入口廃棄物からのバイオガス家庭用ガス発生器。 自分でバイオガスプラント
エネルギー価格の高騰は、私たちに自給自足の可能性について考えさせます。 1つのオプションはバイオガスプラントです。 その助けを借りて、バイオガスは肥料、ごみ、植物の残留物から得られ、洗浄後、ガス器具（ストーブ、ボイラー）に使用され、シリンダーにポンプで送られ、自動車や発電機の燃料として使用されます。 一般に、肥料をバイオガスに加工することで、家庭や農場に必要なすべてのエネルギーを供給することができます。
バイオガスプラントの建設は、エネルギー資源を独立して提供する方法です
一般原理
バイオガスは、有機物を分解して得られる製品です。 腐敗・発酵の過程で、ご家庭のニーズに合わせて収集することでガスを放出します。 このプロセスが行われる装置は「バイオガスプラント」と呼ばれます。
バイオガスの生成過程は、廃棄物自体に含まれるさまざまな種類のバクテリアの活力によって発生します。 しかし、彼らが積極的に「働く」ためには、湿度と温度という特定の条件を作り出す必要があります。 それらを作成するために、バイオガスプラントが建設されています。 これは装置の複合体であり、その基礎となるのはバイオリアクターであり、そこでは廃棄物の分解が起こり、ガスの形成が伴います。
肥料をバイオガスに処理する方法は3つあります。
- サイコフィリックモード。 バイオガスプラントの温度は+5°Cから+20°Cです。 このような条件下では、分解プロセスが遅く、大量のガスが生成され、その品質は低くなります。
- 中温性。 ユニットは+30°Cから+40°Cの温度でこのモードに入ります。 この場合、中温性細菌は活発に増殖します。 この場合、より多くのガスが生成され、処理プロセスにかかる時間は10日から20日と短くなります。
- 好熱性。 これらのバクテリアは+50°C以上の温度で増殖します。 プロセスは最も速く（3-5日）、ガス出力は最大です（ 理想的な条件 1 kgの配送から、最大4.5リットルのガスを得ることができます）。 処理からのガス収量に関するほとんどの参照表は、このモード専用に提供されているため、他のモードを使用する場合は、調整する価値があります。
バイオガスプラントで最も難しいのは、好熱性レジームです。 これには、バイオガスプラントの高品質の断熱、暖房、および温度制御システムが必要です。 しかし、出力では次のようになります 最大金額バイオガス。 好熱性処理のもう1つの特徴は、リロードが不可能なことです。 残りの2つのモード（向精神性と中温性）を使用すると、準備された原材料の新鮮な部分を毎日追加できます。 しかし、好熱性モードでは、処理時間が短いため、バイオリアクターをゾーンに分割して、異なる負荷時間の原材料のシェアを処理することができます。
バイオガスプラントのスキーム
バイオガスプラントの基本は、バイオリアクターまたはバンカーです。 その中で発酵プロセスが行われ、結果として生じるガスがその中に蓄積します。 積み下ろしバンカーもあり、発生したガスは上部に挿入されたパイプから排出されます。 次は、ガス精製システムです。その洗浄と、ガスパイプライン内の圧力を作動中のパイプラインに上げることです。
中温性および好熱性レジームの場合、必要なレジームに到達するためにバイオリアクター加熱システムも必要です。 このためには、通常、ガス焚きボイラーが使用されます。 そこから、パイプラインシステムはバイオリアクターに行きます。 通常、これらはポリマーパイプです。これは、攻撃的な環境にあることを最も許容するためです。
別のバイオガスプラントには、物質を混合するためのシステムが必要です。 発酵中、上部に固いクラストが形成され、重い粒子が落ち着きます。 これらすべてが一緒になって、ガス形成のプロセスを悪化させます。 処理された塊の均一な状態を維持するために、攪拌機が必要です。 それらは機械的または手動でさえありえます。 タイマーまたは手動で開始できます。 それはすべて、バイオガスプラントがどのように作られているかに依存します。 自動化されたシステムはインストールに費用がかかりますが、操作中は最小限の注意が必要です。
場所の種類別のバイオガスプラントは次のようになります。
- オーバーヘッド。
- 半潜水。
- 埋もれた。
埋設の設置にはより費用がかかります-大量の土地工事が必要です。 しかし、私たちの条件で操作する場合、それらはより優れています-断熱材を整理するのが簡単で、暖房費が少なくて済みます。
リサイクルできるもの
バイオガスプラントは本質的に雑食性です-どんな有機物でも処理することができます。 あらゆる肥料や尿、植物の残留物が適しています。 洗剤、抗生物質、化学薬品はプロセスに悪影響を及ぼします。 それらは処理に関与する植物相を殺すので、それらの摂取量を最小限に抑えることが望ましい。
牛糞は微生物を含んでいるため、理想的と考えられています。 大量に。 農場に牛がいない場合、バイオリアクターをロードするときに、必要な微生物叢を基質に投入するために、ごみの一部を追加することが望ましいです。 植物の残留物は事前に粉砕され、水で希釈されます。 バイオリアクターでは、野菜の原料と排泄物が混合されています。 このような「給油」は処理に時間がかかりますが、出口では、適切なモードで、最高の製品収量が得られます。
場所の決定
プロセスを整理するコストを最小限に抑えるために、廃棄物の発生源の近く、つまり鳥や動物が飼育されている建物の近くにバイオガスプラントを配置することは理にかなっています。 重力によって荷重が発生するように設計することが望ましい。 牛舎または豚舎から、パイプラインを斜面の下に敷設することができます。このパイプラインを通って、肥料が重力によってバンカーに流れ込みます。 これにより、リアクターのメンテナンスと肥料のクリーンアップの作業が大幅に簡素化されます。
農場からの廃棄物が重力によって流れることができるように、バイオガスプラントを配置することをお勧めします
通常、動物のいる建物は住宅の建物から少し離れたところにあります。 したがって、発生したガスは消費者に移送する必要があります。 しかし、1本のガス管を伸ばす方が、肥料を輸送して積み込むためのラインを編成するよりも安価で簡単です。
バイオリアクター
肥料処理タンクには非常に厳しい要件が課せられます。
バイオガスプラントの建設に関するこれらの要件はすべて、安全性を確保し、肥料をバイオガスに処理するための通常の条件を作り出すため、満たす必要があります。
どんな素材が作れるのか
過酷な環境への耐性は、コンテナを作ることができる材料の主な要件です。 バイオリアクター内の基質は、酸性またはアルカリ性であり得る。 したがって、容器を構成する材料は、さまざまな媒体によって十分に許容されなければならない。
これらの要求に答える資料は多くありません。 最初に頭に浮かぶのは金属です。 丈夫で、どんな形の容器にも使えます。 良い点は、既製のコンテナ（ある種の古いタンク）を使用できることです。 この場合、バイオガスプラントの建設にはほとんど時間がかかりません。 金属の欠如は、それが化学的に活性な物質と反応し、分解し始めることです。 中和用 このマイナス金属は保護コーティングで覆われています。
