Diagrama instalației de biogaz pentru o casă. Instalatie de biogaz bricolaj pentru gazeificarea casei. Scheme de instalații de biogaz autofabricate

O instalație de biogaz de tip „do-it-yourself” poate fi realizată fără prea mult efort. Utilizarea acestuia va economisi semnificativ resursele energetice, care astăzi devin din ce în ce mai scumpe de fiecare dată. Dacă decideți pe cont propriu să construiți echipamente care vă permit să obțineți biogaz din deșeuri, puteți consuma energie ieftină care va fi folosită pentru încălzirea locuinței și a altor nevoi.

Utilizare benefică

Dacă, în timpul funcționării instalației, se formează surplus de biogaz sau îngrășăminte, atunci există posibilitatea de a le vinde la prețul pieței, transformând astfel ceea ce este literalmente sub picioarele tale în profit. Dacă sunteți un fermier mare, atunci aveți posibilitatea de a achiziționa o stație de biogaz gata făcută. Astfel de instalații, produse în fabrică, sunt foarte scumpe, dar au o durată de viață lungă.

O instalație de biogaz de bricolaj poate fi realizată din materiale improvizate, nu va costa foarte mult, iar astfel de echipamente vor funcționa pe același principiu. În acest caz, puteți folosi instrumentele disponibile, precum și detaliile disponibile în arsenalul maestrului.

Principiul formării biogazului

Dacă v-ați propus să faceți o instalație care să funcționeze cu biogaz, atunci trebuie să prezentați tehnologia de generare a biogazului. Deci, într-un recipient special, care se numește bioreactor, se realizează procesul de procesare a masei biologice, bacteriile anaerobe iau parte la aceasta.

O instalație de biogaz pentru o casă pe gunoi de prepeliță funcționează pe principiul creării de condiții care se caracterizează prin absența aerului și a fermentației. Toate acestea durează ceva timp, a cărui durată depinde de cantitatea de materii prime utilizate în proces.

În cele din urmă, se formează un amestec de gaze, care conține 60% metan și 35% dioxid de carbon. Componentele gazoase rămase sunt conținute în masă într-o cantitate de 5%. Printre acestea din urmă, hidrogenul sulfurat poate fi distins într-o cantitate mică. Gazul format în acest fel este retras continuu din reactor, iar după ce trece printr-un proces de purificare, intră în utilizarea prevăzută.

Caracteristici ale serviciului

Deșeurile care au fost supuse procesării devin îngrășăminte de înaltă calitate, care trebuie eliminate din bioreactor din când în când. Ele pot fi așezate pe câmp. O instalație de biogaz de bricolaj poate fi realizată fără prea mult efort dacă aveți acces la animale și afaceri agricole. Acest lucru indică faptul că producția de biogaz va deveni viabilă din punct de vedere economic numai dacă există o sursă de gunoi de grajd și alte deșeuri organice din producția de animale.

Caracteristicile auto-construcției unui bioreactor

Pentru a înțelege cum să realizați singur o instalație de biogaz, trebuie să vă dați seama din ce părți constă. Puteți lua ca bază cea mai simplă schemă de echipamente care poate fi construită pe cont propriu. Designul nu prevede încălzirea și amestecarea, dar există una dintre părțile principale - reactorul, care este cunoscut și sub numele de rezervor de metan. Această componentă este necesară pentru implementarea procesării gunoiului de grajd. În plus, există un buncăr prin care se încarcă materiile prime. Este necesar să se asigure structurii o trapă de intrare, precum și o etanșare de apă. Dar pentru a putea descărca materiile prime reziduale va fi nevoie de o conductă. Un element similar va fi necesar pentru a realiza posibilitatea de a elimina biogazul.

Așa arată o instalație de biogaz. Nu este dificil să faci un astfel de design cu propriile mâini. Pentru a primi biocombustibil gratuit, ar trebui să alegeți un loc pe șantier unde puteți construi un rezervor armat, care va fi pe bază de beton. Acest vas va acționa ca un bioreactor. La baza sa, este necesar să se prevadă prezența unui orificiu prin care vor fi îndepărtate materiile prime care au fost prelucrate. Această gaură trebuie făcută în așa fel încât să se poată închide bine. Acest lucru se datorează faptului că funcționarea sistemului este posibilă numai în condiții de etanșare.

Dimensiunile compartimentului de beton pot fi determinate ținând cont de cantitatea de deșeuri organice utilizată la un moment dat. Este necesar să aflăm câtă materie primă va apărea în fiecare zi într-o fermă sau într-o curte privată. Dar nu ar trebui să economisiți bani, deoarece va fi posibil să asigurați funcționarea completă a bioreactorului numai dacă rezervorul este umplut la 2/3 din volumul disponibil. Dacă faceți o instalație de biogaz cu propriile mâini dintr-un butoi, atunci aceasta va funcționa conform următorului principiu: de îndată ce deșeurile organice intră în recipientul bine închis al bioreactorului, care este situat la o adâncime în sol, ele începe să fermenteze, ceea ce duce la eliberarea de biogaz.

Caracteristici ale fabricării containerelor

O instalație de biogaz de tip bricolaj poate fi realizată ținând cont de utilizarea zilnică a unei cantități mici de deșeuri. În acest caz, este permisă înlocuirea rezervorului din beton armat cu un recipient din oțel, care poate fi chiar și un butoi. Dacă decideți să recurgeți la o astfel de soluție, atunci este necesar să alegeți un vas metalic, ghidat de câteva reguli.

În primul rând, trebuie să acordați atenție sudurilor, care trebuie să fie suficient de puternice și strânse. Când utilizați un recipient mic, nu trebuie să contați pe faptul că va fi posibil să obțineți o cantitate semnificativă de biogaz. Producția va depinde de masa de deșeuri organice care este procesată simultan în reactor. Astfel, pentru a forma 100 m 3 de biogaz este necesar să se prelucreze o tonă de deșeuri.

Echipamente de încălzire a reactorului

O instalație de biogaz pentru casă poate fi realizată în așa fel încât în ​​timpul funcționării acesteia să se poată obține o eficiență mai mare. Aceasta este asigurată prin încălzire. Astfel de manipulări vor grăbi procesul de fermentare a masei biologice. Dacă echipamentul este instalat în regiunile sudice, atunci această nevoie nu apare. Temperatura ambiantă asigură o activare naturală a fermentației. Cu toate acestea, dacă instalația funcționează în regiuni cu un climat rece, atunci iarna, încălzirea acționează ca o condiție necesară pentru funcționarea echipamentelor de producție de biogaz. Trebuie amintit că procesul de fermentație începe la o temperatură care depășește 38 ° C.

Metode de echipare a unei instalații de biogaz cu încălzire

O instalație de biogaz pentru casă poate fi echipată cu încălzire în mai multe moduri. Primul implică necesitatea conectării unității la sistemul de încălzire sub formă de serpentină. Trebuie montat sub reactor. A doua metodă presupune instalarea unui element electric de încălzire în baza rezervorului. A treia metodă se caracterizează prin asigurarea încălzirii directe a rezervorului prin utilizarea sistemelor electrice de încălzire.echipamente cu gaz. Activarea producției de gaz biologic la domiciliu poate fi completată de funcția de amestecare a masei în compartiment. Pentru a face acest lucru, proiectați un dispozitiv care seamănă cu un mixer de uz casnic. Acesta va fi antrenat de un arbore printr-un orificiu din capac, alternativ poate fi amplasat în pereții rezervorului.

Instalare echipament sistem de iesire

O mini-instalație de biogaz nu poate funcționa fără un sistem de evacuare a gazelor. Pentru a face acest lucru, instalația trebuie să aibă un orificiu special care trebuie montat în partea superioară a capacului, acesta din urmă trebuie să închidă bine rezervorul. Pentru a exclude posibilitatea amestecării gazului cu aer, este necesar să se asigure îndepărtarea acestuia prin etanșarea hidraulică.

Materiale necesare necesare:

• două containere;
• țevi de legătură;
• supape;
• filtru de gaz;
• mijloace de asigurare a etanșeității (clei, rășină, etanșant etc.);

De dorit:

• agitator cu motor electric;
• senzor de temperatura;
• contor de presiune;

Următoarea secvență este potrivită pentru regiunile sudice. Pentru performanță în orice condiții, este necesar să adăugați un sistem de încălzire a reactorului, care va asigura încălzirea vasului la 40 de grade Celsius și va crește izolarea termică, de exemplu, închideți structura cu o seră. Este de dorit să acoperiți sera cu o peliculă neagră. De asemenea, este de dorit să adăugați o evacuare a condensului la conductă.

