집 수리하다

분뇨에 가스 설치. 분뇨에서 바이오가스를 얻는 방법: 생산 공장의 기본 원리 및 설계에 대한 개요. 뭔데

우리 삶의 중요한 구성 요소 중 에너지 캐리어는 매우 중요하며 가격은 거의 매달 증가하고 있습니다. 겨울철마다 가계 예산에 구멍이 생겨 난로와 난방 보일러의 연료를 의미하는 난방 비용을 부담해야 합니다. 그러나 결국해야 할 일, 전기, 가스, 석탄 또는 장작은 돈이 들며 우리 집이 주요 에너지 고속도로에서 멀어 질수록 더 비싼 난방 비용이들 것입니다 ... 한편, 공급 업체 및 관세와 관계없이 대체 난방은 바이오 가스를 기반으로 할 수 있으며 추출에는 지질 탐사, 우물 시추 또는 값 비싼 펌핑 장비가 필요하지 않습니다.

바이오가스는 거의 집에서 얻을 수 있으며 최소한의 비용으로 신속하게 회수할 수 있습니다. 이 문제에 대한 대부분의 답변이 이 기사에 포함되어 있습니다.

바이오가스 가열 - 역사

따뜻한 계절에 늪에서 형성된 가연성 가스에 대한 관심은 먼 조상들 사이에서도 나타났습니다. 인도, 중국, 페르시아 및 아시리아의 선진 문화는 3 천년 전에 바이오 가스를 실험했습니다. 같은 고대 유럽 부족에서 Alemannic Swabians는 늪에서 방출되는 가스가 완벽하게 타는 것을 발견했습니다. 그들은 오두막을 데우고 가죽 파이프를 통해 가스를 공급하고 난로에서 태우는 데 사용했습니다. Swabians는 바이오 가스를 늪에 사는 "용의 숨결"로 간주했습니다.

수세기와 수천년 후에 바이오 가스는 두 번째 발견을 경험했습니다. 17-18 세기에 두 명의 유럽 과학자가 즉시 주목했습니다. 당대의 유명한 화학자 Jan Baptista van Helmont는 모든 바이오매스가 분해되는 동안 가연성 가스가 형성된다는 사실을 확립했으며 유명한 물리학자이자 화학자인 Alessandro Volta는 분해 과정이 일어나는 바이오매스의 양과 방출된 바이오가스의 양 사이의 직접적인 관계를 확립했습니다. 1804년 영국의 화학자 John Dalton은 메탄의 공식을 발견했고 4년 후 영국인 Humphrey Davy는 그것을 늪지 가스의 일부로 발견했습니다 가스 가로등의 개발과 함께 바이오 가스의 실용화에 대한 관심이 생겼습니다.

20세기에 유럽인들은 제2차 세계대전으로 인한 에너지 수요로 인해 대체 에너지원을 찾아야 했습니다. 분뇨에서 가스를 생산하는 바이오가스 공장은 독일과 프랑스, 부분적으로는 동유럽에 퍼졌습니다. 그러나 반 히틀러 연합 국가의 승리 후 바이오 가스는 잊혀졌습니다. 전기, 천연 가스 및 석유 제품은 산업과 인구의 요구를 완전히 충족했습니다.

오늘날 대체 에너지 원에 대한 태도는 극적으로 변했습니다. 기존 에너지 운반선의 비용이 해마다 증가하고 있기 때문에 흥미로워졌습니다. 본질적으로 바이오가스는 고전적인 에너지 운반선의 관세 및 비용에서 벗어나 자신만의 연료 공급원을 확보하고 목적에 관계없이 충분한 양을 확보할 수 있는 진정한 방법입니다.

가장 많은 수의 바이오가스 플랜트가 중국에서 만들어지고 운영되었습니다. 4천만 개의 중소형 플랜트, 생산되는 메탄의 양은 연간 약 270억 m3입니다.

바이오 가스-무엇입니까

주로 메탄(50~85% 함유), 이산화탄소(15~50% 함유) 및 훨씬 적은 비율의 다른 가스로 구성된 가스 혼합물입니다. 바이오가스는 세 가지 유형의 바이오매스 먹는 박테리아 팀에 의해 생산됩니다. 가수분해 박테리아는 산을 생성하는 박테리아를 위한 음식을 생산하고 바이오가스를 형성하는 메탄 생성 박테리아를 공급합니다.

초기 유기 물질(예: 거름)의 발효는 외부 대기에 접근하지 않고 발생하며 혐기성이라고 합니다. 퇴비 부식질이라고 하는 발효의 또 다른 제품은 들판과 정원을 비옥하게 하는 데 사용하는 농촌 주민들에게 잘 알려져 있지만 퇴비 더미에서 생성된 바이오 가스와 열 에너지는 일반적으로 사용되지 않으며 헛된 것입니다!

메탄 함량이 높은 바이오가스의 생산량을 결정하는 요인은 무엇입니까?

우선 - 온도에서. 유기물을 발효시키는 박테리아의 활동이 높을수록 환경 온도가 높아지고 영하의 온도에서는 발효가 느려지거나 완전히 멈춥니다. 이러한 이유로 바이오가스 생산은 아열대와 열대 지방에 위치한 아프리카와 아시아에서 가장 일반적입니다. 러시아의 기후에서 바이오 가스의 생산과 대체 연료로의 완전한 전환은 외부 대기 온도가 영하로 떨어질 때 생물 반응기의 단열과 유기 물질 덩어리에 따뜻한 물을 도입해야 합니다. 생물 반응기에 투입된 유기 물질은 생물학적으로 분해될 수 있어야 하며 유기 물질 질량의 최대 90%까지 상당한 양의 물을 도입해야 합니다. 중요한 점은 유기 환경의 중립성, 세척 및 세척 물질, 항생제와 같은 박테리아의 발생을 방지하는 구성 요소가 없다는 것입니다. 바이오가스는 거의 모든 가정 및 채소 폐기물, 하수, 분뇨 등에서 얻을 수 있습니다.

유기물의 혐기성 발효 과정은 pH 값이 6.8-8.0 범위일 때 가장 잘 작동합니다. 높은 산도는 바이오가스 형성을 늦추기 때문입니다. 박테리아는 산을 소비하고 산도를 중화하기 위해 이산화탄소를 생성하느라 바쁠 것입니다.

생물 반응기에서 질소와 탄소의 비율은 1에서 30으로 계산되어야 합니다. 이 경우 박테리아는 필요한 양의 이산화탄소를 받게 되고 바이오 가스의 메탄 함량이 가장 높아집니다.

발효 유기물의 온도가 32-35 °C 범위에 있을 때 충분히 높은 메탄 함량을 가진 바이오가스의 최상의 수율이 달성되며, 더 낮은 온도와 더 높은 온도에서는 바이오가스의 이산화탄소 함량이 증가하고 품질이 저하됩니다. 메탄 생성 박테리아는 세 그룹으로 나뉩니다: 호냉성, +5 ~ +20 °C의 온도에서 효과적 중온 성, 온도 체계는 +30에서 +42 ° С입니다. 고온 성, +54 ~ +56 ° С 모드에서 작동합니다. 바이오가스 소비자에게는 더 높은 가스 수율로 유기물을 발효시키는 중온성 및 호열성 박테리아가 가장 큰 관심 대상입니다.

최적의 온도 범위에서 몇도 정도 온도 변화에 덜 민감한 중온 발효는 생물 반응기에서 유기 물질을 가열하는 데 필요한 에너지가 적습니다. 호 열성 발효와 비교할 때 단점은 가스 배출량이 적고 유기 기질의 완전한 처리 기간이 길며 (약 25 일) 결과적으로 분해되는 유기 물질에 유해 식물 tk가 포함될 수 있습니다. 생물 반응기의 낮은 온도는 100% 멸균을 제공하지 않습니다.

호열성 박테리아에 허용되는 수준으로 반응기 내 온도를 높이고 유지하면 바이오가스의 최고 수율이 보장되고 유기 물질의 완전한 발효가 12일 안에 발생하며 유기 기질의 분해 생성물은 완전히 살균됩니다. 부정적인 특성: 호열성 박테리아에 허용되는 범위를 벗어난 2도의 온도 변화는 가스 출력을 감소시킵니다. 결과적으로 난방에 대한 높은 수요 - 상당한 에너지 비용.

생물 반응기의 내용물은 하루에 2번의 간격으로 교반해야 합니다. 그렇지 않으면 표면에 크러스트가 형성되어 바이오 가스에 대한 장벽이 생성됩니다. 이를 제거하는 것 외에도 교반을 통해 유기물 내부의 온도와 산도 수준을 균일하게 할 수 있습니다.연속 사이클 생물 반응기에서 가장 높은 바이오 가스 수율은 발효를 거친 유기물이 동시에 언로드되고 새로운 유기물의 부피가 언로드된 부피와 동일한 양으로 로드될 때 발생합니다. 여름 별장에서 일반적으로 사용되는 소량의 생물 반응기에서는 매일 발효실 내부 부피의 약 5 %에 해당하는 부피의 유기물을 추출하고 도입해야합니다.

