Obținerea de biogaz acasă. Instalatii de biogaz pentru ferme: pret, echipamente. Pregătirea unei gropi pentru un bioreactor

Desigur, biogazul bricolaj nu este pentru toată lumea. În primul rând, trebuie să fii proprietarul unei case private. O instalație de casă are dimensiuni și opțiuni de instalare în care condițiile apartamentului sunt categoric nepotrivite. În al doilea rând, acasă este posibil doar dacă există o cantitate mare de deșeuri organice. Și în al treilea rând, poate cel mai important, este nevoie de cunoștințe.

Nu are sens să vină cu o instalație - totul a fost deja inventat cu mult timp în urmă. Dar pentru a implementa o idee gata făcută conform desenelor gata făcute, acest lucru trebuie înțeles. Un instrument, ingeniozitate, înțelegere și conștientizare a schemei dispozitivului și, de asemenea, o dorință care vă va permite să nu vă abateți de la scopul propus - toate acestea sunt foarte importante.

A rezuma:

• Loc. Doar curți private, unde sunt terenuri de până la 10 m2 libere de clădiri și copaci. De asemenea, merită să luați în considerare astfel de opțiuni atunci când, în viitor, este posibilă construirea unei clădiri de tip economic sau chiar rezidențial deasupra instalației în sine.
• Material. Oțel inoxidabil, cărămidă, beton, țevi (metal și/sau plastic) sunt cele mai de bază. Să adăugăm instrumente la această listă: echipamente de sudură, betoniere, scule de tăiat metale.
• Materii prime. Principala sursă de biogaz poate fi doar materia organică - gunoi de grajd, deșeuri de origine vegetală, deșeuri de la abator. Fiecare tip de materie primă oferă propria sa cantitate de biogaz de o anumită calitate. În orice caz, ar trebui să existe suficiente materii prime pentru a crește profitabilitatea.
• Înțelegerea și înțelegerea ideii. Poți să faci fără ea: invitat, plătit, primit - de ce să înțelegi? Dar chiar și cel mai primitiv și conceput pentru producția mică de biogaz este scump, iar scopul este să obțineți tot ce aveți nevoie, pe baza propriei forțe. Așa că aici trebuie să fii purtătorul titlului nespus de „meșter”.

Mulți fermieri europeni au trecut de mult la acest combustibil alternativ. Rambursarea unui biogenerator este de 3-5 ani, totul depinde de scara consumului. De exemplu, proprietarii danezi de mini-ferme, cu doar 50-100 de capete de animale, reușesc să obțină biogaz cu instalații proprii, care răspunde pe deplin atât nevoilor unei clădiri rezidențiale, cât și ale fermei în sine. Confortul de acasă și de la fermă, datorită producției proprii de biogaz, este perceput de ei ca deja ceva obișnuit.

Cum functioneaza

În întreaga instalație biologică, aproape fiecare element este principalul:

• Rezervor - un recipient în care are loc fermentarea biomasei datorită acțiunii bacteriilor. Marimi diferite iar din material diferit rezervorul servește ca un fel de tigaie. Ar fi mai corect să-l numim bioreactor. Această structură complexă nu trebuie să conțină numai biomasă pentru fermentare, ci să aibă și calități precum fiabilitatea și durabilitatea. Instalația de biogaz nu este o clădire reutilizabilă. Trebuie să o faceți o dată și să îmbunătățiți doar designul, altfel profitabilitatea va scădea sub zero.
• Elemente de legătură care nu trebuie să otrăvească gazul. Metanul este un gaz exploziv și o scânteie accidentală poate duce la consecințe dezastruoase.
• Sistem de amestecare în masă a materiei prime. În condiții artizanale, este destul de dificil de făcut, dar este foarte de dorit. Amestecarea regulată îmbunătățește productivitatea.
• Sistem de izolare a reactorului. Izolația fiabilă și de înaltă calitate permite menținerea temperaturii necesare în interiorul reactorului. Bacteriile sunt capabile să supraviețuiască temperaturi scăzute dar nu sunt viabile. Și deși temperatura din interior va fi întotdeauna peste zero, trebuie să o poată menține și controla.
• Suport de gaz - un recipient pentru depozitarea temporară (până la consum) a gazului. În condiții artizanale, este reprezentat de un rezervor din oțel.
• Sistem de filtrare sau sistem de filtrare. Este de dorit să curățați gazul obținut ca urmare a fermentației din CO2.

