Biogas kućni generator plina iz otpada. Biogas postrojenje uradi sam

Rastuće cijene energenata tjeraju nas da razmišljamo o mogućnosti da ih sami obezbijedimo. Jedna opcija je bioplinsko postrojenje. Uz njegovu pomoć iz stajnjaka, izmeta i biljnih ostataka dobija se biogas koji se nakon pročišćavanja može koristiti za plinske uređaje (šporeti, kotlovi), pumpati u cilindre i koristiti kao gorivo za automobile ili električne generatore. Generalno, prerada stajnjaka u biogas može zadovoljiti sve energetske potrebe kuće ili farme.

Izgradnja bioplinskog postrojenja je način samostalnog obezbjeđivanja energetskih resursa

Opšti principi

Biogas je proizvod koji se dobiva razgradnjom organskih tvari. Tokom procesa truljenja/fermentacije oslobađaju se gasovi, prikupljanjem kojih možete zadovoljiti potrebe sopstvenog domaćinstva. Oprema u kojoj se odvija ovaj proces naziva se “biogas postrojenje”.

Proces stvaranja bioplina nastaje zbog vitalne aktivnosti raznih vrsta bakterija koje se nalaze u samom otpadu. Ali da bi aktivno "radili", moraju stvoriti određene uvjete: vlažnost i temperaturu. Za njihovo stvaranje gradi se bioplinsko postrojenje. Riječ je o kompleksu uređaja, čija je osnova bioreaktor, u kojem dolazi do razgradnje otpada, što je praćeno stvaranjem plina.

Postoje tri načina za preradu stajnjaka u biogas:

• Psihofilni mod. Temperatura u biogas postrojenju je od +5°C do +20°C. U takvim uslovima, proces razlaganja je spor, stvara se mnogo gasa, a njegov kvalitet je nizak.
• Mezofilni. Jedinica ulazi u ovaj način rada na temperaturama od +30°C do +40°C. U ovom slučaju mezofilne bakterije se aktivno razmnožavaju. U ovom slučaju se formira više plina, proces obrade traje manje vremena - od 10 do 20 dana.
• Termofilna. Ove bakterije se razmnožavaju na temperaturama od +50°C. Proces je najbrži (3-5 dana), izlaz gasa je najveći (s idealnim uslovima od 1 kg isporuke možete dobiti do 4,5 litara plina). Većina referentnih tabela za prinos gasa od prerade date su posebno za ovaj način rada, tako da kada koristite druge načine rada, vrijedi napraviti manje podešavanje.

Najteža stvar za implementaciju u bioplinskim postrojenjima je termofilni način rada. Za to je potrebna kvalitetna toplinska izolacija bioplinskog postrojenja, grijanje i sistem kontrole temperature. Ali na izlazu dobijamo maksimalni iznos biogas. Još jedna karakteristika termofilne obrade je nemogućnost dodatnog opterećenja. Preostala dva načina rada - psihofilni i mezofilni - omogućavaju vam svakodnevno dodavanje svježe porcije pripremljenih sirovina. Ali, u termofilnom režimu, kratko vreme obrade omogućava da se bioreaktor podeli na zone u kojima će se njihov udeo sirovina prerađivati ​​uz različita vremena punjenja.

Dijagram bioplinskog postrojenja

Osnova bioplinskog postrojenja je bioreaktor ili bunker. U njemu se odvija proces fermentacije, a nastali plin se akumulira u njemu. Tu je i rezervoar za utovar i istovar, u koji se generisani gas ispušta kroz umetnuti gornji dio cijev. Slijedi sistem za obradu gasa - njegovo čišćenje i povećanje pritiska u gasovodu na radni pritisak.

Za mezofilne i termofilne režime, takođe je potreban bioreaktorski sistem grejanja da bi se postigli potrebni režimi. U tu svrhu obično se koriste plinski kotlovi koji rade na proizvedeno gorivo. Od njega sistem cjevovoda ide do bioreaktora. Obično su to polimerne cijevi, jer najbolje podnose boravak u agresivnom okruženju.

Biogas postrojenju je također potreban sistem za miješanje tvari. Tokom fermentacije na vrhu se formira tvrda kora, a teške čestice se talože. Sve to zajedno pogoršava proces stvaranja plinova. Mikseri su potrebni za održavanje homogenog stanja prerađene mase. Mogu biti mehaničke ili čak ručne. Mogu se pokrenuti pomoću tajmera ili ručno. Sve zavisi od toga kako je biogas postrojenje napravljeno. Automatizovani sistem je skuplji za instalaciju, ali zahteva minimalnu pažnju tokom rada.

Prema vrsti lokacije, bioplinsko postrojenje može biti:

• Nadzemno.
• Polu-udubljena.
• Recessed.

Ugradne su skuplje za ugradnju - potrebna je velika količina iskopa. Ali kada se koriste u našim uslovima, oni su bolji - lakše je organizirati izolaciju, a troškovi grijanja su niži.

Šta se može reciklirati

Biogas postrojenje je u suštini svejed - bilo koja organska tvar se može preraditi. Prikladni su bilo koji gnoj i urin, biljni ostaci. Deterdženti, antibiotici i hemikalije negativno utiču na proces. Preporučljivo je smanjiti njihov unos, jer ubijaju floru koja ih prerađuje.

Stajnjak se smatra idealnim, jer sadrži mikroorganizme velike količine. Ako na farmi nema krava, pri punjenju bioreaktora preporučljivo je dodati nešto stajnjaka kako bi se supstrat popunio potrebnom mikroflorom. Biljni ostaci se prethodno usitnjavaju i razblažuju vodom. Biljni materijali i izmet se miješaju u bioreaktoru. Ovo “punjenje” traje duže za obradu, ali na kraju dana, u ispravnom režimu, imamo najveći prinos proizvoda.

Određivanje lokacije

Kako bi se minimizirali troškovi organizacije procesa, ima smisla locirati bioplinsko postrojenje u blizini izvora otpada – u blizini zgrada u kojima se drže perad ili životinje. Preporučljivo je razviti dizajn tako da se opterećenje odvija gravitacijom. Iz štale ili svinjca možete postaviti cjevovod na nagib kroz koji će gnoj gravitacijom teći u bunker. Ovo uvelike pojednostavljuje zadatak održavanja reaktora, kao i uklanjanja stajnjaka.

Preporučljivo je locirati bioplinsko postrojenje tako da otpad sa farme može teći gravitacijom

Obično se zgrade sa životinjama nalaze na određenoj udaljenosti od stambene zgrade. Zbog toga će se proizvedeni plin morati prenijeti do potrošača. Ali polaganje jedne plinske cijevi je jeftinije i lakše nego organizirati liniju za transport i utovar stajnjaka.

Bioreactor

Postoje prilično strogi zahtjevi za rezervoare za preradu stajnjaka:

Svi ovi zahtjevi za izgradnju bioplinskog postrojenja moraju biti ispunjeni, jer osiguravaju sigurnost i stvaraju normalne uslove za preradu stajnjaka u biogas.

Od kojih materijala se može napraviti?

Otpornost na agresivna okruženja glavni je zahtjev za materijale od kojih se mogu napraviti kontejneri. Supstrat u bioreaktoru može biti kiseli ili alkalni. U skladu s tim, materijal od kojeg je napravljena posuda mora dobro podnijeti različita okruženja.

Malo materijala ispunjava ove zahtjeve. Prva stvar koja pada na pamet je metal. Izdržljiv je i može se koristiti za izradu posuda bilo kojeg oblika. Dobra stvar je što možete koristiti gotov kontejner - neki stari rezervoar. U tom slučaju će izgradnja bioplinskog postrojenja trajati vrlo malo vremena. Nedostatak metala je što reagira s kemijski aktivnim tvarima i počinje se urušavati. Za neutralizaciju ovaj minus metal je prekriven zaštitnim premazom.

Odlična opcija je bioreaktorski spremnik napravljen od polimera. Plastika je hemijski neutralna, ne truli, ne hrđa. Samo trebate odabrati materijale koji mogu izdržati smrzavanje i zagrijavanje do dovoljnih temperatura. visoke temperature. Zidovi reaktora trebaju biti debeli, po mogućnosti ojačani staklenim vlaknima. Takvi kontejneri nisu jeftini, ali traju dugo.

