ก๊าซชีวภาพคืออะไรและวิธีทำโรงงานก๊าซชีวภาพด้วยมือของคุณเอง

โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพช่วยให้คุณใช้ประโยชน์จากของเสียจากฟาร์มส่วนตัว ในขณะที่ได้รับไฟฟ้าหรือเชื้อเพลิงราคาไม่แพงสำหรับทำความร้อนในบ้านและความต้องการอื่นๆ อุปกรณ์ประกอบขึ้นจากเศษวัสดุหรือส่วนประกอบจากโรงงาน

คำอธิบายและคุณสมบัติของก๊าซชีวภาพ

ก๊าซชีวภาพจะเกิดขึ้นเมื่อ การย่อยก๊าซมีเทนแบบไม่ใช้อากาศ (ไม่มีอากาศ) ของสารชีวมวล... ส่วนผสมมีมากถึง มีเทน 55-75%, 25-45% คาร์บอนไดออกไซด์, ปริมาณต่างกัน สิ่งสกปรก ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ไนโตรเจนออกไซด์ แอมโมเนีย และสารประกอบอื่นๆ

คุณสมบัติของส่วนผสมขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ ส่วนประกอบ:

• มีเทน ระเบิดและติดไฟได้ง่ายไม่มีสีหรือกลิ่น คุณสมบัติของผู้บริโภคเกี่ยวข้องกับการปล่อยความร้อนจำนวนมากระหว่างการเผาไหม้
• คาร์บอนไดออกไซด์ (คาร์บอนไดออกไซด์) ที่สูดดมเข้าไปทำให้เสียสมาธิและเมื่อยล้า ลดความอิ่มตัวของออกซิเจนในเลือด
• ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ในความเข้มข้นที่อยู่ในผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจะไม่เกิดการระเบิด แต่เป็นพิษต่อร่างกายมนุษย์
• แอมโมเนีย มีกลิ่นไม่พึงประสงค์ แต่ในปริมาณที่เป็นอันตรายซึ่งสามารถทำลายเยื่อเมือกของดวงตาและอวัยวะระบบทางเดินหายใจได้

คุณสมบัติทางกายภาพ:

• พลังงานสำรอง 5–6.5 kW / h ในหนึ่งลูกบาศก์เมตร
• ค่าความร้อนสูงถึง 7500 kcal / m³;
• อุณหภูมิจุดติดไฟ - 680–750 ° C;
• ความดันในเครื่องปฏิกรณ์ตั้งแต่ 0.05 atm

การแพร่กระจายของพารามิเตอร์ถูกกำหนดล่วงหน้าโดยองค์ประกอบต่างๆ ของวัตถุดิบ การเลือกเทคโนโลยีการแปรรูป และสภาพภูมิอากาศระหว่างการทำปฏิกิริยา

วัตถุดิบในการผลิตก๊าซชีวภาพ

โรงงานผลิตก๊าซชีวภาพสำหรับบ้านส่วนตัวใช้ของเสียทางการเกษตรที่หลากหลายเป็นวัตถุดิบ กระบวนการของสถานีก๊าซชีวภาพ:

• มูลนก มูลนก
• เศษซากพืช - วัชพืช, ฟาง, หญ้าหมัก;
• เยื่อกระดาษและเยื่อกระดาษ
• เบียร์นิ่ง;
• เมล็ดพืชที่ไม่ได้มาตรฐาน
• ของเสียจากการผลิตปลา
• กากน้ำตาลจากแหล่งกำเนิดต่างๆ
• ซากโรงฆ่าสัตว์;
• อ้วน;
• รากพืชที่สูญเสียคุณค่าทางโภชนาการ

ปริมาณเชื้อเพลิงชีวภาพที่แน่นอนสำหรับวัตถุดิบแต่ละประเภทขึ้นอยู่กับเทคโนโลยีการแปรรูป

วิธีการขุด

วัตถุดิบต้องผ่านขั้นตอนการเตรียมการเพื่อให้กระบวนการหมักมีความกระฉับกระเฉงและมีประสิทธิผลมากขึ้น