Materia primă, care intră în bioreactor, începe să fermenteze. Gazul emis nu este curat. Conține proporția de metan (până la 80-90%), dioxid de carbon (până la 20-30%), hidrogen (până la 5-10%). Agitația intermitentă favorizează frecvența degazării. Gazul intră în rezervorul de gaz, apoi în sistemul de filtrare, iar apoi în unitatea consumată (cazan, cuptor etc.).

Momente de bază

Biogazul la domiciliu poate fi obținut în diferite volume și diferite calități. Mai mulți factori influențează acest lucru:

• Cantitatea de materii prime. Pentru funcționarea continuă a bioreactorului, biomasa trebuie alimentată periodic în interior. Frecvența de alimentare depinde de dimensiunile reactorului. Performanța ridicată se obține prin umplerea rezervorului cu 75%. O valoare mai mică reduce eficiența producției, precum și o sarcină de peste 75%.
• Originea materiilor prime. gunoi de grajd sau masă de porumb - diferența este semnificativă. De obicei, ele pornesc de la prezența unuia sau altui tip de materie primă. De exemplu, o cantitate mare Calitate superioară metanul poate fi obținut din grăsimi animale - până la 1500 m3 pe tonă de materii prime. În același timp, și conținutul de metan va fi maxim posibil - până la 90%. Producția de biogaz din alge are indicatori mai mici - până la 250-300 m3 pe tonă.
• Frecvența de alimentare. Fermentarea trebuie finalizată aproape complet, apa degajată trebuie scursă, reziduurile nefermentate eliminate și abia atunci este posibilă o nouă alimentare cu o anumită cantitate. În condiții artizanale, acest proces este destul de greu de controlat. Instalațiile industriale sunt mai progresive și întregul proces este controlat prin automatizare.
• Combinație de materii prime. Unele tipuri de biomasă se pot completa reciproc, acționând ca catalizatori pentru procesele chimice din interiorul reactorului. Unii, dimpotrivă, sunt capabili să încetinească cursul reacției. De exemplu, depozitarea cerealelor în combinație cu gunoi de grajd oferă rezultate bune ca rezultat al combinației. În timp ce grăsimile nu sunt combinate cu aproape niciun alt tip de materie primă.

Tabelul arată volumul de gaz produs (în m3) dintr-o tonă de materii prime:

Cum se utilizează

Biogazul la domiciliu poate fi folosit în funcție de cantitatea și calitatea acestuia. De obicei, aceasta este încălzirea anexei sau a unei clădiri rezidențiale. Cu volume mici de gaz, poate fi suficient doar să încălziți apa, dar în acest caz, este necesar să se reconsidere rentabilitatea instalației. Unii meșteri și-au adus modelele la niveluri de performanță enorme și au uitat complet de consumul de energie electrică și gaze naturale deținute de stat.

În orice caz, printr-o instalație de biogaz, mai multe puncte bune atât pentru consumatorul de gaz, cât și pentru întreaga omenire în ansamblu:

• trecerea la producția la preț redus,
• economii,
• eliminare parțială a deșeurilor,
• prevenirea încălzirii globale.

Omenirea a făcut un salt uriaș înainte, după ce a învățat să controleze natura și viața. biogaz, cum combustibil alternativși tip de energie, acum a devenit posibil să o primim acasă. Desigur, costul ridicat al echipamentelor este oarecum înfricoșător, dar calculele de amortizare arată că un bioreactor acasă este o soluție profitabilă și oportună.

Instalații de biogaz pentru ferme, prețul depinde de numărul de componente, diferiți parametri caracteristici unor astfel de dispozitive, variază în limita a 170 de mii de ruble.

Aceștia lucrează pentru a obține, ca urmare a prelucrării produsului final, combustibil ecologic, îngrășăminte, care sunt produse în unitatea, care include structuri tehnice, dispozitive, combinate într-un singur ciclu tehnologic.

