محطات الغاز الحيوي للمزارع: السعر والمعدات. افعل ذلك بنفسك مصنع الغاز الحيوي المنزلي غلاية الغاز الحيوي

الغاز الحيويهو خليط من الغازات التي تتشكل أثناء تحلل المواد العضوية بواسطة البكتيريا اللاهوائية. الغاز الحيوي سريع الاشتعال وينتج لهبًا نظيفًا عند حرقه، لذلك يمكن استخدامه ليس فقط للطهي، ولكن أيضًا لمحركات الاحتراق الداخلي (على سبيل المثال، لتوليد الكهرباء).

مميزات محطة الغاز الحيوي في المنزل:
– يمكنك بسهولة الحصول على الغاز الحيوي في المنزل دون استخدام معدات باهظة الثمن؛
– طاقة بديلة ممتازة لأولئك الذين يقع منزلهم بعيدًا عن الحضارة، أو لأولئك الذين يريدون الاستقلال عن الدولة؛
- المواد الخام المتاحة (السماد، نفايات المطبخ، النباتات المقطعة، وما إلى ذلك)؛
- الاهتمام بالبيئة، لأنه أثناء عملية تحلل المواد العضوية في الطبيعة، يدخل الغاز إلى الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى ظاهرة الاحتباس الحراري، وفي هذه الحالة سيتم حرق الغاز الحيوي، وينتج ثاني أكسيد الكربون؛
– إنتاج الأسمدة كمنتج ثانوي لمصنع الغاز الحيوي.

ولكن إلى جانب المزايا، مصنع الغاز الحيوي له عيوبه:
– تعمل البكتيريا عند درجة حرارة 18-40 درجة، لذلك يمكنك الحصول على الغاز الحيوي في فصل الصيف. إذا قمت بعزل محطة غاز حيوي وتجهيزها بالتدفئة، فيمكنك الحصول على الغاز الحيوي في فترة الربيع والخريف، ولكن تكاليف العزل والتدفئة قد تلغي الفوائد التي حصلت عليها
– من الضروري إدخال مواد خام جديدة باستمرار، وبالتالي استنزاف الأسمدة.

لإنشاء مصنع للغاز الحيوي بيديك سنحتاج إلى:
1. برميلان سعة 200 لتر
2. برميل 30-60 لتر، أو دلو بلاستيكي كبير
3. أنابيب الصرف الصحي البلاستيكية
4. خرطوم الغاز
5. الرافعة

من أجل الوضوح، سأقدم مخطط تركيب الغاز الحيوي في المنزل

مبدأ تشغيل محطة الغاز الحيوي.يتم تحميل المواد الخام (السماد، ونفايات المطبخ، والنباتات المقطعة، وما إلى ذلك) والماء إلى المفاعل. لن يبدأ مصنع الغاز الحيوي العمل على الفور، بل بعد بضعة أيام، عندما يرتفع عدد البكتيريا اللاهوائية إلى الحد الأقصى.

خلال حياة البكتيريا اللاهوائية، يتم إطلاق الغاز الحيوي، والذي سيتم جمعه في أعلى نقطة من البرميل (يجب أن يكون هناك صنبور في هذا المكان). ومن المفاعل، يدخل الغاز الحيوي إلى المجمع من خلال خرطوم الغاز.

المجمع عبارة عن برميل ماء سعة 200 لتر، وفيه دلو مقلوب لتجميع الغاز، وكذلك لخلق الضغط اللازم لتشغيل فرن الغاز. ومع دخول الغاز، سوف يطفو الدلو. إذا كانت كمية الغاز الحيوي أكبر مما يمكن أن يحتويه الدلو البلاستيكي، فسيخرج الغاز ببساطة عبر الماء.

لصنع مفاعلسوف تحتاج إلى برميل مغلق بسعة 200 لتر. نصنع عدة ثقوب في الجزء العلوي من البرميل ونقوم بتثبيت:
– أنابيب بلاستيكية لصب المواد الخام. في نهاية الأنبوب، من الضروري تثبيت الانتقال إلى أنبوب كبير (نوع من سقي، لسهولة صب المواد الخام)
– أنابيب بلاستيكية لتصريف الأسمدة. وبما أن مصنع الغاز الحيوي ليس آلة ذات حركة دائمة، فمن الضروري إضافة المواد الخام باستمرار. عند إدخال مواد خام جديدة، فإن الفائض (المواد الخام المعالجة بالفعل - الأسمدة) سوف يخرج من خلال أنبوب الصرف.
– صنبور في أعلى نقطة من برميل الغاز الحيوي.

عند تصنيع مفاعل، من المهم جدًا أن تكون جميع الوصلات محكمة الغلق، وإلا فقد يتسرب الغاز تحت الضغط الناتج. يجب أن يكون أنبوب الصرف موجودًا أسفل مستوى تركيب صنبور الغاز. يجب أن تكون أنابيب الصرف والتعبئة مسدودة بإحكام عند عدم الاستخدام.

لتصنيع المجمع ستحتاج إلى برميل بلاستيكي سعة 200 لتر بدون غطاء. صب 3/4 من الماء في البرميل وقم بتركيب برميل آخر مقلوبًا وأصغر حجمًا. في الجزء السفلي من البرميل الأصغر، قمنا بقطع وصلة لتوصيل الخرطوم من المفاعل، وصنبور لتوصيل الخرطوم المتجه إلى فرن الغاز.

لملء المواد الخام، قم بفتح فتحات الدخول والصرف وملء المواد الخام. من الأفضل استخدام السماد المخفف في الماء. من الأفضل استخدام مياه الأمطار أو المياه المستقرة حتى لا يقلل محتوى الكلور من إمدادات المياه من مستعمرات البكتيريا. أيضًا، إذا كنت تستخدم قصاصات المطبخ، فتأكد من إبعاد المنظفات وقشور البيض والعظام وقشر البصل لأنها قد تؤثر على تشغيل مصنع الغاز الحيوي بشكل أسوأ.

الغاز الحيوي نفسه له رائحة كريهة للغاية، ولكن عند حرقه لا توجد رائحة. إذا قمت بحرق الغاز دون خلطه بالهواء، فسوف تحصل على لهب أصفر مع السخام، مما يؤدي بسهولة إلى تدخين قاع المقلاة.

إذا قمت بخلط الغاز الحيوي مع الهواء ثم أشعلت فيه النار، فسوف تحصل على لهب أزرق نظيف بدون سخام. لذلك، على سبيل المثال، في مواقد الغاز في المصانع، تنص التعليمات على أنه عند التبديل من الغاز الرئيسي إلى الغاز المعبأ في زجاجات والعكس، من الضروري تغيير النفاثات (التي تختلف في قطر الثقب)، وإلا فإن الموقد سوف يدخن. بدلا من ذلك، يمكنك استخدام موقد بنسن المختبري.

إذا لم يكن لديك موقد مختبري، يمكنك بسهولة صنع واحد من قطعة أنبوب عن طريق حفر ثقوب في القاعدة. وهكذا فإن الغاز الذي يمر عبر الأنبوب سوف يختلط بالهواء، وعند خروج الأنبوب نحصل على غاز مختلط.

يمكنك تجربة استخدام قطع من الخشب على شكل نفاثات، وشحذها لتشبه قلم رصاص وحفر ثقوب بأقطار مختلفة فيها. بهذه الطريقة يمكن الحصول على الحجم الأمثل للشعلة.

بالنسبة للتجربة، تم استخدام شواية قديمة كموقد، وتم قطع فتحة في الأسفل وتم تركيب موقد بنسن. وبعد ذلك، تم استبدال الشواية بموقد ذو شعلة واحدة.

لإنشاء ضغط الغاز، يتم وضع وزن على المشعب (برميل صغير لتجميع الغاز). على سبيل المثال، إذا قمت بتعيين حمولة قدرها 5 كجم، فيمكن غلي لتر واحد من الماء في 15 دقيقة. إذا قمت بتعيين حمولة 10 كجم، فسوف يغلي 1 لتر من الماء في 10 دقائق.

لتلخيص، تجدر الإشارة إلى ذلك ينتج مصنع الغاز الحيوي محلي الصنع الغاز الحيوي لمدة 30 دقيقة من تشغيل الموقد يوميًاإذا كانت المادة الخام هي السماد. إذا كنت تستخدم قصاصات المطبخ كمواد خام، فإن الإنتاجية تكون 15 دقيقة فقط يوميًا.

إن الغاز المنبعث ليس كثيرًا، لكنك توافق على أن مصنع الغاز الحيوي ليس كبيرًا أيضًا. ولذلك، إذا كنت ترغب في زيادة كمية الغاز المنتج، فسوف تحتاج إلى زيادة أحجام المفاعل والمجمع.

لا يلزم زيادة أبعاد المجمع إذا قمت بضخ الغاز الحيوي في الوقت المناسب إلى حاوية أخرى (على سبيل المثال، في الاسطوانة). وببساطة، يمكن القيام بذلك باستخدام ضاغط من الثلاجة، والذي يحتوي على مدخل واحد ومخرج واحد. نقوم بتوصيل الإدخال بالمشعب والإخراج بالأسطوانة.

يمكن تجهيز الضاغط بالأتمتة، على سبيل المثال، عندما يمتلئ المشعب بالغاز، يرتفع البرميل، ويغلق جهات الاتصال، وبالتالي تشغيل الضاغط. ويتم إيقاف تشغيل الضاغط بدوره عندما ينخفض ​​البرميل إلى الحد الأدنى.

يجب أن يكون مفاعل مصنع الغاز الحيوي مصنوعًا من البلاستيك، ولكن ليس بأي حال من الأحوال مصنوعًا من المعدن، لأنه بسبب عمليات الأكسدة سوف يصدأ المعدن بسرعة. بدلًا من ذلك، يمكنك استخدام براميل بلاستيكية كبيرة الحجم (على سبيل المثال، Eurocube). وحتى لا تشغل كميات كبيرة من البراميل مساحة كبيرة في الفناء، يمكن دفنها.

19 نوفمبر 2016 جينادي

يشعر العديد من أصحاب المنازل بالقلق بشأن كيفية تقليل تكاليف التدفئة المنزلية والطهي وإمدادات الكهرباء. وقد قام بعضهم بالفعل ببناء محطات للغاز الحيوي بأيديهم وقاموا بعزل أنفسهم جزئيًا أو كليًا عن موردي الطاقة. اتضح أن الحصول على وقود مجاني تقريبًا في منزل خاص ليس بالأمر الصعب للغاية.

ما هو الغاز الحيوي وكيف يمكن استخدامه؟

يعرف أصحاب المزارع المنزلية: من خلال وضع أي مادة نباتية وفضلات الطيور والسماد في كومة، يمكنك مع مرور الوقت الحصول على سماد عضوي قيم. لكن القليل منهم يعرفون أن الكتلة الحيوية لا تتحلل من تلقاء نفسها، ولكن تحت تأثير البكتيريا المختلفة.

من خلال معالجة الركيزة البيولوجية، تطلق هذه الكائنات الحية الدقيقة منتجات النفايات، بما في ذلك خليط الغاز. معظمه (حوالي 70٪) عبارة عن غاز الميثان - وهو نفس الغاز الذي يحترق في مواقد المواقد المنزلية وغلايات التدفئة.

إن فكرة استخدام أنواع الوقود البيئي هذه لتلبية الاحتياجات الاقتصادية المختلفة ليست جديدة. تم استخدام أجهزة استخراجه في الصين القديمة. استكشف المبتكرون السوفييت أيضًا إمكانية استخدام الغاز الحيوي في الستينيات من القرن الماضي. لكن التكنولوجيا شهدت انتعاشًا حقيقيًا في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. حاليًا، تُستخدم محطات الغاز الحيوي بنشاط في أوروبا والولايات المتحدة الأمريكية لتدفئة المنازل والاحتياجات الأخرى.

كيف يعمل مصنع الغاز الحيوي؟

مبدأ تشغيل جهاز إنتاج الغاز الحيوي بسيط للغاية:

• يتم تحميل الكتلة الحيوية المخففة بالماء في حاوية مغلقة، حيث تبدأ في "التخمر" وإطلاق الغازات؛
• يتم تحديث محتويات الخزان بانتظام - يتم تصريف المواد الخام المعالجة بواسطة البكتيريا وإضافة مواد جديدة (في المتوسط ​​حوالي 5-10٪ يوميًا)؛
• يتم توصيل الغاز المتراكم في الجزء العلوي من الخزان عبر أنبوب خاص إلى مجمع الغاز ثم إلى الأجهزة المنزلية.

رسم تخطيطي لمصنع الغاز الحيوي.

ما هي المواد الخام المناسبة للمفاعل الحيوي؟

تكون منشآت إنتاج الغاز الحيوي مربحة فقط عندما يكون هناك تجديد يومي للمواد العضوية الطازجة - السماد أو فضلات الماشية والدواجن. يمكنك أيضًا إضافة العشب المفروم والقمم والأوراق والنفايات المنزلية (خاصة قشور الخضروات) إلى المفاعل الحيوي.

تعتمد كفاءة التثبيت إلى حد كبير على نوع المواد الخام التي يتم تحميلها. لقد ثبت أنه بنفس الكتلة، يتم الحصول على أعلى إنتاج للغاز الحيوي من روث الخنازير وفضلات الديك الرومي. وفي المقابل، تنتج فضلات البقر ومخلفات السيلاج غازًا أقل لنفس الحمولة.

استخدام المواد الخام الحيوية للتدفئة المنزلية.

ما الذي لا يمكن استخدامه في مصنع الغاز الحيوي؟

هناك عوامل يمكن أن تقلل بشكل كبير من نشاط البكتيريا اللاهوائية، أو حتى توقف عملية إنتاج الغاز الحيوي تمامًا. مواد خام تحتوي على:

• مضادات حيوية؛
• قالب؛
• والمنظفات الاصطناعية والمذيبات وغيرها من "المواد الكيميائية"؛
• الراتنجات (بما في ذلك نشارة الخشب من الأشجار الصنوبرية).

إن استخدام السماد المتعفن بالفعل غير فعال - حيث يمكن تحميل النفايات الطازجة أو المجففة فقط. أيضًا، لا ينبغي السماح للمواد الخام بالتشبع بالمياه - حيث يعتبر مؤشر 95٪ أمرًا بالغ الأهمية بالفعل. ومع ذلك، لا تزال هناك حاجة إلى إضافة كمية صغيرة من الماء النظيف إلى الكتلة الحيوية لتسهيل تحميلها وتسريع عملية التخمير. يتم تخفيف السماد والنفايات إلى اتساق عصيدة السميد الرقيقة.

مصنع الغاز الحيوي للمنزل

اليوم، تنتج الصناعة بالفعل منشآت لإنتاج الغاز الحيوي على نطاق صناعي. إن اقتناءها وتركيبها باهظ الثمن ؛ مثل هذه المعدات في المنازل الخاصة تدفع ثمنها في موعد لا يتجاوز 7 إلى 10 سنوات ، بشرط استخدام كميات كبيرة من المواد العضوية للمعالجة. تظهر التجربة أنه إذا رغبت في ذلك، يمكن للمالك الماهر بناء مصنع صغير للغاز الحيوي لمنزل خاص بيديه، ومن أكثر المواد بأسعار معقولة.

