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폐기물로 만든 바이오가스 가정용 가스 생성기. DIY 바이오가스 플랜트

상승하는 에너지 가격으로 인해 우리는 스스로 에너지 가격을 제공할 가능성에 대해 생각하게 됩니다. 한 가지 옵션은 바이오가스 플랜트입니다. 이를 통해 바이오가스는 거름, 배설물 및 식물 잔재물에서 얻어지며, 이를 정화한 후 가스 기기(스토브, 보일러)에 사용하고 실린더로 펌핑하여 자동차나 발전기의 연료로 사용할 수 있습니다. 일반적으로 분뇨를 바이오가스로 가공하면 가정이나 농장의 모든 에너지 수요를 충족할 수 있습니다.

바이오가스 플랜트 건설은 에너지 자원을 독립적으로 공급하는 방법입니다.

일반 원칙

바이오가스는 유기 물질을 분해하여 얻는 제품입니다. 부패/발효 과정에서 가스가 방출되어 가정의 필요를 충족할 수 있는 가스를 수집합니다. 이 과정이 일어나는 장비를 “바이오가스 플랜트”라고 합니다.

바이오가스 형성 과정은 폐기물 자체에 포함된 다양한 종류의 박테리아의 중요한 활동으로 인해 발생합니다. 그러나 그들이 적극적으로 "작업"하려면 습도와 온도라는 특정 조건을 만들어야 합니다. 이를 생성하기 위해 바이오가스 플랜트가 건설되고 있습니다. 이것은 가스 형성을 수반하는 폐기물 분해가 일어나는 생물 반응기를 기본으로하는 복잡한 장치입니다.

분뇨를 바이오가스로 가공하는 데에는 세 가지 모드가 있습니다.

  • 사이코필릭 모드. 바이오가스 플랜트의 온도는 +5°C ~ +20°C입니다. 이러한 조건에서는 분해 과정이 느리고 가스가 많이 생성되며 품질도 낮습니다.
  • 중온성. 장치는 +30°C ~ +40°C의 온도에서 이 모드로 들어갑니다. 이 경우 중온성 박테리아가 활발하게 번식합니다. 이 경우 더 많은 가스가 생성되고 처리 과정에 10~20일 정도 소요되는 시간이 단축됩니다.
  • 호 열성. 이 박테리아는 +50°C 이상의 온도에서 증식합니다. 프로세스는 가장 빠르며(3-5일), 가스 생산량은 가장 큽니다( 이상적인 조건 1kg의 배송으로 최대 4.5리터의 가스를 얻을 수 있습니다. 처리 시 발생하는 가스 생산량에 대한 대부분의 참조 표는 이 모드에 대해 특별히 제공되므로 다른 모드를 사용할 때는 더 작은 조정을 하는 것이 좋습니다.

바이오가스 플랜트에서 구현하기 가장 어려운 것은 호열성 모드입니다. 이를 위해서는 바이오가스 플랜트의 고품질 단열, 난방 및 온도 제어 시스템이 필요합니다. 그러나 출력에서 ​​우리는 최대 금액바이오가스. 호열성 가공의 또 다른 특징은 추가 로딩이 불가능하다는 것입니다. 나머지 두 가지 모드(정신성 및 중온성)를 사용하면 매일 준비된 원료의 신선한 부분을 추가할 수 있습니다. 그러나 호열성 모드에서는 처리 시간이 짧기 때문에 생물반응기를 서로 다른 로딩 시간으로 처리할 원료 부분이 있는 구역으로 나눌 수 있습니다.

바이오가스 플랜트 다이어그램

바이오가스 플랜트의 기본은 생물반응기 또는 벙커입니다. 발효 과정이 일어나고 결과 가스가 축적됩니다. 로딩 및 언로딩 호퍼도 있으며, 생성된 가스는 삽입된 호퍼를 통해 배출됩니다. 윗부분파이프. 다음은 가스 처리 시스템입니다. 이를 청소하고 가스 파이프라인의 압력을 작동 압력으로 높입니다.

중온성 및 호열성 모드의 경우 필요한 모드에 도달하려면 생물반응기 가열 시스템도 필요합니다. 이를 위해 일반적으로 생산된 연료로 작동하는 가스 보일러가 사용됩니다. 여기에서 파이프라인 시스템이 생물반응기로 이동합니다. 일반적으로 이들은 공격적인 환경에 가장 잘 견디기 때문에 폴리머 파이프입니다.

바이오가스 플랜트에는 물질을 혼합하는 시스템도 필요합니다. 발효 중에 상단에 단단한 껍질이 형성되고 무거운 입자가 침전됩니다. 이 모든 것이 함께 가스 형성 과정을 악화시킵니다. 처리된 덩어리의 균질한 상태를 유지하려면 믹서가 필요합니다. 기계식이거나 수동일 수도 있습니다. 타이머나 수동으로 시작할 수 있습니다. 그것은 모두 바이오가스 플랜트가 어떻게 만들어지는가에 달려 있습니다. 자동화 시스템은 설치 비용이 더 많이 들지만 작동 중에는 최소한의 주의가 필요합니다.

위치 유형에 따라 바이오가스 플랜트는 다음과 같습니다.

  • 기성 사회.
  • 반 매립형.
  • 매입형.

매립형은 설치 비용이 더 많이 들기 때문에 많은 양의 굴착 작업이 필요합니다. 그러나 우리 조건에서 사용하면 더 좋습니다. 단열재를 구성하는 것이 더 쉽고 난방 비용이 더 낮습니다.

재활용할 수 있는 것

바이오가스 플랜트는 기본적으로 잡식성이므로 모든 유기물을 처리할 수 있습니다. 모든 분뇨와 소변, 식물 잔류물이 적합합니다. 세제, 항생제 및 화학 물질은 공정에 부정적인 영향을 미칩니다. 이를 처리하는 식물상을 죽이기 때문에 섭취를 최소화하는 것이 좋습니다.

소분뇨는 미생물을 함유하고 있기 때문에 이상적인 것으로 간주됩니다. 대량. 농장에 젖소가 없는 경우 생물반응기를 적재할 때 분뇨를 추가하여 기질에 필요한 미생물을 채우는 것이 좋습니다. 식물 잔류 물은 미리 분쇄되어 물로 희석됩니다. 식물 재료와 배설물은 생물 반응기에서 혼합됩니다. 이 "충전"은 처리하는 데 시간이 더 오래 걸리지만 결국 올바른 모드에서는 가장 높은 제품 수율을 얻을 수 있습니다.

위치 결정

프로세스 구성 비용을 최소화하려면 바이오가스 플랜트를 폐기물 발생원 가까이, 즉 가금류나 동물을 사육하는 건물 근처에 배치하는 것이 합리적입니다. 중력에 의해 하중이 발생하도록 설계하는 것이 좋습니다. 헛간이나 돼지우리에서 분뇨가 중력에 의해 벙커로 흘러 들어가는 경사면에 파이프라인을 설치할 수 있습니다. 이는 원자로 유지 관리 및 분뇨 제거 작업을 크게 단순화합니다.

농장의 폐기물이 중력에 의해 흐를 수 있도록 바이오가스 플랜트를 위치시키는 것이 가장 바람직합니다.

일반적으로 동물이 있는 건물은 주거용 건물에서 어느 정도 떨어진 곳에 위치합니다. 따라서 생성된 가스는 소비자에게 전달되어야 합니다. 그러나 가스관 하나를 설치하는 것이 분뇨 운반 및 적재 라인을 구성하는 것보다 저렴하고 쉽습니다.

생물반응기

분뇨 처리 탱크에는 매우 엄격한 요구 사항이 있습니다.


바이오가스 플랜트 건설을 위한 이러한 모든 요구사항은 안전을 보장하고 분뇨를 바이오가스로 가공하기 위한 정상적인 조건을 생성하므로 충족되어야 합니다.

어떤 재료로 만들 수 있나요?

공격적인 환경에 대한 저항성은 컨테이너를 만드는 재료의 주요 요구 사항입니다. 생물반응기의 기질은 산성이거나 알칼리성일 수 있습니다. 따라서 용기를 만드는 재료는 다양한 환경에 잘 견뎌야 합니다.

이러한 요구 사항을 충족하는 자료는 많지 않습니다. 가장 먼저 떠오르는 것은 금속이다. 내구성이 뛰어나 어떤 모양의 용기도 만들 수 있습니다. 좋은 점은 기성품 용기, 즉 오래된 탱크를 사용할 수 있다는 것입니다. 이 경우 바이오가스 플랜트 건설에는 시간이 거의 걸리지 않습니다. 금속의 단점은 화학적 활성 물질과 반응하여 붕괴되기 시작한다는 것입니다. 무력화하다 이 마이너스금속은 보호 코팅으로 덮여 있습니다.