Instalațiile de biogaz pentru casă ar putea într-o zi să înlocuiască complet sursele scumpe de energie pentru locuitorul rural. Cataclismele economice impun dezvoltatorilor de echipamente Agricultură, pentru a produce analogi ai resurselor naturale sub formă de materii prime improvizate pentru a reduce costurile de întreținere a unei ferme private, agricultura.

Obiectivele fermierilor sunt diferite - unii obțin energie ieftină pentru alții, este important să procesați deșeurile cu ajutorul unei mici miniinstalații:

• bovine

În urma lucrărilor, se obțin biofertilizatori și propria sursă de energie. În plus, fermele trebuie să scape de diverse acumulări de deșeuri menajere; în acest sens, ele sunt ajutate de o instalație convenabilă, universală, care oferă produse utile în loc de cele inutile.

Cine operează echipamentul

Micile centrale de biogaz vor fi utile în fermele rurale moderne. Aparatele mai mari sunt folosite de păstorii serioși, unde este imposibil să existe fără unități care produc speciile de energie necesare.

Justificarea instalării în curtea unei case private sau a unei ferme mari este acumularea de materie organică, deoarece orice echipament are nevoie de putere pentru a funcționa.

Lumea luptă pentru mediu mediu inconjurator, mijloacele cele mai acceptabile pentru aceasta sunt construirea de instalații de biogaz, acestea degajă substanțe pure și consumă combustibili alternativi. Pe această bază, dispozitivele au primit cerere în fermele din țara noastră și din străinătate.

Echipament standard

Inginerii completează mecanisme de diferite dimensiuni. Productia depinde de puterea necesară, care urmează să fie prelucrat de unitate și eliberat în schimb. Instalarea vederii standard constă din următoarele componente:

• rezervor de stocare, primește material pentru minerit
• mixere, mori structural diferite unele de altele, macină fragmente mari brute
• rezervor de gaz, închis ermetic, aici se acumulează gaz
• un reactor sub formă de rezervor în care se formează biocombustibil
• dispozitive care alimentează cu materii prime într-un container
• instalaţii care transferă combustibilul primit dintr-un punct în altul pentru conversia ulterioară
  sisteme automate care protejează și controlează procesul de producție

Lucrarea ciclului tehnologic a fost elaborată până la cel mai mic detaliu pentru a facilita menținerea unității în timpul perioadei de procesare.

Cum functioneaza

Performanța agregatelor se bazează pe principiul impactului formațiunilor bacteriene de variată natură asupra materiei organice, determinând fermentația. Aceste procese au loc în interiorul reactorului. Din descompunerea unor produse se obține o altă substanță, care constă din:

• metan
• dioxid de carbon
• impurități de amoniac, hidrogen sulfurat, azot

Principiul de funcționare constă în următoarele acțiuni:

• materiile prime sunt introduse în rezervorul de stocare
• materialul este spart, pompele, transportoarele se deplasează în rezervorul de acid, în acest rezervor biomasa este supusă unei încălziri suplimentare
• Reactorul durabil, rezistent la acizi și închis etanș acceptă materii prime pregătite pentru a crea biogaz

Dispozitivele sunt instalate în reactor pentru a asigura încălzirea suplimentară, în termen de +40 de grade, a substanțelor de amestecare, creează condiții adecvate pentru acestea, accelerând procesele de descompunere și fermentație, din care se formează produsul final. Rata de reciclare depinde de capacitatea instalației și de tipul deșeului.

În procesul:

• acumularea de gaz se realizează în rezervoare de gaz, acestea sunt montate ca element separat sau conectate împreună cu corpul
• capacitatea reactorului colectează, după finalizarea procedurii de descompunere, se transferă pentru utilizare
• se creează suficientă presiune în rezervorul suportului de gaz pentru a muta gazul în el sistem de curatare, in aceasta forma va fi aplicata de catre consumator in diverse domenii de activitate
• destinație dobândește substanțe pentru îngrășăminte după separarea lor în componente sub formă lichidă sau solidă și transferă în partea de depozitare

Decizia de a începe construcția ar trebui să fie însoțită de luarea în considerare a condițiilor în care centralele de biogaz funcționează cu eficiența necesară.