Jeftinija opcija je bioplinsko postrojenje sa kontejnerom od cigle, betonskih blokova ili kamena. Da bi zidanje izdržalo velika opterećenja, potrebno je ojačati zidove (u svakih 3-5 redova, ovisno o debljini zida i materijalu). Nakon završetka procesa izgradnje zida, kako bi se osigurala vodonepropusnost i plin, neophodna je naknadna višeslojna obrada zidova kako iznutra tako i izvana. Zidovi su malterisani cementno-pješčanim sastavom sa aditivima (aditivima) koji daju potrebna svojstva.

Dimenzionisanje reaktora

Zapremina reaktora zavisi od odabrane temperature za preradu stajnjaka u biogas. Najčešće se bira mezofilni - lakši je za održavanje i omogućava mogućnost svakodnevnog punjenja reaktora. Proizvodnja biogasa nakon postizanja normalnog režima (oko 2 dana) je stabilna, bez prenapona ili padova (prilikom stvaranja normalnim uslovima). U ovom slučaju ima smisla izračunati zapreminu bioplinskog postrojenja u zavisnosti od količine stajnjaka koji se stvara na farmi dnevno. Sve se lako izračunava na osnovu prosječnih statističkih podataka.

Razgradnja stajnjaka na mezofilnim temperaturama traje od 10 do 20 dana. U skladu s tim, volumen se izračunava množenjem sa 10 ili 20. Prilikom izračunavanja potrebno je uzeti u obzir količinu vode koja je potrebna da se podloga dovede u idealno stanje - njena vlažnost bi trebala biti 85-90%. Pronađena zapremina se povećava za 50%, jer maksimalno opterećenje ne bi trebalo da prelazi 2/3 zapremine rezervoara - gas bi se trebao akumulirati ispod plafona.

Na primjer, na farmi ima 5 krava, 10 svinja i 40 kokoši. U osnovi, 5 * 55 kg + 10 * 4,5 kg + 40 * 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Da biste pileći gnoj doveli do 85% vlažnosti, potrebno je dodati nešto više od 5 litara vode (to je još 5 kg). Ukupna težina je 331,8 kg. Za preradu za 20 dana potrebno je: 331,8 kg * 20 = 6636 kg - oko 7 kubnih metara samo za podlogu. Pronađenu cifru pomnožimo sa 1,5 (povećanje za 50%), dobijemo 10,5 kubnih metara. Ovo će biti izračunata vrijednost zapremine reaktora bioplinskog postrojenja.

Otvori za utovar i istovar vode direktno u rezervoar bioreaktora. Da bi se podloga ravnomjerno rasporedila po cijeloj površini, izrađuju se na suprotnim krajevima posude.

Prilikom dubinske ugradnje bioplinskog postrojenja, cijevi za utovar i istovar se približavaju kućištu ispod oštar ugao. Štaviše, donji kraj cijevi trebao bi biti ispod nivoa tečnosti u reaktoru. Ovo sprečava ulazak vazduha u posudu. Također, na cijevi se ugrađuju rotacijski ili zaporni ventili, koji su zatvoreni u normalnom položaju. Otvaraju se samo tokom utovara ili istovara.

Budući da stajnjak može sadržavati velike fragmente (elemente stelje, stabljike trave, itd.), cijevi malog promjera će se često začepiti. Dakle, za utovar i istovar moraju imati prečnik 20-30 cm.Moraju se ugraditi prije početka radova na izolaciji bioplinskog postrojenja, ali nakon postavljanja kontejnera na svoje mjesto.

Najpogodniji način rada bioplinskog postrojenja je redovno punjenje i istovar podloge. Ova operacija se može izvoditi jednom dnevno ili jednom u dva dana. Stajnjak i druge komponente prethodno se sakupljaju u rezervoar za skladištenje, gdje se dovode u potrebno stanje - drobe se, ako je potrebno, navlaže i miješaju. Radi praktičnosti, ova posuda može imati mehaničku miješalicu. Pripremljena podloga se sipa u prihvatni otvor. Ako prihvatnu posudu postavite na sunce, podloga će se prethodno zagrijati, što će smanjiti troškove održavanja potrebne temperature.

Preporučljivo je izračunati dubinu ugradnje prihvatnog lijevka tako da otpad gravitacijski teče u njega. Isto važi i za istovar u bioreaktor. Najbolji slučaj je ako se pripremljena podloga kreće gravitacijom. I kapak će ga ograditi tokom pripreme.

Da bi se osigurala nepropusnost bioplinskog postrojenja, otvori na prijemnom spremniku i u zoni istovara moraju imati zaptivnu gumenu brtvu. Što je manje zraka u posudi, to će plin biti čišći na izlazu.

Sakupljanje i uklanjanje biogasa

Biogas se odvodi iz reaktora kroz cijev čiji je jedan kraj ispod krova, a drugi se obično spušta u vodeni pečat. Ovo je posuda s vodom u koju se ispušta nastali biogas. U vodenoj brtvi nalazi se druga cijev - nalazi se iznad nivoa tečnosti. U njega izlazi čistiji biogas. Na izlazu iz njihovog bioreaktora ugrađen je ventil za zatvaranje plina. Najbolja opcija- sferni.

Koji materijali se mogu koristiti za sistem prenosa gasa? Pocinčane metalne cijevi i plinske cijevi od HDPE ili PPR. Moraju osigurati nepropusnost; šavovi i spojevi se provjeravaju pjenom od sapuna. Cijeli cjevovod je sastavljen od cijevi i fitinga istog promjera. Nema kontrakcija ili ekspanzija.

Čišćenje od nečistoća

Približan sastav nastalog biogasa je:

• metan - do 60%;
• ugljen dioksid - 35%;
• druge plinovite tvari (uključujući vodonik sulfid, koji daje plin smrad) — 5%.

Da bi bioplin bio bez mirisa i dobro gorio, potrebno je iz njega ukloniti ugljični dioksid, sumporovodik i vodenu paru. Ugljični dioksid se uklanja u vodenoj brtvi ako se na dno instalacije doda gašeno vapno. Takvu oznaku će se morati povremeno mijenjati (čim plin počne gore gorjeti, vrijeme je da ga promijenite).

Sušenje plina se može obaviti na dva načina - izradom vodenih zaptivki u plinovodu - umetanjem zakrivljenih dijelova u cijev ispod vodenih zaptivki, u kojima će se nakupljati kondenzat. Nedostatak ove metode je potreba za redovnim pražnjenjem vodene brtve - ako postoji velika količina prikupljene vode, može blokirati prolaz plina.

Drugi način je ugradnja filtera sa silika gelom. Princip je isti kao kod vodene brtve - plin se dovodi do silika gela i isušuje ispod poklopca. Kod ove metode sušenja biogasa, silika gel se mora periodično sušiti. Da biste to učinili, morate ga zagrijati neko vrijeme u mikrovalnoj pećnici. Zagreva se i vlaga isparava. Možete ga napuniti i ponovo koristiti.

Za uklanjanje sumporovodika koristi se filter napunjen metalnim strugotinama. U kontejner možete staviti stare metalne čistače. Prečišćavanje se odvija na potpuno isti način: gas se dovodi do donji dio kontejner punjen metalom. Prolaskom se čisti od sumporovodika, skupljenog u gornjem slobodnom dijelu filtera, odakle se ispušta kroz drugu cijev/crijevo.

Rezervoar za plin i kompresor

Pročišćeni biogas ulazi u rezervoar za skladištenje - plinski držač. To može biti zatvorena plastična vrećica ili plastični kontejner. Glavni uvjet je nepropusnost plina, oblik i materijal nisu bitni. U plinskom držaču se skladišti zaliha bioplina. Iz njega se, uz pomoć kompresora, plin pod određenim tlakom (koji postavlja kompresor) dovodi do potrošača - do plinske peći ili bojlera. Ovaj plin se također može koristiti za proizvodnju električne energije pomoću generatora.

Za stvaranje stabilnog tlaka u sistemu nakon kompresora, preporučljivo je ugraditi prijemnik - mali uređaj za izravnavanje skokova tlaka.

