Bioplinska postrojenja za farme: cijena, oprema. Kućno bioplinsko postrojenje uradi sam Bioplinski kotao

Bioplin je mješavina plinova koji nastaju tijekom razgradnje organske tvari od strane anaerobnih bakterija. Bioplin je vrlo zapaljiv i proizvodi čisti plamen kada se sagori, pa se može koristiti ne samo za kuhanje, već i za motore s unutarnjim izgaranjem (na primjer, za proizvodnju električne energije).

Prednosti bioplinskog postrojenja kod kuće:
– lako možete dobiti bioplin kod kuće bez upotrebe skupe opreme;
– izvrsna alternativna energija za one čiji se dom nalazi daleko od civilizacije ili za one koji žele biti neovisni o državi;
– raspoložive sirovine (stajski gnoj, kuhinjski otpad, usitnjeno raslinje itd.);
– briga za okoliš, budući da u procesu razgradnje organskih tvari u prirodi dolazi do ulaska plina u atmosferu, što za posljedicu ima efekt staklenika, au tom slučaju dolazi do izgaranja bioplina pri čemu nastaje CO2;
– proizvodnja gnojiva kao nusproizvoda bioplinskog postrojenja.

Ali osim prednosti, bioplinsko postrojenje ima svoje nedostatke:
– bakterije rade na temperaturi od 18-40 stupnjeva, tako da ljeti možete dobiti bioplin. Ako izolirate bioplinsko postrojenje i opremite ga grijanjem, možete dobiti bioplin u proljetno-jesenskom razdoblju, ali troškovi izolacije i grijanja mogu poništiti dobivenu korist
– potrebno je stalno unositi nove sirovine, a time i ocijediti gnojiva.

Za izradu bioplinskog postrojenja vlastitim rukama trebat će nam:
1. Dvije bačve od 200l
2. Bačva 30-60l, ili velika plastična kanta
3. Plastične kanalizacijske cijevi
4. Cijev za plin
5. Dizalica

Radi jasnoće, dat ću dijagram instalacije kućnog bioplina

Princip rada bioplinskog postrojenja. U reaktor se ubacuju sirovine (gnoj, kuhinjski otpad, usitnjeno raslinje itd.) i voda. Bioplinsko postrojenje neće proraditi odmah, već nakon nekoliko dana, kada se broj anaerobnih bakterija maksimalno poveća.

Tijekom života anaerobnih bakterija oslobađa se bioplin koji će se skupljati na vrhu bačve (na ovom mjestu treba biti postavljena slavina). Iz reaktora bioplin plinskim crijevom ulazi u kolektor.

Kolektor je bačva vode od 200 litara, au njoj preokrenuta kanta za skupljanje plina, kao i za stvaranje tlaka potrebnog za rad plinske peći. Kako plin ulazi, kanta će plutati. Ako je količina bioplina veća od one koju plastična kanta može primiti, tada će plin jednostavno izaći kroz vodu.

Za izradu reaktora Trebat će vam zatvorena bačva od 200 litara. Napravimo nekoliko rupa u gornjem dijelu cijevi i ugradimo:
– Plastična cijev za izlijevanje sirovina. Na kraju cijevi potrebno je ugraditi prijelaz na veliku cijev (neka vrsta kante za zalijevanje, radi lakšeg izlijevanja sirovina)
– Plastična cijev za odvod gnojiva. Budući da bioplinsko postrojenje nije perpetum mobile potrebno je stalno dodavati sirovine. Prilikom unošenja novih sirovina, višak (već prerađene sirovine - gnojiva) će izaći kroz odvodnu cijev.
– Slavina na najvišoj točki bačve bioplina.

Kod proizvodnje reaktora vrlo je važno da su svi priključci zabrtvljeni, inače pod nastalim tlakom može doći do istjecanja plina. Odvodna cijev mora biti smještena ispod razine ugradnje plinske slavine. Cijevi za odvod i punjenje trebaju biti čvrsto začepljene kada se ne koriste.

Za izradu kolektora trebat će vam plastična bačva od 200 litara bez poklopca. U bačvu uliti 3/4 vode i ugraditi drugu bačvu, naopako, manjeg volumena. U dno manje bačve urezali smo priključak za spajanje crijeva od reaktora, te slavinu za spajanje crijeva koje ide na plinsku peć.

Za punjenje sirovina, otvorite otvore za dovod i odvod i napunite sirovine. Najbolje je koristiti stajnjak razrijeđen u vodi. Najbolje je koristiti kišnicu ili taloženu vodu kako sadržaj klora iz vodovoda ne bi smanjio kolonije bakterija. Također, ako koristite kuhinjske otpatke, svakako držite podalje deterdžente, ljuske jaja, kosti i ljuske luka jer mogu pogoršati rad bioplinskog postrojenja.

Bioplin sam po sebi ima vrlo neugodan miris, ali kada sagori nema mirisa. Spaljujete li plin bez miješanja sa zrakom, dobit ćete žuti plamen s čađom, koji će lako zadimiti dno posude.

Ako bioplin pomiješate sa zrakom i potom zapalite, dobit ćete čisti plavi plamen bez čađe. Tako, primjerice, kod tvorničkih plinskih peći u uputama stoji da je pri prelasku s plina iz mreže na plin u bocama i obrnuto potrebno promijeniti mlaznice (koje se razlikuju po promjeru otvora), inače će plamenik dimiti. Alternativno, možete koristiti laboratorijski bunzenov plamenik.

Ako nemate laboratorijski plamenik, lako ga možete napraviti od komada cijevi bušenjem rupa na dnu. Tako će se plin, prolazeći kroz cijev, miješati sa zrakom, a na izlazu iz cijevi dobit ćemo miješani plin.

Možete eksperimentirati s komadima drva kao mlaznicama, oštriti ih da nalikuju olovci i bušiti rupe različitih promjera u njima. Na taj način možete dobiti optimalnu veličinu plamenika.

Za pokus je korišten stari roštilj kao peć, na dnu je izrezana rupa i postavljen Bunsenov plamenik. A naknadno je roštilj zamijenjen štednjakom s jednim plamenikom.

Za stvaranje tlaka plina, na razdjelnik se postavlja uteg (mala bačva za skupljanje plina). Na primjer, ako postavite opterećenje od 5 kg, tada se 1 litra vode može prokuhati za 15 minuta. Ako postavite opterećenje od 10 kg, tada će 1 litra vode prokuhati za 10 minuta.

Ukratko, treba napomenuti da domaće bioplinsko postrojenje proizvodi bioplin za 30 minuta rada plamenika dnevno, ako je sirovina stajnjak. Ako koristite kuhinjske otpatke kao sirovinu, tada je produktivnost samo 15 minuta dnevno.

Plina koji se oslobađa nije toliko, ali složit ćete se da ni bioplinsko postrojenje nije toliko veliko. Stoga, ako želite povećati količinu proizvedenog plina, morat ćete povećati volumene reaktora i kolektora.

Dimenzije kolektora ne moraju se povećavati ako bioplin na vrijeme prepumpate u drugu posudu (npr. u cilindar). Najjednostavnije, to se može učiniti pomoću kompresora iz hladnjaka, koji ima jedan ulaz i jedan izlaz. Ulaz spojimo na razdjelnik, a izlaz na cilindar.

Kompresor može biti opremljen automatizacijom, na primjer, kada se razvodnik napuni plinom, cijev se podiže, zatvara kontakte, čime se uključuje kompresor. A kompresor se, zauzvrat, isključio kada je bačva pala na minimalnu razinu.

Reaktor bioplinskog postrojenja mora biti izrađen od plastike, ali ni u kojem slučaju od metala, jer zbog oksidativnih procesa metal brzo hrđa. Alternativno, možete koristiti plastične bačve velikog volumena (na primjer, Eurocube). A kako velike količine bačava ne zauzimaju puno prostora u dvorištu, mogu se zakopati.

19. studenog 2016 Genadij

Mnogi vlasnici kućanstava brinu kako smanjiti troškove grijanja doma, kuhanja i opskrbe električnom energijom. Neki od njih već su vlastitim rukama izgradili bioplinska postrojenja te su se djelomično ili potpuno izolirali od dobavljača energije. Ispada da nije teško dobiti gotovo besplatno gorivo u privatnom kućanstvu.

Što je bioplin i kako se može koristiti?

Vlasnici poljoprivrednih gospodarstava znaju: stavljanjem bilo kojeg biljnog materijala, ptičjeg izmeta i gnoja na hrpu, s vremenom možete dobiti vrijedno organsko gnojivo. No malo njih zna da se biomasa ne razgrađuje sama od sebe, već pod utjecajem raznih bakterija.

Preradom biološkog supstrata ti sićušni mikroorganizmi oslobađaju otpadne proizvode, uključujući i mješavinu plinova. Većina (oko 70%) je metan - isti plin koji gori u plamenicima kućanskih peći i kotlova za grijanje.

Ideja o korištenju takvih eko-goriva za razne gospodarske potrebe nije nova. Uređaji za njegovu ekstrakciju koristili su se još u staroj Kini. Sovjetski inovatori također su istraživali mogućnost korištenja bioplina 60-ih godina prošlog stoljeća. No, tehnologija je početkom 2000-ih doživjela pravi preporod. Trenutno se bioplinska postrojenja aktivno koriste u Europi i SAD-u za grijanje domova i druge potrebe.

Kako radi bioplinsko postrojenje?

Princip rada uređaja za proizvodnju bioplina je vrlo jednostavan:

• biomasa razrijeđena vodom stavlja se u zapečaćenu posudu, gdje počinje "fermentirati" i oslobađati plinove;
• sadržaj spremnika redovito se ažurira - sirovine obrađene bakterijama se ispuštaju i dodaju svježe (u prosjeku oko 5-10% dnevno);
• Plin nakupljen u gornjem dijelu spremnika dovodi se kroz posebnu cijev u kolektor plina, a zatim u kućanske aparate.

Dijagram bioplinskog postrojenja.

Koje su sirovine prikladne za bioreaktor?

Postrojenja za proizvodnju bioplina isplativa su samo tamo gdje postoji svakodnevna nadoknada svježe organske tvari - gnoja ili izmeta stoke i peradi. U bioreaktor možete dodati i nasjeckanu travu, vrhove, lišće i kućni otpad (osobito kore od povrća).

Učinkovitost instalacije uvelike ovisi o vrsti sirovina koje se utovaruju. Dokazano je da se uz istu masu najveći prinos bioplina dobiva iz svinjskog gnoja i purećeg izmeta. S druge strane, kravlji izmet i silažni otpad proizvode manje plina za isto opterećenje.

Korištenje bio-sirovina za grijanje kuće.

Što se ne može koristiti u bioplinskom postrojenju?

Postoje čimbenici koji mogu značajno smanjiti aktivnost anaerobnih bakterija, ili čak potpuno zaustaviti proces proizvodnje bioplina. Sirovine koje sadrže:

• antibiotici;
• kalup;
• sintetski deterdženti, otapala i druge "kemikalije";
• smole (uključujući piljevinu crnogoričnog drveća).

Neučinkovito je koristiti već truli stajnjak - može se utovariti samo svježi ili prethodno osušeni otpad. Također, ne smije se dopustiti da se sirovine natapaju - pokazatelj od 95% već se smatra kritičnim. Ipak, biomasi je još uvijek potrebno dodati malu količinu čiste vode kako bi se olakšalo njezino punjenje i ubrzao proces fermentacije. Gnoj i otpad se razrijede do konzistencije rijetke krupice.

Bioplinsko postrojenje za dom

Danas industrija već proizvodi postrojenja za proizvodnju bioplina u industrijskim razmjerima. Njihova nabava i ugradnja je skupa; takva oprema u privatnim kućanstvima isplati se ne ranije od 7-10 godina, pod uvjetom da se za preradu koriste velike količine organske tvari. Iskustvo pokazuje da, po želji, vješt vlasnik može vlastitim rukama izgraditi malo bioplinsko postrojenje za privatnu kuću i to od najpristupačnijih materijala.

Priprema bunkera za obradu

Prije svega, trebat će vam hermetički zatvorena cilindrična posuda. Možete, naravno, koristiti velike lonce ili kuhati, ali njihov mali volumen neće omogućiti postizanje dovoljne proizvodnje plina. Stoga se u ove svrhe najčešće koriste plastične bačve zapremine od 1 m³ do 10 m³.