바이오가스 수율은 바이오리액터에 넣은 유기 기질의 유형에 직접적으로 의존합니다(아래는 건조 기질 중량 kg당 평균 데이터입니다).

말 배설물은 0.27m3의 바이오가스를 제공하며 메탄 함량은 57%입니다.
가축 배설물은 0.3m3의 바이오가스, 메탄 함량 65%를 제공합니다.
신선한 가축 분뇨는 메탄 함량이 68%인 바이오가스 0.05m3를 생산합니다.
닭 배설물 - 0.5m3, 메탄 함량은 60%;
돼지 분뇨 - 0.57m3, 메탄의 비율은 70%입니다.
양 분뇨 - 메탄 함량이 70%인 0.6m3;
밀짚 - 0.27m3, 메탄 함량 58%;
옥수수 짚 - 0.45m3, 메탄 함량 58%;
잔디 - 0.55m3, 메탄 함량 70%;
나무 잎 - 0.27 m3, 메탄 점유율 58%;
지방 - 1.3 m3, 메탄 함량 88%.

바이오가스 플랜트

이러한 장치는 반응기, 유기물 적재용 호퍼, 바이오가스 배출구, 발효 유기물 배출용 호퍼와 같은 주요 요소로 구성됩니다.

건설 유형에 따라 바이오가스 플랜트는 다음과 같은 유형이 있습니다.

가열하지 않고 반응기에서 발효된 유기물을 혼합하지 않고;
가열하지 않고 유기물을 혼합하여;
가열 및 혼합;
가열, 혼합 및 발효 과정을 제어하고 관리할 수 있는 장치가 있습니다.

첫 번째 유형의 바이오 가스 플랜트는 소규모 농장에 적합하며 호냉성 박테리아를 위해 설계되었습니다. 바이오 리액터의 내부 부피는 1-10m3 (매일 50-200kg의 분뇨 처리), 최소 장비, 생성 된 바이오 가스는 저장되지 않습니다. 즉시 소비하는 가전 제품으로 이동합니다. 이러한 설치는 남부 지역에서만 사용할 수 있으며 내부 온도는 5-20 ° C로 설계되었습니다.

발효 (발효) 유기물의 제거는 새로운 배치의 적재와 동시에 수행되며, 선적은 용기에서 수행되며 그 부피는 생물 반응기의 내부 부피와 같거나 커야합니다. 용기의 내용물은 수정된 토양에 들어갈 때까지 그 안에 보관됩니다. 두 번째 유형의 디자인도 소규모 농장을 위해 설계되었으며 성능은 첫 번째 유형의 바이오가스 플랜트보다 다소 높습니다. 수동 또는 기계식 드라이브가 있는 혼합 장치가 장착되어 있습니다.

세 번째 유형의 바이오가스 플랜트에는 혼합 장치 외에 바이오리액터의 강제 가열이 장착되어 있으며 온수 보일러는 바이오가스 플랜트에서 생산된 대체 연료로 작동합니다. 이러한 플랜트에서의 메탄 생산은 가열 강도와 반응기의 온도 수준에 따라 중온성 및 고온성 박테리아에 의해 수행됩니다.

마지막 유형의 바이오가스 플랜트는 가장 복잡하며 여러 바이오가스 소비자를 위해 설계되었습니다. 전기 접촉 압력 게이지, 안전 밸브, 온수 보일러, 압축기(유기물의 공압 혼합), 리시버, 가스 탱크, 가스 감소기 및 차량에 바이오가스를 적재하기 위한 배출구가 플랜트 설계에 도입되었습니다. 이 장치는 지속적으로 작동하고 미세하게 조정된 가열 덕분에 세 가지 온도 체제 중 하나를 설정할 수 있으며 바이오가스 추출이 자동으로 수행됩니다.

DIY 바이오가스 플랜트

바이오가스 플랜트에서 생산되는 바이오가스의 발열량은 약 5,500kcal/m3로 천연가스의 발열량(7,000kcal/m3)보다 약간 낮습니다. 50m2 주거용 건물을 난방하고 4구 가스 스토브를 한 시간 동안 사용하려면 평균 4m3의 바이오가스가 필요합니다.

러시아 시장에 제공되는 산업용 바이오가스 플랜트 비용은 200,000 루블입니다. - 외적으로 높은 비용으로 인해 이러한 식물은 적재된 유기 기질의 양에 따라 정확하게 계산되며 제조업체의 보증이 적용된다는 점은 주목할 가치가 있습니다.

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생물 반응기 모양

가장 좋은 모양은 타원형(달걀 모양)이지만 그러한 원자로를 만드는 것은 극히 어렵습니다. 상부와 하부가 원뿔 또는 반원 형태로 만들어진 원통형 생물 반응기를 설계하는 것이 더 쉬울 것입니다. 벽돌이나 콘크리트로 만든 정사각형 또는 직사각형 모양의 반응기는 효과가 없습니다. 시간이 지남에 따라 기질의 압력으로 인해 모서리에 균열이 생기고 경화 된 유기물 파편이 모서리에 축적되어 발효 과정을 방해합니다 생물 반응기의 강철 탱크는 기밀하고 고압에 강하며 구축하기가 그리 어렵지 않습니다. 마이너스 - 녹에 대한 내성이 좋지 않은 경우 수지와 같은 내벽에 보호 코팅을 적용해야합니다. 강철 바이오리액터의 외부 표면은 철저히 청소하고 두 번 칠해야 합니다.

콘크리트, 벽돌 또는 석재로 만든 생물 반응기 탱크는 효과적인 물 및 가스 불 투과성을 보장하고 약 60 ° C의 온도를 견딜 수 있으며 황화수소 및 유기산의 공격성을 보장할 수 있는 수지 층으로 내부에서 조심스럽게 코팅되어야 합니다. 수지 외에도 4% 모터 오일(신품) 또는 등유로 희석하고 120-150°C로 가열한 파라핀을 사용하여 반응기의 내부 표면을 보호할 수 있습니다. 바이오리액터의 표면은 파라핀 층을 적용하기 전에 버너로 가열해야 합니다.

생물 반응기를 만들 때 녹슬지 않는 플라스틱 용기를 사용할 수 있지만 벽이 충분히 강한 단단한 플라스틱에서만 사용할 수 있습니다. 부드러운 플라스틱은 따뜻한 계절에만 사용할 수 있기 때문입니다. 추운 날씨가 시작되면 벽이 충분히 강하지 않고 단열재를 고정하기가 어려울 것입니다. 플라스틱 생물 반응기는 유기 물질의 호냉성 발효에만 사용할 수 있습니다.

생물 반응기의 위치

배치는이 사이트의 여유 공간, 주거용 건물과의 충분한 거리, 폐기물 처리 장소와의 거리, 동물 장소 등을 고려하여 계획됩니다. 완전히 또는 부분적으로 침수된 지상 바이오리액터의 계획은 지하수의 수준, 반응기 용기로의 유기 기질의 입력 및 출력의 편의성에 따라 달라집니다. 원자로 용기를 지면 아래에 배치하는 것이 가장 좋습니다. 유기 기질을 원자로 용기에 도입하기 위한 장비를 절약하고 저렴한 재료(짚, 점토)로 제공할 수 있는 단열이 크게 향상됩니다.

생물반응기 장비

원자로 용기에는 수리 및 유지 보수 작업을 수행할 수 있는 해치가 장착되어 있어야 합니다. 바이오 리액터 본체와 맨홀 뚜껑 사이에 고무 개스킷 또는 실란트 층을 깔아야합니다. 선택 사항이지만 바이오리액터에 온도, 내부 압력 및 유기 기질 수준에 대한 센서를 장착하는 것은 매우 편리합니다.

생물 반응기의 단열

그것의 부재는 따뜻한 계절에만 일년 내내 바이오 가스 공장을 운영하는 것을 허용하지 않을 것입니다. 점토, 짚, 마른 거름 및 슬래그는 매립 또는 반매립 생물반응기를 단열하는 데 사용됩니다. 단열재는 층으로 놓여 있습니다. 매립 반응기를 설치할 때 구덩이는 단열재가 토양과 직접 접촉하는 것을 방지하는 PVC 필름 층으로 덮여 있습니다. 생물 반응기를 설치하기 전에 PVC 필름을 깔고 구덩이 바닥에 짚을 붓고 그 위에 점토 층을 부은 다음 생물 반응기를 노출시킵니다. 그 후 원자로 탱크와 PVC 필름으로 깔린 구덩이 사이의 모든 자유 영역은 거의 탱크 끝까지 짚으로 덮여 있으며 슬래그와 혼합 된 점토 층이 300mm 층 위에 덮여 있습니다.