탁월한 옵션은 폴리머로 만들어진 생물반응기 용기입니다. 플라스틱은 화학적으로 중성이며 썩지 않으며 녹슬지 않습니다. 충분한 온도까지 동결 및 가열을 견딜 수 있는 재료 중에서 선택하기만 하면 됩니다. 고온. 반응기 벽은 두꺼워야 하며 유리섬유 강화가 바람직합니다. 이러한 용기는 저렴하지는 않지만 오래 지속됩니다.

더 저렴한 옵션은 벽돌, 콘크리트 블록 또는 돌로 만든 용기를 갖춘 바이오가스 플랜트입니다. 벽돌이 높은 하중을 견디려면 벽돌을 강화해야 합니다(벽의 두께와 재료에 따라 3-5줄마다). 벽체 시공 공정이 완료된 후 물과 가스의 불투수성을 보장하기 위해 벽체 내부와 외부 모두에 대한 다층 처리가 필요합니다. 벽은 필요한 특성을 제공하는 첨가제(첨가제)가 포함된 시멘트-모래 조성물로 회반죽됩니다.

반응기 크기

반응기 부피는 분뇨를 바이오가스로 처리하기 위해 선택한 온도에 따라 달라집니다. 대부분 중온성이 선택됩니다. 유지 관리가 더 쉽고 원자로를 매일 재장전할 수 있습니다. 정상 모드(약 2일)에 도달한 후 바이오가스 생산은 급증이나 급락 없이 안정적입니다(생성 시). 정상적인 조건). 이 경우 농장에서 하루에 생성되는 분뇨의 양에 따라 바이오가스 플랜트의 용량을 계산하는 것이 합리적입니다. 모든 것은 평균 통계 데이터를 기반으로 쉽게 계산됩니다.

중온에서 분뇨가 분해되는 데는 10~20일이 소요됩니다. 따라서 부피는 10 또는 20을 곱하여 계산됩니다. 계산할 때 기판을 이상적인 상태로 만드는 데 필요한 물의 양을 고려해야합니다. 습도는 85-90 % 여야합니다. 최대 부하가 탱크 부피의 2/3를 초과해서는 안 되므로 발견된 부피는 50% 증가합니다. 가스는 천장 아래에 축적되어야 합니다.

예를 들어 농장에는 소 5마리, 돼지 10마리, 닭 40마리가 있습니다. 결과는 5 * 55kg + 10 * 4.5kg + 40 * 0.17kg = 275kg + 45kg + 6.8kg = 326.8kg입니다. 닭똥의 습도를 85%로 만들려면 5리터가 조금 넘는 물을 추가해야 합니다(5kg이 더 필요합니다). 총 무게는 331.8kg이다. 20일 안에 처리하려면 331.8 kg * 20 = 6636 kg - 기판에만 약 7 입방 미터가 필요합니다. 발견된 수치에 1.5(50% 증가)를 곱하면 10.5m3가 됩니다. 이는 바이오가스 플랜트의 반응기 부피를 계산한 값입니다.

적재 및 하역 해치는 생물반응기 탱크로 직접 연결됩니다. 기판이 전체 영역에 고르게 분포되도록 용기의 반대쪽 끝에서 만들어집니다.

바이오가스 플랜트를 심층적으로 설치하는 경우, 로딩 및 언로딩 파이프가 하우징 아래로 접근합니다. 예각. 또한, 파이프의 하단은 반응기의 액체 수위보다 낮아야 합니다. 이렇게 하면 공기가 용기에 들어가는 것을 방지할 수 있습니다. 또한 회전식 또는 차단 밸브가 파이프에 설치되어 정상 위치에서 닫혀 있습니다. 적재 또는 하역 중에만 열립니다.

분뇨에는 큰 조각(쓰레기, 풀 줄기 등)이 포함될 수 있으므로 직경이 작은 파이프는 종종 막히게 됩니다. 따라서 적재 및 하역을 위해서는 직경이 20-30cm여야 하며, 바이오가스 플랜트 단열 작업을 시작하기 전, 컨테이너를 제자리에 설치한 후에 설치해야 합니다.

바이오가스 플랜트의 가장 편리한 운영 모드는 기질을 정기적으로 적재 및 하역하는 것입니다. 이 작업은 하루에 한 번 또는 이틀에 한 번씩 수행할 수 있습니다. 분뇨 및 기타 구성 요소는 저장 탱크에 미리 수집되어 필요한 상태로 만들어집니다. 필요한 경우 분쇄하고 적시고 혼합합니다. 편의상 이 용기에는 기계식 교반기가 있을 수 있습니다. 준비된 기판을 수용 해치에 붓습니다. 수용 용기를 햇빛에 놓으면 기판이 예열되어 필요한 온도를 유지하는 데 드는 비용이 절감됩니다.

중력에 의해 폐기물이 유입되도록 수용 호퍼의 설치 깊이를 계산하는 것이 좋습니다. 생물반응기로의 하역에도 동일하게 적용됩니다. 가장 좋은 경우는 준비된 기판이 중력에 의해 움직이는 경우입니다. 그리고 준비하는 동안 셔터가 울타리를 쳐줄 것입니다.

바이오가스 플랜트의 견고성을 보장하기 위해 수용 호퍼와 하역 구역의 해치에는 밀봉 고무 씰이 있어야 합니다. 용기에 공기가 적을수록 출구에서 가스가 더 깨끗해집니다.

바이오가스 수집 및 제거

바이오가스는 파이프를 통해 반응기에서 제거됩니다. 파이프의 한쪽 끝은 지붕 아래에 있고 다른 쪽 끝은 일반적으로 물개로 내려갑니다. 이것은 생성된 바이오가스가 배출되는 물이 담긴 용기입니다. 물개에는 두 번째 파이프가 있으며 액체 수준 위에 있습니다. 청정 바이오가스가 나옵니다. 가스 차단 밸브는 생물반응기 출구에 설치됩니다. 최선의 선택- 구형.

가스 전달 시스템에는 어떤 재료를 사용할 수 있습니까? HDPE 또는 PPR로 제작된 아연 도금 금속 파이프 및 가스 파이프. 이음새와 이음새는 비누 거품을 사용하여 점검해야 합니다. 전체 파이프라인은 동일한 직경의 파이프와 피팅으로 조립됩니다. 수축이나 팽창이 없습니다.

불순물로부터의 클렌징

생성된 바이오가스의 대략적인 구성은 다음과 같습니다.

  • 메탄 - 최대 60%;
  • 이산화탄소 - 35%;
  • 기타 가스 물질(가스를 발생시키는 황화수소 포함) 나쁜 냄새) — 5%.

바이오가스가 냄새가 없고 잘 연소되기 위해서는 바이오가스에서 이산화탄소, 황화수소, 수증기를 제거해야 합니다. 소석회를 시설 바닥에 추가하면 물개를 통해 이산화탄소가 제거됩니다. 이러한 북마크는 주기적으로 변경해야 합니다(가스가 더 심해지기 시작하면 변경할 시간입니다).

가스 건조는 응축수가 축적되는 물 밀봉 아래 파이프에 곡선 부분을 삽입하여 가스 파이프라인에 물 밀봉을 만드는 두 가지 방법으로 수행할 수 있습니다. 이 방법의 단점은 정기적으로 워터 씰을 비워야 한다는 것입니다. 수집된 물의 양이 많으면 가스의 통과를 차단할 수 있습니다.

두 번째 방법은 실리카겔로 필터를 설치하는 것입니다. 원리는 물개와 동일합니다. 가스가 실리카겔에 공급되고 뚜껑 아래에서 건조됩니다. 이 바이오가스 건조 방법을 사용하면 실리카겔을 주기적으로 건조해야 합니다. 이렇게 하려면 전자레인지에 잠시 데워야 합니다. 가열되고 수분이 증발합니다. 채워서 다시 사용하시면 됩니다.

황화수소를 제거하기 위해 금속 부스러기가 담긴 필터를 사용합니다. 오래된 금속 수세미를 용기에 넣을 수 있습니다. 정화는 정확히 같은 방식으로 발생합니다. 가스가 공급됩니다. 하단 부분금속으로 채워진 용기. 통과하면서 필터의 상부 자유 부분에 수집된 황화수소가 제거되고 그곳에서 다른 파이프/호스를 통해 배출됩니다.

가스 탱크 및 압축기

정화된 바이오가스는 가스 홀더인 저장 탱크로 들어갑니다. 밀봉된 비닐봉지나 플라스틱 용기일 수 있습니다. 주요 조건은 기밀성이며 모양과 재질은 중요하지 않습니다. 가스 홀더는 바이오가스 공급량을 저장합니다. 그것으로부터 압축기의 도움으로 특정 압력 (압축기에 의해 설정)의 가스가 소비자, 즉 가스 렌지 또는 보일러에 공급됩니다. 이 가스는 발전기를 사용하여 전기를 생산하는 데에도 사용할 수 있습니다.

