este deja posibilă încălzirea unei încăperi cu o suprafață de 50 m², dar funcționarea sa va trebui menținută prin încărcarea zilnică a materiilor prime cu o greutate de cel puțin 300 kg. Pentru a face acest lucru, trebuie să aveți aproximativ zece porci, cinci vaci și câteva zeci de pui la fermă.

Meșteri care au reușit să facă în mod independent instalații de biogaz care funcționează distribuie videoclipuri cu cursuri de master pe internet: