Biogas postrojenje uradi sam: Internet mitovi i ruralna stvarnost. Bioplin iz stajnjaka: koliko je isplativ i kako napraviti bioplin vlastitim rukama kod kuće

Potrebni obavezni materijali:

• dva kontejnera;
• spojne cijevi;
• ventili;
• plinski filter;
• sredstva za osiguranje nepropusnosti (ljepilo, smola, zaptivač, itd.);

poželjno:

• mješalica sa elektromotorom;
• senzor temperature;
• mjerač pritiska;

Slijed ispod je prikladan za južne regije. Za rad u bilo kojim uvjetima potrebno je dodati sistem grijanja reaktora koji će osigurati zagrijavanje posude do 40 stepeni Celzijusa i povećati toplinsku izolaciju, na primjer, zatvaranjem konstrukcije staklenikom. Preporučljivo je staklenik pokriti crnim filmom. Također je preporučljivo dodati uređaj za odvod kondenzata na cjevovod.

Izrada jednostavnog bioplinskog postrojenja:

1. Kreirajte kontejner za skladištenje. Odabiremo spremnik u kojem će se skladištiti dobiveni biogas. Rezervoar je fiksiran ventilom i opremljen manometrom. Ako je potrošnja plina konstantna, onda nema potrebe za spremnikom za plin.
2. Izolirajte konstrukciju unutar jame.
3. Instalirajte cijevi. Položite cijevi u jamu za utovar sirovina i istovar kompostnog humusa. U rezervoaru reaktora napravljeni su ulazni i izlazni otvor. Reaktor je postavljen u jamu. Cijevi su spojene na rupe. Cijevi su čvrsto pričvršćene ljepilom ili drugim odgovarajućim sredstvima. Promjer cijevi manji od 30 cm će doprinijeti njihovom začepljenju. Mjesto za utovar treba odabrati na sunčanoj strani.
4. Instalirajte otvor. Rektor, opremljen otvorom, čini rad popravke i održavanja praktičnijim. Poklopac i posuda reaktora treba da budu zapečaćeni gumom. Takođe možete instalirati senzore temperature, pritiska i nivoa sirovine.
5. Odaberite posudu za bioreaktor. Odabrani spremnik mora biti izdržljiv - jer fermentacija oslobađa veliku količinu energije; imaju dobru toplotnu izolaciju; biti vodootporni i vodootporni. Najprikladnije su posude u obliku jajeta. Ako je izgradnja takvog reaktora problematična, onda bi cilindrična posuda sa zaobljenim rubovima bila dobra alternativa. Kontejneri kvadratnog oblika su manje efikasni jer će se stvrdnuta biomasa nakupljati u uglovima, što otežava fermentaciju.
6. Pripremite jamu.
7. Odaberite lokaciju za montažu buduće instalacije. Preporučljivo je odabrati mjesto dovoljno udaljeno od kuće i tako da možete iskopati rupu. Postavljanje u jamu omogućava vam da značajno uštedite na toplinskoj izolaciji, koristeći jeftine materijale poput gline.
8. Provjerite nepropusnost rezultirajuće strukture.
9. Pokrenite sistem.
10. Dodajte sirovine.Čekamo oko dvije sedmice dok se ne završe svi potrebni procesi.Neophodan uslov za sagorijevanje plina je oslobađanje od ugljičnog dioksida. Za to će poslužiti i običan filter iz trgovine. Domaći filter je napravljen od komada plinske cijevi dužine 30 cm napunjen suhim drvetom i metalnim strugotinama.

Sastav i vrste

Biogas je gas dobijen kao rezultat trofaznog biohemijskog procesa na biomasi, koji se odvija u zatvorenim uslovima.

Proces razgradnje biomase je sekvencijalan: prvo je izložena hidrolitičkim bakterijama, zatim bakterijama koje stvaraju kiseline i na kraju bakterijama koje stvaraju metan. Materijal za mikroorganizme u svakoj fazi je proizvod aktivnosti prethodne faze.

Na izlazu, približni sastav bioplina izgleda ovako:

• metan (50 do 70%);
• ugljični dioksid (30 do 40%);
• vodonik sulfid (~2%);
• vodonik (~1%);
• amonijak (~1%);

Na tačnost proporcija utječu korištene sirovine i tehnologija proizvodnje plina. Metan ima potencijal za sagorijevanje; što je veći njegov postotak, to bolje.

Drevne kulture stare više od tri hiljade godina (Indija, Perzija ili Asirija) imaju iskustva u korištenju zapaljivog močvarnog plina. Naučna osnova nastala je mnogo kasnije. Hemijsku formulu metana CH 4 otkrio je naučnik John Dalton, a prisustvo metana u močvarnom plinu otkrio je Humphry Davy. Drugi svjetski rat je odigrao veliku ulogu u razvoju industrije alternativne energije, zahtijevajući od zaraćenih strana ogromnu potrebu za energetskim resursima.

Posjedovanje ogromnih rezervi nafte i prirodnog gasa u SSSR-u dovelo je do nedostatka potražnje za drugim tehnologijama proizvodnje energije; proučavanje biogasa je uglavnom bilo predmet interesovanja akademske nauke. Trenutno se situacija toliko promijenila da, osim industrijske proizvodnje raznih vrsta goriva, svako može napraviti bioplinsko postrojenje za svoje potrebe.

Instalacioni uređaj

– set opreme dizajniran za proizvodnju biogasa iz organskih sirovina.

Na osnovu vrste isporučene sirovine razlikuju se sljedeće vrste bioplinskih postrojenja:

• sa porcioniranim hranjenjem;
• sa kontinuiranim hranjenjem;

Biogas postrojenja sa stalnim snabdevanjem sirovinama su efikasnija.

Po vrsti prerade sirovina:

1. Nema automatskog mešanja sirovina i održavanje potrebne temperature - kompleksi sa minimalnom opremom, pogodni za male farme (dijagram 1).
2. Sa automatskim mešanjem, ali bez održavanja potrebne temperature - služi i malim farmama, efikasnije od prethodnog tipa.
3. Sa podrškom za potrebnu temperaturu, ali bez automatskog miješanja.
4. Sa automatskim miješanjem sirovina i temperaturnom podrškom.

