Instalatii de biogaz pentru ferme: pret, echipamente. Instalație de biogaz bricolă-te acasă Cazan de biogaz

Biogaz este un amestec de gaze care se formează în timpul descompunerii materiei organice de către bacteriile anaerobe. Biogazul este foarte inflamabil și produce o flacără curată atunci când este ars, astfel încât poate fi folosit nu numai pentru gătit, ci și pentru motoarele cu ardere internă (de exemplu, pentru generarea de energie electrică).

Avantajele unei instalații de biogaz acasă:
– puteți obține cu ușurință biogaz acasă fără a utiliza echipamente scumpe;
– o excelentă energie alternativă pentru cei a căror locuință este situată departe de civilizație, sau pentru cei care doresc să fie independenți de stat;
– materii prime disponibile (balegar, deseuri de bucatarie, vegetatie tocata etc.);
– preocupare pentru mediu, întrucât în ​​procesul de descompunere a substanțelor organice din natură intră gazul în atmosferă, ceea ce atrage după sine efect de seră, iar în acest caz, biogazul va fi ars, producând CO2;
– producerea de îngrășăminte ca produs secundar al unei instalații de biogaz.

Dar pe lângă avantaje, instalația de biogaz are dezavantajele sale:
– bacteriile lucrează la o temperatură de 18-40 de grade, așa că poți obține biogaz vara. Dacă izolați o instalație de biogaz și o dotați cu încălzire, puteți obține biogaz în perioada primăvară-toamnă, dar costurile izolației și încălzirii pot anula beneficiile primite.
– este necesar să se introducă în mod constant noi materii prime, și prin urmare să se scurgă îngrășămintele.

Pentru a face o instalație de biogaz cu propriile mâini, vom avea nevoie de:
1. Două butoaie de 200l
2. Butoi de 30-60 l, sau găleată mare de plastic
3. Conducte de canalizare din plastic
4. Furtun de gaz
5. Macara

Pentru claritate, voi da schema instalatiei biogaz la domiciliu

Principiul de funcționare al unei instalații de biogaz.În reactor sunt încărcate materiile prime (dejecții de grajd, deșeuri de bucătărie, vegetație tocată etc.) și apa. Instalația de biogaz nu va începe să funcționeze imediat, ci după câteva zile, când numărul bacteriilor anaerobe crește la maxim.

În timpul vieții bacteriilor anaerobe, este eliberat biogaz, care va fi colectat în punctul de sus al butoiului (un robinet ar trebui să fie amplasat în acest loc). Din reactor, biogazul intră în colector printr-un furtun de gaz.

Colectorul este un butoi de apă de 200 de litri și o găleată inversată în el pentru a colecta gaz, precum și pentru a crea presiunea necesară funcționării unui cuptor cu gaz. Pe măsură ce gazul intră, găleata va pluti. Dacă cantitatea de biogaz este mai mare decât poate conține găleata de plastic, atunci gazul va ieși pur și simplu prin apă.

Pentru realizarea unui reactor Veți avea nevoie de un butoi sigilat de 200 de litri. Facem mai multe găuri în partea superioară a butoiului și instalăm:
– Teava din plastic pentru turnarea materiilor prime. La capătul țevii este necesar să instalați o tranziție la o țeavă mare (un fel de adăpatoare, pentru confortul turnării materiilor prime)
– Teava din plastic pentru scurgerea ingrasamintelor. Deoarece o instalație de biogaz nu este o mașină cu mișcare perpetuă, este necesar să adăugați în mod constant materii prime. La introducerea de noi materii prime, excesul (materii prime deja prelucrate - îngrășăminte) va ieși prin conducta de scurgere.
– Un robinet în cel mai înalt punct al butoiului de biogaz.

La fabricarea unui reactor, este foarte important ca toate conexiunile să fie sigilate, altfel, sub presiunea rezultată, se poate scurge gaz. Conducta de scurgere trebuie să fie situată sub nivelul de instalare al robinetului de gaz. Conductele de scurgere și de umplere trebuie să fie bine astupate atunci când nu sunt utilizate.

Pentru a realiza colectorul veți avea nevoie de un butoi de plastic de 200 de litri fără capac. Turnați 3/4 din apă în butoi și instalați un alt butoi, cu capul în jos, mai mic ca volum. În partea de jos a unui butoi mai mic tăiem un fiting pentru conectarea furtunului de la reactor și un robinet pentru conectarea furtunului care merge la cuptorul cu gaz.

Pentru a umple materiile prime, deschideți orificiile de admisie și de scurgere și umpleți materiile prime. Cel mai bine este să folosiți gunoi de grajd diluat în apă. Cel mai bine este să folosiți apă de ploaie sau apă decantată, astfel încât conținutul de clor din alimentarea cu apă să nu reducă coloniile de bacterii. De asemenea, dacă folosiți resturi de bucătărie, asigurați-vă că țineți departe detergenții, cojile de ouă, oasele și coaja de ceapă, deoarece acestea pot afecta funcționarea instalației de biogaz în mai rău.

Biogazul în sine are un miros foarte neplăcut, dar atunci când este ars nu există miros. Dacă ardeți gaz fără să amestecați cu aerul, veți obține o flacără galbenă cu funingine, care va afumat ușor fundul tigaii.

Dacă amesteci biogazul cu aer și apoi îi dai foc, vei obține o flacără albastră curată, fără funingine. Deci, de exemplu, în sobele cu gaz din fabrică, instrucțiunile spun că, atunci când treceți de la gazul principal la gazul îmbuteliat și invers, este necesar să schimbați jeturile (care diferă în diametrul găurii), altfel arzătorul va fuma. Alternativ, puteți utiliza arzător bunsen de laborator.

Dacă nu aveți un arzător de laborator, puteți face cu ușurință unul dintr-o bucată de țeavă făcând găuri la bază. Astfel, gazul, trecând prin conductă, se va amesteca cu aerul, iar la ieșirea din tub vom obține un gaz mixt.

Puteți experimenta bucăți de lemn sub formă de jeturi, ascuțindu-le pentru a semăna cu un creion și găurind găuri de diferite diametre în ele. În acest fel, se poate obține dimensiunea optimă a pistoletului.

Pentru experiment, un grătar vechi a fost folosit ca sobă, a fost tăiată o gaură în fund și a fost instalat un arzător Bunsen. Și ulterior, grătarul a fost înlocuit cu o sobă cu un singur arzător.

Pentru a crea presiunea gazului, o greutate este plasată pe colector (un butoi mic pentru colectarea gazului). De exemplu, dacă setați o încărcătură de 5 kg, atunci 1 litru de apă poate fi fiert în 15 minute. Dacă setați o încărcătură de 10 kg, atunci 1 litru de apă va fierbe în 10 minute.

Pentru a rezuma, trebuie remarcat faptul că instalația de biogaz de casă produce biogaz pentru 30 de minute de funcționare a arzătorului pe zi, dacă materia primă este gunoiul de grajd. Dacă folosiți resturi de bucătărie ca materie primă, atunci productivitatea este de numai 15 minute pe zi.

Gazul eliberat nu este atât de mult, dar veți fi de acord că nici instalația de biogaz nu este atât de mare. Prin urmare, dacă doriți să creșteți cantitatea de gaz produsă, va trebui să creșteți volumele reactorului și ale colectorului.

Dimensiunile colectorului nu trebuie mărite dacă pompați biogazul în timp util într-un alt recipient (de exemplu, într-un cilindru). Cel mai simplu, acest lucru se poate face folosind un compresor de la un frigider, care are o intrare și o ieșire. Conectam intrarea la colector și ieșirea la cilindru.