تحضير قبو المعالجة

بادئ ذي بدء، سوف تحتاج إلى حاوية أسطوانية محكمة الغلق. يمكنك بالطبع استخدام الأواني الكبيرة أو الدمامل، لكن حجمها الصغير لن يسمح بتحقيق إنتاج كافٍ للغاز. لذلك، لهذه الأغراض، غالبا ما تستخدم البراميل البلاستيكية بحجم 1 متر مكعب إلى 10 متر مكعب.

يمكنك صنع واحدة بنفسك. تتوفر صفائح PVC تجاريا مع قوة كافية ومقاومة للبيئات العدوانية، ويمكن لحامها بسهولة في هيكل التكوين المطلوب. يمكن أيضًا استخدام برميل معدني ذو حجم كافٍ كمخبأ. صحيح أنه سيتعين عليك تنفيذ تدابير مضادة للتآكل - قم بتغطيتها من الداخل والخارج بطلاء مقاوم للرطوبة. إذا كان الخزان مصنوعًا من الفولاذ المقاوم للصدأ، فهذا ليس ضروريًا.

نظام عادم الغاز

يتم تركيب أنبوب مخرج الغاز في الجزء العلوي من البرميل (عادةً في الغطاء) - وهذا هو المكان الذي يتراكم فيه وفقًا لقوانين الفيزياء. من خلال أنبوب متصل، يتم توفير الغاز الحيوي إلى مانع تسرب الماء، ثم إلى خزان التخزين (اختياريًا، باستخدام ضاغط في أسطوانة) وإلى الأجهزة المنزلية. يوصى أيضًا بتركيب صمام تحرير بجوار مخرج الغاز - إذا أصبح الضغط داخل الخزان مرتفعًا جدًا، فسوف يطلق الغاز الزائد.

نظام توريد وتفريغ المواد الخام

لضمان الإنتاج المستمر لخليط الغاز، يجب "تغذية" البكتيريا الموجودة في الركيزة بشكل مستمر (يوميًا)، أي يجب إضافة السماد الطازج أو المواد العضوية الأخرى. وفي المقابل، يجب إزالة المواد الخام المعالجة بالفعل من المخبأ حتى لا تشغل مساحة مفيدة في المفاعل الحيوي.

للقيام بذلك، يتم عمل فتحتين في البرميل - أحدهما (للتفريغ) بالقرب من الأسفل تقريبًا، والآخر (للتحميل) أعلى. يتم لحام الأنابيب التي يبلغ قطرها 300 مم على الأقل (ملحومة وملصقة). يتم توجيه خط أنابيب التحميل إلى أعلى ومجهز بقمع، ويتم ترتيب الصرف بحيث يكون مناسبًا لتجميع الملاط المعالج (يمكن استخدامه لاحقًا كسماد). المفاصل مختومة.

نظام التدفئة

العزل الحراري للمخبأ.

إذا تم تركيب المفاعل الحيوي في الهواء الطلق أو في غرفة غير مدفأة (وهو أمر ضروري لأسباب تتعلق بالسلامة)، فيجب تزويده بالعزل الحراري وتسخين الركيزة. يتم تحقيق الشرط الأول عن طريق "لف" البرميل بأي مادة عازلة أو تعميقه في الأرض.

أما بالنسبة للتدفئة، يمكنك النظر في مجموعة متنوعة من الخيارات. يقوم بعض الحرفيين بتركيب أنابيب بداخلها يتم من خلالها توزيع المياه من نظام التدفئة وتثبيتها على طول جدران البرميل على شكل ملف. ويضع آخرون المفاعل في خزان أكبر به ماء بداخله، ويتم تسخينه بواسطة سخانات كهربائية. الخيار الأول أكثر ملاءمة وأكثر اقتصادا.

لتحسين تشغيل المفاعل، من الضروري الحفاظ على درجة حرارة محتوياته عند مستوى معين (38 درجة مئوية على الأقل). ولكن إذا ارتفعت درجة الحرارة فوق 55 درجة مئوية، فإن البكتيريا المكونة للغاز سوف "تطبخ" ببساطة وستتوقف عملية التخمير.

نظام الخلط

كما تظهر الممارسة، في التصميم، يعمل المحرك اليدوي لأي تكوين على زيادة كفاءة المفاعل الحيوي بشكل كبير. تتم إزالة المحور الذي يتم لحام (مسمار) شفرات "الخلاط" به من خلال غطاء البرميل. ثم يتم وضع مقبض البوابة عليه، ويتم إغلاق الفتحة بعناية. ومع ذلك، لا يقوم الحرفيون المنزليون دائمًا بتجهيز أجهزة التخمير بمثل هذه الأجهزة.

إنتاج الغاز الحيوي

بعد أن يصبح التثبيت جاهزًا، يتم تحميل الكتلة الحيوية المخففة بالماء بنسبة 2:3 تقريبًا. يجب سحق النفايات الكبيرة - يجب ألا يتجاوز الحد الأقصى لحجم الكسر 10 مم. ثم يتم إغلاق الغطاء - كل ما عليك فعله هو الانتظار حتى يبدأ الخليط في "التخمر" وإطلاق الغاز الحيوي. في ظل الظروف المثالية، يتم ملاحظة الإمداد الأول بالوقود بعد عدة أيام من التحميل.

يمكن الحكم على حقيقة أن الغاز "بدأ" من خلال صوت الغرغرة المميز في ختم الماء. في الوقت نفسه، يجب فحص البرميل بحثا عن التسريبات. يتم ذلك باستخدام محلول صابون عادي - يتم تطبيقه على جميع المفاصل ومراقبته لمعرفة ما إذا كانت هناك فقاعات تظهر.

يجب أن يتم التحديث الأول للمواد الخام الحيوية خلال أسبوعين تقريبًا. بعد صب الكتلة الحيوية في القمع، سوف يتدفق نفس الحجم من النفايات العضوية من أنبوب المخرج. ثم يتم تنفيذ هذا الإجراء يوميا أو كل يومين.

ما هي مدة استمرار الغاز الحيوي الناتج؟

في مزرعة صغيرة، لن يكون مصنع الغاز الحيوي بديلاً مطلقًا للغاز الطبيعي ومصادر الطاقة الأخرى المتاحة. على سبيل المثال، باستخدام جهاز بسعة 1 متر مكعب، يمكنك فقط الحصول على الوقود لبضع ساعات من الطهي لعائلة صغيرة.

ولكن باستخدام مفاعل حيوي بسعة 5 متر مكعب، من الممكن بالفعل تسخين غرفة بمساحة 50 مترًا مربعًا، ولكن يجب الحفاظ على تشغيلها عن طريق التحميل اليومي للمواد الخام التي لا يقل وزنها عن 300 كجم. للقيام بذلك، يجب أن يكون لديك حوالي عشرة خنازير وخمس أبقار وعشرات الدجاج في المزرعة.

يقوم الحرفيون الذين تمكنوا من إنشاء محطات غاز حيوي عاملة بشكل مستقل بمشاركة مقاطع الفيديو مع فصول رئيسية على الإنترنت:

مصنع الغاز الحيوي عبارة عن وحدة خاصة تسمح لك بمعالجة النفايات الزراعية ومخلفات الصناعات الغذائية وتحويلها إلى أسمدة بيولوجية وغاز بيولوجي.

يتيح لك استخدام مثل هذا التثبيت التخلص بسرعة من أنواع مختلفة من السماد (بما في ذلك فضلات الطيور)، ومعالجة بقايا النباتات (الأعلاف المفرطة في الشتاء، وقمم المحاصيل الغذائية، وما إلى ذلك) والتخلص بكفاءة من النفايات العضوية من المسالخ ومزارع الدواجن. يعتمد وقت الحصول على النفايات البيولوجية والغاز على كثافة المواد المعالجة وكميتها.

تنتشر مثل هذه المنشآت في دول مثل ألمانيا وهولندا. وفي السنوات الأخيرة، تم أيضًا تجهيز عدد كبير من المزارع ومصانع إنتاج الأغذية الصينية بمحطات الغاز الحيوي من إنتاجها الخاص.

إنشاء مصنع للغاز الحيوي. ينبغي أن يقال أن محطات الغاز الحيوي لديها تصميم بسيط للغاية. تتمتع النماذج الحديثة لهذه التركيبات بدرجة كافية من الأتمتة وتتطلب الحد الأدنى من التحكم البشري. لذلك، يتكون مصنع الغاز الحيوي الحديث من:

• حاوية انتقالية تدخل إليها المواد الخام في بداية المعالجة للتدفئة.
• خلاطات لطحن جزيئات كبيرة من العشب والسماد.
• تعتبر حاوية الغاز (حامل الغاز)، التي يتم تخزين الغاز الناتج فيها، ضرورية للحفاظ على الاحتياطيات والضغط في النظام.
• المفاعل الحيوي هو الجزء الأكثر أهمية في مصنع الغاز الحيوي، حيث يتم تخمير المواد الخام وإنتاج الغاز.
• نظام الغاز، وهو عبارة عن مجموعة من الأنابيب والخراطيم لتوريد وتفريغ الغاز الناتج.
• تقوم أجهزة الفصل بفرز المواد الخام المعالجة إلى أسمدة صلبة وسائلة.
• مضخات لضخ المواد الخام والمياه.
• أجهزة قياس ومراقبة الضغط في المفاعل ودرجة حرارة سائل التسخين.
• تعمل محطة التوليد المشترك على توزيع الغاز الناتج.
• تعتبر مواقد الطوارئ لنزيف الغاز الزائد من المفاعل وخزان الغاز ضرورية للحفاظ على ضغط معين.

للوهلة الأولى، يبدو أن تصميم محطة الغاز الحيوي معقد للغاية ومربك، ويتضمن وحدات ومكونات باهظة الثمن. ومع ذلك، في الواقع هذا ليس هو الحال. تحتوي معظم المكونات على أسماء خطيرة، لكنها في الواقع مبنية على أشياء من الحياة اليومية. على أية حال، تم استخدام تصميمات مماثلة من قبل أشخاص في جميع أنحاء العالم لسنوات عديدة، مما يعني أنه يمكن فهم مبدأ تشغيل التثبيت دون أي صعوبة.

مبدأ تشغيل محطة الغاز الحيوي. قبل الانتقال إلى فحص مفصل لمبدأ تشغيل مصنع الغاز الحيوي، ينبغي القول أن هذا الجهاز ظهر فقط بسبب عمليات التخمير والتحلل. وكما هو معروف، فإن أي مادة عضوية (مع مرور الوقت وفي ظل الظروف المناسبة) تتحلل إلى مواد كيميائية بسيطة، أحدها الغاز الحيوي. يتم إنشاء أي مصنع للغاز الحيوي وفقًا لمبادئ التخمير والتحلل، كما أن المكونات والتجمعات الإضافية لها وظائف مساعدة أو تحكم.

مراحل تشغيل محطة الغاز الحيوي.

• 1. تسليم المنتجات المصنعة والنفايات إلى المنشأة. وإذا كانت النفايات سائلة، فمن المستحسن توصيلها إلى المفاعل باستخدام مضخات متخصصة. ويمكن تسليم المزيد من النفايات الصلبة إلى المفاعل يدويًا أو عن طريق الحزام الناقل. وفي بعض الحالات ينصح بتسخين النفايات من أجل زيادة معدل تخمرها وتحللها في المفاعل الحيوي. لتسخين النفايات، يتم استخدام خزان انتقالي، حيث يتم إحضار المنتجات المعالجة إلى درجة الحرارة المطلوبة.
• 2. المعالجة في المفاعل. بعد الخزان الانتقالي، تدخل النفايات المعدة (والمسخنة!) إلى المفاعل. المفاعل الحيوي عالي الجودة عبارة عن هيكل مغلق مصنوع من الفولاذ أو الخرسانة القوية بشكل خاص مع طلاء خاص مضاد للأحماض. دون فشل، يجب أن يتمتع المفاعل بعزل حراري وغازي مثالي. حتى أدنى دخول للهواء أو انخفاض في درجة الحرارة سيوقف عملية التخمر والتحلل. يتم تسخين المفاعل باستخدام أنابيب الماء الساخن. النظام مستقل. يتم تسخين المياه باستخدام الغاز الحيوي المنتج. ويعمل المفاعل دون الحصول على الأكسجين، في بيئة مغلقة تماما. عدة مرات في اليوم، باستخدام مضخة، يمكن إضافة أجزاء جديدة من المادة المعالجة إليها. نظام درجة الحرارة الأمثل للمفاعل هو حوالي 40 درجة مئوية. إذا كانت درجة الحرارة أقل، فإن عملية التخمير سوف تتباطأ بشكل ملحوظ. إذا قمت بزيادة درجة الحرارة، سيحدث تبخر سريع للمياه، مما لن يسمح للنفايات بالتفكك بالكامل. من أجل تسريع عملية التخمير، يتم استخدام خلاط خاص. يقوم هذا الجهاز بخلط المادة الموجودة في المفاعل بعد فترة زمنية معينة.
• 3. إخراج المنتج النهائي. وبعد فترة زمنية معينة (من عدة ساعات إلى عدة أيام) تظهر النتائج الأولى للتخمير. هذه هي الغاز الحيوي والأسمدة البيولوجية. ونتيجة لذلك، ينتهي الأمر بالغاز الحيوي الناتج في حامل الغاز (خزان الغاز). يتم تنظيم ضغط الغاز في خزانات الغاز باستخدام الصمامات. في حالة الضغط الزائد، سيتم تنشيط مواقد الطوارئ، والتي ستحرق ببساطة الغاز الزائد، وبالتالي استقرار الضغط. يجب تجفيف الغاز الحيوي الناتج. فقط بعد ذلك يمكن استخدامه مثل الغاز الطبيعي العادي. بشكل منفصل، ينبغي القول أنه للحفاظ على تشغيل مصنع الغاز الحيوي، هناك حاجة إلى حوالي 15٪ من الغاز المنتج. وفي المقابل، ينتهي الأمر بالأسمدة البيولوجية في خزان مُجهز خصيصًا مزود بفاصل. هناك تقسيم إلى الأسمدة الصلبة (السماد الدودي) والسائلة. يشكل Vermicompost حوالي 5٪ فقط من إجمالي كمية الأسمدة المستلمة. في الواقع، يمكن استخدام الأسمدة على الفور للغرض المقصود منها. أنها لا تتطلب معالجة إضافية. علاوة على ذلك، يوجد في أوروبا خطوط إنتاج كاملة تقوم بتعبئة الأسمدة البيولوجية الناتجة في حاويات بلاستيكية. يعتبر تداول هذه الأسمدة عملاً مربحًا إلى حد ما. تشغيل محطة الغاز الحيوي مستمر. وبكل بساطة، تدخل أجزاء جديدة من المواد المعالجة إلى المفاعل باستمرار، كما يدخل الغاز والأسمدة البيولوجية باستمرار إلى خزان الغاز وخزان الفصل.