Princip rada

Proces pretvaranja organskih sirovina u biogas naziva se fermentacija. Sirovine se utovaruju u poseban kontejner koji obezbeđuje pouzdanu zaštitu biomase od kiseonika. Događaj koji se dešava bez intervencije kiseonika naziva se anaerobnim.

Pod utjecajem posebnih bakterija, fermentacija se počinje odvijati u anaerobnom okruženju. Kako fermentacija napreduje, sirovina se prekriva korom, koja se mora redovno uništavati. Uništavanje se vrši temeljitim miješanjem.

Potrebno je miješati sadržaj najmanje dva puta dnevno, bez narušavanja čvrstoće procesa. Osim uklanjanja kore, miješanjem možete ravnomjerno rasporediti kiselost i temperaturu unutar organske mase. Kao rezultat ovih manipulacija nastaje bioplin.

Nastali plin se skuplja u rezervoar za plin i odatle se kroz cijevi isporučuje potrošaču. Biođubriva dobijena preradom sirovine mogu se koristiti kao dodatak hrani za životinje ili dodati u tlo. Ovo gnojivo se zove kompostni humus.

Biogas postrojenje uključuje sljedeće elemente:

• rezervoar za homogenizaciju;
• reaktor;
• miješalice;
• rezervoar za skladištenje (plinski držač);
• kompleks grijanja i miješanja vode;
• gasni kompleks;
• pumpni kompleks;
• separator;
• Kontrolni senzori;
• Instrumentacija i automatizacija s vizualizacijom;
• sigurnosni sistem;

Primjer bioplinskog postrojenja industrijskog tipa prikazan je na dijagramu 2.

Korištene sirovine

Razlaganje bilo koje životinjske ili biljne materije će osloboditi zapaljivi gas u različitom stepenu. Mješavine različitih sastava su pogodne za sirovine: stajnjak, slama, trava, razni otpad itd. Za hemijsku reakciju potrebna je vlažnost od 70%, tako da se sirovina mora razrijediti vodom.

Prisustvo sredstava za čišćenje, hlora i praškova za pranje u organskoj biomasi je neprihvatljivo, jer ometaju hemijske reakcije i mogu oštetiti reaktor. Za reaktor takođe nisu pogodne sirovine sa piljevinom četinara (sadrže smole), sa visokim udelom lignina i prekoračenjem praga vlažnosti od 94%.

Povrće. Biljne sirovine su odlične za proizvodnju biogasa. Svježa trava daje maksimalan prinos goriva - iz tone sirovine dobije se oko 250 m 3 gasa sa udjelom metana od 70%. Kukuruzna silaža je nešto manja - 220 m3. Vrh repe – 180 m3.

Gotovo svaka biljka, sijeno ili alge mogu se koristiti kao biomasa. Nedostatak primjene je dužina proizvodnog ciklusa. Proces dobijanja biogasa traje do dva mjeseca. Sirovine moraju biti fino mljevene.

Životinja. Otpad iz pogona za preradu, mljekare, klaonice itd. Pogodno za biogas postrojenja. Maksimalni prinos goriva daju životinjske masti - 1500 m 3 biogasa sa udjelom metana od 87%. Glavni nedostatak je nedostatak. Životinjske sirovine također moraju biti mljevene.

Izmet. Glavna prednost stajnjaka je njegova jeftinost i laka dostupnost. Nedostatak – količina i kvalitet biogasa je niži nego kod drugih vrsta sirovina. Konjski i kravlji izmet se mogu odmah preraditi. Proizvodni ciklus će trajati otprilike dvije sedmice i proizvodit će proizvodnju od 60 m3 sa 60% sadržaja metana.

Pileći i svinjski gnoj se ne mogu koristiti direktno jer su toksični. Za početak procesa fermentacije, moraju se pomiješati sa silažom. Mogu se koristiti i ljudski otpadni proizvodi, ali kanalizacija nije prikladna jer je fekalni sadržaj nizak.

Šeme rada

Šema 1 – bioplinsko postrojenje bez automatskog miješanja sirovina:

Šema 2 – industrijsko postrojenje za biogas:

Na kraju, evo popisa korisnih informacija koje će vam pomoći da izbjegnete dodatne probleme pri izradi bioplinskog postrojenja:

1. Praksa kaže da je za grijanje stambenog prostora površine 50 m2 potrebno potrošiti 3,5 m3 plina na sat.
2. Nije preporučljivo koristiti biogas direktno za kuvanje, jer se okus može promijeniti.
3. Neophodno je izbjegavati prodiranje čvrstih predmeta (matica, vijaka, itd.) u sirovine, jer oprema može propasti.

Da bi bioplin stabilno gorio, mora zadovoljiti određene standarde:

• sadržaj metana najmanje 65% (optimalni sadržaj od 90 do 95%);
• ne bi trebalo biti vodene pare, vodika i ugljičnog dioksida;
• normalni pritisak gasa 12,5 bara;

Ako plin nestane zbog skoka tlaka ili iz drugih razloga, a njegova opskrba se nastavi, to može dovesti do tragičnih posljedica. Stoga je potrebno koristiti modernu opremu sa senzorima za praćenje plina.

DIY biogas postrojenje može se napraviti bez mnogo truda. Njegovo korištenje omogućit će značajne uštede na energetskim resursima, koji danas svaki put postaju sve skuplji. Ako se samostalno odlučite za izgradnju opreme koja vam omogućava da dobijete bioplin iz otpada, moći ćete trošiti jeftinu energiju koja će se koristiti za grijanje vašeg doma i druge potrebe.

Korisna upotreba

Ako se tokom rada instalacije stvori višak biogasa ili đubriva, onda ih je moguće prodati po tržišnoj cijeni, pretvarajući tako ono što vam bukvalno leži pod nogama u profit. Ako ste veliki poljoprivrednik, onda imate priliku kupiti gotovu stanicu za proizvodnju bioplina. Takve fabrički proizvedene instalacije su veoma skupe, ali imaju dug životni vek.

Bioplinsko postrojenje "uradi sam" može se napraviti od otpadnog materijala, neće koštati mnogo, a takva oprema će raditi na istom principu. U ovom slučaju možete koristiti dostupne alate, kao i dijelove dostupne u majstorovom arsenalu.

