Vad är biogas och hur man skapar en biogasanläggning med egna händer

En biogasanläggning gör att du kan använda avfall från privata gårdar samtidigt som du får billig el eller bränsle för hushållsuppvärmning och andra hushållsbehov. Enheten är monterad av skrotmaterial eller från fabrikskomponenter.

Beskrivning och egenskaper för biogas

Biogas genereras när anaerob (utan luft) nedbrytning av biomassa... Blandningen innehåller upp till 55-75% metan, 25-45% koldioxid, annan mängd orenheter vätesulfid, kväveoxider, ammoniak och andra föreningar.

Blandningens egenskaper beror på beståndsdelarna komponenter:

• metan explosiv och extremt brandfarlig, har ingen färg eller lukt, konsumentegenskaper är förknippade med en stor utsläpp av värme under förbränning;
• koldioxid (koldioxid) inandas orsakar förlust av uppmärksamhet och trötthet, vilket minskar syremättnaden i blodet;
• vätesulfid i den koncentration som finns i den färdiga produkten utsätts den inte för explosion utan är giftig för människokroppen;
• ammoniak Det luktar obehagligt, men i farliga mängder som kan skada ögons slemhinnor och andningsorgan produceras det sällan i installationer.

Fysikaliska egenskaper:

• energireserv 5–6,5 kW / h i en kubikmeter;
• värmevärde upp till 7500 kcal / m³;
• antändningstemperatur - 680-750 ° С;
• tryck i reaktorn från 0,05 atm.

Spridningen av parametrar är förutbestämd av den olika sammansättningen av råvaror, valet av bearbetningsteknik och klimatförhållandena under reaktionen.

Råvaror för produktion av biogas

En biogasanläggning för ett privat hus använder en mängd olika jordbruksavfall som råvaror. Biogasstationsprocesserna:

• gödsel av alla fraktioner, fågelskräp;
• växtrester - ogräs, halm, ensilage;
• massa och massa;
• öl stillage;
• undermåliga spannmålsgrödor;
• fiskproduktionsavfall;
• melass av olika ursprung;
• resterna av slakteriet;
• fett;
• rotgrödor som har tappat sitt näringsvärde.

Den exakta mängden biobränsle för varje typ av råvara beror på bearbetningstekniken.

Gruvmetoder

Råvaran genomgår ett förberedelsesteg för att göra fermenteringsprocessen mer aktiv och produktiv.

Gödsel kan vara av två typer: naturligt och självlegerat. Den första arten tas från under djuret tillsammans med sängkläderna. Den självlegerade arten avlägsnas från gården med en vattenström.

Massa och massa - dessa är krossade delar av grönsaker, frukt och rötter, från vilka saften pressas ut.

Öl stillage, melass - en biprodukt från bryggerier, sockerfabriker, är en värdefull livsmedelstillsats, därför bestäms möjligheten att använda för gasproduktion av produktens kostnad.

Växtrester utsätts för kapning eller ensilering.

Hur lång tid räcker det

Det ungefärliga gasutbytet från olika substrat samlas i tabellen.

Följande tabell sammanfattar mängden råvaror som kan erhållas från djur och från en hektar åkermark.

Uppgifterna i tabellerna kan inte ligga till grund för korrekta beräkningar, indikatorerna är genomsnittliga över branschen.

Effektivitet

Fördelarna med biogas bedöms utifrån fördelarna med dess användning och produktion av termisk eller elektrisk energi.

Effektivitetsindikatorn beror på mängden metan i blandningen, som kan innehålla 45–75%. I genomsnitt, när man bränner 1 m³ biogas, med hänsyn till förluster och generatoreffektivitet, kan 1,5–2 kW / el erhållas.

Jämförelse med andra energikällor

Genom sina konsumentegenskaper kan biogas jämföras med andra energikällor: naturlig och flytande gas, komprimerad metan.

Principen för drift av en biogasanläggning

De biokemiska principerna bakom gasproduktionstekniken är vital aktivitet hos tre grupper av bakterier... Använda sig av hydrolys, syrabildande och metanbildande bakterie. Under bearbetning på flera nivåer produceras den slutliga produkten - en gasformig brännbar blandning.

I praktiken har två typer av biobränsleproduktion blivit utbredda: "torr" och "våt".

Våt

Metoden är mest utbredd, eftersom den är lämplig för produktion av biodrivmedel från råvaror med hög fukthalt... Så här erhålls gas från gödsel.

