ما هو الغاز الحيوي وكيفية صنع مصنع للغاز الحيوي بيديك

يتيح لك مصنع الغاز الحيوي الاستفادة من النفايات من المزارع الخاصة ، مع تلقي الكهرباء أو الوقود غير المكلف للتدفئة المنزلية والاحتياجات المنزلية الأخرى. يتم تجميع الجهاز من مواد خردة أو من مكونات المصنع.

وصف وخصائص الغاز الحيوي

عندما يتم إنشاء الغاز الحيوي اللاهوائية (بدون هواء) هضم الميثان للكتلة الحيوية... يحتوي الخليط على ما يصل إلى 55-75٪ ميثان ، 25-45٪ نشبع، كمية مختلفة الشوائب كبريتيد الهيدروجين وأكاسيد النيتروجين والأمونيا ومركبات أخرى.

خصائص الخليط تعتمد على المكونات عناصر:

• الميثان متفجر وقابل للاشتعال للغاية ، ليس له لون أو رائحة ، ترتبط خصائص المستهلك بإطلاق كبير للحرارة أثناء الاحتراق ؛
• نشبع استنشاق (ثاني أكسيد الكربون) يسبب فقدان الانتباه والإرهاق ، مما يقلل من تشبع الدم بالأكسجين
• كبريتيد الهيدروجين في التركيز الموجود في المنتج النهائي ، لا يخضع للانفجار ، ولكنه سام لجسم الإنسان ؛
• الأمونيا تنبعث منه رائحة كريهة ، ولكن بكميات خطيرة يمكن أن تلحق الضرر بالأغشية المخاطية للعين والجهاز التنفسي ، ونادراً ما تنتج في المنشآت

الخصائص الفيزيائية:

• احتياطي الطاقة 5-6.5 كيلو واط / ساعة في متر مكعب واحد ؛
• قيمة حرارية تصل إلى 7500 كيلو كالوري / متر مكعب ؛
• درجة حرارة الاشتعال - 680-750 درجة مئوية ؛
• الضغط في المفاعل من 0.05 ضغط جوي.

يتم تحديد انتشار المعلمات مسبقًا من خلال التركيب المختلف للمواد الخام ، واختيار تكنولوجيا المعالجة والظروف المناخية أثناء التفاعل.

مواد أولية لإنتاج الغاز الحيوي

يستخدم مصنع الغاز الحيوي لمنزل خاص مجموعة متنوعة من النفايات الزراعية كمواد خام. عمليات محطة الغاز الحيوي:

• روث أي جزء منه ، فضلات الطيور ؛
• بقايا النباتات - الأعشاب والقش والسيلاج.
• اللب واللب.
• لا يزال البيرة
• محاصيل الحبوب المتدنية؛
• نفايات إنتاج الأسماك؛
• دبس السكر من أصول مختلفة.
• بقايا المسلخ.
• سمين؛
• المحاصيل الجذرية التي فقدت قيمتها الغذائية.

تعتمد الكمية الدقيقة للوقود الحيوي لكل نوع من أنواع المواد الأولية على تقنية المعالجة.

طرق التعدين

تمر المادة الخام بمرحلة تحضير لجعل عملية التخمير أكثر نشاطًا وإنتاجًا.

السماد يمكن أن يكون من نوعين: طبيعي وسبائك. النوع الأول يؤخذ من تحت الحيوان مع الفراش. تتم إزالة الأنواع ذاتية الخلائط من المزرعة بواسطة تيار من الماء.

اللب واللب - عبارة عن أجزاء مطحونة من الخضار والفواكه والمحاصيل الجذرية ، والتي يتم عصر العصير منها.

بيرة ، دبس السكر - منتج ثانوي لمصانع الجعة ، مصانع السكر ، مادة مضافة غذائية قيمة ، وبالتالي فإن جدوى استخدامها لإنتاج الغاز تتحدد بتكلفة المنتج.

بقايا النباتات تعرض للقطع أو التعقب.

ما هي المدة الكافية

يتم جمع العائد التقريبي للغاز من ركائز مختلفة في الجدول.

يلخص الجدول التالي كمية المواد الخام التي يمكن الحصول عليها من الحيوانات ومن هكتار واحد من الأراضي الصالحة للزراعة.

البيانات الواردة في الجداول لا يمكن أن تكون بمثابة أساس لحسابات دقيقة ، يتم حساب متوسط ​​المؤشرات على الصناعة.

كفاءة

يتم تقييم فوائد الغاز الحيوي من خلال فوائد استخدامه و ناتج الطاقة الحرارية أو الكهربائية.