유기 기질 로딩 및 언로딩

바이오리액터에 로드 및 언로드하기 위한 파이프의 직경은 300mm 이상이어야 합니다. 그렇지 않으면 막힐 것입니다. 이러한 각 튜브에는 반응기 내부의 혐기성 조건을 유지하기 위해 나선형 또는 반회전 밸브가 장착되어야 합니다. 바이오가스 플랜트의 종류에 따라 유기물을 공급하는 호퍼의 부피는 투입 원료의 일일 부피와 같아야 합니다. 피드 호퍼는 다음과 같이 바이오리액터의 햇볕이 잘 드는 쪽에 배치해야 합니다. 이것은 도입된 유기 기질의 온도를 증가시켜 발효 과정을 가속화합니다. 바이오가스 플랜트가 농장에 직접 연결되어 있는 경우, 유기 기질이 중력의 영향을 받아 들어갈 수 있도록 벙커를 구조 아래에 배치해야 합니다.

유기 기질을 로딩 및 언로딩하기 위한 파이프라인은 바이오리액터의 반대편에 위치해야 합니다. 이 경우 입력 원료가 고르게 분포되고 발효된 유기 물질은 중력과 새로운 기질의 질량의 영향으로 쉽게 제거됩니다. 유기물의 적재 및 하역을 위한 파이프라인의 개방 및 설치는 바이오리액터가 설치 장소에 설치되기 전과 그 위에 단열층이 놓이기 전에 이루어져야 합니다. 생물 반응기의 내부 용적의 견고성은 기질을 적재 및 하역하기 위한 파이프의 입력이 예각에 위치하는 반면 반응기 내부의 액체 수준이 파이프의 입구 지점보다 높다는 사실에 의해 달성됩니다. 유압 밀봉은 공기의 접근을 차단합니다.

새로운 도입 및 발효 유기물의 회수는 오버플로의 원리에 따라 가장 쉽게 수행됩니다. 새로운 부분이 도입될 때 반응기 내부의 유기물 수준을 높이면 도입된 물질의 부피와 동일한 부피로 배출 파이프를 통해 기판이 제거됩니다.

전통적인 에너지 운반체의 비용이 지속적으로 증가함에 따라 가내 장인들은 자신의 손으로 폐기물에서 바이오가스를 얻을 수 있는 집에서 만든 장비를 만들도록 강요하고 있습니다. 농업에 대한 이러한 접근 방식을 사용하면 집 난방 및 기타 요구 사항을 위한 저렴한 에너지를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 유기 폐기물을 재활용하고 토양에 후속 적용을 위해 무료 비료를 얻는 과정을 구성할 수 있습니다.

초과 생산된 바이오가스와 비료는 관심 있는 소비자에게 시장 가치로 판매될 수 있으며 말 그대로 "발밑에 놓여 있는" 돈으로 바뀔 수 있습니다. 대규모 농부들은 조립식 바이오가스 플랜트를 구입할 여유가 있습니다. 그러한 장비의 비용은 상당히 높습니다. 그러나 운영 수익은 투자에 상응합니다. 동일한 원리로 작동하는 덜 강력한 설비는 사용 가능한 재료와 부품으로 자체적으로 조립할 수 있습니다.

바이오가스는 무엇이며 어떻게 생산됩니까?

바이오매스 처리의 결과로 바이오가스를 얻는다.

바이오가스는 환경 친화적인 연료로 분류됩니다. 특성면에서 biog는 여러면에서 산업 규모로 생산되는 천연 가스와 유사합니다. 바이오가스 생산 기술은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

바이오 리액터라고하는 특수 용기에서 바이오 매스 처리 과정은 일정 기간 동안 공기없는 발효 조건에서 혐기성 박테리아의 참여로 이루어지며 그 기간은 적재 된 원료의 양에 따라 다릅니다.
결과적으로 메탄 60 %, 이산화탄소 35 %, 기타 기체 물질 5 %로 구성된 가스 혼합물이 방출되며 그중 소량의 황화수소가 있습니다.
생성된 가스는 바이오리액터에서 지속적으로 배출되며 세척 후 의도된 용도로 보내집니다.
고품질 비료가 된 가공 폐기물은 생물 반응기에서 주기적으로 제거되어 밭으로 운반됩니다.

바이오 연료 생산 공정의 시각적 다이어그램

가정에서 바이오가스를 지속적으로 생산하기 위해서는 농업 및 축산업 기업을 소유하거나 접근할 수 있어야 합니다. 분뇨 및 기타 유기 동물 폐기물의 무료 공급원이 있는 경우에만 바이오가스 생산에 참여하는 것이 경제적으로 수익성이 있습니다.

가스 가열은 여전히 가장 안정적인 가열 방법입니다. 다음 자료에서 자율 가스화에 대해 자세히 알아볼 수 있습니다.

생물 반응기의 종류

바이오가스 생산을 위한 설비는 원료 적재 유형, 결과 가스 수집, 지구 표면에 대한 반응기의 배치 및 제조 재료가 다릅니다. 콘크리트, 벽돌 및 강철은 생물 반응기 건설에 가장 적합한 재료입니다.

적재 방식에 따라 일정량의 원료를 적재하여 가공 사이클을 거친 후 완전히 하역하는 바이오 설비로 구분된다. 이 장치의 가스 생산은 불안정하지만 모든 종류의 원료를 적재할 수 있습니다. 일반적으로 수직 배열이 있고 공간을 거의 차지하지 않습니다.

유기 폐기물의 일부는 매일 두 번째 유형의 시스템에 적재되고 그 양과 동일한 기성 발효 비료의 일부가 하역됩니다. 작동 혼합물은 항상 반응기에 남아 있습니다. 소위 연속 로딩 플랜트는 지속적으로 더 많은 바이오가스를 생산하며 농부들에게 매우 인기가 있습니다. 기본적으로 이러한 반응기는 수평으로 배치되며 현장에 여유 공간이 있으면 편리합니다.

선택된 유형의 바이오가스 수집은 반응기의 설계 특징을 결정합니다.

풍선 시스템은 반응기와 가스 홀더가 결합된 고무 또는 플라스틱 내열 실린더로 구성됩니다. 이러한 유형의 원자로의 장점은 설계의 단순성, 원료의 적재 및 하역, 청소 및 운송의 용이성, 저렴한 비용입니다. 단점은 짧은 서비스 수명, 2-5년, 외부 영향으로 인한 손상 가능성을 포함합니다. 탱크 반응기에는 액체 폐기물 및 하수 처리를 위해 유럽에서 널리 사용되는 채널형 플랜트도 포함됩니다. 이러한 고무 뚜껑은 높은 주변 온도에서 효과적이며 실린더 손상 위험이 없습니다. 고정형 돔 설계에는 완전히 밀폐된 반응기와 슬러리 배출을 위한 보충 탱크가 있습니다. 가스는 돔에 축적되며, 원료의 다음 부분을 로드할 때 처리된 덩어리가 보상 탱크로 밀려납니다.
플로팅 돔 바이오시스템은 지하에 위치한 모놀리식 바이오리액터와 특수 워터 포켓 또는 공급 원료에 직접 떠다니며 가스 압력의 작용에 따라 상승하는 이동식 가스 홀더로 구성됩니다. 플로팅 돔의 장점은 작동이 쉽고 돔 높이에 따라 가스 압력을 결정할 수 있다는 것입니다. 이것은 대규모 농장을 위한 훌륭한 솔루션입니다.
지하 또는 지상 설치를 선택할 때 원재료의 적재 및 하역을 용이하게 하는 구호의 기울기, 일일 온도 변동으로부터 바이오매스를 보호하고 발효 과정을 보다 안정적으로 만드는 지하 구조물의 강화된 단열을 고려해야 합니다.

디자인에는 원료 가열 및 혼합을 위한 추가 장치가 장착될 수 있습니다.

원자로를 만들고 바이오 가스를 사용하는 것이 수익성이 있습니까?

바이오가스 플랜트 건설에는 다음과 같은 목표가 있습니다.

저렴한 에너지 생산;
쉽게 소화되는 비료 생산;
고가의 하수도 연결 비용 절감;
가정용 쓰레기 처리;
가스 판매로 인한 가능한 이익;
불쾌한 냄새의 강도를 줄이고 해당 지역의 환경 상황을 개선합니다.

바이오가스 생산 및 사용의 수익성 그래프

생물 반응기 건설의 이점을 평가하기 위해 신중한 소유자는 다음 측면을 고려해야 합니다.