優れたオプションは、ポリマーバイオリアクターの容量です。 プラスチックは化学的に中性で、腐敗せず、錆びません。 凍結や十分な高温への加熱に耐える材料から選択する必要があるだけです。 反応器の壁は厚くする必要があり、できればグラスファイバーで補強する必要があります。 そのような容器は安くはありませんが、長持ちします。
より安価なオプションは、レンガ、コンクリートブロック、石で作られたタンクを備えたバイオガスプラントです。 組積造が高荷重に耐えるためには、組積造を補強する必要があります（壁の厚さと材質に応じて、3〜5列ごとに）。 壁の建設プロセスの完了後、水とガスの気密性を確保するために、壁の内側と外側の両方のその後の多層処理が必要です。 壁は、必要な特性を提供する添加剤（添加剤）を含むセメント砂組成物で漆喰で塗られています。
反応器のサイジング
反応器の容積は、肥料をバイオガスに処理するために選択した温度に依存します。 ほとんどの場合、中温性が選択されます-維持するのがより簡単であり、それは原子炉の毎日の追加の負荷の可能性を意味します。 通常モード（約2日）に達した後のバイオガス生産は安定しており、バーストやディップはありません（作成時 通常の状態）。 この場合、1日あたりの農場で生成される肥料の量に応じてバイオガスプラントの量を計算することは理にかなっています。 すべては平均データに基づいて簡単に計算されます。
中温性温度での肥料の分解には10日から20日かかります。 したがって、体積は10または20を掛けて計算されます。計算するときは、基板を理想的な状態にするために必要な水の量を考慮する必要があります。湿度は85〜90％である必要があります。 最大負荷がタンクの容量の2/3を超えてはならないため、検出された容量は50％増加します。つまり、ガスは天井の下に蓄積する必要があります。
たとえば、農場には5頭の牛、10頭の豚、40羽の鶏がいます。 実際のところ、5 * 55 kg + 10 * 4.5 kg + 40 * 0.17 kg = 275 kg + 45 kg + 6.8 kg =326.8kgが形成されます。 鶏糞の水分含有量を85％にするには、5リットル強の水（さらに5 kg）を追加する必要があります。 総質量は331.8kgです。 20日で処理するには、次のものが必要です：331.8 kg * 20 \ u003d6636kg-基板のみで約7立方体。 見つかった数値に1.5を掛けると（50％増加）、10.5立方メートルになります。 これは、バイオガスプラントの反応器の体積の計算値になります。
ハッチの積み下ろしは、バイオリアクタータンクに直接つながります。 基板がエリア全体に均等に分散されるように、それらはコンテナの両端に作成されます。
バイオガスプラントの埋設設置方法では、積み下ろしパイプが下の住宅に接近します 鋭角。 さらに、パイプの下端は、反応器内の液面より下にある必要があります。 これにより、空気がコンテナに入るのを防ぎます。 また、通常の位置で閉じているパイプには、回転弁または遮断弁が取り付けられています。 それらはロードまたはアンロードのためにのみ開いています。
肥料には大きな破片（寝具要素、草の茎など）が含まれている可能性があるため、小径のパイプが詰まることがよくあります。 したがって、積み下ろしの場合は、直径20〜30 cmである必要があります。バイオガスプラントの断熱作業を開始する前に、コンテナを設置した後に設置する必要があります。
バイオガスプラントの最も便利な操作モードは、基板の定期的なロードとアンロードです。 この操作は、1日1回または2日に1回実行できます。 肥料やその他の成分は貯蔵タンクに事前に収集され、そこで必要な状態になります。必要に応じて粉砕され、湿らせて混合されます。 便宜上、この容器にはメカニカルスターラーが付いている場合があります。 準備された基板は、受け入れハッチに注がれます。 受け取りコンテナを太陽の下に置くと、基板が予熱され、必要な温度を維持するためのコストが削減されます。
廃棄物が重力によってそこに流入するように、受け入れホッパーの設置深さを計算することが望ましい。 同じことがバイオリアクターへの荷降ろしにも当てはまります。 最良のケースは、準備された基板が重力によって移動する場合です。 そして、ダンパーは準備中にそれをブロックします。
バイオガスプラントの気密性を確保するために、受け入れホッパーと荷降ろしエリアのハッチには、シーリングゴムシールが必要です。 タンク内の空気が少ないほど、出口のガスはきれいになります。
バイオガスの収集と処分
反応器からのバイオガスの除去はパイプを通して行われ、その一端は屋根の下にあり、他端は通常ウォーターシールに下げられます。 これは、生成されたバイオガスが排出される水が入った容器です。 ウォーターシールには2つ目のパイプがあり、液面より上にあります。 より純粋なバイオガスがそこに出てきます。 シャットオフガスバルブは、バイオリアクターの出口に設置されています。 最良のオプション-球形。
ガス伝送システムにはどのような材料を使用できますか？ HDPEまたはPPRで作られた亜鉛メッキ金属パイプおよびガスパイプ。 彼らは気密性を確認する必要があり、継ぎ目と接合部は石鹸の泡でチェックされます。 パイプライン全体は、同じ直径のパイプとフィッティングから組み立てられます。 収縮や拡張はありません。
不純物の精製
得られたバイオガスのおおよその組成は次のとおりです。
- メタン-60％まで;
- 二酸化炭素-35％;
- その他のガス状物質（ガスに不快な臭いを与える硫化水素を含む）-5％。
バイオガスに臭いがなく、よく燃えるためには、二酸化炭素、硫化水素、水蒸気を取り除く必要があります。 消石灰が設備の底に追加された場合、二酸化炭素はウォーターシールで除去されます。 このようなブックマークは定期的に変更する必要があります（ガスの燃焼が悪化し始めたら、変更する必要があります）。
ガスの脱水は、2つの方法で行うことができます-ガスパイプラインに油圧シールを作成すること-油圧シールの下の湾曲したセクションをパイプに挿入することによって、凝縮液が蓄積します。 この方法の欠点は、ウォーターシールを定期的に空にする必要があることです。大量の水を集めると、ガスの通過が妨げられる可能性があります。
2番目の方法はシリカゲルでフィルターを置くことです。 原理はウォーターシールの場合と同じです。ガスはシリカゲルに供給され、カバーの下から乾燥します。 このバイオガスの乾燥方法では、シリカゲルを定期的に乾燥させる必要があります。 これを行うには、電子レンジでしばらくウォームアップする必要があります。 熱くなり、水分が蒸発します。 あなたは眠りに落ちて、再び使うことができます。
硫化水素を除去するために、金属の削りくずが充填されたフィルターが使用されます。 古い金属製の手ぬぐいをコンテナに入れることができます。 精製はまったく同じ方法で行われます。ガスは 下部金属で満たされた容器。 通過すると、硫化水素が除去され、フィルターの上部の自由部分に集まり、そこから別のパイプ/ホースを介して排出されます。
ガスホルダーとコンプレッサー