Opțiuni de bază pentru selecție

Funcționalitatea slabă a dispozitivului se datorează unei planificări slabe. Erorile pot fi observate imediat sau după un timp. Se face un studiu amănunțit și cuprinzător pentru a exclude defecțiunile echipamentelor. Procedura începe după determinarea disponibilității materiei prime și a cât este necesar pentru existența normală a resurselor energetice.

Reactorul și dimensiunile acestuia sunt afectate de:

• cantitatea de prelucrare
• calitatea materialului
• materii prime
• regim de temperatură
• perioada de fermentare

În practică, într-o anumită fermă, trebuie acordată atenție următoarelor puncte:

• încărcarea zilnică a materialelor în raport cu dimensiunea reactorului
• volumul containerului în care sunt procesate deșeurile
• calcula ieșirea
• posibilitatea de echilibrare între rezultat și consumul efectiv

Înainte de a instala echipamentul, trebuie să alegeți:

• cel mai bun loc de instalat
• modele potrivite pentru caracteristicile de design

Principalele criterii pe care se bazează alegerea constructivă sunt locul și definirea unei structuri subterane sau de suprafață. În plus, atunci când aranjați structura în partea de sus, ar trebui să decideți cum să instalați reactorul într-o poziție verticală sau orizontală.

Biofertilizatoarele sunt depozitate în clădiri de pe șantier sau în gropi, butoaie metalice. Costurile vor reduce piesele finite ale instalației, dacă acestea sunt în fermă. Acumularea materialelor determină dimensiunea și forma rezervoarelor în care sunt amestecate, precum și ce reactor este necesar, dispozitive pentru încălzirea substanțelor, zdrobirea și amestecarea acestora.

Proiectul reactorului selectat trebuie să respecte:

• caracterul practic
• ușurința întreținerii
• etanș la gaz și la apă pentru a elimina scurgerile și a menține gazul în întregime

O condiție prealabilă pentru o performanță eficientă este prezența izolației termice de înaltă calitate. Este posibil să se reducă costurile de construcție și pierderile de căldură cu suprafețe minime.

Structura trebuie să fie stabilă, să reziste la sarcini de presiune:

• materii prime

Instalațiile sunt echipate în următoarele forme cele mai optime:

• în formă de ou
• cilindric
• conic
• semicircular

Nu se recomandă echiparea formelor pătrate de beton sau cărămidă. Materia primă exercită presiune asupra colțurilor, provocând apariția fisurilor, perturbând procesele care au loc în interior, acumulând fragmente solide. Materialele se deplasează mai bine, suprafețele uscate nu apar în structurile cu pereți interioare.

Cele mai bune materiale de construcție sunt:

• Oțel - în aceste containere puteți obține etanșeitate absolută, sunt ușor de fabricat, rezistă la sarcini. Problema este susceptibilitatea crescută la coroziune. Suprafețele sunt tratate pentru a preveni rugina. Dacă ferma are un rezervor metalic, calitatea acestuia trebuie verificată din toate părțile. Scapa de imperfecțiuni.
• Plastic - rezervoarele din acest material sunt produse moi și dure. Prima opțiune este mai puțin potrivită, deoarece deteriorarea este ușor cauzată, este dificil de izolat. Rezervoarele din plastic dur sunt stabile și nu vor rugini.
• Betonul este folosit de unele țări în curs de dezvoltare. Nu au restricții în ceea ce privește funcționarea, acoperirile speciale pot elimina apariția fisurilor.
• Cărămida este folosită de India și China. Pentru aceasta se folosesc numai produse bine arse sau se pun pereți din blocuri de beton sau piatră.

La instalarea echipamentelor din beton, cărămidă sau piatră, este necesar să aveți grijă de finisajul refractar intern care este rezistent la materia organică și hidrogen sulfurat.

Locația structurii trebuie luată cu deosebită seriozitate, pentru a oferi factori:

• zone libere
• distanta fata de locuinta
• depozitare
• amplasarea hambarelor, coșelor, adăposturilor de păsări
• panza freatica
• încărcarea și descărcarea comodă a materialelor

Reactoarele găzduiesc:

• la suprafata cu fundatie
• îngropat în pământ
• instalat în interiorul fermei

Dispozitivele care funcționează cu ajutorul unei reacții chimice, biologice sunt echipate cu trape prin care se efectuează reparații periodice. Garnitura de cauciuc asigură o etanșare atunci când capacul este închis. Izolarea termică este necesară pentru a efectua lucrări indiferent de anotimp.
Clădirea este izolată cu materiale improvizate cu prelucrare strat cu strat a suprafețelor interioare.