Možete ga sami napraviti. PVC ploče su komercijalno dostupne; dovoljna čvrstoća i otpornost na agresivna okruženja, mogu se lako zavariti u strukturu željene konfiguracije. Kao bunker može poslužiti i metalna bačva dovoljnog volumena. Istina, morat ćete provesti mjere protiv korozije - pokriti ga iznutra i izvana bojom otpornom na vlagu. Ako je spremnik izrađen od nehrđajućeg čelika, to nije potrebno.

Sustav ispušnih plinova

Odvodna cijev za plin postavljena je u gornjem dijelu bačve (obično u poklopcu) - tu se, prema zakonima fizike, nakuplja. Kroz spojenu cijev bioplin se dovodi u vodenu brtvu, zatim u spremnik (opcionalno pomoću kompresora u cilindar) i u kućanske aparate. Također je preporučljivo ugraditi otpusni ventil pored izlaza plina - ako tlak unutar spremnika postane previsok, ispustit će višak plina.

Sustav za dovod i istovar sirovina

Da bi se osigurala kontinuirana proizvodnja plinske smjese, bakterije u supstratu moraju se stalno (svakodnevno) “hraniti”, odnosno dodavati svježi stajnjak ili drugu organsku tvar. S druge strane, već obrađene sirovine iz bunkera moraju se ukloniti kako ne bi zauzimale koristan prostor u bioreaktoru.

Da biste to učinili, u bačvi su napravljene dvije rupe - jedna (za istovar) gotovo blizu dna, druga (za utovar) viša. U njih su zavarene (lemljene, zalijepljene) cijevi promjera najmanje 300 mm. Utovarni cjevovod je usmjeren prema gore i opremljen je lijevkom, a odvod je postavljen tako da je pogodno skupljati prerađenu gnojnicu (kasnije se može koristiti kao gnojivo). Spojevi su zapečaćeni.

Sistem grijanja

Toplinska izolacija bunkera.

Ako se bioreaktor postavlja na otvorenom ili u negrijanoj prostoriji (što je nužno iz sigurnosnih razloga), tada se mora osigurati toplinska izolacija i grijanje podloge. Prvi uvjet se postiže "omatanjem" bačve bilo kojim izolacijskim materijalom ili produbljivanjem u zemlju.

Što se tiče grijanja, možete razmotriti razne mogućnosti. Neki majstori ugrađuju cijevi kroz koje cirkulira voda iz sustava grijanja i postavljaju ih duž stijenki bačve u obliku zavojnice. Drugi smještaju reaktor u veći spremnik s vodom, koja se zagrijava električnim grijačima. Prva opcija je praktičnija i mnogo ekonomičnija.

Za optimizaciju rada reaktora potrebno je održavati temperaturu njegovog sadržaja na određenoj razini (najmanje 38⁰C). Ali ako poraste iznad 55⁰C, tada će bakterije koje stvaraju plin jednostavno "skuhati" i proces fermentacije će se zaustaviti.

Sustav miješanja

Kao što praksa pokazuje, u dizajnu, ručna mješalica bilo koje konfiguracije značajno povećava učinkovitost bioreaktora. Osovina na koju su zavarene (šrafljene) lopatice "mješalice" uklanja se kroz poklopac bačve. Zatim se na nju postavi ručka vrata, a rupa se pažljivo zatvori. Međutim, domaći majstori ne opremaju uvijek fermentore takvim uređajima.

Proizvodnja bioplina

Nakon što je instalacija spremna, u nju se puni biomasa razrijeđena vodom u omjeru cca 2:3. Krupni otpad mora se usitniti - maksimalna veličina frakcije ne smije biti veća od 10 mm. Zatim se poklopac zatvori - sve što trebate učiniti je pričekati da smjesa počne "fermentirati" i ispuštati bioplin. Pod optimalnim uvjetima, prva opskrba gorivom opažena je nekoliko dana nakon utovara.

Činjenica da je plin "krenuo" može se procijeniti po karakterističnom zvuku grgljanja u vodenoj brtvi. Istodobno, bačvu treba provjeriti na curenje. To se radi pomoću obične otopine sapuna - nanosi se na sve spojeve i promatra da li se pojavljuju mjehurići.

Prvo ažuriranje bio-sirovina trebalo bi se provesti za otprilike dva tjedna. Nakon što se biomasa ulije u lijevak, ista količina otpadne organske tvari će se izliti iz odvodne cijevi. Zatim se ovaj postupak provodi svakodnevno ili svaka dva dana.

Koliko traje dobiveni bioplin?

U malom gospodarstvu bioplinsko postrojenje neće biti apsolutna alternativa prirodnom plinu i drugim raspoloživim izvorima energije. Na primjer, pomoću uređaja s kapacitetom od 1 m³, možete dobiti samo gorivo za nekoliko sati kuhanja za malu obitelj.

Ali s bioreaktorom od 5 m³ već je moguće zagrijati prostoriju površine 50 m², ali će se njegov rad morati održavati svakodnevnim utovarom sirovina težine najmanje 300 kg. Da biste to učinili, na farmi morate imati desetak svinja, pet krava i nekoliko desetaka kokoši.

Obrtnici koji su uspjeli samostalno napraviti radna bioplinska postrojenja dijele videozapise s majstorskim tečajevima na internetu:

Bioplinsko postrojenje je posebna jedinica koja vam omogućuje preradu otpada iz poljoprivrede i prehrambene industrije u biološka gnojiva i biološki plin.

Korištenje takve instalacije omogućuje brzo uklanjanje različitih vrsta gnoja (uključujući ptičji izmet), preradu biljnih ostataka (prezimljena silaža, vrhovi prehrambenih usjeva itd.) i učinkovito zbrinjavanje organskog otpada iz klaonica i peradarskih farmi. Vrijeme potrebno za dobivanje biološkog otpada i plina ovisi o gustoći prerađenih materijala i njihovoj količini.

Takve instalacije su najraširenije u zemljama kao što su Njemačka i Nizozemska. Posljednjih godina veliki broj kineskih farmi i pogona za proizvodnju hrane također je opremljen bioplinskim postrojenjima vlastite proizvodnje.

Izgradnja bioplinskog postrojenja. Treba reći da su bioplinska postrojenja vrlo jednostavnog dizajna. Moderni modeli takvih instalacija imaju dovoljan stupanj automatizacije i zahtijevaju minimalnu ljudsku kontrolu. Dakle, moderno bioplinsko postrojenje sastoji se od:

• Prijelazni spremnik u koji ulaze sirovine na samom početku obrade za grijanje.
• Mikseri za mljevenje krupnih čestica trave i stajnjaka.
• Za održavanje rezervi i tlaka u sustavu nužna je plinska posuda (gasholder) u kojoj se skladišti dobiveni plin.
• Bioreaktor je najvažniji dio bioplinskog postrojenja u kojem se odvija fermentacija sirovina i proizvodi plin.
• Plinski sustav, set cijevi i crijeva za dovod i odvod dobivenog plina.
• Separatori razvrstavaju prerađene sirovine u kruta i tekuća gnojiva.
• Pumpe za crpljenje sirovina i vode.
• Uređaji za mjerenje i nadzor tlaka u reaktoru i temperature ogrjevne tekućine.
• Kogeneracijska stanica služi za distribuciju dobivenog plina.
• Hitni plamenici za ispuštanje viška plina iz reaktora i plinskog spremnika potrebni su za održavanje zadanog tlaka.

Na prvi pogled se čini da je dizajn bioplinskog postrojenja previše složen i zbunjujući, te uključuje skupe jedinice i komponente. Međutim, u stvarnosti to je daleko od slučaja. Većina komponenti ima prijeteća imena, ali zapravo se temelje na svakodnevnim predmetima. U svakom slučaju, slične dizajne već godinama koriste ljudi diljem svijeta, što znači da se princip rada instalacije može razumjeti bez ikakvih poteškoća.

Princip rada bioplinskog postrojenja. Prije nego prijeđemo na detaljan pregled principa rada bioplinskog postrojenja, treba reći da se ovaj uređaj pojavio isključivo zahvaljujući procesima fermentacije i razgradnje. Kao što znate, svaka se organska tvar (tijekom vremena i pod odgovarajućim uvjetima) razgrađuje na jednostavne kemijske tvari, a jedna od njih je bioplin. Na principima fermentacije i truljenja nastaje svako bioplinsko postrojenje, a dodatne komponente i sklopovi imaju pomoćne ili kontrolne funkcije.

Faze rada bioplinskog postrojenja.

• 1. Isporuka prerađenih proizvoda i otpada u postrojenje. Ako je otpad tekući, preporučljivo ga je dopremiti u reaktor pomoću specijaliziranih pumpi. Više krutog otpada može se dopremiti u reaktor ručno ili pomoću pokretne trake. U nekim slučajevima preporučljivo je zagrijavati otpad kako bi se povećala njegova brzina fermentacije i raspadanja u bioreaktoru. Za zagrijavanje otpada koristi se prijelazni spremnik u kojem se prerađeni proizvodi dovode do potrebne temperature.
• 2. Obrada u reaktoru. Nakon prijelaznog spremnika pripremljeni (i zagrijani!) otpad ulazi u reaktor. Visokokvalitetni bioreaktor je hermetička konstrukcija izrađena od posebno čvrstog čelika ili betona s posebnim premazom protiv kiseline. Bez greške, reaktor mora imati idealnu toplinsku i plinsku izolaciju. Čak i najmanji ulazak zraka ili pad temperature zaustavit će proces fermentacije i truljenja. Reaktor se zagrijava pomoću toplovodnih cijevi. Sustav je autonoman. Voda se zagrijava pomoću proizvedenog bioplina. Reaktor radi bez pristupa kisiku, u potpuno zatvorenom okruženju. Nekoliko puta dnevno, pomoću pumpice, mogu se dodavati novi obroci prerađene tvari. Optimalni temperaturni režim za reaktor je oko 40 stupnjeva Celzijusa. Ako je temperatura niža, proces fermentacije će se znatno usporiti. Ako povećate temperaturu, doći će do brzog isparavanja vode, što neće dopustiti da se otpad potpuno raspadne. Kako bi se ubrzao proces fermentacije, koristi se posebna miješalica. Ovaj uređaj nakon određenog vremena miješa tvar u reaktoru.
• 3. Izlaz gotovog proizvoda. Nakon određenog vremena (od nekoliko sati do nekoliko dana) pojavljuju se prvi rezultati fermentacije. To su bioplin i biološka gnojiva. Kao rezultat toga, dobiveni bioplin završava u držaču plina (spremnik plina). Tlak plina u plinskim spremnicima regulira se pomoću ventila. U slučaju previsokog tlaka, aktivirat će se plamenici za nuždu, koji će jednostavno spaliti višak plina i time stabilizirati tlak. Dobiveni bioplin potrebno je osušiti. Tek nakon toga može se koristiti kao obični prirodni plin. Zasebno treba reći da je za održavanje rada bioplinskog postrojenja potrebno oko 15% proizvedenog plina. Zauzvrat, biološka gnojiva završavaju u posebno pripremljenom spremniku sa separatorom. Postoji podjela na kruta (vermikompost) i tekuća gnojiva. Vermikompost čini samo oko 5% ukupne količine primljenog gnojiva. Zapravo, gnojiva se mogu odmah koristiti za namjeravanu svrhu. Ne zahtijevaju dodatnu obradu. Štoviše, u Europi postoje cijele proizvodne linije koje pakiraju dobivena biološka gnojiva u plastične spremnike. Trgovanje takvim gnojivima je prilično isplativ posao. Bioplinsko postrojenje radi kontinuirano. Pojednostavljeno rečeno, nove porcije prerađenog materijala stalno ulaze u reaktor, a plin i biološka gnojiva također stalno ulaze u spremnik plina i spremnik separatora.