Uređaji za miješanje

Da bi biogas postrojenje normalno radilo, potrebno je redovno miješanje tekućine u bioreaktoru. Ovaj jednostavan proces rješava mnoge probleme:

• miješa svježi dio opterećenja s kolonijom bakterija;
• potiče oslobađanje proizvedenog plina;
• izjednačava temperaturu tečnosti, isključujući toplije i hladnije oblasti;
• održava homogenost podloge, sprečavajući taloženje ili plutanje nekih komponenti.

Tipično, mala kućna bioplinska postrojenje ima mehaničke miješalice koje pokreće mišićna snaga. U sistemima velike zapremine, mešalice se mogu pokretati pomoću motora koji se aktiviraju pomoću tajmera.

Druga metoda je miješanje tekućine propuštanjem dijela generiranog plina kroz nju. Da bi se to postiglo, nakon izlaska iz metatanka, postavlja se T-reaktor i dio plina teče u donji dio reaktora, odakle izlazi kroz cijev s rupama. Ovaj dio plina se ne može smatrati potrošnjom, jer opet ulazi u sistem i kao rezultat toga završava u rezervoaru za gas.

Treći način miješanja je korištenje fekalnih pumpi za pumpanje supstrata iz donjeg dijela i izlivanje na vrhu. Nedostatak ove metode je ovisnost o dostupnosti električne energije.

Sistem grijanja i toplinska izolacija

Bez zagrijavanja prerađene tekućine, psihofilne bakterije će se razmnožavati. Proces obrade u ovom slučaju će trajati 30 dana, a izlaz plina će biti mali. Ljeti, ako postoji toplinska izolacija i predgrijavanje tereta, moguće je postići temperaturu i do 40 stepeni, kada počinje razvoj mezofilnih bakterija, ali zimi takva instalacija praktično ne radi - procesi se odvijaju vrlo sporo. . Na temperaturama ispod +5°C praktično se smrzavaju.

Šta grijati i gdje postaviti

Za dobijanje najbolji rezultati koristiti grijanje. Najracionalnije je grijanje vode iz bojlera. Kotao može raditi na struju, čvrsto ili tečno gorivo, a možete ga pokretati i na proizvedeni biogas. Maksimalna temperatura, na koji je potrebno zagrijati vodu - +60°C. Toplije cijevi mogu uzrokovati lijepljenje čestica za površinu, smanjujući učinkovitost grijanja.

Možete koristiti i direktno grijanje - umetnite grijaće elemente, ali prvo, teško je organizirati miješanje, drugo, podloga će se zalijepiti za površinu, smanjujući prijenos topline, grijaći elementi će brzo izgorjeti

Biogas postrojenje se može grijati pomoću standardnih radijatora za grijanje, jednostavno cijevi uvijenih u zavojnicu ili zavarenih registara. Bolje je koristiti polimerne cijevi - metal-plastične ili polipropilenske. Prikladne su i valovite cijevi od nehrđajućeg čelika, lakše se ugrađuju, posebno u cilindrične vertikalne bioreaktore, ali valovita površina izaziva lijepljenje taloga, što nije baš dobro za prijenos topline.

Kako bi se smanjila mogućnost taloženja čestica na grijaćim elementima, oni su smješteni u području miješalice. Samo u ovom slučaju sve mora biti dizajnirano tako da miješalica ne može dodirnuti cijevi. Često se čini da je grijače bolje postaviti na dno, ali praksa je pokazala da je zbog taloga na dnu takvo grijanje neučinkovito. Stoga je racionalnije postaviti grijače na zidove metatanka bioplinskog postrojenja.

Metode grijanja vode

U zavisnosti od načina ugradnje cijevi, grijanje može biti vanjsko ili unutrašnje. At interna lokacija grijanje je efikasno, ali popravka i održavanje grijača je nemoguće bez gašenja i ispumpavanja sistema. Stoga se posebna pažnja poklanja odabiru materijala i kvaliteti spojeva.

Zagrijavanje povećava produktivnost bioplinskog postrojenja i skraćuje vrijeme obrade sirovina

Kada su grijači smješteni izvana, potrebno je više topline (trošak grijanja sadržaja bioplinskog postrojenja je mnogo veći), jer se mnogo topline troši na zagrijavanje zidova. Ali sistem je uvek dostupan za popravku, a grejanje je ujednačenije, jer se okolina zagreva sa zidova. Još jedna prednost ovog rješenja je da miješalice ne mogu oštetiti sustav grijanja.

Kako izolovati

Prvo se na dno jame izlije izravnavajući sloj pijeska, a zatim sloj toplinske izolacije. Može biti glina pomiješana sa slamom i ekspandiranom glinom, šljakom. Sve ove komponente se mogu pomiješati i sipati u odvojenim slojevima. Nivelirani su do horizonta i instaliran je kapacitet bioplinskog postrojenja.

Bočne strane bioreaktora mogu se izolirati modernim materijalima ili klasičnim starinskim metodama. Jedna od staromodnih metoda je premazivanje glinom i slamom. Nanesite u nekoliko slojeva.

Moderni materijali uključuju ekstrudiranu polistirensku pjenu visoke gustoće, blokove od gaziranog betona niske gustine itd. Tehnološki najnaprednija u ovom slučaju je poliuretanska pjena (PPU), ali usluge njene primjene nisu jeftine. Ali rezultat je besprijekorna toplinska izolacija, koja minimizira troškove grijanja. Postoji još jedan toplinski izolacijski materijal - pjenasto staklo. U pločama je vrlo skupo, ali njegova slomljena ili mrvica košta vrlo malo, a po karakteristikama je gotovo idealna: ne upija vlagu, ne boji se smrzavanja, dobro podnosi statička opterećenja, ima nisku toplotnu provodljivost.

Tipičan dizajn

IN poslednjih godina Postalo je moderno koristiti razna bioplinska postrojenja za vlastite potrebe, koja omogućavaju dobivanje energije iz otpada. U pravilu, takav dizajn je zatvorena posuda u kojoj na zadanoj temperaturi dolazi do fermentacije organskih komponenti otpadnih voda, raznog otpada itd. Biogas postrojenje uradi sam je teško, ali izvodljivo. Glavna stvar je znati vrste ovih uređaja i princip njihovog rada, kao i razumjeti crteže.

Princip rada instalacije

Proces proizvodnje bioplina iz stajnjaka ili drugih sirovina naziva se fermentacija, a fermentacija se odvija djelovanjem posebnih bakterija. U tom slučaju na površini sirovine se formira kora, koja se mora stalno uništavati. To se mora učiniti temeljnim miješanjem sadržaja ručno ili korištenjem posebnih uređaja unutar reaktora. Kao rezultat takvih manipulacija, oslobađa se bioplin.

Dobijeni bioplin se nakon pročišćavanja sakuplja u poseban kontejner – plinski držač, iz kojeg se plinovodima prenosi do mjesta upotrebe. Prerađene sirovine se pretvaraju u biođubrivo. Istovaruje se kroz poseban otvor, a zatim se može nanositi na tlo ili koristiti kao dodatak hrani za životinje, što zavisi od sirovine.

Za dobivanje bioplina vlastitim rukama, osim poštivanja režima bez kisika, mora se ispuniti i nekoliko uslova:

• Dostupnost hranljive materije za bakterije.
• Održavanje temperaturnih uslova.
• Odabir pravog vremena za fermentaciju.
• Održavanje kiselinske i alkalne ravnoteže.
• Održavanje proporcija čvrstih čestica u sirovinama i blagovremeno miješanje.

Vrste bioplinskih postrojenja

Bilješka! Danas postoji veliki broj dizajna bioplinskih postrojenja kako bi proizvodnja bioplina bila ne samo zgodna, već i učinkovita.

Odlikuju se po izgled, kao i od strane sastavni elementi dizajn i materijali korišteni za njegovu izradu.

Po vrsti preuzimanja

Ovisno o vrsti utovara sirovine, postoje dvije vrste ugradnje - kontinuirano utovarivanje i serijsko punjenje.

Međusobno se razlikuju po vremenu fermentacije sirovina i pravilnosti utovara. Najefikasnija sa stanovišta proizvodnje biogasa je instalacija za kontinuirano punjenje.

Po izgledu

Izgled uređaja ovisi o načinu akumulacije i skladištenja bioplina. Može se sakupljati u posebnom rezervoaru za gas, na vrhu reaktora, ili ispod fleksibilne kupole, plutajući ili stojeći odvojeno od reaktora.