압축기 이후 시스템에 안정적인 압력을 생성하려면 압력 서지 레벨링을 위한 소형 장치인 수신기를 설치하는 것이 좋습니다.

혼합 장치

바이오가스 플랜트가 정상적으로 작동하려면 바이오리액터 내에서 액체를 정기적으로 혼합해야 합니다. 이 간단한 프로세스는 많은 문제를 해결합니다.

  • 부하의 새로운 부분을 박테리아 군집과 혼합합니다.
  • 생성된 가스의 방출을 촉진합니다.
  • 더 따뜻하고 추운 지역을 제외하고 액체의 온도를 동일하게 만듭니다.
  • 기판의 균질성을 유지하여 일부 구성 요소의 침전이나 부유를 방지합니다.

일반적으로 소규모 수제 바이오가스 플랜트에는 근력으로 구동되는 기계식 교반기가 있습니다. 대용량 시스템에서 교반기는 타이머에 의해 활성화되는 모터에 의해 구동될 수 있습니다.

두 번째 방법은 생성된 가스의 일부를 액체에 통과시켜 액체를 교반하는 것입니다. 이를 위해 메타탱크에서 나온 후 티(tee)가 설치되고 가스의 일부가 반응기 하부로 흘러 구멍이 있는 튜브를 통해 빠져나갑니다. 가스의 이 부분은 여전히 ​​시스템에 다시 들어가고 결과적으로 가스 탱크에 들어가기 때문에 소비로 간주될 수 없습니다.

세 번째 혼합 방법은 배설물 펌프를 이용하여 바닥에서 기질을 펌핑하여 상단에 붓는 것입니다. 이 방법의 단점은 전기 가용성에 의존한다는 것입니다.

난방 시스템 및 단열

처리된 액체를 가열하지 않으면 향정신성 박테리아가 증식합니다. 이 경우 처리 과정은 30일이 소요되며 가스 생산량은 적습니다. 여름에는 단열 및 부하 예열이 있으면 중온성 박테리아의 발생이 시작될 때 최대 40도까지 온도에 도달할 수 있지만 겨울에는 이러한 설치가 실제로 작동하지 않습니다. 공정이 매우 느리게 진행됩니다. . +5°C 이하의 온도에서는 실제로 동결됩니다.

무엇을 가열하고 어디에 놓을 것인가?

얻기 위해 최고의 결과난방을 이용하세요. 가장 합리적인 것은 보일러에서 물을 가열하는 것입니다. 보일러는 전기, 고체 또는 액체 연료로 작동할 수 있으며, 생산된 바이오가스로도 작동할 수 있습니다. 최대 온도, 물을 가열해야합니다 - +60 ° C. 파이프가 뜨거울수록 입자가 표면에 달라붙어 가열 효율이 떨어질 수 있습니다.

직접 가열을 사용할 수도 있습니다. 가열 요소를 삽입하지만 첫째, 혼합을 구성하기가 어렵습니다. 둘째, 기판이 표면에 달라 붙어 열 전달이 감소하고 가열 요소가 빨리 소진됩니다.

바이오가스 플랜트는 표준 가열 라디에이터, 단순히 코일로 꼬인 파이프 또는 용접된 레지스터를 사용하여 가열할 수 있습니다. 금속 플라스틱 또는 폴리프로필렌과 같은 폴리머 파이프를 사용하는 것이 좋습니다. 주름진 스테인레스 스틸 파이프도 적합합니다. 특히 원통형 수직 생물 반응기에서 설치가 더 쉽지만 주름진 표면은 침전물 고착을 유발하여 열 전달에 좋지 않습니다.

가열 요소에 입자가 침전될 가능성을 줄이기 위해 입자는 교반기 영역에 위치합니다. 이 경우에만 믹서가 파이프에 닿을 수 없도록 모든 것을 설계해야 합니다. 히터를 바닥에 배치하는 것이 더 나은 것처럼 보이지만 실제로는 바닥의 침전물로 인해 이러한 가열이 효과적이지 않은 것으로 나타났습니다. 따라서 바이오가스 플랜트의 메타탱크 벽에 히터를 배치하는 것이 더 합리적입니다.

물 가열 방법

파이프 배열 방법에 따라 가열은 외부 또는 내부가 될 수 있습니다. ~에 내부 위치난방은 효과적이지만 시스템을 종료하고 펌핑하지 않으면 히터의 수리 및 유지 관리가 불가능합니다. 따라서 재료 선택과 연결 품질에 특별한 주의를 기울입니다.

난방은 바이오가스 플랜트의 생산성을 높이고 원료 처리 시간을 단축시킵니다.

히터가 외부에 위치하는 경우 벽을 가열하는 데 많은 열이 소비되기 때문에 더 많은 열이 필요합니다(바이오가스 플랜트의 내용물을 가열하는 데 드는 비용이 훨씬 더 높음). 그러나 시스템은 항상 수리가 가능하며 환경이 벽에서 가열되기 때문에 가열이 더욱 균일합니다. 이 솔루션의 또 다른 장점은 교반기가 가열 시스템을 손상시킬 수 없다는 것입니다.

단열 방법

먼저, 모래의 평탄화 층을 구덩이 바닥에 부은 다음 단열층을 붓습니다. 짚과 팽창 점토, 슬래그가 섞인 점토일 수 있습니다. 이러한 모든 구성 요소는 혼합되어 별도의 레이어에 부을 수 있습니다. 그들은 수평선에 수평을 이루고 바이오가스 플랜트의 용량이 설치됩니다.

생물반응기의 측면은 현대적인 재료나 고전적인 구식 방법으로 단열될 수 있습니다. 옛날 방식 중 하나는 점토와 짚으로 코팅하는 것입니다. 여러 레이어에 적용하십시오.

현대 재료에는 고밀도 압출 폴리스티렌 폼, 저밀도 기포 콘크리트 블록 등이 포함됩니다. 이 경우 기술적으로 가장 진보된 것은 폴리우레탄 폼(PPU)이지만 적용 서비스는 저렴하지 않습니다. 그러나 결과적으로 완벽한 단열이 이루어지며 난방 비용이 최소화됩니다. 또 다른 단열재 인 발포 유리가 있습니다. 슬라브에서는 매우 비싸지 만 깨지거나 부서지는 비용은 거의 없으며 특성면에서 거의 이상적입니다. 수분을 흡수하지 않고 얼어 붙는 것을 두려워하지 않으며 잘 견딥니다. 정적 하중, 열전도율이 낮습니다.

전형적인 디자인

안에 지난 몇 년자신의 필요에 따라 다양한 바이오가스 플랜트를 사용하는 것이 유행이 되었으며, 이를 통해 폐기물에서 에너지를 얻을 수 있습니다. 일반적으로 이러한 디자인은 특정 온도에서 폐수의 유기 성분, 다양한 폐기물 등의 발효가 발생하는 밀봉 용기입니다. DIY 바이오가스 플랜트는 어렵지만 가능합니다. 가장 중요한 것은 이러한 장치의 유형과 작동 원리를 알고 도면을 이해하는 것입니다.

설치 작동 원리

분뇨나 기타 원료로부터 바이오가스를 생산하는 과정을 발효라고 하며, 발효는 특수 박테리아의 활동을 통해 진행됩니다.이 경우 원료 표면에 껍질이 형성되며 지속적으로 파괴되어야 합니다. 이는 수동으로 내용물을 완전히 혼합하거나 반응기 내부의 특수 장치를 사용하여 수행해야 합니다. 이러한 조작의 결과로 바이오가스가 방출됩니다.

정화 후 생성된 바이오가스는 가스 파이프를 통해 사용 장소로 운반되는 가스 홀더인 특수 용기에 수집됩니다. 가공된 원료는 생물비료로 전환됩니다. 특수한 구멍을 통해 하역된 후 토양에 적용하거나 공급원료에 따라 동물용 사료 첨가제로 사용할 수 있습니다.

자신의 손으로 바이오가스를 얻으려면 무산소 체제를 준수하는 것 외에도 다음과 같은 몇 가지 조건도 충족해야 합니다.

  • 유효성 영양소박테리아를 위해.
  • 온도 조건을 유지합니다.
  • 발효에 적합한 시간을 선택합니다.
  • 산과 알칼리의 균형을 유지합니다.
  • 원료의 고체 입자 비율을 유지하고 적시에 혼합합니다.

바이오가스 플랜트의 종류

메모! 오늘날 바이오가스 생산을 편리하고 효과적으로 만들기 위한 바이오가스 플랜트 설계가 많이 있습니다.

그들은 다음과 같이 구별됩니다. 모습, 뿐만 아니라 구성 요소제작에 사용된 디자인과 재료.

다운로드 유형별

원자재 로딩 유형에 따라 연속 로딩과 일괄 로딩의 두 가지 설치 유형이 있습니다.