Rad i instalacija bioplinskog postrojenja. Instalacija bioplinskog postrojenja je strogo individualna. Ne možete samo donijeti i sastaviti sve komponente. Potrebno je obaviti cijeli niz pripremnih radova, iskopati nekoliko velikih jama, te izvršiti kvalitetnu izolaciju reaktora. Potrebno je uzeti u obzir sve individualne karakteristike farme ili poduzeća, te učiniti bioplinsko postrojenje relevantnim za specifične zadatke. Bioplinsko postrojenje može nadzirati jedna osoba jer je proces prerade potpuno automatiziran. Rad instalacije ne zahtijeva velike troškove. Uz dobru njegu i pravovremeno održavanje, godišnji trošak održavanja takve instalacije neće premašiti 5% njezine izvorne cijene.

Prednosti korištenja bioplinskog postrojenja. Bioplinsko postrojenje je uistinu čaroban uređaj koji vam omogućuje dobivanje uistinu potrebnih stvari iz industrijskog otpada i gnojiva. Konkretno, možete dobiti:

• Bioplin
• Biološka gnojiva
• Električna i toplinska energija
• Gorivo za automobile.

Za pretvorbu bioplina u električnu i toplinsku energiju potrebno je postrojenje opremiti dodatnim jedinicama. To poskupljuje samu instalaciju, ali vam omogućuje postizanje značajne autonomije od komunalnih usluga i značajno smanjenje računa. Ako je automobil opremljen plinskom opremom, tada se može puniti plinom proizvedenim u bioplinskom postrojenju. Naravno, biološki plin će zahtijevati dodatno pročišćavanje, koje će filtrirati ugljični dioksid. Nakon toga automobil će moći voziti na plin koji proizvodi bioplinsko postrojenje. To pomaže značajno uštedjeti na kupnji benzina, što je vrlo isplativo po trenutnim cijenama goriva.

Kome treba bioplinsko postrojenje?

Kao što je već spomenuto, bioplinsko postrojenje je tehnički složen uređaj koji zahtijeva stručnu instalaciju i pravovremeno održavanje.

Dakle, malom poljoprivredniku čija se farma sastoji od desetak krava i nekoliko hektara zemlje takva oprema definitivno nije potrebna. On jednostavno nema dovoljno stajnjaka i drugih gnojiva da bi bioplinsko postrojenje radilo 24 sata dnevno i ostvarivalo značajan prihod. A sasvim je druga stvar ako govorimo o velikoj farmi, farmi peradi ili tvornici za preradu mesa. Ove industrije svakodnevno stvaraju stotine kilograma raznog otpada koji jednostavno nema kamo otići. Za njih je kupnja bioplinskog postrojenja gotovo jedini način da riješe problem zbrinjavanja otpada, a pritom dobiju besplatan plin, struju i biološka gnojiva.

Kao što praksa pokazuje, takvi bioplinski sustavi počinju se plaćati unutar 2 godine nakon instalacije. S obzirom da je prosječni radni vijek instalacije 25 godina, nije teško izračunati dobit koju će takva oprema donijeti.

Suvremeni svijet izgrađen je na sve većoj potrošnji, pa se mineralno-sirovinska bogatstva posebno brzo troše. Istodobno, na brojnim stočarskim farmama godišnje se nakupi milijune tona smrdljivog gnoja na čije se zbrinjavanje troše znatna sredstva. Ljudi također drže korak s proizvodnjom biološkog otpada. Srećom, razvijena je tehnologija koja nam omogućuje istovremeno rješavanje ovih problema: korištenjem biootpada (prvenstveno gnojiva) kao sirovine, proizvodnjom ekološki prihvatljivog obnovljivog goriva - bioplina. Korištenje takvih inovativnih tehnologija dovelo je do nove perspektivne industrije - bioenergije.

Što je bioplin

Bioplin je hlapljiva plinovita tvar koja je bez boje i potpuno bez mirisa. Sastoji se od 50-70 posto metana, do 30 posto je ugljični dioksid CO2 i još 1-2 posto su plinovite tvari - nečistoće (kada se od njih pročisti, dobiva se najčišći biometan).

Kvalitativna fizikalna i kemijska svojstva ove tvari bliska su onima običnog prirodnog plina visoke kvalitete. Prema istraživanjima znanstvenika, bioplin ima vrlo visoka kalorična svojstva: na primjer, toplina koja se oslobađa izgaranjem jednog kubičnog metra ovog prirodnog goriva jednaka je toplini od jednog i pol kilograma ugljena.

Oslobađanje bioplina nastaje zbog vitalne aktivnosti posebne vrste bakterija - anaerobnih, dok se mezofilne bakterije aktiviraju kada se okolina zagrije na 30-40 stupnjeva Celzijusa, a termofilne bakterije razmnožavaju se na višim temperaturama - do +50 stupnjeva.

Pod utjecajem njihovih enzima organske sirovine se razgrađuju uz oslobađanje biološkog plina.

Sirovine za bioplin

Nije sav organski otpad prikladan za preradu u bioplin. Na primjer, gnojivo s farmi peradi i svinja ne može se koristiti u čistom obliku, jer ima visoku razinu toksičnosti. Za dobivanje bioplina iz njih potrebno je takvom otpadu dodati razrjeđivače: silažnu masu, zelenu travnu masu, kao i kravlji stajnjak. Posljednja komponenta je najprikladnija sirovina za proizvodnju ekološki prihvatljivog goriva, jer krave jedu samo biljnu hranu. Međutim, također se mora pratiti sadržaj nečistoća teških metala, kemijskih komponenti i tenzida, koji u načelu ne bi trebali biti prisutni u sirovini. Vrlo važna točka je kontrola antibiotika i dezinficijensa. Njihova prisutnost u gnoju može spriječiti proces razgradnje sirovinske mase i stvaranje hlapljivog plina.

Dodatne informacije. Nemoguće je u potpunosti bez sredstava za dezinfekciju, jer se inače pod utjecajem visokih temperatura na biomasi počinje stvarati plijesan. Također treba pratiti i pravodobno čistiti gnoj od mehaničkih nečistoća (čavli, vijci, kamenje i sl.) koji mogu brzo oštetiti bioplinsku opremu. Vlažnost sirovina koje se koriste za proizvodnju bioplina mora biti najmanje 80-90%.

Mehanizam stvaranja plina

Da bi se bioplin počeo oslobađati iz organskih sirovina tijekom bezračne fermentacije (znanstveno nazvane anaerobna fermentacija), potrebni su odgovarajući uvjeti: zatvorena posuda i povišena temperatura. Ako se radi ispravno, proizvedeni plin se diže do vrha gdje se odabire za upotrebu, a ono što ostaje je izvrsno bioorgansko poljoprivredno gnojivo, bogato dušikom i fosforom, ali bez štetnih mikroorganizama. Temperaturni uvjeti vrlo su važni za pravilne i potpune procese.

Puni ciklus pretvaranja stajnjaka u ekološko gorivo kreće se od 12 dana do mjesec dana, ovisno o sastavu sirovine. Iz jedne litre korisnog volumena reaktora proizvede se oko dvije litre bioplina. Ako koristite naprednije modernizirane instalacije, proces proizvodnje biogoriva ubrzava se na 3 dana, a proizvodnja bioplina povećava se na 4,5-5 litara.

Ljudi su počeli proučavati i koristiti tehnologiju proizvodnje biogoriva iz organskih prirodnih izvora još od kraja 18. stoljeća, au bivšem SSSR-u prvi uređaj za proizvodnju bioplina razvijen je još 40-ih godina prošlog stoljeća. U današnje vrijeme ove tehnologije postaju sve važnije i popularnije.

Prednosti i nedostaci bioplina

Bioplin kao izvor energije ima neosporne prednosti:

• služi poboljšanju stanja okoliša u onim područjima gdje se široko koristi, jer uz smanjenje upotrebe zagađujućih goriva, dolazi do vrlo učinkovitog uništavanja biootpada i dezinfekcije otpadnih voda, tj. oprema za bioplin djeluje kao stanica za čišćenje;
• sirovine za proizvodnju ovog organskog goriva su obnovljive i praktički besplatne – sve dok životinje na farmama dobivaju hranu, one će proizvoditi biomasu, a time i gorivo za bioplinska postrojenja;
• nabava i korištenje opreme je ekonomski isplativo - jednom kupljeno postrojenje za proizvodnju bioplina više ne zahtijeva nikakva ulaganja, jednostavno se i jeftino održava; Dakle, bioplinsko postrojenje za korištenje na farmi počinje se isplaćivati ​​unutar tri godine nakon pokretanja; nema potrebe za izgradnjom komunalnih i energetskih vodova, troškovi pokretanja biološke stanice smanjeni su za 20 posto;
• nema potrebe za instaliranjem komunalnih usluga kao što su dalekovodi i plinovodi;
• proizvodnja bioplina na stanici uz korištenje lokalnih organskih sirovina je poduzeće bez otpada, za razliku od poduzeća koja koriste tradicionalne izvore energije (plinovodi, kotlovnice itd.), otpad ne zagađuje okoliš i ne zahtijeva skladišni prostor;
• pri korištenju bioplina u atmosferu se oslobađa određena količina ugljičnog dioksida i sumpora, međutim, te količine su minimalne u usporedbi s istim prirodnim plinom i apsorbiraju ih zelene površine tijekom disanja, stoga je doprinos bioetanola učinku staklenika minimalan ;
• U usporedbi s drugim alternativnim izvorima energije, proizvodnja bioplina je uvijek stabilna; osoba može kontrolirati aktivnost i produktivnost instalacija za njegovu proizvodnju (za razliku od, na primjer, solarnih panela), skupljajući nekoliko instalacija u jednu ili, obrnuto, dijeleći ih u zasebne dijelove. smanjiti rizik od nezgoda;
• u ispušnim plinovima pri korištenju biogoriva sadržaj ugljičnog monoksida smanjuje se za 25 posto, a dušikovih oksida za 15;
• osim gnojiva, možete koristiti i neke vrste biljaka za dobivanje biomase za gorivo, na primjer, sirak će pomoći u poboljšanju stanja tla;
• Dodavanjem bioetanola u benzin povećava se njegov oktanski broj, a samo gorivo postaje otpornije na detonaciju, a temperatura samozapaljenja mu se značajno smanjuje.

Bioplin– nije idealno gorivo, ono i tehnologija njegove proizvodnje također nisu bez nedostataka:

• brzina prerade organskih sirovina u opremi za proizvodnju bioplina slaba je točka tehnologije u usporedbi s tradicionalnim izvorima energije;
• Bioetanol ima manju kalorijsku vrijednost od naftnog goriva - oslobađa 30 posto manje energije;
• proces je prilično nestabilan, potrebna je velika količina enzima određene kvalitete (na primjer, promjena u prehrani krava uvelike utječe na kvalitetu gnoja);
• beskrupulozni proizvođači biomase za prerađivačke stanice mogu značajno iscrpiti tlo s pojačanim sjetvom, što narušava ekološku ravnotežu teritorija;
• cijevi i spremnici s bioplinom mogu pasti pod tlakom, što će dovesti do oštrog pada kvalitete biogoriva.

Gdje se koristi bioplin?

Prije svega, ovo ekološko biogorivo koristi se za potrebe kućanstva stanovništva, kao zamjena za prirodni plin, za grijanje i kuhanje. Poduzeća mogu koristiti bioplin za pokretanje zatvorenog proizvodnog ciklusa: njegova upotreba u plinskim turbinama posebno je učinkovita. Uz pravilnu prilagodbu i potpunu kombinaciju takve turbine s postrojenjem za proizvodnju biogoriva, svojom cijenom konkurira najjeftinijoj nuklearnoj energiji.

Učinkovitost korištenja bioplina vrlo je lako izračunati. Primjerice, od jedne jedinke goveda može se dobiti do 40 kilograma stajskog gnoja, iz kojeg se proizvodi jedan i pol kubični metar bioplina, dovoljnog za proizvodnju 3 kilovatsata električne energije.

Utvrdivši potrebe kućanstva za električnom energijom, moguće je odrediti koju vrstu bioplinskog postrojenja koristiti. Uz mali broj krava, najbolje je proizvoditi bioplin kod kuće pomoću jednostavnog bioplinskog postrojenja male snage.

Ako je farma vrlo velika i stalno stvara veliku količinu biootpada, korisno je instalirati automatizirani bioplinski sustav industrijskog tipa.

Bilješka! Prilikom projektiranja i postavljanja trebat će vam pomoć kvalificiranih stručnjaka.