Compresorul poate fi echipat cu automatizare, de exemplu, atunci când colectorul este umplut cu gaz, cilindrul se ridică, închide contactele, pornind astfel compresorul. Și compresorul, la rândul său, s-a oprit când cilindrul a scăzut la nivelul minim.

Reactorul unei centrale de biogaz trebuie să fie din plastic, dar în niciun caz din metal, deoarece din cauza proceselor oxidative metalul va rugini rapid. Opțional, puteți utiliza butoaie de plastic de mare volum (de exemplu, un Eurocube). Și pentru ca volume mari de butoaie să nu ocupe mult spațiu în curte, acestea pot fi îngropate.

19 noiembrie 2016 Gennady

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

Ce este biogazul și cum poate fi folosit?

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

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

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

Cum funcționează o instalație de biogaz?

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

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

Schema unei instalații de biogaz.

Ce materii prime sunt potrivite pentru bioreactor?

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

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

Utilizarea de materii prime bio pentru încălzirea locuinței.

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

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

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

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

Instalație de biogaz pentru casă

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

Pregătirea buncărului de prelucrare

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

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

Sistem de evacuare a gazelor

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

Sistem de aprovizionare și descărcare cu materii prime

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

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

Sistem de incalzire

Izolarea termică a buncărului.

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

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

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

Sistem de amestecare

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

Producția de biogaz

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

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

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

Cât durează biogazul rezultat?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Etapele de funcționare a unei instalații de biogaz.

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

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

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

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

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

Cine are nevoie de o instalație de biogaz?

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

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

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

Lumea modernă este construită pe un consum din ce în ce mai mare, astfel încât resursele minerale și de materii prime se epuizează foarte rapid. În același timp, milioane de tone de gunoi de grajd urât mirositoare se acumulează anual în numeroase ferme de animale și sunt cheltuite resurse considerabile pentru eliminarea acestuia. Oamenii țin, de asemenea, pasul cu producția de deșeuri biologice. Din fericire, a fost dezvoltată o tehnologie care ne permite să rezolvăm simultan aceste probleme: folosirea deșeurilor biologice (în primul rând gunoi de grajd) ca materie primă, producerea de combustibil regenerabil ecologic - biogaz. Utilizarea unor astfel de tehnologii inovatoare a dat naștere unei noi industrii promițătoare - bioenergia.

Ce este biogazul

Biogazul este o substanță gazoasă volatilă care este incoloră și complet inodoră. Este format din 50-70 la suta metan, pana la 30 la suta din el este dioxid de carbon CO2 si inca 1-2 la suta sunt substante gazoase - impuritati (la purificare din acestea se obtine cel mai pur biometan).

Caracteristicile calitative fizice și chimice ale acestei substanțe sunt apropiate de cele ale gazelor naturale obișnuite de înaltă calitate. Potrivit cercetărilor oamenilor de știință, biogazul are proprietăți calorice foarte mari: de exemplu, căldura degajată la arderea unui metru cub din acest combustibil natural este echivalentă cu căldura de la un kilogram și jumătate de cărbune.

Eliberarea de biogaz are loc datorită activității vitale a unui tip special de bacterii - anaerobe, în timp ce bacteriile mezofile sunt activate atunci când mediul este încălzit la 30-40 de grade Celsius, iar bacteriile termofile se înmulțesc la temperaturi mai ridicate - până la +50 de grade.

Sub influența enzimelor lor, materiile prime organice se descompun odată cu eliberarea de gaz biologic.

Materii prime pentru biogaz

Nu toate deșeurile organice sunt potrivite pentru procesare în biogaz. De exemplu, gunoiul de grajd de la fermele de pasari si porci nu poate fi folosit in forma sa pura, deoarece are un nivel ridicat de toxicitate. Pentru a obține biogaz din acestea, este necesar să adăugați diluanți la astfel de deșeuri: masă de siloz, masă de iarbă verde, precum și gunoi de grajd de vacă. Ultima componentă este cea mai potrivită materie primă pentru producerea de combustibil ecologic, deoarece vacile mănâncă numai alimente vegetale. Cu toate acestea, trebuie monitorizat și pentru conținutul de impurități de metale grele, componente chimice și agenți tensioactivi, care în principiu nu ar trebui să fie prezenți în materia primă. Un punct foarte important este controlul asupra antibioticelor și dezinfectanților. Prezența lor în gunoi de grajd poate împiedica procesul de descompunere a masei de materie primă și formarea gazelor volatile.

Informații suplimentare. Este imposibil să faci fără dezinfectanți complet, deoarece altfel mucegaiul începe să se formeze pe biomasă sub influența temperaturilor ridicate. De asemenea, ar trebui să monitorizați și să curățați prompt gunoiul de grajd de impuritățile mecanice (cuie, șuruburi, pietre etc.), care pot deteriora rapid echipamentele de biogaz. Umiditatea materiilor prime utilizate pentru producerea biogazului trebuie să fie de cel puțin 80-90%.

Mecanismul de formare a gazului

Pentru ca biogazul să înceapă să fie eliberat din materii prime organice în timpul fermentației fără aer (numită științific fermentație anaerobă), sunt necesare condiții adecvate: un recipient sigilat și o temperatură ridicată. Dacă este făcut corect, gazul produs se ridică în vârf, unde este selectat pentru utilizare, iar solidele care rămân sunt un excelent îngrășământ agricol bio-organic, bogat în azot și fosfor, dar lipsit de microorganisme dăunătoare. Condițiile de temperatură sunt foarte importante pentru procese corecte și complete.

Ciclul complet de transformare a gunoiului de grajd în combustibil de mediu variază de la 12 zile la o lună, depinde de compoziția materiilor prime. Dintr-un litru de volum util al reactorului se produc aproximativ doi litri de biogaz. Dacă folosiți instalații modernizate mai avansate, procesul de producție de biocombustibil este accelerat la 3 zile, iar producția de biogaz crește la 4,5-5 litri.

Oamenii au început să studieze și să utilizeze tehnologia de producere a biocombustibilului din surse naturale organice încă de la sfârșitul secolului al XVIII-lea, iar în fosta URSS primul dispozitiv de producere a biogazului a fost dezvoltat încă din anii 40 ai secolului trecut. În zilele noastre, aceste tehnologii devin din ce în ce mai importante și populare.

Avantajele și dezavantajele biogazului

Biogazul ca sursă de energie are avantaje incontestabile:

