Apa itu biogas dan bagaimana membuat loji biogas dengan tangan anda sendiri

Loji biogas membolehkan anda menggunakan sisa dari ladang swasta, sambil menerima elektrik atau bahan bakar yang murah untuk pemanasan rumah dan keperluan isi rumah yang lain. Peranti dipasang dari bahan sekerap atau dari komponen kilang.

Penerangan dan sifat biogas

Biogas dihasilkan apabila anaerobik (tanpa udara) pencernaan biomassa metana... Campuran mengandungi hingga 55-75% metana, 25-45% karbon dioksida, kuantiti yang berbeza kekotoran hidrogen sulfida, nitrogen oksida, ammonia dan sebatian lain.

Sifat campuran bergantung pada konstituennya komponen:

• metana mudah meletup dan mudah terbakar, tidak mempunyai warna atau bau, sifat pengguna dikaitkan dengan pelepasan haba yang besar semasa pembakaran;
• karbon dioksida (karbon dioksida) yang dihirup menyebabkan kehilangan perhatian dan keletihan, mengurangkan ketepuan oksigen darah;
• hidrogen sulfida dalam kepekatan yang terdapat dalam produk siap, ia tidak boleh meletup, tetapi beracun bagi tubuh manusia;
• amonia Baunya tidak menyenangkan, tetapi dalam jumlah berbahaya yang boleh merosakkan selaput lendir mata dan organ pernafasan, ia jarang dihasilkan secara pemasangan.

Ciri-ciri fizikal:

• rizab tenaga 5-6.5 kW / j dalam satu meter padu;
• nilai kalori hingga 7500 kcal / m³;
• suhu pencucuhan - 680-750 ° С;
• tekanan dalam reaktor dari 0.05 atm.

Penyebaran parameter ditentukan oleh komposisi bahan mentah yang berbeza, pemilihan teknologi pemprosesan dan keadaan iklim semasa tindak balas.

Bahan mentah untuk pengeluaran biogas

Loji biogas untuk rumah persendirian menggunakan pelbagai jenis sisa pertanian sebagai bahan mentah. Stesen biogas memproses:

• tahi kotoran, kotoran burung;
• sisa tanaman - rumpai, jerami, silaj;
• pulpa dan pulpa;
• pegun bir;
• tanaman bijirin bawah tanah;
• sisa pengeluaran ikan;
• molase pelbagai asal;
• jenazah rumah sembelih;
• lemak;
• tanaman akar yang kehilangan nilai pemakanannya.

Jumlah biofuel yang tepat untuk setiap jenis bahan baku bergantung pada teknologi pemprosesan.

Kaedah perlombongan

Bahan mentah melalui peringkat penyediaan untuk menjadikan proses penapaian lebih aktif dan produktif.

Baja boleh terdiri daripada dua jenis: semula jadi dan campuran diri. Spesies pertama diambil dari bawah haiwan bersama dengan tempat tidur. Spesies yang dicampurkan sendiri dikeluarkan dari ladang oleh aliran air.

Pulpa dan pulpa - ini adalah bahagian sayur-sayuran, buah-buahan dan akar yang dihancurkan, dari mana jusnya diperah.

Pegangan bir, molase - produk sampingan kilang bir, kilang gula, adalah bahan tambahan makanan yang berharga, oleh itu kemungkinan penggunaan untuk pengeluaran gas ditentukan oleh kos produk tersebut.

Sisa tanaman dikenakan pemotongan atau pengasingan.

Berapa lama sudah cukup

Hasil anggaran gas dari substrat yang berbeza dikumpulkan dalam jadual.

Jadual berikut merangkum jumlah bahan mentah yang dapat diperoleh dari haiwan dan dari satu hektar tanah yang dapat ditanam.

Data yang diberikan dalam jadual tidak dapat dijadikan dasar untuk pengiraan yang tepat, indikator rata-rata di atas industri.

Kecekapan

Faedah biogas dinilai berdasarkan faedah penggunaannya dan output tenaga haba atau elektrik.