تشغيل وتركيب محطة الغاز الحيوي. إن تركيب محطة الغاز الحيوي أمر فردي تمامًا. لا يمكنك فقط إحضار جميع المكونات وتجميعها. من الضروري تنفيذ سلسلة كاملة من الأعمال التحضيرية وحفر عدة حفر كبيرة وإجراء عزل عالي الجودة للمفاعل. من الضروري أن تأخذ في الاعتبار جميع الخصائص الفردية للمزرعة أو المؤسسة، وجعل محطة الغاز الحيوي ذات صلة بمهام محددة. يمكن لشخص واحد مراقبة مصنع الغاز الحيوي، حيث أن عملية المعالجة مؤتمتة بالكامل. لا يتطلب تشغيل التثبيت نفقات كبيرة. ومع العناية الجيدة والصيانة في الوقت المناسب، لن تتجاوز التكلفة السنوية لصيانة هذا التركيب 5% من تكلفته الأصلية.

مميزات استخدام محطات الغاز الحيوي. يعد مصنع الغاز الحيوي جهازًا سحريًا حقًا يسمح لك بالحصول على الأشياء الضرورية حقًا من النفايات الصناعية والسماد. على وجه الخصوص، يمكنك الحصول على:

• الغاز الحيوي
• الأسمدة البيولوجية
• الطاقة الكهربائية والحرارية
• وقود للسيارات .

ومن أجل تحويل الغاز الحيوي إلى طاقة كهربائية وحرارية، من الضروري تجهيز المنشأة بوحدات إضافية. وهذا يزيد من تكلفة التثبيت نفسه، ولكنه يتيح لك تحقيق استقلالية كبيرة عن المرافق وتقليل الفواتير بشكل كبير. إذا كانت السيارة مجهزة بمعدات الغاز، فيمكن إعادة تزويدها بالوقود بالغاز الناتج عن مصنع الغاز الحيوي. وبطبيعة الحال، سيتطلب الغاز البيولوجي تنقية إضافية، مما يؤدي إلى تصفية ثاني أكسيد الكربون. بعد ذلك، ستكون السيارة قادرة على القيادة بالغاز الذي ينتجه مصنع الغاز الحيوي. وهذا يساعد على التوفير بشكل كبير في شراء البنزين، وهو أمر مربح للغاية بأسعار الوقود الحالية.

من يحتاج إلى مصنع للغاز الحيوي؟

كما ذكرنا سابقًا، تعد محطة الغاز الحيوي جهازًا معقدًا تقنيًا ويتطلب تركيبًا احترافيًا وصيانة في الوقت المناسب.

لذلك، فإن المزارع الصغير الذي تتكون مزرعته من عشرات الأبقار وعدة هكتارات من الأرض لا يحتاج بالتأكيد إلى مثل هذه المعدات. فهو ببساطة لا يملك ما يكفي من السماد والأسمدة الأخرى لتشغيل مصنع الغاز الحيوي على مدار الساعة وتحقيق دخل كبير. والأمر مختلف تمامًا إذا تحدثنا عن مزرعة كبيرة أو مزرعة دواجن أو مصنع لتجهيز اللحوم. تولد هذه الصناعات مئات الكيلوغرامات من النفايات المتنوعة كل يوم، والتي ليس لديها مكان تذهب إليه. بالنسبة لهم، فإن شراء محطة للغاز الحيوي هو الطريقة الوحيدة تقريبًا لحل مشكلة التخلص من النفايات، وفي الوقت نفسه الحصول على الغاز والكهرباء والأسمدة البيولوجية مجانًا.

كما تظهر الممارسة، تبدأ أنظمة الغاز الحيوي هذه في الدفع مقابل نفسها خلال عامين بعد التثبيت. وبالنظر إلى أن متوسط ​​عمر الخدمة للتركيب هو 25 عاما، فليس من الصعب حساب الربح الذي ستجلبه هذه المعدات.

إن العالم الحديث مبني على الاستهلاك المتزايد باستمرار، لذلك يتم استنفاد الموارد المعدنية والمواد الخام بسرعة خاصة. وفي الوقت نفسه، تتراكم ملايين الأطنان من السماد ذي الرائحة الكريهة سنويًا في العديد من مزارع الماشية، ويتم إنفاق موارد كبيرة للتخلص منها. يواكب البشر أيضًا إنتاج النفايات البيولوجية. لحسن الحظ، تم تطوير تقنية تتيح لنا حل هذه المشكلات في وقت واحد: استخدام النفايات الحيوية (السماد في المقام الأول) كمواد خام، وإنتاج وقود متجدد صديق للبيئة - الغاز الحيوي. أدى استخدام مثل هذه التقنيات المبتكرة إلى ظهور صناعة جديدة واعدة - الطاقة الحيوية.

ما هو الغاز الحيوي

الغاز الحيوي عبارة عن مادة غازية متطايرة عديمة اللون والرائحة تمامًا. يتكون من 50-70 في المائة من الميثان، وما يصل إلى 30 في المائة من ثاني أكسيد الكربون ثاني أكسيد الكربون و1-2 في المائة أخرى عبارة عن مواد غازية - شوائب (عند تنقيتها منها، يتم الحصول على أنقى الميثان الحيوي).

الخصائص الفيزيائية والكيميائية النوعية لهذه المادة قريبة من خصائص الغاز الطبيعي العادي عالي الجودة. وفقا لأبحاث العلماء، فإن الغاز الحيوي له خصائص حرارية عالية جدا: على سبيل المثال، الحرارة المنبعثة عند حرق متر مكعب واحد من هذا الوقود الطبيعي تعادل الحرارة من كيلوغرام ونصف من الفحم.

يحدث إطلاق الغاز الحيوي بسبب النشاط الحيوي لنوع خاص من البكتيريا - اللاهوائية، في حين يتم تنشيط البكتيريا متوسطة الحجم عند تسخين البيئة إلى 30-40 درجة مئوية، وتتكاثر البكتيريا المحبة للحرارة عند درجات حرارة أعلى - تصل إلى +50 درجة.

تحت تأثير إنزيماتها، تتحلل المواد الخام العضوية مع إطلاق الغاز البيولوجي.

المواد الخام للغاز الحيوي

ليست كل النفايات العضوية مناسبة للمعالجة وتحويلها إلى غاز حيوي. على سبيل المثال، لا يمكن استخدام روث مزارع الدواجن والخنازير في شكله النقي، لأنه يحتوي على مستوى عال من السمية. وللحصول على الغاز الحيوي منها، من الضروري إضافة مواد مخففة لهذه النفايات: كتلة السيلاج، وكتلة العشب الأخضر، وكذلك روث البقر. العنصر الأخير هو المادة الخام الأكثر ملاءمة لإنتاج الوقود الصديق للبيئة، لأن الأبقار تأكل الأطعمة النباتية فقط. ومع ذلك، يجب أيضًا مراقبته لمحتوى شوائب المعادن الثقيلة، والمكونات الكيميائية، والمواد الخافضة للتوتر السطحي، والتي من حيث المبدأ لا ينبغي أن تكون موجودة في المادة الخام. نقطة مهمة للغاية هي السيطرة على المضادات الحيوية والمطهرات. إن وجودها في السماد يمكن أن يمنع عملية تحلل كتلة المادة الخام وتكوين الغاز المتطاير.

معلومات إضافية.من المستحيل الاستغناء عن المطهرات تمامًا، وإلا فسيبدأ العفن بالتشكل على الكتلة الحيوية تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة. يجب عليك أيضًا مراقبة السماد وتنظيفه على الفور من الشوائب الميكانيكية (المسامير والمسامير والحجارة وما إلى ذلك)، والتي يمكن أن تلحق الضرر بسرعة بمعدات الغاز الحيوي. يجب أن تكون نسبة الرطوبة في المواد الخام المستخدمة لإنتاج الغاز الحيوي 80-90% على الأقل.

آلية تكوين الغاز

من أجل البدء في إطلاق الغاز الحيوي من المواد الخام العضوية أثناء التخمير اللاهوائي (يسمى علميا التخمير اللاهوائي)، هناك حاجة إلى الظروف المناسبة: حاوية مغلقة ودرجة حرارة مرتفعة. وإذا تم القيام بذلك بشكل صحيح، فإن الغاز المنتج يرتفع إلى الأعلى حيث يتم اختياره للاستخدام، وما تبقى من المواد الصلبة هو سماد زراعي عضوي حيوي ممتاز، غني بالنيتروجين والفوسفور، ولكنه خالي من الكائنات الحية الدقيقة الضارة. تعتبر ظروف درجة الحرارة مهمة جدًا للعمليات الصحيحة والكاملة.

وتتراوح الدورة الكاملة لتحويل السماد إلى وقود بيئي من 12 يومًا إلى شهر، ويعتمد ذلك على تركيبة المواد الخام. ومن لتر واحد من حجم المفاعل المفيد، يتم إنتاج حوالي لترين من الغاز الحيوي. إذا كنت تستخدم منشآت حديثة أكثر تقدما، فسيتم تسريع عملية إنتاج الوقود الحيوي إلى 3 أيام، ويزيد إنتاج الغاز الحيوي إلى 4.5-5 لتر.

بدأ الناس في دراسة واستخدام تكنولوجيا إنتاج الوقود الحيوي من المصادر الطبيعية العضوية منذ نهاية القرن الثامن عشر، وفي اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية السابق، تم تطوير أول جهاز لإنتاج الغاز الحيوي في الأربعينيات من القرن الماضي. في الوقت الحاضر، أصبحت هذه التقنيات ذات أهمية متزايدة وشعبية.

مزايا وعيوب الغاز الحيوي

يتمتع الغاز الحيوي كمصدر للطاقة بمزايا لا يمكن إنكارها:

• إنه يعمل على تحسين الوضع البيئي في تلك المناطق التي يستخدم فيها على نطاق واسع، لأنه إلى جانب تقليل استخدام الوقود الملوث، هناك تدمير فعال للغاية للنفايات الحيوية وتطهير مياه الصرف الصحي، أي. تعمل معدات الغاز الحيوي كمحطة تنظيف؛
• المواد الخام لإنتاج هذا الوقود العضوي قابلة للتجديد وهي مجانية عمليا - طالما أن الحيوانات في المزارع تتلقى الغذاء، فإنها ستنتج الكتلة الحيوية، وبالتالي الوقود لمحطات الغاز الحيوي؛
• يعد اقتناء المعدات واستخدامها أمرًا مربحًا اقتصاديًا - فبمجرد شرائها، لن يتطلب مصنع إنتاج الغاز الحيوي أي استثمارات، ويتم صيانته ببساطة وبتكلفة زهيدة؛ ومن ثم، فإن مصنع الغاز الحيوي المستخدم في المزرعة يبدأ في سداد تكاليفه في غضون ثلاث سنوات بعد إطلاقه؛ ليست هناك حاجة لبناء المرافق وخطوط نقل الطاقة، كما تم تخفيض تكاليف إطلاق محطة بيولوجية بنسبة 20 بالمائة؛
• ليست هناك حاجة لتركيب المرافق مثل خطوط الكهرباء وخطوط أنابيب الغاز.
• يعد إنتاج الغاز الحيوي في المحطة باستخدام المواد الخام العضوية المحلية مشروعًا خاليًا من النفايات، على عكس الشركات التي تستخدم مصادر الطاقة التقليدية (خطوط أنابيب الغاز، وبيوت الغلايات، وما إلى ذلك)، ولا تلوث النفايات البيئة ولا تتطلب مساحة تخزين؛
• عند استخدام الغاز الحيوي، يتم إطلاق كمية معينة من ثاني أكسيد الكربون والكبريت في الغلاف الجوي، ومع ذلك، فإن هذه الكميات ضئيلة مقارنة بنفس الغاز الطبيعي ويتم امتصاصها بواسطة المساحات الخضراء أثناء التنفس، وبالتالي فإن مساهمة الإيثانول الحيوي في ظاهرة الاحتباس الحراري تكون ضئيلة ;
• بالمقارنة مع مصادر الطاقة البديلة الأخرى، يكون إنتاج الغاز الحيوي مستقرًا دائمًا، ويمكن لأي شخص التحكم في أنشطة وإنتاجية المنشآت لإنتاجه (على عكس الألواح الشمسية على سبيل المثال)، أو جمع عدة منشآت في واحدة، أو على العكس من ذلك، تقسيمها إلى أقسام منفصلة. للحد من مخاطر الحوادث؛
• في غازات العادم عند استخدام الوقود الحيوي، يتم تقليل محتوى أول أكسيد الكربون بنسبة 25 في المائة، وأكاسيد النيتروجين بنسبة 15؛
• بالإضافة إلى السماد، يمكنك أيضًا استخدام بعض أنواع النباتات للحصول على الكتلة الحيوية للوقود، على سبيل المثال، تساعد الذرة الرفيعة على تحسين حالة التربة؛
• عند إضافة الإيثانول الحيوي إلى البنزين، يزداد رقم الأوكتان الخاص به، ويصبح الوقود نفسه أكثر مقاومة للانفجار، وتنخفض درجة حرارة الاشتعال الذاتي بشكل ملحوظ.

الغاز الحيوي– ليس الوقود المثالي، كما أنه والتكنولوجيا المستخدمة في إنتاجه لا يخلو من العيوب:

• تعتبر سرعة معالجة المواد الخام العضوية في معدات إنتاج الغاز الحيوي نقطة ضعف في التكنولوجيا مقارنة بمصادر الطاقة التقليدية؛
• يحتوي الإيثانول الحيوي على قيمة حرارية أقل من الوقود البترولي - فهو يطلق طاقة أقل بنسبة 30 بالمائة؛
• العملية غير مستقرة تمامًا ؛ للحفاظ عليها، هناك حاجة إلى كمية كبيرة من الإنزيمات ذات نوعية معينة (على سبيل المثال، تغيير النظام الغذائي للأبقار يؤثر بشكل كبير على جودة السماد)؛
• يمكن لمنتجي الكتلة الحيوية عديمي الضمير لمحطات المعالجة أن يستنزفوا التربة بشكل كبير مع زيادة البذر، وهذا يخل بالتوازن البيئي للإقليم؛
• قد ينخفض ​​ضغط الأنابيب والحاويات التي تحتوي على الغاز الحيوي، مما سيؤدي إلى انخفاض حاد في جودة الوقود الحيوي.

أين يستخدم الغاز الحيوي؟

بادئ ذي بدء، يتم استخدام هذا الوقود الحيوي البيئي لتلبية الاحتياجات المنزلية للسكان، كبديل للغاز الطبيعي، للتدفئة والطهي. يمكن للشركات استخدام الغاز الحيوي لبدء دورة إنتاج مغلقة: استخدامه في توربينات الغاز فعال بشكل خاص. مع التعديل المناسب والجمع الكامل لمثل هذه التوربينات مع مصنع لإنتاج الوقود الحيوي، فإن تكلفتها تتنافس مع أرخص الطاقة النووية.

من السهل جدًا حساب كفاءة استخدام الغاز الحيوي. على سبيل المثال، من وحدة واحدة من الماشية يمكنك الحصول على ما يصل إلى 40 كيلوغرامًا من السماد، والتي يتم إنتاج متر ونصف المتر المكعب من الغاز الحيوي فيها، وهو ما يكفي لتوليد 3 كيلووات/ساعة من الكهرباء.