精製されたバイオガスは貯蔵タンク（ガスタンク）に入ります。 それは密封されたビニール袋、プラスチック容器にすることができます。 主な条件は気密性であり、形状や材質は関係ありません。 バイオガスはガスタンクに貯蔵されます。 それから、コンプレッサーの助けを借りて、（コンプレッサーによって設定された）特定の圧力下のガスがすでに消費者に供給されています-ガスストーブまたはボイラーに。 このガスは、発電機を使用して電気を生成するためにも使用できます。
コンプレッサーの後にシステム内に安定した圧力を作り出すために、レシーバーを設置することが望ましいです-圧力サージを平準化するための小さな装置です。
ミキシングデバイス
バイオガスプラントが正常に稼働するためには、バイオリアクター内で液体を定期的に混合する必要があります。 この単純なプロセスは、多くの問題を解決します。
- 負荷の新鮮な部分をバクテリアのコロニーと混合します。
- 発生したガスの放出を促進します。
- 暖かい領域と冷たい領域を除いて、液体の温度を等しくします。
- 基板の均一性を維持し、一部の成分の沈降または表面化を防ぎます。
通常、小さな自家製バイオガスプラントには、筋力によって駆動される機械的攪拌機があります。 大容量のシステムでは、タイマーによってオンにされるモーターによって攪拌機を駆動することができます。
2番目の方法は、生成されたガスの一部を通過させて液体を混合することです。 これを行うには、メタタンクを出た後、ティーを配置し、ガスの一部を反応器の下部に注ぎ、そこで穴のあるチューブから排出します。 ガスのこの部分は、まだシステムに再び入り、その結果、ガスタンクに入るため、消費とは見なされません。
3番目の混合方法は、糞便ポンプの助けを借りて下部から基質を汲み上げ、上部に注ぎ出すことです。 この方法の欠点は、電気の利用可能性に依存していることです。
暖房システムと断熱材
処理されたスラリーを加熱しないと、好中球菌が増殖します。 この場合の処理には30日からかかり、ガスの収量は少なくなります。 夏には、断熱と負荷の予熱の存在下で、中温性細菌の発生が始まる40度までの温度に達する可能性がありますが、冬には、そのような設置は実質的に機能しません-プロセスは非常に遅くなります。 + 5°C未満の温度では、それらは実質的に凍結します。
何を加熱し、どこに配置するか
取得するため 最良の結果暖房を使用してください。 最も合理的なのはボイラーからの給湯です。 ボイラーは、電気、固体または液体燃料で動作することができ、生成されたバイオガスで動作することもできます。 最高温度、水を加熱する必要があります-+60°C。 パイプが高温になると、粒子が表面に付着し、加熱効率が低下する可能性があります。
直接加熱を使用することもできます-発熱体を挿入しますが、第一に、混合を整理するのが難しく、第二に、基板が表面に付着し、熱伝達を減らし、発熱体がすぐに燃え尽きます
バイオガスプラントは、標準的な加熱ラジエーターを使用して加熱できます。パイプをコイル状にねじって、レジスターを溶接します。 金属-プラスチックまたはポリプロピレンのポリマーパイプを使用することをお勧めします。 波形のステンレス鋼パイプも適しており、特に円筒形の垂直バイオリアクターでは敷設が容易ですが、波形の表面は堆積物の蓄積を引き起こし、熱伝達にはあまり適していません。
発熱体に粒子が堆積する可能性を減らすために、粒子はスターラーゾーンに配置されます。 この場合のみ、ミキサーがパイプに触れないようにすべてを設計する必要があります。 ヒーターは下から配置する方が良いように思われることがよくありますが、実際には、底に沈殿物があるため、このような加熱は非効率的であることが示されています。 したがって、バイオガスプラントのメタタンクの壁にヒーターを配置する方が合理的です。
給湯方法
パイプの配置方法に応じて、加熱は外部または内部で行うことができます。 で 内部の場所暖房は効果的ですが、ヒーターの修理とメンテナンスは、システムを停止してポンプで排出しないと不可能です。 したがって、材料の選択と接続の品質に特別な注意が払われます。
加熱により、バイオガスプラントの生産性が向上し、原材料の処理時間が短縮されます
ヒーターが屋外に設置されている場合、壁の加熱に多くの熱が費やされるため、より多くの熱が必要になります（バイオガスプラントの内容物を加熱するコストははるかに高くなります）。 しかし、システムはいつでも修理可能であり、媒体が壁から加熱されるため、加熱はより均一になります。 このソリューションのもう1つの利点は、攪拌機が加熱システムに損傷を与えることができないことです。
断熱する方法
ピットの底に、最初に砂のレベリング層が注がれ、次に断熱層が注がれます。 それは、わらと膨張粘土、スラグと混合された粘土である可能性があります。 これらの成分はすべて混合することができ、別々の層に注ぐことができます。 それらは地平線に水平になり、バイオガスプラントの容量が設置されます。
バイオリアクターの側面は、最新の材料または古典的な昔ながらの方法で断熱することができます。 昔ながらの方法のうち、粘土とわらでコーティングする。 それはいくつかの層で適用されます。
最新の材料の中で、高密度押出ポリスチレンフォーム、低密度通気コンクリートブロックを使用できます。 この場合、最も技術的に進歩したのはポリウレタンフォーム（PPU）ですが、その用途のサービスは安くはありません。 しかし、それはシームレスな断熱であり、暖房費を最小限に抑えます。 別の断熱材があります-発泡ガラス。 プレートでは非常に高価ですが、戦闘やパン粉のコストはかなり高く、特性の点ではほぼ完璧です。湿気を吸収せず、凍結を恐れず、静的負荷に十分耐え、熱伝導率が低くなります。 。
典型的なデザイン
近年、さまざまなバイオガスプラントを自分たちのニーズに合わせて使用することが流行しており、廃棄物からエネルギーを得ることができます。 原則として、そのような設計は密閉容器であり、所与の温度で、廃水の有機成分、様々な廃棄物などの発酵が起こる。 日曜大工のバイオガスプラントは難しいですが、本物です。 主なことは、これらのデバイスの種類とその動作原理を理解し、図面を処理することです。
設備の動作原理
肥料などの原料からバイオガスを得る工程を発酵と呼び、特殊なバクテリアの活力により発酵を行います。同時に、原材料の表面にクラストが形成され、それは絶えず破壊されなければなりません。 これは、内容物を手動で完全に混合するか、リアクター内の特別なデバイスを使用して行う必要があります。 そのような操作の結果として、バイオガスが放出されます。
精製後に得られたバイオガスは、特別な容器であるガスホルダーに集められ、そこからガスパイプを通って使用場所に運ばれます。 リサイクルされた原材料はバイオ肥料に変換されます。 特殊な開口部から排出され、原料に応じて土壌に塗布したり、動物用飼料添加物として使用したりすることができます。
自分の手でバイオガスを入手するには、酸素がないことを観察することに加えて、いくつかの条件も満たす必要があります。
- バクテリアのための栄養素の利用可能性。
- 温度レジームへの準拠。
- 発酵のための適切な時期を選択する。
- 酸とアルカリのバランスへの準拠。
- 原材料中の固体粒子の比率への準拠とタイムリーな混合。
バイオガスプラントの種類
ノート！ 今日、バイオガス生産を便利にするだけでなく効率的にするためのバイオガスプラントの設計は数多くあります。