바이오 설비 비용은 장기 투자입니다.
집에서 만든 바이오 가스 장비와 타사 전문가의 개입없이 원자로를 설치하면 비용이 훨씬 적게 들지만 효율성은 값 비싼 공장보다 낮습니다.
안정적인 가스 압력을 유지하기 위해 농부는 충분한 양의 동물 배설물을 장기간 사용할 수 있어야 합니다. 전기 및 천연 가스 가격이 높거나 가스화 가능성이 부족한 경우 설비 사용은 수익성이 있을 뿐만 아니라 필요합니다.
자체 원료 기반이 있는 대규모 농장의 경우 수익성 있는 솔루션은 온실 및 가축 농장 시스템에 생물 반응기를 포함하는 것입니다.
소규모 농장의 경우 여러 개의 소형 반응기를 설치하고 다른 간격으로 원료를 적재하여 효율성을 높일 수 있습니다. 이는 공급 원료 부족으로 인한 가스 공급 중단을 방지하는 데 도움이 됩니다.

스스로 생물 반응기를 만드는 방법

건설에 대한 결정이 내려졌으므로 이제 설치를 설계하고 필요한 재료, 도구 및 장비를 계산해야 합니다.

중요한! 공격적인 산성 및 알칼리성 매체에 대한 내성은 생물 반응기 재료의 주요 요구 사항입니다.

금속 탱크를 사용할 수 있는 경우 부식 방지 코팅이 되어 있으면 사용할 수 있습니다. 금속으로 만들어진 용기를 선택할 때 용접의 존재와 강도에 주의하십시오.

내구성 있고 편리한 옵션 - 폴리머 용기. 이 재료는 썩거나 녹슬지 않습니다. 두꺼운 단단한 벽이 있거나 강화 된 배럴은 하중을 완벽하게 견딜 것입니다.

가장 저렴한 방법은 벽돌이나 석재, 콘크리트 블록의 컨테이너를 배치하는 것입니다. 강도를 높이기 위해 벽을 강화하고 다층 방수 및 기밀 코팅으로 안팎을 코팅합니다. 석고는 원하는 특성을 제공하는 첨가제를 포함해야 합니다. 모든 압력 하중을 견딜 수 있는 최상의 모양은 타원형 또는 원통형입니다.

이 용기의 바닥에는 폐기물을 제거할 수 있는 구멍이 있습니다. 이 구멍은 밀폐된 상태에서만 시스템이 효과적으로 작동하기 때문에 단단히 닫아야 합니다.

필요한 도구 및 재료 계산

벽돌 컨테이너를 배치하고 전체 시스템을 배치하려면 다음 도구와 재료가 필요합니다.

시멘트 모르타르 또는 콘크리트 믹서를 혼합하기 위한 용기;
믹서 노즐로 드릴;
배수 베개 장치 용 쇄석 및 모래;
삽, 줄자, 흙손, 주걱;
벽돌, 시멘트, 물, 고운 모래, 철근, 가소제 및 기타 필요한 첨가제;
금속 파이프 및 부품 장착용 용접기 및 패스너;
정수 필터 및 가스 정화용 금속 부스러기가 있는 용기;
타이어 실린더 또는 표준 프로판 가스 저장 탱크.

콘크리트 탱크의 크기는 개인 안뜰이나 농장에서 매일 나타나는 유기 폐기물의 양에 따라 결정됩니다. 사용 가능한 부피의 2/3까지 채워지면 생물 반응기의 본격적인 작동이 가능합니다.

소 5마리, 돼지 10마리, 닭 40마리가 있는 경우 하루에 5 x 55kg + 10 x 4.5kg + 40 x 0.17kg \u003d 275kg + 45kg + 6.8kg \u003d 326.8kg의 깔짚이 형성됩니다. 닭 배설물의 수분 함량이 85%가 되도록 하려면 물 5리터를 추가합니다. 총 중량 = 331.8kg. 20 일 안에 처리하려면 331.8 kg x 20 \u003d 6636 kg - 기판에만 약 7 개의 큐브가 필요합니다. 이것은 필요한 볼륨의 2/3입니다. 결과를 얻으려면 7x1.5 \u003d 10.5 입방 미터가 필요합니다. 결과 값은 생물 반응기의 필요한 부피입니다.

작은 용기에 많은 양의 바이오가스를 생산하는 것은 효과가 없다는 것을 기억하십시오. 출력은 반응기에서 처리되는 유기 폐기물의 양에 직접적으로 의존합니다. 따라서 100입방미터의 바이오가스를 얻으려면 1톤의 유기 폐기물을 처리해야 합니다.

생물 반응기 장치를 위한 사이트 준비

반응기에 적재된 유기 혼합물은 살균제, 세제, 박테리아의 생명에 유해하고 바이오 가스 생산을 늦추는 화학 물질을 포함해서는 안됩니다.

중요한! 바이오가스는 인화성 및 폭발성입니다.

생물 반응기의 올바른 작동을 위해서는 모든 가스 설비와 동일한 규칙을 따라야 합니다. 장비가 밀폐되어 있으면 바이오가스가 적시에 가스 탱크로 배출되므로 문제가 없습니다.

가스 압력이 기준을 초과하거나 조임이 깨지면 독이 될 경우 폭발의 위험이 있으므로 반응기에 온도 및 압력 센서를 설치하는 것이 좋습니다. 바이오가스를 흡입하는 것은 인체 건강에도 해롭습니다.

바이오매스 활동을 보장하는 방법

바이오매스를 가열하면 발효 속도를 높일 수 있습니다. 일반적으로 남부 지역에서는 이러한 문제가 발생하지 않습니다. 주변 온도는 발효 과정의 자연적인 활성화에 충분합니다. 겨울에 기후 조건이 혹독한 지역에서는 난방 없이 바이오가스 플랜트를 운영하는 것이 일반적으로 불가능합니다. 결국 발효 과정은 섭씨 38도가 넘는 온도에서 시작된다.

바이오매스 탱크의 가열을 구성하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.

반응기 아래에 위치한 코일을 가열 시스템에 연결하십시오.
탱크 바닥에 전기 발열체를 설치하십시오.
전기 히터를 사용하여 탱크를 직접 가열하십시오.

메탄 생성에 영향을 미치는 박테리아는 원료 자체에 휴면 상태입니다. 그들의 활동은 특정 온도 수준에서 증가합니다. 자동 가열 시스템을 설치하면 공정의 정상적인 과정이 보장됩니다. 자동화는 다음 콜드 배치가 바이오리액터에 들어갈 때 가열 장비를 켜고 바이오매스가 미리 결정된 온도 수준으로 따뜻해지면 끕니다.

유사한 온도 제어 시스템이 온수 보일러에 설치되어 가스 장비 판매 전문점에서 구입할 수 있습니다.

다이어그램은 고체 및 액체 원료를 적재하는 것부터 소비자에게 바이오가스를 제거하는 것으로 끝나는 전체 주기를 보여줍니다.

반응기에서 바이오매스를 혼합하여 가정에서 바이오가스 생산을 활성화할 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 이를 위해 가정용 믹서와 구조적으로 유사한 장치가 만들어집니다. 이 장치는 탱크의 뚜껑이나 벽에 있는 구멍을 통해 나오는 샤프트로 움직일 수 있습니다.

바이오가스 설치 및 사용에 필요한 특별 허가는 무엇입니까?

바이오리액터를 건설 및 운영하고 생성된 가스를 사용하려면 설계 단계에서 필요한 허가를 받는 데 주의를 기울여야 합니다. 가스 서비스, 소방관 및 Rostekhnadzor와의 조정을 통과해야 합니다. 일반적으로 설치 및 작동 규칙은 기존 가스 장비 사용 규칙과 유사합니다. 건설은 SNIP에 따라 엄격하게 수행되어야 하며 모든 파이프라인은 노란색이어야 하며 적절한 표시가 있어야 합니다. 공장에서 제조된 기성품 시스템은 몇 배 더 비싸지만 함께 제공되는 모든 문서가 있고 모든 기술 요구 사항을 충족합니다. 제조업체는 장비 및 서비스에 대한 보증을 제공하고 제품을 수리합니다.

자체 제작 바이오가스 플랜트는 농산물 원가 결정에 큰 비중을 차지하는 에너지 비용을 절감할 수 있다. 생산 비용의 감소는 농장 또는 개인 농장의 수익성 증가에 영향을 미칩니다. 이제 기존 폐기물에서 바이오가스를 얻는 방법을 알았으므로 아이디어를 실행에 옮기는 일만 남았습니다. 많은 농부들은 거름으로 돈을 버는 법을 배운 지 오래되었습니다.

대체 연료에 대한 주제는 수십 년 동안 관련되어 왔습니다. 바이오가스는 특히 가축이 있는 경우 스스로 생성하고 사용할 수 있는 천연 연료 공급원입니다.

뭔데

바이오가스의 구성은 산업 규모에서 생산되는 것과 유사합니다. 바이오가스 생산 단계:

생물 반응기는 생물학적 물질이 진공 상태에서 혐기성 박테리아에 의해 처리되는 용기입니다.
얼마 후 메탄, 이산화탄소, 황화수소 및 기타 기체 물질로 구성된 가스가 방출됩니다.
이 가스는 정제되어 반응기에서 제거됩니다.
가공된 바이오매스는 밭을 풍요롭게 하기 위해 반응기에서 제거되는 훌륭한 비료입니다.