Projekt bioplinskog postrojenja

Svaka biološka instalacija sastoji se od sljedećih glavnih dijelova:

• bioreaktor u kojem se odvija biorazgradnja smjese stajnjaka;
• sustav opskrbe organskim gorivom;
• jedinica za miješanje bioloških masa;
• uređaji za stvaranje i održavanje potrebne razine temperature;
• spremnici za odlaganje dobivenog bioplina u njih (gasholderi);

• spremnici za postavljanje dobivenih čvrstih frakcija tamo.

Ovo je kompletan popis elemenata za industrijske automatizirane instalacije, dok je bioplinska instalacija za privatnu kuću mnogo jednostavnije dizajnirana.

Bioreaktor mora biti potpuno zatvoren, tj. pristup kisika je neprihvatljiv. To može biti metalni spremnik u obliku cilindra postavljen na površinu tla; bivši spremnici goriva kapaciteta 50 kubičnih metara dobro su prikladni za ove svrhe. Gotovi rastavljivi bioreaktori brzo se montiraju/rastavljaju i lako premještaju na novo mjesto.

Ako se planira mala bioplinska stanica, tada je preporučljivo reaktor smjestiti pod zemlju i to u obliku spremnika od cigle ili betona, kao i metalne ili PVC bačve. Takav bioreaktor možete postaviti u zatvorenom prostoru, ali je potrebno osigurati stalnu ventilaciju zraka.

Bunkeri za pripremu bioloških sirovina nužan su element sustava, jer se prije ulaska u reaktor moraju pripremiti: usitniti u čestice do 0,7 milimetara i natopiti u vodi kako bi se vlažnost sirovine dovela do 90 posto. .

Sustavi za opskrbu sirovinama sastoje se od prijemnika sirovina, sustava za opskrbu vodom i pumpe za dovod pripremljene mase u reaktor.

Ako se bioreaktor izvodi pod zemljom, spremnik za sirovine postavlja se na površinu tako da pripremljeni supstrat samostalno teče u reaktor pod utjecajem gravitacije. Također je moguće postaviti prijemnik sirovine na vrh bunkera, u kojem slučaju je potrebno koristiti pumpu.

Otvor za izlaz otpada nalazi se bliže dnu, nasuprot ulazu u sirovinu. Prijemnik za čvrste frakcije izrađen je u obliku pravokutne kutije u koju vodi izlazna cijev. Kada novi dio pripremljenog biosupstrata uđe u bioreaktor, šarža krutog otpada istog volumena se dovodi u prijemnik. Kasnije se koriste na farmama kao izvrsna biognojiva.

Dobiveni bioplin pohranjuje se u spremnike plina koji se obično nalaze na vrhu reaktora i imaju oblik stošca ili kupole. Spremnici plina izrađeni su od željeza i obojeni uljanom bojom u nekoliko slojeva (ovo pomaže u izbjegavanju korozivnog uništenja). U velikim industrijskim bioinstalacijama spremnici za bioplin izrađuju se u obliku zasebnih spremnika spojenih na reaktor.

Da bi dobiveni plin dobio zapaljiva svojstva, potrebno ga je osloboditi vodene pare. Biogorivo se vodi kroz spremnik za vodu (hidraulička brtva), nakon čega se može isporučiti kroz plastične cijevi izravno za potrošnju.

Ponekad se mogu naći posebni držači plina u obliku vrećice izrađeni od PVC-a. Nalaze se u neposrednoj blizini instalacije. Kako se vreće pune bioplinom, one se otvaraju i njihov volumen se dovoljno povećava da prihvati sav proizvedeni plin.

Za odvijanje učinkovitih procesa biofermentacije potrebno je stalno miješanje supstrata. Kako bi se spriječilo stvaranje kore na površini biomase i usporili procesi fermentacije, potrebno ju je stalno aktivno miješati. Da bi se to učinilo, potopne ili kose mješalice montirane su na bočnoj strani reaktora u obliku miješalice za mehaničko miješanje mase. Za male stanice su ručne, za industrijske se automatski kontroliraju.

Temperatura potrebna za vitalnu aktivnost anaerobnih bakterija održava se pomoću automatiziranih sustava grijanja (za stacionarne reaktore); oni počinju grijati kada toplina padne ispod normale i automatski se isključuju kada se postigne normalna temperatura. Također možete koristiti sustave kotlova, električne grijače ili ugraditi poseban grijač na dno spremnika sa sirovinama. Istodobno je potrebno smanjiti gubitak topline iz bioreaktora, zamotati ga u sloj staklene vune ili osigurati drugu toplinsku izolaciju, na primjer, od polistirenske pjene.

Bioplin uradi sam

Za privatne domove korištenje bioplina sada je vrlo važno - iz praktički besplatnog stajnjaka možete dobiti plin za kućne potrebe i grijanje kuće i farme. Vlastita bioplinska instalacija jamstvo je od nestanka struje i poskupljenja plina, ali i odličan način recikliranja biootpada, ali i nepotrebnog papira.

Za izgradnju po prvi put, najlogičnije je koristiti jednostavne sheme; takve će strukture biti pouzdanije i trajat će dulje. U budućnosti se instalacija može nadopuniti složenijim dijelovima. Za kuću s površinom od 50 četvornih metara, dovoljna količina plina dobiva se s volumenom spremnika za fermentaciju od 5 kubičnih metara. Kako bi se osigurala stalna temperatura potrebna za pravilnu fermentaciju, može se koristiti grijaća cijev.

U prvoj fazi izgradnje kopaju rov za bioreaktor, čije stijenke moraju biti ojačane i zabrtvljene plastikom, betonskom smjesom ili polimernim prstenovima (po mogućnosti imaju čvrsto dno - morat će se povremeno mijenjati jer su koristi se).

Druga faza sastoji se od postavljanja plinske drenaže u obliku polimernih cijevi s brojnim rupama. Prilikom ugradnje treba voditi računa da vrhovi cijevi moraju prelaziti planiranu dubinu punjenja reaktora. Promjer izlaznih cijevi ne smije biti veći od 7-8 centimetara.

Sljedeća faza je izolacija. Nakon toga možete napuniti reaktor pripremljenom podlogom, nakon čega se umota u film kako bi se povećao tlak.

U četvrtom stupnju postavljaju se kupole i izlazna cijev koja se nalazi na najvišoj točki kupole i povezuje reaktor sa spremnikom plina. Držač plina može biti obložen opekom, na vrhu je postavljena mreža od nehrđajućeg čelika i prekrivena žbukom.

U gornjem dijelu spremnika plina nalazi se otvor koji se hermetički zatvara, iz njega se uklanja plinska cijev s ventilom za izjednačavanje tlaka.

Važno! Nastali plin mora se stalno uklanjati i trošiti, jer njegovo dugotrajno skladištenje u slobodnom dijelu bioreaktora može izazvati eksploziju visokog tlaka. Potrebno je osigurati vodenu brtvu kako se bioplin ne bi miješao sa zrakom.

Za zagrijavanje biomase možete instalirati zavojnicu koja dolazi iz sustava grijanja kuće - to je mnogo ekonomski isplativije od korištenja električnih grijača. Vanjsko grijanje može se osigurati pomoću pare; to će spriječiti pregrijavanje sirovina iznad normalnog.

Općenito, bioplinsko postrojenje "uradi sam" nije tako složena struktura, ali pri njegovom uređenju morate obratiti pozornost na najmanje detalje kako biste izbjegli požare i uništenje.

Dodatne informacije. Izgradnja čak i najjednostavnije biološke instalacije mora biti formalizirana odgovarajućim dokumentima, morate imati tehnološki dijagram i mapu instalacije opreme, morate dobiti odobrenje sanitarne i epidemiološke stanice, vatrogasne i plinske službe.

U današnje vrijeme korištenje alternativnih izvora energije uzima sve više maha. Među njima vrlo perspektivan je bioenergetski podsektor – proizvodnja bioplina iz organskog otpada poput stajnjaka i silaže. Bioplinske stanice za proizvodnju (industrijske ili male kuće) mogu riješiti probleme zbrinjavanja otpada, dobivanja ekološkog goriva i topline, kao i visokokvalitetnih poljoprivrednih gnojiva.

Video

Vlasnici privatnih kuća smještenih u regijama s ograničenim pristupom tradicionalnim gorivima svakako bi trebali obratiti pozornost na moderna bioplinska postrojenja. Takve jedinice omogućuju dobivanje bioplina iz raznih organskih otpadaka i korištenje za osobne potrebe, uključujući grijanje stambenih prostorija.

Plin se može dobiti iz gotovo bilo koje biomase - otpada iz stočarske industrije, proizvodnje hrane, poljoprivrede, lišća itd. U isto vrijeme, takvu instalaciju možete izgraditi vlastitim rukama.

Mehanizam djelovanja bioplinskih postrojenja

Za proizvodnju bioplina pogodne su i homogene sirovine i mješavine raznih biomasa. Bioplinsko postrojenje je volumetrijska zatvorena konstrukcija opremljena uređajima za dovod sirovina, zagrijavanje biomase, miješanje komponenti, ispuštanje dobivenog bioplina u kolektor plina i, naravno, zaštitu konstrukcije.

U reaktoru pod utjecajem anaerobnih bakterija dolazi do brze razgradnje biomase. Tijekom fermentacije organskih sirovina oslobađa se bioplin. Otprilike 70% sastava takvog plina predstavlja metan, preostali dio je ugljični dioksid.

Bioplin se odlikuje izvrsnom kalorijskom vrijednošću, nema izrazitog mirisa i boje. Po svojim svojstvima bioplin praktički ni po čemu nije inferioran u odnosu na tradicionalniji prirodni plin.

U razvijenim zemljama koriste se dodatna postrojenja za pročišćavanje bioplina od ugljičnog dioksida. Ako želite, možete kupiti istu instalaciju i dobiti čisti biometan.

Bioplinska postrojenja na silosima. 1 Silo jame. 2 Sustav punjenja biomase. 3 reaktor. 4 Reaktor za naknadnu fermentaciju. 5 Podloga. 6 Sustav grijanja. 7 Elektrana. 8 Sustav automatizacije i upravljanja. 9 Sustav plinovoda

U prosjeku, jedna krava ili druga životinja teška pola tone sposobna je dnevno proizvesti dovoljno stajskog gnoja za proizvodnju približno 1,5 m3 bioplina. Dnevni gnoj jedne prosječne svinje može se preraditi u 0,2 m3 bioplina, a zeca ili kokoši u 0,01-0,02 m3 goriva.

Za usporedbu: 1 m3 bioplina iz stajskog gnoja daje približno istu količinu toplinske energije kao 3,5 kg ogrjevnog drva, 1-2 kg ugljena, 9-10 kW/h električne energije.

Najjednostavniji recept za smjesu za proizvodnju bioplina uključuje sljedeće komponente:

• kravlji gnoj - oko 1500 kg;
• trulo lišće ili drugi organski otpad – 3500 kg;
• voda – 65-75% ukupne mase prethodnih komponenti. Voda se najprije mora zagrijati na oko 35 stupnjeva.

Ova količina biomase bit će dovoljna za proizvodnju bioplina za šest mjeseci rada uz umjerenu potrošnju. U prosjeku, bioplin se počinje oslobađati unutar 1,5-2 tjedna nakon što se smjesa učita u instalaciju.

Plin se može koristiti za grijanje kuće i raznih poslovnih i kućanskih zgrada.

Dizajn tipskog bioplinskog postrojenja

Bioplinsko postrojenje

Glavne komponente kompletnog bioplinskog sustava su:

• reaktor;
• sustav opskrbe humusom;
• mješalice;
• biomasa;
• držač plina;
• separator;
• zaštitni dio.

Instalacija za kućanstvo će imati nešto pojednostavljeni dizajn, međutim, za potpuno razumijevanje, pozivamo vas da pročitate opis svih navedenih elemenata.

Bioplinska postrojenja

Reaktor

Ovaj dio instalacije obično je sastavljen od nehrđajućeg čelika ili betona. Izvana, reaktor izgleda kao veliki zatvoreni spremnik s kupolom na vrhu, obično sferičnog oblika.