Råvaror är mättade med vatten upp till 90% fukt. Självlegerande gödsel (avlägsnas från gårdar med vattenströmmar) är redan redo för bearbetning. I industrianläggningar matas ämnet till reaktorer med skruvtransportörer eller fekala pumpar. Tanken är isolerad och biomassan blandas ständigt i den.

När sönderdelningen fortskrider genereras en gasblandning som släpps ut i ackumulatorn. Svavelhalten reduceras av speciella bakterier som koloniserar tankväggarna. Efter rengöring kommer bränslet in i kraftvärmeavdelningen, där el genereras av gaskolvgeneratorer. I andra varianter av stationer förs gasen till önskat arbetstryck av kompressorer och går in i distributionsnätet.

En del av energin tas för att värma biomassan i reaktorn till 41–43 ° С.

Sedimentet avlägsnas när det ackumuleras.

I hushållsmodeller finns det inget kraftvärme system, all gas används för att generera värme. Lastning och lossning av reaktorn utförs manuellt.

Torr

Gör det möjligt att erhålla gas från råvaror med låg fuktinnehåll. Utspädning av substratet med vatten tillhandahålls inte, men jäsning sker vid 50% fukt i reaktionszonen.

När jäsning fortskrider samlas vätskefraktionen i ett dräneringssystem och sprutas med hjälp av cirkulationspumpar över ett halvtorrt substrat.Omrörning och vändning sker inte, vilket minskar energiförbrukningen för produktionen.

Jäsning sker vid en temperatur av 34–37 ° С. Extern uppvärmning är minimal, värme frigörs vid kemiska reaktioner av organiska råvaror.

Båda metoderna kan användas vid drift av en egenbyggd biogasanläggning.

Tillämpningsområde

Målen för bearbetning skiljer sig åt för stora industrier och privata gårdar.

För ett privat hus

I privata hushåll finns det som regel inte tillräckligt med organiskt avfall för att ge uppvärmning till ett bostadshus. Gödseln hos en ko och ett par grisar räcker dock för att få gas. för uppvärmning av platser där djur hålls och för beredning av foder... Gasinfraröda brännare används för förbränning.

Den jästa massan fördelas över trädgården eller trädgården.

För jordbruk

Det kommer att finnas tillräckligt med gas på gården för uppvärmning av alla rum med gaspannorsom är säkrare än brännare och kan fungera dygnet runt.

Kostnaden för fabriksinstallationer med en elgenerator närmar sig 1 miljon rubel, så de köps sällan.

Bearbetning av gödsel till en jäst massa är fördelaktig för jordbrukaren, eftersom det minskar kostnaden för att leverera det resulterande gödselmedlet till åkrarna.

För företaget

Stora jordbruksföretag får råvaror till biogasanläggningar året runt.

Den resulterande biogasen används för att generera el och bränsle till pannor. Avfall granuleras och fördelas över åkermark. Vissa företag tillverkar flytande gödselmedel som säljs i små behållare om 5 liter eller mer.

Samtidigt med produktionen av gas löser jordbruksföretagen problemet med att använda gödsel och fjäderfäskräp.

DIY biogasstation

Med brist på erfarenhet av att bygga komplexa tekniska system försöker de följa principen: ju enklare design, desto mer pålitlig och hållbar är den... DIY biogas produktion instruktioner inkluderar flera steg:

• design med hänsyn till mängden tillgängliga råvaror och produktivitet,
• val och platsförberedelse placering av utrustning;
• tom enheter, sammansättningar, sammansättningar;
• installation behållare;
• förbindelse hjälputrustning;
• installation av gasledningar;
• start, installation och justering.

Efter en framgångsrik start elimineras de identifierade bristerna och systemet tas i drift vid full belastning.

Design

Hemlagade enkla biogasanläggningar skiljer sig inte i hög effektivitet på grund av att reaktionerna är i fel läge.

Baserat på detta antas att en kubikmeter jäsningstanken avger tillräckligt med gas för uppvärmning 10 m² bostäder... För att värma upp ett hus på 50 m² behöver du en 5 m³ tank.

Lastning och lossning av råvaror i heminstallationer som produceras samtidigt, ungefär en gång var 15-25 dagberoende på konsumtion. Det kan ta upp till fem dagar att gå in i driftläge.

Vid den här tiden ger de uppvärmning av huset på andra sätt eller bygger en behållare på 1–2 m³.

Plats

Plats för behållaren jäsning väljs baserat på flera förhållanden:

• enkel leverans av råvaror och avfallshantering;
• säker lagring av råvaror och avfall bort från bostäder;
• minimikostnader för leverans av tekniska nätverk.

Den korrekta platsen bör vara bekvämt placerad med hänsyn till webbplatsens infrastruktur.