당신이 마을에 살고 있고 동물 배설물에 접근할 수 있다면 집에서 스스로 바이오가스를 생산하는 것이 가능합니다. 가축 농장과 농업 사업을 위한 좋은 연료 옵션입니다.

바이오가스의 장점은 메탄 배출량을 줄이고 대체 에너지원을 제공한다는 것입니다. 바이오매스 처리 결과, 채소밭과 밭에 비료가 형성되어 추가적인 이점이 있습니다.

자체 바이오가스를 만들려면 거름, 새 배설물 및 기타 유기 폐기물을 처리하기 위한 생물 반응기를 구축해야 합니다. 원료가 사용됨에 따라:

폐수;
빨대;
잔디;
강 미사.

화학적 불순물은 재처리 과정을 방해하기 때문에 반응기에 들어가는 것을 방지하는 것이 중요합니다.

사용 사례

분뇨를 바이오가스로 가공하면 전기, 열 및 기계 에너지를 얻을 수 있습니다. 이 연료는 산업 규모나 개인 가정에서 사용됩니다. 다음 용도로 사용됩니다.

난방;
조명;
물 가열;
내연 기관의 작동.

생물 반응기의 도움으로 개인 주택이나 농업 생산을 제공하기 위해 자체 에너지 기반을 만들 수 있습니다.

바이오가스 화력 발전소는 개인 보조 농장이나 작은 마을을 난방하는 대안적인 방법입니다. 유기 폐기물은 전기로 전환될 수 있으며, 이는 현장으로 가져가 공과금을 지불하는 것보다 훨씬 저렴합니다. 바이오가스는 가스레인지에서 요리하는 데 사용할 수 있습니다. 바이오연료의 가장 큰 장점은 고갈되지 않고 재생 가능한 에너지원이라는 것입니다.

바이오연료 효율

깔짚과 분뇨의 바이오가스는 무색 무취입니다. 그것은 천연 가스만큼 많은 열을 제공합니다. 1세제곱미터의 바이오가스는 1.5kg의 석탄과 같은 양의 에너지를 제공합니다.

대부분의 경우 농장에서는 가축의 배설물을 처리하지 않고 한 곳에 보관합니다. 결과적으로 메탄이 대기로 방출되고 분뇨는 비료로서의 특성을 잃습니다. 적시에 처리된 폐기물은 농장에 훨씬 더 많은 이익을 가져올 것입니다.

이러한 방식으로 분뇨 처리 효율을 계산하는 것은 쉽습니다. 소는 평균적으로 하루에 30-40kg의 거름을 줍니다. 이 질량에서 1.5 입방 미터의 가스를 얻습니다. 이 양에서 전기가 3kW/h로 생성됩니다.

생체 재료 원자로를 만드는 방법

생물 반응기는 원료를 제거하기 위한 구멍이 있는 콘크리트로 만든 용기입니다. 건설하기 전에 사이트에서 장소를 선택해야 합니다. 반응기의 크기는 매일 가지고 있는 바이오매스의 양에 따라 다릅니다. 용기를 2/3까지 채워야 합니다.

바이오 매스가 거의 없으면 콘크리트 용기 대신 일반 배럴과 같은 철을 사용할 수 있습니다. 그러나 고품질 용접으로 견고해야 합니다.

생산되는 가스의 양은 원료의 양에 직접적으로 의존합니다. 작은 용기에 조금 나옵니다. 100입방미터의 바이오가스를 얻으려면 1톤의 생물학적 물질을 처리해야 합니다.

설치 강도를 높이기 위해 일반적으로 땅에 묻습니다. 반응기에는 바이오매스를 적재하기 위한 입구 파이프와 사용된 물질을 제거하기 위한 출구가 있어야 합니다. 탱크 상단에는 바이오가스가 배출되는 구멍이 있어야 합니다. 물개로 닫는 것이 좋습니다.

올바른 반응을 위해 용기는 공기가 통하지 않고 밀폐되어야 합니다. 워터 씰은 가스를 적시에 제거하여 시스템의 폭발을 방지합니다.

대규모 농장용 반응기

간단한 생물 반응기 체계는 1-2마리의 동물이 있는 소규모 농장에 적합합니다. 농장을 소유하고 있다면 대량의 연료를 처리할 수 있는 산업용 원자로를 설치하는 것이 가장 좋습니다. 프로젝트 개발 및 시스템 설치에 관련된 특수 회사를 참여시키는 것이 가장 좋습니다.

산업 단지는 다음으로 구성됩니다.

중간저장탱크
믹서 공장;
전기뿐만 아니라 건물 및 온실 난방을 위한 에너지를 제공하는 소규모 CHP 플랜트;
비료로 사용되는 발효 거름 탱크.

가장 효과적인 옵션은 여러 이웃 농장에 대해 하나의 단지를 건설하는 것입니다. 더 많은 생체 재료를 처리할수록 결과적으로 더 많은 에너지를 얻을 수 있습니다.

바이오가스를 받기 전에 산업 설비는 위생 및 역학 스테이션, 화재 및 가스 검사와 조정되어야 합니다. 그것들은 문서화되어 있으며 모든 요소의 위치에 대한 특별한 규칙이 있습니다.

반응기 부피를 계산하는 방법

반응기의 부피는 매일 생성되는 폐기물의 양에 따라 다릅니다. 효율적인 발효를 위해 용기를 2/3만 채우면 됩니다. 또한 발효 시간, 온도 및 원료 유형을 고려하십시오.

분뇨는 반응기로 보내지기 전에 물로 희석하는 것이 가장 좋습니다. 35-40 도의 온도에서 분뇨를 처리하는 데 약 2 주가 소요됩니다. 부피를 계산하려면 물로 초기 폐기물 부피를 결정하고 25-30%를 더합니다. 바이오매스의 양은 2주마다 동일해야 합니다.

바이오매스 활동을 보장하는 방법

적절한 바이오매스 발효를 위해서는 혼합물을 가열하는 것이 가장 좋습니다. 남부 지역에서는 공기 온도가 발효 시작에 기여합니다. 북쪽이나 중간 차선에 거주하는 경우 추가 발열체를 연결할 수 있습니다.

프로세스를 시작하려면 38 도의 온도가 필요합니다. 이를 제공하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.

가열 시스템에 연결된 반응기 아래의 코일;
탱크 내부의 발열체;
전기 히터로 탱크를 직접 가열합니다.

생물학적 물질에는 이미 바이오가스 생산에 필요한 박테리아가 포함되어 있습니다. 공기 온도가 상승하면 깨어나 활동을 시작합니다.

자동 가열 시스템으로 가열하는 것이 가장 좋습니다. 차가운 물질이 반응기에 들어가면 켜지고 온도가 원하는 값에 도달하면 자동으로 꺼집니다. 이러한 시스템은 온수 보일러에 설치되며 가스 장비 매장에서 구입할 수 있습니다.

30-40도까지 가열하면 처리하는 데 12-30 일이 걸립니다. 그것은 질량의 구성과 부피에 달려 있습니다. 50도까지 가열하면 박테리아 활동이 증가하고 처리에는 3-7일이 소요됩니다. 이러한 설비의 단점은 고온 유지 비용이 높다는 것입니다. 받은 연료의 양과 비슷하므로 시스템이 비효율적입니다.

혐기성 박테리아를 활성화하는 또 다른 방법은 바이오매스 혼합입니다. 보일러에 샤프트를 독립적으로 설치하고 필요한 경우 핸들을 꺼내서 덩어리를 저을 수 있습니다. 그러나 귀하의 참여없이 질량을 혼합하는 자동 시스템을 설계하는 것이 훨씬 더 편리합니다.

적절한 가스 배출

분뇨의 바이오가스는 반응기의 상단 덮개를 통해 제거됩니다. 발효 중에는 단단히 닫아야합니다. 일반적으로 물개를 사용합니다. 덮개가 올라가면 시스템의 압력을 제어하고 해제 밸브가 활성화됩니다. 추는 균형추로 사용됩니다. 배출구에서 가스는 물로 정화되고 파이프를 통해 더 흐릅니다. 가스에서 수증기를 제거하려면 물로 정화해야 합니다. 그렇지 않으면 타지 않습니다.

바이오가스가 에너지로 전환되기 전에 저장되어야 합니다. 가스 홀더에 보관해야 합니다.

돔 형태로 제작되어 반응기 출구에 설치된다.
대부분 철로 만들어지며 부식을 방지하기 위해 여러 층의 페인트로 덮여 있습니다.
산업 단지에서 가스 탱크는 별도의 탱크입니다.

가스 탱크를 만드는 또 다른 옵션은 PVC 백을 사용하는 것입니다. 이 탄성 소재는 가방이 차면 늘어납니다. 필요한 경우 대량의 바이오가스를 저장할 수 있습니다.

