Какво е биогаз и как да направите инсталация за биогаз със собствените си ръце

Биогазовата инсталация ви позволява да оползотворявате отпадъци от частни ферми, като същевременно получавате евтина електроенергия или гориво за отопление на дома и други домакински нужди. Устройството е сглобено от скрап материали или от фабрични компоненти.

Описание и свойства на биогаза

Биогазът се генерира, когато анаеробно (без въздух) метанно смилане на биомаса... Сместа съдържа до 55-75% метан, 25-45% въглероден двуокис, различно количество примеси сероводород, азотни оксиди, амоняк и други съединения.

Свойствата на сместа зависят от съставките компоненти:

• метан експлозивен и изключително запалим, няма цвят или мирис, потребителските свойства са свързани с голямо отделяне на топлина по време на горенето;
• въглероден двуокис (въглероден диоксид) вдишване причинява загуба на внимание и умора, намалявайки насищането на кръвта с кислород;
• водороден сулфид в концентрацията, която е в крайния продукт, той не е обект на експлозия, но е токсичен за човешкото тяло;
• амоняк Мирише неприятно, но в опасни количества, които могат да увредят лигавиците на очите и дихателните органи, рядко се произвежда в инсталации.

Физични свойства:

• енергиен резерв 5–6,5 kW / h в един кубичен метър;
• калоричност до 7500 kcal / m³;
• температура на запалване - 680–750 ° С;
• налягане в реактора от 0,05 атм.

Разпространението на параметрите е предопределено от различния състав на суровините, избора на технология на преработка и климатичните условия по време на реакцията.

Суровини за производство на биогаз

Биогазова инсталация за частна къща използва голямо разнообразие от селскостопански отпадъци като суровини. Биогазовата станция обработва:

• оборски тор от всякакви фракции, птичи тор;
• растителни остатъци - плевели, слама, силаж;
• пулпа и пулп;
• бирена стила;
• некачествени зърнени култури;
• отпадъци от рибно производство;
• меласа от различен произход;
• останките от кланицата;
• дебел;
• кореноплодни култури, които са загубили своята хранителна стойност.

Точното количество биогориво за всеки вид суровина зависи от технологията на преработка.

Методи за копаене

Суровината преминава през етап на подготовка, за да направи процеса на ферментация по-активен и продуктивен.

Тор могат да бъдат два вида: естествени и самолегирани. Първият вид се взема под животното заедно с постелките. Самолегираните видове се отстраняват от фермата с поток от вода.

Пулп и пулп - това са смачкани части от зеленчуци, плодове и корени, от които се изцежда сокът.

Бирена стила, меласа - страничен продукт от пивоварните, захарните фабрики, са ценна хранителна добавка, поради което възможността за използване за производство на газ се определя от цената на продукта.

Растителни остатъци подложени на рязане или насилване.

Колко време е достатъчно

Приблизителният добив на газ от различни субстрати се събира в таблицата.

Следващата таблица обобщава количеството суровини, които могат да бъдат получени от животни и от един хектар обработваема земя.

Данните, дадени в таблиците, не могат да послужат като основа за точни изчисления, показателите са осреднени за индустрията.

Ефективност

Ползите от биогаза се оценяват от ползите от неговото използване и продукция на топлинна или електрическа енергия.

Показателят за ефективност зависи от количеството метан в сместа, което може да съдържа 45–75%. Средно при изгаряне на 1 m³ биогаз, като се вземат предвид загубите и ефективността на генератора, могат да се получат 1,5–2 kW / електричество.

Сравнение с други енергийни източници

По своите потребителски свойства биогазът може да се сравнява с други енергийни източници: природен и втечнен газ, компресиран метан.

Принципът на работа на инсталация за биогаз

Биохимичните принципи, залегнали в основата на технологията за производство на газ са жизнена дейност на три групи бактерии... Използвайте хидролиза, образуване на киселина и метан бактерии. По време на многостепенна обработка се получава крайният продукт - газообразна горима смес.

На практика два вида производство на биогорива станаха широко разпространени: „сухо“ и „мокро“.

Мокро

Методът е най-широко разпространен, тъй като е подходящ за производството на биогорива от суровини с високо съдържание на влага... Така се получава газ от оборски тор.

Суровините са наситени с вода до 90% влага. Самолегиращият тор (отстранен от стопанствата от водни потоци) вече е готов за преработка. В промишлени инсталации веществото се подава в реактори чрез винтови конвейери или фекални помпи. Резервоарът е изолиран и в него постоянно се смесва биомасата.