• servește la îmbunătățirea situației mediului în acele zone în care este utilizat pe scară largă, deoarece, alături de reducerea utilizării combustibilului poluant, are loc o distrugere foarte eficientă a deșeurilor biologice și dezinfectarea apelor uzate, i.e. echipamentele de biogaz acționează ca o stație de curățare;
• materiile prime pentru producerea acestui combustibil organic sunt regenerabile și practic gratuite - atâta timp cât animalele din ferme primesc hrană, vor produce biomasă și, prin urmare, combustibil pentru instalațiile de biogaz;
• achiziționarea și utilizarea echipamentelor este profitabilă din punct de vedere economic - odată achiziționată, o instalație de producere a biogazului nu va mai necesita nicio investiție și este întreținută simplu și ieftin; Astfel, o instalație de biogaz pentru utilizare într-o fermă începe să se achite singură în termen de trei ani de la lansare; nu este nevoie să se construiască utilități și linii de transport de energie, costurile de lansare a unei stații biologice sunt reduse cu 20 la sută;
• nu este nevoie să instalați utilități precum linii electrice și conducte de gaz;
• producția de biogaz la stație folosind materii prime organice locale este o întreprindere fără deșeuri, spre deosebire de întreprinderile care folosesc surse tradiționale de energie (conducte de gaz, cazane etc.), deșeurile nu poluează mediul și nu necesită spațiu de depozitare;
• la utilizarea biogazului, o anumită cantitate de dioxid de carbon și sulf este eliberată în atmosferă, totuși, aceste cantități sunt minime în comparație cu același gaz natural și sunt absorbite de spațiile verzi în timpul respirației, prin urmare contribuția bioetanolului la efectul de seră este minimă. ;
• În comparație cu alte surse alternative de energie, producția de biogaz este întotdeauna stabilă; o persoană poate controla activitatea și productivitatea instalațiilor pentru producerea acesteia (spre deosebire de, de exemplu, panourile solare), colectând mai multe instalații într-una sau, dimpotrivă, împărțindu-le în secțiuni separate. pentru a reduce riscul accidentelor;
• în gazele de eșapament la utilizarea biocombustibililor, conținutul de monoxid de carbon este redus cu 25 la sută, iar oxizi de azot cu 15;
• pe lângă gunoi de grajd, puteți folosi și unele tipuri de plante pentru a obține biomasă pentru combustibil, de exemplu, sorgul va ajuta la îmbunătățirea stării solului;
• Când bioetanolul este adăugat la benzină, numărul octan al acestuia crește, iar combustibilul în sine devine mai rezistent la detonare, iar temperatura sa de autoaprindere scade semnificativ.

Biogaz– nu este un combustibil ideal, acesta și tehnologia de producție nu sunt, de asemenea, lipsite de dezavantaje:

• viteza de prelucrare a materiilor prime organice în echipamentele de producere a biogazului este un punct slab al tehnologiei în comparație cu sursele tradiționale de energie;
• Bioetanolul are o putere calorică mai mică decât combustibilul petrolier - eliberează cu 30 la sută mai puțină energie;
• procesul este destul de instabil; pentru a-l menține, este necesară o cantitate mare de enzime de o anumită calitate (de exemplu, o schimbare a dietei vacilor afectează foarte mult calitatea gunoiului de grajd);
• producătorii fără scrupule de biomasă pentru stațiile de procesare pot epuiza în mod semnificativ solul cu semănare crescută, acest lucru perturbând echilibrul ecologic al teritoriului;
• țevile și recipientele cu biogaz se pot depresuriza, ceea ce va duce la o scădere bruscă a calității biocombustibilului.

Unde se folosește biogazul?

În primul rând, acest biocombustibil ecologic este folosit pentru a satisface nevoile casnice ale populației, ca înlocuitor al gazelor naturale, pentru încălzire și gătit. Întreprinderile pot folosi biogazul pentru a lansa un ciclu de producție închis: utilizarea lui în turbinele cu gaz este deosebit de eficientă. Cu o reglare adecvată și o combinație completă a unei astfel de turbine cu o instalație de producție de biocombustibil, costul acesteia concurează cu cea mai ieftină energie nucleară.

Eficiența utilizării biogazului este foarte ușor de calculat. De exemplu, dintr-o unitate de vite se pot obține până la 40 de kilograme de gunoi de grajd, din care se produce un metru și jumătate de biogaz, suficient pentru a genera 3 kilowați/oră de energie electrică.

După ce au determinat nevoile de energie electrică ale gospodăriei, este posibil să se determine ce tip de instalație de biogaz să folosească. Cu un număr mic de vaci, cel mai bine este să produceți biogaz acasă folosind o simplă instalație de biogaz de putere redusă.

Dacă ferma este foarte mare, și generează în mod constant o cantitate mare de deșeuri biologice, este benefică instalarea unui sistem automatizat de biogaz de tip industrial.

Notă! Când proiectați și instalați, veți avea nevoie de ajutorul unor specialiști calificați.

Proiectare instalatii de biogaz

Orice instalație biologică constă din următoarele părți principale:

• un bioreactor în care are loc biodecompunerea amestecului de gunoi de grajd;
• sistem de alimentare cu combustibil organic;
• unitate pentru agitarea maselor biologice;
• dispozitive pentru crearea și menținerea nivelului de temperatură necesar;
• rezervoare pentru introducerea biogazului rezultat în ele (suporturi de gaz);

• recipiente pentru aşezarea acolo a fracţiunilor solide rezultate.

Aceasta este o listă completă de elemente pentru instalații automate industriale, în timp ce o instalație de biogaz pentru o locuință privată este mult mai simplu proiectată.

Bioreactorul trebuie să fie complet etanș, adică. accesul la oxigen este inacceptabil. Acesta poate fi un recipient metalic sub formă de cilindru instalat pe suprafața solului; fostele rezervoare de combustibil cu o capacitate de 50 de metri cubi sunt potrivite pentru aceste scopuri. Bioreactoarele demontabile gata făcute sunt instalate/demontate rapid și mutate cu ușurință într-o nouă locație.

Dacă este planificată o stație mică de biogaz, atunci este recomandabil să plasați reactorul în subteran și să îl faceți sub formă de rezervor de cărămidă sau beton, precum și butoaie de metal sau PVC. Puteți plasa un astfel de reactor de bioenergie în interior, dar este necesar să asigurați o ventilație constantă a aerului.

Buncărele pentru prepararea materiilor prime biologice sunt un element necesar al sistemului, deoarece înainte de a intra în reactor, acesta trebuie pregătit: zdrobit în particule de până la 0,7 milimetri și înmuiat în apă pentru a aduce conținutul de umiditate al materiei prime la 90 la sută. .

Sistemele de alimentare cu materii prime constau dintr-un recipient de materie primă, un sistem de alimentare cu apă și o pompă pentru alimentarea cu masa pregătită a reactorului.

Dacă bioreactorul este realizat în subteran, containerul pentru materii prime este plasat la suprafață, astfel încât substratul pregătit să curgă în reactor independent sub influența gravitației. De asemenea, este posibil să amplasați recipientul de materie primă în partea de sus a buncărului, caz în care este necesar să folosiți o pompă.

Orificiul de evacuare a deșeurilor este situat mai aproape de fund, vizavi de intrarea materiei prime. Receptorul pentru fracții solide este realizat sub forma unei cutii dreptunghiulare, în care duce un tub de evacuare. Când o nouă porțiune a biosubstratului preparat intră în bioreactor, un lot de deșeuri solide de același volum este alimentat în receptor. Ulterior, ele sunt utilizate în ferme ca biofertilizatori excelente.

Biogazul rezultat este stocat în suporturi de gaz, care sunt de obicei plasate deasupra reactorului și au formă de con sau cupolă. Rezervoarele de gaz sunt realizate din fier și vopsite cu vopsea de ulei în mai multe straturi (acest lucru ajută la evitarea distrugerii corozive). În bioinstalațiile industriale mari, containerele de biogaz sunt realizate sub formă de rezervoare separate conectate la reactor.

Pentru a da proprietăți inflamabile gazului rezultat, este necesar să-l scăpați de vaporii de apă. Biocombustibilul este condus printr-un rezervor de apă (etanșare hidraulică), după care poate fi alimentat prin conducte de plastic direct pentru consum.

Uneori puteți găsi suporturi speciale de gaz în formă de pungă din PVC. Sunt situate în imediata apropiere a instalației. Pe măsură ce sacii sunt umpluți cu biogaz, se deschid și volumul lor crește suficient pentru a accepta tot gazul produs.