それらはによって区別されます 外観、および構造の構成要素と作成に使用された材料によって。
ダウンロードタイプ別
原材料の積み込みの種類に応じて、設置には連続積み込みとバッチの2種類があります。
原料の発酵時間や投入の規則性が異なります。 バイオガス生産の観点から最も効率的なのは、連続負荷の設置です。
見た目で
デバイスの外観は、バイオガスの蓄積と貯蔵の方法によって異なります。 それは、特別なガスタンク、原子炉の上部、または原子炉とは別に浮いているか立っている柔軟なドームの下に集めることができます。
日曜大工のインストールを作成する
自分の手でバイオガス構造を構築することは、かなり複雑で時間のかかるプロセスです。 このような設置により、バイオガス生産は燃料と電気の購入にかかる費用を節約する代替オプションになります。
あなたは何を知る必要がありますか？
一般化されたスキーム
ファームで使用できるが使用されていない手段からデザインを作成できます。 たとえば、古い鉢、沸騰したお湯、洗面器からこのような設備の反応器を構築するのは簡単ですが、円筒形の物体を使用する方が良いです。
原子炉が満たさなければならないいくつかの重要な要件は次のとおりです。
- 優れた断熱性。
- 空気と水の透過性。 結局のところ、バイオガスと酸素が混合されると、反応が起こり、その破壊力は原子炉を破壊するだけでなく、それを爆破することもできます。
- 反応中に大量のエネルギーが放出されるため、信頼性と強度。
高品質で効率的なバイオインスタレーションを構築するには、次の手順に従う必要があります。
- 将来のリアクターを取り付ける場所を選択してください。 そして、必ず1日に必要な廃棄物の量を計算してください。 これは、構造の寸法を決定するために必要です。
- 流域を準備してから、排出パイプとローディングパイプを取り付けます。
- ローディングホッパーと煙道パイプをできるだけしっかりと取り付けて固定します。
- バイオガスプラントの使用、およびその後のメンテナンスと修理のために、マンホールカバーを取り付ける必要があります。
- 反応器の断熱性と気密性を注意深くチェックしてください。
構造の強度があなたの安全の鍵であるため、将来の設置の壁は理想的にはコンクリートで作られるべきです。 さらに、原子炉から最も近い建物までの距離が少なくとも500メートルであることが非常に重要です。 確かに、発酵中に有毒ガスが放出され、それは人に有害な影響を及ぼし、ほんの数分で彼を殺す可能性があります。
バイオガスを入手するには、次のものが必要です。
家庭用暖房の原理
- 腐った廃棄物、上、葉から2トンの牛糞と約4.5トンの腐植土を混ぜます。
- 反応器内の湿度が70％になるように混合物に水を加えます。
- 得られた塊をピットに降ろし、暖房設備を使用して+40度まで加熱します。 混合物が発酵し始めた後、その温度は+70度に達します。
- 混合物の2倍の重さのカウンターウェイトをドームに取り付けて、放出されたガスによってドームがピットから飛び出さないようにします。
反応器にロードされる質量には、抗生物質、溶媒、およびその他の合成物質が含まれていてはならないことに注意してください。 それらは反応を妨げるだけでなく、それを完全に止め、そしてまた反応器の壁の破壊を引き起こすでしょう。
機器オプション
今日の自家製インスタレーションは 希少種農場の代替エネルギー源。 しかし、そのような設計の効率と見返りを考えると、多くの農民は、このように電気と熱を供給するために、自分たちでバイオガスプラントを建設することを考え始めました。
今日、バイオガス生産のためのこのタイプの装置には多くのバリエーションがあります。 検討中 気候条件ロシアでは、次のタイプのインストールを作成することをお勧めします。
攪拌せずに手動でロードするリアクター
これは家のための最も簡単な設置であり、その体積は1から10立方メートルになる可能性があります。 1日あたり最大200kgの肥料を処理することができます。
手動読み込みオプション
最小数の部品で構成されています。
- 新鮮な原材料用のバンカー。
- 原子炉。
- バイオガスサンプリング装置。
- 発酵原料を降ろす能力。
このような設備は、混合や加熱なしで機能し、精神親和性モードで機能するように設計されているため、南部地域で使用できます。使用済みの原料は、肥料の次の部分の負荷中に排出パイプを介して反応器から除去されます。 これは、反応器内のバイオガス圧力によるものです。
自分の手でこのようなデザインを作成する場合は、次の手順に従うことをお勧めします。
- 1日の肥料量を計算し、必要なサイズのリアクターを選択した後、将来の構造物の位置を決定し、設置するための材料を準備する必要があります。
- 次に、ロードパイプとアンロードパイプを作成し、設置用のピットを作成する必要があります。
- ピット内に原子炉を設置した後は、マンホールの蓋に加えて、ローディングホッパーとガス出口を設置する必要があります。
- 構造に漏れがないか確認し、塗装して断熱します。
- 運用を開始します。
手動ローディング、加熱および攪拌設計
バイオガスプラントは、原材料を手動でロードし、定期的に混合することで構築できます。 ただし、所有者からの多額の投資は必要ありません。 この設計は、1日あたり最大200 kgの肥料を処理できるため、小規模な農場に適しています。 このような設備の図面は、以前のバージョンの図面と類似しており、専門家に連絡して作成することができます。
このユニットは、中温性および好熱性モードで動作できます。
安定した最も集中的な発酵プロセスのために、特別な反応器加熱システムが設置されています。 バイオガスプラントは2つのモードで稼働できます。 反応器は、得られたバイオガスで作動する温水ボイラーによって加熱されます。 残りのバイオガスは家電製品に使用できます。
処理された原材料は、土壌に適用されるか、カリフォルニアのワームの栄養培地として使用されるまで、特別な容器に保管されます。
ガスタンクによる設置、空気圧負荷、加熱、原材料の混合
このような設備は、1日あたり最大1.5トンの肥料をバイオガスに処理する中小規模の農場向けに設計されています。 原料は、得られたガスで作動する給湯ボイラーを備えた熱交換器によって加熱されます。 大量荷降ろしパイプラインには、貯蔵中のバイオ肥料を収集し、車両に積み込んでフィールドに移動するための特別な分岐が装備されています。
このような自家製の設備の設計には、反応器への肥料の空気圧負荷と、バイオガスとの混合が含まれ、その選択は自動的に実行されます。 バイオガスは特別なコンパートメント、つまりガスホルダーに貯蔵されます。
結論
バイオガスは比較的新しいエネルギー源です。 これを使えば、電気料金をいつまでも忘れることができ、メタンの生成などの問題を解決することさえできます。 適切に設計された図面と設備の製造で行われた努力は、複数の農民のお金を大幅に節約します。これは今日特に重要です。
メタンの入手の問題は、家禽や豚を飼育し、牛を飼育している私営農場の所有者にとって興味深いものです。 原則として、そのような農場はかなりの量の有機動物の排泄物を生み出し、かなりの利益をもたらすことができるのは彼らであり、安価な燃料の供給源になります。 この資料の目的は、これらの廃棄物を使用して家庭でバイオガスを入手する方法を説明することです。