ปุ๋ยคอก สามารถเป็นได้สองประเภท: ธรรมชาติและโลหะผสมในตัวเอง สายพันธุ์แรกนำมาจากใต้สัตว์พร้อมกับเครื่องนอน สายพันธุ์ที่ผสมเองจะถูกลบออกจากฟาร์มโดยกระแสน้ำ

เยื่อกระดาษและเยื่อกระดาษ - สิ่งเหล่านี้เป็นส่วนที่บดของผักผลไม้และรากซึ่งคั้นน้ำผลไม้ออกมา

เบียร์ Stillage, กากน้ำตาล - ผลพลอยได้จากโรงเบียร์ โรงงานน้ำตาล เป็นวัตถุเจือปนอาหารที่มีค่า ดังนั้น ความเป็นไปได้ในการใช้ก๊าซจึงกำหนดโดยต้นทุนของผลิตภัณฑ์

เศษซากพืช ภายใต้การตัดหรือ ensiling

นานแค่ไหนก็เพียงพอ

ผลผลิตก๊าซโดยประมาณจากพื้นผิวต่างๆ ถูกรวบรวมไว้ในตาราง

ตารางต่อไปนี้สรุปปริมาณวัตถุดิบที่สามารถหาได้จากสัตว์และจากพื้นที่เพาะปลูกหนึ่งเฮกตาร์

ข้อมูลที่ระบุในตารางไม่สามารถใช้เป็นพื้นฐานสำหรับการคำนวณที่แม่นยำได้ ตัวชี้วัดมีค่าเฉลี่ยทั่วทั้งอุตสาหกรรม

ประสิทธิภาพ

ประโยชน์ของก๊าซชีวภาพประเมินโดยประโยชน์ของการใช้และ เอาท์พุทของความร้อนหรือพลังงานไฟฟ้า.

ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับปริมาณของมีเทนในส่วนผสม ซึ่งอาจประกอบด้วย 45–75% โดยเฉลี่ยเมื่อเผาก๊าซชีวภาพ 1 m³ โดยคำนึงถึงการสูญเสียและประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไฟฟ้า สามารถรับไฟฟ้าได้ 1.5–2 กิโลวัตต์ /

เปรียบเทียบกับแหล่งพลังงานอื่น

ด้วยคุณสมบัติของผู้บริโภค ก๊าซชีวภาพสามารถนำมาเปรียบเทียบกับแหล่งพลังงานอื่นๆ: ก๊าซธรรมชาติและก๊าซเหลว มีเทนอัด

หลักการทำงานของโรงผลิตก๊าซชีวภาพ

หลักการทางชีวเคมีที่อยู่เบื้องหลังเทคโนโลยีการผลิตก๊าซคือ กิจกรรมสำคัญของแบคทีเรียสามกลุ่ม... ใช้ การไฮโดรไลซิส การเกิดกรด และการเกิดมีเทน แบคทีเรีย. ในระหว่างการประมวลผลหลายระดับ ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจะถูกผลิตขึ้น ซึ่งเป็นส่วนผสมที่ติดไฟได้ในรูปก๊าซ

ในทางปฏิบัติ การผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพสองประเภทเป็นที่แพร่หลาย: "แห้ง" และ "เปียก"

เปียก

วิธีการนี้แพร่หลายมากที่สุดเนื่องจากเหมาะสำหรับการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ จากวัตถุดิบที่มีความชื้นสูง... นี่คือวิธีที่ได้ก๊าซจากมูลสัตว์

วัตถุดิบอิ่มตัวด้วยน้ำที่มีความชื้นสูงถึง 90% ปุ๋ยคอกที่ผสมเอง (นำออกจากฟาร์มโดยลำธารน้ำ) พร้อมสำหรับการแปรรูปแล้ว ในโรงงานอุตสาหกรรม สารจะถูกป้อนเข้าสู่เครื่องปฏิกรณ์โดยสกรูลำเลียงหรือปั๊มอุจจาระ ถังมีฉนวนและมีการผสมสารชีวมวลอยู่ตลอดเวลา