يعتمد مؤشر الكفاءة على كمية الميثان في الخليط ، والتي قد تحتوي على 45-75٪. في المتوسط ​​، عند حرق 1 متر مكعب من الغاز الحيوي ، مع مراعاة الفاقد وكفاءة المولد ، يمكن الحصول على 1.5-2 كيلو واط / كهرباء.

مقارنة مع مصادر الطاقة الأخرى

من خلال خصائص المستهلك ، يمكن مقارنة الغاز الحيوي بمصادر الطاقة الأخرى: الغاز الطبيعي والمسال ، والميثان المضغوط.

مبدأ تشغيل مصنع الغاز الحيوي

المبادئ البيوكيميائية التي تقوم عليها تكنولوجيا إنتاج الغاز هي النشاط الحيوي لثلاث مجموعات من البكتيريا... يستخدم التحلل المائي وتشكيل الأحماض وتشكيل الميثان بكتيريا. أثناء المعالجة متعددة المستويات ، يتم إنتاج المنتج النهائي - خليط غازي قابل للاحتراق.

في الممارسة العملية ، انتشر نوعان من إنتاج الوقود الحيوي على نطاق واسع: "جاف" و "رطب".

مبتل

الطريقة الأكثر انتشارًا ، لأنها مناسبة لإنتاج الوقود الحيوي من المواد الخام التي تحتوي على نسبة عالية من الرطوبة... هذه هي الطريقة التي يتم بها الحصول على الغاز من السماد الطبيعي.

المواد الخام مشبعة بالماء حتى 90٪ رطوبة. روث السبائك الذاتية (يتم إزالته من المزارع بواسطة تيارات المياه) جاهز بالفعل للمعالجة. في المنشآت الصناعية ، تُغذى المادة في المفاعلات بواسطة ناقلات لولبية أو مضخات برازية. الخزان معزول ، ويتم خلط الكتلة الحيوية فيه باستمرار.

مع تقدم عملية التحلل ، يتم تكوين خليط غاز ، والذي يتم تصريفه في المجمع. يتم تقليل محتوى الكبريت بواسطة بكتيريا خاصة تستعمر جدران الخزان. بعد التنظيف ، يدخل الوقود إلى قسم التوليد المشترك ، حيث يتم توليد الكهرباء بواسطة مولدات تعمل بمكبس الغاز. في أنواع أخرى من المحطات ، يتم إحضار الغاز إلى ضغط التشغيل المطلوب بواسطة الضواغط ويدخل إلى شبكة التوزيع.

يتم أخذ جزء من الطاقة لتسخين الكتلة الحيوية في المفاعل إلى 41-43 درجة مئوية.

تتم إزالة الرواسب عندما تتراكم.

في النماذج المنزلية ، لا يوجد نظام توليد مشترك ، يتم استخدام كل الغاز لتلبية احتياجات توليد الحرارة. يتم تحميل وتفريغ المفاعل يدويًا.

جاف

يسمح بالحصول على الغاز من المواد الخام ذات المحتوى المنخفض من الرطوبة. لا يتم توفير تخفيف الركيزة بالماء ، ولكن يحدث التخمير بنسبة 50٪ الرطوبة في منطقة التفاعل.

مع تقدم عملية التخمير ، يتم جمع الجزء السائل في نظام تصريف ، وباستخدام مضخات الدوران ، يتم رشه فوق طبقة سفلية شبه جافة.لا يحدث التقليب والتقليب ، مما يقلل من استهلاك الطاقة للإنتاج.

يحدث التخمير عند درجة حرارة 34-37 درجة مئوية. التسخين الخارجي ضئيل ، يتم إطلاق الحرارة أثناء التفاعلات الكيميائية للمواد الخام العضوية.

يمكن تطبيق كلتا الطريقتين عند تشغيل مصنع غاز حيوي يتم بناؤه ذاتيًا.

نطاق التطبيق

تختلف أهداف المعالجة بالنسبة للصناعات الكبيرة والمزارع الخاصة.

لمنزل خاص

في المنازل الخاصة ، كقاعدة عامة ، لا توجد نفايات عضوية كافية لتوفير التدفئة لمبنى سكني. ومع ذلك ، فإن روث بقرة واحدة واثنين من الخنازير يكفي للحصول على الغاز. لتدفئة أماكن تربية الحيوانات ولإعداد العلف... تستخدم مواقد الغاز بالأشعة تحت الحمراء للاحتراق.

يتم توزيع الكتلة المخمرة على الحديقة أو الفناء الخلفي.

للزراعة

سيكون هناك ما يكفي من الغاز في المزرعة لتدفئة جميع الغرف بغلايات الغازوهي أكثر أمانًا من الشعلات ويمكنها العمل على مدار الساعة.