Trenutno su najpopularniji reaktori sa sklopivim dizajnom, izrađeni pomoću inovativnih tehnologija. Takav se reaktor može lako sastaviti vlastitim rukama uz minimalno ulaganje vremena. Ako je potrebno, može se lako rastaviti i transportirati na drugo mjesto.

Čelik je prikladan jer u njemu možete jednostavno napraviti rupe za povezivanje drugih elemenata sustava. Beton je bolji od čelika u pogledu čvrstoće i trajnosti.

Sustav hranidbe biomasom

Ovaj dio instalacije uključuje spremnik za prihvat otpada, dovodni cjevovod za dovod vode i pužnu pumpu namijenjenu slanju humusa u reaktor.

Za utovar suhe komponente u spremnik koristi se prednji utovarivač. Kod kuće se možete nositi s ovim zadatkom bez utovarivača, koristeći različita improvizirana sredstva, na primjer, lopate.

U lijevku se smjesa navlaži do polutekućeg stanja. Nakon postizanja željene razine vlage, puž prenosi polutekuću masu u donji odjeljak reaktora.

Mješalice

Fermentacija humusa u reaktoru trebala bi se odvijati ravnomjerno. Ovo je jedan od najvažnijih uvjeta za osiguranje intenzivnog oslobađanja bioplina iz smjese. Radi postizanja što ujednačenijeg procesa fermentacije smjese tipično bioplinsko postrojenje uključuje miješalice s električnim pogonom.

Postoje potopne i nagnute miješalice. Potopni mehanizmi mogu se spustiti u biomasu na potrebnu dubinu kako bi se osiguralo intenzivno i ravnomjerno miješanje supstrata. Obično se takve miješalice postavljaju na jarbol.

Ugradnja kosih miješalica provodi se na bočnim površinama reaktora. Za rotaciju puža u fermentoru zadužen je električni motor.

Automatizirani sustav grijanja

Za uspješnu proizvodnju bioplina temperatura unutar sustava mora se održavati na +35-+40 stupnjeva. U tu svrhu u projekt su uključeni automatizirani sustavi grijanja.

Izvor topline u ovom slučaju je kotao za toplu vodu; u nekim situacijama koriste se električni grijači.

Držač plina

Držač plina

Bioplin se skuplja u ovom strukturnom elementu. Najčešće se držač plina postavlja na krov reaktora.

Proizvodnja modernih plinskih spremnika obično se provodi pomoću polivinil klorida, materijala koji je otporan na sunčevu svjetlost i razne nepovoljne prirodne pojave.

Držač plina

U nekim situacijama, umjesto običnog spremnika plina, koriste se posebne vrećice. Također, ovi uređaji omogućuju privremeno povećanje volumena proizvedenog bioplina.

Za izradu vrećica za držače plina koristi se poseban polivinil klorid s elastičnim svojstvima, koji se može napuhati s povećanjem volumena bioplina.

Separator

Separator

Ovaj dio sustava zadužen je za sušenje otpadnog humusa i proizvodnju, po potrebi, visokokvalitetnih gnojiva.

Najjednostavniji separator sastoji se od puža i separatorske komore. Komora je izrađena u obliku sita. To omogućuje razdvajanje biomase na krutu komponentu i tekući dio.

Pres-vijčani separator

Osušeni humus šalje se u odjeljak za otpremu. Sustav usmjerava tekući dio natrag u prihvatnu komoru. Ovdje se tekućina koristi za vlaženje nove sirovine.

Najjednostavnije DIY bioplinsko postrojenje

Bioplinsko postrojenje za dom

Instalacija za bioplin u kućanstvu imat će nešto pojednostavljeni dizajn, ali njegovoj izradi treba pristupiti s maksimalnom odgovornošću.

Prvi korak. Iskopati rupu. U svojoj srži, bioplinsko postrojenje je velika jama s posebnom završnom obradom. Najvažniji i ujedno najteži dio izrade predmetnog sustava je pravilna priprema stijenki bioreaktora i njegove baze.

Jama mora biti zapečaćena. Ojačajte bazu i zidove plastikom ili betonom. Umjesto toga, možete kupiti gotove polimerne prstenove s čvrstim dnom. Takvi uređaji omogućuju osiguravanje potrebne nepropusnosti sustava. Materijal će zadržati svoje izvorne karakteristike dugi niz godina, a po potrebi stari prsten možete lako zamijeniti novim.

Drugi korak. Instalirajte sustav odvodnje plina. To će vas spasiti od potrebe za kupnjom i ugradnjom mješalica, zbog čega će se značajno smanjiti vrijeme i novac utrošen na montažu instalacije.

Najjednostavnija verzija sustava odvodnje plina su okomito pričvršćene kanalizacijske cijevi od polivinil klorida s mnogo rupa duž tijela.

Odaberite cijevi takve duljine da se njihovi gornji rubovi malo uzdižu iznad gornje razine napunjenog humusa.

Treći korak. Pokrijte vanjski sloj podloge filmskom izolacijom. Zahvaljujući filmu stvorit će se uvjeti za akumulaciju bioplina ispod kupole u uvjetima blagog nadtlaka.

Četvrti korak. Postavite kupolu i montirajte ispušnu cijev za plin na najvišu točku.

Potrošnja plina treba biti redovita. U suprotnom, kupola iznad spremnika biomase može jednostavno eksplodirati. Ljeti se plinovi stvaraju intenzivnije nego zimi. Da biste riješili potonji problem, kupite i instalirajte odgovarajuće grijače.

Postupak i uvjeti za uspješno korištenje bioplinskog postrojenja

Prosječni specifični prinos bioplina

Stoga nije teško sami sastaviti jednostavno bioplinsko postrojenje. Međutim, za njegov uspješan rad, morate zapamtiti i slijediti nekoliko jednostavnih pravila.

Jedan od najvažnijih zahtjeva je da utovarena organska masa ne smije sadržavati tvari koje mogu negativno utjecati na vitalnu aktivnost anaerobnih mikroorganizama. Zabranjeni dodaci uključuju različite vrste otapala, antibakterijske lijekove i druge slične tvari.

Brojne anorganske tvari također mogu dovesti do pogoršanja funkcioniranja bakterija. S obzirom na to, zabranjeno je, na primjer, razrijediti humus vodom preostalom nakon pranja rublja ili pranja automobila.

Upamtite: bioplinska instalacija je potencijalno eksplozivna jedinica, stoga slijedite sve sigurnosne propise koji se odnose na rad bilo koje plinske opreme.

Dakle, čak i gnoj i, u principu, gotovo sve ono čega ste se prethodno svim silama trudili riješiti, može biti korisno na farmi. Samo trebate pravilno izgraditi kućnu bioplinsku instalaciju i vrlo brzo će vaš dom biti topao. Slijedite dobivene preporuke i više nećete morati trošiti enormne svote na grijanje.

Sretno!

Pročitajte i članak na našoj web stranici - hidroponska instalacija "uradi sam".

Video - Bioplinsko postrojenje "uradi sam".

svoimi-rykami.ru

Bioplinsko postrojenje "uradi sam".

Članak o proizvodnji bioplina pružio je teorijsku osnovu za proizvodnju plina metana iz biomase anaerobnom digestijom.

Objašnjena je uloga bakterija u postupnoj pretvorbi organskih tvari, uz opis potrebnih uvjeta za što intenzivniju proizvodnju bioplina. Ovaj članak će pružiti praktične izvedbe bioplinskih postrojenja, s opisom nekih domaćih dizajna.

Budući da cijene energenata rastu, a mnogi vlasnici stočarskih farmi i malih poljoprivrednih gospodarstava imaju problema sa zbrinjavanjem otpada, industrijski kompleksi za proizvodnju bioplina i mala bioplinska postrojenja za privatne kuće dostupni su u prodaji. Koristeći tražilice, korisnik interneta može lako pronaći pristupačno gotovo rješenje kako bi bioplinsko postrojenje i njegova cijena zadovoljili potrebe, stupiti u kontakt s dobavljačima opreme i dogovoriti izgradnju bioplinskog generatora kod kuće ili na gospodarstvu.

Industrijski kompleks za proizvodnju bioplina

Bioreaktor – osnova bioplinskog postrojenja

Spremnik u kojem se odvija anaerobna razgradnja biomase naziva se bioreaktor, fermentor ili metan tank. Bioreaktori mogu biti potpuno zatvoreni, s fiksnom ili plutajućom kupolom te imaju dizajn ronilačkog zvona. Zvonasti psihrofilni (ne zahtijevaju grijanje) bioreaktori imaju oblik otvorenog rezervoara s tekućom biomasom u koji se uranja spremnik u obliku cilindra ili zvona, gdje se skuplja bioplin.

Sakupljeni bioplin vrši pritisak na cilindar, uzrokujući njegovo podizanje iznad spremnika. Dakle, zvono služi i kao držač plina – privremeno spremište za generirani plin.

Bioreaktor s plutajućom kupolom

Nedostatak zvonastog dizajna bioplinskog reaktora je nemogućnost miješanja supstrata i zagrijavanja u hladnim razdobljima godine. Također negativan čimbenik je jak miris i nehigijenski uvjeti zbog izložene površine dijela podloge.

Osim toga, dio nastalog plina će pobjeći u atmosferu, zagađujući okoliš. Stoga se ovi bioreaktori koriste samo u zanatskim bioplinskim postrojenjima u siromašnim zemljama s vrućom klimom.

Još jedan primjer bioreaktora s plutajućom kupolom

Kako bi se spriječilo onečišćenje okoliša i uklonili neugodni mirisi, reaktori u bioplinskim postrojenjima za domove i velike industrije dizajnirani su s fiksnom kupolom. Oblik konstrukcije u procesu stvaranja plina nije od velike važnosti, ali pri korištenju cilindra s kupolastim krovom postižu se značajne uštede u građevinskom materijalu. Bioreaktori s fiksnom kupolom opremljeni su cijevima za dodavanje novih porcija biomase i odabir potrošenog supstrata.

Vrsta bioreaktora s fiksnom kupolom

Glavne vrste bioplinskih postrojenja

Budući da je najprihvatljiviji dizajn fiksne kupole, većina gotovih bioreaktorskih rješenja je ovog tipa. Ovisno o načinu punjenja, bioreaktori imaju različite izvedbe i dijele se na:

• Porcionirano, s jednokratnim utovarom cjelokupne biomase i kasnijim potpunim istovarom nakon obrade sirovina. Glavni nedostatak ove vrste bioreaktora je neravnomjerno oslobađanje plina tijekom obrade supstrata;
• kontinuirani utovar i istovar sirovina, čime se postiže ravnomjerno ispuštanje bioplina. Zahvaljujući dizajnu bioreaktora, tijekom utovara i istovara ne prestaje proizvodnja bioplina i ne dolazi do curenja, budući da su cijevi kroz koje se biomasa dodaje i odvodi napravljene u obliku vodene brtve koja sprječava istjecanje plina.

Primjer šaržnog bioreaktora

Šaržni reaktori za bioplin mogu imati bilo koji dizajn koji sprječava istjecanje plina. Na primjer, svojedobno su u Australiji bili popularni kanalski spremnici metana s elastičnim krovom na napuhavanje, gdje je lagani višak tlaka unutar bioreaktora napuhao mjehurić izrađen od izdržljivog polipropilena. Kada se postigne određena razina tlaka unutar bioreaktora, uključuje se kompresor koji ispumpava proizvedeni bioplin.

Kanalni bioreaktori s elastičnim držačem plina

Vrsta fermentacije u ovom bioplinskom postrojenju može biti mezofilna (nisko zagrijavanje). Zbog velike površine kupole za napuhavanje, kanalni bioreaktori mogu se instalirati samo u grijanim prostorijama ili u regijama s vrućom klimom. Prednost dizajna je u tome što nema potrebe za međuprijamnikom, ali veliki nedostatak je osjetljivost elastične kupole na mehanička oštećenja.

Bioreaktor velikog kanala s elastičnim spremnikom plina

U posljednje vrijeme sve su popularniji šaržni bioreaktori sa suhom fermentacijom stajnjaka bez dodavanja vode u supstrat. Budući da stajnjak ima vlastitu vlagu, ona će biti dovoljna za život organizama, iako će se intenzitet reakcija smanjiti.