С напредването на разлагането се генерира газова смес, която се изхвърля в акумулатора. Съдържанието на сяра се намалява от специални бактерии, които колонизират стените на резервоара. След почистване горивото попада в когенерационния отдел, където електричеството се генерира от газобутални генератори. В други варианти на станции газът се довежда до необходимото работно налягане от компресори и постъпва в разпределителната мрежа.

Част от енергията се изразходва за нагряване на биомасата в реактора до 41–43 ° С.

Утайката се отстранява, докато се натрупва.

В домакинските модели няма система за когенерация, целият газ се използва за нуждите на производството на топлина. Зареждането и разтоварването на реактора се извършва ръчно.

Суха

Позволява да се получава газ от суровини с ниско съдържание на влага. Не се предвижда разреждане на основата с вода, но ферментацията настъпва при 50% влажност в реакционната зона.

С напредването на ферментацията течната фракция се събира в дренажна система и с помощта на циркулационни помпи се напръсква върху полусух субстрат.Не се случва разбъркване и обръщане, което намалява консумацията на енергия за производството.

Ферментацията протича при температура 34–37 ° С. Външното нагряване е минимално, топлината се отделя по време на химични реакции на органични суровини.

И двата метода могат да бъдат приложени при експлоатация на самостоятелно изградена инсталация за биогаз.

Обхват на приложение

Целите на преработката се различават за големите индустрии и частните ферми.

За частна къща

В частните домакинства по правило няма достатъчно органични отпадъци, за да се осигури отопление на жилищна сграда. Въпреки това, оборският тор на една крава и няколко прасета е достатъчен, за да получи бензин. за отопление на места, където се отглеждат животни и за приготвяне на фуражи... За горене се използват газови инфрачервени горелки.

Ферментиралата маса се разпределя върху градината или задния двор.

За земеделие

Във фермата ще има достатъчно газ за отопление на всички помещения с газови котликоито са по-безопасни от горелките и могат да работят денонощно.

Цената на фабричните инсталации с електрически генератор се доближава до 1 милион рубли, така че те рядко се купуват.

Преработката на оборски тор във ферментирала маса е от полза за фермера, тъй като намалява разходите за доставка на получения тор на нивите.

За предприятието

Големите земеделски предприятия получават суровини за инсталации за биогаз през цялата година.

Полученият биогаз се използва за производство на електричество и гориво за котли. Отпадъците се гранулират и разпределят върху обработваемата земя. Някои предприятия произвеждат течни торове, които се продават в малки контейнери от 5 литра или повече.

Едновременно с производството на газ земеделските стопанства решават проблема с оползотворяването на оборски тор и птичи тор.

Направи си сам биогазова станция

С липсата на опит в изграждането на сложни инженерни системи, те се опитват да се придържат към принципа: колкото по-опростен е дизайнът, толкова по-надежден и издръжлив е той... Инструкциите за производство на биогаз „направи си сам“ включват няколко етапа:

• дизайн като се вземе предвид количеството налични суровини и производителност;
• избор и подготовка на обекта поставяне на оборудване;
• празно устройства, възли, възли;
• инсталация контейнери;
• Връзка спомагателно оборудване;
• монтаж на газопровод;
• стартиране, настройка и настройка.

След успешно стартиране идентифицираните недостатъци се отстраняват и системата се пуска в експлоатация при пълно натоварване.

Дизайн

Домашно приготвени прости инсталации за биогаз не се различават по висока ефективност поради факта, че реакциите са в грешен режим.

Въз основа на това се приема, че един кубичен метър резервоарът за ферментация отделя достатъчно газ за отопление 10 м² жилище... По този начин, за да отоплявате селска къща с площ от 50 m², ще ви трябват резервоар от 5 m³.

Товарене и разтоварване на суровини в домашни инсталации, произведени по едно и също време, приблизително веднъж на всеки 15-25 дни, в зависимост от консумацията. Въвеждането на режим на работа може да отнеме до 5 дни.

По това време те осигуряват отопление на къщата по други начини или изграждат резервоар от 1–2 m³.

Местоположение

Място за контейнера ферментацията се избира въз основа на няколко условия:

• лекота на доставка на суровини и изхвърляне на отпадъци;
• безопасно съхранение на суровини и отпадъци далеч от жилището;
• минимални разходи за доставка на инженерни мрежи.

Правилното местоположение трябва да бъде удобно разположено, като се вземе предвид инфраструктурата на сайта.