Petunjuk kecekapan bergantung pada jumlah metana dalam campuran, yang mungkin mengandung 45-75%. Rata-rata, ketika membakar 1 m³ biogas, dengan mempertimbangkan kerugian dan kecekapan penjana, dapat diperoleh 1,5-2 kW / elektrik.

Perbandingan dengan sumber tenaga lain

Dengan sifat penggunanya, biogas dapat dibandingkan dengan sumber tenaga lain: gas asli dan cecair, metana termampat.

Prinsip operasi loji biogas

Prinsip biokimia yang mendasari teknologi pengeluaran gas adalah aktiviti penting tiga kumpulan bakteria... Gunakan hidrolisis, pembentuk asid dan pembentuk metana bakteria. Semasa pemprosesan bertingkat, produk akhir dihasilkan - campuran mudah terbakar gas.

Dalam praktiknya, dua jenis pengeluaran biofuel telah meluas: "kering" dan "basah".

Basah

Kaedah ini paling meluas, kerana ia sesuai untuk pengeluaran biofuel dari bahan mentah dengan kandungan lembapan yang tinggi... Ini adalah bagaimana gas diperoleh dari baja.

Bahan mentah tepu dengan air sehingga 90% kelembapan. Kotoran aloi sendiri (dikeluarkan dari ladang oleh aliran air) sudah siap diproses. Di kilang perindustrian, bahan tersebut dimasukkan ke dalam reaktor dengan menggunakan penghantar skru atau pam fecal. Tangki itu bertebat, dan biomas sentiasa dicampurkan di dalamnya.

Semasa penguraian berlangsung, campuran gas dihasilkan, yang dibuang ke dalam penumpuk. Kandungan sulfur dikurangkan oleh bakteria khas yang menjajah dinding tangki. Setelah dibersihkan, bahan bakar memasuki bahagian kogenerasi, di mana elektrik dihasilkan oleh generator piston gas. Dalam varian stesen lain, gas dibawa ke tekanan operasi yang diperlukan oleh pemampat dan memasuki rangkaian pengedaran.

Sebahagian daripada tenaga diambil untuk memanaskan biomas di reaktor hingga 41-43 ° C.

Sedimen dikeluarkan semasa terkumpul.

Dalam model rumah tangga, tidak ada sistem kogenerasi, semua gas digunakan untuk keperluan menghasilkan haba. Memuat dan melepaskan reaktor dilakukan secara manual.

Keringkan

Membolehkan mendapatkan gas dari bahan mentah dengan kandungan lembapan rendah. Pencairan substrat dengan air tidak disediakan, tetapi penapaian berlaku pada 50% kelembapan di zon tindak balas.

Ketika fermentasi berlangsung, pecahan cairan dikumpulkan dalam sistem saliran dan, menggunakan pam edaran, disembur di atas substrat semi kering.Pengadukan dan pembalikan tidak berlaku, yang mengurangkan penggunaan tenaga untuk pengeluaran.

Fermentasi berlaku pada suhu 34-37 ° C. Pemanasan luaran adalah minimum, haba dilepaskan semasa reaksi kimia bahan mentah organik.

Kedua-dua kaedah tersebut dapat diterapkan ketika mengoperasikan kilang biogas yang dibina sendiri.

Skop permohonan

Matlamat pemprosesan berbeza untuk industri besar dan ladang swasta.

Untuk rumah persendirian

Dalam rumah tangga swasta, sebagai peraturan, tidak ada sisa organik yang mencukupi untuk menyediakan pemanasan untuk bangunan kediaman. Walau bagaimanapun, baja seekor lembu dan beberapa ekor babi sudah cukup untuk mendapatkan gas. untuk memanaskan tempat di mana haiwan dipelihara dan untuk penyediaan makanan... Pembakar inframerah gas digunakan untuk pembakaran.

Jisim fermentasi diedarkan di kebun atau halaman belakang.

Untuk pertanian

Terdapat cukup banyak gas di ladang untuk memanaskan semua bilik dengan dandang gasyang lebih selamat daripada pembakar dan boleh berfungsi sepanjang masa.

Kos pemasangan kilang dengan penjana elektrik mendekati 1 juta rubel, jadi jarang dibeli.