تقترب تكلفة منشآت المصانع المزودة بمولد للكهرباء من مليون روبل ، لذلك نادرًا ما يتم شراؤها.

تعد معالجة الروث إلى كتلة مخمرة مفيدة للمزارع ، حيث إنها تقلل من تكلفة توصيل السماد الناتج إلى الحقول.

للمؤسسة

تتلقى المؤسسات الزراعية الكبيرة المواد الخام لمصانع الغاز الحيوي على مدار السنة.

يتم استخدام الغاز الحيوي الناتج في توليد الكهرباء والوقود للغلايات. يتم تحبيب النفايات وتوزيعها على الأراضي الصالحة للزراعة. تنتج بعض المؤسسات الأسمدة السائلة التي تباع في عبوات صغيرة سعة 5 لترات أو أكثر.

بالتزامن مع إنتاج الغاز ، تعمل الحيازات الزراعية على حل مشكلة استخدام فضلات السماد والدواجن.

محطة الغاز الحيوي DIY

مع عدم وجود خبرة في بناء أنظمة هندسية معقدة ، يحاولون الالتزام بالمبدأ: كلما كان التصميم أبسط ، كان أكثر موثوقية ومتانة... تتضمن تعليمات تصنيع مصنع الغاز الحيوي DIY عدة مراحل:

• التصميم مع مراعاة كمية المواد الخام المتوفرة والإنتاجية ؛
• اختيار و إعداد الموقع وضع المعدات
• فارغ الأجهزة والتجمعات والتجمعات.
• التركيب حاويات.
• الإتصال معدات مساعدة
• تركيب خطوط أنابيب الغاز
• بدء التشغيل والإعداد والتعديل.

بعد بدء التشغيل الناجح ، يتم التخلص من أوجه القصور المحددة ويتم تشغيل النظام عند التحميل الكامل.

تصميم

نباتات الغاز الحيوي البسيطة محلية الصنع لا تختلف في الكفاءة العالية بسبب حقيقة أن ردود الفعل في الوضع الخاطئ.

بناءً على هذا ، من المفترض أن متر مكعب واحد يصدر خزان التخمير غازًا كافيًا للتدفئة 10 متر مربع من المساكن... وبالتالي ، لتدفئة منزل ريفي بمساحة 50 مترًا مربعًا ، ستحتاج إلى خزان 5 متر مكعب.

تحميل وتفريغ المواد الخام في التركيبات المنزلية المنتجة في نفس الوقت تقريبًا مرة كل 15-25 يومًاحسب الاستهلاك. قد يستغرق الأمر ما يصل إلى 5 أيام للدخول في وضع التشغيل.

في هذا الوقت ، يقومون بتدفئة المنزل بطرق أخرى أو بناء خزان بمساحة 1-2 متر مكعب.

موقع

مكان للحاوية يتم اختيار التخمير بناءً على عدة شروط:

• سهولة توصيل المواد الخام والتخلص من النفايات ؛
• التخزين الآمن للمواد الخام والنفايات بعيدًا عن المساكن ؛
• الحد الأدنى من تكاليف توريد الشبكات الهندسية.

يجب أن يكون الموقع الصحيح مناسبًا ، مع مراعاة البنية التحتية للموقع.

مواد لصنع مفاعل حيوي

أساس محطة الغاز الحيوي في المنازل الخاصة هو القبو... تستخدم كخزان:

• القبو الخرساني أو الطوب
• حاويات مختومة من البلاستيك والألياف الزجاجية ؛
• الأكمام المصنوعة من البولي إيثيلين والبولي بروبيلين والبولي فينيل كلوريد ؛
• براميل فولاذية ومكعبات وأعمدة.

متطلبات المفاعل:

• مقاومة للماء.
• قوية بما يكفي لتحمل وزن الركيزة الرطبة وضغط التربة الفعال ؛
• سهولة الخدمة
• مقاومة البيئات العدوانية.

لتصنيع نظام توريد المواد الخام ، اختر أنابيب بلاستيكيةالتي يتم استخدامها في المجاري. إنه أكثر ربحية للاستخدام أنابيب HDPE - يتم توصيلها بدون استخدام اللحام بالغاز.

نظام تجميع الغاز وإزالته

في أعلى نقطة من قادوس التخمير ، اصنع كعب أنبوب لغاز العادم... إذا أمكن ، يتم تثبيت الأنبوب في الهواء ، ولكنه محمي من أشعة الشمس. قم بتوفير ارتفاع صغير بنسبة 1-2٪. في هذه الحالة ، يكون المخرج عبارة عن ثلاجة ويستقر المكثف على الجدران الداخلية ويتدفق إلى الخزان.

يتم توصيل فرع يؤدي إلى خزان تخزين الغاز بأنبوب المخرج.