بعد تحديد احتياجات المنزل من الكهرباء، من الممكن تحديد نوع محطة الغاز الحيوي التي سيتم استخدامها. مع وجود عدد قليل من الأبقار، من الأفضل إنتاج الغاز الحيوي في المنزل باستخدام محطة غاز حيوي بسيطة منخفضة الطاقة.

إذا كانت المزرعة كبيرة جدًا، وتنتج باستمرار كمية كبيرة من النفايات الحيوية، فمن المفيد تركيب نظام غاز حيوي آلي من النوع الصناعي.

ملحوظة!عند التصميم والإعداد، سوف تحتاج إلى مساعدة من المتخصصين المؤهلين.

تصميم محطات الغاز الحيوي

يتكون أي تركيب بيولوجي من الأجزاء الرئيسية التالية:

• مفاعل حيوي حيث يحدث التحلل الحيوي لخليط السماد؛
• نظام إمداد الوقود العضوي؛
• وحدة لتحريك الكتل البيولوجية؛
• أجهزة لإنشاء والحفاظ على مستوى درجة الحرارة المطلوبة؛
• خزانات لوضع الغاز الحيوي الناتج فيها (حاملات الغاز)؛

• حاويات لوضع الأجزاء الصلبة الناتجة هناك.

هذه قائمة كاملة بعناصر التركيبات الآلية الصناعية، بينما تم تصميم تركيب الغاز الحيوي لمنزل خاص بشكل أكثر بساطة.

يجب أن يكون المفاعل الحيوي مغلقًا تمامًا، أي. وصول الأكسجين أمر غير مقبول. يمكن أن تكون هذه حاوية معدنية على شكل أسطوانة مثبتة على سطح التربة؛ وخزانات الوقود السابقة بسعة 50 مترًا مكعبًا مناسبة تمامًا لهذه الأغراض. يتم تركيب/تفكيك المفاعلات الحيوية الجاهزة والقابلة للتفكيك بسرعة ونقلها بسهولة إلى موقع جديد.

إذا تم التخطيط لإنشاء محطة غاز حيوي صغيرة، فمن المستحسن وضع المفاعل تحت الأرض وجعله على شكل خزان من الطوب أو الخرسانة، بالإضافة إلى براميل معدنية أو PVC. يمكنك وضع مفاعل الطاقة الحيوية في الداخل، ولكن من الضروري ضمان تهوية الهواء المستمر.

تعد المخابئ المخصصة لتحضير المواد الخام البيولوجية عنصرًا ضروريًا في النظام، لأنه قبل دخول المفاعل، يجب تحضيرها: سحقها إلى جزيئات يصل حجمها إلى 0.7 ملم ونقعها في الماء حتى يصل محتوى الرطوبة في المادة الخام إلى 90 بالمائة. .

تتكون أنظمة إمداد المواد الخام من جهاز استقبال المواد الخام ونظام إمداد المياه ومضخة لتزويد المفاعل بالكتلة المحضرة.

إذا تم تصنيع المفاعل الحيوي تحت الأرض، يتم وضع حاوية المواد الخام على السطح بحيث تتدفق الركيزة المحضرة إلى المفاعل بشكل مستقل تحت تأثير الجاذبية. من الممكن أيضًا وضع جهاز استقبال المواد الخام في الجزء العلوي من القبو، وفي هذه الحالة يكون من الضروري استخدام مضخة.

تقع فتحة مخرج النفايات بالقرب من الأسفل، مقابل مدخل المواد الخام. يتم تصنيع جهاز استقبال الكسور الصلبة على شكل صندوق مستطيل يؤدي إليه أنبوب المخرج. عندما يدخل جزء جديد من الركيزة الحيوية المحضرة إلى المفاعل الحيوي، يتم تغذية مجموعة من النفايات الصلبة بنفس الحجم إلى جهاز الاستقبال. يتم استخدامها لاحقًا في المزارع كأسمدة حيوية ممتازة.

يتم تخزين الغاز الحيوي الناتج في حوامل الغاز، والتي يتم وضعها عادةً أعلى المفاعل وتكون على شكل مخروطي أو قبة. خزانات الغاز مصنوعة من الحديد ومطلية بالطلاء الزيتي في عدة طبقات (وهذا يساعد على تجنب التدمير الناتج عن التآكل). في المنشآت الحيوية الصناعية الكبيرة، يتم تصنيع حاويات الغاز الحيوي على شكل خزانات منفصلة متصلة بالمفاعل.

ولإعطاء الغاز الناتج خصائص قابلة للاشتعال، لا بد من تخليصه من بخار الماء. يتم نقل الوقود الحيوي عبر خزان مياه (ختم هيدروليكي)، وبعد ذلك يمكن توفيره عبر الأنابيب البلاستيكية مباشرة للاستهلاك.

في بعض الأحيان يمكنك العثور على حاملات غاز خاصة على شكل كيس مصنوعة من مادة PVC. وهي تقع على مقربة من التثبيت. عندما تمتلئ الأكياس بالغاز الحيوي، فإنها تنفتح ويزداد حجمها بما يكفي لقبول كل الغاز المنتج.

لكي تحدث عمليات التخمير الحيوي بكفاءة، من الضروري التحريك المستمر للركيزة. لمنع تكوين قشرة على سطح الكتلة الحيوية وإبطاء عمليات التخمير، من الضروري مزجها بنشاط باستمرار. للقيام بذلك، يتم تركيب أدوات النمام الغاطسة أو المائلة على جانب المفاعل على شكل خلاط للخلط الميكانيكي للكتلة. بالنسبة للمحطات الصغيرة فهي يدوية، وبالنسبة للمحطات الصناعية يتم التحكم فيها تلقائيًا.

يتم الحفاظ على درجة الحرارة اللازمة للنشاط الحيوي للبكتيريا اللاهوائية باستخدام أنظمة التدفئة الآلية (للمفاعلات الثابتة)؛ يمكنك أيضًا استخدام أنظمة الغلايات أو السخانات الكهربائية أو تركيب سخان خاص في أسفل الحاوية بالمواد الخام. في الوقت نفسه، من الضروري تقليل فقدان الحرارة من المفاعل الحيوي؛ للقيام بذلك، يتم تغليفه بطبقة من الصوف الزجاجي أو يتم توفير العزل الحراري الآخر، على سبيل المثال، من رغوة البوليسترين.

افعل ذلك بنفسك الغاز الحيوي

بالنسبة للمنازل الخاصة، أصبح استخدام الغاز الحيوي الآن مهمًا للغاية - من السماد الحر عمليًا، يمكنك الحصول على الغاز لتلبية الاحتياجات المنزلية وتدفئة منزلك ومزرعتك. يعد مصنع الغاز الحيوي الخاص بك ضمانًا ضد انقطاع التيار الكهربائي وارتفاع أسعار الغاز، فضلاً عن أنه وسيلة ممتازة لإعادة تدوير النفايات الحيوية، فضلاً عن الورق غير الضروري.

للبناء لأول مرة، من المنطقي استخدام مخططات بسيطة؛ مثل هذه الهياكل ستكون أكثر موثوقية وسوف تستمر لفترة أطول. في المستقبل، يمكن استكمال التثبيت بأجزاء أكثر تعقيدا. لمنزل مساحته 50 متر مربع يتم الحصول على كمية كافية من الغاز بخزان تخمير سعة 5 متر مكعب. لضمان درجة الحرارة الثابتة المطلوبة للتخمر السليم، يمكن استخدام أنبوب التدفئة.

في المرحلة الأولى من البناء، يقومون بحفر خندق للمفاعل الحيوي، حيث يجب تقوية جدرانه وإغلاقها بالبلاستيك أو الخليط الخرساني أو حلقات البوليمر (يفضل أن يكون لها قاع صلب - يجب استبدالها بشكل دوري كما هي مستخدم).

المرحلة الثانية تتكون من تركيب تصريف الغاز على شكل أنابيب بوليمر ذات فتحات عديدة. أثناء التثبيت، ينبغي أن يؤخذ في الاعتبار أن قمم الأنابيب يجب أن تتجاوز عمق ملء المفاعل المخطط له. يجب ألا يزيد قطر أنابيب المخرج عن 7-8 سم.

المرحلة التالية هي العزلة. بعد ذلك، يمكنك ملء المفاعل بالركيزة المحضرة، وبعد ذلك يتم لفه بفيلم لزيادة الضغط.

وفي المرحلة الرابعة يتم تركيب القباب وأنبوب المخرج الذي يوضع في أعلى نقطة في القبة ويربط المفاعل بخزان الغاز. يمكن تبطين حامل الغاز بالطوب، ويتم تركيب شبكة من الفولاذ المقاوم للصدأ في الأعلى ومغطاة بالجص.

يتم وضع فتحة في الجزء العلوي من حامل الغاز، والتي تغلق بإحكام، ويتم إزالة أنبوب الغاز مع صمام معادلة الضغط منه.

مهم!يجب إزالة الغاز الناتج واستهلاكه باستمرار، لأن تخزينه على المدى الطويل في الجزء الحر من المفاعل الحيوي يمكن أن يؤدي إلى انفجار الضغط العالي. من الضروري توفير ختم مائي حتى لا يختلط الغاز الحيوي بالهواء.

لتسخين الكتلة الحيوية، يمكنك تثبيت ملف قادم من نظام التدفئة في المنزل - وهذا أكثر ربحية من الناحية الاقتصادية من استخدام السخانات الكهربائية. يمكن توفير التدفئة الخارجية باستخدام البخار، وهذا سوف يمنع ارتفاع درجة حرارة المواد الخام فوق المعدل الطبيعي.

بشكل عام، محطة الغاز الحيوي التي تعمل بنفسك ليست بنية معقدة، ولكن عند ترتيبها، عليك الانتباه إلى أصغر التفاصيل لتجنب الحرائق والدمار.

معلومات إضافية.يجب أن يتم إضفاء الطابع الرسمي على إنشاء حتى أبسط المنشآت البيولوجية باستخدام المستندات المناسبة، ويجب أن يكون لديك مخطط تكنولوجي وخريطة لتركيب المعدات، ويجب عليك الحصول على موافقة من المحطة الصحية والوبائية وخدمات الإطفاء والغاز.

في الوقت الحاضر، يكتسب استخدام مصادر الطاقة البديلة زخما. ومن بينها، يعد القطاع الفرعي للطاقة الحيوية واعدًا جدًا - إنتاج الغاز الحيوي من النفايات العضوية مثل السماد والسيلاج. يمكن لمحطات إنتاج الغاز الحيوي (الصناعية أو المنزلية الصغيرة) أن تحل مشاكل التخلص من النفايات، والحصول على الوقود البيئي والحرارة، وكذلك الأسمدة الزراعية عالية الجودة.

فيديو

يجب على أصحاب المنازل الخاصة الواقعة في المناطق ذات الوصول المحدود إلى الوقود التقليدي أن يحولوا انتباههم بالتأكيد إلى محطات الغاز الحيوي الحديثة. تتيح هذه الوحدات الحصول على الغاز الحيوي من مجموعة متنوعة من النفايات العضوية واستخدامه لتلبية الاحتياجات الشخصية، بما في ذلك تدفئة المباني السكنية.

يمكن الحصول على الغاز من أي كتلة حيوية تقريبًا - نفايات صناعة الماشية، وإنتاج الغذاء، والزراعة، وأوراق الشجر، وما إلى ذلك. وفي الوقت نفسه، يمكنك بناء مثل هذا التثبيت بيديك.

آلية عمل محطات الغاز الحيوي

تعتبر كل من المواد الخام المتجانسة ومخاليط الكتلة الحيوية المختلفة مناسبة لإنتاج الغاز الحيوي. مصنع الغاز الحيوي عبارة عن هيكل مغلق الحجم ومجهز بأجهزة لتزويد المواد الخام وتسخين الكتلة الحيوية وخلط المكونات وتفريغ الغاز الحيوي الناتج في مجمع الغاز وبالطبع حماية الهيكل.

في المفاعل، تحت تأثير البكتيريا اللاهوائية، يحدث التحلل السريع للكتلة الحيوية. أثناء تخمير المواد الخام العضوية، يتم إطلاق الغاز الحيوي. ما يقرب من 70٪ من تكوين هذا الغاز يمثله الميثان، والجزء المتبقي هو ثاني أكسيد الكربون.

يتميز الغاز الحيوي بقيمة حرارية ممتازة، وليس له رائحة أو لون واضح. من حيث خصائصه، فإن الغاز الحيوي ليس بأي حال من الأحوال أقل شأنا من الغاز الطبيعي التقليدي.

وفي البلدان المتقدمة، يتم استخدام منشآت إضافية لتنقية الغاز الحيوي من ثاني أكسيد الكربون. إذا كنت ترغب في ذلك، يمكنك شراء نفس التثبيت والحصول على الميثان الحيوي النقي.

محطات الغاز الحيوي على الصوامع. 1 حفر صومعة. 2 نظام تحميل الكتلة الحيوية. 3 مفاعل. 4 مفاعل ما بعد التخمير. 5 الركيزة. 6 نظام التدفئة. 7 محطة توليد الكهرباء. 8 نظام الأتمتة والتحكم. 9 نظام خطوط أنابيب الغاز

في المتوسط، تستطيع بقرة واحدة أو حيوان آخر يزن نصف طن إنتاج ما يكفي من السماد يوميًا لإنتاج حوالي 1.5 متر مكعب من الغاز الحيوي. يمكن معالجة السماد اليومي من خنزير متوسط ​​واحد إلى 0.2 متر مكعب من الغاز الحيوي، والأرنب أو الدجاج إلى 0.01-0.02 متر مكعب من الوقود.

للمقارنة: يوفر 1 متر مكعب من الغاز الحيوي الناتج من السماد نفس كمية الطاقة الحرارية تقريبًا مثل 3.5 كجم من الحطب، و1-2 كجم من الفحم، و9-10 كيلووات/ساعة من الكهرباء.

تتضمن أبسط وصفة خليط لإنتاج الغاز الحيوي المكونات التالية:

• روث البقر - حوالي 1500 كجم؛
• الأوراق المتعفنة أو غيرها من النفايات العضوية – 3500 كجم؛
• الماء – 65-75% من الكتلة الكلية للمكونات السابقة. يجب أولاً تسخين الماء إلى حوالي 35 درجة.

وستكون هذه الكمية من الكتلة الحيوية كافية لإنتاج الغاز الحيوي لمدة ستة أشهر من التشغيل باستهلاك معتدل. في المتوسط، يبدأ إطلاق الغاز الحيوي في غضون 1.5 إلى أسبوعين بعد تحميل الخليط في المنشأة.

يمكن استخدام الغاز لتدفئة المنزل ومجموعة متنوعة من المباني التجارية والمنزلية.

تصميم محطة غاز حيوي نموذجية

مصنع الغاز الحيوي

المكونات الرئيسية لنظام الغاز الحيوي الكامل هي:

• مفاعل؛
• نظام إمداد الدبال
• النمامون.
• الكتلة الحيوية.
• حامل الغاز؛
• فاصل؛
• الجزء الواقي.

سيكون للتركيب المنزلي تصميمًا مبسطًا إلى حد ما، ومع ذلك، من أجل اكتماله، فأنت مدعو لقراءة وصف جميع العناصر المدرجة.