Izrada DIY instalacije

Izgradnja bioplinske strukture vlastitim rukama prilično je složen i dugotrajan proces. Takva instalacija čini proizvodnju bioplina alternativnom opcijom koja vam omogućava uštedu novca na kupovini goriva i električne energije.

Šta treba da znate?

Generalizirana shema

Možete napraviti strukturu od onih materijala koji su dostupni na farmi, ali se ne koriste. Na primjer, reaktor za takvu instalaciju može se lako izgraditi od starih lonaca, kotlova i bazena, ali je bolje koristiti cilindrične objekte.

Evo nekoliko važnih zahtjeva koje reaktor mora ispuniti:

• Dobra toplotna izolacija.
• Propustljivost vazduha i vode. Uostalom, kada se pomiješaju bioplin i kisik, dolazi do reakcije, a njena destruktivna sila ne samo da može razbiti reaktor, već ga i eksplodirati.
• Pouzdanost i izdržljivost, jer se tokom reakcije oslobađa ogromna količina energije.

Da biste izgradili kvalitetnu i efikasnu biološku instalaciju, morate se pridržavati sljedećeg redoslijeda:

• Odaberite lokaciju za ugradnju budućeg reaktora. I obavezno izračunajte količinu otpada koja je potrebna za 1 dan. Ovo je neophodno za određivanje dimenzija konstrukcije.
• Pripremite umivaonik, zatim postavite cijevi za istovar i utovar.
• Ugradite i pričvrstite rezervoar za punjenje i izlaznu cijev za plin što je čvršće moguće.
• Za korištenje, kao i naknadno održavanje i popravak bioplinskog postrojenja potrebno je postaviti poklopac šahta.
• Pažljivo provjerite reaktor na toplinsku izolaciju i nepropusnost.

Zidovi buduće instalacije idealno bi trebali biti betonski, jer je čvrstoća konstrukcije ključ vaše sigurnosti. Osim toga, veoma je važno da udaljenost od reaktora do najbliže zgrade bude najmanje 500 metara. Na kraju krajeva, tijekom fermentacije oslobađa se otrovni plin, koji ima štetan učinak na osobu i može ga ubiti za nekoliko minuta.

Za dobijanje biogasa trebaće vam:

Princip grijanja kuće

• Pomiješajte 2 tone kravljeg stajnjaka i oko 4,5 tone humusa iz trulog otpada, vrhova i lišća.
• Dodajte vodu u smjesu tako da vlažnost u reaktoru bude 70%.
• Dobivenu masu istovarite u jamu i zagrijte je pomoću jedinice za grijanje na +40 stupnjeva. Nakon što smjesa počne fermentirati, njena temperatura će dostići +70 stepeni.
• Na kupolu pričvrstiti protuteg, koji bi trebao biti 2 puta teži od smjese, kako kupola ne bi izletjela iz jame zbog ispuštenog plina.

Treba imati na umu da masa koja se stavlja u reaktor ne smije sadržavati antibiotike, rastvarače ili druge sintetičke tvari. Oni ne samo da će ometati reakciju, već će je čak i potpuno zaustaviti, a uzrokovat će i uništavanje zidova reaktora.

Opcije opreme

Domaća instalacija danas je rijetke vrste alternativni izvor energije na farmama. Ali, s obzirom na efikasnost i isplativost takvog dizajna, mnogi farmeri su počeli razmišljati o samostalnoj izgradnji bioplinskog postrojenja kako bi se na taj način opskrbili strujom i toplinom.

Danas postoji mnogo opcija za ovu vrstu opreme za proizvodnju bioplina. Razmatrati klimatskim uslovima U Rusiji se preporučuje stvaranje sljedećih tipova instalacija.

Reaktor za ručno punjenje bez miješanja

Ovo je najjednostavnija instalacija za dom, čija se zapremina može kretati od 1 do 10 kubnih metara. Može preraditi do 200 kg stajnjaka dnevno.

Mogućnost ručnog punjenja

Sastoji se od minimalnog broja dijelova:

• Bunker za svježe sirovine.
• Reaktor.
• Uređaj za selekciju biogasa.
• Kapacitet za istovar fermentisanih sirovina.

Ova instalacija se može koristiti za južne regije, jer radi bez miješanja i zagrijavanja, a dizajnirana je i za rad u psihofilnom režimu. Korištene sirovine se uklanjaju iz reaktora kroz cijev za istovar tokom utovara sljedeće porcije stajnjaka. To se događa zbog pritiska bioplina u reaktoru.

Prilikom izrade takve strukture vlastitim rukama, preporučuje se slijediti sljedeći redoslijed:

• Nakon izračunavanja dnevne količine stajnjaka i odabira reaktora potrebne veličine, potrebno je odrediti lokaciju buduće strukture, kao i pripremiti materijale za ugradnju.
• Zatim morate izgraditi cijev za utovar i istovar, a također napraviti jamu za ugradnju.
• Nakon ugradnje reaktora u jamu potrebno je ugraditi utovarni lijevak i odvod plina, kao i poklopac šahta.
• Provjerite da li konstrukcija ne propušta, obojite je i izolirajte.
• Pušten u rad.

Dizajn ručnog punjenja, grijanja i miješanja

Bioplinsko postrojenje može se izgraditi ručnim punjenjem sirovina i periodičnim miješanjem. Istovremeno, neće zahtijevati velika finansijska ulaganja vlasnika. Dizajn je pogodan za malu farmu, jer ima kapacitet za preradu do 200 kg stajnjaka dnevno. Crteži takve instalacije slični su crtežima prethodne verzije, a mogu se napraviti kontaktiranjem stručnjaka.

Ova jedinica može raditi u mezofilnom i termofilnom režimu

Za stabilan i maksimalno intenzivan proces fermentacije ugrađen je poseban sistem reaktorskog grijanja. Biogas postrojenje može raditi na dva načina. Reaktor se zagrijava pomoću toplovodnog kotla koji radi na proizvedeni biogas. Ostatak biogasa može se koristiti za rad kućnih aparata.

Prerađene sirovine se čuvaju u posebnom kontejneru dok se ne nanesu na tlo ili koriste kao leglo za kalifornijske crve.

Instalacija sa plinskim držačem, pneumatskim punjenjem, grijanjem i miješanjem sirovina

Slična instalacija je namenjena malim i srednjim farmama sa preradom do 1,5 tona stajnjaka dnevno u biogas. Sirovine se zagrijavaju kroz izmjenjivač topline s kotlom za grijanje vode, koji radi na nastali plin. Cjevovod za masovni istovar opremljen je posebnim ogrankom za sakupljanje biođubriva u skladištu i za utovar u vozila sa naknadnim odvozom na polja.

Dizajn takve domaće instalacije uključuje pneumatsko punjenje stajnjaka u reaktor, kao i miješanje s bioplinom, čiji se odabir vrši automatski. Bioplin se skladišti u posebnom odjeljku - plinskom držaču.

Zaključak

Biogas je relativno nov izvor energije. Koristeći ga, zauvijek možete zaboraviti na tarife za električnu energiju, pa čak i riješiti probleme poput proizvodnje metana. Ispravno izrađeni crteži i napori uloženi u izradu instalacije značajno će uštedjeti novac za više od jednog farmera, što je ovih dana posebno važno.

Pitanje proizvodnje metana zanima one vlasnike privatnih farmi koji uzgajaju perad ili svinje, ali i stoku. U pravilu, takve farme proizvode značajan iznos organski otpad životinja, oni mogu donijeti značajne koristi, postajući izvor jeftinog goriva. Svrha ovog materijala je da vam kaže kako proizvoditi bioplin kod kuće koristeći isti otpad.

Opće informacije o bioplinu

Kućni biogas, koji se dobija iz raznih stajnjaka i živinskog izmeta, uglavnom se sastoji od metana. Tamo je od 50 do 80%, u zavisnosti od toga čiji je otpad korišćen za proizvodnju. Isti onaj metan koji gori u našim pećima i kotlovima, a za koji ponekad plaćamo velike pare prema očitanjima brojila.

Da bismo dobili predstavu o količini goriva koja se teoretski može proizvesti pri držanju životinja kod kuće ili na selu, predstavljamo tabelu s podacima o prinosu bioplina i sadržaju čistog metana u njemu:

Kao što se može shvatiti iz tabele, for efikasnu proizvodnju gas iz kravljeg izmeta i otpada od silaže će zahtevati prilično veliku količinu sirovine. Isplativije je vaditi gorivo iz svinjskog stajnjaka i ćurećeg izmeta.