Bioreaktori suhog tipa izgledaju kao zatvorena garaža s vratima koja se čvrsto zatvaraju. Biomasa se puni u reaktor pomoću prednjeg utovarivača i ostaje u tom stanju dok se ne završi puni ciklus stvaranja plina (oko šest mjeseci), bez potrebe za dodavanjem supstrata ili miješanjem.

Šaržni bioreaktor s punjenjem kroz hermetički zatvorena vrata

DIY bioplinsko postrojenje

Treba napomenuti da je u većini bioreaktora, u pravilu, samo zona stvaranja plina zatvorena, a tekuća biomasa na ulazu i izlazu je pod atmosferskim tlakom. Preveliki tlak unutar bioreaktora istiskuje dio tekućeg supstrata u mlaznice, zbog čega je razina biomase u njima nešto viša nego u spremniku.

Crvene linije na dijagramu označavaju razliku u razinama u bioreaktoru i cijevima

Ovi dizajni domaćih bioreaktora popularni su među narodnim obrtnicima koji samostalno izrađuju bioplinska postrojenja vlastitim rukama za dom, omogućujući opetovano ručno punjenje i istovar supstrata. Prilikom izrade bioreaktora vlastitim rukama, mnogi majstori eksperimentiraju s potpuno zatvorenim spremnicima, koristeći nekoliko gumenih cijevi iz guma velikih vozila kao držač plina.

Crtež držača plina izrađenog od zračnica traktora

U videu ispod, entuzijast domaće proizvodnje bioplina, koristeći bačve napunjene ptičjim izmetom kao primjer, dokazuje mogućnost stvarne proizvodnje zapaljivog plina kod kuće preradom otpada iz peradarnika u korisno gnojivo. Jedino što se može dodati dizajnu opisanom u ovom videu je da trebate ugraditi manometar i sigurnosni ventil na bioreaktor domaće izrade.

Proračuni produktivnosti bioreaktora

Količina bioplina određena je masom i kvalitetom korištenih sirovina. Na internetu se mogu pronaći tablice u kojima je navedena količina otpada koju proizvedu razne životinje, ali vlasnicima koji svakodnevno moraju uklanjati stajski gnoj ova teorija ne koristi jer zahvaljujući vlastitoj praksi znaju količinu i masu gnoja. budući supstrat. Na temelju raspoloživosti svakodnevno obnovljivih sirovina moguće je izračunati potreban volumen bioreaktora i dnevnu proizvodnju bioplina.

Tablica za dobivanje količine gnoja od nekih životinja s približnim izračunom prinosa bioplina

Nakon što su napravljeni proračuni i odobren dizajn bioreaktora, može se započeti s njegovom izgradnjom. Materijal može biti armiranobetonski spremnik izliven u zemlju ili zidanje od opeke obloženo posebnim premazom koji se koristi za obradu bazena.

Također je moguće izgraditi glavni spremnik kućnog bioplinskog postrojenja od željeza obloženog antikorozivnim materijalom. Mali industrijski bioreaktori često se izrađuju od plastičnih spremnika velikog volumena otpornih na kemikalije.

Izgradnja bioreaktora od opeke

U industrijskim bioplinskim postrojenjima koriste se elektronički sustavi upravljanja i različiti reagensi za korekciju kemijskog sastava supstrata i razine njegove kiselosti, a biomasi se dodaju posebne tvari - enzimi i vitamini koji potiču razmnožavanje i vitalnu aktivnost mikroorganizama unutar bioreaktora. . U procesu razvoja mikrobiologije stvaraju se sve stabilniji i učinkovitiji sojevi metanogenih bakterija koji se mogu nabaviti od tvrtki koje se bave proizvodnjom bioplina.

Grafikon pokazuje da se korištenjem enzima maksimalni prinos bioplina događa duplo brže

Potreba za ispumpavanjem i pročišćavanjem bioplina

Konstantna proizvodnja plina u bioreaktoru bilo koje izvedbe dovodi do potrebe za ispumpavanjem bioplina. Neka primitivna bioplinska postrojenja mogu sagorjeti dobiveni plin izravno u plameniku instaliranom u blizini, ali nestabilnost viška tlaka u bioreaktoru može dovesti do nestanka plamena s naknadnim oslobađanjem otrovnog plina. Korištenje ovako primitivne bioplinske instalacije spojene na štednjak je kategorički neprihvatljivo zbog mogućnosti trovanja toksičnim komponentama nepročišćenog bioplina.

Plamen plamenika kod izgaranja bioplina mora biti čist, ravnomjeran i stabilan.

Stoga gotovo svaka shema bioplinske instalacije uključuje spremnike plina i sustav za pročišćavanje plina. Kao domaći kompleks za čišćenje možete koristiti filtar za vodu i domaći spremnik napunjen metalnim strugotinama ili kupiti profesionalne sustave za filtriranje. Spremnik za privremeno skladištenje bioplina može se izraditi od zračnica od guma, iz kojih se plin s vremena na vrijeme kompresorom ispumpava u standardne propanske boce za skladištenje i kasniju upotrebu.

U nekim afričkim zemljama za skladištenje i transport bioplina koriste se spremnici plina na napuhavanje u obliku jastuka.

Poboljšani bioreaktor s plutajućom kupolom može se smatrati alternativom obveznoj uporabi plinskog spremnika. Poboljšanje se sastoji od dodavanja koncentrične pregrade koja tvori vodeni džep, djelujući poput vodene brtve i sprječavajući biomasu da dođe u kontakt sa zrakom. Tlak unutar plutajuće kupole ovisit će o njezinoj težini. Prolaskom plina kroz sustav za čišćenje i reduktor, može se koristiti u kućanskoj peći, povremeno ga odzračujući iz bioreaktora.

Bioreaktor s plutajućom kupolom i vodenim džepom

Usitnjavanje i miješanje supstrata u bioreaktoru

Miješanje biomase važan je dio procesa proizvodnje bioplina, osiguravajući bakterijama pristup hranjivim tvarima koje se mogu nakupiti na dnu digestora. Kako bi se čestice biomase bolje izmiješale u bioreaktoru, moraju se usitniti mehanički ili ručno prije utovara u metan spremnik. Trenutno se u industrijskim i domaćim bioplinskim postrojenjima koriste tri metode miješanja supstrata:

1. mehaničke mješalice, pogonjene elektromotorom ili ručno;
2. cirkulacijsko miješanje pomoću pumpe ili propelera koji pumpa supstrat unutar bioreaktora;
3. miješanje s mjehurićima korištenjem pročišćavanja tekuće biomase s postojećim bioplinom. Nedostatak ove metode je stvaranje pjene na površini podloge.

Strelica označava cirkulacijski vijak za miješanje u bioreaktoru kućne izrade

Mehaničko miješanje supstrata unutar bioreaktora može se vršiti ručno ili automatski uključivanjem elektromotora pomoću elektroničkog mjerača vremena. Mješanje biomase vodenim mlazom ili mjehurićima može se provoditi samo pomoću elektromotora kojima se upravlja ručno ili pomoću softverskog algoritma.

Ovaj bioreaktor ima mehanički uređaj za miješanje.

Zagrijavanje supstrata u mezofilnim i termofilnim bioplinskim postrojenjima

Optimalna temperatura za stvaranje plina je temperatura podloge unutar 35-50ºC. Za održavanje te temperature u bioreaktor se mogu ugraditi različiti sustavi grijanja - vodeni, parni, električni. Kontrolu temperature treba provoditi pomoću termostata ili termoparova spojenih na aktuator koji regulira zagrijavanje bioreaktora.

Također morate zapamtiti da će otvoreni plamen pregrijati stijenke bioreaktora, a biomasa unutar njega će izgorjeti. Spaljena podloga smanjit će prijenos topline i kvalitetu grijanja, a vruća stijenka bioreaktora brzo će se srušiti. Jedna od najboljih opcija je grijanje vode iz povratne cijevi sustava kućnog grijanja. Potrebno je ugraditi sustav električnih ventila kako bi se moglo isključiti grijanje bioreaktora ili spojiti grijanje supstrata direktno iz kotla ako je prehladno.

Sustav električnog i vodenog grijanja bioreaktora

Zagrijavanje supstrata u bioreaktoru pomoću grijaćih elemenata bit će korisno samo ako je dostupna alternativna električna energija, dobivena iz vjetrogeneratora ili solarnih panela. U tom se slučaju grijaći elementi mogu spojiti izravno na generator ili bateriju, što eliminira skupe pretvarače napona iz kruga. Kako bi se smanjili toplinski gubici i smanjili troškovi zagrijavanja supstrata u bioreaktoru, potrebno ga je što bolje izolirati različitim izolacijskim materijalima.

Izolacija bioreaktora termoizolacijskim materijalom

Praktični eksperimenti neizbježni pri izgradnji bioplinskih postrojenja vlastitim rukama

Koliko god literature početnik entuzijast samoproizvodnje bioplina pročitao i koliko god videa pogledao, u praksi će puno toga morati naučiti sam, a rezultati će u pravilu biti daleko od one proračunate.

Stoga mnogi obrtnici početnici slijede put samostalnih eksperimenata u proizvodnji bioplina, počevši od malih spremnika, određujući koliko plina njihovo malo eksperimentalno bioplinsko postrojenje proizvodi od raspoloživih sirovina. Cijene komponenti, proizvodnja metana i budući troškovi izgradnje punopravnog bioplinskog postrojenja odredit će njegovu isplativost i izvedivost.

U videu iznad, majstor demonstrira mogućnosti svoje bioplinske instalacije, mjereći koliko se bioplina proizvede u jednom danu. U njegovom slučaju, kada se osam atmosfera pumpa u prijemnik kompresora, volumen dobivenog plina nakon ponovnog izračuna uzimajući u obzir volumen spremnika od 24 litre bit će oko 0,2 m².

Ova količina bioplina dobivena iz bačve od dvjesto litara nije značajna, ali, kao što je prikazano u sljedećem videu ovog majstora, ova količina plina dovoljna je za sat vremena gorenja jednog plamenika štednjaka (15 minuta pomnoženo s četiri atmosfere). cilindra, koji je dvostruko veći od prijemnika).

U drugom videu ispod, majstor govori o proizvodnji bioplina i biološki čistih gnojiva preradom organskog otpada u bioplinskom postrojenju. Mora se imati na umu da vrijednost ekoloških gnojiva može premašiti cijenu dobivenog plina, a tada će bioplin postati koristan nusprodukt procesa proizvodnje kvalitetnih gnojiva. Još jedno korisno svojstvo organskih sirovina je sposobnost njihovog skladištenja na određeno vrijeme za korištenje u pravo vrijeme.

infoelektrik.ru

Bioplin "uradi sam": tehnologija proizvodnje alternativnog goriva iz biološkog otpada

Zabrinuto zbog nadolazeće energetske krize, čovječanstvo aktivno pokušava razviti obnovljive izvore energije.

Uz solarne i vjetroelektrane, pojavila su se postrojenja za proizvodnju plinovitog goriva zvanog bioplin iz organskog otpada.

Sjajna stvar ove tehnologije je njezina jednostavnost: svatko je može implementirati u maloj mjeri. Dakle, bioplin "uradi sam" - to je ono o čemu ćemo govoriti.

Ako pojavu solarnih panela i vjetrogeneratora dugujemo otkrićima znanstvenika, onda u slučaju bioplina nisu morali ništa izmišljati – priroda je sve napravila sama. Ova vrsta goriva proizvod je vitalne aktivnosti posebnih bakterija, koje se zajedno nazivaju hidrolitičke, kiselotvorne i metantvorne.

Iz naziva nije teško pogoditi glavnu komponentu bioplina - to je metan, koji se također nalazi u prirodnom plinu. U bioplinu čini 60% ukupne količine. Oko trećine (35%) je ugljični dioksid, preostalih 5% su drugi plinovi, na primjer, sumporovodik.

Shematski prikaz bioplinskog postrojenja

Odakle dolaze ti divni mikroorganizmi? Oni su prirodna mikroflora koja živi u crijevima goveda i razgrađuje njihov sadržaj. Te se bakterije izlučuju zajedno s gnojem, koje se koristi za pogon novog generatora plina.