Pentru a avea loc procese eficiente de biofermentare, este necesară agitarea constantă a substratului. Pentru a preveni formarea unei cruste pe suprafața biomasei și pentru a încetini procesele de fermentație, este necesar să o amestecați constant în mod activ. Pentru a face acest lucru, pe partea laterală a reactorului sunt montate agitatoare submersibile sau înclinate sub forma unui mixer pentru amestecarea mecanică a masei. Pentru statiile mici sunt manuale, pentru cele industriale sunt controlate automat.

Temperatura necesară activității vitale a bacteriilor anaerobe este menținută prin sisteme automate de încălzire (pentru reactoare staționare); acestea încep să se încălzească atunci când căldura scade sub normal și se opresc automat când se atinge temperatura normală. De asemenea, puteți utiliza sisteme de boiler, încălzitoare electrice sau instalați un încălzitor special în fundul recipientului cu materii prime. În același timp, este necesar să se reducă pierderile de căldură din bioreactor; pentru a face acest lucru, acesta este învelit într-un strat de vată de sticlă sau o altă izolație termică este asigurată, de exemplu, din spumă de polistiren.

Biogaz de făcut singur

Pentru casele particulare, utilizarea biogazului este acum foarte importantă - din gunoi de grajd practic gratuit puteți obține gaz pentru nevoile casnice și pentru încălzirea casei și a fermei. Instalația proprie de biogaz este o garanție împotriva întreruperilor de curent și a prețurilor în creștere la gaze, precum și o modalitate excelentă de reciclare a deșeurilor biologice, precum și a hârtiei inutile.

Pentru construcție pentru prima dată, este cel mai logic să folosiți scheme simple; astfel de structuri vor fi mai fiabile și vor dura mai mult. În viitor, instalația poate fi completată cu piese mai complexe. Pentru o casă cu o suprafață de 50 de metri pătrați, se obține o cantitate suficientă de gaz cu un volum al rezervorului de fermentație de 5 metri cubi. Pentru a asigura temperatura constantă necesară pentru fermentarea corectă, se poate folosi o conductă de încălzire.

În prima etapă de construcție, ei sapă un șanț pentru bioreactor, ai cărui pereți trebuie să fie întăriți și sigilați cu plastic, amestec de beton sau inele polimerice (de preferință, au un fund solid - vor trebui înlocuiți periodic pe măsură ce sunt folosit).

A doua etapă constă în instalarea drenajului de gaz sub formă de țevi polimerice cu numeroase orificii. În timpul instalării, trebuie să se țină seama de faptul că vârfurile țevilor trebuie să depășească adâncimea de umplere planificată a reactorului. Diametrul conductelor de evacuare nu trebuie să depășească 7-8 centimetri.

Următoarea etapă este izolarea. După aceasta, puteți umple reactorul cu substratul pregătit, după care este învelit în film pentru a crește presiunea.

La a patra etapă sunt instalate domurile și conducta de evacuare, care este plasată în cel mai înalt punct al domului și conectează reactorul la rezervorul de gaz. Suportul de gaz poate fi căptușit cu cărămidă, deasupra este montată o plasă de oțel inoxidabil și acoperită cu ipsos.

O trapă este plasată în partea superioară a suportului de gaz, care se închide ermetic; o conductă de gaz cu o supapă pentru egalizarea presiunii este îndepărtată din ea.

Important! Gazul rezultat trebuie îndepărtat și consumat în mod constant, deoarece depozitarea sa pe termen lung în partea liberă a bioreactorului poate provoca o explozie de la presiune înaltă. Este necesar să se asigure o etanșare cu apă, astfel încât biogazul să nu se amestece cu aerul.

Pentru a încălzi biomasa, puteți instala o bobină care provine din sistemul de încălzire al casei - aceasta este mult mai profitabilă din punct de vedere economic decât utilizarea încălzitoarelor electrice. Încălzirea externă poate fi asigurată cu ajutorul aburului; acest lucru va preveni supraîncălzirea materiilor prime peste normal.

În general, o instalație de biogaz de bricolaj nu este o structură atât de complexă, dar atunci când o amenajați, trebuie să acordați atenție celor mai mici detalii pentru a evita incendiile și distrugerea.

Informații suplimentare. Construirea chiar si a celei mai simple instalatii biologice trebuie formalizata cu actele corespunzatoare, trebuie sa aveti schema tehnologica si harta instalatiei echipamentelor, trebuie sa obtineti aviz de la Postul Sanitar si Epidemiologic, serviciile de pompieri si gaze.

În zilele noastre, utilizarea surselor alternative de energie câștigă amploare. Printre acestea, subsectorul bioenergiei este foarte promițător - producția de biogaz din deșeuri organice precum gunoi de grajd și siloz. Stațiile de producere a biogazului (industriale sau locuințe mici) pot rezolva problemele de eliminare a deșeurilor, obținerea de combustibil și căldură de mediu, precum și de îngrășăminte agricole de înaltă calitate.

Video

Proprietarii de case private situate în regiuni cu acces limitat la combustibili tradiționali ar trebui cu siguranță să își îndrepte atenția către instalațiile moderne de biogaz. Astfel de unități fac posibilă obținerea de biogaz dintr-o varietate de deșeuri organice și utilizarea acestuia pentru nevoi personale, inclusiv încălzirea spațiilor rezidențiale.

Gazul poate fi obținut din aproape orice biomasă - deșeuri din industria zootehnică, producția de alimente, agricultură, frunziș etc. În același timp, puteți construi o astfel de instalație cu propriile mâini.

Mecanismul de acțiune al instalațiilor de biogaz

Atât materiile prime omogene, cât și amestecurile de biomasă variată sunt potrivite pentru producerea de biogaz. O instalație de biogaz este o structură volumetrică etanșă echipată cu dispozitive pentru alimentarea cu materii prime, încălzirea biomasei, amestecarea componentelor, descărcarea biogazului rezultat într-un colector de gaz și, bineînțeles, protejarea structurii.

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

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

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

Instalații de biogaz pe silozuri. 1 gropi de siloz. 2 Sistem de încărcare a biomasei. 3 Reactor. 4 Reactorul de post-fermentare. 5 Substrator. 6 Sistem de încălzire. 7 Centrală electrică. 8 Sistem de automatizare și control. 9 Sistem de conducte de gaz

În medie, o vaca sau alt animal care cântărește o jumătate de tonă este capabil să producă suficient gunoi de grajd pe zi pentru a produce aproximativ 1,5 m3 de biogaz. Gunoiul zilnic de la un porc mediu poate fi procesat în 0,2 m3 de biogaz, iar un iepure sau pui în 0,01-0,02 m3 de combustibil.

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

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

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

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

Gazul poate fi folosit pentru a încălzi o casă și o varietate de clădiri comerciale și casnice.

Proiectarea unei instalații tipice de biogaz

Uzina de biogaz

Principalele componente ale unui sistem complet de biogaz sunt:

• reactor;
• sistem de alimentare cu humus;
• agitatoare;
• biomasă;
• suport de gaz;
• separator;
• parte de protectie.

O instalație de uz casnic va avea un design oarecum simplificat, totuși, pentru a fi completă, sunteți invitat să citiți descrierea tuturor elementelor enumerate.

Instalații de biogaz

Reactor

Această parte a instalației este de obicei asamblată din oțel inoxidabil sau beton. În exterior, reactorul arată ca un container mare sigilat, cu o cupolă deasupra, de obicei de formă sferică.

În prezent, cele mai populare sunt reactoarele cu design pliabil, realizate folosind tehnologii inovatoare. Un astfel de reactor poate fi asamblat cu ușurință cu propriile mâini, cu o investiție minimă de timp. Dacă este necesar, poate fi ușor dezasamblat și transportat în altă locație.