Construirea unei simple instalații de biogaz:

1. Creați un rezervor de stocare. Selectăm un rezervor în care va fi stocat biogazul rezultat. Rezervorul este fixat cu o supapă și echipat cu un manometru. Dacă consumul de gaz este constant, atunci nu este nevoie de un rezervor de gaz.
2. Izolați structura din interiorul gropii.
3. Instalați țevi. Așezați țevi în groapă pentru încărcarea materiilor prime și descărcarea humusului de compost. În vasul reactorului sunt realizate o intrare și o ieșire. Reactorul este plasat într-o groapă. Conductele sunt conectate la găuri. Țevile sunt fixate strâns cu lipici sau alte mijloace adecvate. Diametrele conductelor mai mici de 30 cm vor contribui la înfundare. Locul de încărcare ar trebui să fie ales pe partea însorită.
4. Instalați trapa. Rectorul, echipat cu o trapă, face lucrările de reparații și întreținere mai comode. Trapa și vasul reactorului trebuie lipite cu cauciuc. Pot fi instalați și senzori de temperatură, presiune și nivel de materie primă.
5. Alegeți un recipient pentru bioreactor. Recipientul selectat trebuie să fie durabil - deoarece o cantitate mare de energie este eliberată în timpul fermentației; au o izolare termică bună; să fie rezistent la aer și la apă. Vasele în formă de ou sunt cele mai potrivite. Dacă este problematică construirea unui astfel de reactor, atunci un vas cilindric cu margini rotunjite ar fi o alternativă bună. Containerele de formă pătrată sunt mai puțin eficiente deoarece biomasa întărită se va acumula în colțuri, îngreunând fermentația.
6. Pregătiți o groapă.
7. Alegeți un loc pentru montarea viitoarei instalări. Este indicat să alegeți un loc suficient de departe de casă și astfel încât să puteți săpa o groapă. Amplasarea în interiorul gropii vă permite să economisiți semnificativ la izolarea termică, folosind materiale ieftine precum argila pentru aceasta.
8. Verificați etanșeitatea structurii rezultate.
9. Porniți sistemul.
10. Adăugați materii prime. Așteptăm aproximativ două săptămâni până au loc toate procesele necesare.O condiție necesară pentru arderea gazelor este scăparea de dioxid de carbon. Pentru aceasta, este potrivit un filtru obișnuit de la un magazin de hardware. Un filtru de casă este realizat dintr-o bucată de țeavă de gaz de 30 cm lungime umplută cu lemn uscat și așchii de metal.

Compoziție și tipuri

Biogazul este un gaz obținut ca urmare a unui proces biochimic trifazic asupra biomasei, care are loc în condiții de etanșare.

Procesul de descompunere a biomasei este secvențial: mai întâi este expus la bacterii hidrolitice, apoi care formează acid și în final formează metan. Materialul pentru microorganisme din fiecare etapă este produsul activității etapei precedente.

La ieșire, compoziția aproximativă a biogazului arată astfel:

• metan (de la 50 la 70%);
• dioxid de carbon (de la 30 la 40%);
• hidrogen sulfurat (~2%);
• hidrogen (~1%);
• amoniac (~1%);

Precizia proporțiilor este afectată de materiile prime utilizate și de tehnologia de producere a gazelor. Metanul are potențialul de ardere, cu cât procentul său este mai mare, cu atât mai bine.

Culturi antice care datează de mai bine de trei mii de ani (India, Persia sau Asiria) au experiență în utilizarea gazelor combustibile de mlaștină. Justificarea științifică s-a format mult mai târziu. Formula chimică a metanului CH 4 a fost descoperită de omul de știință John Dalton, apariția metanului în gazul de mlaștină a fost descoperită de Humphry Davy. Un rol major în dezvoltarea industriei de energie alternativă l-a jucat cel de-al Doilea Război Mondial, care impune părților în conflict să aibă o mare nevoie de resurse energetice.

Deținerea de către URSS a rezervelor vaste de petrol și gaze naturale a dus la lipsa cererii pentru alte tehnologii de generare a energiei, studiul biogazului a fost în principal subiectul de interes al științei academice. În momentul de față, situația s-a schimbat atât de mult încât, pe lângă producția industrială a diferitelor tipuri de combustibil, orice persoană poate crea o instalație de biogaz în propriile scopuri.

Dispozitiv de instalare

- un set de echipamente destinate producerii de biogaz din materii prime organice.

În funcție de tipul de aprovizionare cu materii prime, se disting următoarele tipuri de instalații de biogaz:

• cu porție de hrană;
• cu alimentare continuă;

Instalațiile de biogaz cu aprovizionare constantă cu materii prime sunt mai eficiente.

După tipul de prelucrare a materiilor prime:

1. Fără amestecare automată materii prime si mentinerea temperaturii cerute - complexe cu o configuratie minima, potrivite pentru fermele mici (schema 1).
2. Cu amestecare automată, dar fara a mentine temperatura ceruta - deserveste si fermele mici, mai eficient decat tipul anterior.
3. Menținerea temperaturii dorite, dar fără amestecare automată.
4. Cu amestecare automată a materiilor prime și suport de temperatură.

Principiul de funcționare

Procesul de transformare a materiilor prime organice în biogaz se numește fermentație. Materiile prime sunt încărcate într-un container special care oferă o protecție fiabilă a biomasei împotriva accesului la oxigen. Un eveniment care are loc fără intervenția oxigenului se numește anaerob.

Sub influența bacteriilor speciale într-un mediu anaerob, începe să aibă loc fermentația. Pe măsură ce fermentația se dezvoltă, materia primă devine acoperită cu o crustă, care trebuie distrusă în mod regulat. Distrugerea se face prin amestecare temeinică.

Agitarea conținutului este necesară de cel puțin două ori pe zi, fără a încălca etanșeitatea procesului. Pe lângă îndepărtarea crustei, amestecarea vă permite să distribuiți uniform aciditatea și temperatura în masa organică. Ca urmare a acestor manipulări, se produce biogaz.

Gazul rezultat este colectat într-un rezervor de gaz, de acolo este livrat consumatorului prin conducte. Biofertilizatoarele obtinute in urma prelucrarii materiilor prime pot fi folosite ca supliment alimentar pentru animale sau adaugate in sol. Acest îngrășământ se numește humus de compost.

Instalația de biogaz include următoarele elemente:

• rezervor de omogenizare;
• reactor;
• agitatoare;
• rezervor de stocare (suport de gaz);
• complex de încălzire și amestecare a apei;
• complex de gaze;
• complex de pompe;
• separator;
• senzori de control;
• I&C cu vizualizare;
• sistem de siguranță;

Un exemplu de instalație de biogaz de tip industrial este prezentat în Schema 2.

Materii prime folosite

Descompunerea oricăror reziduuri animale sau vegetale eliberează gaz inflamabil în grade diferite. Amestecuri de diferite compoziții sunt potrivite pentru materii prime: gunoi de grajd, paie, iarbă, diverse deșeuri etc. Reacția chimică necesită o umiditate de 70%, așa că materia primă trebuie diluată cu apă.

Prezența agenților de curățare, a clorului, a pulberilor de spălat în biomasa organică este inacceptabilă, deoarece interferează cu reacțiile chimice și pot deteriora reactorul. De asemenea, nu este potrivită pentru reactor materia primă cu rumeguș de la conifere (conținând rășini), cu o proporție mare de lignină și care depășește pragul de umiditate de 94%.

Vegetal. Materiile prime vegetale sunt excelente pentru producerea de biogaz. Iarba proaspătă oferă randamentul maxim de combustibil - aproximativ 250 m 3 de gaz cu o pondere de metan de 70% se obțin dintr-o tonă de materii prime. Silozul de porumb este ceva mai mic - 220 m 3 . Blaturi din sfeclă - 180 m 3.

Aproape orice plantă, fân sau alge poate fi folosită ca biomasă. Dezavantajul aplicației constă în durata ciclului de producție. Procesul de producere a biogazului durează până la două luni. Materia primă trebuie măcinată fin.

Animal. Deșeuri din procesare, produse lactate, abatoare etc. potrivit pentru instalații de biogaz. Grăsimile animale dau randamentul maxim de combustibil - 1500 m 3 de biogaz cu o pondere de metan de 87%. Principalul dezavantaj este deficitul. Materiile prime animale trebuie, de asemenea, zdrobite.

Excremente. Principalul avantaj al gunoiului de grajd este costul redus și accesibilitatea ușoară. Dezavantajul este că cantitatea și calitatea biogazului este mai scăzută decât din alte tipuri de materii prime. Balega de cal și vacă poate fi reciclată imediat. Ciclul de producție va dura aproximativ două săptămâni și va produce o producție de 60 m 3 cu 60% conținut de metan.

Dejecțiile de pui și de porc nu pot fi folosite direct deoarece sunt toxice. Pentru a începe procesul de fermentare, acestea trebuie amestecate cu siloz. Se poate folosi și un deșeu uman, dar canalizarea nu va funcționa, deoarece conținutul de fecale este scăzut.

Scheme de lucru

Schema 1 - instalație de biogaz fără amestecare automată a materiilor prime:

Schema 2 - instalație de biogaz de tip industrial:

Obținerea biogazului (metan) este importantă pentru proprietarii de animale și ferme de păsări. La fermele cu păsări de curte și animale mari, problema eliminării deșeurilor este întotdeauna acută. Pentru a scăpa de gunoi și gunoi de grajd, este necesar să aveți grijă de colectare, îndepărtare, dezinfecție și prelucrare. Toate aceste proceduri necesită anumite costuri materiale, timp și efort.

Pentru ca procesul de utilizare a gunoiului de grajd să înceapă să aducă profit și nu pierderi, este recomandabil să ne gândim la procesarea gunoiului de grajd în biogaz. Biogazul domestic din excremente de păsări și animale este 50-80% metan. Acesta este același gaz care arde în cazane, sobe și este folosit pentru mașini. Metanul este emis din gunoi de grajd în mod aleatoriu, singur. Dacă este lăsată să putrezească la soare timp de un an, gunoiul de grajd va fermenta și va elibera biogaz. Trebuie doar să optimizați acest proces pentru a crește cantitatea de metan produsă și pentru a accelera timpul de producție.

Pentru a crește eficiența producției de biogaz, este necesară accelerarea procesului de descompunere și fermentare a materiilor prime. Pentru a face acest lucru, trebuie să creați cele mai favorabile condiții pentru reproducerea bacteriilor necesare. Pentru a face acest lucru, va trebui să plasați gunoi de grajd într-un recipient special - un reactor. În același timp, recipientul trebuie închis - în astfel de condiții, bacteriile se vor înmulți mai activ. Deja în reactor, gunoiul de grajd este zdrobit și apoi amestecat cu apă. Apa trebuie să fie curată. În caz contrar, microbii străini vor intra în substrat, ceea ce poate încetini procesul de fermentație.

In conditii industriale, este echipat cu un sistem de incalzire cu reactor, un regulator de aciditate si lame speciale pentru amestecarea substratului. Agitarea gunoiului de grajd vă permite să scăpați de formarea unei cruste dure, care blochează fluxul de oxigen din exterior și ieșirea metanului din interior. Termenul de obținere a metanului în condiții industriale este de cel puțin cincisprezece zile. În acest timp, gunoiul de grajd se poate descompune până la 25%. Debitul maxim de metan are loc la un grad de descompunere de 33%.

Trebuie remarcat faptul că pe fundul reactorului se formează nămol putrezit. Este îndepărtat folosind un tub special, care îl duce într-un rezervor separat pentru nămol. Ulterior, nămolul este curățat și îndepărtat. Metanul care se ridică în rezervor este curățat într-o baie de aburi și apoi trimis la colectorul de gaz.

Producția industrială de metan presupune injectarea zilnică de substrat proaspăt, care este amestecat cu ceea ce a început deja să fermenteze. Pentru o zi, puteți adăuga 5% gunoi de grajd proaspăt în loc de 5% deșeuri. Gunoiul de grajd îndepărtat din reactor poate fi folosit ca îngrășământ pentru sol. Astfel vei avea o producție fără deșeuri, de unde poți obține atât biogaz, cât și îngrășăminte.

Înființarea unei fabrici de biogaz pentru gunoi de grajd acasă

Pentru a construi o instalație pentru procesarea gunoiului de grajd în biogaz, veți avea nevoie de:

• recipient cu inchidere ermetica (din metal, beton, plastic) cu un volum de cel putin un metru cub;
• capac pentru reactor cu un pasaj etanș pentru mânerul agitatorului;
• material pentru izolarea termică a fundului (joacă rolul unui sistem de încălzire);
• mixer manual din materiale improvizate (puteți folosi o lopată sau un șnec cu șurub);
• conducte de derivație pentru alimentarea/extracția substratului și pentru ieșirea biogazului.

În timpul procesului de construcție, este posibil să aveți nevoie de materiale suplimentare: țevi, filtre, supape. Toate acestea pot fi găsite în magazinul de hardware. Designul este destul de simplu și îl puteți îmbunătăți pe măsură ce îl construiți.

Ca experiment, puteți încerca să faceți o instalație dintr-un butoi obișnuit de plastic. Sunt produse în volume de la 100 la 200 de litri. Butoiul va servi drept reactor. Faceți două găuri în el pentru intrarea și ieșirea țevilor. Intrarea se face mai aproape de jos, iar ieșirea se face de sus. Diametrul orificiilor depinde de diametrul duzelor utilizate. Țevile din plastic pot fi cumpărate de la un magazin de hardware. Le introducem în găuri și le izolăm în siguranță. O țeavă de admisie cu o cot (cu un conector) este potrivită, iar o țeavă dreaptă scurtă este potrivită pentru ieșire.

Rolul rezervorului pentru biogazul rezultat este dat unei capacități mai mici. De exemplu, puteți lua o găleată cu un volum de 20 de litri. Găleata este fixată cu o supapă de instalații sanitare. Din el ducem tubul la un suport metalic cu supapă, de unde va fi eliberat gazul.

Nu uitați de izolarea termică a butoiului. Poate fi împachetat cu vată minerală, spumă de polietilenă sau orice alt material. Cel mai bine este să puneți butoiul la soare pentru a crește temperatura din interiorul reactorului. Adormim în interiorul materiilor prime în raport de 0,7 litri de apă la 1 kg de gunoi de grajd. Punem orice recipient potrivit pentru îndepărtarea nămolului, punem o găleată deasupra și așteptăm fermentarea. Așteptăm de aproximativ trei săptămâni primul lot de biogaz de acasă. Rețineți că metanul trebuie curățat de dioxid de carbon înainte de utilizare. Un filtru special, care este vândut în magazin ca „filtru pentru curățarea aerului comprimat, dioxidului de carbon și aburului”, va face față acestei sarcini.

Biogaz din gunoi de grajd: construirea unei uzine subterane

O altă modalitate ușoară de a vă construi propria instalație de dejecții în biogaz este construirea unui sistem subteran. Mai întâi trebuie să săpați o groapă cu un volum de cel puțin un metru cub. Pereții și fundul său sunt umpluți cu beton de argilă expandată. Din pereții opuși, iese o țeavă pentru alimentarea cu biomasă și îndepărtarea nămolului. Conducta de evacuare trebuie să fie situată mai aproape de partea inferioară, iar conducta de admisie trebuie să fie la 50 cm deasupra fundului. Capătul conductei de evacuare este adus la recipientul de deșeuri. Capătul conductei de admisie ar trebui să fie amplasat astfel încât să vă fie convenabil să pompați noi materii prime prin ea.

Partea superioară a acestui „buncăr” este un rezervor de gaz bombat sau în formă de con. Cel mai ușor este să o faci din foi de metal sau zidărie. În partea de sus a rezervorului de gaz, sunt montate o trapă etanșă și o conductă de gaz cu etanșare pentru apă. Vă sfătuim să asigurați prezența unei piese atât de importante precum o supapă de limitare a presiunii. Va asigura siguranta la lucrul cu instalatia si va mentine presiunea optima in interiorul reactorului.

Amestecarea substratului într-o astfel de instalație are loc după principiul barbotare. Pentru a face acest lucru, luați câteva țevi de plastic și faceți cât mai multe găuri în ele. Apoi fixați conductele din interiorul reactorului în poziție verticală. Când gazul crește, va emite bule, care la ieșire vor începe să fiarbă în substrat, amestecându-l astfel.

Biogaz din gunoi de grajd - o investiție profitabilă

Pentru cei care nu sunt pregătiți să facă o astfel de cameră, există întotdeauna o altă cale de ieșire - puteți cumpăra una gata făcută. Construcția instalației va necesita totuși o mică investiție din partea dvs. Dacă nu ai încredere în abilitățile tale sau nu ai toate materialele, este indicat să cumperi pur și simplu o instalație din PVC. Ca urmare, vă organizați în continuare producția de acasă pentru procesarea gunoiului de grajd și producerea de biogaz.

Creșterea constantă a costului transportatorilor de energie tradiționali îi împing pe meșteri de acasă să creeze echipamente de casă care vă permit să obțineți biogaz din deșeuri cu propriile mâini. Cu această abordare a agriculturii, este posibilă nu numai obținerea de energie ieftină pentru încălzirea casei și alte nevoi, dar și organizarea procesului de reciclare a deșeurilor organice și obținerea de îngrășăminte gratuite pentru aplicarea ulterioară în sol.

Biogazul produs în exces, precum și îngrășămintele, pot fi vândute la valoarea de piață către consumatorii interesați, transformând în bani ceea ce este literalmente „întins sub picioare”. Marii fermieri își permit să cumpere instalații de biogaz prefabricate. Costul unui astfel de echipament este destul de mare. Cu toate acestea, randamentul exploatării sale corespunde investițiilor realizate. Instalațiile mai puțin puternice care funcționează pe același principiu pot fi asamblate singure din materialele și piesele disponibile.

Ce este biogazul și cum se produce?

Ca urmare a procesării biomasei se obține biogaz

Biogazul este clasificat drept combustibil ecologic. În ceea ce privește caracteristicile sale, biog este în multe privințe similar cu gazul natural produs la scară industrială. Tehnologia de producere a biogazului poate fi reprezentată astfel:

• într-un recipient special numit bioreactor, procesul de prelucrare a biomasei are loc cu participarea bacteriilor anaerobe în condiții de fermentație fără aer pentru o anumită perioadă, a cărei durată depinde de volumul de materii prime încărcate;
• ca urmare, se eliberează un amestec de gaze, format din 60% metan, 35% dioxid de carbon, 5% alte substanțe gazoase, printre care se află hidrogen sulfurat în cantitate mică;
• gazul rezultat este retras în mod constant din bioreactor și, după curățare, este trimis pentru utilizarea prevăzută;
• deșeurile procesate, devenite îngrășământ de înaltă calitate, sunt scoase periodic din bioreactor și duse pe câmp.

Diagrama vizuală a procesului de producere a biocombustibililor

Pentru a stabili producția continuă de biogaz la domiciliu, trebuie să dețineți sau să aveți acces la întreprinderi agricole și zootehnice. Este profitabil din punct de vedere economic să se angajeze în producția de biogaz numai dacă există o sursă de aprovizionare gratuită cu gunoi de grajd și alte deșeuri organice de origine animală.

Încălzirea cu gaz este încă cea mai fiabilă metodă de încălzire. Puteți afla mai multe despre gazeificarea autonomă în următorul material:

Tipuri de bioreactoare

Instalațiile pentru producția de biogaz diferă în ceea ce privește tipul de încărcare a materiilor prime, colectarea gazului rezultat, amplasarea reactorului față de suprafața pământului și materialul de fabricație. Betonul, cărămida și oțelul sunt cele mai potrivite materiale pentru construirea bioreactoarelor.

În funcție de tipul de încărcare, se disting bioinstalațiile, în care o porțiune dată de materii prime este încărcată și trece printr-un ciclu de procesare, apoi este complet descărcată. Producția de gaze în aceste unități este instabilă, dar orice fel de materie primă poate fi încărcată în ele. De regulă, au o aranjare verticală și ocupă puțin spațiu.

O porțiune de deșeuri organice este încărcată zilnic în sistemul de al doilea tip și se descarcă o porție de îngrășăminte fermentate gata preparate, egală cu acesta în volum. Amestecul de lucru rămâne întotdeauna în reactor. Așa-numita instalație de încărcare continuă produce în mod constant mai mult biogaz și este foarte populară în rândul fermierilor. Practic, aceste reactoare sunt amplasate orizontal și sunt convenabile dacă există spațiu liber pe șantier.

Tipul selectat de colectare a biogazului determină caracteristicile de proiectare ale reactorului.

• sistemele de baloane constau dintr-un cilindru din cauciuc sau plastic rezistent la căldură în care sunt combinate un reactor și un suport de gaz. Avantajele acestui tip de reactoare sunt simplitatea proiectării, încărcarea și descărcarea materiilor prime, ușurința de curățare și transport și costul redus. Dezavantajele includ o durată de viață scurtă, 2-5 ani, posibilitatea de deteriorare ca urmare a influențelor externe. Reactoarele cu rezervor includ și instalații de tip canal, care sunt utilizate pe scară largă în Europa pentru procesarea deșeurilor lichide și a apelor uzate. Un astfel de top din cauciuc este eficient la temperaturi ambientale ridicate și nu există riscul de deteriorare a cilindrului. Designul cu dom fix are un reactor complet închis și un rezervor de completare pentru evacuarea dejecțiilor. Gazul se acumulează în dom, la încărcarea următoarei porțiuni de materie primă, masa prelucrată este împinsă în rezervorul de compensare.
• Biosistemele cu dom plutitor constau dintr-un bioreactor monolitic situat în subteran și un suport de gaz mobil care plutește într-un buzunar special de apă sau direct în materie primă și se ridică sub acțiunea presiunii gazului. Avantajul unui dom plutitor este ușurința în funcționare și capacitatea de a determina presiunea gazului în funcție de înălțimea domului. Aceasta este o soluție excelentă pentru o fermă mare.
• Atunci când alegeți o instalație subterană sau supraterană, este necesar să se țină cont de panta reliefului, care facilitează încărcarea și descărcarea materiilor prime, izolarea termică îmbunătățită a structurilor subterane, care protejează biomasa de fluctuațiile zilnice de temperatură și face procesul de fermentare mai stabil.

Designul poate fi echipat cu dispozitive suplimentare pentru încălzirea și amestecarea materiilor prime.

Este profitabil să faci un reactor și să folosești biogaz?

Construcția unei centrale de biogaz are următoarele obiective:

• producerea de energie ieftină;
• producerea de îngrășăminte ușor digerabile;
• economii la racordarea la canalizare scumpă;
• prelucrarea deșeurilor menajere;
• posibil profit din vânzarea de gaze;
• reducerea intensității mirosurilor neplăcute și îmbunătățirea situației de mediu din teritoriu.

Graficul rentabilității producției și utilizării biogazului

Pentru a evalua beneficiile construirii unui bioreactor, un proprietar prudent ar trebui să ia în considerare următoarele aspecte:

• costul bioinstalației este o investiție pe termen lung;
• echipamentele de biogaz de casă și instalarea unui reactor fără implicarea unor specialiști terți vor costa mult mai puțin, dar eficiența acestuia este mai mică decât cea a unei fabrici scumpe;
• pentru a menține o presiune stabilă a gazului, fermierul trebuie să aibă acces la deșeurile animale în cantități suficiente și pentru o perioadă lungă de timp. In cazul preturilor mari la energie electrica si gaze naturale sau lipsa posibilitatii de gazificare, utilizarea instalatiei devine nu numai profitabila, ci si necesara;
• pentru fermele mari cu bază proprie de materie primă, o soluție profitabilă ar fi includerea unui bioreactor în sistemul de sere și ferme de vite;
• pentru fermele mici, eficiența poate fi crescută prin instalarea mai multor reactoare mici și încărcarea materiilor prime la intervale diferite. Acest lucru va ajuta la evitarea întreruperilor în alimentarea cu gaz din cauza lipsei de materie primă.

Cum să construiți singur un bioreactor

Decizia privind construcția a fost luată, acum este necesar să se proiecteze instalația și să se calculeze materialele, uneltele și echipamentele necesare.

Important! Rezistența la medii agresive acide și alcaline este principala cerință pentru materialul bioreactorului.

Dacă este disponibil un rezervor metalic, acesta poate fi utilizat cu condiția ca acesta să aibă un strat protector împotriva coroziunii. Atunci când alegeți un recipient din metal, acordați atenție prezenței sudurilor și rezistenței acestora.

O opțiune durabilă și convenabilă - un recipient de polimer. Acest material nu va putrezi sau rugini. Un butoi cu pereți groși rigidi sau întăriți va rezista perfect la sarcină.

Cea mai ieftină modalitate este de a așeza un recipient de cărămidă sau piatră, blocuri de beton. Pentru a crește rezistența, pereții sunt întăriți și acoperiți în interior și în exterior cu un strat de impermeabilizare multistrat și etanș la gaz. Tencuiala trebuie să conțină aditivi care să ofere proprietățile dorite. Cea mai bună formă care va rezista la toate sarcinile de presiune este ovală sau cilindrică.

La baza acestui container este prevăzută o deschidere prin care va fi îndepărtat materialul rezidual. Această gaură trebuie să fie bine închisă, deoarece sistemul funcționează eficient numai în condiții de etanșare.

Calculul instrumentelor și materialelor necesare

Pentru a așeza un container de cărămidă și a aranja întregul sistem, veți avea nevoie de următoarele instrumente și materiale:

• recipient pentru amestecarea mortarului de ciment sau a betonierei;
• burghiu cu duza mixer;
• piatră zdrobită și nisip pentru dispozitivul unei perne de drenaj;
• lopată, bandă de măsurare, mistrie, spatulă;
• cărămidă, ciment, apă, nisip fin, armătură, plastifiant și alți aditivi necesari;
• aparat de sudura si elemente de fixare pentru montarea tevilor si componentelor metalice;
• filtru de apă și recipient cu așchii de metal pentru purificarea gazelor;
• cilindri de anvelope sau rezervoare standard de stocare a gazului propan.

Dimensiunea unui rezervor de beton este determinată din cantitatea de deșeuri organice care apare zilnic într-o curte sau fermă privată. Funcționarea completă a bioreactorului este posibilă dacă acesta este umplut la două treimi din volumul disponibil.

Să determinăm volumul reactorului pentru o fermă privată mică: dacă există 5 vaci, 10 porci și 40 de găini, atunci pe zi din viața lor un așternut de 5 x 55 kg + 10 x 4,5 kg + 40 x 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Pentru a aduce gunoi de grajd de pui la conținutul de umiditate necesar de 85%, adăugați 5 litri de apă. Greutate totală = 331,8 kg. Pentru prelucrare în 20 de zile este necesar: ​​331,8 kg x 20 \u003d 6636 kg - aproximativ 7 cuburi numai pentru substrat. Acesta este două treimi din volumul necesar. Pentru a obține rezultatul, aveți nevoie de 7x1,5 \u003d 10,5 metri cubi. Valoarea rezultată este volumul necesar al bioreactorului.

Amintiți-vă că nu va funcționa pentru a produce o cantitate mare de biogaz în recipiente mici. Producția depinde direct de masa deșeurilor organice procesate în reactor. Deci, pentru a obține 100 de metri cubi de biogaz, trebuie să procesați o tonă de deșeuri organice.

Pregătirea unui site pentru un dispozitiv bioreactor

Amestecul organic încărcat în reactor nu trebuie să conțină antiseptice, detergenți, substanțe chimice care sunt dăunătoare vieții bacteriilor și încetinesc producția de biogaz.

Important! Biogazul este inflamabil și exploziv.

Pentru funcționarea corectă a bioreactorului, este necesar să se respecte aceleași reguli ca și pentru orice instalație de gaz. Dacă echipamentul este etanș, biogazul este descărcat în rezervorul de gaz în timp util, atunci nu vor fi probleme.

Dacă presiunea gazului depășește norma sau se va otrăvi dacă etanșeitatea este spartă, există riscul unei explozii, de aceea se recomandă instalarea senzorilor de temperatură și presiune în reactor. Inhalarea biogazului este, de asemenea, periculoasă pentru sănătatea umană.

Cum se asigură activitatea biomasei

Puteți accelera procesul de fermentare a biomasei prin încălzirea acesteia. De regulă, în regiunile sudice nu apare o astfel de problemă. Temperatura ambiantă este suficientă pentru activarea naturală a proceselor de fermentație. În regiunile cu condiții climatice dure iarna, fără încălzire, este în general imposibil să exploatezi o instalație de biogaz. La urma urmei, procesul de fermentație începe la o temperatură care depășește 38 de grade Celsius.

Există mai multe moduri de a organiza încălzirea unui rezervor de biomasă:

• conectați o bobină situată sub reactor la sistemul de încălzire;
• instalați elemente electrice de încălzire la baza rezervorului;
• asigura incalzirea directa a rezervorului prin folosirea incalzitoarelor electrice.

Bacteriile care afectează producția de metan sunt latente în materia primă în sine. Activitatea lor crește la un anumit nivel de temperatură. Instalarea unui sistem automat de încălzire va asigura desfășurarea normală a procesului. Automatizarea va porni echipamentul de încălzire când următorul lot rece intră în bioreactor și apoi îl va opri când biomasa se încălzește la un nivel de temperatură predeterminat.

Sisteme similare de control al temperaturii sunt instalate în cazanele de apă caldă, astfel încât acestea pot fi achiziționate de la magazinele specializate în vânzarea de echipamente pe gaz.

Diagrama prezintă întregul ciclu, începând de la încărcarea materiilor prime solide și lichide și terminând cu îndepărtarea biogazului către consumatori.

Este important să rețineți că puteți activa producția de biogaz acasă, amestecând biomasa în reactor. Pentru aceasta, este realizat un dispozitiv care este structural similar cu un mixer de uz casnic. Dispozitivul poate fi pus în mișcare printr-un arbore, care este scos printr-un orificiu situat în capacul sau pereții rezervorului.

Ce autorizații speciale sunt necesare pentru instalarea și utilizarea biogazului

Pentru construirea și exploatarea unui bioreactor, precum și pentru utilizarea gazului rezultat, este necesar să se aibă grijă de obținerea avizelor necesare în faza de proiectare. Coordonarea trebuie să fie trecută cu serviciul de gaze, pompieri și Rostekhnadzor. În general, regulile de instalare și funcționare sunt similare cu regulile de utilizare a echipamentelor convenționale cu gaz. Construcția trebuie efectuată strict conform SNIP-urilor, toate conductele trebuie să fie galbene și să aibă marcajele corespunzătoare. Sistemele gata fabricate din fabrică sunt de câteva ori mai scumpe, dar au toate documentele însoțitoare și îndeplinesc toate cerințele tehnice. Producătorii oferă garanții pentru echipamente și service și își repară produsele.

O instalație de biogaz autofabricată poate economisi costurile cu energie, care ocupă o pondere mare în determinarea costului produselor agricole. O scădere a costurilor de producție va afecta creșterea profitabilității unei ferme sau a unei ferme private. Acum că știți cum să obțineți biogaz din deșeurile existente, rămâne doar să puneți ideea în practică. Mulți fermieri au învățat de mult să facă bani din gunoi de grajd.

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

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

Mecanismul de acțiune al instalațiilor de biogaz

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

În reactor, sub influența bacteriilor anaerobe, biomasa se descompune rapid. În timpul fermentației materiilor prime organice se eliberează biogaz. Aproximativ 70% din compoziția unui astfel de gaz este metan, restul este dioxid de carbon.

Biogazul se caracterizează prin putere calorică excelentă, nu are miros și culoare pronunțate. În ceea ce privește proprietățile sale, biogazul nu este practic cu nimic inferior gazului natural mai tradițional.

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

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

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

Pentru comparație: 1 m3 de biogaz din gunoi de grajd oferă aproximativ aceeași cantitate de energie termică ca 3,5 kg de lemn de foc, 1-2 kg de cărbune, 9-10 kWh de energie electrică.

Cea mai simplă rețetă de amestec de biogaz include următoarele componente:

• bălegar de vacă - aproximativ 1500 kg;
• frunze putrezite sau alte deșeuri organice - 3500 kg;
• apă - 65-75% din masa totală a componentelor anterioare. Preîncălziți apa la aproximativ 35 de grade.

Această cantitate de biomasă va fi suficientă pentru a produce biogaz pentru o jumătate de an de funcționare cu consum moderat. În medie, biogazul începe să fie eliberat în 1,5-2 săptămâni după încărcarea amestecului în instalație.

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

Construcția unei instalații tipice de biogaz

instalație de biogaz

Principalele componente ale unui sistem complet de biogaz sunt:

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

O instalație casnică va avea un design oarecum simplificat, totuși, pentru o percepție completă, sunteți invitat să citiți descrierea tuturor elementelor enumerate.

Instalații de biogaz

Reactor

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

În prezent, cele mai populare sunt reactoarele de design pliabile realizate folosind tehnologii inovatoare. Un astfel de reactor poate fi asamblat cu ușurință cu propriile mâini în timp minim. Dacă este necesar, este la fel de ușor de dezasamblat și transportat în alt loc.

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

Sistem de alimentare cu biomasă

Această parte a instalației include un recipient de primire a deșeurilor, o conductă de alimentare cu apă și o pompă cu șurub concepută pentru a trimite humusul în reactor.

Un încărcător frontal este utilizat pentru a încărca componenta uscată în buncăr. Acasă, această sarcină poate fi făcută fără încărcător, folosind diverse mijloace improvizate, de exemplu, lopeți.

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

Agitatoare

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

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

Mixerele înclinate sunt montate pe suprafețele laterale ale reactorului. Un motor electric este responsabil pentru rotirea șurubului din fermentator.

Sistem automat de incalzire

Pentru producerea cu succes a biogazului, temperatura din interiorul sistemului trebuie menținută la +35-+40 de grade. Pentru aceasta, sistemele automate de încălzire sunt incluse în proiectare.