Preostali udio tvari (25-45%) koje čine kućni biogas su ugljični dioksid (do 43%) i sumporovodik (1%). Gorivo takođe sadrži azot, amonijak i kiseonik, ali u malim količinama. Usput, zahvaljujući oslobađanju sumporovodika i amonijaka, gomila stajnjaka emituje tako poznati "ugodan" miris. Što se tiče energetskog sadržaja, 1 m3 metana teoretski može osloboditi do 25 MJ (6,95 kW) toplotne energije kada se sagori. Specifična toplota Sagorijevanje biogasa ovisi o udjelu metana u njegovom sastavu.

Za referenciju. U praksi je potvrđeno da se grije izolirana kuća koja se nalazi u srednja traka, potrebno je oko 45 m3 biološkog goriva na 1 m2 površine po grejnoj sezoni.

Priroda je to uredila tako da se biogas iz stajnjaka stvara spontano i bez obzira da li želimo da ga primimo ili ne. Hrpa stajnjaka trune u roku od godinu do godinu i po dana, jednostavno ako je na otvorenom, pa čak i na temperaturama ispod nule. Sve to vrijeme ispušta biogas, ali samo u malim količinama, jer se proces vremenom produžava. Uzrok su stotine vrsta mikroorganizama koji se nalaze u životinjskom izmetu. Odnosno, ništa nije potrebno da bi se pokrenula evolucija gasa, to će se dogoditi samo od sebe. Ali da bi se proces optimizirao i ubrzao, bit će potrebna posebna oprema, o čemu će se dalje govoriti.

Biogas tehnologija

Suština efikasne proizvodnje je da se ubrza prirodni proces razgradnje organskih sirovina. Da bi se to postiglo, potrebno je stvoriti bakterije u njemu najbolji uslovi za reprodukciju i reciklažu otpada. A prvi uslov je da se sirovina stavi u zatvoreni kontejner - reaktor, inače - generator bioplina. Otpad se drobi i miješa u reaktoru sa izračunatom količinom čiste vode dok se ne dobije početni supstrat.

Bilješka. Čista voda potrebno kako bi se osiguralo da tvari koje negativno utječu na život bakterija ne uđu u supstrat. Kao rezultat toga, proces fermentacije može se značajno usporiti.

Industrijsko postrojenje za proizvodnju biogasa opremljeno je grijanjem supstrata, sredstvima za miješanje i kontrolom kiselosti okoliša. Mešanje se vrši kako bi se sa površine uklonila tvrda kora koja nastaje tokom fermentacije i ometa oslobađanje biogasa. Trajanje tehnološki proces– najmanje 15 dana, za koje vreme stepen raspadanja dostiže 25%. Smatra se da se maksimalni prinos goriva javlja do 33% razgradnje biomase.

Tehnologija omogućava svakodnevno obnavljanje supstrata, što osigurava intenzivnu proizvodnju plina iz stajnjaka, a u industrijskim postrojenjima iznosi stotine kubnih metara dnevno. Dio otpadne mase, koji iznosi oko 5% ukupne zapremine, uklanja se iz reaktora, a na njegovo mjesto se ubacuje ista količina svježih bioloških sirovina. Otpadni materijal se koristi kao organsko đubrivo polja.

Dijagram bioplinskog postrojenja

Prilikom proizvodnje bioplina kod kuće, nemoguće je stvoriti tako povoljne uvjete za mikroorganizme kao u industrijska proizvodnja. I prije svega, ova izjava se odnosi na organizaciju grijanja generatora. Kao što je poznato, to zahtijeva potrošnju energije, što dovodi do značajnog povećanja cijene goriva. Sasvim je moguće kontrolirati usklađenost s blago alkalnim okruženjem svojstvenim procesu fermentacije. Ali kako se to može ispraviti u slučaju odstupanja? Opet troškovi.

Vlasnicima privatnih farmi koji žele vlastitim rukama proizvoditi bioplin preporučuje se da od dostupnih materijala naprave reaktor jednostavnog dizajna, a zatim ga moderniziraju prema svojim mogućnostima. Šta treba učiniti:

• hermetički zatvoren kontejner zapremine najmanje 1 m3. Pogodni su i razni mali rezervoari i bačve, ali će se iz njih ispuštati malo goriva zbog nedovoljne količine sirovina. Takvi obim proizvodnje vam neće odgovarati;
• Kada organizirate proizvodnju bioplina kod kuće, malo je vjerojatno da ćete zagrijati posudu, ali je svakako trebate izolirati. Druga mogućnost je da se reaktor zakopa u zemlju, termoizolirajući gornji dio;
• ugradite ručnu miješalicu bilo kojeg dizajna u reaktor, protežući ručku kroz gornji poklopac. Sklop prolaza ručke mora biti zapečaćen;
• obezbijediti cijevi za dovod i istovar supstrata, kao i za sakupljanje biogasa.

Ispod je dijagram bioplinskog postrojenja koje se nalazi ispod nivoa zemlje:

1 – generator goriva (kontejner od metala, plastike ili betona); 2 - rezervoar za punjenje supstrata; 3 – tehnički otvor; 4 – posuda koja djeluje kao vodeni pečat; 5 – ispust za istovar otpada; 6 – cijev za uzorkovanje biogasa.

Kako doći do biogasa kod kuće?

Prva operacija je mljevenje otpada na frakciju čija veličina nije veća od 10 mm. To znatno olakšava pripremu supstrata, a bakterijama će biti lakše preraditi sirovine. Dobivena masa se temeljito pomiješa s vodom, njena količina je oko 0,7 litara na 1 kg organske tvari. Kao što je već spomenuto, treba koristiti samo čistu vodu. Zatim se podlogom puni samoproizvedeno bioplinsko postrojenje, nakon čega se reaktor hermetički zatvara.

Nekoliko puta tokom dana morate posjetiti posudu kako biste pomiješali sadržaj. Petog dana možete provjeriti prisustvo plina, a ako se pojavi, povremeno ga ispumpajte kompresorom u cilindar. Ako se to ne učini na vrijeme, pritisak unutar reaktora će se povećati i fermentacija će se usporiti ili čak potpuno zaustaviti. Nakon 15 dana potrebno je rasteretiti dio supstrata i dodati isto toliko nove. Više možete saznati gledajući video:

Zaključak

Vjerovatno je da najjednostavnija biogasna instalacija neće zadovoljiti sve vaše potrebe. Ali, s obzirom na trenutnu cijenu energenata, to će već biti od velike pomoći u domaćinstvu, jer ne morate plaćati sirovine. S vremenom, usko uključeni u proizvodnju, moći ćete shvatiti sve karakteristike i napraviti potrebna poboljšanja instalacije.

Da li su svi gledali Mad Max 3: Beyond Thunderdome? Zatim čitamo još jedan copy-paste preuzet odavde: http://serhii.my1.ru/publ/stati_dr_avtorov/biogaz_...

Biogas. Proizvodnja metana kod kuće.

Šta je biogas?

IN U poslednje vreme Netradicionalni, sa tehničke tačke gledišta, izvori energije privlače sve više pažnje: sunčevo zračenje, morske oseke i talasi i još mnogo toga. Neki od njih, poput vjetra, bili su naširoko korišteni u prošlosti, a danas doživljavaju ponovno rođenje. Jedna od „zaboravljenih“ vrsta sirovina je biogas, koji je korišćen u prošlosti Ancient China i ponovo otkriven u našem vremenu.

Šta je biogas? Ovaj pojam označava plinoviti proizvod dobiven kao rezultat anaerobne, odnosno koja se odvija bez pristupa zraku, fermentacije (pregrijavanja) same organske tvari. različitog porekla. Na svakom seljačkom imanju tokom godine se skuplja značajna količina stajnjaka, biljnog gnoja i raznog otpada. Obično se nakon raspadanja koriste kao organsko đubrivo. Međutim, malo ljudi zna koliko se biogasa i toplote oslobađa tokom fermentacije. Ali ova energija takođe može poslužiti dobra usluga ruralnih stanovnika.