Oțelul este convenabil deoarece puteți crea cu ușurință găuri în el pentru a conecta alte elemente ale sistemului. Betonul este superior oțelului în ceea ce privește rezistența și durabilitatea.

Sistem de alimentare cu biomasă

Această parte a instalației include un buncăr pentru primirea deșeurilor, o conductă de alimentare pentru alimentarea cu apă și o pompă cu șurub concepută pentru a trimite humus în reactor.

Un încărcător frontal este utilizat pentru a încărca componenta uscată în buncăr. Acasă, puteți face față acestei sarcini fără încărcător, folosind diverse mijloace improvizate, de exemplu, lopeți.

În buncăr amestecul este umezit până la o stare semi-lichidă. După atingerea nivelului dorit de umiditate, șurubul transferă masa semi-lichidă în compartimentul inferior al reactorului.

Agitatoare

Fermentarea humusului în reactor ar trebui să aibă loc uniform. Aceasta este una dintre cele mai importante condiții pentru asigurarea eliberării intensive a biogazului din amestec. Pentru a realiza cel mai uniform proces de fermentare al amestecului, proiectarea unei instalații tipice de biogaz include mixere cu acționări electrice.

Există mixere de tip submersibil și înclinat. Mecanismele submersibile pot fi coborâte în biomasă până la adâncimea necesară pentru a asigura amestecarea intensivă și uniformă a substratului. De obicei, astfel de mixere sunt plasate pe un catarg.

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

Sistem automat de incalzire

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

Sursa de căldură în acest caz este un cazan de apă caldă, în unele situații se folosesc unități de încălzire electrice.

Suport de gaz

Suport de gaz

Biogazul este colectat în acest element structural. Cel mai adesea, suportul de gaz este plasat pe acoperișul reactorului.

Producția de rezervoare moderne de gaz se realizează de obicei folosind clorură de polivinil, un material rezistent la lumina soarelui și la diferite fenomene naturale adverse.

Suport de gaz

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

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

Separator

Separator

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

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

Separator cu șurub presat

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

Cea mai simplă instalație de biogaz DIY

Instalație de biogaz pentru casă

O instalație de biogaz de uz casnic va avea un design oarecum simplificat, dar fabricarea ei trebuie abordată cu maximă responsabilitate.

Primul pas. Săpa o groapă. În esență, o instalație de biogaz este o groapă mare cu un finisaj special. Cea mai importantă și în același timp dificilă parte a fabricării sistemului în cauză este pregătirea corectă a pereților bioreactorului și a bazei acestuia.

Groapa trebuie sigilată. Consolidați baza și pereții cu plastic sau beton. În schimb, puteți cumpăra inele polimerice gata făcute, cu un fund solid. Astfel de dispozitive fac posibilă asigurarea etanșeității necesare a sistemului. Materialul își va păstra caracteristicile originale timp de mulți ani și, dacă este necesar, puteți înlocui cu ușurință inelul vechi cu unul nou.

Al doilea pas. Instalați un sistem de evacuare a gazelor. Acest lucru vă va scuti de nevoia de a cumpăra și instala agitatoare, datorită cărora timpul și banii cheltuiți pentru asamblarea instalației vor fi reduse semnificativ.

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

Selectați țevi de asemenea lungime încât marginile lor superioare să se ridice ușor peste nivelul superior al humusului încărcat.

Al treilea pas. Acoperiți stratul exterior al substratului cu film izolator. Datorită filmului, se vor crea condiții pentru acumularea de biogaz sub dom în condiții de ușoară presiune în exces.

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

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

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

Randament mediu specific de biogaz

Astfel, nu este dificil să asamblați singur o simplă instalație de biogaz. Cu toate acestea, pentru funcționarea sa cu succes, trebuie să vă amintiți și să urmați câteva reguli simple.

Una dintre cele mai importante cerințe este ca masa organică încărcată să nu conțină substanțe care pot avea un impact negativ asupra activității vitale a microorganismelor anaerobe. Incluziunile interzise includ diferite tipuri de solvenți, medicamente antibacteriene și alte substanțe similare.

O serie de substanțe anorganice pot duce, de asemenea, la o deteriorare a funcționării bacteriilor. Având în vedere acest lucru, este interzis, de exemplu, diluarea humusului cu apa rămasă după spălarea hainelor sau spălarea mașinii.

Amintiți-vă: o instalație de biogaz este o unitate potențial explozivă, așa că urmați toate reglementările de siguranță relevante pentru funcționarea oricărui echipament de gaz.

Astfel, chiar și gunoiul de grajd și, în principiu, aproape tot ce ai încercat anterior să scapi, poate fi de folos în fermă. Trebuie doar să construiți corect o instalație de biogaz la domiciliu și foarte curând casa dumneavoastră va fi caldă. Urmați recomandările primite și nu veți mai fi nevoit să cheltuiți sume enorme pe încălzire.

Noroc!

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

Video - Instalație de biogaz de bricolaj

svoimi-rykami.ru

Instalație de biogaz bricolajă

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

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

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

Complex industrial pentru producerea de biogaz

Bioreactor - baza unei instalații de biogaz

Containerul în care are loc descompunerea anaerobă a biomasei se numește bioreactor, fermentator sau rezervor de metan. Bioreactoarele pot fi complet sigilate, cu o cupolă fixă ​​sau plutitoare și au un design de clopot de scufundare. Bioreactoarele psicrofile cu clopot (care nu necesită încălzire) au forma unui rezervor deschis cu biomasă lichidă, în care este scufundat un recipient sub formă de cilindru sau clopot, unde este colectat biogazul.

Biogazul colectat pune presiune asupra cilindrului, făcându-l să se ridice deasupra rezervorului. Astfel, clopotul servește și ca suport de gaz - o unitate de depozitare temporară a gazului generat.

Bioreactor cu dom plutitor

Dezavantajul designului clopotului reactorului de biogaz este imposibilitatea amestecării substratului și încălzirii acestuia în perioadele reci ale anului. De asemenea, un factor negativ este un miros puternic și condițiile insalubre din cauza suprafeței expuse a unei părți a substratului.

În plus, o parte din gazul rezultat va scăpa în atmosferă, poluând mediul. Prin urmare, aceste bioreactoare sunt utilizate numai în fabricile artizanale de biogaz din țările sărace cu climă caldă.

Un alt exemplu de bioreactor cu dom plutitor

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

Un tip de bioreactor cu dom fix

Principalele tipuri de instalații de biogaz

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

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

Exemplu de bioreactor discontinuu

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

Bioreactoare cu canal cu suport elastic pentru gaz

Tipul de fermentație în această instalație de biogaz poate fi mezofil (încălzire scăzută). Datorită suprafeței mari a domului de umflare, bioreactoarele cu canal pot fi instalate numai în încăperi încălzite sau în regiuni cu un climat cald. Avantajul designului este că nu este nevoie de un receptor intermediar, dar marele dezavantaj este vulnerabilitatea domului elastic la deteriorarea mecanică.

Bioreactor cu canal mare cu rezervor elastic de gaz

Recent, bioreactoarele discontinue cu fermentarea uscată a gunoiului de grajd fără adăugarea de apă la substrat au câștigat popularitate. Deoarece gunoiul de grajd are propria sa umiditate, acesta va fi suficient pentru viața organismelor, deși intensitatea reacțiilor va scădea.