Sursa de caldura in acest caz este un cazan de apa calda, in unele situatii se folosesc unitati de incalzire electrice.

suport de gaz

suport de gaz

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

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

suport de gaz

În unele situații, în locul unui rezervor de gaz convențional, se folosesc pungi speciali. De asemenea, aceste dispozitive vă permit să creșteți temporar cantitatea de biogaz produsă.

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

Separator

Separator

Această parte a sistemului este responsabilă pentru uscarea humusului uzat și obținerea, dacă este necesar, de îngrășăminte de înaltă calitate.

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

Apăsați separatorul de șuruburi

Humusul scurs este trimis în compartimentul de transport. Sistemul trimite partea lichidă înapoi în camera de primire. Aici, lichidul este aplicat pentru a umezi noua materie primă.

Cea mai simplă instalație de biogaz făcută de tine

Instalație de biogaz pentru casă

O instalație casnică de biogaz va avea un design oarecum simplificat, dar fabricarea ei trebuie abordată cu cea mai mare responsabilitate.

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

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

Al doilea pas. Echipați un sistem de evacuare a gazelor. Acest lucru vă scutește de bătaia de cap de a cumpăra și instala agitatoare, ceea ce economisește timp și bani la asamblarea instalației.

Cea mai simplă versiune a sistemului de drenaj a gazelor este țevile de canalizare din PVC fixate vertical, cu multe orificii în corp.

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

Al treilea pas. Acoperiți stratul exterior al substratului cu folie izolatoare. Datorită filmului, se vor crea condiții pentru acumularea de biogaz sub dom în condiții de ușoară suprapresiune.

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

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

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

Randament specific mediu de biogaz

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

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

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

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

Astfel, chiar și gunoiul de grajd și, în principiu, aproape tot ce ai încercat anterior să scapi cu toată puterea ta poate fi de folos în fermă. Trebuie doar să construiți corect o instalație de biogaz acasă și foarte curând casa dumneavoastră va fi caldă. Urmați recomandările primite și nu va mai trebui să cheltuiți sume uriașe pe încălzire.

Munca de succes!

Citiți și pe site-ul nostru un articol - instalație hidroponică do-it-yourself.

Video - Instalație de biogaz DIY

svoimi-rykami.ru

Instalație de biogaz pe cont propriu

Articolul despre producția de biogaz a prezentat bazele teoretice pentru producerea de gaz metan din biomasă prin digestie anaerobă.

A fost explicat rolul bacteriilor în transformarea pas cu pas a substanțelor organice, cu o descriere a condițiilor necesare pentru producerea cât mai intensivă de biogaz. În acest articol vor fi date implementări practice ale instalațiilor de biogaz, cu o descriere a unor proiecte improvizate.

Pe măsură ce prețurile la energie cresc și mulți proprietari de animale și mici ferme au probleme cu eliminarea deșeurilor, complexele industriale de biogaz și instalațiile mici de biogaz pentru o casă privată au apărut pe piață. Folosind motoarele de căutare, utilizatorul de internet poate găsi cu ușurință o soluție accesibilă la cheie care să răspundă nevoilor instalației de biogaz și prețului acesteia, să ia legătura cu furnizorii de echipamente și să convină asupra construcției unui generator de biogaz la domiciliu sau la fermă.

Complex industrial de biogaz

Bioreactor - baza unei instalații de biogaz

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

Biogazul colectat exercită presiune asupra cilindrului, făcându-l să se ridice deasupra rezervorului. Astfel, clopotul îndeplinește și funcția de rezervor de gaz - o stocare temporară a gazului rezultat.

Bioreactor cu dom plutitor

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

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

Un alt exemplu de bioreactor cu dom plutitor

Pentru a preveni poluarea mediului și a elimina mirosurile neplăcute, reactoarele instalațiilor de biogaz pentru industrii casnice și mari au un design cu dom fix. Forma structurii în procesul de formare a gazului nu contează foarte mult, dar atunci când se utilizează un cilindru cu un acoperiș în formă de cupolă, se realizează economii semnificative la materialele de construcție. Bioreactoarele cu dom fix sunt echipate cu duze pentru adăugarea de noi porțiuni de biomasă și îndepărtarea substratului uzat.

O variație a bioreactorului cu dom fix

Principalele tipuri de instalații de biogaz

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

• Porțiune, cu o singură încărcare din întreaga biomasă, și cu descărcare completă ulterioară după prelucrarea materiilor prime. Principalul dezavantaj al acestui tip de bioreactoare este eliberarea neuniformă de gaz în timpul prelucrării substratului;
• încărcarea și descărcarea continuă a materiilor prime, datorită cărora se realizează o eliberare uniformă a biogazului. Datorită designului bioreactorului, în timpul încărcării și descărcării, producția de biogaz nu se oprește și nu există scurgeri, deoarece duzele prin care se realizează adăugarea și îndepărtarea biomasei sunt realizate sub forma unui sigiliu de apă care previne gazul. de la evadare.

Exemplu de bioreactor în loturi

Reactoarele de biogaz în loturi pot fi de orice tip care împiedică scurgerea gazului. Așadar, de exemplu, la un moment dat, în Australia, rezervoarele cu canal cu un acoperiș gonflabil elastic erau populare, unde o ușoară suprapresiune în interiorul bioreactorului umfla o bula de polipropilenă durabilă. La atingerea unui anumit nivel de presiune în interiorul bioreactorului, compresorul a fost pornit, pompând biogazul generat.

Bioreactoare cu canal cu suport flexibil pentru gaz

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

Bioreactor cu canal mare cu rezervor flexibil de gaz

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

Bioreactoarele de tip uscat arată ca un garaj etanș cu ușile care se închid etanș. Biomasa este încărcată în reactor cu ajutorul unui încărcător frontal și rămâne în această stare până la finalizarea ciclului complet de generare a gazului (aproximativ jumătate de an), fără a fi necesară adăugarea substratului și amestecarea acestuia.

Bioreactor în loturi încărcat printr-o ușă închisă ermetic

Instalație de biogaz DIY

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

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

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

Desen al unui rezervor de gaz realizat din camere de tractor

În videoclipul de mai jos, un pasionat al producției de biogaz de casă, folosind exemplul butoaielor umplute cu excremente de păsări, demonstrează posibilitatea obținerii efective de gaz combustibil acasă, procesând deșeurile de pasăre în îngrășământ util. Singurul lucru care poate fi adăugat la designul descris în acest videoclip este că trebuie să puneți un manometru și o supapă de siguranță pe un bioreactor de casă.

Calcule ale productivității bioreactorului

Cantitatea de biogaz este determinată de masa și calitatea materiilor prime utilizate. Pe Internet, puteți găsi tabele care indică cantitatea de deșeuri produsă de diverse animale, dar proprietarii, care trebuie să îndepărteze gunoiul de grajd în fiecare zi, nu au nevoie de această teorie, deoarece cunosc cantitatea și masa viitorului substrat prin intermediul lor. propria practică. Pe baza disponibilității materiilor prime regenerabile în fiecare zi, este posibil să se calculeze volumul necesar al bioreactorului și producția zilnică de biogaz.

Tabel de obținere a cantității de gunoi de grajd de la unele animale cu un calcul aproximativ al randamentului de biogaz

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

De asemenea, este posibil să se construiască rezervorul principal al instalației de biogaz de acasă din fier acoperit cu material anticoroziv. Bioreactoarele industriale mici sunt adesea fabricate din rezervoare de plastic de mare volum, rezistente chimic.

Construcția unui bioreactor de zidărie

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

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

Nevoia de pompare și curățare a biogazului

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

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

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

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

Ca o alternativă la utilizarea obligatorie a unui rezervor de gaz, poate fi perceput un bioreactor cu dom plutitor îmbunătățit. Îmbunătățirea constă în adăugarea unui deflector concentric care formează un buzunar de apă care acționează ca o etanșare de apă și împiedică biomasa să intre în contact cu aerul. Presiunea din interiorul cupolei plutitoare va depinde de greutatea acestuia. Prin trecerea gazului prin sistemul de purificare și reductor, acesta poate fi folosit într-o sobă de uz casnic, evacuat periodic din bioreactor.

Bioreactor cu dom plutitor și buzunar de apă

Măcinarea și amestecarea substratului în bioreactor

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

1. agitatoare mecanice actionate de un motor electric sau manual;
2. amestecarea circulară cu o pompă sau elice care pompează substratul în interiorul bioreactorului;
3. amestecarea prin barbotare prin suflarea biogazului deja existent în biomasa lichidă. Dezavantajul acestei metode este formarea de spumă pe suprafața substratului.