Biogas je mješavina plinova. Njegove glavne komponente: metan (CH4) - 55-70% i ugljični dioksid (CO2) - 28-43%, kao i drugi plinovi u vrlo malim količinama, na primjer vodonik sulfid (H2S).

U prosjeku, 1 kg organske tvari koja je 70% biorazgradiva proizvodi 0,18 kg metana, 0,32 kg ugljičnog dioksida, 0,2 kg vode i 0,3 kg nerazgradivog ostatka.

Faktori koji utječu na proizvodnju bioplina.

Budući da do razgradnje organskog otpada dolazi djelovanjem određenih vrsta bakterija, okoliš ima značajan utjecaj na to. Dakle, količina proizvedenog plina u velikoj mjeri ovisi o temperaturi: što je toplija, veća je brzina i stupanj fermentacije organskih sirovina. Zato su se, vjerovatno, prve instalacije za proizvodnju biogasa pojavile u zemljama sa topla klima. Međutim, korištenje pouzdane toplinske izolacije, a ponekad i zagrijane vode, omogućava savladavanje izgradnje bioplinskih generatora u područjima gdje temperatura zimi pada do -20°C. Za sirovine postoje određeni zahtjevi: mora biti pogodan za razvoj bakterija, sadržavati biorazgradivu organsku materiju i veliku količinu vode (90-94%). Poželjno je da okolina bude neutralna i bez supstanci koje ometaju djelovanje bakterija: na primjer, sapun, prašak za pranje rublja, antibiotici.

Za proizvodnju biogasa možete koristiti biljni i kućni otpad, stajnjak, kanalizaciju itd. Tokom procesa fermentacije, tečnost u rezervoaru teži da se odvoji na tri frakcije. Gornja kora, formirana od velikih čestica odnesenih dizajućim mjehurićima plina, nakon nekog vremena može postati prilično tvrda i ometat će oslobađanje bioplina. U srednjem dijelu fermentora se nakuplja tekućina, a taloži se donja frakcija nalik mulju.

Bakterije su najaktivnije u srednjoj zoni. Zbog toga se sadržaj rezervoara mora periodično miješati - najmanje jednom dnevno, a najbolje do šest puta. Miješanje se može vršiti pomoću mehaničkih uređaja, hidrauličkih sredstava (recirkulacija pomoću pumpe), pod pritiskom pneumatskog sistema (djelimična recirkulacija biogasa) ili korištenjem različitih metoda samomiješanja.

Instalacije za proizvodnju biogasa.

U Rumuniji, biogas generatori se široko koriste. Jedna od prvih pojedinačnih instalacija (slika 1A) puštena je u rad u decembru 1982. godine. Od tada je uspješno opskrbljivao plinom tri susjedne porodice, svaka sa konvencionalnim plinskim štednjakom sa tri gorionika i pećnicom. Fermentor se nalazi u jami prečnika oko 4 m i dubine 2 m (zapremina cca 21 m3), iznutra obložen krovnim gvožđem, dva puta zavaren: prvo električnim zavarivanjem, a zatim, radi pouzdanosti, sa gasno zavarivanje. Za zaštitu od korozije, unutrašnja površina rezervoara je premazana smolom. Izvan gornjeg ruba fermentora napravljen je kružni žljeb od betona dubine cca 1 m, koji služi kao vodeni zatvarač; u ovom žlijebu, ispunjenom vodom, klizi vertikalni dio zvona koji zatvara rezervoar.

Zvono, visoko oko 2,5 m, izrađeno je od čeličnog lima debljine dva milimetra. Gas se skuplja u njegovom gornjem dijelu.

Autor ovog projekta odabrao je opciju prikupljanja plina, za razliku od drugih instalacija, pomoću cijevi koja se nalazi unutar fermentora i ima tri podzemna kraka - do tri farme. Osim toga, voda u žljebu vodenog zaptivača teče, što sprječava zaleđivanje zimsko vrijeme. U fermentor se puni cca 12 m3 svježeg stajnjaka, preko kojeg se sipa kravlji urin (bez dodavanja vode. Generator počinje s radom 7 dana nakon punjenja.

Druga instalacija ima sličan raspored (slika 1B). Njegov fermentor se pravi u jami koja ima kvadrat presjek dimenzija 2x2 i dubine cca 2,5 m. Jama je obložena armirano betonskim pločama debljine 10-12 cm, malterisana cementom i obložena smolom radi nepropusnosti. Utor za hidroizolaciju, dubok oko 50 cm, je također betonski, zvono je zavareno od krovnog željeza i može slobodno kliziti na četiri „uha“ duž četiri vertikalne vodilice postavljene na betonskom rezervoaru. Visina zvona je cca 3 m, od čega je 0,5 m uronjeno u žljeb.

Prilikom prvog punjenja u fermentor je ubačeno 8 m3 svježeg kravljeg stajnjaka, a odozgo je isprano oko 400 litara kravljeg urina. Nakon 7-8 dana instalacija je već u potpunosti obezbjeđivala vlasnike plinom.

Biogas generator, dizajniran za primanje 6 m3 miješanog stajnjaka (od krava, ovaca i svinja), ima sličan dizajn. To je bilo dovoljno da se osigura normalan rad plinske peći s tri plamenika i pećnicom.

Još jedna instalacija odlikuje se zanimljivim dizajnerskim detaljem: tri velike traktorske komore koje su spojene na nju pomoću T-oblika i međusobno povezane jedna s drugom postavljene su pored fermentora (slika 2). Noću, kada se biogas ne koristi i akumulira se ispod zvona, postoji opasnost da se zvono prevrne zbog viška pritiska. Gumeni rezervoar služi kao dodatni kapacitet. Fermentor dimenzija 2x2x1,5 m sasvim je dovoljan za rad dva gorionika, a povećanjem korisne zapremine instalacije na 1 m3 možete dobiti količinu bioplina dovoljnu za grijanje doma.

Posebnost ove opcije ugradnje je konstrukcija zvona od 138 cm visine 150 cm od gumirane tkanine, koja se koristi za proizvodnju čamaca na napuhavanje. Fermentor je metalni rezervoar 140x380 cm i zapremine 4,7 m3. Zvono se ubacuje u stajnjak koji se nalazi u fermentoru do dubine od najmanje 30 cm kako bi se stvorila hidraulička barijera za ispuštanje biogasa u atmosferu. Na vrhu rezervoara za bubrenje nalazi se slavina spojena na crevo; Kroz njega plin struji do plinske peći sa tri gorionika i stupom za zagrijavanje vode. Da bi se osigurali optimalni uslovi za rad fermentora, stajnjak se meša sa vruća voda Instalacija je pokazala najbolje rezultate pri vlažnosti sirovine od 90% i temperaturi od 30-35°.

Efekat staklenika se također koristi za zagrijavanje fermentora. Preko kontejnera je ugrađen metalni okvir koji je prekriven plastičnom folijom: u slučaju nepovoljnog vremenskim uvjetima zadržava toplinu i omogućava vam da značajno ubrzate proces razgradnje sirovina.

U Rumuniji, biogas generatori se takođe koriste u državnim ili zadružnim farmama. Evo jednog od njih. Poseduje dva fermentora kapaciteta 203 m3, pokrivena ramom sa polietilenskom folijom (Sl. 3). Zimi se stajnjak zagrijava toplom vodom. Kapacitet instalacije je 300-480 m3 gasa dnevno. Ova količina je sasvim dovoljna da podmiri sve potrebe lokalnog agroindustrijskog kompleksa.

Praktični savjeti.

Kao što je već napomenuto, odlučujuća uloga. Temperatura igra ulogu u razvoju procesa fermentacije: zagrijavanje sirovine od 15? do 20° može udvostručiti proizvodnju energije. Stoga generatori često imaju poseban sistem grijanja sirovina, ali većina instalacija nije njime opremljena; koriste samo toplotu koja nastaje tokom procesa razgradnje organskih materija. Jedan od najvažnijim uslovima normalan rad fermentora je postojanje pouzdane TOPLOTNE IZOLACIJE. Osim toga, potrebno je minimizirati gubitak topline prilikom čišćenja i punjenja spremnika fermentora.