مصانع الغاز الحيوي

مفاعل

عادة ما يتم تجميع هذا الجزء من التثبيت من الفولاذ المقاوم للصدأ أو الخرسانة. من الخارج، يبدو المفاعل كحاوية كبيرة محكمة الغلق تعلوها قبة، وعادة ما تكون كروية الشكل.

حاليًا، الأكثر شيوعًا هي المفاعلات ذات التصميم القابل للطي، والمصنوعة باستخدام تقنيات مبتكرة. يمكن تجميع مثل هذا المفاعل بسهولة بيديك بأقل وقت ممكن. إذا لزم الأمر، يمكن تفكيكها بسهولة ونقلها إلى مكان آخر.

يعد الفولاذ مناسبًا لأنه يمكنك بسهولة إنشاء ثقوب فيه لتوصيل عناصر النظام الأخرى. تتفوق الخرسانة على الفولاذ من حيث القوة والمتانة.

نظام تغذية الكتلة الحيوية

يتضمن هذا الجزء من التركيب قادوسًا لاستقبال النفايات، وخط أنابيب إمداد بالمياه ومضخة لولبية مصممة لإرسال الدبال إلى المفاعل.

يتم استخدام محمل أمامي لتحميل المكون الجاف في القادوس. في المنزل، يمكنك التعامل مع هذه المهمة دون محمل، وذلك باستخدام مختلف الوسائل المرتجلة، على سبيل المثال، المجارف.

في القادوس، يتم ترطيب الخليط إلى حالة شبه سائلة. بعد الوصول إلى المستوى المطلوب من الرطوبة، ينقل المسمار الكتلة شبه السائلة إلى الحجرة السفلية للمفاعل.

النمامون

يجب أن يحدث تخمير الدبال في المفاعل بالتساوي. يعد هذا أحد أهم الشروط لضمان الإطلاق المكثف للغاز الحيوي من الخليط. لتحقيق عملية التخمير الأكثر اتساقًا للخليط، يتضمن تصميم مصنع الغاز الحيوي النموذجي خلاطات مزودة بمحركات كهربائية.

هناك خلاطات من النوع الغاطس والمائل. يمكن إنزال الآليات الغاطسة في الكتلة الحيوية إلى العمق المطلوب لضمان الخلط المكثف والموحد للركيزة. عادة يتم وضع هذه الخلاطات على الصاري.

يتم تركيب الخلاطات المائلة على الأسطح الجانبية للمفاعل. المحرك الكهربائي هو المسؤول عن تدوير المسمار في جهاز التخمير.

نظام التدفئة الآلي

لإنتاج الغاز الحيوي بنجاح، يجب الحفاظ على درجة الحرارة داخل النظام عند +35-+40 درجة. لهذا الغرض، يتم تضمين أنظمة التدفئة الآلية في التصميم.

مصدر الحرارة في هذه الحالة هو غلاية الماء الساخن، وفي بعض الحالات يتم استخدام وحدات التدفئة الكهربائية.

حامل الغاز

حامل الغاز

يتم جمع الغاز الحيوي في هذا العنصر الهيكلي. في أغلب الأحيان، يتم وضع حامل الغاز على سطح المفاعل.

عادة ما يتم إنتاج خزانات الغاز الحديثة باستخدام مادة البولي فينيل كلورايد، وهي مادة مقاومة لأشعة الشمس والظواهر الطبيعية الضارة المختلفة.

حامل الغاز

في بعض الحالات، بدلا من خزان الغاز العادي، يتم استخدام أكياس خاصة. كما تسمح لك هذه الأجهزة بزيادة حجم الغاز الحيوي المنتج بشكل مؤقت.

لتصنيع أكياس حامل الغاز، يتم استخدام كلوريد البولي فينيل الخاص ذو الخصائص المرنة، والذي يمكن أن ينتفخ مع زيادة حجم الغاز الحيوي.

فاصل

فاصل

هذا الجزء من النظام مسؤول عن تجفيف الدبال المتبقي وإنتاج أسمدة عالية الجودة إذا لزم الأمر.

أبسط فاصل يتكون من المسمار وغرفة فاصل. الغرفة مصنوعة على شكل غربال. وهذا يسمح بفصل الكتلة الحيوية إلى مكون صلب وجزء سائل.

اضغط على فاصل المسمار

يتم إرسال الدبال المجفف إلى حجرة الشحن. يقوم النظام بتوجيه الجزء السائل مرة أخرى إلى غرفة الاستقبال. هنا يتم استخدام السائل لترطيب المادة الخام الجديدة.

أبسط مصنع للغاز الحيوي DIY

مصنع الغاز الحيوي للمنزل

سيكون لتركيب الغاز الحيوي المنزلي تصميم مبسط إلى حد ما، ولكن ينبغي التعامل مع تصنيعه بأقصى قدر من المسؤولية.

الخطوة الأولى. حفر حفرة. في جوهره، مصنع الغاز الحيوي عبارة عن حفرة كبيرة ذات تشطيب خاص. الجزء الأهم والأصعب في نفس الوقت من تصنيع النظام المعني هو الإعداد الصحيح لجدران المفاعل الحيوي وقاعدته.

يجب أن تكون الحفرة مختومة. تقوية القاعدة والجدران بالبلاستيك أو الخرسانة. بدلًا من ذلك، يمكنك شراء حلقات بوليمر جاهزة ذات قاع صلب. هذه الأجهزة تجعل من الممكن ضمان ضيق النظام اللازم. ستحتفظ المادة بخصائصها الأصلية لسنوات عديدة، وإذا لزم الأمر، يمكنك بسهولة استبدال الحلقة القديمة بأخرى جديدة.

الخطوة الثانية. تثبيت نظام تصريف الغاز. سيوفر لك هذا من الحاجة إلى شراء المحرضين وتثبيتهم، مما يؤدي إلى تقليل الوقت والمال الذي يتم إنفاقه على تجميع التثبيت بشكل كبير.

إن أبسط نسخة من نظام صرف الغاز هي أنابيب الصرف الصحي الثابتة عموديًا والمصنوعة من كلوريد البولي فينيل مع العديد من الثقوب في جميع أنحاء الجسم.

حدد الأنابيب ذات الطول بحيث ترتفع حوافها العلوية قليلاً فوق المستوى العلوي للدبال المحمل.

خطوة ثالثة. قم بتغطية الطبقة الخارجية من الركيزة بطبقة عازلة. بفضل الفيلم، سيتم تهيئة الظروف لتراكم الغاز الحيوي تحت القبة في ظل ظروف الضغط الزائد الطفيف.

الخطوة الرابعة. قم بتركيب القبة وقم بتركيب أنبوب عادم الغاز في أعلى نقطة له.

يجب أن يكون استهلاك الغاز منتظمًا. وإلا فإن القبة الموجودة فوق حاوية الكتلة الحيوية قد تنفجر ببساطة. في الصيف، يتم تشكيل الغاز بشكل مكثف أكثر مما كانت عليه في فصل الشتاء. لحل المشكلة الأخيرة، قم بشراء وتركيب سخانات مناسبة.

إجراءات وشروط الاستخدام الناجح لمصنع الغاز الحيوي

متوسط ​​إنتاج الغاز الحيوي النوعي

وبالتالي، ليس من الصعب تجميع محطة غاز حيوي بسيطة بنفسك. ومع ذلك، من أجل تشغيله بنجاح، يجب أن تتذكر واتبع بعض القواعد البسيطة.

ومن أهم المتطلبات ألا تحتوي الكتلة العضوية المحملة على أي مواد يمكن أن يكون لها تأثير سلبي على النشاط الحيوي للكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية. تشمل الشوائب المحظورة أنواعًا مختلفة من المذيبات والأدوية المضادة للبكتيريا وغيرها من المواد المماثلة.

يمكن أن يؤدي عدد من المواد غير العضوية أيضًا إلى تدهور عمل البكتيريا. ولهذا يمنع مثلاً تخفيف الدبال بالماء المتبقي بعد غسل الملابس أو غسل السيارة.

تذكر: إن تركيب الغاز الحيوي عبارة عن وحدة قابلة للانفجار، لذا اتبع جميع لوائح السلامة ذات الصلة بتشغيل أي معدات غاز.

وبالتالي، حتى السماد، ومن حيث المبدأ، كل ما بذلت قصارى جهدك للتخلص منه سابقًا، يمكن أن يكون مفيدًا في المزرعة. كل ما تحتاجه هو بناء تركيب الغاز الحيوي المنزلي بشكل صحيح، وسرعان ما سيصبح منزلك دافئًا. اتبع التوصيات الواردة، ولن تضطر بعد الآن إلى إنفاق مبالغ هائلة على التدفئة.

حظ سعيد!

اقرأ أيضًا المقالة الموجودة على موقعنا - التثبيت المائي بنفسك.

فيديو - مصنع للغاز الحيوي افعل ذلك بنفسك

svoimi-rykami.ru

افعل ذلك بنفسك مصنع الغاز الحيوي

قدمت المقالة المتعلقة بإنتاج الغاز الحيوي الأساس النظري لإنتاج غاز الميثان من الكتلة الحيوية عن طريق الهضم اللاهوائي.

تم شرح دور البكتيريا في التحول التدريجي للمواد العضوية، مع وصف الظروف اللازمة لإنتاج الغاز الحيوي بكثافة. ستقدم هذه المقالة تطبيقات عملية لمحطات الغاز الحيوي، مع وصف لبعض التصاميم محلية الصنع.

نظرًا لارتفاع أسعار الطاقة، والعديد من أصحاب مزارع الماشية والمزارع الصغيرة يواجهون مشاكل في التخلص من النفايات، أصبحت المجمعات الصناعية لإنتاج الغاز الحيوي ومحطات الغاز الحيوي الصغيرة للمنازل الخاصة متاحة للبيع. باستخدام محركات البحث، يمكن لمستخدم الإنترنت العثور بسهولة على حل جاهز ميسور التكلفة بحيث يلبي مصنع الغاز الحيوي وسعره الاحتياجات، ويتواصل مع موردي المعدات ويتفق على بناء مولد للغاز الحيوي في المنزل أو في المزرعة.

المجمع الصناعي لإنتاج الغاز الحيوي

مفاعل حيوي - أساس مصنع الغاز الحيوي

تسمى الحاوية التي يحدث فيها التحلل اللاهوائي للكتلة الحيوية بالمفاعل الحيوي أو المخمر أو خزان الميثان. يمكن أن تكون المفاعلات الحيوية محكمة الغلق تمامًا، بقبة ثابتة أو عائمة، ولها تصميم جرس الغوص. المفاعلات الحيوية الجرسية (التي لا تحتاج إلى تسخين) لها شكل خزان مفتوح به كتلة حيوية سائلة، حيث يتم غمر حاوية على شكل أسطوانة أو جرس، حيث يتم جمع الغاز الحيوي.

يضغط الغاز الحيوي المتجمع على الأسطوانة، مما يؤدي إلى ارتفاعها فوق الخزان. وبالتالي، يعمل الجرس أيضًا كحامل للغاز - وهو عبارة عن منشأة تخزين مؤقتة للغاز المتولد.

مفاعل حيوي ذو قبة عائمة

عيب تصميم الجرس لمفاعل الغاز الحيوي هو استحالة خلط الركيزة وتسخينها خلال فترات البرد من العام. ومن العوامل السلبية أيضًا الرائحة القوية والظروف غير الصحية بسبب السطح المفتوح لجزء من الركيزة.

بالإضافة إلى ذلك، فإن جزءًا من الغاز الناتج سوف يتسرب إلى الغلاف الجوي، مما يؤدي إلى تلويث البيئة. ولذلك، تُستخدم هذه المفاعلات الحيوية فقط في محطات الغاز الحيوي الحرفية في البلدان الفقيرة ذات المناخ الحار.

مثال آخر لمفاعل حيوي ذو قبة عائمة

لمنع التلوث البيئي والقضاء على الروائح الكريهة، تم تصميم المفاعلات في محطات الغاز الحيوي للمنازل والصناعات الكبيرة بقبة ثابتة. لا يهم شكل الهيكل كثيرًا أثناء تكوين الغاز، ولكن عند استخدام أسطوانة ذات سقف على شكل قبة، يتم تحقيق توفير كبير في مواد البناء. تم تجهيز المفاعلات الحيوية ذات القبة الثابتة بأنابيب لإضافة أجزاء جديدة من الكتلة الحيوية واختيار الركيزة المستهلكة.

نوع من المفاعلات الحيوية ذات القبة الثابتة

الأنواع الرئيسية لمحطات الغاز الحيوي

وبما أن التصميم الأكثر قبولاً هو القبة الثابتة، فإن معظم حلول المفاعلات الحيوية الجاهزة هي من هذا النوع. اعتمادًا على طريقة التحميل، يكون للمفاعلات الحيوية تصميمات مختلفة وتنقسم إلى:

• يعتمد على الأجزاء، مع تحميل كل الكتلة الحيوية لمرة واحدة، ثم التفريغ الكامل بعد معالجة المواد الخام. العيب الرئيسي لهذا النوع من المفاعلات الحيوية هو الإطلاق غير المتكافئ للغاز أثناء معالجة الركيزة؛
• التحميل والتفريغ المستمر للمواد الخام، وبالتالي تحقيق إطلاق موحد للغاز الحيوي. بفضل تصميم المفاعل الحيوي، أثناء التحميل والتفريغ، لا يتوقف إنتاج الغاز الحيوي ولا تحدث أي تسربات، حيث أن الأنابيب التي يتم من خلالها إضافة وإزالة الكتلة الحيوية مصنوعة على شكل ختم مائي يمنع تسرب الغاز.

مثال على مفاعل حيوي دفعة

يمكن أن يكون لمفاعلات الغاز الحيوي المجمعة أي تصميم يمنع تسرب الغاز. على سبيل المثال، في وقت ما في أستراليا، كانت خزانات قناة الميثان ذات السقف المرن القابل للنفخ شائعة، حيث أدى الضغط الزائد الطفيف داخل المفاعل الحيوي إلى تضخيم فقاعة مصنوعة من مادة البولي بروبيلين المتينة. عند الوصول إلى مستوى ضغط معين داخل المفاعل الحيوي، يتم تشغيل الضاغط، لضخ الغاز الحيوي الناتج.

المفاعلات الحيوية القناة مع حامل الغاز المرن

يمكن أن يكون نوع التخمير في مصنع الغاز الحيوي هذا من النوع المتوسط ​​(تسخين منخفض). نظرًا للمساحة الكبيرة للقبة المنتفخة، لا يمكن تركيب المفاعلات الحيوية للقناة إلا في غرف دافئة أو في المناطق ذات المناخ الحار. ميزة التصميم هي أنه ليست هناك حاجة لجهاز استقبال وسيط، ولكن العيب الكبير هو تعرض القبة المرنة للضرر الميكانيكي.

مفاعل حيوي ذو قناة كبيرة مع خزان غاز مرن

في الآونة الأخيرة، اكتسبت المفاعلات الحيوية المجمعة مع التخمير الجاف للسماد دون إضافة الماء إلى الركيزة شعبية. نظرًا لأن السماد له رطوبة خاصة به، فسيكون كافيًا لحياة الكائنات الحية، على الرغم من أن شدة التفاعلات ستنخفض.