เมื่อการสลายตัวดำเนินไป จะมีการสร้างส่วนผสมของก๊าซ ซึ่งจะถูกระบายออกสู่เครื่องสะสม ปริมาณกำมะถันจะลดลงโดยแบคทีเรียชนิดพิเศษที่อาศัยอยู่ตามผนังถัง หลังจากทำความสะอาด เชื้อเพลิงจะเข้าสู่แผนกพลังงานความร้อนร่วม ซึ่งไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบลูกสูบก๊าซ ในสถานีรุ่นอื่นๆ ก๊าซจะถูกนำไปใช้กับแรงดันใช้งานที่ต้องการโดยคอมเพรสเซอร์และเข้าสู่เครือข่ายการจ่ายน้ำมัน

พลังงานส่วนหนึ่งถูกใช้เพื่อให้ความร้อนแก่ชีวมวลในเครื่องปฏิกรณ์ที่อุณหภูมิ 41–43 ° C

ตะกอนจะถูกลบออกเมื่อสะสม

ในรุ่นครัวเรือนไม่มีระบบโคเจนเนอเรชั่น ก๊าซทั้งหมดใช้สำหรับความต้องการในการสร้างความร้อน การขนถ่ายเครื่องปฏิกรณ์จะดำเนินการด้วยตนเอง

แห้ง

ช่วยให้ได้ก๊าซจากวัตถุดิบที่มีความชื้นต่ำ ไม่มีการเจือจางของพื้นผิวด้วยน้ำ แต่ การหมักเกิดขึ้นที่ 50% ความชื้นในเขตปฏิกิริยา

ในขณะที่การหมักดำเนินไป เศษส่วนของของเหลวจะถูกรวบรวมไว้ในระบบระบายน้ำ และฉีดพ่นด้วยปั๊มหมุนเวียนโดยใช้สารตั้งต้นกึ่งแห้งไม่มีการกวนและการพลิกกลับซึ่งช่วยลดการใช้พลังงานในการผลิต

การหมักเกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 34–37 องศาเซลเซียส ความร้อนจากภายนอกมีน้อย ความร้อนจะถูกปล่อยออกมาระหว่างปฏิกิริยาเคมีของวัตถุดิบอินทรีย์

ทั้งสองวิธีสามารถใช้ได้เมื่อใช้งานโรงงานก๊าซชีวภาพที่สร้างขึ้นเอง

ขอบเขตการใช้งาน

เป้าหมายของการแปรรูปแตกต่างกันไปสำหรับอุตสาหกรรมขนาดใหญ่และฟาร์มส่วนตัว

สำหรับบ้านส่วนตัว

ตามกฎแล้วในครัวเรือนส่วนตัวมีขยะอินทรีย์ไม่เพียงพอที่จะให้ความร้อนแก่อาคารที่อยู่อาศัย อย่างไรก็ตาม ปุ๋ยคอกของวัวตัวหนึ่งกับหมูสองตัวก็เพียงพอแล้วที่จะเติมน้ำมัน สำหรับให้ความร้อนสถานที่เลี้ยงสัตว์และเตรียมอาหาร... หัวเตาอินฟราเรดแก๊สใช้สำหรับการเผาไหม้

มวลหมักจะกระจายไปทั่วสวนหรือสนามหลังบ้าน

เพื่อการเกษตร

ในฟาร์มจะมีก๊าซเพียงพอ สำหรับทำความร้อนทุกห้องด้วยหม้อต้มก๊าซซึ่งปลอดภัยกว่าหัวเตาและสามารถทำงานได้ตลอดเวลา

ค่าใช้จ่ายในการติดตั้งโรงงานพร้อมเครื่องกำเนิดไฟฟ้าใกล้ถึง 1 ล้านรูเบิล ดังนั้นจึงไม่ค่อยมีใครซื้อ