Princip formiranja biogasa

Ako planirate da napravite postrojenje koje će raditi na biološki plin, onda morate predstaviti tehnologiju za proizvodnju bioplina. Dakle, u posebnom kontejneru, koji se zove bioreaktor, odvija se proces prerade biološke mase, a u tome sudjeluju anaerobne bakterije.

Bioplinsko postrojenje za dom "uradi sam" sa izmetom prepelice radi na principu stvaranja uslova koje karakteriše odsustvo vazduha i fermentacija. Sve to traje neko vrijeme, čije trajanje ovisi o količini upotrijebljenih sirovina u procesu.

Na kraju se formira mješavina plinova koja sadrži 60% metana i 35% ugljičnog dioksida. Preostale gasovite komponente sadržane su u masi u količini od 5%. Među potonjima, sumporovodik se može izolovati u malim količinama. Tako nastali plin se kontinuirano uklanja iz reaktora, a nakon pročišćavanja koristi se za predviđenu namjenu.

Service Features

Otpad koji je prošao preradu postaje visokokvalitetna gnojiva, koja se s vremena na vrijeme moraju ukloniti iz bioreaktora. Mogu se polagati na njive. Biogas postrojenje se može napraviti bez mnogo truda ako imate pristup stočnim i poljoprivrednim objektima. To ukazuje da će proizvodnja bioplina postati ekonomski isplativa samo ako postoji izvor snabdijevanja stajnjakom i drugim organskim otpadom iz stočarske proizvodnje.

Značajke samogradnje bioreaktora

Da biste razumjeli kako sami napraviti bioplinsko postrojenje, morate razumjeti od kojih dijelova se sastoji. Za osnovu možete uzeti najjednostavniji dijagram opreme koji možete sami izgraditi. Dizajn ne predviđa grijanje i uređaj za miješanje, ali postoji jedan od glavnih dijelova - reaktor, koji je također poznat kao digestor. Ova komponenta je potrebna za preradu stajnjaka. Osim toga, postoji bunker kroz koji se utovaruju sirovine. Potrebno je opremiti konstrukciju ulaznim otvorom, kao i vodenom brtvom. Ali da biste mogli istovariti otpadne sirovine, bit će potrebna cijev. Sličan element će biti potreban da bi se realizovala mogućnost uklanjanja biogasa.

Ovako izgleda dijagram biogas postrojenja. Nije teško napraviti takav dizajn vlastitim rukama. Da biste dobili besplatno biološko gorivo, trebali biste odabrati mjesto na lokaciji gdje možete izgraditi armirani kontejner, koji će biti baziran na betonu. Ova posuda će djelovati kao bioreaktor. U njegovoj bazi potrebno je predvidjeti rupu kroz koju će se uklanjati prerađene sirovine. Ova rupa mora biti napravljena tako da se može dobro zatvoriti. To je zbog činjenice da sistem može raditi samo u zatvorenim uvjetima.

Dimenzije betonskog prostora mogu se odrediti uzimajući u obzir količinu organskog otpada koji se koristi u jednom trenutku. Morate saznati koliko će se sirovina svaki dan pojaviti na farmi ili privatnoj farmi. Ali ne biste trebali štedjeti, jer će biti moguće osigurati potpuni rad bioreaktora samo ako se spremnik napuni do 2/3 raspoložive zapremine. Ako napravite bioplinsko postrojenje vlastitim rukama od bureta, ono će raditi po sljedećem principu: čim organski otpad uđe u dobro zatvorenu bioreaktorsku posudu, koja se nalazi duboko u tlu, počinje fermentirati, što dovodi do oslobađanja biogasa.

Karakteristike proizvodnje kontejnera

DIY biogas postrojenje može se napraviti uzimajući u obzir svakodnevnu upotrebu male količine otpada. U tom slučaju je dopušteno zamijeniti armiranobetonski rezervoar čeličnom posudom, koja može biti čak i bačva. Ako odlučite pribjeći upravo takvom rješenju, tada morate odabrati metalnu posudu, vodeći se određenim pravilima.

Prije svega, morate obratiti pažnju na zavarene spojeve, koji moraju biti dovoljno čvrsti i hermetički nepropusni. Kada koristite malu posudu, ne biste trebali očekivati ​​da ćete dobiti značajnu količinu bioplina. Prinos će zavisiti od mase organskog otpada koji se istovremeno obrađuje u reaktoru. Dakle, da bi se proizvelo 100 m 3 biogasa, potrebno je preraditi tonu otpada.

Oprema za grijanje reaktora

Biogas postrojenje za dom „uradi sam“ može biti napravljeno na način da njegov rad bude efikasniji. To se osigurava grijanjem. Takve manipulacije će ubrzati proces fermentacije biološke mase. Ako je oprema instalirana u južnim regijama, onda se takva potreba ne pojavljuje. Temperatura okoline omogućava prirodnu aktivaciju fermentacije. Međutim, ako instalacija radi u regijama s hladnom klimom, tada grijanje zimi djeluje kao neophodan uvjet za rad opreme za proizvodnju bioplina. Treba imati na umu da proces fermentacije počinje na temperaturi koja prelazi 38 o C.

Metode opremanja bioplinskog postrojenja grijanjem

Bioplinsko postrojenje za svoj dom može biti opremljeno grijanjem na nekoliko metoda. Prvi uključuje potrebu za povezivanjem instalacije na sistem grijanja pomoću tipa zavojnice. Mora se montirati ispod reaktora. Druga metoda uključuje ugradnju električnog grijaćeg elementa na dnu spremnika. Treću metodu karakterizira pružanje direktnog zagrijavanja spremnika korištenjem električnih sustava grijanja i plinske opreme. Aktiviranje proizvodnje biološkog plina kod kuće može se dopuniti funkcijom miješanja mase u odjeljku. Da biste to učinili, trebali biste dizajnirati uređaj koji podsjeća na kućni mikser. Pokrenut će se osovinom koja se izvodi kroz rupu na poklopcu, a kao alternativno rješenje može se postaviti u zidove rezervoara.