원료의 발효 시간과 적재 규칙성이 서로 다릅니다. 바이오가스 생산 관점에서 가장 효과적인 것은 연속 적재 설비입니다.

외관상

장치의 외관은 바이오가스의 축적 및 저장 방법에 따라 달라집니다. 이는 특수 가스 탱크, 원자로 상단 또는 유연한 돔 아래에 수집되어 원자로와 별도로 부유하거나 세워질 수 있습니다.

DIY 설치물 만들기

자신의 손으로 바이오가스 구조물을 구축하는 것은 다소 복잡하고 시간이 많이 걸리는 과정입니다. 이러한 설치를 통해 바이오가스 생산은 연료 및 전기 구입 비용을 절약할 수 있는 대안이 됩니다.

무엇을 알아야 합니까?

일반화 된 계획

농장에서 구할 수 있지만 사용되지 않는 재료로 구조물을 만들 수 있습니다. 예를 들어, 이러한 설치를 위한 원자로는 오래된 냄비, 끓는 물, 대야로 쉽게 만들 수 있지만 원통형 물체를 사용하는 것이 더 좋습니다.

원자로가 충족해야 하는 몇 가지 중요한 요구 사항은 다음과 같습니다.

  • 좋은 단열.
  • 공기 및 물 투과성. 결국 바이오가스와 산소가 혼합되면 반응이 일어나며, 그 파괴력은 원자로를 깨뜨릴 뿐만 아니라 폭발시킬 수도 있다.
  • 반응 중에 엄청난 양의 에너지가 방출되므로 신뢰성과 내구성이 뛰어납니다.

고품질의 효율적인 생물학적 시설을 구축하려면 다음 순서를 준수해야 합니다.

  • 미래의 원자로를 설치할 위치를 선택하십시오. 그리고 하루에 필요한 쓰레기의 양을 꼭 계산해 보세요. 이는 구조의 크기를 결정하는 데 필요합니다.
  • 대야를 준비한 후 하역 및 하역 파이프를 설치하십시오.
  • 로딩 호퍼와 가스 배출 파이프를 최대한 단단히 설치하고 고정하십시오.
  • 바이오가스 플랜트의 사용 및 후속 유지보수를 위해서는 맨홀 뚜껑을 설치해야 합니다.
  • 반응기의 단열 및 견고성을 주의 깊게 점검하십시오.

구조물의 강도가 안전의 핵심이므로 향후 설치의 벽은 이상적으로 콘크리트로 만들어져야 합니다. 또한 원자로에서 가장 가까운 건물까지의 거리가 최소 500m 이상인 것이 매우 중요합니다. 결국 발효 중에 유독 가스가 방출되어 사람에게 해로운 영향을 미치고 몇 분 안에 그를 죽일 수 있습니다.

바이오가스를 얻으려면 다음이 필요합니다.

집을 난방하는 원리

  • 소똥 2톤과 썩은 폐기물, 윗부분, 잎에서 나온 부식질 약 4.5톤을 섞습니다.
  • 반응기의 습도가 70%가 되도록 혼합물에 물을 첨가합니다.
  • 결과물을 구덩이에 내리고 가열 장치를 사용하여 +40도까지 가열합니다. 혼합물이 발효되기 시작하면 온도가 +70도에 도달합니다.
  • 혼합물보다 2배 더 무거워야 하는 균형추를 돔에 부착하여 방출된 가스로 인해 돔이 구덩이 밖으로 날아가지 않도록 합니다.

반응기에 적재된 물질에는 항생제, 용매 또는 기타 합성 물질이 포함되어서는 안 된다는 점을 기억해야 합니다. 그들은 반응을 방해할 뿐만 아니라 반응을 완전히 중단시키고 반응로 벽을 파괴할 수도 있습니다.

장비 옵션

오늘은 집에서 설치하는 희귀종농장의 대체 에너지원. 그러나 이러한 설계의 효율성과 투자 회수를 고려하여 많은 농부들은 이러한 방식으로 전기와 열을 스스로 공급하기 위해 자체적으로 바이오가스 플랜트를 건설하는 것을 고려하기 시작했습니다.

오늘날 이러한 유형의 바이오가스 생산 장비에는 다양한 옵션이 있습니다. 고려하면 기후 조건러시아에서는 다음 유형의 설치를 만드는 것이 좋습니다.

교반 없이 수동 로딩 반응기

이것은 가정용으로 가장 간단한 설치이며 그 부피는 1 ~ 10 입방 미터입니다. 하루 최대 200kg의 분뇨를 처리할 수 있다.

수동 로딩 옵션

최소한의 부품으로 구성됩니다.

  • 신선한 원료를 보관하는 벙커입니다.
  • 원자로.
  • 바이오가스 선택 장치.
  • 발효된 원료를 하역하는 능력.

이 설비는 교반이나 가열 없이 작동하기 때문에 남부 지역에 사용할 수 있으며, 향정신성 모드에서도 작동하도록 설계되었습니다.사용된 원료는 분뇨의 다음 부분을 적재하는 동안 하역 파이프를 통해 반응기에서 제거됩니다. 이는 반응기의 바이오가스 압력으로 인해 발생합니다.

자신의 손으로 이러한 구조를 만들 때는 다음 순서를 따르는 것이 좋습니다.

  • 일일 분뇨량을 계산하고 필요한 크기의 반응기를 선택한 후 향후 구조물의 위치를 ​​결정하고 설치 재료를 준비해야 합니다.
  • 그런 다음 로딩 및 언 로딩 파이프를 만들고 설치용 구덩이도 만들어야합니다.
  • 피트에 원자로를 설치한 후에는 맨홀 뚜껑뿐만 아니라 로딩 호퍼와 가스 배출구도 설치해야 합니다.
  • 구조의 누수 여부를 확인하고 페인트칠을 한 후 단열 처리합니다.
  • 가동에 들어갑니다.

수동 로딩, 가열 및 교반 설계

바이오가스 플랜트는 수동으로 원료를 적재하고 주기적으로 혼합하여 건설할 수 있습니다. 동시에 소유자의 대규모 재정적 투자가 필요하지 않습니다. 이 디자인은 하루에 최대 200kg의 분뇨를 처리할 수 있는 용량이므로 소규모 농장에 적합합니다. 이러한 설치 도면은 이전 버전의 도면과 유사하며 전문가에게 문의하여 만들 수 있습니다.

이 장치는 중온성 및 고온성 모드에서 작동할 수 있습니다.

안정적이고 최대한 집중적인 발효 공정을 위해 특수 반응기 가열 시스템이 설치됩니다. 바이오가스 플랜트는 두 가지 모드로 작동할 수 있습니다. 반응기는 생산된 바이오가스를 사용하는 온수 보일러를 사용하여 가열됩니다. 나머지 바이오가스는 가전제품을 작동하는 데 사용할 수 있습니다.

가공된 원료는 토양에 적용되거나 캘리포니아 벌레의 번식지로 사용될 때까지 특수 용기에 보관됩니다.

가스홀더를 이용한 설치, 공압식 로딩, 원료 가열 및 혼합

유사한 시설은 하루 최대 1.5톤의 분뇨를 바이오가스로 처리하는 중소 규모 농장을 대상으로 합니다. 원자재는 생성된 가스를 사용하는 온수 보일러가 있는 열교환기를 통해 가열됩니다. 대량 하역 파이프라인에는 저장고에서 생물비료를 수집하고 차량에 적재한 후 현장으로 제거하기 위한 특수 지점이 장착되어 있습니다.

이러한 집에서 만든 설비의 설계에는 분뇨를 반응기에 공압으로 넣는 것뿐만 아니라 바이오 가스와 혼합하는 것도 포함되며 선택은 자동으로 수행됩니다. 바이오가스는 가스 홀더라는 특수 구획에 저장됩니다.

결론

바이오가스는 비교적 새로운 에너지원입니다. 이를 사용하면 전기 요금을 영원히 잊고 메탄 생산과 같은 문제를 해결할 수도 있습니다. 올바르게 개발된 도면과 설비 제조에 대한 노력은 한 명 이상의 농부에게 비용을 크게 절약할 수 있으며 이는 요즘 특히 중요합니다.

메탄 생산 문제는 가금류나 돼지를 사육하고 소를 키우는 개인 농장 소유주들의 관심사입니다. 일반적으로 그러한 농장에서는 상당한 양의동물의 유기 폐기물은 상당한 이점을 제공하여 값싼 연료의 원천이 될 수 있습니다. 이 자료의 목적은 동일한 폐기물을 사용하여 집에서 바이오가스를 생산하는 방법을 알려주는 것입니다.

바이오가스에 대한 일반 정보

다양한 거름과 가금류 배설물에서 얻은 가정용 바이오가스는 대부분 메탄으로 구성되어 있습니다. 생산에 사용된 폐기물에 따라 50~80%가 있습니다. 스토브와 보일러에서 연소되는 동일한 메탄이며 때로는 미터 판독 값에 따라 많은 돈을 지불합니다.