Memproses baja menjadi jisim fermentasi bermanfaat bagi petani, kerana dapat mengurangkan biaya pengiriman baja yang dihasilkan ke ladang.

Untuk perusahaan

Perusahaan pertanian besar menerima bahan mentah untuk loji biogas sepanjang tahun.

Biogas yang dihasilkan digunakan untuk menghasilkan elektrik dan bahan bakar untuk dandang. Sisa dikisar dan diedarkan ke atas tanah yang boleh diusahakan. Sebilangan perusahaan menghasilkan baja cair, yang dijual dalam bekas kecil 5 liter atau lebih.

Bersamaan dengan pengeluaran gas, ladang pertanian menyelesaikan masalah penggunaan kotoran dan kotoran unggas.

Stesen biogas DIY

Dengan kekurangan pengalaman dalam membangun sistem kejuruteraan yang kompleks, mereka berusaha mematuhi prinsip: semakin ringkas reka bentuknya, semakin dipercayai dan tahan lama... Arahan pengeluaran biogas DIY merangkumi beberapa peringkat:

• reka bentuk dengan mengambil kira jumlah bahan mentah dan produktiviti yang ada;
• pilihan dan penyediaan tapak penempatan peralatan;
• kosong peranti, perhimpunan, perhimpunan;
• pemasangan bekas;
• sambungan peralatan bantu;
• pemasangan saluran paip gas;
• permulaan, penyediaan dan penyesuaian.

Setelah berjaya dimulakan, kekurangan yang telah dikenal pasti dihapuskan dan sistem ini beroperasi dengan penuh.

Reka bentuk

Loji biogas sederhana buatan sendiri tidak berbeza dengan kecekapan tinggi kerana kenyataan bahawa reaksi dalam mod yang salah.

Berdasarkan ini, diandaikan bahawa satu meter padu tangki penapaian mengeluarkan gas yang mencukupi untuk pemanasan 10 m² perumahan... Oleh itu, untuk memanaskan rumah desa dengan keluasan 50 m², anda memerlukan tangki 5 m³.

Memuat dan memunggah bahan mentah dalam pemasangan rumah yang dihasilkan pada masa yang sama, kira-kira sekali setiap 15-25 hari, bergantung pada penggunaan. Mungkin memerlukan masa sehingga 5 hari untuk memasuki mod operasi.

Pada masa ini, mereka menyediakan pemanasan rumah dengan cara lain atau membina takungan 1-2 m³.

Lokasi

Tempat untuk bekas penapaian dipilih berdasarkan beberapa syarat:

• kemudahan penghantaran bahan mentah dan pembuangan sampah;
• penyimpanan bahan mentah dan sisa yang selamat dari tempat tinggal;
• kos minimum untuk pembekalan rangkaian kejuruteraan.

Lokasi yang betul harus terletak dengan mudah dengan mengambil kira infrastruktur laman web ini.

Bahan untuk membuat bioreaktor

Asas stesen biogas di isi rumah persendirian adalah bungker... Digunakan sebagai takungan:

• tong konkrit atau bata;
• bekas plastik dan gentian kaca yang ditutup;
• lengan polietilena, polipropilena dan polivinil klorida;
• tong keluli, kubus, tiang.

Keperluan reaktor:

• kalis air;
• cukup kuat untuk menahan berat substrat basah dan tekanan tanah yang berkesan;
• kemudahan perkhidmatan;
• penentangan terhadap persekitaran yang agresif.

Untuk pembuatan sistem bekalan bahan mentah, pilih paip plastikyang digunakan di pembetung. Ia lebih menguntungkan untuk digunakan Paip HDPE - mereka disambungkan tanpa menggunakan kimpalan gas.

Sistem pengumpulan dan penyingkiran gas

Pada titik tertinggi hopper fermentasi, buat paip stub untuk gas ekzos... Sekiranya boleh, paip dipasang di udara, tetapi dilindungi dari sinar matahari. Berikan kenaikan 1-2% kecil. Dalam kes ini, saluran keluarnya adalah peti sejuk dan kondensat menetap di dinding dalam dan mengalir ke tangki.

Cabang yang menuju ke tangki simpanan gas disambungkan ke paip keluar.