Kada se mikrobi nasele na novom mjestu stanovanja, njihov "jelovnik" može se diverzificirati drugim otpadom. Bilo koja organska tvar će poslužiti: izmet drugih životinja i ptica, biljke i piljevina, otpad prehrambene industrije. Sve to fermentira u bioplin. Istodobno, sirovine se pretvaraju u vrijedno gnojivo.

Preduvjet za vitalnu aktivnost metanogena i drugih bakterija je odsutnost pristupa zraku (takvi mikroorganizmi nazivaju se anaerobni).

Čimbenici koji utječu na proizvodnju bioplina

Količina bioplina koju proizvodi prijateljski tim mikroba pod različitim uvjetima može varirati i ovisi o nizu čimbenika.

Vrsta sirovine

Većina bioplina može se dobiti iz otpada prehrambene industrije koji sadrži šećernu pulpu i velike količine masti. Najmanje isplativa vrsta sirovine je stajski gnoj.

Stajski gnoj - sirovina za bioplin

Temperatura

Kako temperatura raste, produktivnost bakterija se povećava. Prema temperaturnim uvjetima plinski generatori se dijele u tri vrste.

Psihrofilan

Riječ je o negrijanim instalacijama u kojima se temperatura održava između 18 i 25 stupnjeva. Trenutno se gotovo uopće ne koriste.

mezofilan

Zahvaljujući grijanju, temperatura se održava u rasponu od 25 do 40 stupnjeva.

Prednosti:

• niska potrošnja energije;
• Sastav aminokiselina gnojiva je što je moguće korisniji.

Mane:

• relativno niska produktivnost bioplina;
• nedostatak dezinfekcijskog učinka (sirovine sadrže patogene bakterije koje treba eliminirati).

Termofilni

Koristi se intenzivno grijanje, temperatura prelazi 40 stupnjeva.

Prednosti:

• visoke performanse;
• patogene bakterije umiru.

Mane:

• velika potrošnja energije;
• niska kvaliteta gnojiva.

Bioreaktor za termofilni gnoj

Za svaku vrstu sirovine postoji optimalni temperaturni režim. Zašto jednostavno ne zagrijete reaktor na najvišu moguću temperaturu? Iz dva razloga:

• zbog povećanja troškova energije, isplativost instalacije će se smanjiti;
• S porastom temperature povećava se i količina slobodnog amonijaka.

Posljednja ovisnost dovodi do inhibicije stvaranja plina (taj je plin otrovan za bakterije).

Metabolizam i sloboda kretanja

Sirovina mora biti dovoljno ukapljena da se u njoj mogu kretati mikrobi i mjehurići plina. Da bi se to postiglo, instalaciji se dodaje topla voda, čime se vlažnost tereta povećava na 85% zimi i do 92% ljeti.

Kako bi se metabolički procesi u reaktoru bolje odvijali, sadržaj se mora povremeno promiješati (otprilike svakih 4 do 6 sati).

Vrijeme fermentacije

Ako se sirovine istovare prije roka, bakterije neće imati vremena nadoknaditi gubitak u broju i produktivnost njihovih kolonija će pasti.

Ako se drži predugo, produktivnost se također smanjuje zbog nedostatka hranjivih tvari.

U prosjeku, optimalno vrijeme fermentacije je:

• za psihofilni režim: 30 – 40 dana ili više;
• za mezofilne: 10 – 20 dana;
• za termofilne: 5 – 10 dana.

Acidobazna ravnoteža

Najveća produktivnost opažena je pri pH vrijednostima od 6,5 do 8,5 (ovisno o sirovini).

Omjer ugljika i dušika

Optimalna vrijednost opet ovisi o sirovini. Trebalo bi biti 10-20 puta više ugljika nego dušika.

Usporedba bioplina s tradicionalnijim gorivima

Snage ove tehnologije uključuju sljedeće:

1. Sirovine za proizvodnju bioplina neiscrpan su resurs i besplatne su.
2. Energija bioplina nije vezana uz određenu lokaciju - sirovine za ugradnju mogu se naći u bilo kojoj regiji.
3. Širok raspon primjena: bioplin može poslužiti kao izvor topline, električne energije i pogonskog goriva.

Po cijeni izgradnje (3-4 tisuće eura po kW snage), bioplinska postrojenja su između nuklearnih (5 tisuća eura po 1 kW) i stanica na ugljen (2 tisuće eura po 1 kW).

Postrojenje za proizvodnju bioplina

Dokazano je u praksi: što je veća snaga instalacije, to je jeftinija energija proizvedena uz pomoć nje. Profitabilnost ovisi i o vrsti korištenih sirovina.

Shema za organizaciju proizvodnje bioplina kod kuće

Prilikom izgradnje plinskog generatora s kapacitetom od preko 10 MW, koji radi na otpadu od hrane, morat ćete potrošiti oko 2 tisuće eura za svaki kW snage; u isto vrijeme, instalacija kapaciteta do 1 MW, koja koristi kravlji gnoj kao sirovinu, koštat će 7 tisuća eura po 1 kW.

Postrojenje se sastoji od nekoliko tehnoloških cjelina.

Reaktor

Radi se o čvrstom armiranobetonskom spremniku obloženom toplinskom izolacijom s nekoliko tehnoloških rupa. Reaktor mora biti hermetički zatvoren kako bi se spriječio ulazak zraka u njegovu unutrašnjost.

Sustav hranidbe biomasom

Za utovar sirovina, instalacija je opremljena bunkerom. Otpad se ovdje ubacuje ručno ili pomoću transportera.

U reaktor se dovodi i cijev s toplom vodom.

Mješalice

Lopatice za miješanje montirane su na okomitu osovinu, čiji se dršak proteže kroz zapečaćenu rupu u poklopcu reaktora.

Uređaj pokreće elektromotor preko reduktora.

Elektromotor se može uključiti ručno ili automatski.

Automatizirani sustav grijanja

Grijanje je instalirano u donjem dijelu reaktora. Rashladno sredstvo može biti voda ili struja. Grijaće elemente uključuje termostat podešen na određenu temperaturu.

Držač plina

To je spremnik u koji ulazi bioplin nastao u reaktoru.

Separator

Kao što je već spomenuto, bioplin je mješavina različitih plinova. Separator vam omogućuje odvajanje metana od nečistoća za kasniju isporuku potrošaču.

Najjednostavnije DIY bioplinsko postrojenje za dom

Domaći generator bioplina, naravno, inferioran je po karakteristikama u odnosu na skupe tvorničke jedinice, ali će zahtijevati znatno niže početne troškove.

Za njegovu izgradnju trebat će vam:

• armiranobetonski prstenovi;
• čelični bunker;
• masivni poklopac od čelika ili armiranog betona (poznat je slučaj kada je kao poklopac korišteno teško zvono);
• cjevovodi za dovod vode i ispuštanje gotovog proizvoda.

Volumen reaktora trebao bi premašiti volumen punjenja za 1,5 puta.

Dijagram instalacije

U svom najjednostavnijem dizajnu, generator plina nije opremljen grijanjem i uređajem za miješanje. Radovi na izgradnji instalacije izvode se u sljedećem redoslijedu:

1. Iskopana je jama dovoljne veličine, čije je dno betonirano.
2. Nekoliko armiranobetonskih prstenova spušta se u jamu jedan za drugim, tvoreći od njih cilindrični spremnik. Svi spojevi moraju biti zapečaćeni bitumenskom mastikom.
3. Betonski spremnik prekriven je toplinskom izolacijom i hidroizolacijom, nakon čega počinju zatrpavati jamu.
4. Na vrhu reaktora postavljen je poklopac s otvorom za utovar koji se čvrsto zatvara. Tijekom fermentacije sirovina u reaktoru se stvara visoki tlak, tako da se poklopac može učvrstiti sajlama radi pouzdanosti. Ne bi bilo suvišno ugraditi sigurnosni ventil u njega s protuutegom u obliku težine.
5. Spremnik mora biti pričvršćen na otvor za utovar.
6. Ostalo je samo spojiti cjevovode na reaktor. U tom slučaju, vodena brtva mora biti instalirana na liniji za ispuštanje gotovog proizvoda.

Biomasa se priprema na sljedeći način:

• Treba uzeti 3 dijela kravljeg gnoja i 7 dijelova istrunutih biljnih ostataka - vrhova povrća, lišća, ljuski itd.
• Dobivena smjesa mora se razrijediti vodom, čime se vlažnost podiže na 60% - 70%.

Kako biste povećali produktivnost, možete koristiti napredniju shemu instalacije koja uključuje grijanje vode. Generator topline bit će toplovodni kotao koji radi na gorivo proizvedeno iz instalacije.

DIY bioplinsko postrojenje - crtež

Prilikom utovara sirovine dovoljno je zagrijati je do 35 stupnjeva, nakon čega će njezina temperatura kao rezultat fermentacije porasti na 70 stupnjeva.

Kao što je praksa pokazala, utovar biomase od 5 tona omogućava dobivanje prosječno oko 40 kubnih metara dnevno u roku od 6 mjeseci. m plinovitog goriva.

Video na temu

jos nema komentara

mikroklima.pro

Bioplinsko postrojenje za privatnu kuću "uradi sam": preporuke za uređaj i primjer uređenja domaćeg proizvoda

Štedljiv vlasnik sanja o jeftinim izvorima energije, učinkovitom zbrinjavanju otpada i dobivanju gnojiva. Uradi sam kućno bioplinsko postrojenje jeftin je način da ostvarite svoj san. Samostalna montaža takve opreme koštat će razumnu količinu novca, a proizvedeni plin bit će dobra pomoć u kućanstvu: može se koristiti za kuhanje, grijanje kuće i druge potrebe.

Što je potrebno za proizvodnju bioplina

Bioplin nastaje kao rezultat fermentacije biološkog supstrata. Razgrađuju ga hidrolitičke bakterije, bakterije koje stvaraju kiselinu i metan. Smjesa plinova koju proizvode bakterije je zapaljiva, jer sadrži veliki postotak metana.

Njegova svojstva praktički se ne razlikuju od prirodnog plina koji se koristi za industrijske i kućanske potrebe.

Po želji svaki vlasnik kuće može kupiti bioplinsko postrojenje industrijske proizvodnje, ali ono je skupo, a investicija se isplati u roku od 7-10 godina. Stoga ima smisla uložiti napor i napraviti bioreaktor vlastitim rukama

Bioplin je ekološki prihvatljivo gorivo, a tehnologija njegove proizvodnje nema previše utjecaja na okoliš. Štoviše, otpadni proizvodi koje je potrebno zbrinuti koriste se kao sirovine za bioplin. Stavljaju se u bioreaktor, gdje se odvija obrada:

• Biomasa je neko vrijeme izložena bakterijama. Razdoblje fermentacije ovisi o volumenu sirovina.
• Kao rezultat aktivnosti anaerobnih bakterija oslobađa se zapaljiva mješavina plinova koja uključuje metan (60%), ugljični dioksid (35%) i neke druge plinove (5%). Fermentacija također oslobađa potencijalno opasan sumporovodik u malim količinama. Otrovan je, pa je krajnje nepoželjno da mu se ljudi izlažu.
• Smjesa plinova iz bioreaktora se pročišćava i dovodi u spremnik plina, gdje se skladišti do upotrebe za koju je namijenjena.
• Plin iz spremnika može se koristiti na isti način kao i prirodni plin. Ide na kućanske aparate - plinske peći, kotlove za grijanje itd.
• Razgrađenu biomasu potrebno je redovito uklanjati iz fermentora. Ovo je dodatni rad, ali trud se isplati. Nakon fermentacije sirovina se pretvara u visokokvalitetno gnojivo koje se koristi na poljima i povrtnjacima.

Bioplinsko postrojenje je korisno za vlasnika privatne kuće samo ako ima stalan pristup otpadu sa stočnih farmi. U prosjeku od 1 kubičnog metra. Može se dobiti 70-80 kubika supstrata. bioplin, ali proizvodnja plina je neravnomjerna i ovisi o mnogim čimbenicima, uključujući temperature biomase. To komplicira izračune.