집이나 시골에서 동물을 키울 때 이론적으로 생산할 수 있는 연료의 양에 대한 아이디어를 제공하기 위해 바이오가스 생산량과 순수 메탄 함량에 대한 데이터가 포함된 표를 제시합니다.

표에서 알 수 있듯이, 효율적인 생산소똥과 사일리지 폐기물에서 나오는 가스에는 상당히 많은 양의 원료가 필요합니다. 돼지 똥과 칠면조 배설물에서 연료를 추출하는 것이 더 수익성이 높습니다.

가정용 바이오가스를 구성하는 물질의 나머지 부분(25~45%)은 이산화탄소(최대 43%)와 황화수소(1%)입니다. 연료에는 질소, 암모니아 및 산소도 포함되어 있지만 소량입니다. 그건 그렇고, 분뇨 더미에서 익숙한 "쾌적한"냄새가 나는 것은 황화수소와 암모니아의 방출 덕분입니다. 에너지 함량에 있어서, 1m3의 메탄은 연소 시 이론적으로 최대 25MJ(6.95kW)의 열에너지를 방출할 수 있습니다. 비열바이오가스의 연소는 구성 성분 중 메탄의 비율에 따라 달라집니다.

참고로.실제로, 다음 지역에 위치한 단열 주택을 가열하는 것이 확인되었습니다. 중간 차선, 난방 시즌 당 면적 1m2 당 약 45m3의 생물학적 연료가 필요합니다.

자연은 우리가 받기를 원하는지 여부에 관계없이 분뇨에서 나오는 바이오가스가 자발적으로 형성되도록 배열합니다. 거름더미는 영하의 기온에도 야외에 있는 것만으로도 1년에서 1년 반 안에 썩습니다. 이번에는 바이오가스를 방출하지만 시간이 지남에 따라 공정이 연장되기 때문에 소량만 방출됩니다. 원인은 동물 배설물에서 발견되는 수백 종의 미생물이다. 즉, 가스 진화를 시작하는 데 필요한 것은 아무것도 없습니다. 그러나 프로세스를 최적화하고 속도를 높이려면 특수 장비가 필요하며 이에 대해서는 나중에 논의할 것입니다.

바이오가스 기술

효과적인 생산의 본질은 유기 원료의 자연적인 분해 과정을 가속화하는 것입니다. 그러기 위해서는 그 안에 있는 박테리아가 생성되어야 합니다. 최상의 조건폐기물의 재생산과 재활용을 위해 그리고 첫 번째 조건은 원료를 밀폐 용기, 즉 원자로, 그렇지 않으면 바이오 가스 발생기에 넣는 것입니다. 폐기물은 초기 기질이 얻어질 때까지 계산된 양의 깨끗한 물과 함께 반응기에서 분쇄되고 혼합됩니다.

메모. 순수한 물박테리아의 수명에 부정적인 영향을 미치는 물질이 기질에 들어가지 않도록 하는 데 필요합니다. 결과적으로 발효 과정이 크게 느려질 수 있습니다.

산업용 바이오가스 생산 공장에는 기질 가열, 혼합 수단, 환경 산도 제어 기능이 갖추어져 있습니다. 발효 중에 발생하고 바이오가스 방출을 방해하는 표면의 딱딱한 껍질을 제거하기 위해 교반이 수행됩니다. 지속 기술적 과정– 분해 정도가 25%에 도달하는 동안 최소 15일. 최대 연료 생산량은 바이오매스 분해의 최대 33%까지 발생하는 것으로 믿어집니다.

이 기술은 매일 수백 입방미터에 달하는 산업 시설의 분뇨에서 가스를 집중적으로 생산하는 기질을 매일 갱신합니다. 전체 부피의 약 5%에 해당하는 폐기물 질량의 일부가 반응기에서 제거되고 동일한 양의 신선한 생물학적 원료가 그 자리에 적재됩니다. 폐기물은 다음과 같이 사용됩니다. 유기비료필드.

바이오가스 플랜트 다이어그램

집에서 바이오가스를 생산할 때, 미생물에 유리한 조건을 조성하는 것은 불가능합니다. 산업 생산품. 그리고 우선, 이 진술은 발전기 가열 조직에 관한 것입니다. 알려진 바와 같이, 이를 위해서는 에너지 소비가 필요하며 이는 연료 비용의 상당한 증가로 이어집니다. 발효 과정에 내재된 약알칼리성 환경에 대한 적합성을 제어하는 ​​것이 가능합니다. 그러나 편차가 있는 경우 어떻게 수정할 수 있습니까? 다시 비용이 발생합니다.

자신의 손으로 바이오가스를 생산하려는 개인 농장 소유자는 사용 가능한 재료로 간단한 디자인의 반응기를 만든 다음 능력에 따라 현대화하는 것이 좋습니다. 해야 할 일:

  • 최소 1m3의 부피를 갖는 밀봉된 용기. 다양한 소형 탱크와 배럴도 적합하지만 원자재 양이 부족하여 연료가 거의 방출되지 않습니다. 이러한 생산량은 귀하에게 적합하지 않습니다.
  • 집에서 바이오가스 생산을 조직할 때 용기를 가열할 가능성은 없지만 반드시 단열해야 합니다. 또 다른 옵션은 원자로를 땅에 묻어 상부를 단열하는 것입니다.
  • 반응기에 어떤 디자인의 수동 교반기를 설치하고 상단 덮개를 통해 핸들을 확장합니다. 핸들 통로 어셈블리는 밀봉되어야 합니다.
  • 기질을 공급 및 하역하고 바이오가스를 수집하기 위한 파이프를 제공합니다.

아래는 지면 아래에 위치한 바이오가스 플랜트의 다이어그램입니다.

1 – 연료 발생기(금속, 플라스틱 또는 콘크리트로 만들어진 용기) 2 - 기판을 채우는 호퍼; 3 - 기술 해치; 4 – 물개 역할을 하는 용기; 5 – 폐기물 폐기물 하역용 배출구; 6 – 바이오가스 샘플링 파이프.

집에서 바이오가스를 얻는 방법?

첫 번째 작업은 폐기물을 크기가 10mm 이하인 부분으로 분쇄하는 것입니다. 이렇게 하면 기질 준비가 훨씬 쉬워지고 박테리아가 원료를 처리하기가 더 쉬워집니다. 결과물은 물과 완전히 혼합되며 그 양은 유기물 1kg 당 약 0.7 리터입니다. 위에서 언급했듯이 깨끗한 물만 사용해야 합니다. 그런 다음 자체 제작한 바이오가스 플랜트를 기질로 채운 후 반응기를 밀봉합니다.

하루 동안 여러 번 용기를 방문하여 내용물을 혼합해야 합니다. 5일째 되는 날에는 가스 유무를 확인할 수 있으며, 가스가 나타나면 주기적으로 압축기를 이용해 실린더에 펌핑해 줍니다. 제 시간에 완료되지 않으면 반응기 내부의 압력이 증가하고 발효가 느려지거나 완전히 중단될 수도 있습니다. 15일 후에는 인쇄물의 일부를 꺼내고 같은 양의 새 인쇄물을 추가해야 합니다. 동영상을 시청하면 자세한 내용을 확인할 수 있습니다.

결론

가장 간단한 바이오가스 설치로는 귀하의 모든 요구 사항을 충족하지 못할 가능성이 높습니다. 그러나 현재 에너지 자원 비용을 고려할 때 원자재 비용을 지불할 필요가 없기 때문에 이는 이미 가정에 상당한 도움이 될 것입니다. 시간이 지남에 따라 생산에 긴밀하게 참여하면 모든 기능을 파악하고 설치에 필요한 개선을 수행할 수 있습니다.

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바이오가스. 집에서 메탄을 생산합니다.

바이오가스란 무엇입니까?

안에 최근에비전통적인 기술적인 관점에서 에너지원은 태양 복사, 해조 및 파도 등 점점 더 많은 관심을 끌고 있습니다. 그 중 바람과 같은 일부는 과거에도 널리 사용되었으며 오늘날 재탄생을 경험하고 있습니다. "잊혀진" 유형의 원자재 중 하나는 과거에 사용되었던 바이오가스입니다. 고대 중국우리 시대에 재발견되었습니다.

바이오가스란 무엇입니까? 이 용어는 혐기성, 즉 공기에 접근하지 않고 발생하는 유기 물질 자체의 발효(과열)로 인해 얻은 가스 생성물을 나타냅니다. 출신이 다른. 모든 농민 농장에서는 상당한 양의 거름, 식물 꼭대기 및 다양한 폐기물이 일년 내내 수집됩니다. 일반적으로 분해된 후 유기비료로 사용됩니다. 그러나 발효 중에 얼마나 많은 바이오가스와 열이 방출되는지 아는 사람은 거의 없습니다. 하지만 이 에너지는 또한 도움이 될 수 있습니다 좋은 서비스농촌 주민.