Opremanje instalacije izlaznim sistemom

Mini biogas postrojenje, dizajnirano vlastitim rukama, ne može raditi bez izduvnog sistema. Da biste to učinili, instalacija mora imati posebnu rupu, koja se mora montirati u gornji dio poklopca, potonji mora dobro pokriti rezervoar. Kako bi se eliminirala mogućnost miješanja plina sa zrakom, potrebno je osigurati njegovo uklanjanje kroz vodenu brtvu.

Jedan od problema koji se mora riješiti u poljoprivredi je odlaganje stajnjaka i biljnog otpada. A ovo je prilično ozbiljan problem koji zahtijeva stalnu pažnju. Recikliranje zahtijeva ne samo vrijeme i trud, već i značajne količine. Danas postoji barem jedan način da se ova glavobolja pretvori u izvor prihoda: prerada stajnjaka u biogas. Tehnologija se zasniva na prirodnom procesu razgradnje stajnjaka i biljnih ostataka zbog bakterija koje sadrže. Cijeli zadatak je stvoriti posebne uvjete za najpotpuniju razgradnju. Ovi uslovi su odsustvo pristupa kiseoniku i optimalna temperatura (40-50 o C).

Svi znaju kako se stajnjak najčešće odlaže: stavljaju ga u hrpe, a zatim ga nakon fermentacije iznose na polja. U tom slučaju nastali plin se ispušta u atmosferu, a tamo također izlazi 40% dušika sadržanog u početnoj tvari i većina fosfora. Dobiveno gnojivo je daleko od idealnog.

Za dobijanje biogasa potrebno je da se proces razgradnje stajnjaka odvija bez pristupa kiseoniku, u zatvorenoj zapremini. U tom slučaju i dušik i fosfor ostaju u zaostalom proizvodu, a plin se akumulira u gornjem dijelu posude odakle se lako može ispumpati. Postoje dva izvora profita: sam gas i efikasno đubrivo. Štoviše, gnojivo je najvišeg kvaliteta i 99% sigurno: većina patogenih mikroorganizama i jajašca helminta umire, a sjemenke korova koje se nalaze u stajskom gnoju gube svoju održivost. Postoje čak i linije za pakovanje ovog ostatka.

Drugi preduvjet za proces prerade stajnjaka u biogas je održavanje optimalne temperature. Bakterije sadržane u biomasi su neaktivne na niskim temperaturama. Počinju djelovati na temperaturi okoline od +30 o C. Štaviše, gnoj sadrži dvije vrste bakterija:

Najefikasnije su termofilne biljke sa temperaturama od +43 o C do +52 o C: u njima se stajnjak obrađuje 3 dana, a izlaz iz 1 litre korisne površine bioreaktora iznosi do 4,5 litara biogasa (to je maksimalni učinak). Ali održavanje temperature od +50 o C zahtijeva značajnu potrošnju energije, što nije isplativo u svakoj klimi. Stoga, bioplinska postrojenja često rade na mezofilnim temperaturama. U ovom slučaju, vrijeme obrade može biti 12-30 dana, prinos je približno 2 litre biogasa po 1 litru zapremine bioreaktora.

Sastav gasa varira u zavisnosti od sirovina i uslova prerade, ali je otprilike sledeći: metan - 50-70%, ugljen dioksid - 30-50%, a sadrži i malu količinu sumporovodika (manje od 1 %) i vrlo male količine jedinjenja amonijaka, vodonika i azota. Ovisno o dizajnu postrojenja, bioplin može sadržavati značajnu količinu vodene pare, koja će zahtijevati sušenje (inače jednostavno neće izgorjeti). Kako izgleda industrijska instalacija prikazano je u videu.

Može se reći da se radi o cijelom postrojenju za proizvodnju plina. Ali za privatnu farmu ili malu farmu takve količine su beskorisne. Najjednostavnije bioplinsko postrojenje lako je napraviti vlastitim rukama. Ali pitanje je: "Gdje bi biogas trebao biti sljedeći?" Toplota sagorevanja nastalog gasa je od 5340 kcal/m3 do 6230 kcal/m3 (6,21 - 7,24 kWh/m3). Stoga se može isporučiti plinskom kotlu za proizvodnju topline (grijanje i topla voda), ili instalaciji za proizvodnju električne energije, plinskoj peći itd. Ovako Vladimir Rašin, projektant biogas postrojenja, koristi stajnjak sa svoje farme prepelica.

Ispostavilo se da ako imate barem pristojnu količinu stoke i peradi, možete u potpunosti zadovoljiti potrebe svoje farme za toplinom, plinom i električnom energijom. A ako instalirate plinske instalacije na automobile, to će također osigurati gorivo za flotu. S obzirom da je udio energetskih resursa u cijeni proizvodnje 70-80%, možete uštedjeti samo na bioreaktoru, a zatim zaraditi mnogo novca. Ispod je snimak ekrana ekonomske kalkulacije profitabilnosti biogas postrojenja za malu farmu (od septembra 2014.). Farma se ne može nazvati malom, ali definitivno nije ni velika. Izvinjavamo se zbog terminologije - ovo je autorov stil.

Ovo je približan pregled potrebnih troškova i mogućih šema prihoda za kućna bioplinska postrojenja

Sheme domaćih bioplinskih postrojenja

Najjednostavnija shema bioplinskog postrojenja je zatvorena posuda - bioreaktor, u koji se ulijeva pripremljena suspenzija. U skladu s tim, postoji otvor za utovar stajnjaka i otvor za istovar prerađenih sirovina.

Najjednostavnija shema bioplinskog postrojenja bez ikakvih zvona i zviždaljki

Kontejner nije u potpunosti napunjen supstratom: 10-15% zapremine treba da ostane slobodno za sakupljanje gasa. Odvodna cijev za plin je ugrađena u poklopac rezervoara. Budući da nastali plin sadrži prilično veliku količinu vodene pare, neće izgorjeti u ovom obliku. Stoga ga je potrebno provući kroz vodeni zatvarač kako bi se osušio. U ovom jednostavnom uređaju, većina vodene pare će se kondenzirati, a plin će dobro izgorjeti. Zatim je preporučljivo očistiti plin od nezapaljivog sumporovodika i tek tada se može dopremiti u plinski držač - posudu za sakupljanje plina. A odatle se može distribuirati potrošačima: napajati u kotao ili plinsku peć. Pogledajte video kako biste vidjeli kako napraviti filtere za bioplinsko postrojenje vlastitim rukama.