지하 바이오연료 공장

공간을 절약하려면 지하에 설치하는 것이 가장 좋습니다. 이것은 집에서 바이오가스를 얻는 가장 쉬운 방법입니다. 지하 생물 반응기를 설치하려면 구멍을 파고 벽과 바닥을 철근 콘크리트로 채워야 합니다.

컨테이너의 양쪽에는 입구 및 출구 파이프용 구멍이 있습니다. 또한 배출 파이프는 폐기물 덩어리를 펌핑하기 위해 컨테이너 바닥에 위치해야 합니다. 직경은 7-10cm이고 직경 25-30cm의 입구가 상단에 가장 적합합니다.

위에서부터는 벽돌로 설비를 마감하고 바이오가스를 수용하기 위해 가스 홀더를 설치합니다. 탱크 출구에서 압력을 조절하는 밸브를 만들어야 합니다.

바이오가스 플랜트는 개인 주택 마당에 묻혀 하수 및 가축 폐기물과 연결될 수 있습니다. 처리 반응기는 가족의 전기 및 난방 요구를 완전히 충족할 수 있습니다. 정원용 비료를 얻는 데 추가 플러스.

DIY 생물 반응기는 목초지 재료에서 에너지를 얻고 거름에서 돈을 버는 방법입니다. 농장 에너지 비용을 줄이고 수익성을 높입니다. 직접 만들거나 설치할 수 있습니다. 가격은 볼륨에 따라 다르며 7000 루블부터 시작합니다.

집에서 소규모 설치를 할 수 있습니다. 여담으로, 자신의 손으로 바이오 가스를 얻는 것은 일종의 새로운 발명품이 아니라고 말할 것입니다. 고대에도 가정의 바이오 가스는 중국에서 활발히 입수되었습니다. 이 나라는 여전히 바이오가스 플랜트의 수 면에서 선두를 달리고 있습니다. 하지만 여기는 자신의 손으로 바이오 가스 플랜트를 만드는 방법, 이것에 필요한 것, 비용은 얼마입니까-이 기사와 후속 기사에서이 모든 것을 말하려고 노력할 것입니다.

바이오가스 플랜트의 예비 계산

바이오가스 플랜트의 구매 또는 자체 조립을 진행하기 전에 원료의 가용성, 유형, 품질 및 중단 없는 공급 가능성을 적절하게 평가해야 합니다. 모든 원료가 바이오가스 생산에 적합한 것은 아닙니다. 적합하지 않은 원료:

리그닌 함량이 높은 원료;
침엽수 톱밥을 함유한 원료(수지 함유)
습도가 94%를 초과하는 경우
썩은 거름, 곰팡이 또는 합성 세제가 포함된 원료.

원료가 가공에 적합한 경우 생물 반응기의 부피를 결정할 수 있습니다. 중온성 모드(바이오매스 온도 범위는 25-40도, 가장 일반적인 모드)에 대한 원료의 총 부피는 반응기 부피의 2/3를 초과하지 않습니다. 일일 투여량은 적재된 총 원료의 10%를 넘지 않습니다.

모든 원료는 세 가지 중요한 매개변수로 특징지어집니다.

밀도;
회분 함량;
습기.

마지막 두 매개변수는 통계표에서 결정됩니다. 원료는 80-92% 습도 달성을 고려하여 물로 희석됩니다. 물과 원료의 양의 비율은 1:3에서 2:1까지 다양합니다. 이는 기판에 필요한 유동성을 제공하기 위해 수행됩니다. 저것들. 파이프를 통한 기판의 통과 및 혼합 가능성을 보장합니다. 소규모 바이오가스 플랜트의 경우 기질의 밀도를 물의 밀도와 동일하게 취할 수 있습니다.

예제를 사용하여 반응기의 부피를 결정해 봅시다.

농장에 소 10마리, 돼지 20마리, 닭 35마리가 있다고 가정해 봅시다. 배설물은 하루에 나옵니다 : 소 1 마리에서 55kg, 돼지 1 마리에서 4.5kg, 닭에서 0.17kg. 일일 폐기물의 양은 10x55 + 20x4.5 + 0.17x35 = 550 + 90 + 5.95 = 645.95kg입니다. 최대 646kg까지 반올림합니다. 돼지와 소의 배설물의 수분함량은 86%, 계분의 수분함량은 75%이다. 계분의 수분 함량을 85%로 하려면 물 3.9리터(약 4kg)를 추가합니다.

원료의 일일 적재량은 약 650kg이 될 것입니다. 반응기 만재: OS=10x0.65=6.5톤, 반응기 체적 OP=1.5x6.5=9.75m³. 저것들. 부피가 10m³인 원자로가 필요합니다.

바이오가스 수율 계산

원료의 종류에 따른 바이오가스 산출량을 계산하기 위한 표.

원료의 종류	기체 출력, 건조물 1kg당 m³	85% 습도에서 1톤당 가스 출력 m³
소분뇨	0,25-0,34	38-51,5
돼지 거름	0,34-0,58	51,5-88
새 배설물	0,31-0,62	47-94
말똥	0,2-0,3	30,3-45,5
양분	0,3-0,62	45,5-94

동일한 예를 들어 각 유형의 원료 중량에 해당하는 표 데이터를 곱하고 세 가지 구성 요소를 모두 합산하면 하루에 약 27-36.5m³의 바이오가스 생산량을 얻습니다.

필요한 양의 바이오가스를 탐색하려면 평균 4인 가족이 요리를 위해 1.8-3.6m³가 필요하다고 말할 것입니다. 하루에 100m² - 20m³의 바이오 가스 방을 가열합니다.

원자로 설치 및 제작

금속 탱크, 플라스틱 용기를 원자로로 사용하거나 벽돌, 콘크리트로 만들 수 있습니다. 원기둥 형태가 선호되나 돌이나 벽돌로 지은 사각형 구조물은 원재료의 압력으로 인해 균열이 생긴다는 얘기도 있다. 모양, 재료 및 설치 위치에 관계없이 반응기는 다음을 충족해야 합니다.

물과 가스가 새지 않도록 하십시오. 반응기 내에서 공기와 가스의 혼합이 일어나서는 안 됩니다. 덮개와 본체 사이에는 밀봉된 재질의 개스킷이 있어야 합니다.
단열되어야 한다;
모든 하중(가스 압력, 무게 등)을 견뎌야 합니다.
수리 작업을 위한 해치가 있습니다.

원자로 형태의 설치 및 선택은 각 농장별로 개별적으로 이루어집니다.

제작 테마 DIY 바이오 가스 플랜트매우 광범위합니다. 따라서 이 기사에서는 이에 대해 중점적으로 설명하겠습니다. 다음 기사에서는 바이오가스 플랜트의 다른 요소 선택, 가격 및 구입처에 대해 설명합니다.

가스는 화학(예: 플라스틱 생산용 원료)을 포함한 산업과 일상 생활에서 널리 사용됩니다. 국내 조건에서 가스는 주거용 개인 및 아파트 건물 난방, 요리, 물 난방, 자동차 연료 등으로 사용됩니다.

환경적 관점에서 가스는 가장 깨끗한 연료 유형 중 하나입니다. 다른 유형의 연료에 비해 유해 물질 배출량이 가장 적습니다.

그러나 가스에 대해 이야기하면 자동으로 지구 내부에서 추출한 천연 가스를 의미합니다.

어느 날 나는 한 할아버지가 까다로운 설비를 조립하고 거름에서 가스를 얻는 방법에 대한 신문 기사를 우연히 발견했습니다. 이 주제는 저에게 많은 관심을 가졌습니다. 그리고 저는 천연 가스에 대한 이 대안에 대해 이야기하고 싶습니다. 이것은 바이오 가스입니다. 이 주제는 평범한 사람들, 특히 농부들에게 매우 흥미롭고 유용하다고 생각합니다.

농민 농장의 농장에서는 바람, 태양 에너지뿐만 아니라 바이오 가스도 사용할 수 있습니다.

바이오가스- 기체 연료, 유기 물질의 혐기성 미생물 분해 산물. 가스 생산 기술은 식물 및 동물 기원의 다양한 유기 폐기물을 처리, 재활용 및 소독하는 환경 친화적이고 폐기물이 없는 방법입니다.

바이오가스 생산을 위한 원료는 일반 거름, 잎, 풀, 일반적으로 상판, 음식물 쓰레기, 낙엽과 같은 유기 파편입니다.

생성된 가스인 메탄은 메탄 박테리아의 중요한 활동의 결과입니다. 메탄에서 - 습지 또는 화력 가스라고도 하며 90-98%는 일상 생활에서 사용되는 천연 가스로 구성됩니다.