바이오가스는 가스의 혼합물입니다. 주요 구성 요소: 메탄(CH4) - 55-70% 및 이산화탄소(CO2) - 28-43%, 그리고 황화수소(H2S)와 같은 매우 적은 양의 기타 가스.

평균적으로 70% 생분해되는 유기물 1kg은 메탄 0.18kg, 이산화탄소 0.32kg, 물 0.2kg, 비분해성 잔류물 0.3kg을 생성합니다.

바이오가스 생산에 영향을 미치는 요인.

유기 폐기물의 분해는 특정 유형의 박테리아의 활동을 통해 발생하므로 환경이 이에 큰 영향을 미칩니다. 따라서 생성되는 가스의 양은 온도에 따라 크게 달라집니다. 온도가 따뜻할수록 유기 원료의 발효 속도와 정도가 높아집니다. 이것이 아마도 바이오가스 생산을 위한 최초의 시설이 다음과 같은 국가에 나타난 이유일 것입니다. 따뜻한 기후. 그러나 신뢰할 수 있는 단열재와 때로는 가열된 물을 사용하면 겨울철 기온이 -20°C까지 떨어지는 지역에서 바이오가스 발전기 건설을 마스터할 수 있습니다. 원료에 대한 특정 요구 사항이 있습니다. 박테리아의 발달에 적합해야 하며 생분해성 유기 물질과 다량의 물(90-94%)을 함유해야 합니다. 환경은 중성적이고 박테리아의 활동을 방해하는 물질(예: 비누, 세제, 항생제)이 없는 것이 바람직합니다.

바이오가스를 생산하려면 식물 및 생활 폐기물, 거름, 하수 등을 사용할 수 있습니다. 발효 과정에서 탱크의 액체는 세 부분으로 분리되는 경향이 있습니다. 상승하는 기포에 의해 운반되는 큰 입자로 형성된 상부 지각은 일정 시간이 지나면 상당히 단단해져서 바이오가스 방출을 방해하게 됩니다. 발효조의 중간 부분에 액체가 축적되고, 아래쪽의 진흙 같은 부분이 침전됩니다.

박테리아는 중간 영역에서 가장 활동적입니다. 따라서 탱크의 내용물을 주기적으로(최소 하루에 한 번, 바람직하게는 최대 6회) 교반해야 합니다. 혼합은 기계 장치, 유압 수단(펌프에 의한 재순환), 공압 시스템의 압력(바이오가스의 부분 재순환) 또는 다양한 자체 혼합 방법을 사용하여 수행할 수 있습니다.

바이오가스 생산을 위한 시설.

루마니아에서는 바이오가스 발생기가 널리 사용됩니다. 최초의 개별 시설 중 하나(그림 1A)는 1982년 12월에 가동되었습니다. 그 이후로 이웃 세 가구에 가스를 성공적으로 공급했는데, 각 가구에는 버너 3개와 오븐이 있는 기존 가스 스토브가 있었습니다. 발효기는 직경 약 4m, 깊이 2m(부피 약 21m3)의 구덩이에 위치하며 내부에서 지붕 철로 늘어서 두 번 용접됩니다. 먼저 전기 용접으로, 그 다음에는 신뢰성을 위해 가스 용접. 부식 방지를 위해 탱크 내부 표면은 수지로 코팅되어 있습니다. 발효기의 상단 가장자리 외부에는 약 1m 깊이의 콘크리트 원형 홈이 만들어져 물개 역할을 합니다. 물로 채워진 이 홈에서 저수지를 닫는 벨의 수직 부분이 미끄러집니다.

높이가 약 2.5m인 종은 2mm 강철판으로 만들어졌습니다. 가스가 상부에 모입니다.

이 프로젝트의 저자는 다른 설치와 달리 발효기 내부에 있는 파이프를 사용하고 3개의 지하 가지를 사용하여 3개의 농장에 가스를 수집하는 옵션을 선택했습니다. 또한, 워터씰 홈에 물이 흐르고 있어 내부 결빙을 방지해줍니다. 겨울철. 발효기에는 약 12m3의 신선한 분뇨가 채워져 있으며 그 위에 물을 추가하지 않고 소의 소변을 붓습니다. 발전기는 채우고 7일 후에 작동을 시작합니다.

다른 설치도 비슷한 레이아웃을 갖고 있습니다(그림 1B). 발효기는 정사각형 모양의 구덩이에서 만들어집니다. 교차 구역크기는 2x2이고 깊이는 약 2.5m입니다. 구덩이에는 10-12cm 두께의 철근 콘크리트 슬래브가 늘어서 있고 시멘트로 칠해져 견고성을 위해 수지로 덮여 있습니다. 약 50cm 깊이의 물개 홈도 콘크리트이고 벨은 지붕용 철로 용접되었으며 콘크리트 탱크에 설치된 4개의 수직 가이드를 따라 4개의 "이어"에서 자유롭게 미끄러질 수 있습니다. 종의 높이는 약 3m이며 그 중 0.5m가 홈에 잠겨 있습니다.

첫 번째 충전 동안 8m3의 신선한 소분뇨를 발효조에 넣고 그 위에서 약 400리터의 소소뇨를 세척했습니다. 7~8일 후, 설치는 이미 소유자에게 가스를 완전히 제공하고 있었습니다.

6m3의 혼합 분뇨(소, 양, 돼지로부터)를 수용하도록 설계된 바이오가스 발생기는 유사한 설계를 가지고 있습니다. 이는 버너 3개와 오븐이 있는 가스레인지의 정상적인 작동을 보장하기에 충분했습니다.

또 다른 설치는 흥미로운 디자인 세부 사항으로 구별됩니다. T자형 호스를 사용하여 연결되고 서로 연결된 3개의 대형 트랙터 챔버가 발효기 옆에 배치됩니다(그림 2). 밤에 바이오가스가 사용되지 않고 벨 아래에 쌓이면 과도한 압력으로 인해 벨이 넘어질 위험이 있습니다. 고무 저장소는 추가 용량으로 사용됩니다. 2x2x1.5m 크기의 발효조는 두 개의 버너를 작동하기에 충분하며, 설치 유효 부피를 1m3로 늘리면 집을 난방하기에 충분한 양의 바이오가스를 얻을 수 있습니다.

이 설치 옵션의 특징은 풍선 보트 제조에 사용되는 고무 직물로 만든 높이 150cm의 138cm 벨을 구성한다는 것입니다. 발효기는 금속 탱크크기는 140x380cm이고 부피는 4.7m3입니다. 벨은 바이오가스의 대기 중 방출을 막는 수력학적 장벽을 제공하기 위해 발효조에 있는 분뇨에 최소 30cm 깊이로 삽입됩니다. 팽창 탱크 상단에는 호스에 연결된 탭이 있습니다. 이를 통해 가스는 3개의 버너와 물 가열용 기둥이 있는 가스 스토브로 흐릅니다. 발효기가 작동할 수 있는 최적의 조건을 보장하기 위해 분뇨를 다음과 같이 혼합합니다. 뜨거운 물설치는 원료 습도 90%, 온도 30~35°에서 가장 좋은 결과를 보여주었습니다.

온실 효과는 발효조를 가열하는 데에도 사용됩니다. 플라스틱 필름으로 덮인 용기 위에 금속 프레임이 내장되어 있습니다. 기상 조건열을 유지하고 원료 분해 과정을 크게 가속화할 수 있습니다.

루마니아에서는 바이오가스 발생기가 국영 농장이나 협동 농장에서도 사용됩니다. 여기 그 중 하나가 있습니다. 여기에는 폴리에틸렌 필름으로 덮인 프레임으로 덮인 203m3 용량의 발효기 2개가 있습니다(그림 3). 겨울에는 분뇨를 뜨거운 물로 가열합니다. 설치 용량은 하루 300-480m3의 가스입니다. 이 양은 지역 농공단지의 모든 수요를 충족하기에 충분한 양입니다.

실용적인 조언.

이미 언급했듯이 결정적인 역할입니다. 온도는 발효 과정의 발달에 중요한 역할을 합니다. 원료를 15도에서 가열합니까? 최대 20°까지 에너지 생산을 두 배로 늘릴 수 있습니다. 따라서 발전기에는 특수 원료 가열 시스템이 있는 경우가 많지만 대부분의 설비에는 이를 갖추고 있지 않습니다. 유기물이 분해되는 과정에서 발생하는 열만을 이용합니다. 다음 중 하나 가장 중요한 조건발효기의 정상적인 작동은 안정적인 단열재의 존재 여부입니다. 또한, 발효조 호퍼를 청소하고 채울 때 열손실을 최소화하는 것이 필요하다.