バイオガスに関する一般情報
さまざまな肥料や鳥の糞に由来する家庭用バイオガスは、主にメタンで構成されています。 生産に使用された廃棄物に応じて、50〜80％です。 私たちのストーブやボイラーで燃えるのと同じメタンであり、メーターの測定値に応じて多額のお金を払うことがあります。
動物を家や田舎に飼うことで理論的に得られる燃料の量を知るために、バイオガスの収量とその中の純粋なメタンの含有量に関するデータを表に示します：
表からわかるように、 効率的な生産牛糞やサイレージ廃棄物からのガスは、かなり大量の原材料を必要とします。 豚の糞尿や七面鳥の糞から燃料を抽出する方がより有益です。
家庭用バイオガスを構成する残りの物質（25-45％）は、二酸化炭素（最大43％）と硫化水素（1％）です。 また、燃料の組成には、窒素、アンモニア、酸素が含まれていますが、少量です。 ちなみに、ダンヒルがおなじみの「心地よい」匂いを放つのは、硫化水素とアンモニアの放出のおかげです。 エネルギー量に関しては、1 m3のメタンは、理論上、燃焼中に最大25 MJ（6.95 kW）の熱エネルギーを放出する可能性があります。 比熱バイオガスの燃焼は、その組成中のメタンの割合に依存します。
参考のため。実際には、 真ん中のレーン、暖房シーズン中は、面積1m2あたり約45m3の生物燃料が必要です。
本来、肥料からのバイオガスは、受け取りたいかどうかに関係なく、自然に生成されるように配置されています。 糞の山は1年以内に腐敗します-1年半、ただ戸外にあり、氷点下の気温でも。 この間ずっと、それはバイオガスを放出しますが、プロセスが時間とともに延長されるため、少量しか放出しません。 その理由は、動物の排泄物に含まれる数百種の微生物です。 つまり、ガス処刑を開始するのに何も必要ありません。それは自然に発生します。 ただし、プロセスを最適化して高速化するには、特別な機器が必要になります。これについては後で説明します。
バイオガス技術
効率的な生産の本質は、有機原料の自然分解プロセスの加速です。 これを行うには、その中のバクテリアが廃棄物の再生と処理に最適な条件を作り出す必要があります。 そして最初の条件は、原料を密閉容器（反応器、それ以外の場合はバイオガス発生器）に入れることです。 廃棄物は粉砕され、最初の基質が得られるまで計算された量の純水と反応器で混合されます。
ノート。 純水バクテリアの生命活動に悪影響を与える物質が基質に入らないようにするために必要です。 その結果、発酵プロセスが大幅に遅くなる可能性があります。
バイオガスを生産するための産業プラントには、基質加熱、混合設備、および培地の酸性度の制御が装備されています。 発酵中に発生し、バイオガスの放出を妨げる硬いクラストを表面から取り除くために攪拌が行われます。 技術プロセスの期間は少なくとも15日であり、その間に分解の程度は25％に達します。 最大燃料収量はバイオマス分解の33％まで発生すると考えられています。
この技術は、基質の毎日の更新を提供し、したがって、肥料からのガスの集中的な生産を保証します。産業設備では、それは1日あたり数百立方メートルに達します。 使用済み質量の総量の約5％を反応器から取り出し、同量の新鮮な生物原料をその場所に投入します。 廃棄物は畑の有機肥料として使われています。
バイオガスプラントのスキーム
家庭でバイオガスを入手することによって、微生物にとってこのような好ましい条件を作り出すことは不可能です。 鉱工業生産。 そしてまず第一に、この声明は発電機を加熱する組織に関するものです。 ご存知のように、これにはエネルギーが必要であり、燃料費の大幅な増加につながります。 発酵プロセスに固有のわずかにアルカリ性の環境へのコンプライアンスを制御することはかなり可能です。 しかし、逸脱した場合にそれを修正するにはどうすればよいですか？ 再びコストがかかります。
自分の手でバイオガスを生産したい個人世帯の所有者は、入手可能な材料から単純な設計の反応器を作り、それを可能な限りアップグレードすることをお勧めします。 何をする必要がありますか：
- 少なくとも1m3の容積の密閉容器。 小型のタンクやバレルも適していますが、原料が不足しているため、燃料の放出が少なくなります。 そのような大量の生産はあなたに合わないでしょう。
- 家庭でバイオガスの生産を組織する場合、タンクの加熱を開始する可能性は低いですが、タンクを断熱する必要があります。 別のオプションは、上部を断熱することによって原子炉を地面に埋めることです。
- ハンドルをトップカバーに通して、リアクターに任意の設計の手動スターラーを取り付けます。 ハンドル通路アセンブリは気密でなければなりません。
- 基質の供給と荷降ろし、およびバイオガスのサンプリングのためのノズルを提供します。
以下は、地下にあるバイオガスプラントの図です。
1-燃料発生器（金属、プラスチック、またはコンクリート製のタンク）; 2-基板を注ぐためのバンカー。 3-テクニカルハッチ; 4-ウォーターシールの役割を果たす船舶。 5-廃棄物を降ろすための分岐パイプ。 6 –バイオガスサンプリングパイプ。
自宅でバイオガスを入手する方法は？
最初の操作は、廃棄物を10mm以下のサイズに粉砕することです。 そのため、基質の準備がはるかに簡単になり、バクテリアが原材料を処理しやすくなります。 得られた塊は水と完全に混合され、その量は有機物1kgあたり約0.7リットルです。 上記のように、きれいな水のみを使用する必要があります。 次に、基板に日曜大工のバイオガスプラントを充填し、その後、反応器を密閉します。
日中に数回、中身を混ぜるために容器に行く必要があります。 5日目はガスの有無を確認し、ガスが発生した場合は定期的にコンプレッサーでシリンダーに排出します。 これが間に合わないと、反応器内の圧力が上昇し、発酵が遅くなるか、完全に停止することさえあります。 15日後、基板の一部をアンロードし、同じ量の新しいものを追加する必要があります。 詳細はビデオを見るとわかります：
結論
単純なバイオガスプラントでは、すべてのニーズを満たすことができない可能性があります。 しかし、現在のエネルギー資源のコストを考えると、原材料にお金を払う必要がないので、これはすでに家庭でかなりの助けになるでしょう。 時間の経過とともに、本番環境に密接に関与することで、すべての機能を把握し、インストールに必要な改善を加えることができるようになります。
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バイオガス。 家でメタンを手に入れる。
バイオガスとは何ですか？
で 最近技術的な観点から、エネルギー源である太陽放射、海の潮汐と波など、非伝統的なものにますます注目が集まっています。 風などの一部は過去に広く使われていましたが、現在は再生を経験しています。 「忘れられた」種類の原材料の1つは、バイオガスです。 古代中国そして私たちの時代に再開しました。