การแปรรูปปุ๋ยคอกเป็นก้อนหมักจะเป็นประโยชน์ต่อเกษตรกร เนื่องจากจะช่วยลดต้นทุนในการส่งมอบปุ๋ยที่เป็นผลไปยังทุ่งนา

สำหรับองค์กร

ผู้ประกอบการการเกษตรขนาดใหญ่ได้รับวัตถุดิบสำหรับโรงงานก๊าซชีวภาพตลอดทั้งปี

ก๊าซชีวภาพที่ได้จะนำไปใช้ผลิตไฟฟ้าและเชื้อเพลิงสำหรับหม้อไอน้ำ ของเสียจะถูกย่อยและกระจายไปทั่วพื้นที่เพาะปลูก สถานประกอบการบางแห่งผลิตปุ๋ยน้ำซึ่งขายในภาชนะขนาดเล็กตั้งแต่ 5 ลิตรขึ้นไป

พร้อมกันกับการผลิตก๊าซ การถือครองทางการเกษตรกำลังแก้ปัญหาการใช้มูลสัตว์และมูลสัตว์ปีก

DIY สถานีก๊าซชีวภาพ

เนื่องจากขาดประสบการณ์ในการสร้างระบบวิศวกรรมที่ซับซ้อน พวกเขาจึงพยายามยึดหลักการ: ยิ่งดีไซน์เรียบง่าย ยิ่งวางใจได้และทนทานมากขึ้น... คำแนะนำการผลิตก๊าซชีวภาพ DIY ประกอบด้วย หลายขั้นตอน:

• ออกแบบ โดยคำนึงถึงปริมาณวัตถุดิบและผลผลิตที่มีอยู่
• ทางเลือกและ การเตรียมสถานที่ การจัดวางอุปกรณ์
• ว่างเปล่า อุปกรณ์ แอสเซมบลี แอสเซมบลี;
• การติดตั้ง ภาชนะ;
• การเชื่อมต่อ อุปกรณ์เสริม
• การติดตั้งท่อส่งก๊าซ
• การเริ่มต้น ตั้งค่า และปรับแต่ง.

หลังจากการสตาร์ทอัพสำเร็จ ข้อบกพร่องที่ระบุจะถูกกำจัด และระบบจะถูกนำไปใช้งานเมื่อโหลดเต็มที่

ออกแบบ

โรงผลิตก๊าซชีวภาพแบบง่ายๆ ทำเองที่บ้าน ไม่แตกต่างกันในประสิทธิภาพสูง เนื่องจากปฏิกิริยาอยู่ในโหมดที่ไม่ถูกต้อง

จากนี้สันนิษฐานว่า หนึ่งลูกบาศก์เมตร ถังหมักปล่อยก๊าซเพียงพอเพื่อให้ความร้อน ที่อยู่อาศัย 10 ตร.ม.... ดังนั้นเพื่อให้ความร้อนแก่บ้านในชนบทที่มีพื้นที่ 50 ตร.ม. คุณจะต้องมีถังขนาด 5 ลบ.ม.

การขนถ่ายวัตถุดิบ ในการติดตั้งที่บ้านที่ผลิตในเวลาเดียวกัน ประมาณ ทุกๆ 15-25 วันแล้วแต่การบริโภค อาจใช้เวลาถึง 5 วันในการเข้าสู่โหมดการทำงาน

ในเวลานี้พวกเขาให้ความร้อนแก่บ้านด้วยวิธีอื่นหรือสร้างอ่างเก็บน้ำขนาด 1–2 m³

ที่ตั้ง

ที่วางภาชนะ การหมักถูกเลือกตามเงื่อนไขหลายประการ:

• ความสะดวกในการจัดส่งวัตถุดิบและการกำจัดของเสีย
• การจัดเก็บวัตถุดิบและของเสียให้ปลอดภัยจากที่อยู่อาศัย
• ต้นทุนขั้นต่ำสำหรับการจัดหาเครือข่ายวิศวกรรม