Na površini su postavljene velike industrijske instalacije. I to je, u principu, razumljivo - obim zemljišnih radova je prevelik. Ali na malim farmama posuda bunkera je zakopana u zemlju. Ovo, prvo, omogućava vam da smanjite troškove održavanja potrebne temperature, a drugo, u privatnom dvorištu već ima dovoljno svih vrsta uređaja.

Kontejner se može uzeti gotov, ili od cigle, betona itd. u iskopanoj jami. Ali u ovom slučaju morat ćete voditi računa o nepropusnosti i nepropusnosti zraka: proces je anaeroban - bez pristupa zraka, stoga je potrebno stvoriti sloj neprobojan za kisik. Ispostavlja se da je struktura višeslojna i proizvodnja takvog bunkera je dug i skup proces. Stoga je jeftinije i lakše zakopati gotov kontejner. Ranije su to bile nužno metalne bačve, često napravljene od nehrđajućeg čelika. Danas, s pojavom PVC kontejnera na tržištu, možete ih koristiti. Hemijski su neutralni, imaju nisku toplinsku provodljivost, dugi vijek trajanja i nekoliko puta su jeftiniji od nehrđajućeg čelika.

Ali gore opisano bioplinsko postrojenje imat će nisku produktivnost. Za aktiviranje procesa obrade potrebno je aktivno miješanje mase koja se nalazi u spremniku. U suprotnom se na površini ili u debljini podloge formira kora, koja usporava proces raspadanja, a na izlazu se proizvodi manje plina. Miješanje se vrši na bilo koji raspoloživi način. Na primjer, kao što je prikazano u videu. U ovom slučaju se može napraviti bilo koji pogon.

Postoji još jedan način miješanja slojeva, ali je nemehanički - barbitacija: nastali plin se pod pritiskom dovodi u donji dio posude sa stajnjakom. Podižući se prema gore, mjehurići plina će razbiti koru. Budući da se isporučuje isti biogas, neće biti promjena u uvjetima obrade. Takođe, ovaj gas se ne može smatrati potrošnjom – opet će završiti u rezervoaru za gas.

Kao što je gore spomenuto, dobre performanse zahtijevaju povišene temperature. Kako ne biste trošili previše novca na održavanje ove temperature, morate voditi računa o izolaciji. Koju vrstu toplotnog izolatora odabrati, naravno, ovisi o vama, ali danas je najoptimalnija polistirenska pjena. Ne boji se vode, nije pod utjecajem gljivica i glodavaca, ima dug vijek trajanja i odlične performanse toplinske izolacije.

Oblik bioreaktora može biti različit, ali najčešći je cilindrični. Nije idealan sa stanovišta složenosti miješanja podloge, ali se češće koristi jer su ljudi stekli dosta iskustva u izgradnji takvih kontejnera. A ako je takav cilindar podijeljen pregradom, onda se mogu koristiti kao dva odvojena spremnika u kojima se proces pomiče u vremenu. U tom slučaju se u pregradu može ugraditi grijaći element, čime se rješava problem održavanja temperature u dvije komore odjednom.

U najjednostavnijoj verziji, kućna bioplinska postrojenja su pravokutna jama, čiji su zidovi izrađeni od betona, a radi nepropusnosti obrađeni su slojem fiberglasa i poliesterske smole. Ovaj kontejner je opremljen poklopcem. Izuzetno je nezgodan za upotrebu: zagrijavanje, miješanje i uklanjanje fermentirane mase je teško izvodljivo, a nemoguće je postići potpunu obradu i visoku efikasnost.

Nešto bolja situacija je sa postrojenjima za preradu stajnjaka na biogas. Imaju zakošene ivice, što olakšava utovar svežeg stajnjaka. Ako dno napravite na nagibu, tada će se fermentirana masa gravitacijom pomaknuti na jednu stranu i lakše će je odabrati. U takvim instalacijama potrebno je osigurati toplinsku izolaciju ne samo za zidove, već i za poklopac. Nije teško implementirati takvo bioplinsko postrojenje vlastitim rukama. Ali u njemu se ne može postići potpuna prerada i maksimalna količina gasa. Čak i sa grijanjem.

Osnovni tehnički problemi su riješeni, a sada znate nekoliko načina za izgradnju postrojenja za proizvodnju bioplina iz stajnjaka. Još uvijek postoje tehnološke nijanse.

Šta se može reciklirati i kako postići dobre rezultate

Stajnjak bilo koje životinje sadrži organizme potrebne za njegovu preradu. Otkriveno je da je više od hiljadu različitih mikroorganizama uključeno u proces fermentacije i proizvodnje gasa. Najvažniju ulogu imaju supstance koje stvaraju metan. Također se vjeruje da se svi ovi mikroorganizmi nalaze u optimalnim omjerima u stočnom gnojivu. U svakom slučaju, pri preradi ove vrste otpada u kombinaciji sa biljnim materijama oslobađa se najveća količina biogasa. U tabeli su prikazani prosječni podaci za najčešće vrste poljoprivrednog otpada. Imajte na umu da se ova količina gasa može postići u idealnim uslovima.

Za dobru produktivnost potrebno je održavati određenu vlažnost podloge: 85-90%. Ali mora se koristiti voda koja ne sadrži strane hemikalije. Otapala, antibiotici, deterdženti itd. negativno utiču na procese. Takođe, da bi se proces odvijao normalno, tečnost ne bi trebalo da sadrži velike fragmente. Maksimalne veličine fragmenata: 1*2 cm, manji su bolji. Stoga, ako planirate dodati biljne sastojke, morate ih samljeti.

Za normalnu obradu u supstratu važno je održavati optimalni pH nivo: unutar 6,7-7,6. Okolina obično ima normalnu kiselost, a samo povremeno se bakterije koje stvaraju kiselinu razvijaju brže od bakterija koje stvaraju metan. Tada okolina postaje kisela, proizvodnja plina se smanjuje. Da biste postigli optimalnu vrijednost, u podlogu dodajte običnu kreč ili sodu.