Материали за направа на биореактор

Основата на станция за биогаз в частни домакинства е бункер... Използва се като резервоар:

• бетон или тухлен бункер;
• пластмасови и фибростъкло запечатани контейнери;
• полиетиленови, полипропиленови и поливинилхлоридни ръкави;
• стоманени бъчви, кубчета, колони.

Изисквания към реактора:

• водоустойчивост;
• достатъчно силна, за да издържи теглото на мократа основа и ефективното налягане на почвата;
• лекота на обслужване;
• устойчивост на агресивна среда.

За производството на системата за доставка на суровини изберете пластмасови тръбикоито се използват в канализацията. По-изгодно е да се използва HDPE тръби - те са свързани без да се използва газово заваряване.

Система за събиране и отвеждане на газ

В най-високата точка на ферментационния бункер направете тръба за отработени газове... Ако е възможно, тръбата е монтирана във въздуха, но защитена от слънцето. Осигурете малък 1-2% ръст. В този случай изходът е хладилник и кондензатът се утаява по вътрешните стени и се влива в резервоара.

Клон, водещ към резервоара за съхранение на газ, е свързан към изходната тръба.

В малките станции газодържателите са направени от подсилен полимерен филм.

Пречистване от примеси

За работата на котлите или котлоните за битова гореща вода е необходим пречистен газ.

У дома почистването и изсушаването се извършва чрез преминаване през гориво резервоар с водно уплътнение... Друг начин е да се използва корпуси от битови филтри за вода със силикагел, излят в тях. Вторият филтър е изпълнен с метални стружки или кърпи - това е надеждна защита срещу излишната сяра.

Смесително оборудване

Фабрично изработени електрически бъркалки със сложни скоростни кутии рядко се използват в инсталациите за биогаз „направи си сам“ поради високата им цена и разходите за електричество.

Други кандидатстват начини:

• смесване на ръка;
• периодично включване на фекални помпи, изпомпване на течната фракция от дъното към повърхността;
• използването на компресор, който изпомпва газ изпод капака на резервоара в субстрата, премества долните слоеве.

Не е необходимо да се бърка денонощно; за автоматизиране на процеса на стартиране, помпи, компресори или смесители са свързани чрез таймери с подходяща мощност.

Отопление и изолация

Реакцията на ферментация протича активно при температури от 34 до 43 ° C. Нито един от известните методи за производство на биогаз няма да може да поддържа такива параметри независимо през цялата година. Дори в най-южните региони, външни отопление и висококачествена изолация.

Методи за запазване на топлината:

• задълбочаване на реактора в земята с едновременна изолация на стените;
• изолация на външния бункер със съвременни материали - полистирол, експандиран полистирол, каменна вата, разпенена пяна.

Понякога оборудването се инсталира в стопански сгради или около реакторите се издигат павилиони от дърво или поликарбонат. Отоплението се извършва от електрически нагревателни елементи или се стартира котел, който консумира част от произведения газ.

Когато температурата на основата падне под 30 ° C, ферментацията може да отнеме до 30 дни или да спре напълно.

Изчисление на приблизителните разходи

Преди да продължите с проектирането на инсталацията, е необходимо внимателно да изчислите всички свързани разходи. В някои случаи - суров климат, малко налични суровини - по-изгодно е да се изостави строителството.

Разходи за производство на биогаз

Разходите за производство на биогаз се състоят от разходите за оборудване, инсталация и разходи за поддръжка... Ако се използват закупени суровини, се вземат предвид разходите за доставка.

Самата инсталация е закупена фабрично направено или го направете сами... Произведените продукти се инсталират, конфигурират и обслужват от специализирани организации. За някои модели ще трябва да закупите Консумативи - активатори на ферментация или бактерии.

По време на експлоатацията разходите се състоят от разходи за електроенергия за смесване на субстрата и нагряване на реактора.

Цената на готов и домашен завод за биогаз

Индустрията произвежда инсталации за биогаз за ферми. Обемът на биореактора варира от 0,5 до 30 m³... Пълна система с включен резервоар 1m³например BUG-M, съдържащ всички необходими компоненти, струва около 180 хиляди рубли... Инсталации за ферми със стада от говеда 12 глави или 1000 птици ще струва 2 милиона рубли.

Малко домакинства могат да си позволят закупуването на такова оборудване, затова предпочитат сами да направят инсталацията.

Домашни генератори може да струва сумата от 50 хиляди рубли, което ви позволява значително да спестите от покупката си.