バイオガスとは何ですか？ この用語は、嫌気性の結果として得られるガス状生成物、つまり、空気にアクセスせずに発生する、さまざまな起源の有機物質の発酵（過熱）を指します。 どの農民の農場でも、年間を通じてかなりの量の肥料、植物のてっぺん、およびさまざまな廃棄物が収集されます。 通常、分解後は有機肥料として使用されます。 しかし、発酵中に放出されるバイオガスと熱の量を知っている人はほとんどいません。 しかし、このエネルギーはまた役立つことができます 良いサービス農村住民。
バイオガスはガスの混合物です。 その主成分は、メタン（CH4）-55-70％と二酸化炭素（CO2）-28-43％、および硫化水素（H2S）などの非常に少量の他のガスです。
平均して、1 kgの有機物（70％生分解性）は、0.18 kgのメタン、0.32 kgの二酸化炭素、0.2 kgの水、および0.3kgの分解不可能な残留物を生成します。
バイオガスの生産に影響を与える要因。
有機性廃棄物の分解は、特定の種類のバクテリアの活動によって発生するため、環境がそれに大きな影響を与えます。 したがって、生成されるガスの量は温度に大きく依存します。温度が高いほど、有機原料の発酵速度と発酵度が高くなります。 そのため、おそらく、最初のバイオガスプラントが 暖かい気候。 ただし、信頼性の高い断熱材を使用し、場合によっては温水を使用することで、冬に気温が-20°Cに下がる地域でのバイオガス発電機の建設をマスターすることができます。 原材料には一定の要件があります。バクテリアの発生に適しており、生分解性有機物と大量の水（90〜94％）を含んでいる必要があります。 環境は中性であり、バクテリアの作用を妨げる物質（例えば、石鹸、洗浄粉末、抗生物質）がないことが望ましい。
バイオガスは、植物や家庭ごみ、肥料、 廃水発酵プロセス中、タンク内の液体は3つの画分に分離する傾向があります。 上の方は、上昇する気泡によって運び去られた大きな粒子から形成された地殻です。しばらくすると、かなり固くなり、バイオガスの放出を妨げる可能性があります。 発酵槽の中央部に液体がたまり、下の泥のような画分が沈殿します。
バクテリアはミドルゾーンで最も活発です。 したがって、タンクの内容物は定期的に混合する必要があります-少なくとも1日1回、できれば最大6回。 混合は、機械的手段、油圧手段（ポンプ再循環）、空気圧システムからの圧力（バイオガス部分再循環）、またはさまざまな自己混合方法によって行うことができます。
バイオガス生産のためのプラント。
ルーマニアでは、バイオガス発生装置が広く使用されています。 最初の個別プラントの1つ（図1A）は、1982年12月に稼働を開始しました。 それ以来、彼女は、それぞれが従来の3バーナーのガスストーブとオーブンを備えた3つの近隣の家族にガスを提供することに成功しました。 発酵槽は、直径約4m、深さ2m（容積約21m3）のピット内にあり、内側から屋根鉄で裏打ちされ、2回溶接されています。最初は電気溶接、次に信頼性のために、ガスによる。 防食のため、タンク内面は樹脂コーティングを施しています。 発酵槽の上端の外側に、水シールとして機能する深さ約1mのコンクリート製の環状溝があります。 水で満たされたこの溝で、リザーバーを閉じるベルの垂直部分をスライドさせます。
鐘の高さは約2.5mで、2ミリメートルの鋼板でできています。 上部にガスが溜まります。
このプロジェクトの作者は、他の設備とは異なり、発酵槽の内部に配置され、3つの地下分岐を持つ3つの農場へのパイプを使用してガスを収集するオプションを選択しました。 また、ウォーターシールの溝に水が流れているため、氷結を防ぎます。 冬時間。 発酵槽には約12m3の新鮮な肥料が投入され、その上に牛の尿が注がれます（水を追加せずに。発電機は充填後7日で作動を開始します。
別のセットアップも同様のレイアウトです（図1B）。 彼女の発酵槽は正方形の穴で作られています 横断面サイズは2x2、深さは約2.5 mです。ピットは、厚さ10〜12 cmの鉄筋コンクリートスラブで裏打ちされ、セメントで塗りつぶされ、気密性のために樹脂で覆われています。 深さ約50cmのウォーターシールの溝もコンクリート製で、ベルは屋根の鉄で溶接されており、コンクリートタンクに取り付けられた4つの垂直ガイドに沿って4つの「ラグ」上を自由にスライドできます。 ベルの高さは約3mで、そのうち0.5mが溝に浸されています。
最初の充填時に、8 m3の新鮮な牛糞が発酵槽に投入され、約400リットルの牛尿がその上で洗浄されました。 7〜8日後、設置により所有者にガスが完全に供給されました。
6 m3の混合肥料（牛、羊、豚から）を受け入れるように設計されたバイオガス発生器も同様の設計です。 これは、3つのバーナーと1つのオーブンを備えたガスストーブの通常の動作を保証するのに十分でした。
別の設備は、興味深い構造の詳細によって区別されます。発酵槽の隣に、T字型ホースの助けを借りてそれに接続され、互いに接続された3つの大きなトラクターチャンバーが配置されます（図2）。 夜間、バイオガスを使用せずにベルの下に溜まると、過剰な圧力によりバイオガスが転倒する恐れがあります。 ゴム製タンクは追加のコンテナとして機能します。 2x2x1.5 mのサイズの発酵槽は、2つのバーナーの操作に十分であり、設置の有効容量を1 m3に増やすと、家を暖めるのに十分なバイオガスを得ることができます。
この設置オプションの特徴は、インフレータブルボートの製造に使用されるゴム引き布で作られた高さ138cmおよび150cmのベルの構造です。 発酵槽は 金属タンク 140x380 cmで、体積は4.7m3です。 ベルは、発酵槽内の肥料に少なくとも30 cmの深さまで導入され、バイオガスの大気への放出に対する水力学的バリアを提供します。 膨潤性タンクの上部には、ホースに接続されたタップがあります。 それを通って、ガスは3つのバーナーと水を加熱するためのカラムを備えたガスストーブに流れます。 発酵槽が機能するための最適な条件を確保するために、肥料は お湯設置は、原材料の含水率が90％、温度が30〜35°のときに最良の結果を示しました。
温室効果は、発酵槽を加熱するためにも使用されます。 金属フレームは、プラスチックフィルムで覆われているタンクの上に構築されています：好ましくない場合 気象条件それは熱を保持し、原材料の分解プロセスを大幅にスピードアップすることができます。
ルーマニアでは、バイオガス発電機は州立または協同組合の農場でも使用されています。 これがその1つです。 容量203m3の発酵槽が2つあり、ポリエチレンフィルムのフレームで覆われています（図3）。 冬には、肥料はお湯で加熱されます。 プラントの容量は、1日あたり300〜480m3のガスです。 この量は、地元の農産業団地のすべてのニーズを満たすのに十分です。
実用的なアドバイス。
すでに述べたように、決定的な役割。 温度は発酵プロセスの開発に役割を果たします：15から原材料を加熱しますか？ 20°まではエネルギー生産を2倍にすることができます。 したがって、発電機には多くの場合、特別な原材料加熱システムがありますが、ほとんどの設備にはそれが装備されていません。 それらは、有機物の実際の分解中に放出される熱のみを使用します。 の一つ 必須条件発酵槽の通常の操作は、信頼できる断熱材の存在です。 さらに、発酵槽ホッパーの洗浄および充填中の熱損失を最小限に抑える必要があります。