ตำแหน่งที่ถูกต้องควรอยู่ในตำแหน่งที่สะดวกโดยคำนึงถึงโครงสร้างพื้นฐานของไซต์

วัสดุสำหรับทำเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพ

พื้นฐานของสถานีก๊าซชีวภาพในครัวเรือนส่วนบุคคลคือ บังเกอร์... ใช้เป็นอ่างเก็บน้ำ:

• บังเกอร์คอนกรีตหรืออิฐ
• ภาชนะพลาสติกและไฟเบอร์กลาสที่ปิดสนิท
• ปลอกหุ้มโพลีเอทิลีน โพลีโพรพิลีน และโพลีไวนิลคลอไรด์
• ถังเหล็ก, ลูกบาศก์, คอลัมน์

ข้อกำหนดของเครื่องปฏิกรณ์:

• กันน้ำ;
• แข็งแรงพอที่จะรับน้ำหนักของพื้นผิวเปียกและแรงดันดินที่มีประสิทธิภาพ
• ความสะดวกในการให้บริการ
• ความต้านทานต่อสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าว

สำหรับการผลิตระบบการจัดหาวัตถุดิบ ให้เลือก ท่อพลาสติกที่ใช้ในท่อระบายน้ำ มันทำกำไรได้มากกว่าที่จะใช้ ท่อ HDPE - เชื่อมต่อโดยไม่ต้องใช้แก๊สเชื่อม

ระบบรวบรวมและกำจัดก๊าซ

ที่จุดสูงสุดของถังหมัก ทำ ปลายท่อสำหรับท่อไอเสีย... ถ้าเป็นไปได้ ท่อจะติดตั้งอยู่ในอากาศ แต่ป้องกันจากแสงแดด ให้เพิ่มขึ้นเล็กน้อย 1-2% ในกรณีนี้ ทางออกคือตู้เย็นและคอนเดนเสทจะเกาะอยู่ที่ผนังด้านในและไหลลงสู่ถัง

สาขาที่นำไปสู่ถังเก็บก๊าซเชื่อมต่อกับท่อทางออก

ในสถานีขนาดเล็ก ตัวยึดก๊าซทำจากฟิล์มโพลีเมอร์เสริมแรง

การทำให้บริสุทธิ์จากสิ่งสกปรก

สำหรับการทำงานของหม้อต้มน้ำร้อนหรือเตาประกอบอาหาร จำเป็นต้องใช้ก๊าซบริสุทธิ์

ที่บ้าน การทำความสะอาดและลดความชื้นทำได้โดยการส่งเชื้อเพลิงผ่าน ถังน้ำพร้อมซีล... อีกวิธีหนึ่งคือการใช้ เรือนกรองน้ำในครัวเรือน ด้วยซิลิกาเจลเทลงไป ตัวกรองที่สองเต็มไปด้วยตะไบโลหะหรือผ้าเช็ดทำความสะอาด - นี่คือการป้องกันกำมะถันส่วนเกินที่เชื่อถือได้

อุปกรณ์ผสม

เครื่องกวนไฟฟ้าที่ผลิตจากโรงงานพร้อมกระปุกเกียร์ที่ซับซ้อนมักไม่ค่อยใช้ในโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพที่ต้องทำด้วยตัวเองเนื่องจากราคาและค่าไฟฟ้าที่สูง

อื่น ๆ สมัคร วิธี:

• ผสมด้วยมือ
• การเปิดปั๊มอุจจาระเป็นระยะโดยปั๊มเศษของเหลวจากด้านล่างสู่พื้นผิว
• การใช้คอมเพรสเซอร์ซึ่งปั๊มก๊าซจากใต้ฝาอ่างเก็บน้ำไปยังพื้นผิวจะเคลื่อนชั้นล่าง

ไม่จำเป็นต้องกวนตลอดเวลา เพื่อให้กระบวนการเริ่มต้นทำงานเป็นอัตโนมัติ ปั๊ม คอมเพรสเซอร์ หรือมิกเซอร์เชื่อมต่อผ่านตัวจับเวลาของกำลังที่เหมาะสม

เครื่องทำความร้อนและฉนวน

ปฏิกิริยาการหมักเกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 34 ถึง 43 องศาเซลเซียส ไม่มีวิธีการผลิตก๊าซชีวภาพที่เป็นที่รู้จักใดที่จะสามารถรักษาพารามิเตอร์ดังกล่าวได้ตลอดทั้งปี แม้แต่ในภาคใต้สุดภายนอก ความร้อนและฉนวนคุณภาพสูง.