Sada malo o vremenu koje je potrebno za obradu stajnjaka. Općenito, vrijeme ovisi o stvorenim uvjetima, ali prvi plin može početi teći već trećeg dana nakon početka fermentacije. Najaktivnije stvaranje gasa nastaje kada se stajnjak razgradi za 30-33%. Da bismo imali osjećaj vremena, recimo da se nakon dvije sedmice supstrat razgradi za 20-25%. Odnosno, optimalno je da obrada traje mjesec dana. U ovom slučaju gnojivo je najvišeg kvaliteta.

Proračun zapremine kante za obradu

Za male farme, optimalna instalacija je stalna - to je kada se svježi stajnjak svakodnevno isporučuje u malim porcijama i uklanja u istim porcijama. Kako se proces ne bi poremetio, udio dnevnog opterećenja ne bi trebao prelaziti 5% obrađene zapremine.

Domaće instalacije za preradu stajnjaka u biogas nisu vrhunac savršenstva, ali su prilično efikasne

Na osnovu toga možete lako odrediti potrebnu zapreminu rezervoara za kućno bioplinsko postrojenje. Morate pomnožiti dnevnu količinu stajnjaka sa vaše farme (već u razrijeđenom stanju s vlažnošću od 85-90%) sa 20 (ovo je za mezofilne temperature, za termofilne temperature ćete morati pomnožiti sa 30). Dobijenoj cifri morate dodati još 15-20% - slobodnog prostora za sakupljanje bioplina ispod kupole. Znate glavni parametar. Svi daljnji troškovi i parametri sistema zavise od toga koja je shema bioplinskog postrojenja odabrana za implementaciju i kako ćete sve učiniti. Sasvim je moguće zadovoljiti se improviziranim materijalima ili naručiti instalaciju po sistemu ključ u ruke. Izgradnja fabrike koštaće od 1,5 miliona evra, instalacije Kulibinovih će biti jeftinije.

Pravna registracija

Instalacija će morati da bude koordinirana sa SES-om, gasnom inspekcijom i vatrogascima. trebat će vam:

• Tehnološki dijagram instalacije.
• Plan rasporeda opreme i komponenti s obzirom na samu instalaciju, mjesto ugradnje termoagregata, lokaciju cjevovoda i energetskih magistrala, te priključke pumpe. Dijagram treba da pokaže gromobran i pristupne puteve.
• Ako će se instalacija nalaziti u zatvorenom prostoru, tada će biti potreban i plan ventilacije, koji će osigurati najmanje osmostruku izmjenu cijelog zraka u prostoriji.

Kao što vidimo, ovdje ne možemo bez birokratije.

Na kraju, malo o performansama instalacije. U prosjeku, dnevno bioplinsko postrojenje proizvede zapreminu plina dvostruko veću od korisne zapremine rezervoara. Odnosno, 40 m 3 stajnjaka proizvodiće 80 m 3 gasa dnevno. Otprilike 30% će biti utrošeno na osiguranje samog procesa (glavna stavka troškova je grijanje). One. na izlazu ćete dobiti 56 m 3 biogasa dnevno. Prema statistikama, za pokrivanje potreba tročlane porodice i grijanje kuće prosječne veličine potrebno je 10 m 3 . U neto bilanci imate 46 m3 dnevno. I to uz malu instalaciju.

Rezultati

Ulaganjem određene svote novca u postavljanje bioplinskog postrojenja (svojim rukama ili po principu ključ u ruke), ne samo da ćete zadovoljiti svoje potrebe i potrebe za toplinom i plinom, već ćete moći i prodavati plin, tj. kao i visokokvalitetna gnojiva dobivena preradom.

Svake godine na našoj planeti energetskih resursa je sve manje. Upravo zbog toga moramo stalno tražiti nove, alternativne izvore energije. Definitivno će naša planeta nakon nekog vremena ostati bez nalazišta nafte i plina, a onda će svijet morati ozbiljno razmišljati o vađenju (sakupljanju) i korištenju bioplina kao glavnog izvora energije.

Šta je biogas? Principi proizvodnje biogasa

Kao što je već spomenuto, biogas je alternativni izvor energije. Oslobađa se tokom fermentacije raznih kućnih otpadaka, kao i otpada koji izlučuju životinje (stajnjak).

Ova metoda se koristila od davnina u Kini, ali kasnije, stoljećima kasnije, nije zatražena i kao rezultat toga zaboravljena.

Učinite sami proizvodnju biogasa kod kuće

Korak 1: Odabir bureta

Prvo treba da izaberemo odgovarajuću bačvu u koju ćemo skladištiti „izvor energije“, odnosno, kao što razumete, otpad od hrane i stajnjak.

Korak 2: Pravljenje rupa

Izrađujemo rupe na ulazu i izlazu cijevi. To se može učiniti pomoću bušilice, ali u ovom slučaju rupa se pravi pomoću zagrijane metalne cijevi.

Korak 3: Ugradnja cijevi

Cijevi ugrađujemo na ulaz i izlaz u rupe koje smo ranije napravili. Ubacujemo i lijepimo cijevi.

Korak 4: Kreiranje i instalacija držača za „spremnik za gas“.

Uzeli smo kantu za farbu od 20 litara; ovaj rezervoar će sadržati gas koji izvlačimo. Rezervoar je osiguran ventilom koji koriste vodoinstalateri.

Korak 5: Dodajte kravlje đubrivo

Pomiješajte kravlju balegu (5 kg na 50 litara) i dodajte vodu. Stavite ga u rezervoar.

Korak 6: Skoro gotovo

Prvih 10-15 dana nećete dobiti plin, jer je ovo vrijeme potrebno da se prođu svi potrebni procesi.

Korak 7: Oslobodite se ugljičnog dioksida

Da bi ovaj plin izgorio, potrebno je osloboditi se ugljičnog dioksida. To se može postići korištenjem običnog filtera, kojih ima mnogo u raznim trgovinama hardvera.

Korak 8: Gotovo!

Primijetit ćete kako će se "rezervoar za gorivo" podići kako se odvijaju kemijske reakcije. Zatim je potrebno otvoriti ventil i dobiti biogas.

Biogas se može koristiti u različite svrhe. Nije preporučljivo koristiti bioplin za kuvanje, jer može negativno uticati na ukus (ako se ne uklone arome).