가스 플랜트는 제조가 매우 쉽습니다. 우리는 주 컨테이너가 필요합니다. 직접 용접하거나 기성품을 사용할 수 있습니다. 무엇이든 될 수 있습니다. 추운 계절에 설치하려면 탱크 측면에 단열재를 설치해야합니다. 위에서 우리는 몇 개의 해치를 만듭니다. 그들 중 하나에서 우리는 가스 배출을 위해 파이프를 부착합니다. 집중적 인 발효 과정과 가스 발생을 위해 혼합물을 주기적으로 저어 주어야 합니다. 따라서 믹싱 장치를 설치해야 합니다. 또한, 가스는 수집 및 저장되거나 의도된 용도로 사용되어야 합니다. 가스를 수집하려면 일반 자동차 챔버를 사용한 다음 압축기가 있으면 압축하여 실린더로 펌핑하십시오.

작동 원리는 매우 간단합니다. 분뇨는 하나의 해치를 통해 적재됩니다. 내부에서 이 바이오매스는 특수 메탄 박테리아에 의해 분해됩니다. 공정을 보다 집중적으로 수행하려면 내용물을 혼합하고 가급적 가열해야 합니다. 난방을 위해 내부에 온수가 순환해야하는 파이프를 설치할 수 있습니다. 튜브를 통해 박테리아의 중요한 활동으로 인해 방출되는 메탄은 자동차 챔버로 들어가고 충분한 양이 축적되면 압축기를 사용하여 압축하여 실린더로 펌핑합니다.

따뜻한 날씨나 인공 난방이 사용될 때 식물은 상당히 많은 양의 가스(약 8m3/일)를 생산할 수 있습니다.

매립지에서 생활쓰레기로부터 가스를 얻는 것도 가능하지만 일상생활에서 사용되는 화학물질이 문제다.

메탄 박테리아는 동물의 내장에서 발견되므로 분뇨에서도 발견됩니다. 그러나 그들이 일을 시작하려면 중요한 활동을 억제하기 때문에 산소와의 상호 작용을 제한해야 합니다. 그렇기 때문에 박테리아가 공기와 접촉하지 않도록 특수 설비를 만들어야 합니다.

생성된 바이오가스에서 메탄의 농도는 천연가스보다 약간 낮기 때문에 연소 시 약간 더 적은 열을 생성합니다. 1m 3의 천연 가스를 태울 때 7-7.5Gcal이 방출되는 반면 바이오 가스는 6-6.5Gcal입니다.

이 가스는 난방(난방에 대한 일반 정보는 아직 있음)과 가정용 스토브에 모두 사용하기에 적합합니다. 바이오 가스의 비용은 낮고 어떤 경우에는 모든 것이 즉석 재료로 만들어지고 예를 들어 소 한 마리를 기르는 경우 비용이 거의 0입니다.

가스 생산으로 인한 폐기물은 유기 비료입니다. 산소에 접근하지 않고 부패하는 과정에서 잡초 씨앗의 모든 것이 썩고 식물에 필요한 유용한 미량 원소 만 남습니다.

해외에는 인공 가스전을 만드는 방법도 있다. 이렇게 생겼습니다. 버려지는 가정 쓰레기의 상당 부분이 유기물이기 때문에 부패하여 바이오가스를 생성할 수 있습니다. 가스가 눈에 띄기 시작하려면 유기물과 공기의 상호 작용을 박탈해야합니다. 따라서 폐기물은 층으로 말려 있고, 최상층은 점토와 같은 가스-수밀 재료로 만들어진다. 그런 다음 우물을 뚫고 천연 퇴적물에서와 같이 가스를 추출합니다. 동시에 몇 가지 문제가 해결되고 있습니다. 이들은 폐기물 처리 및 에너지 생산입니다.

바이오가스는 어떤 조건에서 생산됩니까?

바이오가스 획득 조건 및 에너지 가치

소규모 플랜트를 조립하려면 어떤 원료에서 어떤 기술로 바이오가스를 얻을 수 있는지 알아야 합니다.

가스는 공기 접근(혐기성 과정) 없이 유기 물질의 분해(발효) 과정에서 얻습니다: 애완동물 배설물, 짚, 상판, 낙엽 및 개별 가정에서 발생하는 기타 유기 폐기물. 바이오가스는 액체 또는 습한 상태에서 분해 및 발효될 수 있는 모든 가정용 폐기물에서 얻을 수 있습니다.

분해(발효) 과정은 두 단계로 진행됩니다.

바이오매스 분해(수화);
가스화(바이오가스 방출).

이러한 공정은 발효기(혐기성 바이오가스 플랜트)에서 발생합니다.

바이오가스 플랜트에서 분해 후 얻은 슬러지는 토양 비옥도를 높이고 수확량을 10~50% 증가시킵니다. 따라서 귀중한 비료를 얻습니다.

바이오가스는 가스 혼합물로 구성됩니다.

메탄-55-75%;
이산화탄소-23-33%;
황화수소-7%.

메탄 발효는 복잡한 유기 발효 과정인 박테리아 과정입니다. 이 과정이 일어나기 위한 주요 조건은 열의 존재입니다.

바이오매스 분해 과정에서 열이 발생하는데, 이는 공정이 진행되기에 충분하며, 이 열을 유지하기 위해 발효기는 단열되어야 합니다. 발효기의 온도가 낮아지면 유기물의 미생물학적 과정이 느려지기 때문에 가스 방출의 강도가 감소합니다. 따라서 바이오가스 플랜트(바이오발효기)의 안정적인 단열은 정상 작동을 위한 가장 중요한 조건 중 하나입니다. 발효기에 분뇨를 넣을 때 35-40 ° C의 뜨거운 물과 혼합해야합니다. 이렇게하면 필요한 작동 모드를 보장하는 데 도움이됩니다.

재장전 시 열 손실을 최소화해야 합니다.

발효기의 더 나은 가열을 위해 "온실 효과"를 사용할 수 있습니다. 이를 위해 목재 또는 경금속 프레임을 돔 위에 설치하고 플라스틱 랩으로 덮습니다. 발효물의 온도는 30~32°C, 습도는 90~95%일 때 최상의 결과를 얻을 수 있습니다. 중부 및 북부 스트립 지역에서 생산된 가스의 일부는 발효 덩어리의 추가 가열을 위해 일년 중 추운 기간 동안 소비되어야 하므로 바이오가스 플랜트의 설계가 복잡해집니다.

바이오매스 발효를 위한 특수 발효기 형태로 개별 농장에 설치하기 쉽습니다. 발효기에 적재하기 위한 주요 유기 원료는 거름입니다.

가축 분뇨를 처음 적재할 때 발효 과정은 최소 20일, 돼지 분뇨는 최소 30일이어야 합니다. 예를 들어 가축 분뇨를 적재하는 것과 비교하여 다양한 구성 요소의 혼합물을 적재할 때 더 많은 가스를 얻을 수 있습니다.

예를 들어 가축 분뇨와 가금류 분뇨의 혼합은 처리 과정에서 바이오가스에서 최대 70%의 메탄을 생성합니다.

발효 공정이 안정화된 후에는 매일 발효기에서 처리되는 질량의 10% 이하의 원료를 적재해야 합니다.

발효 중에는 가스 생성 외에도 유기 물질의 소독이 발생합니다. 유기 폐기물은 병원성 미생물을 제거하고 불쾌한 냄새를 탈취합니다.

생성된 슬러지는 주기적으로 발효기에서 내려야 하며 비료로 사용됩니다.

바이오가스 플랜트가 처음 채워질 때 제거된 가스는 연소되지 않습니다. 이것은 처음 받은 가스에 약 60%의 많은 양의 이산화탄소가 포함되어 있기 때문에 발생합니다. 따라서 대기 중으로 방출되어야 하며, 1~3일 후에는 바이오가스 플랜트의 가동이 안정화됩니다.

표 1 - 한 동물의 배설물 발효 중 하루에 얻은 가스의 양

방출되는 에너지의 양 측면에서 1m3의 바이오 가스는 다음과 같습니다.

석탄 1.5kg;
등유 0.6kg;
2kWh의 전기;
장작 3.5kg;
분뇨 연탄 12kg.

소규모 바이오가스 플랜트 건설

그림 1 - 피라미드형 돔이 있는 가장 단순한 바이오가스 플랜트의 계획: 1 - 거름 구덩이; 2 - 그루브 - 물개; 3 - 가스 수집용 종; 4, 5 - 가스 제거용 분기 파이프; 6 - 압력 게이지.

그림 1에 따르면 피트 1과 돔 3에는 치수가 표시되어 있으며 피트에는 10cm 두께의 철근 콘크리트 슬래브가 늘어서 있으며 시멘트 모르타르로 회 반죽하고 기밀을 위해 수지로 덮여 있습니다. 3m 높이의 종은 루핑 철로 용접되어 있으며 그 상단에는 바이오 가스가 축적됩니다. 부식을 방지하기 위해 종은 주기적으로 두 겹의 유성 페인트로 칠해집니다. 내부에서 벨을 빨간색 납으로 미리 덮는 것이 더 좋습니다. 벨의 상부에는 바이오가스 제거를 위한 피팅(4)과 그 압력을 측정하기 위한 압력계(5)가 설치되어 있습니다. 가스 출구 파이프(6)는 고무 호스, 플라스틱 또는 금속 파이프로 만들 수 있습니다.