تبدو المفاعلات الحيوية من النوع الجاف وكأنها مرآب مغلق بأبواب مغلقة بإحكام. يتم تحميل الكتلة الحيوية في المفاعل باستخدام مُحمل أمامي وتبقى على هذه الحالة حتى تكتمل دورة تكوين الغاز الكاملة (حوالي ستة أشهر)، دون الحاجة إلى إضافة مادة أساسية أو مزجها.

دفعة مفاعل حيوي مع التحميل من خلال باب مغلق بإحكام

مصنع الغاز الحيوي DIY

تجدر الإشارة إلى أنه في معظم المفاعلات الحيوية، كقاعدة عامة، يتم إغلاق منطقة تكوين الغاز فقط، وتكون الكتلة الحيوية السائلة عند المدخل والمخرج تحت الضغط الجوي. يؤدي الضغط المفرط داخل المفاعل الحيوي إلى إزاحة جزء من الركيزة السائلة إلى الفوهات، وهذا هو السبب في أن مستوى الكتلة الحيوية فيها أعلى قليلاً من مستوى الكتلة الحيوية داخل الحاوية.

الخطوط الحمراء في الرسم البياني تشير إلى الفرق في المستويات في المفاعل الحيوي والأنابيب

تحظى هذه التصميمات للمفاعلات الحيوية محلية الصنع بشعبية كبيرة بين الحرفيين الشعبيين الذين يقومون بشكل مستقل بتصنيع محطات الغاز الحيوي بأيديهم للمنزل، مما يسمح بالتحميل والتفريغ اليدوي المتكرر للركيزة. عند صنع المفاعلات الحيوية بأيديهم، يقوم العديد من الحرفيين بتجربة حاويات مغلقة تمامًا باستخدام عدة أنابيب مطاطية من إطارات المركبات الكبيرة كحامل للغاز.

رسم حامل غاز مصنوع من الأنابيب الداخلية للجرار

في الفيديو أدناه، يثبت أحد المتحمسين لإنتاج الغاز الحيوي محلي الصنع، باستخدام البراميل المملوءة بفضلات الطيور كمثال، إمكانية إنتاج غاز قابل للاحتراق في المنزل فعليًا عن طريق معالجة نفايات بيوت الدواجن وتحويلها إلى سماد مفيد. الشيء الوحيد الذي يمكن إضافته إلى التصميم الموضح في هذا الفيديو هو أنك تحتاج إلى تركيب مقياس ضغط وصمام أمان على مفاعل حيوي محلي الصنع.

حسابات إنتاجية المفاعل الحيوي

يتم تحديد كمية الغاز الحيوي من خلال كتلة ونوعية المواد الخام المستخدمة. يمكنك العثور على الإنترنت على جداول تشير إلى كمية النفايات التي تنتجها الحيوانات المختلفة، ولكن بالنسبة للمالكين الذين يتعين عليهم إزالة السماد كل يوم، فإن هذه النظرية لا فائدة منها، لأنهم بفضل ممارستهم الخاصة يعرفون كمية وكتلة النفايات. الركيزة المستقبلية. واستنادا إلى توفر المواد الخام المتجددة يوميا، فمن الممكن حساب الحجم المطلوب للمفاعل الحيوي والإنتاج اليومي من الغاز الحيوي.

جدول للحصول على كمية السماد من بعض الحيوانات مع حساب تقريبي لإنتاج الغاز الحيوي

بعد إجراء الحسابات والموافقة على تصميم المفاعل الحيوي، يمكن البدء في بنائه. يمكن أن تكون المادة عبارة عن حاوية خرسانية مسلحة يتم سكبها في الأرض، أو طوب محكم الغلق بطبقة خاصة تستخدم لمعالجة حمامات السباحة.

ومن الممكن أيضًا بناء الخزان الرئيسي لمصنع الغاز الحيوي المنزلي من الحديد المطلي بمادة مقاومة للتآكل. غالبًا ما تُصنع المفاعلات الحيوية الصناعية الصغيرة من خزانات بلاستيكية كبيرة الحجم مقاومة للمواد الكيميائية.

بناء مفاعل حيوي من الطوب

في محطات الغاز الحيوي الصناعية، يتم استخدام أنظمة التحكم الإلكترونية والكواشف المختلفة لتصحيح التركيب الكيميائي للركيزة ومستوى حموضتها، وتضاف مواد خاصة إلى الكتلة الحيوية - الإنزيمات والفيتامينات التي تحفز التكاثر والنشاط الحيوي للكائنات الحية الدقيقة داخل المفاعل الحيوي. . في عملية تطوير علم الأحياء الدقيقة، يتم إنشاء سلالات أكثر وأكثر استقرارا وفعالة من بكتيريا الميثانوجين، والتي يمكن شراؤها من الشركات العاملة في إنتاج الغاز الحيوي.

يوضح الرسم البياني أنه باستخدام الإنزيمات، يحدث الحد الأقصى لإنتاج الغاز الحيوي بسرعة مضاعفة

الحاجة إلى ضخ وتنقية الغاز الحيوي

يؤدي إنتاج الغاز المستمر في مفاعل حيوي من أي تصميم إلى الحاجة إلى ضخ الغاز الحيوي. يمكن لبعض محطات الغاز الحيوي البدائية حرق الغاز الناتج مباشرة في موقد مثبت بالقرب منه، ولكن عدم استقرار الضغط الزائد في المفاعل الحيوي يمكن أن يؤدي إلى اختفاء اللهب مع إطلاق الغاز السام لاحقًا. إن استخدام مثل هذه التركيبات البدائية للغاز الحيوي المتصلة بالموقد أمر غير مقبول على الإطلاق بسبب احتمال التسمم بالمكونات السامة للغاز الحيوي غير المنقى.

يجب أن يكون لهب الموقد عند حرق الغاز الحيوي نظيفًا ومستقرًا.

لذلك، يتضمن أي مخطط لتركيب الغاز الحيوي تقريبًا صهاريج تخزين الغاز ونظام تنقية الغاز. كمجمع تنظيف محلي الصنع، يمكنك استخدام فلتر مياه وحاوية محلية الصنع مملوءة بنشارة معدنية، أو شراء أنظمة ترشيح احترافية. يمكن تصنيع حاوية للتخزين المؤقت للغاز الحيوي من الأنابيب الداخلية للإطارات، والتي يتم ضخ الغاز منها من وقت لآخر بواسطة ضاغط إلى أسطوانات البروبان القياسية للتخزين والاستخدام اللاحق.

وفي بعض البلدان الأفريقية، تُستخدم حوامل الغاز القابلة للنفخ على شكل وسادة لتخزين ونقل الغاز الحيوي

يمكن اعتبار المفاعل الحيوي المحسن ذو القبة العائمة بديلاً للاستخدام الإلزامي لخزان الغاز. يتكون التحسين من إضافة حاجز متحد المركز، والذي يشكل جيبًا مائيًا، يعمل كختم مائي ويمنع الكتلة الحيوية من ملامسة الهواء. يعتمد الضغط داخل القبة العائمة على وزنها. من خلال تمرير الغاز من خلال نظام التنظيف ومخفض السرعة، يمكن استخدامه في الموقد المنزلي، وتنفيسه بشكل دوري من المفاعل الحيوي.

مفاعل حيوي ذو قبة عائمة وجيب مائي

طحن وخلط الركيزة في مفاعل حيوي

يعد تحريك الكتلة الحيوية جزءًا مهمًا من عملية إنتاج الغاز الحيوي، مما يوفر للبكتيريا إمكانية الوصول إلى العناصر الغذائية التي قد تتجمع في قاع الهضم. لكي يتم خلط جزيئات الكتلة الحيوية بشكل أفضل في المفاعل الحيوي، يجب سحقها ميكانيكيًا أو يدويًا قبل تحميلها في خزان الميثان. حاليًا، في محطات الغاز الحيوي الصناعية والمنزلية، يتم استخدام ثلاث طرق لخلط الركيزة:

1. أدوات تحريك ميكانيكية، تُدار بواسطة محرك كهربائي أو يدويًا؛
2. خلط الدورة الدموية باستخدام مضخة أو مروحة تضخ الركيزة داخل المفاعل الحيوي؛
3. خلط الفقاعات باستخدام تطهير الكتلة الحيوية السائلة مع الغاز الحيوي الموجود. عيب هذه الطريقة هو تكوين الرغوة على سطح الركيزة.

يشير السهم إلى المسمار تداول الخلط في مفاعل حيوي محلي الصنع

يمكن إجراء الخلط الميكانيكي للركيزة داخل المفاعل الحيوي يدويًا أو تلقائيًا عن طريق تشغيل المحرك الكهربائي باستخدام مؤقت إلكتروني. لا يمكن إجراء خلط الماء النفاث أو فقاعات الكتلة الحيوية إلا باستخدام محركات كهربائية يتم التحكم فيها يدويًا أو باستخدام خوارزمية برمجية.

تم تجهيز هذا المفاعل الحيوي بجهاز خلط ميكانيكي.

تسخين الركيزة في محطات الغاز الحيوي المتوسطة والمحبة للحرارة

درجة الحرارة المثلى لتكوين الغاز هي درجة حرارة الركيزة في حدود 35-50 درجة مئوية. للحفاظ على درجة الحرارة هذه، يمكن تركيب أنظمة التدفئة المختلفة في المفاعل الحيوي - الماء والبخار والكهرباء. يجب أن يتم التحكم في درجة الحرارة باستخدام منظم الحرارة أو المزدوجات الحرارية المتصلة بمحرك ينظم تسخين المفاعل الحيوي.

عليك أيضًا أن تتذكر أن اللهب المكشوف سيؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة جدران المفاعل الحيوي، وسوف تحترق الكتلة الحيوية الموجودة بالداخل. سوف تقلل الركيزة المحترقة من نقل الحرارة وجودة التسخين، وسوف ينهار الجدار الساخن للمفاعل الحيوي بسرعة. أحد أفضل الخيارات هو تسخين المياه من أنبوب الإرجاع لنظام التدفئة المنزلية. من الضروري تركيب نظام من الصمامات الكهربائية لتتمكن من إيقاف تسخين المفاعل الحيوي أو توصيل تسخين الركيزة مباشرة من المرجل إذا كان الجو باردًا جدًا.

نظام تسخين الماء والكهرباء للمفاعل الحيوي

لن يكون تسخين الركيزة في مفاعل حيوي باستخدام عناصر التسخين مفيدًا إلا في حالة توفر كهرباء بديلة، يتم الحصول عليها من مولد الرياح أو الألواح الشمسية. في هذه الحالة، يمكن توصيل عناصر التسخين مباشرة بمولد أو بطارية، مما يلغي محولات الجهد باهظة الثمن من الدائرة. لتقليل فقدان الحرارة وتقليل تكلفة تسخين الركيزة في مفاعل حيوي، من الضروري عزلها قدر الإمكان باستخدام مواد العزل المختلفة.

عزل المفاعل الحيوي بمواد عازلة للحرارة

التجارب العملية لا مفر منها عند بناء محطات الغاز الحيوي بيديك

بغض النظر عن مقدار الأدب الذي يقرأه المتحمسين المبتدئين للإنتاج الذاتي للغاز الحيوي، وبغض النظر عن عدد مقاطع الفيديو التي يشاهدها، سيتعين عليه في الواقع أن يتعلم الكثير بمفرده، وستكون النتائج، كقاعدة عامة، بعيدة كل البعد عن تلك المحسوبة.

لذلك، يتبع العديد من الحرفيين المبتدئين طريق التجارب المستقلة في إنتاج الغاز الحيوي، بدءًا من الحاويات الصغيرة، وتحديد كمية الغاز التي ينتجها مصنع الغاز الحيوي التجريبي الصغير الخاص بهم من المواد الخام المتاحة. إن أسعار المكونات، وإنتاج غاز الميثان، والتكاليف المستقبلية لبناء مصنع كامل للغاز الحيوي، ستحدد ربحيته وجدواه.

في الفيديو أعلاه، يوضح المعلم قدرات تركيب الغاز الحيوي الخاص به، حيث يقيس كمية الغاز الحيوي التي يتم إنتاجها في يوم واحد. في حالته، عندما يتم ضخ ثمانية أجواء في جهاز استقبال الضاغط، فإن حجم الغاز الناتج بعد إعادة الحساب مع الأخذ في الاعتبار حجم الحاوية سعة 24 لترًا سيكون حوالي 0.2 متر مربع.

هذا الحجم من الغاز الحيوي الذي يتم الحصول عليه من برميل سعة مائتي لتر ليس كبيرًا، ولكن، كما هو موضح في الفيديو التالي لهذا المعلم، فإن هذه الكمية من الغاز تكفي لحرق موقد واحد لمدة ساعة (15 دقيقة مضروبة في أربعة أجواء) من اسطوانة، وهو ضعف حجم المتلقي).

وفي فيديو آخر أدناه، يتحدث المعلم عن إنتاج الغاز الحيوي والأسمدة النقية بيولوجيًا عن طريق معالجة النفايات العضوية في مصنع الغاز الحيوي. ويجب أن يؤخذ في الاعتبار أن قيمة الأسمدة البيئية قد تتجاوز تكلفة الغاز الناتج، ومن ثم سيصبح الغاز الحيوي منتجًا ثانويًا مفيدًا لعملية إنتاج الأسمدة عالية الجودة. خاصية أخرى مفيدة للمواد الخام العضوية هي القدرة على تخزينها لفترة معينة لاستخدامها في الوقت المناسب.

infoelectrik.ru

الغاز الحيوي "افعل ذلك بنفسك": تكنولوجيا لإنتاج الوقود البديل من النفايات البيولوجية

تشعر البشرية بالقلق إزاء أزمة الطاقة الوشيكة، وتحاول بنشاط تطوير مصادر الطاقة المتجددة.

وإلى جانب محطات الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، ظهرت منشآت لإنتاج الوقود الغازي الذي يسمى الغاز الحيوي من النفايات العضوية.

إن الشيء العظيم في هذه التكنولوجيا هو بساطتها: يمكن لأي شخص تنفيذها على نطاق صغير. لذا، اصنع الغاز الحيوي بنفسك – هذا ما سنتحدث عنه.

إذا كنا مدينين بظهور الألواح الشمسية ومولدات الرياح لاكتشافات العلماء، ففي حالة الغاز الحيوي لم يكن عليهم أن يخترعوا أي شيء - فالطبيعة فعلت كل شيء بنفسها. هذا النوع من الوقود هو نتاج النشاط الحيوي لبكتيريا خاصة، والتي تسمى مجتمعة بالتحلل المائي، وتكوين الأحماض، وتكوين الميثان.

ليس من الصعب تخمين المكون الرئيسي للغاز الحيوي من الاسم - وهو الميثان الموجود أيضًا في الغاز الطبيعي. في الغاز الحيوي، يمثل 60٪ من الحجم الإجمالي. حوالي الثلث (35٪) هو ثاني أكسيد الكربون، والباقي 5٪ غازات أخرى، على سبيل المثال، كبريتيد الهيدروجين.