Video lekcija: Proizvodnja biogasa kod kuće

Ekologija potrošnje Imanje: Da li je isplativo proizvoditi biogorivo kod kuće u malim količinama na privatnoj parceli? Ako imate nekoliko metalnih buradi i drugog gvozdenog otpada, kao i puno slobodnog vremena i ne znate kako da se snađete - da.

Pretpostavimo da u vašem selu nije bilo prirodnog gasa i nikada ga neće biti. A čak i ako postoji, košta. Iako je to za red veličine jeftinije od skupog grijanja na struju i tekuće gorivo. Najbliža radionica za proizvodnju peleta udaljena je par stotina kilometara, a transport je skup. Svake godine sve je teže kupiti drva za ogrjev, a teško je i sagorjeti s njima. U tom kontekstu, ideja da dobijete besplatan biogas u vlastitom dvorištu od korova, pilećeg izmeta, stajskog gnoja vaše omiljene svinje ili sadržaja vlasničke kuće izgleda vrlo primamljivo. Sve što treba da uradite je da napravite bioreaktor! Na TV-u pričaju o tome kako se štedljivi njemački farmeri griju resursima "stajnjaka" i sada im ne treba nikakav "Gasprom". Tu je tačna izreka „skida film sa izmeta“. Internet je prepun članaka i videa na temu “biogas iz biomase” i “uradi sam bioplinsko postrojenje”. Ali malo znamo o praktičnoj primeni tehnologije: svi pričaju o proizvodnji biogasa kod kuće, ali malo ljudi je u selu videlo konkretne primere, kao i legendarni Yo-Mobile na putu. Pokušajmo otkriti zašto je to tako i kakve su perspektive progresivnih bioenergetskih tehnologija u ruralnim područjima.

Šta je biogas + malo istorije

Bioplin nastaje kao rezultat uzastopne trostepene razgradnje (hidroliza, stvaranje kiseline i metana) biomase od strane različitih vrsta bakterija. Korisna zapaljiva komponenta je metan, a može biti prisutan i vodonik.

Proces bakterijske razgradnje koji proizvodi zapaljivi metan

U većoj ili manjoj mjeri, zapaljivi plinovi nastaju prilikom razgradnje bilo kakvih ostataka životinjskog i biljnog porijekla.

Približan sastav bioplina, specifične proporcije komponenti ovise o korištenim sirovinama i tehnologiji

Ljudi već dugo pokušavaju da koriste ovu vrstu prirodnog goriva; srednjovjekovne kronike sadrže reference na činjenicu da su stanovnici nižih područja današnje Njemačke prije milenijuma primali bioplin od trule vegetacije uranjajući kožna krzna u močvarnu gnojivu. U mračnom srednjem vijeku, pa i prosvijećenim stoljećima, najtalentovaniji meteoristi, koji su zahvaljujući posebno odabranoj ishrani uspjeli na vrijeme osloboditi i zapaliti obilan metan metan, izazivali su neprestano oduševljenje publike na veselim sajamskim nastupima. Industrijska postrojenja na biogas počela su se graditi s različitim uspjehom sredinom 19. stoljeća. U SSSR-u 80-ih godina prošlog stoljeća usvojen je državni program za razvoj industrije, ali nije proveden, iako je pokrenuto desetak proizvodnih pogona. U inostranstvu se tehnologija za proizvodnju biogasa unapređuje i relativno aktivno promoviše, ukupan broj operativnih instalacija se kreće u desetinama hiljada. U razvijenim zemljama (EEZ, SAD, Kanada, Australija) to su visoko automatizirani veliki kompleksi, u zemljama u razvoju (Kina, Indija) - poluzanatske biogas postrojenja za kuće i male farme.

Procenat broja bioplinskih postrojenja u Evropskoj uniji. Jasno je vidljivo da se tehnologija aktivno razvija samo u Njemačkoj, razlog su solidne državne subvencije i porezne olakšice

Koje koristi ima biogas?

Jasno je da se koristi kao gorivo, jer gori. Grijanje industrijskih i stambenih zgrada, proizvodnja električne energije, kuhanje. Međutim, nije sve tako jednostavno kao što pokazuju na snimcima razbacanim po YouTube-u. Biogas mora stabilno sagorijevati u instalacijama za proizvodnju topline. Da bi se to postiglo, njegovi parametri gasnog okruženja moraju biti dovedeni do prilično strogih standarda. Sadržaj metana mora biti najmanje 65% (optimalno 90-95%), vodonik mora biti odsutan, vodena para je uklonjena, ugljični dioksid je uklonjen, preostale komponente su inertne na visoke temperature.

U stambenim zgradama nemoguće je koristiti biogas porijeklom iz "životinjske balege", koji nije očišćen od neugodnih nečistoća.

Normalizirani tlak je 12,5 bara, a ako je vrijednost manja od 8-10 bara, automatizacija u modernim modelima opreme za grijanje i kuhinjske opreme zaustavlja dovod plina. Veoma je važno da karakteristike gasa koji ulazi u generator toplote budu stabilne. Ako tlak skoči preko normalnih granica, ventil će raditi i morat ćete ga ponovo uključiti ručno. Loše je ako koristite zastarjele plinske uređaje koji nisu opremljeni sistemom za kontrolu plina. U najboljem slučaju, gorionik kotla može pokvariti. Najgori scenario je da gas nestane, ali da se njegovo snabdevanje neće zaustaviti. A ovo je već preplavljeno tragedijom. Sumirajmo ono što je rečeno: karakteristike biogasa moraju biti dovedene na tražene parametre, a sigurnosne mjere moraju se strogo poštovati. Pojednostavljeni tehnološki lanac za proizvodnju biogasa. Važna faza je odvajanje i odvajanje gasa

Koje se sirovine koriste za proizvodnju biogasa

Biljne i životinjske sirovine

• Biljne sirovine su odlične za proizvodnju bioplina: od svježe trave možete dobiti maksimalan prinos goriva - do 250 m3 po toni sirovine, sadržaj metana do 70%. Nešto manje, od kukuruzne silaže može se dobiti do 220 m3, od repe do 180 m3. Bilo koje zelene biljke su pogodne, alge i sijeno su dobri (100 m3 po toni), ali ima smisla koristiti vrijednu hranu za gorivo samo ako postoji očigledan višak. Prinos metana iz pulpe koja nastaje tokom proizvodnje sokova, ulja i biodizela je nizak, ali je i materijal slobodan. Nedostatak biljnih sirovina je dug proizvodni ciklus, 1,5-2 mjeseca. Biogas je moguće dobiti iz celuloze i drugog biljnog otpada koji se sporo raspada, ali je efikasnost izuzetno niska, proizvodi se malo metana, a ciklus proizvodnje je veoma dug. U zaključku kažemo da biljne sirovine moraju biti sitno nasjeckane.
• Pogodne su i sirovine životinjskog porijekla: tradicionalni rogovi i kopita, otpad iz mljekara, klaonica i prerađivačkih pogona i također u zdrobljenom obliku. Najbogatija "ruda" su životinjske masti; prinos visokokvalitetnog bioplina sa koncentracijom metana do 87% dostiže 1500 m3 po toni. Međutim, životinjske sirovine su u nedostatku i u pravilu im se nalaze druge namjene.