Također je potrebno zapamtiti potrebu da se osigura biokemijska ravnoteža. Ponekad je stopa proizvodnje kiselina od strane bakterija veća od brzine njihove potrošnje kod bakterija druge grupe. U tom slučaju se povećava kiselost mase, a proizvodnja biogasa se smanjuje. Situacija se može ispraviti ili smanjenjem dnevnog udjela sirovine, ili povećanjem njegove topivosti (ako je moguće, vrućom vodom), ili, konačno, dodavanjem neutralizirajuće tvari - na primjer, krečno mlijeko, pranje ili piće soda.

Proizvodnja bioplina može se smanjiti zbog neravnoteže između ugljika i dušika. U tom slučaju se u fermentor unose tvari koje sadrže dušik - urin ili mala količina amonijevih soli, koje se obično koriste kao kemijska gnojiva (50 - 100 g po 1 m3 sirovine).

Treba imati na umu da visoka vlažnost i prisustvo sumporovodika (čiji sadržaj u biogasu može dostići 0,5%) stimulišu povećanu koroziju metalnih delova instalacije. Zbog toga treba redovno pratiti i pažljivo štititi stanje svih ostalih elemenata fermentora na mjestima oštećenja: najbolje crvenim olovom - u jednom ili dva sloja, a zatim još dva sloja bilo koje uljane boje.

I cijevi (metalne ili plastične) i gumena crijeva mogu se koristiti kao cjevovod za transport bioplina od izlazne cijevi na vrhu instalacijskog zvona do potrošača. Preporučljivo ih je provesti u dubokom rovu kako bi se spriječile pukotine zbog smrzavanja kondenzirane vode zimi. Ako se plin transportira pomoću crijeva zračnim putem, tada je potrebno ukloniti kondenzat specijalni uređaj. Najviše jednostavno kolo takav uređaj je cijev u obliku slova U spojena na crijevo na najnižoj tački (slika 4). Dužina slobodne grane cijevi (x) mora biti veća od tlaka bioplina izraženog u milimetrima vode. Kako kondenzat iz cjevovoda odvodi u cijev, voda istječe kroz njen slobodni kraj bez curenja plina.

U gornjem dijelu zvona također je preporučljivo predvidjeti cijev za ugradnju manometra kako bi se po vrijednosti tlaka prosuđivala količina akumuliranog biogasa.

Iskustvo u radu postrojenja je pokazalo da se upotrebom mješavine različitih organskih tvari kao sirovine proizvodi više bioplina nego kada se u fermentor puni jednom od komponenti. Preporučuje se lagano smanjenje vlažnosti sirovina zimi (na 88-90%) i povećanje ljeti (92-94%). Voda koja se koristi za razrjeđivanje treba biti topla (poželjno 35-40°).

Sirovine se serviraju u porcijama, najmanje jednom dnevno. Nakon prvog punjenja fermentora, čest je slučaj da se prvo proizvodi bioplin koji sadrži više od 60% ugljičnog dioksida i stoga ne gori. Ovaj plin se uklanja u atmosferu i nakon 1-3 dana instalacija će početi normalno funkcionirati.

-> proizvodnja, građevinarstvo, Poljoprivreda

Biogas iz stajnjaka: jednostavan, ekonomičan, ekološki prihvatljiv

Predloženi članak će, mislim, biti od interesa za poljoprivrednike. Opisana tehnologija proizvodnje bioplina iz prirodnog materijala (u ovom slučaju iz stajnjaka), u velikoj mjeri, omogućava, prije svega, bezbolno odlaganje otpadnih proizvoda životinjskog podrijetla, a tek onda je način da se dobije relativno jeftin izvor gorivo. Ipak, uzmimo redom.

Naravno, vrijedan je gnojivo tradicionalno konjsko ili kravlje đubrivo, bogato aromatizirano slamom sa posteljine. Ali na modernoj farmi svinja stajnjak je potpuno drugačiji. Stajnjak u prostorijama se ispere vodom, količina otpada od toga se višestruko povećava, ali koncentracija suhih materija - tj. upravo ono što određuje vrijednost stajnjaka kao gnojiva bukvalno je svedeno na nulu. U principu se može koristiti, ali...

Istovremeno, sva ta ogromna količina tečnosti mora biti negdje uskladištena, barem unutra zimski period kada se ne primenjuju đubriva. Također je potrebno čuvati stajnjak kako bi se neutralizirali u njemu uvijek prisutni patogeni mikrobi i sjemenke korova, koje će nakon unošenja u tlo odmah početi rasti. Osim toga, vrlo je teško spriječiti prodiranje tekućeg stajnjaka u zemlju, Podzemne vode, u rijeke. I ne postoji način da se izbjegne smrdljivi miris iz takvih skladišta. Danas je odlaganje stajnjaka postalo a ozbiljan problem na nacionalnom nivou.

Metoda neutralizacije stajnjaka, kao i svih drugih organskih ostataka, poznata je odavno - ovo je kompostiranje. Otpad se odlaže u gomile, gde se postepeno razgrađuje pod uticajem mikroorganizama. U tom slučaju, gomila se zagrijava do približno 60°C i dolazi do prirodne pasterizacije - većina patogenih mikroba i jajašca helminta umire, a sjeme korova gubi vitalnost.

Međutim, kvaliteta gnojiva pati: nestaje do 40% dušika sadržanog u njemu i puno fosfora. Gubi se i energija, jer se proizvedena toplota gubi, a stajnjak, inače, sadrži skoro polovinu sve energije koja se isporučuje farmi hranom za životinje. Otpad sa farmi svinja uglavnom nije pogodan za kompostiranje, jer je previše tečan.

Ali postoji još jedan način obrade organske tvari - anaerobni, bez pristupa zraka. Upravo se to odvija u prirodnom biološkom reaktoru – želucu svih živih bića. Ista krava proizvodi do 500 litara metana dnevno; Od ukupne proizvodnje metana na Zemlji, skoro četvrtina - 100-200 miliona tona godišnje! - ima “životinjsko” porijeklo.

U poređenju sa aerobnom razgradnjom tokom kompostiranja, proces je sporiji, ali mnogo ekonomičniji, bez nepotrebnih gubitaka energije. Konačni proizvod je bioplin, koji sadrži 60-70% metana, koji pri sagorijevanju oslobađa toplinu koliko i kilogram ugalj, i više od dva puta više od kilograma ogrevnog drveta.

Na taj se način savršeno obrađuje isti tečni stajnjak sa farme svinja: nakon prolaska kroz bioreaktor, ova smrdljiva gnojnica se pretvara u odlično gnojivo.

Oprema za preradu tečnog stajnjaka u bioplin može se kupiti gotova; to zapravo rade velike farme, ali za jednog farmera mnogo je isplativije izgraditi takav bioreaktor za samostalno preradu stajnjaka u biogas, na sreću nije to teško.

Kako radi bioreaktor?

Fermentacija stajnjaka se odvija u anaerobnim (bez kiseonika) uslovima na temperaturi od 30-55°C (optimalno 40°C). Fermentacija traje najmanje 12 dana. Možete koristiti i običan i tečni stajnjak bez podloge, koji se lako pumpa u bioreaktor.

Tokom fermentacije, azot i fosfor se u potpunosti zadržavaju u stajnjaku. Masa stajnjaka ostaje gotovo nepromijenjena, osim isparene vode koja se pretvara u biogas. organska materija stajnjak se razgrađuje za 30-40%; Uglavnom se lako razgrađuju spojevi - masti, proteini, ugljikohidrati - uništavaju, dok su glavne komponente koje stvaraju humus - celuloza i lignin - potpuno očuvane. Oslobađanjem metana i ugljen-dioksida optimizuje se odnos C/N. Povećava se udio amonijačnog dušika. Reakcija dobijenog organskog đubriva je alkalna (pH 7,2-7,8), što ovo đubrivo čini posebno vrednim za kisela zemljišta. U poređenju sa đubrivom dobijenim iz stajnjaka na uobičajen način, produktivnost se povećava za 10-15%.

Dobijeni biogas gustine 1,2 kg/m3 (0,93 gustine vazduha) ima sledeći sastav (%): metan - 65, ugljen dioksid - 34, prateći gasovi - do 1 (uključujući vodonik sulfid - do 0,1). Sadržaj metana može varirati u zavisnosti od sastava supstrata i tehnologije unutar 55-75%. Sadržaj vode u biogasu na 40 °C je 50 g/m3; pri hlađenju biogas dolazi do kondenzacije, te je potrebno preduzeti mjere za uklanjanje kondenzata (sušenje plina, polaganje cijevi sa potrebnim nagibom i sl.). Energetski intenzitet nastalog gasa je 23 mJ/m3, odnosno 5500 kcal/m3.