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

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

Acest bioreactor are un agitator mecanic

Încălzirea substratului în instalații de biogaz mezofile și termofile

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

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

Sistemul electric și de încălzire a apei a bioreactorului

Încălzirea substratului în bioreactor cu ajutorul elementelor de încălzire va fi benefică doar dacă există energie electrică alternativă obținută de la un generator eolian sau panouri solare. În acest caz, elementele de încălzire pot fi conectate direct la generator sau baterie, ceea ce va exclude convertizoarele de tensiune scumpe din circuit. Pentru a reduce pierderile de căldură și a reduce costul încălzirii substratului în bioreactor, este necesar să îl izolăm cât mai mult posibil folosind diferite încălzitoare.

Izolarea bioreactorului cu material termoizolant

Experiențe practice care sunt inevitabile atunci când construiești centrale de biogaz cu propriile mâini

Oricâtă literatură ar citi un pasionat începător al producției independente de biogaz și oricâte videoclipuri vizionează, în practică va trebui să înveți singur multe, iar rezultatele, de regulă, vor fi departe de cele calculate.

Prin urmare, mulți maeștri începători urmează calea experimentelor independente în obținerea biogazului, începând cu containerele mici, determinând cât de mult gaz din materiile prime disponibile este produs de mica lor uzină experimentală de biogaz. Prețurile componentelor, producția de metan și costurile viitoare ale construirii unei centrale complete de biogaz vor determina viabilitatea și fezabilitatea acesteia.

În videoclipul de mai sus, maestrul demonstrează capacitățile instalației sale de biogaz, observând cât de mult biogaz va fi produs într-o zi. În cazul lui, la pomparea a opt atmosfere în recipientul compresorului, volumul gazului rezultat după recalculări, ținând cont de volumul rezervorului de 24 l, va fi de aproximativ 0,2 m².

Această cantitate de biogaz obținută dintr-un butoi de 200 de litri nu este semnificativă, dar, așa cum se arată în următorul videoclip al acestui vrăjitor, această cantitate de gaz este suficientă pentru o oră de ardere a unui arzător aragaz (15 minute înmulțite cu patru atmosfere dintr-un cilindru). , care este de două ori dimensiunea receptorului).

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

infoelectric.ru

Biogaz de bricolaj: tehnologie pentru obținerea de combustibil alternativ din deșeurile biologice

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

Alături de centralele solare și eoliene au apărut instalații pentru obținerea combustibililor gazoși numiți biogaz din deșeuri organice.

O caracteristică remarcabilă a acestei tehnologii este simplitatea ei: oricine o poate implementa la scară mică. Așadar, biogazul „do-it-yourself” – despre asta va fi vorba.

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

După cum sugerează și numele, componenta principală a biogazului este metanul, care este conținut și în gazul natural. În biogaz, acesta reprezintă 60% din volumul total. Aproximativ o treime (35%) este dioxid de carbon, restul de 5% sunt alte gaze, de exemplu, hidrogen sulfurat.

Schema schematică a unei instalații de biogaz

De unde provin aceste microorganisme minunate? Sunt o microfloră naturală care trăiește în intestinele vitelor și își descompune conținutul. Aceste bacterii sunt transportate afară cu gunoi de grajd, care este folosit pentru a alimenta noua centrală de generare a gazelor.

Atunci când microbii sunt stabiliți într-un nou loc de reședință, „meniul” lor poate fi diversificat cu alte deșeuri. Orice materie organică va face: excrementele altor animale și păsări, plante și rumeguș, deșeuri din industria alimentară. Toate acestea sunt supuse fermentației cu formarea de biogaz. În același timp, materia primă se transformă în cel mai valoros îngrășământ.

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

Factori care afectează producția de biogaz

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

Tipul materiei prime

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

Gunoi de grajd - materie prima pentru biogaz

Temperatura

Odată cu creșterea temperaturii, productivitatea bacteriilor crește. În funcție de regimul de temperatură, generatoarele de gaz sunt împărțite în trei tipuri.

Psihrofil

Acestea sunt instalații fără încălzire, în care temperatura se menține în intervalul de la 18 la 25 de grade. În prezent, ele nu sunt aproape niciodată folosite.

mezofilă

Datorită încălzirii, regimul de temperatură este menținut în intervalul de la 25 la 40 de grade.

Avantaje:

• consum redus de energie;
• compoziția de aminoacizi a îngrășămintelor este cea mai utilă.

Defecte:

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

termofilă

Se aplică încălzire intensivă, temperatura depășește 40 de grade.

Avantaje:

• performanta ridicata;
• bacteriile patogene mor.

Defecte:

• costuri mari cu energia;
• îngrășăminte de calitate scăzută.

Bioreactor termofil pe gunoi de grajd

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

• datorita cresterii costurilor cu energia, profitabilitatea instalatiei va scadea;
• pe măsură ce temperatura crește, crește și cantitatea de amoniac liber.

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

Metabolismul și libertatea de mișcare

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

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

Timp de fermentare

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

Cu o expunere excesiv de lungă, productivitatea este redusă și din cauza lipsei de nutrienți.

În medie, timpul optim de fermentare este:

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

Echilibrul acido-bazic

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

Raportul carbon/azot

Valoarea optimă depinde din nou de materia primă. Carbonul ar trebui să fie de 10 până la 20 de ori mai mult decât azotul.

Comparația biogazului cu combustibilii mai tradiționali

Punctele forte ale acestei tehnologii includ:

1. Materia prima folosita pentru producerea biogazului este o resursa inepuizabila si este gratuita.
2. Energia biogazului nu este legată de un loc anume - materiile prime pentru instalare pot fi găsite în orice regiune.
3. Gamă largă de aplicații: biogazul poate acționa ca sursă de căldură, electricitate și combustibil pentru motor.

În ceea ce privește costurile de construcție (3-4 mii euro pe kW de capacitate), centralele de biogaz sunt între stațiile nucleare (5 mii euro pe 1 kW) și pe cărbune (2 mii euro pe 1 kW).

Uzina de biogaz

În practică, s-a dovedit că cu cât puterea instalației este mai mare, cu atât energia generată cu ajutorul acesteia este mai ieftină. De asemenea, profitabilitatea depinde de tipul de materii prime folosite.

Schema de organizare a producției de biogaz la domiciliu

La construirea unui generator de gaz cu o capacitate mai mare de 10 MW, care funcționează cu deșeuri alimentare, va fi necesar să cheltuiți aproximativ 2 mii de euro pentru fiecare kW de putere; totodată, o centrală cu o capacitate de până la 1 MW, care utilizează ca materie primă bălegar de vacă, va costa 7 mii de euro pe 1 kW.

Unitatea este formată din mai multe unități tehnologice.

Reactor

Reprezintă capacitatea integrală din beton armat tapițat cu izolație termică cu mai multe deschideri tehnologice. Reactorul trebuie să fie închis ermetic pentru a preveni intrarea aerului în interiorul său.

Sistem de alimentare cu biomasă

Pentru a încărca materii prime, fabrica este dotată cu un buncăr. Deșeurile sunt alimentate aici manual sau cu ajutorul unui transportor.

De asemenea, o conductă cu apă caldă este alimentată în reactor.

Agitatoare

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

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

Motorul poate fi pornit manual sau automat.

Sistem automat de incalzire

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

suport de gaz

Acesta este un recipient în care intră biogazul generat în reactor.

Separator

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

Cea mai simplă instalație de biogaz pentru casă

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

Pentru construcția sa veți avea nevoie de:

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

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

Schema de instalare

În cea mai simplă versiune, generatorul de gaz nu este echipat cu dispozitiv de încălzire și amestecare. Lucrările la construcția instalației se desfășoară în următoarea secvență:

1. Este săpată o groapă de dimensiuni suficiente, al cărei fund este betonat.
2. Mai multe inele de beton armat sunt coborâte în groapă unul după altul, formând din ele un rezervor cilindric. Toate îmbinările trebuie sigilate cu mastic bituminos.
3. Recipientul de beton este lipit cu izolație termică și hidroizolație, după care se procedează la umplerea gropii.
4. Un capac cu o trapă de încărcare bine închisă este plasat deasupra reactorului. În timpul fermentației materiilor prime în reactor, se formează o presiune ridicată, astfel încât capacul poate fi asigurat cu cabluri pentru fiabilitate. Nu va fi de prisos să instalați în ea o supapă de siguranță cu o contragreutate sub forma unei greutăți.
5. Este necesar să atașați buncărul la trapa de încărcare.
6. Rămâne să conectați conductele la reactor. În același timp, pe linia de descărcare a produsului finit trebuie instalat un sigiliu de apă.