วิธีเก็บรักษาความร้อน:

• ทำให้เครื่องปฏิกรณ์ลึกลงไปในพื้นด้วยฉนวนผนังพร้อมกัน
• ฉนวนบังเกอร์ด้านนอกด้วยวัสดุที่ทันสมัย ​​- โพลีสไตรีน, สไตรีนขยายตัว, สโตนวูล, โฟมโฟม

บางครั้งมีการติดตั้งอุปกรณ์ในอาคารหรือศาลาที่ทำจากไม้หรือโพลีคาร์บอเนตรอบๆ เครื่องปฏิกรณ์ เครื่องทำความร้อนดำเนินการโดยองค์ประกอบความร้อนไฟฟ้าหรือเริ่มหม้อไอน้ำซึ่งใช้ก๊าซที่ผลิตได้ส่วนหนึ่ง

เมื่ออุณหภูมิพื้นผิวลดลงต่ำกว่า 30 ° C การหมักอาจใช้เวลาถึง 30 วันหรือหยุดทั้งหมด

การคำนวณต้นทุนโดยประมาณ

ก่อนดำเนินการออกแบบการติดตั้ง จำเป็นต้องคำนวณค่าใช้จ่ายทั้งหมดที่เกี่ยวข้องอย่างรอบคอบ ในบางกรณี - สภาพอากาศเลวร้าย วัตถุดิบมีน้อย - มันทำกำไรได้มากกว่าที่จะละทิ้งการก่อสร้าง

ต้นทุนการผลิตก๊าซชีวภาพ

ต้นทุนการผลิตก๊าซชีวภาพประกอบด้วย ค่าอุปกรณ์ ค่าติดตั้งและบำรุงรักษา... หากมีการใช้วัตถุดิบที่ซื้อ ต้นทุนในการจัดส่งจะถูกนำมาพิจารณาด้วย

ซื้อการติดตั้งเอง ผลิตจากโรงงานหรือทำเอง... ผลิตภัณฑ์ที่ผลิตได้รับการติดตั้ง กำหนดค่า และให้บริการโดยองค์กรเฉพาะทาง บางรุ่นต้องซื้อ วัสดุสิ้นเปลือง - สารกระตุ้นการหมักหรือแบคทีเรีย

ระหว่างดำเนินการ ค่าใช้จ่ายประกอบด้วย ค่าไฟฟ้า สำหรับผสมสารตั้งต้นและให้ความร้อนแก่เครื่องปฏิกรณ์

ต้นทุนของโรงงานผลิตก๊าซชีวภาพแบบสำเร็จรูปและแบบโฮมเมด

อุตสาหกรรมผลิตก๊าซชีวภาพสำหรับฟาร์ม ปริมาตรของเครื่องปฏิกรณ์ชีวภาพแตกต่างกันไปจาก 0.5 ถึง 30 ลบ.ม.... ระบบสมบูรณ์พร้อมอ่างเก็บน้ำบน 1m³ตัวอย่างเช่น BUG-M ที่มีส่วนประกอบที่จำเป็นทั้งหมด ค่าใช้จ่ายประมาณ 180,000 rubles... การติดตั้งสำหรับฟาร์มที่มีฝูงวัว 12 หัว หรือ นก 1000 ตัว จะเสียค่าใช้จ่าย 2 ล้านรูเบิล

มีเพียงไม่กี่ครัวเรือนที่สามารถซื้ออุปกรณ์ดังกล่าวได้ ดังนั้นพวกเขาจึงชอบที่จะติดตั้งเอง

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่บ้าน สามารถใช้จำนวนเงิน จาก 50,000 rublesซึ่งช่วยให้คุณประหยัดเงินในการซื้อได้มาก