Bioreactoarele de tip uscat arată ca un garaj etanș cu ușile care se închid etanș. Biomasa este încărcată în reactor folosind un încărcător frontal și rămâne în această stare până la finalizarea întregului ciclu de formare a gazului (aproximativ șase luni), fără a fi nevoie să adăugați un substrat sau să îl amestecați.

Bioreactor lot cu încărcare printr-o ușă închisă ermetic

Instalație de biogaz DIY

Trebuie remarcat faptul că, în majoritatea bioreactoarelor, de regulă, numai zona de formare a gazului este sigilată, iar biomasa lichidă la intrare și la ieșire este sub presiune atmosferică. Presiunea excesivă în interiorul bioreactorului deplasează o parte din substratul lichid în duze, motiv pentru care nivelul de biomasă din acestea este puțin mai mare decât în ​​interiorul recipientului.

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

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

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

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

Calcule de productivitate bioreactorului

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

Tabel pentru obținerea cantității de gunoi de grajd de la unele animale cu un calcul aproximativ al randamentului de biogaz

După ce au fost făcute calculele și proiectul bioreactorului a fost aprobat, construcția acestuia poate începe. Materialul poate fi un recipient din beton armat turnat în pământ sau zidărie etanșată cu un strat special care este folosit pentru tratarea piscinelor.

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

Construcția unui bioreactor din zidărie

În instalațiile industriale de biogaz se folosesc sisteme electronice de control și diverși reactivi pentru a corecta compoziția chimică a substratului și nivelul de aciditate al acestuia, iar biomasei se adaugă substanțe speciale - enzime și vitamine care stimulează reproducerea și activitatea vitală a microorganismelor din interiorul bioreactorului. . În procesul de dezvoltare a microbiologiei se creează tulpini din ce în ce mai stabile și eficiente de bacterii metanogene, care pot fi achiziționate de la companii implicate în producția de biogaz.

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

Nevoia de pompare și purificare a biogazului

Producția constantă de gaz într-un bioreactor de orice design duce la necesitatea de a pompa biogaz. Unele instalații primitive de biogaz pot arde gazul rezultat direct într-un arzător instalat în apropiere, dar instabilitatea presiunii în exces în bioreactor poate duce la dispariția flăcării cu eliberarea ulterioară de gaz otrăvitor. Utilizarea unei astfel de instalații primitive de biogaz conectată la o sobă este categoric inacceptabilă din cauza posibilității de otrăvire cu componentele toxice ale biogazului nepurificat.

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

Prin urmare, aproape orice schemă de instalare a biogazului include rezervoare de stocare a gazelor și un sistem de purificare a gazelor. Ca complex de curățare de casă, puteți folosi un filtru de apă și un recipient de casă umplut cu așchii de metal sau puteți achiziționa sisteme de filtrare profesionale. Un container pentru depozitarea temporară a biogazului poate fi realizat din camere din anvelope, din care gazul este pompat din când în când de către un compresor în butelii standard de propan pentru depozitare și utilizare ulterioară.

În unele țări africane, suporturile gonflabile de gaz sub formă de pernă sunt folosite pentru depozitarea și transportul biogazului.

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

Bioreactor cu dom plutitor și buzunar de apă

Măcinarea și amestecarea substratului într-un bioreactor

Agitarea biomasei este o parte importantă a procesului de producere a biogazului, oferind bacteriilor acces la nutrienți care pot fi aglomerați în partea de jos a digestorului. Pentru ca particulele de biomasă să fie mai bine amestecate în bioreactor, acestea trebuie zdrobite mecanic sau manual înainte de încărcare în rezervorul de metan. În prezent, în instalațiile de biogaz industriale și de casă, sunt utilizate trei metode de amestecare a substratului:

1. agitatoare mecanice, actionate de un motor electric sau manual;
2. amestecarea prin circulație folosind o pompă sau elice care pompează substratul în interiorul bioreactorului;
3. amestecarea prin barbotare folosind purjarea biomasei lichide cu biogazul existent. Dezavantajul acestei metode este formarea de spumă pe suprafața substratului.

Săgeata indică șurubul de circulație de amestecare într-un bioreactor de casă

Amestecarea mecanică a substratului în interiorul bioreactorului se poate face manual sau automat prin pornirea motorului electric cu ajutorul unui temporizator electronic. Amestecarea cu jet de apă sau barbotare a biomasei poate fi efectuată numai cu motoare electrice controlate manual sau folosind un algoritm software.

Acest bioreactor este echipat cu un dispozitiv de amestecare mecanic.

Încălzirea substratului în instalații de biogaz mezofile și termofile

Temperatura optimă pentru formarea gazului este temperatura substratului între 35-50ºC. Pentru a menține această temperatură, în bioreactor pot fi instalate diverse sisteme de încălzire - apă, abur, electric. Controlul temperaturii trebuie efectuat folosind un termostat sau termocupluri conectate la un actuator care reglează încălzirea bioreactorului.

De asemenea, trebuie să rețineți că o flacără deschisă va supraîncălzi pereții bioreactorului, iar biomasa din interior va arde. Un substrat ars va reduce transferul de căldură și calitatea încălzirii, iar peretele fierbinte al bioreactorului se va prăbuși rapid. Una dintre cele mai bune opțiuni este încălzirea apei din conducta de retur a sistemului de încălzire a locuinței. Este necesar să instalați un sistem de supape electrice pentru a putea opri încălzirea bioreactorului sau conectați încălzirea substratului direct de la boiler dacă este prea frig.

Sistem de incalzire electrica si apa pentru bioreactor

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

Izolarea bioreactorului cu material termoizolant

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

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

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

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

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

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

infoelectrik.ru

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

Preocupată de criza energetică iminentă, omenirea încearcă în mod activ să dezvolte surse regenerabile de energie.

Alături de centralele solare și eoliene, au apărut instalații pentru producerea de combustibil gazos numit biogaz din deșeuri organice.

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

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

Din nume nu este greu de ghicit principala componentă a biogazului - este metanul, care se găsește și în gazul natural. În biogaz, acesta reprezintă 60% din volumul total. Aproximativ o treime (35%) este dioxid de carbon, restul de 5% sunt alte gaze, de exemplu, hidrogen sulfurat.

Schema schematică a unei instalații de biogaz

De unde provin aceste microorganisme minunate? Sunt microflore naturale care trăiesc în intestinele vitelor și își descompun conținutul. Aceste bacterii sunt excretate împreună cu gunoiul de grajd, care este folosit pentru a alimenta noul generator de gaz.

Când microbii sunt stabiliți într-un nou loc de reședință, „meniul” lor poate fi diversificat cu alte deșeuri. Orice materie organică va face: excrementele altor animale și păsări, plante și rumeguș, deșeuri din industria alimentară. Toate acestea sunt fermentate pentru a forma biogaz. În același timp, materiile prime sunt transformate în îngrășământ valoros.

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

Factori care influențează producția de biogaz

Volumul de biogaz produs de o echipă prietenoasă de microbi în diferite condiții poate varia și depinde de o serie de factori.

Tipul materiei prime

Majoritatea biogazului poate fi obținut din deșeurile din industria alimentară care conțin pulpă de zahăr și cantități mari de grăsime. Cel mai puțin profitabil tip de materie primă este gunoiul de grajd.

Gunoi de grajd - materie prima pentru biogaz

Temperatura

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

Psihrofil

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

mezofil

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

Avantaje:

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

Defecte:

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

Termofil

Se folosește încălzire intensivă, temperatura depășește 40 de grade.

Avantaje:

• performanta ridicata;
• bacteriile patogene mor.