Biomasa se prepară după cum urmează:

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

Pentru a crește productivitatea, se poate aplica o schemă de instalare mai avansată, inclusiv încălzirea apei. Un cazan de apă caldă care funcționează cu combustibilul produs de centrală va acționa ca generator de căldură.

Instalație de biogaz DIY - desen

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

După cum a arătat practica, o încărcătură de 5 tone de biomasă permite timp de 6 luni să primească o medie de aproximativ 40 de metri cubi pe zi. m de combustibil gazos.

Videoclip înrudit

Niciun comentariu încă

microclimat.pro

Instalație de biogaz pentru o casă privată: recomandări pentru dispozitiv și un exemplu de amenajare de casă

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

De ce aveți nevoie pentru a obține biogaz

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

Prin proprietățile sale, practic nu diferă de gazul natural, care este folosit pentru nevoi industriale și casnice.

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

Biogazul este un combustibil prietenos cu mediul, iar tehnologia de producere a acestuia nu are un impact deosebit asupra mediului. Mai mult, ca materie primă pentru biogaz, se folosesc deșeuri care trebuie eliminate. Ele sunt plasate într-un bioreactor unde are loc procesarea:

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

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

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

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

În mod ideal, bioreactorul ar trebui să fie încălzit. La fiecare 10 grade de căldură dublează producția de gaz. Deși amenajarea încălzirii necesită investiții, se plătește cu o eficiență mai mare a designului.

Echipamentele de casă pentru biogaz, asamblate din materiale improvizate, sunt mult mai ieftine decât fabricile de producție industrială. Eficiența sa este mai mică, dar corespunde pe deplin fondurilor investite. Dacă aveți acces la gunoi de grajd și dorința de a face propriile eforturi pentru a asambla și întreține structura, acest lucru este foarte benefic.

Avantajele și dezavantajele sistemului

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

• Reciclare. Datorită unei fabrici de biogaz, poți profita la maximum de gunoiul de care ar trebui să scapi oricum. Această eliminare este mai puțin periculoasă pentru mediu decât depozitul de deșeuri.
• Reînnoirea materiilor prime. Biomasa nu este cărbune sau gaz natural, a căror extracție epuizează resursele. În agricultură, materiile prime apar în mod constant.
• Cantitate relativ mică de CO2. Când se produce gaz, mediul nu este poluat, dar atunci când este folosit, o cantitate mică de dioxid de carbon este eliberată în atmosferă. Nu este periculos și nu este capabil să schimbe mediul în mod critic, deoarece. este absorbit de plante în timpul creșterii.
• Emisii moderate de sulf. Când biogazul este ars, o cantitate mică de sulf este eliberată în atmosferă. Acesta este un fenomen negativ, dar amploarea lui este cunoscută prin comparație: atunci când se arde gazul natural, poluarea mediului cu oxizi de sulf este mult mai mare.
• Muncă stabilă. Producția de biogaz este mai stabilă decât panourile solare sau morile de vânt. Dacă energia solară și eoliană nu pot fi controlate, atunci instalațiile de biogaz depind de activitatea umană.
• Puteți utiliza mai multe setări. Gazul este întotdeauna un risc. Pentru a reduce daunele potențiale în cazul unui accident, mai multe instalații de biogaz pot fi dispersate în jurul șantierului. Dacă este proiectat și asamblat corect, un sistem de mai multe fermentatoare va funcționa mai stabil decât un bioreactor mare.
• Beneficii pentru agricultura. Unele tipuri de plante sunt plantate pentru a obține biomasă. Puteți alege cele care îmbunătățesc starea solului. De exemplu, sorgul reduce eroziunea solului și îi îmbunătățește calitatea.

Biogazul are și dezavantaje. Deși este un combustibil relativ curat, încă poluează atmosfera. Pot exista și probleme cu aprovizionarea cu biomasă vegetală. Proprietarii iresponsabili de plante o recoltează adesea în moduri care epuizează pământul și perturbă echilibrul ecologic.

Cum se calculează rentabilitatea unei instalații

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

1 m3 biogazul furnizează aceeași cantitate de energie termică ca:

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

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

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

Pentru așezarea într-un bioreactor, se prepară un substrat, care include mai multe componente în următoarele proporții:

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

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

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

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

Instrucțiuni pentru autoconstrucție

Dacă nu există experiență în asamblarea sistemelor complexe, este logic să ridicați de pe net sau să dezvoltați cel mai simplu desen al unei instalații de biogaz pentru o casă privată.

Cu cât designul este mai simplu, cu atât este mai fiabil și mai durabil. Mai târziu, când abilitățile de construcție și de manipulare a sistemului devin disponibile, va fi posibilă refacerea echipamentului sau montarea unei instalații suplimentare.

Structurile industriale scumpe includ sisteme de amestecare a biomasei, încălzire automată, purificare a gazelor etc. Echipamentul de uz casnic nu este atât de dificil. Este mai bine să asamblați o instalație simplă și apoi să adăugați elemente care trebuie să apară.

Când se calculează volumul fermentatorului, merită să se concentreze pe 5 metri cubi. O astfel de instalație vă permite să obțineți cantitatea de gaz necesară pentru a încălzi o casă privată cu o suprafață de 50 de metri pătrați, dacă un cazan sau o sobă pe gaz este folosită ca sursă de căldură. Acesta este un indicator mediu, deoarece puterea calorică a biogazului nu este de obicei mai mare de 6000 kcal/m3.

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

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

Etapa 1: pregătirea unei gropi pentru un bioreactor

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

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

Cea mai bună soluție este să cumpărați inele polimerice gata făcute cu fundul gol. Vor costa mai mult decât materialele improvizate, dar nu este necesară etanșarea suplimentară. Polimerii sunt sensibili la stres mecanic, dar nu le este frică de umiditate și substanțe chimice agresive. Nu sunt reparabile, dar dacă este necesar, pot fi înlocuite cu ușurință.

Etapa 2: amenajarea scurgerii gazelor

Cumpărarea și instalarea agitatoarelor speciale pentru instalațiile de biogaz este costisitoare. Costul sistemului poate fi redus prin echiparea canalizării gazelor. Este o conductă de canalizare din polimer instalată vertical, în care s-au făcut multe găuri.

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

Când se calculează lungimea conductelor de drenaj, trebuie să se ghideze după adâncimea de umplere planificată a bioreactorului. Vârfurile țevilor trebuie să fie deasupra acestui nivel.

Etapa 3: dispunerea stratului izolator

Substratul poate fi încărcat imediat în bioreactorul finit. Este acoperit cu o peliculă astfel încât gazul eliberat în timpul procesului de fermentație să fie sub presiune ușoară. Când domul este gata, acesta va asigura alimentarea normală cu biometan prin conducta de evacuare.

Etapa 4: instalarea cupolei și a conductelor

Etapa finală a asamblarii celei mai simple instalații de biogaz este instalarea vârfului cupolei. În punctul cel mai înalt al domului, o țeavă de evacuare a gazului este instalată și trasă la suportul de gaz.

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

Capacitatea bioreactorului este închisă cu un capac etanș. Pentru a preveni amestecarea biometanului cu aerul, este echipat un sigiliu de apă. De asemenea, servește la purificarea gazelor. Este necesar să se prevadă o supapă de eliberare care să funcționeze dacă presiunea din fermentator este prea mare.

Două moduri de a încălzi bioreactorul

Microorganismele care procesează substratul sunt prezente în mod constant în biomasă, totuși, pentru reproducerea lor intensivă, este necesară o temperatură de 38 de grade și mai mult. Pentru incalzirea in perioada rece, puteti folosi o serpentina conectata la sistemul de incalzire a locuintei, sau radiatoare electrice. Prima metodă este mai rentabilă, deci este mai des folosită.

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

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

Materiale video despre asamblarea și aranjarea sistemului

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

Videoclipul arată cum funcționează o instalație standard de biogaz:

Un exemplu de instalație de biogaz de casă. Tutorial video despre aranjarea sistemului cu propriile mâini:

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

Descrierea procesului de fabricație a agitatoarelor de substrat:

O descriere detaliată a activității unui depozit de gaz improvizat:

Oricât de simplă este instalația de biogaz aleasă pentru o casă privată, nu merită să o economisești. Dacă este posibil, este mai bine să cumpărați un bioreactor pliabil de producție industrială. Dacă nu, fă-l din materiale de înaltă calitate și durabile: polimeri, beton sau oțel inoxidabil. Acest lucru va crea un sistem de alimentare cu gaz cu adevărat fiabil și sigur acasă.

sovet-ingenera.com

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