Zapaljivi gas iz izmeta

• Stajnjak je jeftin i ima ga u izobilju na mnogim farmama, ali je prinos i kvalitet bioplina znatno niži nego kod drugih vrsta. Kravlje jabuke i konjske jabuke se mogu koristiti u čistom obliku, fermentacija počinje odmah, prinos biogasa je 60 m2 po toni sirovine sa niskim sadržajem metana (do 60%). Proizvodni ciklus je kratak, 10-15 dana. Svinjski gnoj i pileći izmet su otrovni – kako bi se mogle razviti korisne bakterije, miješa se s biljnim otpadom i silažom. Veliki problem predstavljaju sastavi deterdženata i površinski aktivnih tvari, koji se koriste pri čišćenju stočnih objekata. Zajedno sa antibioticima, koji u velikim količinama unose stajnjak, inhibiraju bakterijsku sredinu i inhibiraju stvaranje metana. Potpuno je nemoguće ne koristiti sredstva za dezinfekciju, a poljoprivredna preduzeća koja su investirala u proizvodnju gasa iz stajnjaka prinuđena su da traže kompromis između higijene i kontrole bolesti životinja, s jedne strane, i održavanja produktivnosti bioreaktora, s jedne strane. ostalo.
• Pogodan je i ljudski izmet, potpuno besplatan. Ali korištenje obične kanalizacije je neisplativo, koncentracija fekalija je preniska, a koncentracija dezinficijensa i surfaktanata visoka. Tehnolozi tvrde da bi se mogli koristiti samo ako "proizvodi" teku samo iz toaleta u kanalizaciju, pod uslovom da se posuda ispere samo jednim litrom vode (standardne 4/8 l). I bez deterdženata, naravno.

Dodatni zahtjevi za sirovine

Ozbiljan problem sa kojim se susreću farme koje su instalirale savremenu opremu za proizvodnju bioplina je da sirovina ne bi trebalo da sadrži čvrste inkluzije; kamen, orah, komad žice ili daske koji slučajno uđu u masu će začepiti cevovod i onemogućiti skupe fekalije. pumpa ili mikser. Mora se reći da dati podaci o maksimalnom izdvajanju gasa iz sirovine odgovaraju idealnim laboratorijskim uslovima. Da bi se u stvarnoj proizvodnji približili ovim brojkama, potrebno je ispuniti niz uslova: održavati potrebnu temperaturu, povremeno promiješati fino mljevene sirovine, dodati aditive koji aktiviraju fermentaciju itd. U improviziranoj instalaciji, sastavljenoj prema preporukama članaka o "proizvodnji bioplina vlastitim rukama", jedva je moguće postići 20% maksimalnog nivoa, dok visokotehnološke instalacije omogućavaju postizanje vrijednosti od 60- 95%.

Sasvim objektivni podaci o maksimalnom prinosu biogasa za različite vrste sirovina

Dizajn biogas postrojenja

Da li je isplativo proizvoditi biogas?

Već smo spomenuli da se u razvijenim zemljama grade velike industrijske instalacije, dok se u zemljama u razvoju uglavnom grade male za male farme. Hajde da objasnimo zašto je to tako:

Ima li smisla proizvoditi biogorivo kod kuće?

Je li isplativo proizvoditi biogorivo kod kuće u malim količinama na privatnoj parceli? Ako imate nekoliko metalnih buradi i drugog gvozdenog otpada, kao i puno slobodnog vremena i ne znate kako da se snađete - da. Ali uštede su, nažalost, oskudne. A ulaganje u visokotehnološku opremu sa malim količinama sirovina i proizvodnju metana nema smisla ni pod kojim okolnostima.

Još jedan snimak domaćeg Kulibina

PRETPLATITE SE na NAŠ YouTube kanal Ekonet.ru, koji vam omogućava da gledate online, preuzimate besplatne video zapise sa YouTube-a o ljudskom zdravlju i podmlađivanju.

Lajkujte i podijelite sa svojim PRIJATELJIMA!

https://www.youtube.com/channel/UCXd71u0w04qcwk32c8kY2BA/videos

Bez miješanja sirovina i aktiviranja procesa fermentacije, prinos metana neće biti veći od 20% mogućeg. To znači da, u najboljem slučaju, sa 100 kg (punjenje rezervoara) odabrane trave možete dobiti 5 m3 gasa bez uzimanja u obzir kompresije. I biće dobro ako sadržaj metana prelazi 50% i nije činjenica da će izgorjeti u generatoru topline. Prema riječima autora, sirovine se utovaruju svakodnevno, odnosno njegov proizvodni ciklus je jedan dan. U stvari, potrebno vrijeme je 60 dana. Količina bioplina koju je pronalazač dobio, sadržana u cilindru od 50 litara, koji je uspio napuniti, po mraznom vremenu za kotao za grijanje kapaciteta 15 kW (stambena zgrada od oko 150 m2) dovoljna je za 2 minute. .

Svima koji su zainteresirani za mogućnost proizvodnje bioplina savjetuje se da pažljivo prouče problem, posebno s financijske tačke gledišta, te se sa tehničkim pitanjima obrate stručnjacima s iskustvom u takvom radu. Praktične informacije dobijene od onih farmi na kojima se bioenergetske tehnologije već neko vrijeme koriste bit će vrlo vrijedne. objavljeno