Defecte:

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

Bioreactor cu gunoi de grajd termofil

Pentru fiecare tip de materie primă există un regim optim de temperatură. De ce nu poți încălzi reactorul la cea mai mare temperatură posibilă? Din două motive:

• din cauza cresterii costurilor la energie, profitabilitatea instalatiei va scadea;
• Pe măsură ce temperatura crește, crește și cantitatea de amoniac liber.

Această din urmă dependență duce la inhibarea generării de gaz (acest gaz este toxic pentru bacterii).

Metabolismul și libertatea de mișcare

Materia primă trebuie să fie suficient de lichefiată, astfel încât microbii și bulele de gaz să se poată mișca în ea. Pentru a face acest lucru, la instalație se adaugă apă caldă, aducând umiditatea încărcăturii la 85% iarna și până la 92% vara.

Pentru ca procesele metabolice să aibă loc mai bine în reactor, conținutul acestuia trebuie agitat din când în când (aproximativ la fiecare 4 până la 6 ore).

Timp de fermentare

Dacă materiile prime sunt descărcate înainte de termen, bacteriile nu vor avea timp să compenseze pierderea de număr și productivitatea coloniilor lor va scădea.

Dacă este ținut prea mult timp, productivitatea scade și din cauza lipsei de nutrienți.

În medie, timpul optim de fermentare este:

• pentru regimul psihrofil: 30 – 40 de zile sau mai mult;
• pentru mezofile: 10 – 20 zile;
• pentru termofile: 5 – 10 zile.

Echilibrul acido-bazic

Cea mai mare productivitate se observă la valori ale pH-ului de la 6,5 ​​la 8,5 (în funcție de materia primă).

Raportul carbon/azot

Valoarea optimă depinde din nou de materia primă. Ar trebui să existe de 10-20 de ori mai mult carbon decât azot.

Comparația biogazului cu combustibilii mai tradiționali

Punctele forte ale acestei tehnologii includ următoarele:

1. Materiile prime folosite pentru producerea biogazului sunt o resursă inepuizabilă și sunt gratuite.
2. Energia biogazului nu este legată de o anumită locație - materiile prime pentru instalare pot fi găsite în orice regiune.
3. Gamă largă de aplicații: biogazul poate acționa ca sursă de căldură, electricitate și combustibil pentru motor.

În ceea ce privește costurile de construcție (3–4 mii euro per kW de putere), centralele de biogaz sunt între centrale nucleare (5 mii euro pe 1 kW) și cărbune (2 mii euro pe 1 kW).

Instalatie pentru producerea de biogaz

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

Schema de organizare a producției de biogaz la domiciliu

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

Unitatea este formată din mai multe unități tehnologice.

Reactor

Este un container solid din beton armat acoperit cu izolatie termica cu mai multe orificii tehnologice. Reactorul trebuie să fie închis ermetic pentru a preveni intrarea aerului în interiorul său.

Sistem de alimentare cu biomasă

Pentru a încărca materii prime, instalația este echipată cu buncăr. Deșeurile sunt alimentate aici manual sau folosind un transportor.

Reactorului este alimentată și o conductă cu apă caldă.

Agitatoare

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

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

Motorul electric poate fi pornit manual sau automat.

Sistem automat de incalzire

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

Suport de gaz

Acesta este recipientul în care intră biogazul generat în reactor.

Separator

După cum am menționat mai sus, biogazul este un amestec de diferite gaze. Separatorul vă permite să separați metanul de impurități pentru livrarea ulterioară către consumator.

Cea mai simplă instalație de biogaz DIY pentru casă

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

Pentru a-l construi veți avea nevoie de:

• inele din beton armat;
• buncăr din oțel;
• un capac masiv din oțel sau beton armat (există un caz cunoscut când un clopot greu a fost folosit ca capac);
• conducte de alimentare cu apă și de evacuare a produsului finit.

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

Schema de instalare

În cel mai simplu design, generatorul de gaz nu este echipat cu încălzire și un dispozitiv de amestecare. Lucrările la construcția instalației se desfășoară în următoarea secvență:

1. Este săpată o groapă de dimensiuni suficiente, al cărei fund este betonat.
2. Mai multe inele de beton armat sunt coborâte în groapă unul după altul, formând din ele un rezervor cilindric. Toate îmbinările trebuie sigilate cu mastic de bitum.
3. Recipientul de beton este acoperit cu izolație termică și hidroizolație, după care încep să umple groapa.
4. Un capac cu o trapă de încărcare care se închide ermetic este plasat deasupra reactorului. În timpul fermentației materiei prime, în reactor se generează presiune ridicată, astfel încât capacul poate fi asigurat cu cabluri pentru fiabilitate. Nu ar fi de prisos să instalați în ea o supapă de siguranță cu o contragreutate sub formă de greutate.
5. Un buncăr trebuie atașat la trapa de încărcare.
6. Tot ce rămâne este să conectați conductele la reactor. În acest caz, pe linia de descărcare a produsului finit trebuie instalată o etanșare de apă.

Biomasa se prepară după cum urmează:

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

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

Instalație de biogaz DIY - desen

La încărcarea materiei prime, este suficient să o încălziți până la 35 de grade, după care temperatura sa ca urmare a fermentației va crește la 70 de grade.

După cum a arătat practica, o încărcare de 5 tone de biomasă face posibilă obținerea unei medii de aproximativ 40 de metri cubi zilnic în decurs de 6 luni. m de combustibil gazos.

Video pe tema

Niciun comentariu încă

microclimat.pro

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

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

Ce este necesar pentru a produce biogaz

Biogazul se formează ca urmare a fermentației unui substrat biologic. Este descompus de bacterii hidrolitice, formatoare de acizi și metan. Amestecul de gaze produs de bacterii este inflamabil, deoarece contine un procent mare de metan.

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

Dacă dorește, fiecare proprietar de casă poate achiziționa o instalație de biogaz fabricată industrial, dar este costisitoare, iar investiția se amortizează în 7-10 ani. Prin urmare, are sens să faci un efort și să faci un bioreactor cu propriile mâini

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

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

O instalație de biogaz este benefică pentru proprietarul unei case private doar dacă are acces constant la deșeurile de la fermele de animale. În medie, de la 1 metru cub. Puteți obține 70-80 de metri cubi de substrat. biogaz, dar producția de gaz este inegală și depinde de mulți factori, inclusiv temperaturile biomasei. Acest lucru complică calculele.

Instalațiile de biogaz sunt ideale pentru ferme. Deșeurile animale pot furniza suficient gaz pentru a încălzi complet spațiile rezidențiale și anexele

Pentru ca procesul de producție a gazului să fie stabil și continuu, cel mai bine este să construiți mai multe instalații de biogaz și să adăugați substratul la fermentatoare cu o diferență de timp. Astfel de instalații funcționează în paralel, iar materiile prime sunt încărcate în ele secvenţial. Acest lucru garantează o producție constantă de gaz, astfel încât acesta să poată fi alimentat în mod continuu la aparatele electrocasnice.