Bioplinska postrojenja su idealna za farme. Životinjski otpad može osigurati dovoljno plina za potpuno zagrijavanje stambenih prostorija i gospodarskih zgrada

Kako bi proces proizvodnje plina bio stabilan i kontinuiran, najbolje je izgraditi više bioplinskih postrojenja, a supstrat dodavati u fermentore u različito vrijeme. Takve instalacije rade paralelno, a sirovine se u njih učitavaju sekvencijalno. To jamči stalnu proizvodnju plina, tako da se njime mogu kontinuirano opskrbljivati ​​kućanski uređaji.

Idealno bi bilo da se bioreaktor zagrije. Svakih 10 stupnjeva topline povećava proizvodnju plina za pola. Iako instalacija grijanja zahtijeva ulaganja, ona se isplati većom učinkovitošću dizajna

Domaća oprema za bioplin, sastavljena od otpadnog materijala, mnogo je jeftinija od industrijskih proizvodnih postrojenja. Učinkovitost mu je niža, ali se isplati uložiti. Ako imate pristup gnojivu i želju uložiti vlastiti trud u sastavljanje i održavanje strukture, ovo je vrlo isplativo.

Prednosti i nedostaci sustava

Bioplinska postrojenja imaju mnoge prednosti, ali i mnoge nedostatke, pa prije početka projektiranja i izgradnje treba sve odvagnuti:

• Recikliranje. Zahvaljujući bioplinskom postrojenju, možete izvući maksimalnu korist od otpada koji biste inače morali zbrinuti. Ovo odlaganje manje je opasno za okoliš od odlaganja.
• Obnovljivost sirovina. Biomasa nije ugljen ili prirodni plin, čija ekstrakcija iscrpljuje resurse. Prilikom uzgoja sirovine se stalno pojavljuju.
• Relativno mala količina CO2. Pri proizvodnji plina ne zagađuje se okoliš, ali pri njegovoj uporabi u atmosferu se oslobađa mala količina ugljičnog dioksida. Nije opasno i nije sposobno kritički promijeniti okolinu, jer... apsorbiraju ga biljke tijekom rasta.
• Umjereno oslobađanje sumpora. Prilikom izgaranja bioplina u atmosferu se oslobađa mala količina sumpora. To je negativna pojava, ali njeni razmjeri vidljivi su u usporedbi: pri izgaranju prirodnog plina onečišćenje okoliša sumpornim oksidima puno je veće.
• Stabilan rad. Proizvodnja bioplina je stabilnija od solarnih panela ili vjetroturbina. Dok se energija sunca i vjetra ne može kontrolirati, bioplinska postrojenja ovise o ljudskoj aktivnosti.
• Moguće je koristiti više postavki. Plin uvijek nosi rizike. Kako bi se smanjila potencijalna šteta u slučaju nesreće, nekoliko bioplinskih postrojenja može biti raspoređeno diljem lokacije. Ako je sustav od nekoliko fermentora pravilno projektiran i sastavljen, radit će stabilnije od jednog velikog bioreaktora.
• Prednosti za poljoprivredu. Neke vrste biljaka sade se za dobivanje biomase. Možete odabrati one koji poboljšavaju stanje tla. Primjerice, sirak smanjuje eroziju tla i poboljšava njegovu kvalitetu.

Bioplin ima i nedostatke. Iako je relativno čisto gorivo, ipak zagađuje atmosferu. Mogući su i problemi s opskrbom biljnom biomasom. Neodgovorni vlasnici biljaka često je beru na način da iscrpljuju zemlju i narušavaju ekološku ravnotežu.

Kako izračunati isplativost instalacije

Kravlja balega se obično koristi kao sirovina za proizvodnju bioplina. Jedna odrasla krava može proizvesti dovoljno za 1,5 kubnih metara. gorivo; svinja – 0,2 kubnih metara; piletina ili zec (ovisno o tjelesnoj težini) – 0,01-0,02 kubnih metara. Da biste razumjeli je li to puno ili malo, možete ga usporediti s poznatijim vrstama resursa.

1 kubni metar bioplin daje istu količinu toplinske energije kao:

• drvo za ogrjev – 3,5 kg;
• ugljen - 1-2 kg;
• električna energija – 9-10 kW / h.

Ako znate približnu težinu poljoprivrednog otpada koji će biti dostupan u narednim godinama i količinu potrebne energije, možete izračunati isplativost bioplinskog postrojenja.

Jedan od glavnih nedostataka proizvodnje bioplina je miris. Mogućnost korištenja malih hrpa komposta veliki je plus, ali morat ćete izdržati neugodnosti i pažljivo kontrolirati proces kako ne biste izazvali širenje patogena

Za stavljanje u bioreaktor priprema se supstrat koji uključuje nekoliko komponenti u sljedećim omjerima:

• gnoj (najbolje kravlji ili svinjski) – 1,5 t;
• organski otpad (to može biti trulo lišće ili druge komponente biljnog podrijetla) – 3,5 t;
• voda zagrijana na 35 stupnjeva (količina tople vode izračunava se tako da njena masa iznosi 65-75% ukupne količine organske tvari).

Izračun podloge je napravljen za jedno polaganje za šest mjeseci, na temelju umjerene potrošnje plina. Nakon otprilike 10-15 dana, proces fermentacije će dati prve rezultate: plin će se pojaviti u malim količinama i početi puniti skladište. Nakon 30 dana možete očekivati ​​punu proizvodnju goriva.

Oprema za proizvodnju bioplina kod nas još nije osobito raširena. Tome je najvećim dijelom pridonijela slaba informiranost ljudi o prednostima i značajkama bioplinskih sustava. U Kini i Indiji mnoge male farme opremljene su improviziranim postrojenjima za proizvodnju dodatnog čistog goriva

Ako instalacija radi ispravno, volumen bioplina će se postupno povećavati sve dok supstrat ne istruli. Izvedba strukture izravno ovisi o brzini fermentacije biomase, koja je pak povezana s temperaturom i vlagom supstrata.

Upute za samogradnju

Ako nemate iskustva u sastavljanju složenih sustava, ima smisla odabrati online ili razviti najjednostavniji crtež bioplinskog postrojenja za privatnu kuću.

Što je dizajn jednostavniji, to je pouzdaniji i izdržljiviji. Kasnije, kada razvijete vještine u izgradnji i rukovanju sustavom, možete ponoviti opremu ili instalirati dodatnu instalaciju.

Skupi industrijski dizajni uključuju sustave za miješanje biomase, automatsko grijanje, pročišćavanje plinova itd. Oprema za kućanstvo nije tako komplicirana. Bolje je sastaviti jednostavnu instalaciju, a zatim dodati elemente koji su potrebni

Pri izračunavanju volumena fermentora trebali biste se usredotočiti na 5 kubičnih metara. Ova instalacija omogućuje vam da dobijete količinu plina potrebnu za grijanje privatne kuće s površinom od 50 četvornih metara, ako se kao izvor topline koristi plinski kotao ili štednjak. Ovo je prosječna brojka, jer Kalorični sadržaj bioplina obično nije veći od 6000 kcal/m3.

Da bi proces fermentacije tekao koliko-toliko stabilno, potrebno je postići odgovarajuće temperaturne uvjete. Da biste to učinili, bioreaktor se postavlja u zemljanu jamu ili se unaprijed razmišlja o pouzdanoj toplinskoj izolaciji. Konstantno zagrijavanje supstrata može se osigurati postavljanjem cijevi za grijanje vode ispod dna fermentora

Izgradnja bioplinskog postrojenja može se podijeliti u nekoliko faza.

Faza 1: priprema jame za bioreaktor

Gotovo cijelo bioplinsko postrojenje je pod zemljom, tako da puno ovisi o tome kako je jama iskopana i završena. Postoji nekoliko mogućnosti za jačanje zidova i brtvljenje jame - plastični, betonski, polimerni prstenovi.

Intenzitet fermentacije supstrata i ispuštanje plina ovisi o pripremi stijenki i dna bioreaktora, pa se jama pažljivo ojačava, izolira i zabrtvi. Ovo je najteža i dugotrajna faza rada

Optimalno rješenje je kupnja gotovih polimernih prstenova s ​​čvrstim dnom. Oni će koštati više od dostupnih materijala, ali neće biti potrebno dodatno brtvljenje. Polimeri su osjetljivi na mehanička opterećenja, ali se ne boje vlage i kemijski agresivnih tvari. Ne mogu se popraviti, ali ako je potrebno mogu se lako zamijeniti.

Faza 2: uređenje odvodnje plina

Kupnja i ugradnja posebnih miješalica za bioplinska postrojenja skup je prijedlog. Sustav se može pojeftiniti ugradnjom plinske drenaže. Sastoji se od okomito postavljenih polimernih kanalizacijskih cijevi s mnogo rupa u njima.

Za odvod plina možete odabrati metalne ili polimerne cijevi. Prvi su jači, a drugi su otporniji na kemijske utjecaje. Bolje je dati prednost polimerima, jer metal će brzo zahrđati i istrunuti

Pri izračunavanju duljine drenažnih cijevi treba se usredotočiti na planiranu dubinu punjenja bioreaktora. Vrhovi cijevi moraju biti iznad ove razine.

Faza 3: raspored izolacijskog sloja

Supstrat možete odmah staviti u gotov bioreaktor. Prekriven je filmom tako da je plin koji se oslobađa tijekom procesa fermentacije pod blagim pritiskom. Kada je kupola spremna, to će osigurati normalnu opskrbu biometanom kroz izlaznu cijev.

Faza 4: ugradnja kupole i cijevi

Završna faza montaže najjednostavnijeg bioplinskog postrojenja je postavljanje gornjeg dijela kupole. Na najvišoj točki kupole ugrađena je ispušna cijev za plin i proširena do držača plina.

Slobodni prostor bioreaktora u određenoj mjeri služi kao skladište plina, ali to nije dovoljno za siguran rad postrojenja. Plin se mora stalno trošiti, inače je moguća eksplozija od viška tlaka ispod kupole

Spremnik bioreaktora zatvoren je čvrstim poklopcem. Kako bi se spriječilo miješanje biometana sa zrakom, postavlja se vodena brtva. Služi i za pročišćavanje plinova. Mora se osigurati ispuštajući ventil koji će raditi ako je tlak u fermentoru previsok.

Dva načina zagrijavanja bioreaktora

U biomasi su stalno prisutni mikroorganizmi koji prerađuju supstrat, ali im je za intenzivno razmnožavanje potrebna temperatura od 38 stupnjeva ili više. Za grijanje u hladnim razdobljima možete koristiti spiralu spojenu na kućni sustav grijanja ili električne grijalice. Prva metoda je ekonomski isplativija, pa se češće koristi.

Najlakši način za organiziranje grijanja odozdo je polaganje cijevi iz sustava grijanja, ali učinkovitost takvog izmjenjivača topline je relativno niska. Bolje je organizirati vanjsko grijanje, idealno parno, tako da se biomasa ne pregrije

Bioplinsko postrojenje ne mora biti ukopano u zemlju, postoje i druge mogućnosti uređenja. Primjer rada sustava sastavljenog od bačvi prikazan je u videu ispod.

Video o montaži i uređenju sustava

Iako nema ništa komplicirano u sastavljanju i postavljanju bioplinske opreme, morate biti izuzetno pažljivi na detalje. Greške su nedopustive, jer može dovesti do eksplozija i razaranja. Nudimo video upute koje će vam pomoći razumjeti dizajn postrojenja, pravilno ih sastaviti i nadopuniti korisnim uređajima za praktičnije korištenje bioplina.

Video opisuje kako radi i radi standardno bioplinsko postrojenje:

Primjer domaćeg bioplinskog postrojenja. Video upute o tome kako vlastitim rukama postaviti sustav:

Video upute za sastavljanje bioplinskog postrojenja iz bačve:

Opis proizvodnog procesa miješalica supstrata:

Detaljan opis rada domaćeg skladišta plina:

Bez obzira na to koliko jednostavna bioplinska instalacija odabrana za privatnu kuću, ne smijete štedjeti na njoj. Ako je moguće, bolje je kupiti sklopivi industrijski bioreaktor. Ako nije, izradite ga od visokokvalitetnih i održivih materijala: polimera, betona ili nehrđajućeg čelika. To će vam omogućiti stvaranje istinski pouzdanog i sigurnog sustava opskrbe plinom kod kuće.

sovet-ingenera.com

Kako instalirati grijanje u privatnoj kući vlastitim rukama