رسم تخطيطي لمصنع الغاز الحيوي

من أين تأتي هذه الكائنات الحية الدقيقة الرائعة؟ وهي نباتات دقيقة طبيعية تعيش في أمعاء الماشية وتحلل محتوياتها. ويتم إخراج هذه البكتيريا مع السماد الذي يستخدم لتزويد وحدة توليد الغاز الجديدة بالوقود.

عندما تستقر الميكروبات في مكان إقامة جديد، يمكن تنويع "قائمة طعامها" بنفايات أخرى. أي مادة عضوية ستفي بالغرض: فضلات الحيوانات والطيور الأخرى والنباتات ونشارة الخشب ونفايات صناعة الأغذية. يتم تخمير كل هذا لتكوين الغاز الحيوي. وفي الوقت نفسه، يتم تحويل المواد الخام إلى أسمدة قيمة.

الشرط الأساسي لنشاط الميثانوجينات والبكتيريا الأخرى هو عدم وجود وصول للهواء (تسمى هذه الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية).

العوامل المؤثرة على إنتاج الغاز الحيوي

يمكن أن يختلف حجم الغاز الحيوي الذي ينتجه فريق ودود من الميكروبات في ظل ظروف مختلفة ويعتمد على عدد من العوامل.

نوع المادة الخام

يمكن الحصول على معظم الغاز الحيوي من مخلفات الصناعات الغذائية التي تحتوي على لب السكر وكميات كبيرة من الدهون. أقل أنواع المواد الخام ربحية هو روث الماشية.

السماد - المادة الخام للغاز الحيوي

درجة حرارة

ومع ارتفاع درجة الحرارة، تزداد إنتاجية البكتيريا. وفقا لظروف درجة الحرارة، وتنقسم مولدات الغاز إلى ثلاثة أنواع.

محب للذهان

هذه منشآت غير مدفأة يتم فيها الحفاظ على درجة الحرارة بين 18 و 25 درجة. في الوقت الحالي لا يتم استخدامها أبدًا.

ميسوفيلي

بفضل التدفئة، يتم الحفاظ على درجة الحرارة في حدود 25 إلى 40 درجة.

مزايا:

• استخدام طاقة منخفضة؛
• تكوين الأحماض الأمينية للأسمدة مفيد قدر الإمكان.

عيوب:

• إنتاجية منخفضة نسبياً من الغاز الحيوي؛
• عدم وجود تأثير مطهر (تحتوي المواد الخام على بكتيريا ممرضة يجب التخلص منها).

محب للحرارة

يتم استخدام التدفئة المكثفة، ودرجة الحرارة تتجاوز 40 درجة.

مزايا:

• أداء عالي؛
• تموت البكتيريا المسببة للأمراض.

عيوب:

• ارتفاع استهلاك الطاقة.
• الأسمدة منخفضة الجودة.

مفاعل حيوي للسماد الحراري

لكل نوع من المواد الخام هناك نظام درجة الحرارة الأمثل. لماذا لا يمكنك تسخين المفاعل إلى أعلى درجة حرارة ممكنة؟ لسببين:

• بسبب ارتفاع تكاليف الطاقة، ستنخفض ربحية التثبيت؛
• ومع ارتفاع درجة الحرارة، تزداد أيضًا كمية الأمونيا الحرة.

يؤدي الاعتماد الأخير إلى تثبيط توليد الغاز (هذا الغاز سام للبكتيريا).

التمثيل الغذائي وحرية الحركة

يجب أن تكون المادة الخام مسالة بدرجة كافية حتى تتمكن الميكروبات وفقاعات الغاز من التحرك فيها. للقيام بذلك، يتم إضافة الماء الساخن إلى التركيب، وبذلك تصل رطوبة الحمل إلى 85٪ في الشتاء وما يصل إلى 92٪ في الصيف.

لكي تحدث عمليات التمثيل الغذائي بشكل أفضل في المفاعل، يجب تحريك محتوياته من وقت لآخر (كل 4 إلى 6 ساعات تقريبًا).

وقت التخمير

إذا تم تفريغ المواد الخام قبل الموعد المحدد، فلن يكون لدى البكتيريا الوقت لتعويض الخسارة في الأعداد وستنخفض إنتاجية مستعمراتها.

إذا تم الاحتفاظ بها لفترة طويلة جدًا، تنخفض الإنتاجية أيضًا بسبب نقص العناصر الغذائية.

في المتوسط، وقت التخمير الأمثل هو:

• لنظام العلاج النفسي: 30 – 40 يومًا أو أكثر؛
• للمرض المتوسط: 10 - 20 يومًا؛
• للحرارة: 5 – 10 أيام.

التوازن الحمضي القاعدي

يتم ملاحظة أعلى إنتاجية عند قيم الأس الهيدروجيني من 6.5 إلى 8.5 (حسب المادة الخام).

نسبة الكربون إلى النيتروجين

تعتمد القيمة المثلى مرة أخرى على المادة الخام. يجب أن يكون هناك 10 - 20 مرة أكثر من الكربون من النيتروجين.

مقارنة الغاز الحيوي مع أنواع الوقود التقليدية

وتشمل نقاط القوة في هذه التكنولوجيا ما يلي:

1. المواد الخام المستخدمة لإنتاج الغاز الحيوي هي مورد لا ينضب وهي مجانية.
2. لا ترتبط طاقة الغاز الحيوي بمكان محدد، إذ يمكن العثور على المواد الخام اللازمة للتركيب في أي منطقة.
3. مجموعة واسعة من التطبيقات: يمكن أن يعمل الغاز الحيوي كمصدر للحرارة والكهرباء ووقود المحركات.

ومن حيث تكاليف البناء (3-4 آلاف يورو لكل كيلوواط من الطاقة)، ​​تقع محطات الغاز الحيوي بين محطات الطاقة النووية (5 آلاف يورو لكل 1 كيلوواط) والمحطات التي تعمل بالفحم (2 ألف يورو لكل 1 كيلوواط).

تركيب لإنتاج الغاز الحيوي

لقد ثبت عمليًا: كلما زادت قوة التثبيت، كلما كانت الطاقة المولدة بمساعدته أرخص. تعتمد الربحية أيضًا على نوع المواد الخام المستخدمة.

مخطط لتنظيم إنتاج الغاز الحيوي في المنزل

عند بناء مولد غاز بسعة تزيد عن 10 ميجاوات، يعمل على نفايات الطعام، سيتعين عليك إنفاق حوالي 2 ألف يورو لكل كيلووات من الطاقة؛ وفي الوقت نفسه، فإن التركيب بسعة تصل إلى 1 ميغاواط، باستخدام روث البقر كمواد خام، سيكلف 7 آلاف يورو لكل 1 كيلوواط.

تتكون الوحدة من عدة وحدات تكنولوجية.

مفاعل

وهي عبارة عن حاوية خرسانية مسلحة صلبة مغطاة بالعزل الحراري مع عدة ثقوب تكنولوجية. يجب أن يكون المفاعل محكم الغلق لمنع دخول الهواء إلى داخله.

نظام تغذية الكتلة الحيوية

لتحميل المواد الخام، تم تجهيز التثبيت بمخبأ. تتم تغذية النفايات هنا يدويًا أو باستخدام ناقل.

يتم أيضًا توفير أنبوب به ماء ساخن للمفاعل.

النمامون

يتم تركيب شفرات الخلط على عمود عمودي، ويمتد ساقه إلى الخارج من خلال فتحة محكمة الغلق في غطاء المفاعل.

يتم تشغيل الجهاز بواسطة محرك كهربائي من خلال مخفض التروس.

يمكن تشغيل المحرك الكهربائي يدويًا أو تلقائيًا.

نظام التدفئة الآلي

يتم تثبيت التدفئة في الجزء السفلي من المفاعل. يمكن أن يكون المبرد الماء أو الكهرباء. يتم تشغيل عناصر التسخين بواسطة منظم حرارة يتم ضبطه على درجة حرارة معينة.

حامل الغاز

هذه هي الحاوية التي يدخل إليها الغاز الحيوي المتولد في المفاعل.

فاصل

كما ذكرنا سابقًا، الغاز الحيوي عبارة عن خليط من غازات مختلفة. يسمح لك الفاصل بفصل الميثان عن الشوائب لتسليمه لاحقًا إلى المستهلك.

أبسط مصنع للغاز الحيوي للمنزل

إن مولد الغاز الحيوي محلي الصنع، بطبيعة الحال، أقل شأنا من حيث الخصائص للوحدات المصنعة باهظة الثمن، لكنه سيتطلب تكاليف أولية أقل بكثير.

لبنائه ستحتاج:

• حلقات خرسانية مسلحة
• مخبأ فولاذي
• غطاء ضخم مصنوع من الفولاذ أو الخرسانة المسلحة (هناك حالة معروفة عندما تم استخدام جرس ثقيل كغطاء)؛
• خطوط أنابيب لتزويد المياه وتفريغ المنتج النهائي.

يجب أن يتجاوز حجم المفاعل حجم التحميل بمقدار 1.5 مرة.

مخطط التثبيت

في أبسط تصميم، مولد الغاز غير مزود بجهاز تسخين وخلط. يتم تنفيذ العمل على بناء التثبيت بالتسلسل التالي:

1. يتم حفر حفرة ذات حجم كافٍ ويتم صب الجزء السفلي منها بالخرسانة.
2. يتم إنزال العديد من الحلقات الخرسانية المسلحة في الحفرة الواحدة تلو الأخرى لتشكل منها خزانًا أسطوانيًا. يجب أن تكون جميع المفاصل مختومة بمادة البيتومين المصطكي.
3. الحاوية الخرسانية مغطاة بالعزل الحراري والعزل المائي، وبعد ذلك تبدأ في ردم الحفرة.
4. يتم وضع غطاء مزود بفتحة تحميل محكمة الغلق أعلى المفاعل. أثناء تخمير المواد الخام، يتم توليد ضغط مرتفع في المفاعل، لذلك يمكن تأمين الغطاء بكابلات لضمان الموثوقية. لن يكون من غير الضروري تركيب صمام أمان به ثقل موازن على شكل وزن.
5. يجب أن يتم ربط القادوس بفتحة التحميل.
6. كل ما تبقى هو توصيل خطوط الأنابيب بالمفاعل. في هذه الحالة، يجب تركيب مانع تسرب الماء على خط تفريغ المنتج النهائي.

يتم تحضير الكتلة الحيوية على النحو التالي:

• يجب أن تأخذ 3 أجزاء من روث البقر و 7 أجزاء من بقايا النباتات المتعفنة - قمم الخضروات والأوراق والقشور وما إلى ذلك.
• يجب تخفيف الخليط الناتج بالماء وبالتالي رفع رطوبته إلى 60٪ - 70٪.

من أجل زيادة الإنتاجية، يمكنك استخدام نظام التثبيت الأكثر تقدما، والذي يتضمن تسخين المياه. سيكون مولد الحرارة عبارة عن غلاية ماء ساخن تعمل بالوقود الناتج عن التركيب.

مصنع الغاز الحيوي DIY - الرسم

عند تحميل المادة الخام يكفي تسخينها إلى 35 درجة، وبعد ذلك ترتفع درجة حرارتها نتيجة التخمير إلى 70 درجة.

كما أظهرت الممارسة، فإن تحميل الكتلة الحيوية بمقدار 5 أطنان يجعل من الممكن الحصول على ما متوسطه حوالي 40 مترًا مكعبًا يوميًا خلال 6 أشهر. م من الوقود الغازي.

فيديو حول الموضوع

لا تعليقات حتى الآن

مناخ صغير.pro

مصنع للغاز الحيوي افعله بنفسك لمنزل خاص: توصيات للجهاز ومثال لترتيب منتج محلي الصنع

يحلم المالك المقتصد بموارد الطاقة الرخيصة والتخلص الفعال من النفايات والحصول على الأسمدة. يعد مصنع الغاز الحيوي المنزلي الذي يمكنك صنعه بنفسك طريقة غير مكلفة لتحقيق حلمك. سيكلف التجميع الذاتي لهذه المعدات مبلغا معقولا من المال، وسيكون الغاز الناتج بمثابة مساعدة جيدة في الأسرة: يمكن استخدامه للطهي وتدفئة المنزل والاحتياجات الأخرى.

ما هو مطلوب لإنتاج الغاز الحيوي

يتشكل الغاز الحيوي نتيجة تخمير الركيزة البيولوجية. وهي تتحلل بواسطة البكتيريا المكونة للحمض والميثان والحمض. خليط الغازات التي تنتجها البكتيريا قابل للاشتعال، لأنه تحتوي على نسبة كبيرة من الميثان.

خصائصه لا تختلف عمليا عن الغاز الطبيعي الذي يستخدم لتلبية الاحتياجات الصناعية والمنزلية.

إذا رغبت في ذلك، يمكن لكل مالك منزل شراء محطة غاز حيوي صناعية، ولكنها باهظة الثمن، ويؤتي الاستثمار ثماره في غضون 7 إلى 10 سنوات. لذلك، فمن المنطقي بذل جهد وصنع مفاعل حيوي بيديك

الغاز الحيوي هو وقود صديق للبيئة، وتكنولوجيا إنتاجه ليس لها تأثير كبير على البيئة. علاوة على ذلك، يتم استخدام منتجات النفايات التي يجب التخلص منها كمواد خام للغاز الحيوي. يتم وضعها في مفاعل حيوي، حيث تتم المعالجة:

• تتعرض الكتلة الحيوية للبكتيريا لبعض الوقت. تعتمد فترة التخمير على حجم المواد الخام.
• ونتيجة لنشاط البكتيريا اللاهوائية ينطلق خليط من الغازات القابلة للاشتعال، والذي يتضمن غاز الميثان (60%) وثاني أكسيد الكربون (35%) وبعض الغازات الأخرى (5%). يؤدي التخمير أيضًا إلى إطلاق كبريتيد الهيدروجين الذي يحتمل أن يكون خطيرًا بكميات صغيرة. إنها سامة، لذلك من غير المرغوب فيه للغاية أن يتعرض لها الناس.
• تتم تنقية خليط الغازات من المفاعل الحيوي وتزويده إلى خزان الغاز، حيث يتم تخزينه حتى يتم استخدامه للغرض المقصود.
• يمكن استخدام الغاز من حامل الغاز بنفس طريقة استخدام الغاز الطبيعي. يذهب إلى الأجهزة المنزلية - مواقد الغاز، غلايات التدفئة، إلخ.
• ويجب إزالة الكتلة الحيوية المتحللة بانتظام من جهاز التخمير. هذا عمل إضافي، لكن الجهد يؤتي ثماره. وبعد التخمير تتحول المادة الخام إلى سماد عالي الجودة يستخدم في الحقول وحدائق الخضروات.

تعتبر محطة الغاز الحيوي مفيدة لصاحب منزل خاص فقط إذا كان لديه إمكانية الوصول المستمر إلى النفايات من مزارع الماشية. في المتوسط، من 1 متر مكعب. يمكنك الحصول على 70-80 متر مكعب من الركيزة. الغاز الحيوي، لكن إنتاج الغاز متفاوت ويعتمد على عوامل كثيرة، منها درجات حرارة الكتلة الحيوية. وهذا يعقد الحسابات.