Material för att göra en bioreaktor

Grunden för en biogasstation i privata hushåll är bunkra... Används som reservoar:

• betong- eller tegelbunker;
• plast- och glasfiberförseglade behållare;
• hylsor av polyeten, polypropen och polyvinylklorid;
• stålfat, kuber, pelare.

Reaktorkrav:

• vattentäthet;
• tillräckligt stark för att motstå vikten på det våta underlaget och det effektiva marktrycket;
• enkel service;
• motstånd mot aggressiva miljöer.

Välj för tillverkning av råvaruförsörjningssystemet plaströrsom används i avloppet. Det är mer lönsamt att använda HDPE-rör - de är anslutna utan att använda gassvetsning.

System för insamling och borttagning av gas

Gör vid den högsta punkten i jäsningstratten stubrör för avgas... Om möjligt är röret monterat i luften men skyddat från solen. Ge en liten 1–2% ökning. I detta fall är utloppet ett kylskåp och kondensat lägger sig på innerväggarna och rinner in i tanken.

En gren som leder till gaslagertanken är ansluten till utloppsröret.

På små stationer är hållare tillverkade av förstärkt polymerfilm.

Rening från föroreningar

För drift av varmvattenberedare eller hällar krävs renad gas.

Hemma utförs rengöring och avfuktning genom att släppa igenom bränsle tank med vattentätning... Ett annat sätt är att använda höljen från hushållens vattenfilter med silikagel hälls i dem. Det andra filtret är fyllt med metallfilt eller tvättlappar - detta är ett tillförlitligt skydd mot överskott av svavel.

Blandningsutrustning

Fabrikstillverkade elektriska omrörare med komplexa växellådor används sällan i gör-det-själv biogasanläggningar på grund av deras höga pris och elkostnader.

Andra gäller sätt:

• blandning för hand;
• periodisk inkoppling av fekala pumpar, pumpning av vätskefraktionen från botten till ytan;
• användningen av en kompressor, som pumpar gas från behållarlocket in i substratet, flyttar bottenlagren.

Det finns inget behov av att röra dygnet runt, för att automatisera startprocessen ansluts pumpar, kompressorer eller blandare via tidtagare med lämplig effekt.

Uppvärmning och isolering

Jäsningsreaktionen äger rum aktivt vid temperaturer från 34 till 43 ° C. Ingen av de kända metoderna för biogasproduktion kommer att kunna behålla sådana parametrar oberoende under hela året. Även i de sydligaste regionerna, externa värme och högkvalitativ isolering.

Metoder för värmebevarande:

• fördjupning av reaktorn i marken med samtidig väggisolering;
• isolering av den yttre bunkeren med moderna material - polystyren, expanderad polystyren, stenull, skumskum.

Ibland installeras utrustning i uthus eller paviljonger av trä eller polykarbonat uppförs runt reaktorerna. Uppvärmningen utförs av elektriska värmeelement eller startar en panna som förbrukar en del av den producerade gasen.

När substrattemperaturen sjunker under 30 ° C kan jäsning ta upp till 30 dagar eller sluta helt.

Beräknad kostnadsberäkning

Innan du fortsätter med installationen är det nödvändigt att noggrant beräkna alla kostnader. I vissa fall - tufft klimat, få råvaror tillgängliga - det är mer lönsamt att överge byggandet.

Biogasproduktionskostnader

Produktionskostnaderna för biogas består av kostnader för utrustning, installation och underhållskostnader... Om inköpta råvaror används beaktas leveranskostnaderna.

Själva installationen köps fabrikstillverkad eller gör det själv... Tillverkade produkter installeras, konfigureras och servas av specialiserade organisationer. För vissa modeller måste du köpa Förbrukningsvaror - jäsningsaktivatorer eller bakterier.

Under drift består kostnaderna av elkostnader för blandning av substratet och uppvärmning av reaktorn.

Kostnaden för en färdiggjord och hemlagad biogasanläggning

Industrin producerar biogasanläggningar för gårdar. Volymen på bioreaktorn varierar från 0,5 till 30 m³... Komplett system med behållare på 1m³, till exempel, BUG-M, som innehåller alla nödvändiga komponenter, kostar ungefär 180 tusen rubel... Installationer för gårdar med boskap 12 huvuden eller 1000 fåglar kommer kosta 2 miljoner rubel.

Få hushåll har råd att köpa sådan utrustning, så de föredrar att själva göra installationen.

Hemgeneratorer kan kosta beloppet från 50 tusen rubel, vilket gör att du kan spara betydligt på ditt köp.