구덩이 주변-발효기, 콘크리트 홈이 배열됩니다-물개 2. 물로 채워져 종의 아래쪽이 0.5m 잠겨 있습니다.

그림 2 - 응축수 제거 장치: 1 - 가스 제거용 파이프라인; 2 - 응축수용 U자형 파이프; 3 - 응축수.

예를 들어 가스는 금속, 플라스틱 또는 고무 파이프를 통해 스토브에 공급할 수 있습니다. 겨울에는 응축수의 동결로 인해 튜브가 동결되지 않도록 그림 2에 표시된 간단한 장치가 사용됩니다. U 자형 튜브 2는 가장 낮은 지점에서 파이프 라인 1에 연결됩니다. 자유 부분의 높이는 바이오가스 압력(수주 mm 단위)보다 커야 합니다. 응축수 3은 튜브의 자유단을 통해 배출되며 가스 누출이 없습니다.

그림 3 - 원추형 돔이 있는 가장 단순한 바이오가스 플랜트의 구성: 1 - 거름 구덩이; 2 - 돔(벨); 3 - 가지 파이프의 확장 부분; 4 - 가스 제거용 파이프; 5 - 홈 - 물개.

그림 3에 표시된 설치에서 직경 4mm, 깊이 2m의 구덩이 1은 내부에 루핑 철로 라이닝되어 있으며 시트는 단단히 용접되어 있습니다. 용접된 탱크의 내부 표면은 부식 방지를 위해 수지로 덮여 있습니다. 콘크리트 탱크의 상단 가장자리 바깥쪽에는 최대 1m 깊이의 환형 홈이 있으며 물로 채워져 있습니다. 돔 2의 수직 부분을 자유롭게 설치하여 탱크를 닫습니다. 따라서 물이 채워진 홈은 물개 역할을 합니다. 바이오가스는 출구 파이프 3을 통해 공급되고 파이프라인 4(또는 호스)를 통해 사용 장소로 공급되는 돔의 상부에 수집됩니다.

약 12입방미터의 유기물(바람직하게는 신선한 거름)이 물을 추가하지 않고 액체 거름 부분(소변)으로 채워지는 원형 탱크(1)에 적재됩니다. 채우고 일주일 후 발효기가 작동하기 시작합니다. 이 설비에서 발효기의 용량은 12입방미터로 집이 근처에 있는 2~3가구를 위해 지을 수 있습니다. 예를 들어 가족이 황소를 키우거나 여러 마리의 소를 포함하는 경우 이러한 시설을 뒷마당에 지을 수 있습니다.

그림 4 - 가장 간단한 설치를 위한 옵션 계획: 1 - 유기 폐기물 공급; 2 - 유기 폐기물 용기; 3 - 돔 아래의 가스 수집 장소; 4 - 가스 제거용 분기 파이프; 5 - 슬러지 제거; 6 - 압력 게이지; 7 - 폴리에틸렌 필름으로 만든 돔; 8 - 물개 및; 9 - 화물; 10 - 접착식 폴리에틸렌 백.

가장 단순한 소규모 시설의 구조 및 기술 계획은 그림 4에 나와 있습니다. 화살표는 초기 유기물, 가스 및 슬러지의 기술적 움직임을 나타냅니다. 구조적으로 돔은 단단하거나 폴리에틸렌 필름으로 만들 수 있습니다. 단단한 돔은 처리된 덩어리에 깊이 잠기거나 부유(그림 4, d)하거나 유압 씰에 삽입(그림 4, e)하기 위해 긴 원통형 부품으로 만들 수 있습니다. 최신 버전에서는 필름 백에 웨이트 9를 올려 백이 너무 부풀지 않고 필름 아래에 충분한 압력을 형성하도록 했습니다.

돔이나 필름 아래에 포집된 가스는 가스관을 통해 사용 장소로 공급됩니다. 가스 폭발을 방지하기 위해 출구 파이프에 일정 압력으로 조절된 밸브를 설치할 수 있습니다. 그러나 가스 폭발의 위험은 거의 없습니다. 돔 아래의 가스 압력이 크게 증가하면 후자가 유압 씰에서 임계 높이까지 상승하고 뒤집혀 가스가 방출되기 때문입니다.

바이오가스 생산은 발효 중에 발효기의 유기 원료 표면에 크러스트가 형성되기 때문에 감소될 수 있습니다. 가스 방출을 방해하지 않기 위해 발효기에서 덩어리를 저어 깨뜨립니다. 수동으로 혼합하는 것이 아니라 아래에서 금속 포크를 돔에 부착하여 혼합할 수 있습니다. 돔은 가스가 축적되면 유압 실에서 일정 높이까지 상승하고 사용함에 따라 떨어집니다.

위에서 아래로 돔이 체계적으로 움직이기 때문에 돔에 연결된 포크가 크러스트를 깨뜨립니다.

높은 습도와 황화수소(최대 0.5%)의 존재는 바이오가스 플랜트의 금속 부품 부식 증가에 기여합니다. 따라서 발효기의 모든 금속 요소의 상태를 정기적으로 모니터링하고 손상 부위를 신중하게 보호합니다. 무엇보다도 하나 또는 두 개의 레이어에 빨간색 납을 사용한 다음 유성 페인트로 두 레이어를 칠합니다.

그림 5. 난방이 있는 바이오가스 플랜트의 계획: 1 - 발효기; 2 - 나무 방패; 3 - 필러 넥; 4 - 메탄 탱크; 5 - 교반기; 6 - 바이오가스 샘플링용 분기 파이프; 7 - 단열층; 8 - 격자; 9 - 가공물 배출 밸브; 10 - 공기 공급 채널; 11 - 송풍기.

열로 발효 덩어리를 가열하는 바이오가스 플랜트 , 호기성 발효기에서 분뇨 분해 중에 방출되는 것은 그림 5에 나와 있습니다. 여기에는 메탄 탱크 - 필러 넥이 있는 원통형 금속 용기 3. 배수 밸브 9. 기계식 교반기 5 및 바이오가스 추출 파이프 6이 포함됩니다.

발효기 1은 직사각형과 3개의 나무 재료로 만들 수 있습니다. 처리된 거름을 내리기 위해 주스 벽을 제거할 수 있습니다. 발효기의 바닥은 슬레이트이고 공기는 송풍기 11에서 기술 채널 10을 통해 불어납니다. 발효기의 상단은 나무 방패 2로 덮여 있습니다. 열 손실을 줄이기 위해 벽과 바닥은 단열층 7로 만들어집니다.

설정은 다음과 같이 작동합니다. 수분 함량이 88-92%인 미리 준비된 액상 거름을 골로빈(3)을 통해 메탄 탱크(4)에 붓고 액면은 필러 넥의 하부에 의해 결정됩니다. 상부 개구부를 통한 호기성 발효기 1은 깔짚 분뇨 또는 수분 함량이 65-69%인 느슨한 건조 유기 충전제(짚, 톱밥)와 분뇨의 혼합물로 채워집니다. 발효기의 기술 채널을 통해 공기가 공급되면 유기물이 분해되기 시작하고 열이 방출됩니다. 메탄 탱크의 내용물을 가열하는 것으로 충분합니다. 결과적으로 바이오가스가 방출됩니다. 그것은 메탄 탱크의 상부에 축적됩니다. 지관(6)을 통해 국내용으로 사용된다. 발효 과정에서 소화조의 거름은 교반기로 혼합된다 5.

이러한 설치는 개인 가정의 폐기물 처리로 인해 1년 만에 성과를 거둘 것입니다. 바이오가스 소비에 대한 대략적인 값은 표 2에 나와 있습니다.

표 2 - 바이오가스 소비에 대한 대략적인 값

참고: 장치는 모든 기후 구역에서 작동할 수 있습니다.

그림 6 - 개별 바이오가스 플랜트 IBGU-1의 계획: 1 - 필러 넥; 2 - .믹서; 3 - 가스 샘플링을 위한 분기 파이프; 4 - 단열층; 5 - 처리된 덩어리를 내리기 위한 크레인이 있는 분기 파이프; 6 - 온도계.

2~6마리의 소 또는 20~60마리의 돼지 또는 100~300마리의 가금류가 있는 가족을 위한 개별 바이오가스 플랜트(IBGU-1)(그림 6). 이 장치는 매일 100~300kg의 분뇨를 처리할 수 있으며 100~300kg의 환경 친화적인 유기 비료와 3~12m3의 바이오가스를 생산합니다.