また、生化学的バランスを確保する必要があることを覚えておく必要があります。バクテリアによる酸の生成速度が、第2グループのバクテリアによる酸の消費速度よりも高い場合があります。この場合、塊の酸性度が高くなり、バイオガスが発生します。生産量が減少します。 この状況は、原材料の1日の量を減らすか、溶解度を上げる（可能であればお湯で）か、最後に中和剤（たとえば、石灰乳、洗浄または飲用）を加えることによって修正できます。ソーダ。
炭素と窒素の不均衡により、バイオガスの生産が減少する可能性があります。 この場合、窒素を含む物質が発酵槽に導入されます-尿または少量のアンモニウム塩で、通常は化学肥料として使用されます（原材料1 m3あたり50〜100 g）。
高湿度と硫化水素（バイオガス中の含有量が0.5％に達する可能性がある）の存在は、設備の金属部分の腐食の増加を刺激することを覚えておく必要があります。 したがって、発酵槽の他のすべての要素の状態を定期的に監視し、損傷のある場所で注意深く保護する必要があります。何よりも、鉛丹を1層または2層に、さらに2層の油絵の具を使用します。
パイプ（金属またはプラスチック）とゴムホースの両方を、植物の鐘の上部にある出口から消費者にバイオガスを輸送するためのパイプラインとして使用できます。 冬季の凝縮水の凍結による隙間をなくすために、深いトレンチで実施することが望ましい。 ガスがホースを使用して空中を輸送される場合、凝縮液を排出するための特別な装置が必要です。 最も 簡単な回路このような装置は、ホースの最下点に取り付けられたU字型のチューブです（図4）。 チューブの自由分岐の長さ（x）は、水柱のミリメートルで表されるバイオガス圧力よりも長くなければなりません。 凝縮液がパイプラインからチューブに流れると、水はガス漏れなしに自由端から流出します。
また、ベル上部には、圧力値でバイオガスの蓄積量を判断するために、圧力計を設置するための分岐管を設けることをお勧めします。
設備の操作経験は、原料として異なる有機物質の混合物を使用すると、発酵槽に成分の1つをロードする場合よりも多くのバイオガスが得られることを示しています。 原材料の水分含有量は、冬にはわずかに減らし（最大88〜90％）、夏には増やす（92〜94％）ことをお勧めします。 希釈に使用する水は温かい必要があります（できれば35〜40°）。
原材料は、少なくとも1日1回、少しずつ供給されます。 発酵槽に最初に負荷をかけた後、最初にバイオガスを生成することは珍しくありません。バイオガスは60％を超える二酸化炭素を含んでいるため、燃焼しません。 このガスは大気中に除去され、1〜3日後にプラントは正常に機能し始めます。
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肥料からのバイオガス：シンプル、経済的、環境にやさしい
提案された記事は、農民にとって興味深いものになると思います。 天然材料（この場合は肥料）からバイオガスを取得するための説明された技術は、概して、まず第一に、危険な動物の排泄物を痛みを伴わずに処分することを可能にし、それから初めて、比較的安価な供給源を取得する方法です。燃料。 しかし、順番に行きましょう。
もちろん、伝統的な馬や牛の糞尿、そして寝具からのわらでたっぷりと味付けされたものでさえ、貴重な肥料です。 しかし、現代の養豚場では、肥料は完全に異なります。 敷地内の肥料は水で洗い流され、これからの流出量は何倍にもなりますが、乾燥物質の濃度、つまり 肥料としての肥料の価値を決定するものそのものが、文字通りほぼゼロにまで減少します。 実際に使用できますが...
同時に、この膨大な量のスラリーはすべて、少なくとも冬には肥料が適用されていない場所に保管する必要があります。 また、土壌に導入されるとすぐに成長する病原性微生物や雑草の種子を中和するために、肥料に耐える必要があります。 さらに、液体肥料が地面、地下水、河川に浸透するのを防ぐことは非常に困難です。 はい、そしてそのような貯蔵施設からの悪臭は避けられません。 今日、肥料の処分は全国的に深刻な問題になっています。
他の有機残留物と同様に、肥料を中和する方法は長い間知られており、これは堆肥化です。 廃棄物は山積みになり、微生物の作用で徐々に分解していきます。 同時に、ヒープは約60°Cに加熱され、自然の低温殺菌が行われます。ほとんどの病原性微生物と蠕虫の卵が死に、雑草の種子は発芽を失います。
ただし、肥料の品質は低下します。肥料に含まれる窒素の最大40％が消失し、大量のリンが失われます。 発生した熱が無駄になるため、エネルギーも無駄になります。ちなみに、肥料には、飼料で農場に供給されるエネルギーのほぼ半分が含まれています。 養豚場からの廃棄物は流動性が高すぎるため、一般的に堆肥化には適していません。
しかし、有機物を処理する別の方法があります-空気へのアクセスなしで嫌気性。 自然の生物学的反応器、つまりすべての生物の胃で起こるのはこのプロセスです。 同じ牛が1日あたり最大500リットルのメタンを生成します。 地球上のメタンの総生産量のほぼ4分の1、年間1億から2億トン！ -「動物」の起源があります。
堆肥化中の好気性分解と比較して、プロセスは遅くなりますが、不必要なエネルギー損失がなく、はるかに経済的です。 最終製品はバイオガスで、これには60〜70％のメタンが含まれており、燃焼すると1キログラムもの熱を放出します。 無煙炭、そして1キログラムの薪の2倍以上。
このようにして、養豚場からの同じ液体肥料が完全に処理されます。バイオリアクターを通過した後、この悪臭を放つスラリーは優れた肥料に変わります。
液体肥料をバイオガスに処理するための機器は既製で購入できます。実際、大規模な農場ではそれが可能ですが、単一の農家が肥料をバイオガスに処理するためのこのようなバイオリアクターを独自に構築する方がはるかに有益です。それほど難しくはありません。
バイオリアクターはどのように機能しますか
肥料発酵は、嫌気性（無酸素）条件下で30〜55°C（最適には40°C）の温度で行われます。 発酵期間は少なくとも12日です。 バイオリアクターに簡単に注入できる、通常の肥料と液体のベッドレス肥料の両方を使用できます。
発酵中、窒素とリンは肥料に完全に保存されます。 肥料の質量は、バイオガスに変わる蒸発した水を除いて、実質的に変化しません。 有機物肥料は30〜40％分解します。 脂肪、タンパク質、炭水化物などの簡単に分解される化合物は破壊されますが、主要な腐植形成成分であるセルロースとリグニンは完全に保存されます。 メタンと二酸化炭素の放出のおかげで、C/N比が最適化されます。 アンモニア態窒素の割合が増加します。 得られた有機肥料の反応はアルカリ性（pH 7.2-7.8）であるため、この肥料は酸性土壌に特に価値があります。 通常の方法で肥料から得られる肥料と比較して、収量は10〜15％増加します。
得られた密度1.2kg/ m3（空気密度0.93）のバイオガスは、次の組成（％）を持ちます：メタン-65、二酸化炭素-34、関連ガス-最大1（硫化水素を含む-最大0.1）。 メタンの含有量は、基質の組成と技術によって55〜75％の範囲で変化する可能性があります。 40°Сでのバイオガスの含水量-50g/ m3; バイオガスが冷却されると凝縮し、凝縮物を除去するための対策（ガス乾燥、必要な勾配のあるパイプの敷設など）を行う必要があります。 生成されたガスのエネルギー強度は23mJ/ m3、つまり5500 kcal/m3です。