또한 생화학적 균형을 보장해야 할 필요성을 기억할 필요가 있습니다. 때로는 박테리아에 의한 산 생성 속도가 두 번째 그룹의 박테리아에 의한 소비 속도보다 높으며, 질량의 산도가 증가합니다. 바이오가스 생산량이 감소합니다. 상황은 원료의 일일 섭취량을 줄이거나 용해도를 높이거나(가능한 경우 뜨거운 물로), 마지막으로 중화 물질(예: 석회유, 세척 또는 마시기)을 추가하여 수정할 수 있습니다. 탄산 음료.

탄소와 질소의 불균형으로 인해 바이오가스 생산량이 감소할 수 있습니다. 이 경우 질소를 함유한 물질이 발효조에 도입됩니다(소변 또는 일반적으로 화학 비료로 사용되는 소량의 암모늄염(원료 1m3당 50-100g)).

높은 습도와 황화수소(바이오가스의 함량은 0.5%에 도달할 수 있음)의 존재는 설비의 금속 부분의 부식 증가를 촉진한다는 점을 기억해야 합니다. 따라서 발효기의 다른 모든 요소의 상태를 정기적으로 모니터링하고 손상된 장소에서 조심스럽게 보호해야합니다. 빨간색 납을 사용하는 것이 가장 좋습니다-1 ~ 2 겹, 그리고 유성 페인트 2 겹 더.

파이프(금속 또는 플라스틱)와 고무 호스 모두 설치 벨 상단에 있는 배출 파이프에서 소비자에게 바이오가스를 운반하기 위한 파이프라인으로 사용할 수 있습니다. 겨울철 응축수 결빙으로 인한 파열을 방지하기 위해 깊은 도랑에 시공하는 것이 좋습니다. 호스를 사용하여 공기로 가스를 운반하는 경우 응축수를 제거하려면 다음이 필요합니다. 특수 장치. 제일 간단한 회로이러한 장치는 가장 낮은 지점에서 호스에 연결된 U자형 튜브입니다(그림 4). 자유 튜브 가지의 길이(x)는 물의 밀리미터 단위로 표현되는 바이오가스 압력보다 커야 합니다. 파이프라인의 응축수가 튜브로 배출되면 가스 누출 없이 물이 자유단을 통해 흘러나옵니다.

또한 벨 상부에는 압력값으로 바이오가스의 축적량을 판단할 수 있도록 압력계를 설치할 수 있는 배관을 마련하는 것이 바람직하다.

공장 운영 경험에 따르면 다양한 유기 물질의 혼합물을 원료로 사용하면 발효기에 구성 요소 중 하나를 적재할 때보다 더 많은 바이오가스가 생성되는 것으로 나타났습니다. 겨울에는 원료의 습도를 약간 낮추고(88~90%), 여름에는 높이는(92~94%) 것이 좋습니다. 희석에 사용되는 물은 따뜻해야 합니다(바람직하게는 35-40°).

원자재는 적어도 하루에 한 번 부분적으로 제공됩니다. 발효조를 처음 로딩한 후 바이오가스가 먼저 생성되는 경우가 종종 있는데, 이 바이오가스에는 이산화탄소가 60% 이상 포함되어 있어 연소되지 않습니다. 이 가스는 대기 중으로 제거되며, 1~3일 후에 설치가 정상적으로 작동하기 시작합니다.

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분뇨를 이용한 바이오가스: 간단하고 경제적이며 환경 친화적입니다.

제안된 기사는 농부들의 관심을 끌 것이라고 생각합니다. 천연 물질(이 경우 분뇨)로부터 바이오가스를 생산하기 위해 설명된 기술은 우선 안전하지 않은 동물 폐기물을 고통 없이 처리할 수 있게 하며, 그런 다음 상대적으로 저렴한 자원을 얻을 수 있는 방법입니다. 연료. 그러나 순서대로 살펴 보겠습니다.

물론 전통적인 말이나 소의 똥과 침구에서 나온 짚으로 향을 듬뿍 낸 것은 귀중한 비료입니다. 그러나 현대 돼지 농장에서는 분뇨가 완전히 다릅니다. 구내의 분뇨는 물로 씻어 내고 이로 인한 폐기물의 양은 여러 번 증가하지만 건조 물질의 농도는 즉. 정확히 말하면 비료로서 분뇨의 가치를 결정하는 요소는 문자 그대로 거의 0으로 감소합니다. 원칙적으로는 사용이 가능하지만..

동시에, 이 엄청난 양의 액체는 모두 적어도 어딘가에 저장되어야 합니다. 겨울 기간비료를 사용하지 않을 때. 또한 항상 존재하는 병원성 미생물과 잡초 종자를 중화하기 위해 분뇨를 보관해야하며 토양에 적용한 후 즉시 자라기 시작합니다. 또한, 액상분뇨가 땅속으로 스며드는 것을 방지하는 것도 매우 어렵고, 지하수, 강으로. 그리고 그러한 저장 시설에서 나는 악취를 피할 방법이 없습니다. 오늘날 분뇨폐기물 처리는 이제 심각한 문제전국 규모로.

다른 유기 잔류물과 마찬가지로 분뇨를 중화하는 방법은 오랫동안 알려져 왔습니다. 이것이 퇴비화입니다. 폐기물은 더미로 쌓이고 미생물의 영향으로 점차 분해됩니다. 이 경우 더미는 약 60°C까지 따뜻해지고 자연 저온살균이 발생합니다. 대부분의 병원성 미생물과 기생충 알은 죽고 잡초 씨앗은 생존력을 잃습니다.

그러나 비료의 품질은 저하됩니다. 비료에 포함된 질소의 최대 40%가 사라지고 인이 많이 사라집니다. 생성된 열이 낭비되기 때문에 에너지도 손실되며, 그런데 분뇨에는 사료와 함께 농장에 공급되는 전체 에너지의 거의 절반이 포함되어 있습니다. 돼지 농장의 폐기물은 일반적으로 액체이기 때문에 퇴비화에 적합하지 않습니다.

그러나 공기에 접근하지 않고 혐기성 유기물을 처리하는 또 다른 방법이 있습니다. 이것은 바로 모든 생명체의 위인 자연적인 생물학적 반응기에서 일어나는 과정입니다. 같은 소는 하루에 최대 500리터의 메탄을 생산합니다. 지구상의 총 메탄 생산량 중 거의 4분의 1인 연간 1억~2억 톤입니다! - "동물" 기원을 가지고 있습니다.

퇴비화 중 호기성 분해에 비해 공정은 느리지만 불필요한 에너지 손실이 없어 훨씬 경제적입니다. 최종 생성물은 60-70%의 메탄을 함유한 바이오가스이며, 연소 시 킬로그램만큼의 열을 방출합니다. 석탄, 그리고 장작 1kg보다 두 배 이상 많습니다.

이러한 방식으로 돼지 농장에서 나온 동일한 액체 거름이 완벽하게 처리됩니다. 생물반응기를 통과한 후 이 악취가 나는 슬러리는 우수한 비료로 변합니다.

액체 분뇨를 바이오가스로 처리하는 장비는 실제로 기성품으로 구입할 수 있으며 대규모 농장에서는 이를 수행하지만 단일 농부의 경우 분뇨를 바이오가스로 처리하기 위한 생물반응기를 자체적으로 구축하는 것이 훨씬 더 수익성이 높습니다. 그 어려운.

생물반응기는 어떻게 작동하나요?

분뇨의 발효는 30-55°C(최적으로 40°C)의 온도에서 혐기성(무산소) 조건에서 발생합니다. 발효 기간은 최소 12일입니다. 깔짚 없이 일반 거름과 액체 거름을 모두 사용할 수 있으며 생물반응기로 쉽게 펌핑할 수 있습니다.

발효 중에 질소와 인은 분뇨에 완전히 유지됩니다. 분뇨의 질량은 바이오가스로 변하는 증발된 물을 제외하고는 거의 변하지 않습니다. 유기물분뇨는 30-40% 분해됩니다. 대부분 쉽게 분해되는 화합물(지방, 단백질, 탄수화물)은 파괴되는 반면, 부식질을 형성하는 주요 성분인 셀룰로오스와 리그닌은 완전히 보존됩니다. 메탄과 이산화탄소를 방출함으로써 C/N 비율이 최적화됩니다. 암모니아성 질소의 비율이 증가합니다. 생성된 유기 비료의 반응은 알칼리성(pH 7.2-7.8)이므로 이 비료는 산성 토양에 특히 유용합니다. 거름에서 추출한 비료에 비해 평소대로, 생산성이 10-15% 증가합니다.