في المحطات الصغيرة ، تصنع أدوات الحماية من فيلم بوليمر مقوى.

التنقية من الشوائب

لتشغيل غلايات أو مواقد الماء الساخن المنزلية ، يلزم وجود غاز منقى.

في المنزل ، يتم إجراء التنظيف وإزالة الرطوبة عن طريق تمرير الوقود عبره خزان مع ختم المياه... طريقة أخرى لاستخدام العلب من فلاتر المياه المنزلية مع هلام السيليكا سكب فيها. يُملأ الفلتر الثاني ببرادة معدنية أو مناشف - وهي حماية موثوقة ضد الكبريت الزائد.

معدات الخلط

نادرًا ما تُستخدم النمامات الكهربائية المصنوعة في المصنع مع علب التروس المعقدة في مصانع الغاز الحيوي التي تصنعها بنفسك نظرًا لارتفاع سعرها وتكاليف الكهرباء.

يطبق آخرون طرق:

• الاختلاط باليد
• التبديل الدوري لمضخات البراز ، وضخ الجزء السائل من القاع إلى السطح ؛
• يؤدي استخدام الضاغط ، الذي يضخ الغاز من أسفل غطاء الخزان إلى الركيزة ، إلى تحريك الطبقات السفلية.

ليست هناك حاجة للتحريك على مدار الساعة ؛ لأتمتة عملية البدء ، يتم توصيل المضخات أو الضواغط أو الخلاطات عبر مؤقتات ذات طاقة مناسبة.

التدفئة والعزل

يحدث تفاعل التخمير بنشاط في درجات حرارة من 34 إلى 43 درجة مئوية. لن تتمكن أي من الطرق المعروفة لإنتاج الغاز الحيوي من الحفاظ على هذه المعلمات بشكل مستقل على مدار العام. حتى في المناطق الجنوبية ، خارجية تدفئة وعزل عالي الجودة.

طرق الحفاظ على الحرارة:

• تعميق المفاعل في الأرض مع عزل الجدار المتزامن ؛
• عزل القبو الخارجي بالمواد الحديثة - البوليسترين والبوليسترين الموسع والصوف الحجري والرغوة المطلية بالرقائق.

في بعض الأحيان يتم تثبيت المعدات في المباني الخارجية أو الأجنحة المصنوعة من الخشب أو البولي كربونات التي يتم نصبها حول المفاعلات. يتم التسخين بواسطة عناصر تسخين كهربائية أو يتم تشغيل غلاية تستهلك جزءًا من الغاز الناتج.

عندما تنخفض درجة حرارة الركيزة إلى أقل من 30 درجة مئوية ، يمكن أن يستغرق التخمير ما يصل إلى 30 يومًا أو يتوقف تمامًا.

حساب التكلفة المقدرة

قبل الشروع في تصميم التثبيت ، من الضروري حساب جميع التكاليف المتضمنة بعناية. في بعض الحالات - مناخ قاس ، وقليل من المواد الخام المتاحة - من الأكثر ربحية التخلي عن البناء.

تكاليف إنتاج الغاز الحيوي

تتكون تكاليف إنتاج الغاز الحيوي من تكاليف المعدات وتكاليف التركيب والصيانة... إذا تم استخدام المواد الخام المشتراة ، يتم أخذ تكلفة التسليم في الاعتبار.

تم شراء التثبيت نفسه صنع في المصنع أو افعل ذلك بنفسك... يتم تثبيت المنتجات المصنعة وتكوينها وصيانتها من قبل المنظمات المتخصصة. بالنسبة لبعض الطرز ، سيتعين عليك الشراء مستهلكات - منشطات التخمير أو البكتيريا.

أثناء التشغيل ، تتكون التكاليف من تكاليف الكهرباء لخلط الركيزة وتسخين المفاعل.

تكلفة مصنع غاز حيوي جاهز ومحلي الصنع

تنتج الصناعة مصانع الغاز الحيوي للمزارع. حجم المفاعل الحيوي يختلف من 0.5 إلى 30 متر مكعب... نظام كامل مع الخزان قيد التشغيل 1 م³، على سبيل المثال ، BUG-M ، الذي يحتوي على جميع المكونات الضرورية ، وتكاليف حول 180 الف روبل... منشآت للمزارع مع قطعان الماشية 12 رأساً أو 1000 طائر سيكلف 2 مليون روبل.

قلة من الأسر تستطيع شراء مثل هذه المعدات ، لذلك يفضلون القيام بالتركيب بأنفسهم.

مولدات منزلية يمكن أن تكلف المبلغ من 50 ألف روبل، مما يتيح لك التوفير بشكل كبير عند الشراء