数と利点について少し
たとえば、75立方メートルの容量の原子炉は、農場からのすべての廃棄物を2,500匹の豚に「軽く」処理することができ、所有者に高品質の肥料と1日あたり300〜500立方メートルのガスを提供します。 さらに、今日では、豚の排泄物を処理および消毒するための唯一の技術であり、それ自体が利益をもたらしています。 さらに、それはバイオガス自体ではなく、環境の幸福でさえそれ自体に利益をもたらします。そうでなければ、肥料貯蔵施設と処理施設を建設する必要があるからです。 また、除草剤の使用量が少なくなることを意味する、既製の良質な肥料としての加工肥料を忘れないでください。 バイオガス自体はもっと似ています 無料アプリ：いいですが、必須ではありません。
そのため、このテクノロジーの経済性を計算するのはそれほど簡単ではありません。 通常、彼らは受け取ったバイオガスだけで計算します。非常に多くのコスト、非常に多くのガスを受け取り、それに対応する量のディーゼル燃料のコストも非常に高くなります。 結果は有益ですが、回収期間は記録的なものではありません。 しかし、いずれにせよ、得られたバイオガスは、暖房やお湯を含む平均的な農場のエネルギー需要の最大半分を提供するのに十分であり、その結果、農業生産のエネルギーコストを大幅に削減し、環境にやさしく、無駄がありません。
結果として生じるエネルギー効果に環境効果を追加し、それをお金に変換すると、画像ははるかに完全で魅力的なものになります。 しかし、それを行う方法をまだ誰も理解していません。
バイオガスプラント（バイオリアクター）
バイオガスプラントは、利用可能な材料を使用して任意の農場に建設できます。
バイオガスプラントの基本は、熱交換器（熱媒体は50〜60°Cに水加熱されます）、肥料の入出力およびガス除去のための装置を備えた密閉容器です。 設備自体の設計は、主に地域の条件、材料の入手可能性によって決定されます。
小規模な設置の場合、最も合理的な解決策は、解放された燃料タンクを使用することです。 この図は、50立方メートルの容量を持つ標準的な燃料タンクに基づくバイオリアクターの図を示しています。 内部パーティションは、金属またはレンガで作ることができます。 それらの主な機能は、肥料の流れを導き、原子炉内の経路を長くして、CommunicationVesselのシステムを形成することです。 上の図では、パーティションが条件付きで示されています。パーティションの数と配置は、肥料の特性（流動性、敷料の量）によって異なります。
バイオリアクターの容量を決定するには、動物の数と重量の両方に依存する肥料の量と、その除去方法に基づいて進める必要があります。肥料が洗い流されると、排水の総量が増加します。何度も、これは望ましくありません。なぜなら、それは暖房のためのエネルギーコストの増加を必要とするからです。 1日の排水量がわかっている場合は、この量に12を掛けて（12日が最小肥料保持時間であるため）、結果の値を10％増やすことで（リアクターを充填する必要があるため）、リアクターの必要量を決定できます。基質を90％使用）。
基板はさまざまな方法で40°Cまで加熱できます。 クーラントの温度を維持するための自動化機能を備えたこのガス給湯器AGV-80またはAGV-120に使用するのが最も便利です。 デバイスが（代わりに）生成されたバイオガスによって電力を供給されている場合 天然ガス）空気供給を減らして調整する必要があります。 熱損失を減らすために、バイオリアクターは注意深く断熱する必要があります。 ここではさまざまなオプションが可能です。特に、グラスウールで満たされたライトフレームをその周りに配置したり、反応器にポリウレタンフォームの層を塗布したりすることができます。
バイオリアクターを始動するときは、それを体積の90％まで基質で満たし、少なくとも12日間保持する必要があります。その後、基質の新しい部分を反応器に供給し、適切な量の発酵物を抽出します。製品。
複数の小さな農場または個々の農場が近くにある場合、最も論理的なオプションは、一般的な集中型廃棄物処理を組織し、結果として生じるバイオガスをパイプラインを介して農場または農場にフィードバックすることです。 ちなみに、バイオリアクター（水柱100〜300mm）で得られるガスの圧力は、ブロワーやコンプレッサーなしで数百メートルの距離にガスを供給するのに十分です。
もちろん、小さなバイオガス反応器の建設と設置でさえ、承認なしには成り立たないでしょう。 関連する監督当局に提出される文書には、設置の技術スキーム、バイオリアクターと熱発生器のレイアウト、エネルギーと製品の流れ、パイプライン、ポンプと照明器具の接続図、コスト見積もりが含まれている必要があります。 経済のマスタープランでは、主要なパイプライン、アクセス道路、避雷針も表示する必要があります。 バイオリアクターの建設およびさらなる運転中は、天然ガス燃焼プラントを使用するための規則および規制を遵守する必要があります。 設計段階では、必ず換気を行う必要があります。これにより、最大300m3の部屋で1時間に8回の空気交換が可能になります。 このようなオブジェクトのドキュメントは、ガス検査、SES、および消防署と調整する必要があります。
経済におけるバイオガスの使用
さて、今度は、バイオガスプラントが個人的にどのような経済的利益をもたらすことができるかを見てみましょう。
乾物含量が4〜8％の肥料を負荷した場合の反応器のおおよその1日の生産性は、反応器の体積あたり2体積のガスです。 50立方メートルの容量のバイオリアクターは、1日あたり100立方メートルのバイオガスを生成します。 「商用」ガスのシェアは平均約70立方メートルを占め、残りは設備自体の技術的加熱に使われます。 バイオガスの年間生産量は約25,000立方メートルで、これは液体燃料の16.75トンに相当します。 儲かる？ もちろん！
そして、これは肥料として処理された肥料のコストさえ考慮に入れていません。
大型の10頭からの「ベッドレス」肥料のおおよその処理 牛 1日あたり約20立方メートルのバイオガスを、10匹の豚から-1〜3立方メートル、10匹の羊から1〜1.2立方メートル、10匹のウサギから0.4〜0.6立方メートルを得ることができます。 ちなみに、一戸建て住宅の暖房やお湯などのガスの必要量は平均10立方メートルです。 1日あたりですが、家の断熱材の品質によって大きく異なります。
バイオガスを燃やして得られる熱は、水を加熱すること（暖房、給湯）や調理に加えて、温室の暖房や、バイオガスが過剰な夏には干し草やその他の飼料の乾燥に使用できます。 バイオガスを使用して発電することもできますが、これは経済的に実行可能ではありません。
バイオガスを使用するもう1つの方向は、バイオガスに含まれる二酸化炭素を約34％利用することです。 二酸化炭素を洗浄して抽出することで（メタンとは異なり、水に溶ける）、温室に供給して「空気肥料」として働き、植物の生産性を高めます。
http://www.newchemistry.ruによると