밀도가 1.2kg/m3(0.93 공기 밀도)인 생성된 바이오가스는 다음과 같은 구성(%)을 갖습니다: 메탄 - 65, 이산화탄소 - 34, 관련 가스 - 최대 1(황화수소 포함 - 최대 0.1). 메탄 함량은 기질의 구성과 기술에 따라 55~75% 범위 내에서 달라질 수 있습니다. 40°C에서 바이오가스의 수분 함량은 50g/m3입니다. 바이오가스를 냉각할 때 응축이 발생하므로 응축수를 제거하기 위한 조치(가스 건조, 필요한 경사로 파이프 배치 등)를 취해야 합니다. 생성된 가스의 에너지 강도는 23mJ/m3 또는 5500kcal/m3입니다.

숫자와 이점에 대해 조금

예를 들어, 75입방미터 용량의 원자로는 2,500마리의 돼지를 키우는 농장의 모든 폐기물을 "쉽게" 처리할 수 있어 소유자에게 고품질 비료와 하루 300~500입방미터의 가스를 제공할 수 있습니다. 또한, 오늘날 이는 돼지 배설물을 처리하고 소독하는 데 있어 그 자체로 가치가 있는 유일한 기술입니다. 더욱이, 결과적으로 발생하는 바이오가스 자체가 아니라 환경 복지 측면에서 많은 보상을 받습니다. 그렇지 않으면 분뇨 저장 시설과 처리 공장을 건설해야 하기 때문입니다. 또한, 가공된 거름을 기성 좋은 비료로 활용하는 것도 잊지 마세요. 이는 제초제 사용을 줄여준다는 뜻입니다. 바이오가스 자체는 다음과 같습니다. 무료 신청: 좋지만 꼭 필요한 것은 아닙니다.

그렇기 때문에 이 기술의 경제적 효율성을 계산하는 것이 그리 쉽지 않습니다. 일반적으로 그들은 생산된 바이오가스를 기준으로 이를 계산합니다. 비용이 너무 많이 들고, 가스가 많이 생산되고, 그에 상응하는 디젤 연료 비용도 너무 많이 듭니다. 최종 결과는 수익성이 있지만 투자 회수 기간은 기록적인 수준이 아닙니다. 그러나 어떤 경우에도 생성된 바이오가스는 난방 및 온수를 포함하여 일반 농장의 에너지 요구량의 최대 절반을 제공하기에 충분하며 결과적으로 농업 생산의 에너지 비용을 크게 줄여 보다 환경 친화적이고 폐기물이 됩니다. -무료.

결과적인 에너지 효과에 환경 효과를 추가하여 돈으로 전환하면 그림이 훨씬 더 완전하고 매력적이 될 것입니다. 그러나 아직까지 이를 수행하는 방법을 알아낸 사람은 없습니다.

바이오가스 생산 공장(생물반응기)

바이오가스 생산 공장은 사용 가능한 자재를 사용하여 어느 농장에나 건설할 수 있습니다.

바이오가스 플랜트의 기본은 열 교환기(냉각수 - 50-60°C로 가열된 물), 분뇨 투입 및 배출 장치, 가스 제거 장치가 있는 밀봉된 용기입니다. 설치 자체의 디자인은 크게 결정됩니다. 현지 상황, 재료의 가용성.

소규모 설치의 경우 가장 합리적인 해결책은 비어 있는 연료 탱크를 사용하는 것입니다. 그림은 50입방미터 용량의 표준 연료 탱크를 기반으로 한 생물반응기의 다이어그램을 보여줍니다. 내부 칸막이는 금속이나 벽돌로 만들 수 있습니다. 주요 기능은 분뇨의 흐름을 유도하고 반응기 내부의 경로를 연장하여 통신 용기 시스템을 형성하는 것입니다. 위의 다이어그램에서는 칸막이의 수와 배치가 분뇨의 특성(유동성, 깔짚의 양)에 따라 조건부로 표시됩니다.

생물 반응기의 부피를 결정하려면 동물의 수와 무게 및 제거 방법에 따라 달라지는 분뇨의 양부터 진행해야 합니다. 분뇨를 세척할 때 폐수의 총량이 여러 번 증가합니다. 난방을 위해 에너지 비용이 증가해야 하기 때문에 바람직하지 않습니다. 일일 폐기물 양을 알고 있는 경우, 이 양에 12를 곱하고(분뇨를 보관하는 최소 기간은 12일이므로) 결과 값을 10% 증가시켜 반응로에 필요한 부피를 결정할 수 있습니다. 기판으로 90% 채워짐).

기판을 40°C까지 가열할 수 있습니다. 다른 방법들. 냉각수 온도를 유지하는 자동 장비가 장착된 가스 온수기 AGV-80 또는 AGV-120을 이러한 목적으로 사용하는 것이 가장 편리합니다. 생산된 바이오가스를 장치에 공급할 때(대신 천연 가스) 공기 공급을 줄여 조정해야합니다. 열 손실을 줄이려면 생물반응기를 조심스럽게 단열해야 합니다. 여기에서는 다양한 옵션이 가능합니다. 특히 유리솜으로 채워진 가벼운 프레임을 만들고 반응기에 폴리우레탄 폼 층을 적용하는 등의 작업을 할 수 있습니다.

생물반응기를 시작할 때 부피의 90%를 기질로 채우고 최소 12일 동안 보관해야 합니다. 그 후 기질의 새로운 부분을 반응기에 공급하여 해당 양의 발효 생성물을 추출할 수 있습니다.

여러 소규모 농장이나 개별 농장이 근처에 있는 경우 가장 논리적인 옵션은 공통의 중앙 집중식 폐기물 처리를 구성하고 생성된 바이오가스를 파이프라인을 통해 농장이나 농장에 다시 공급하는 것입니다. 그런데 생물반응기에서 생성된 가스의 압력(수주 100-300mm)은 가스 송풍기나 압축기 없이 수백 미터 거리에 가스를 공급하기에 충분합니다.

물론 바이오가스 생산을 위한 소형 원자로의 건설 및 설치도 승인 없이는 불가능합니다. 관련 감독 기관에 제출된 문서에는 다음이 포함되어야 합니다. 기술 계획설치, 생물반응기 및 열 발생기의 배치 계획, 에너지 및 제품의 흐름, 파이프라인, 펌프 및 조명 기구의 연결 다이어그램, 비용 추정. 농장의 일반 계획에는 주요 파이프라인, 접근 도로 및 피뢰침도 표시되어야 합니다. 생물반응기를 건설하고 추가로 운영할 때 천연가스 연소 시설 작업에 대한 규칙과 규정을 준수해야 합니다. 최대 300m3의 공간에서 시간당 8회의 공기 교환을 제공해야 하는 설계 단계에서 환기를 제공하는 것이 필수입니다. 그러한 물체에 대한 문서화는 가스 검사, 위생 및 소방 서비스, 소방서와 협력해야 합니다.

농장에 바이오가스 적용

자, 이제 바이오가스 생산 공장이 개인적으로 어떤 경제적 이점을 가져올 수 있는지 살펴보겠습니다.

건물 함량이 4-8%인 분뇨를 적재할 때 반응기의 대략적인 일일 생산성은 반응기 부피당 가스의 2부피입니다. 50입방미터 부피의 생물반응기는 하루에 100입방미터의 바이오가스를 생산합니다. "상업용" 가스의 비율은 평균 약 70 입방미터를 차지하고 나머지는 시설 자체의 기술 난방에 사용됩니다. 연간 바이오가스 생산량은 약 25,000입방미터로 액체연료 16.75톤에 해당한다. 유리한? 물론!

그리고 이는 정제된 가공 분뇨를 비료로 사용하는 비용도 고려하지 않은 것입니다.

10개의 대형 농장에서 나온 "무쓰레기" 분뇨의 대략적인 처리 가축돼지 10마리에서 1~3m3, 양 10마리에서 1~1.2m3, 토끼 10마리에서 0.4~0.6m3로 하루 약 20m3의 바이오가스를 얻을 수 있습니다. 그건 그렇고, 난방 및 온수 공급을 포함한 단독 주택의 가스 요구량은 평균 10m3입니다. 하루에 발생하지만 집의 단열 품질에 따라 크게 달라질 수 있습니다.

바이오가스를 태워 얻은 열은 물 가열(난방, 온수 공급) 및 요리 외에 온실 난방에도 사용할 수 있으며, 바이오가스가 풍부한 여름철에는 건초 및 기타 사료 건조에 사용할 수 있습니다. 바이오가스는 전기를 생산하는 데에도 사용될 수 있지만 경제적으로 수익성이 낮습니다.

바이오가스 사용의 또 다른 방향은 약 34%의 양을 함유한 이산화탄소를 활용하는 것입니다. 세척을 통해 이산화탄소를 추출하면(메탄과 달리 물에 용해됨) 온실에 공급하여 "공기 비료" 역할을 하여 식물 생산성을 높일 수 있습니다.

http://www.newchemistry.ru의 자료를 기반으로 함