În mod ideal, bioreactorul ar trebui să fie încălzit. La fiecare 10 grade de căldură crește producția de gaz la jumătate. Deși instalația de încălzire necesită investiții, se plătește cu o eficiență mai mare a designului

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

Avantajele și dezavantajele sistemului

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

• Reciclare. Datorită unei instalații de biogaz, puteți obține beneficii maxime din deșeurile care altfel ar trebui eliminate. Această eliminare este mai puțin periculoasă pentru mediu decât depozitarea deșeurilor.
• Reînnoirea materiilor prime. Biomasa nu este cărbune sau gaz natural, a căror extracție epuizează resursele. În agricultură, materiile prime apar în mod constant.
• Cantitate relativ mică de CO2. Când se produce gaz, mediul nu este poluat, dar atunci când este folosit, o cantitate mică de dioxid de carbon este eliberată în atmosferă. Nu este periculos și nu este capabil să schimbe mediul în mod critic, deoarece... este absorbit de plante în timpul creșterii.
• Eliberare moderată de sulf. Când biogazul este ars, o cantitate mică de sulf este eliberată în atmosferă. Acesta este un fenomen negativ, dar amploarea acestuia poate fi văzută prin comparație: la arderea gazelor naturale, poluarea mediului cu oxizi de sulf este mult mai mare.
• Muncă stabilă. Producția de biogaz este mai stabilă decât panourile solare sau turbinele eoliene. În timp ce energia solară și eoliană nu pot fi controlate, instalațiile de biogaz depind de activitatea umană.
• Pot fi utilizate mai multe setări. Gazul prezintă întotdeauna riscuri. Pentru a reduce daunele potențiale în cazul unui accident, mai multe instalații de biogaz pot fi dispersate pe tot amplasamentul. Dacă un sistem de mai multe fermentatoare este proiectat și asamblat corespunzător, acesta va funcționa mai stabil decât un singur bioreactor mare.
• Beneficii pentru agricultura. Unele tipuri de plante sunt plantate pentru a obține biomasă. Puteți alege cele care îmbunătățesc starea solului. De exemplu, sorgul reduce eroziunea solului și îi îmbunătățește calitatea.

Biogazul are și dezavantaje. Deși este un combustibil relativ curat, încă poluează atmosfera. Pot exista și probleme cu aprovizionarea cu biomasă vegetală. Proprietarii iresponsabili de plante o recoltează adesea în așa fel încât să epuizeze pământul și să perturbe echilibrul ecologic.

Cum se calculează rentabilitatea unei instalații

Balega de vacă este de obicei folosită ca materie primă pentru producția de biogaz. O vacă adultă poate produce suficient pentru a oferi 1,5 metri cubi. combustibil; porc – 0,2 metri cubi; pui sau iepure (în funcție de greutatea corporală) – 0,01-0,02 metri cubi. Pentru a înțelege dacă este mult sau puțin, îl puteți compara cu tipuri de resurse mai familiare.

1 metru cub biogazul furnizează aceeași cantitate de energie termică ca:

• lemn de foc – 3,5 kg;
• cărbune – 1-2 kg;
• electricitate – 9-10 kW/h.

Dacă cunoașteți greutatea aproximativă a deșeurilor agricole care vor fi disponibile în următorii ani și cantitatea de energie necesară, puteți calcula profitabilitatea unei instalații de biogaz.

Unul dintre principalele dezavantaje ale producției de biogaz este mirosul. Capacitatea de a folosi grămezi mici de compost este un mare plus, dar va trebui să suportați neplăcerile și să controlați cu atenție procesul pentru a nu provoca răspândirea agenților patogeni.

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

• gunoi de grajd (cea mai bună vacă sau porc) – 1,5 t;
• deșeuri organice (acestea pot fi frunze putrezite sau alte componente de origine vegetală) – 3,5 t;
• apă încălzită la 35 de grade (cantitatea de apă caldă se calculează astfel încât masa sa să fie de 65-75% din cantitatea totală de materie organică).

Calculul substratului a fost făcut pentru o singură așezare timp de șase luni, pe baza unui consum moderat de gaz. După aproximativ 10-15 zile, procesul de fermentație va da primele rezultate: gazul va apărea în cantități mici și va începe să umple depozitul. După 30 de zile, vă puteți aștepta la o producție completă de combustibil.

Utilajele pentru producerea biogazului nu sunt încă deosebit de răspândite în țara noastră. Acest lucru se datorează în mare măsură conștientizării slabe a oamenilor cu privire la avantajele și caracteristicile sistemelor de biogaz. În China și India, multe ferme mici sunt echipate cu instalații improvizate pentru a produce combustibil curat suplimentar

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

Instrucțiuni pentru autoconstrucție

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

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

Modelele industriale scumpe includ sisteme de amestecare a biomasei, încălzire automată, purificare a gazelor etc. Echipamentul de uz casnic nu este atât de complicat. Este mai bine să asamblați o instalare simplă și apoi să adăugați elementele necesare

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

Pentru ca procesul de fermentație să decurgă mai mult sau mai puțin stabil, este necesar să se realizeze condițiile de temperatură corecte. Pentru a face acest lucru, bioreactorul este instalat într-o groapă de pământ sau izolarea termică fiabilă este gândită în avans. Încălzirea constantă a substratului poate fi asigurată prin plasarea unei conducte de încălzire a apei sub baza fermentatorului

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

Etapa 1: pregătirea gropii pentru bioreactor

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

Intensitatea fermentației substratului și eliberarea gazului depind de pregătirea pereților și a fundului bioreactorului, astfel încât groapa este atent consolidată, izolată și etanșată. Aceasta este etapa de lucru cea mai dificilă și cea mai consumatoare de timp

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

Etapa 2: amenajarea scurgerii gazelor

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

Pentru scurgerea gazelor, puteți alege țevi din metal sau polimer. Primele sunt mai puternice, iar cele din urmă sunt mai rezistente la influențele chimice. Este mai bine să acordați preferință polimerilor, deoarece metalul va rugini și putrezi rapid

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

Etapa 3: dispunerea stratului izolator

Puteți încărca imediat substratul în bioreactorul finit. Este acoperit cu o peliculă astfel încât gazul eliberat în timpul procesului de fermentație să fie sub presiune ușoară. Când domul este gata, aceasta va asigura o alimentare normală cu biometan prin conducta de evacuare.

Etapa 4: instalarea cupolei și a conductelor

Etapa finală a asamblarii celei mai simple instalații de biogaz este instalarea părții superioare a domului. În punctul cel mai înalt al domului, o țeavă de evacuare a gazelor este instalată și extinsă până la suportul de gaz.

Spațiul liber al bioreactorului servește într-o oarecare măsură ca o instalație de stocare a gazelor, dar acest lucru nu este suficient pentru funcționarea în siguranță a instalației. Gazul trebuie consumat constant, altfel este posibilă o explozie de la presiunea excesivă sub dom

Recipientul bioreactorului este închis cu un capac etanș. Pentru a preveni amestecarea biometanului cu aerul, este instalată o etanșare cu apă. De asemenea, servește la purificarea gazelor. Trebuie prevăzută o supapă de eliberare care va funcționa dacă presiunea din fermentator este prea mare.

Două moduri de a încălzi un bioreactor

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

Cel mai simplu mod de a aranja încălzirea de jos este așezarea unei conducte din sistemul de încălzire, dar eficiența unui astfel de schimbător de căldură este relativ scăzută. Este mai bine să aranjați încălzirea externă, ideal cu abur, astfel încât biomasa să nu se supraîncălzească

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

Videoclipuri despre asamblarea și aranjarea sistemului

Deși nu este nimic complicat în asamblarea și amenajarea echipamentelor de biogaz, trebuie să fii extrem de atent la detalii. Erorile sunt inacceptabile, pentru că poate duce la explozii și distrugeri. Oferim instrucțiuni video care vă vor ajuta să înțelegeți designul plantelor, să le asamblați corect și să le completați cu dispozitive utile pentru o utilizare mai convenabilă a biogazului.

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

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

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

Descrierea procesului de fabricație a mixerelor de substrat:

Descrierea detaliată a funcționării unui depozit de gaz de casă:

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

sovet-ingenera.com

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