تعتبر محطات الغاز الحيوي مثالية للمزارع. يمكن أن توفر النفايات الحيوانية ما يكفي من الغاز لتدفئة المباني السكنية والمباني الملحقة بالكامل

ولكي تكون عملية إنتاج الغاز مستقرة ومستمرة، فمن الأفضل بناء عدة محطات للغاز الحيوي، وإضافة الركيزة إلى المخمرات مع فارق التوقيت. تعمل هذه المنشآت بالتوازي، ويتم تحميل المواد الخام فيها بالتتابع. وهذا يضمن إنتاجًا ثابتًا للغاز، بحيث يمكن توفيره بشكل مستمر للأجهزة المنزلية.

ومن الناحية المثالية، ينبغي تسخين المفاعل الحيوي. كل 10 درجات حرارة تزيد من إنتاج الغاز بمقدار النصف. على الرغم من أن تركيب التدفئة يتطلب الاستثمار، إلا أنه يؤتي ثماره في زيادة كفاءة التصميم

معدات الغاز الحيوي محلية الصنع، والتي يتم تجميعها من مواد الخردة، أرخص بكثير من مصانع الإنتاج الصناعي. كفاءتها أقل، لكنها تستحق الاستثمار. إذا كان لديك إمكانية الوصول إلى السماد والرغبة في بذل جهدك الخاص لتجميع الهيكل وصيانته، فهذا أمر مربح للغاية.

مزايا وعيوب النظام

تتمتع محطات الغاز الحيوي بالعديد من المزايا، ولكن هناك أيضًا الكثير من العيوب، لذا قبل البدء في التصميم والبناء، يجب عليك وزن كل شيء:

• إعادة التدوير. بفضل محطة الغاز الحيوي، يمكنك الحصول على أقصى استفادة من النفايات التي كان من الممكن التخلص منها. يعتبر هذا التخلص أقل خطورة على البيئة من دفن النفايات.
• تجديد المواد الخام. الكتلة الحيوية ليست الفحم أو الغاز الطبيعي، الذي يؤدي استخراجه إلى استنفاد الموارد. عند الزراعة، تظهر المواد الخام باستمرار.
• كمية صغيرة نسبيا من ثاني أكسيد الكربون. عندما يتم إنتاج الغاز، لا تتلوث البيئة، ولكن عند استخدامه، يتم إطلاق كمية صغيرة من ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي. إنها ليست خطيرة وغير قادرة على تغيير البيئة بشكل حاسم، لأن... يتم امتصاصه من قبل النباتات أثناء النمو.
• إطلاق الكبريت المعتدل. عند حرق الغاز الحيوي، يتم إطلاق كمية صغيرة من الكبريت في الغلاف الجوي. هذه ظاهرة سلبية، لكن حجمها يمكن رؤيته بالمقارنة: عند حرق الغاز الطبيعي، يكون التلوث البيئي بأكاسيد الكبريت أكبر بكثير.
• عمل مستقر. يعد إنتاج الغاز الحيوي أكثر استقرارًا من الألواح الشمسية أو توربينات الرياح. وفي حين لا يمكن التحكم في الطاقة الشمسية وطاقة الرياح، فإن محطات الغاز الحيوي تعتمد على النشاط البشري.
• يمكن استخدام إعدادات متعددة. الغاز يحمل دائمًا مخاطر. لتقليل الأضرار المحتملة في حالة وقوع حادث، يمكن نشر العديد من محطات الغاز الحيوي في جميع أنحاء الموقع. إذا تم تصميم وتجميع نظام مكون من عدة أجهزة تخمير بشكل صحيح، فإنه سيعمل بشكل أكثر استقرارًا من مفاعل حيوي كبير واحد.
• فوائد للزراعة. تزرع بعض أنواع النباتات للحصول على الكتلة الحيوية. يمكنك اختيار تلك التي تعمل على تحسين حالة التربة. على سبيل المثال، تقلل الذرة الرفيعة من تآكل التربة وتحسن جودتها.

الغاز الحيوي له أيضًا عيوب. وعلى الرغم من كونه وقودًا نظيفًا نسبيًا، إلا أنه لا يزال يلوث الجو. قد تكون هناك أيضًا مشاكل في إمداد الكتلة الحيوية النباتية. غالبًا ما يقوم أصحاب النباتات غير المسؤولين بحصادها بطريقة تستنزف الأرض وتخل بالتوازن البيئي.

كيفية حساب ربحية التثبيت

وعادة ما يستخدم روث البقر كمادة خام لإنتاج الغاز الحيوي. يمكن لبقرة واحدة بالغة أن تنتج ما يكفي لتوفير 1.5 متر مكعب. وقود؛ خنزير - 0.2 متر مكعب؛ الدجاج أو الأرنب (حسب وزن الجسم) – 0.01-0.02 متر مكعب. لفهم ما إذا كان هذا كثيرًا أم قليلاً، يمكنك مقارنته بأنواع أكثر شيوعًا من الموارد.

1 متر مكعب يوفر الغاز الحيوي نفس الكمية من الطاقة الحرارية مثل:

• الحطب – 3.5 كجم؛
• الفحم – 1-2 كجم؛
• الكهرباء – 9-10 كيلو واط/ساعة.

إذا كنت تعرف الوزن التقريبي للمخلفات الزراعية التي ستكون متاحة خلال السنوات القادمة وكمية الطاقة المطلوبة، فيمكنك حساب ربحية مصنع الغاز الحيوي.

واحدة من العيوب الرئيسية لإنتاج الغاز الحيوي هي الرائحة. تعد القدرة على استخدام أكوام السماد الصغيرة ميزة إضافية كبيرة، ولكن سيتعين عليك تحمل الإزعاج والتحكم بعناية في العملية حتى لا تؤدي إلى انتشار مسببات الأمراض

لوضعه في المفاعل الحيوي، يتم إعداد الركيزة، والتي تتضمن عدة مكونات بالنسب التالية:

• السماد (أفضل بقرة أو لحم خنزير) - 1.5 طن؛
• النفايات العضوية (يمكن أن تكون أوراقًا فاسدة أو مكونات أخرى من أصل نباتي) – 3.5 طن؛
• تسخين الماء إلى 35 درجة (يتم حساب كمية الماء الدافئ بحيث تكون كتلته 65-75٪ من إجمالي كمية المادة العضوية).

تم حساب الركيزة لمدة ستة أشهر على أساس استهلاك الغاز المعتدل. بعد حوالي 10-15 يومًا ستعطي عملية التخمير النتائج الأولى: سيظهر الغاز بكميات صغيرة ويبدأ في ملء المخزن. وبعد 30 يومًا، يمكنك توقع إنتاج الوقود بالكامل.

معدات إنتاج الغاز الحيوي ليست منتشرة بشكل خاص في بلدنا بعد. ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى ضعف وعي الناس بمزايا وميزات أنظمة الغاز الحيوي. وفي الصين والهند، تم تجهيز العديد من المزارع الصغيرة بمصانع مؤقتة لإنتاج وقود نظيف إضافي

إذا كان التثبيت يعمل بشكل صحيح، فإن حجم الغاز الحيوي سيزداد تدريجياً حتى تتعفن الركيزة. يعتمد أداء الهيكل بشكل مباشر على معدل تخمير الكتلة الحيوية، والذي يرتبط بدوره بدرجة حرارة ورطوبة الركيزة.

تعليمات للبناء الذاتي

إذا لم تكن لديك خبرة في تجميع الأنظمة المعقدة، فمن المنطقي أن تختار عبر الإنترنت أو تطور أبسط رسم لمصنع الغاز الحيوي لمنزل خاص.

كلما كان التصميم أبسط، كلما كان أكثر موثوقية ودائمة. لاحقًا، عندما تقوم بتطوير المهارات في بناء النظام والتعامل معه، يمكنك إعادة المعدات أو تثبيت تثبيت إضافي.

وتشمل التصاميم الصناعية باهظة الثمن أنظمة خلط الكتلة الحيوية، والتدفئة التلقائية، وتنقية الغاز، وما إلى ذلك. المعدات المنزلية ليست بهذا التعقيد. من الأفضل تجميع التثبيت البسيط، ثم إضافة العناصر المطلوبة

عند حساب حجم المخمر يجب التركيز على 5 متر مكعب. يتيح لك هذا التثبيت الحصول على كمية الغاز اللازمة لتدفئة منزل خاص بمساحة 50 مترًا مربعًا، في حالة استخدام غلاية الغاز أو الموقد كمصدر للحرارة. وهذا رقم متوسط، لأنه عادة لا يزيد محتوى السعرات الحرارية في الغاز الحيوي عن 6000 كيلو كالوري/م3.

لكي تستمر عملية التخمير بشكل أكثر أو أقل استقرارًا، من الضروري تحقيق ظروف درجة الحرارة الصحيحة. للقيام بذلك، يتم تثبيت المفاعل الحيوي في حفرة ترابية أو يتم التفكير في العزل الحراري الموثوق به مسبقًا. يمكن ضمان التسخين المستمر للركيزة عن طريق وضع أنبوب تسخين الماء أسفل قاعدة جهاز التخمير

يمكن تقسيم بناء محطة الغاز الحيوي إلى عدة مراحل.

المرحلة 1: إعداد الحفرة للمفاعل الحيوي

يقع مصنع الغاز الحيوي بالكامل تقريبًا تحت الأرض، لذلك يعتمد الكثير على كيفية حفر الحفرة وإنهائها. هناك عدة خيارات لتقوية الجدران وإغلاق الحفرة - حلقات بلاستيكية وخرسانية وبوليمرية.

تعتمد شدة تخمير الركيزة وإطلاق الغاز على تحضير الجدران وقاع المفاعل الحيوي، لذلك يتم تقوية الحفرة وعزلها وإغلاقها بعناية. هذه هي أصعب مرحلة من العمل وأكثرها استهلاكا للوقت

الحل الأمثل هو شراء حلقات بوليمر جاهزة ذات قاع صلب. وسوف تكلف أكثر من المواد المتاحة، ولكن لن تكون هناك حاجة إلى ختم إضافي. البوليمرات حساسة للأحمال الميكانيكية، ولكنها ليست خائفة من الرطوبة والمواد العدوانية كيميائيا. لا يمكن إصلاحها، ولكن إذا لزم الأمر يمكن استبدالها بسهولة.

المرحلة 2: ترتيب تصريف الغاز

يعد شراء وتركيب خلاطات خاصة لمحطات الغاز الحيوي عرضًا مكلفًا. يمكن جعل النظام أرخص عن طريق تركيب تصريف الغاز. وتتكون من أنابيب مجاري بوليمر مثبتة رأسياً مع وجود العديد من الثقوب فيها.

لتصريف الغاز، يمكنك اختيار الأنابيب المعدنية أو البوليمر. الأول أقوى، والأخير أكثر مقاومة للتأثيرات الكيميائية. من الأفضل إعطاء الأفضلية للبوليمرات، لأن سوف يصدأ المعدن ويتعفن بسرعة

عند حساب طول أنابيب الصرف، يجب التركيز على عمق الملء المخطط للمفاعل الحيوي. يجب أن تكون قمم الأنابيب أعلى من هذا المستوى.

المرحلة 3: ترتيب الطبقة العازلة

يمكنك تحميل الركيزة على الفور في المفاعل الحيوي النهائي. وهي مغطاة بفيلم بحيث يكون الغاز المنبعث أثناء عملية التخمير تحت ضغط طفيف. عندما تكون القبة جاهزة، سيضمن ذلك إمدادًا طبيعيًا بالميثان الحيوي عبر أنبوب المخرج.

المرحلة الرابعة: تركيب القبة والأنابيب

المرحلة الأخيرة من تجميع أبسط مصنع للغاز الحيوي هي تركيب الجزء العلوي من القبة. وفي أعلى نقطة من القبة يتم تركيب ماسورة عادم غاز وممتدة إلى حامل الغاز.

تعمل المساحة الحرة للمفاعل الحيوي إلى حد ما كمنشأة لتخزين الغاز، ولكن هذا لا يكفي للتشغيل الآمن للتركيب. يجب استهلاك الغاز باستمرار، وإلا فمن الممكن حدوث انفجار من الضغط الزائد تحت القبة

حاوية المفاعل الحيوي مغلقة بغطاء محكم. لمنع اختلاط الميثان الحيوي بالهواء، يتم تثبيت ختم الماء. كما أنه يعمل على تنقية الغاز. من الضروري توفير صمام تحرير يعمل إذا كان الضغط في جهاز التخمير مرتفعًا جدًا.

طريقتان لتسخين المفاعل الحيوي

الكائنات الحية الدقيقة التي تعالج الركيزة موجودة باستمرار في الكتلة الحيوية، ولكن لتكاثرها المكثف فإنها تحتاج إلى درجة حرارة 38 درجة أو أعلى. للتدفئة خلال فترات البرد، يمكنك استخدام ملف متصل بنظام التدفئة المنزلية أو السخانات الكهربائية. الطريقة الأولى هي أكثر ربحية من الناحية الاقتصادية، لذلك يتم استخدامها في كثير من الأحيان.

أسهل طريقة لترتيب التدفئة من الأسفل هي وضع أنبوب من نظام التدفئة، ولكن كفاءة مثل هذا المبادل الحراري منخفضة نسبيا. من الأفضل ترتيب التدفئة الخارجية، ومن الأفضل البخار، بحيث لا ترتفع درجة حرارة الكتلة الحيوية

ليس من الضروري دفن مصنع الغاز الحيوي في الأرض، فهناك خيارات أخرى للترتيب. يظهر مثال على تشغيل نظام تم تجميعه من البراميل في الفيديو أدناه.

مقاطع فيديو حول تجميع وترتيب النظام

على الرغم من عدم وجود شيء معقد في تجميع وترتيب معدات الغاز الحيوي، إلا أنه يجب أن تكون منتبهًا للغاية للتفاصيل. الأخطاء غير مقبولة، لأن يمكن أن يؤدي إلى الانفجارات والدمار. نحن نقدم تعليمات فيديو ستساعدك على فهم تصميم النباتات وتجميعها بشكل صحيح وتزويدها بأجهزة مفيدة لاستخدام أكثر ملاءمة للغاز الحيوي.

يصف الفيديو كيفية عمل وتشغيل محطة الغاز الحيوي القياسية:

مثال على مصنع الغاز الحيوي محلية الصنع. فيديو تعليمي حول كيفية إعداد النظام بيديك:

تعليمات فيديو لتجميع محطة الغاز الحيوي من البرميل:

وصف عملية تصنيع خلاطات الركيزة:

وصف تفصيلي لتشغيل مخزن الغاز محلي الصنع:

بغض النظر عن مدى بساطة تركيب الغاز الحيوي الذي تم اختياره لمنزل خاص، يجب ألا تبخل عليه. إذا كان ذلك ممكنا، فمن الأفضل شراء مفاعل حيوي صناعي قابل للطي. إذا لم يكن الأمر كذلك، فاصنعه من مواد عالية الجودة ومستدامة: البوليمرات أو الخرسانة أو الفولاذ المقاوم للصدأ. سيسمح لك ذلك بإنشاء نظام إمداد غاز موثوق وآمن حقًا في المنزل.

sovet-ingenera.com

كيفية تركيب التدفئة في منزل خاص بيديك