Di stesen kecil, pemegang gash dibuat dari filem polimer bertetulang.

Penyucian dari kekotoran

Untuk operasi dandang air panas domestik atau kompor, diperlukan gas yang disucikan.

Di rumah, pembersihan dan penyahhidratan dilakukan dengan mengalirkan bahan bakar tangki dengan meterai air... Cara lain adalah menggunakan rumah dari penapis air isi rumah dengan gel silika dituangkan ke dalamnya. Penapis kedua dipenuhi dengan lapisan logam atau kain lap - ini adalah perlindungan yang boleh dipercayai terhadap sulfur berlebihan.

Peralatan pencampuran

Pengaduk elektrik buatan kilang dengan kotak gear yang rumit jarang digunakan di kilang biogas sendiri kerana harga dan kos elektrik yang tinggi.

Yang lain berlaku cara:

• mencampurkan dengan tangan;
• menghidupkan pam fecal secara berkala, mengepam pecahan cecair dari bawah ke permukaan;
• penggunaan pemampat, yang mengepam gas dari bawah penutup takungan ke dalam substrat, menggerakkan lapisan bawah.

Tidak perlu bergerak selama 24 jam; untuk mengotomatisasi proses permulaan, pam, pemampat atau pengadun disambungkan melalui pemasa yang sesuai.

Pemanasan dan penebat

Reaksi penapaian berlaku secara aktif pada suhu 34 hingga 43 ° C. Tiada kaedah pengeluaran biogas yang diketahui dapat mengekalkan parameter tersebut secara bebas sepanjang tahun. Walaupun di kawasan paling selatan, luaran pemanasan dan penebat berkualiti tinggi.

Kaedah pemeliharaan haba:

• memperdalam reaktor ke dalam tanah dengan penebat dinding serentak;
• penebat bunker luar dengan bahan moden - polistirena, polistirena yang diperluas, bulu batu, busa berbuih.

Kadang kala peralatan dipasang di bangunan luar atau astaka yang diperbuat daripada kayu atau polikarbonat didirikan di sekitar reaktor. Pemanasan dilakukan oleh elemen pemanasan elektrik atau dandang dimulakan, yang menghabiskan sebahagian gas yang dihasilkan.

Apabila suhu substrat turun di bawah 30 ° C, penapaian boleh berlangsung hingga 30 hari atau berhenti sama sekali.

Pengiraan anggaran kos

Sebelum meneruskan reka bentuk pemasangan, perlu mengira semua kos yang diperlukan dengan teliti. Dalam beberapa kes - iklim yang keras, sedikit bahan mentah yang ada - lebih menguntungkan untuk meninggalkan pembinaan.

Kos pengeluaran biogas

Kos pengeluaran biogas terdiri daripada kos peralatan, kos pemasangan dan penyelenggaraan... Sekiranya bahan mentah yang dibeli digunakan, kos penghantaran akan diambil kira.

Pemasangan itu sendiri dibeli buatan kilang atau buat sendiri... Produk pembuatan dipasang, dikonfigurasi dan diservis oleh organisasi khusus. Untuk beberapa model, anda mesti membeli Barang habis pakai - pengaktifan penapaian atau bakteria.

Semasa operasi, kos terdiri daripada kos elektrik untuk mencampurkan substrat dan memanaskan reaktor.

Kos loji biogas siap dan buatan sendiri

Industri ini menghasilkan kilang biogas untuk ladang. Isipadu bioreaktor berbeza dari 0,5 hingga 30 m³... Sistem lengkap dengan takungan dihidupkan 1m³, misalnya, BUG-M, yang mengandungi semua komponen yang diperlukan, berharga kira-kira 180 ribu rubel... Pemasangan ladang dengan kawanan lembu 12 ekor atau 1000 ekor burung akan menelan belanja 2 juta rubel.

Tidak banyak isi rumah yang mampu membeli peralatan tersebut, jadi mereka lebih suka membuat pemasangan itu sendiri.

Penjana rumah boleh menanggung jumlahnya dari 50 ribu rubel, yang membolehkan anda menjimatkan pembelian anda dengan ketara.