Malo o brojevima i prednostima

Recimo, reaktor zapremine 75 kubnih metara je sposoban da "lako" preradi sav otpad sa farme od 2.500 svinja, dajući vlasniku visokokvalitetno đubrivo i od 300 do 500 kubnih metara gasa dnevno. Osim toga, danas je ovo jedina tehnologija za preradu i dezinfekciju svinjskog otpada koja se isplati. Štaviše, isplati se ne toliko u samom nastalom bioplinu, koliko u dobrobiti okoliša, jer bi u suprotnom bilo potrebno izgraditi skladišta stajnjaka i postrojenja za prečišćavanje. Osim toga, ne zaboravimo na prerađeni stajnjak kao gotovo dobro đubrivo, što znači da će se koristiti manje herbicida. Sam biogas je više sličan besplatna aplikacija: lijepo, ali nije neophodno.

Zbog toga nije tako lako izračunati ekonomsku efikasnost ove tehnologije. Obično to računaju na osnovu proizvedenog biogasa: toliko troškova, toliko proizvedenog plina, toliko košta odgovarajuća količina dizel goriva. Krajnji rezultat je isplativ, ali period otplate nije rekordan. Ali u svakom slučaju, dobijeni bioplin je dovoljan da obezbijedi do polovice energetskih potreba prosječne farme, uključujući grijanje i toplu vodu i kao rezultat toga značajno smanji troškove energije u poljoprivrednoj proizvodnji, čineći je ekološki prihvatljivijom i otpadnijom. -besplatno.

Slika bi ispala mnogo potpunija i atraktivnija kada bismo nastalim energetskim efektima dodali ekološki efekat, pretvarajući ga u novac. Ali niko još nije smislio kako to učiniti.

Postrojenje za proizvodnju biogasa (bioreaktor)

Postrojenje za proizvodnju bioplina može se izgraditi na bilo kojoj farmi koristeći dostupne materijale.

Osnova biogas postrojenja je zatvorena posuda sa izmjenjivačem topline (rashladna tekućina - voda zagrijana na 50-60 °C), uređajima za unos i izlaz stajnjaka i za uklanjanje plina. Dizajn same instalacije je u velikoj mjeri određen lokalnim uslovima, dostupnost materijala.

Za malu instalaciju, najrazumnije rješenje je korištenje oslobođenih spremnika goriva. Na slici je prikazan dijagram bioreaktora na bazi standardnog rezervoara za gorivo zapremine 50 kubnih metara. Unutarnje pregrade mogu biti izrađene od metala ili cigle; njihova glavna funkcija je usmjeravanje protoka stajnjaka i produženje njegovog puta unutar reaktora, formirajući sistem komunikacionih posuda. Na gornjem dijagramu pregrade su prikazane uslovno, njihov broj i položaj zavise od svojstava stajnjaka - fluidnosti, količine legla.

Da biste odredili zapreminu bioreaktora, morate poći od količine stajnjaka, koja zavisi kako od broja i težine životinja, tako i od načina njegovog uklanjanja: pri ispiranju stajnjaka ukupna količina otpadne vode se višestruko povećava, što je nepoželjno, jer zahtijeva povećanje troškova energije za grijanje. Ako je poznata dnevna količina otpada, potrebna zapremina reaktora se može odrediti množenjem ove količine sa 12 (pošto je 12 dana minimalni period za zadržavanje stajnjaka) i povećanjem dobijene vrednosti za 10% (pošto reaktor treba da bude ispunjena supstratom do 90%).

Podlogu možete zagrijati na 40°C Različiti putevi. Najprikladnije je u tu svrhu koristiti uređaje za grijanje vode na plin AGV-80 ili AGV-120, opremljene automatskom opremom za održavanje temperature rashladne tekućine. Prilikom napajanja uređaja proizvedenim biogasom (umjesto prirodni gas) treba ga podesiti smanjenjem dovoda zraka. Da bi se smanjio gubitak topline, bioreaktor mora biti pažljivo izoliran. Ovdje su moguće različite opcije: posebno oko njega možete napraviti lagani okvir ispunjen staklenom vunom, nanijeti sloj poliuretanske pjene na reaktor itd.

Prilikom pokretanja bioreaktora potrebno ga je napuniti 90% zapremine supstratom i držati najmanje 12 dana, nakon čega se u reaktor mogu unositi novi dijelovi supstrata, ekstrahirajući odgovarajuće količine fermentiranog produkta.

Ako se nekoliko malih farmi ili individualnih farmi nalazi u blizini, najlogičnija opcija bi bila organizirati zajedničku, centraliziranu preradu otpada i povratiti nastali biogas na farme ili farme kroz cjevovode. Inače, pritisak plina proizvedenog u bioreaktoru (100-300 mm vodenog stupca) dovoljan je da se njime snabdje na udaljenosti od nekoliko stotina metara bez plinskih puhala ili kompresora.

Naravno, izgradnja i ugradnja čak i malog reaktora za proizvodnju bioplina neće se dogoditi bez odobrenja. Dokumentacija koja se dostavlja nadležnim nadzornim organima mora sadržati: tehnološka šema instalacije, plan rasporeda bioreaktora i generatora toplote, tokovi energije i proizvoda, cjevovodi, šema priključka za pumpu i rasvjetna tijela, troškovnik. Generalni plan farme takođe će morati da prikaže glavne cevovode, pristupne puteve i gromobrane. Prilikom izgradnje i daljeg rada bioreaktora potrebno je pridržavati se pravila i propisa za rad sa instalacijama za sagorijevanje prirodnog plina. U fazi projektovanja obavezno je obezbediti ventilaciju koja treba da obezbedi osam izmena vazduha na sat u prostoriji zapremine do 300 m3. Dokumentaciju za takav objekat morat će se uskladiti s plinskom inspekcijom, sanitarnim i vatrogasnim službama i vatrogasnom službom.

Primjena biogasa na farmi

Pa, sada da vidimo kakve ekonomske koristi vam lično može donijeti postrojenje za proizvodnju bioplina.

Približna dnevna produktivnost reaktora pri utovaru stajnjaka sa sadržajem suve materije 4-8% je dve zapremine gasa po zapremini reaktora, tj. bioreaktor zapremine 50 kubnih metara proizvodiće 100 kubnih metara biogasa dnevno. Udio "komercijalnog" plina u prosjeku iznosi oko 70 kubnih metara, a ostatak ide na tehnološko grijanje same instalacije. Godišnji obim proizvodnje biogasa je oko 25 hiljada kubnih metara, što je ekvivalentno 16,75 tona tečnog goriva. Profitabilno? Naravno!

I to čak ne uzima u obzir troškove pročišćenog prerađenog stajnjaka kao gnojiva.

Otprilike prerada stajnjaka „bez legla“ od 10 grla krupnog goveda omogućava vam da dobijete oko 20 kubnih metara biogasa dnevno, od 10 svinja - 1-3 kubna metra, od 10 ovaca - 1-1,2 kubnih metara, od 10 zečeva - 0,4-0,6 kubnih metara. Inače, potreba za plinom za jednu porodičnu kuću, uključujući grijanje i toplu vodu, u prosjeku je 10 kubnih metara. dnevno, ali može uvelike varirati ovisno o kvaliteti toplinske izolacije kuće.

Toplota dobivena sagorijevanjem biogasa može se, osim za grijanje vode (grijanje, topla voda) i kuhanje, koristiti i za grijanje plastenika, a ljeti, kada je biogasa u izobilju, za sušenje sijena i druge stočne hrane. Biogas se također može koristiti za proizvodnju električne energije, ali je to manje ekonomski isplativo.

Drugi pravac korištenja bioplina je korištenje ugljičnog dioksida kojeg sadrži u količini od oko 34%. Ekstrahiranjem ugljičnog dioksida pranjem (za razliku od metana, rastvara se u vodi), može se isporučiti u plastenike, gdje služi kao „zračno gnojivo“, povećavajući produktivnost biljaka.

Na osnovu materijala sa http://www.newchemistry.ru