O instalație de biogaz pentru casă va economisi costurile cu energia. O astfel de unitate poate fi realizată independent.

Costul componentelor este destul de accesibil, iar gazul produs poate fi folosit în diverse scopuri - încălzire, gătit etc.

Tehnologia biogazului

Principiul de funcționare al unei instalații de biogaz se bazează pe fermentarea biosubstratului. Se descompune sub influența microorganismelor hidrolitice, formatoare de metan și acid. Gazul combustibil este produs cu un volum mare de metan.

Gazul nu este de fapt inferior celui natural, folosit în viața de zi cu zi și în industrie. Există instalații gata făcute. Dar, costul lor este destul de mare, perioada de rambursare ajunge la 10 ani.

Pentru funcționarea unei instalații de biogaz, este posibilă utilizarea materiilor prime disponibile - deșeuri reciclabile. Acestea sunt procesate după cum urmează:

• Materiile prime fermentează sub influența microorganismelor.
• Se eliberează gaze combustibile - metan, dioxid de carbon și altele. Volumul principal este reprezentat de metan
• Gazele sunt purificate și intră în rezervorul de gaz, unde sunt depozitate până când sunt utilizate direct.

Gazul poate fi folosit în același mod ca și gazul natural. Poate fi folosit ca combustibil pentru cazane, cuptoare, sobe pe gaz etc. Materiile prime reziduale trebuie îndepărtate din instalație în timp util. Deșeurile pot fi folosite ca îngrășământ.

Argumente pro şi contra

Principalele avantaje ale instalării includ:

• eliminare eficientă a deșeurilor;
• biomasa se reînnoiește constant prin activități agricole;
• conținut relativ scăzut de dioxid de carbon;
• o cantitate mică de sulf emisă;
• stabilitate, funcționare neîntreruptă, independent de factorii externi;
• posibilitatea de funcționare simultană a mai multor unități;
• beneficiu economic, în special pentru persoanele care sunt implicate activ în activități agricole.

Dezavantajele includ o ușoară poluare a mediului. Pot exista și dificultăți în ceea ce privește aprovizionarea cu materii prime.

Pregătirea unei gropi pentru un bioreactor

Dispozitivul instalației de biogaz își asumă amplasarea subterană. Este necesar să pregătiți o gaură cu volumul necesar. Pereții săi pot fi armați ermetic și finisați cu plastic, inele polimerice sau beton.

Intensitatea prelucrării materiilor prime depinde de etanșeitate. În mod ideal, ar trebui să cumpărați inele din polimer fabricate din fabrică, cu fundul uscat. Aceasta este o soluție mai costisitoare, dar etanșarea suplimentară poate fi evitată.

Materialele polimerice sunt rezistente la umiditate și medii agresive. Nu trebuie reparate, iar dacă sunt deteriorate, pot fi înlocuite rapid.

Drenaj pentru gaz

Achiziționarea și instalarea de agitatoare specializate nu este cea mai rentabilă opțiune. Pentru a economisi bani, puteți face drenaj de gaz. Acestea sunt din plastic vertical conducte de canalizare cu multe gauri.

Drenajul se poate face și din țevi din oțel, caracterizată prin rezistență crescută la influențele negative. Dar plasticul este mai practic datorită proprietăților anticorozive.

În fotografia unei instalații de biogaz de casă, puteți vedea clar acest design și caracteristicile construcției sale.

Lungimea conductelor de scurgere trebuie selectată în funcție de adâncimea de umplere a bioreactorului. Partea superioară a țevilor trebuie să iasă peste acest nivel.

Strat izolator

După fabricarea bioreactorului, acesta poate fi imediat umplut cu materii prime. Biomasa trebuie acoperită cu folie. Acest lucru este necesar pentru a asigura o presiune ușoară a gazului în timpul procesului de fermentație.

Odată ce domul este fabricat, acest lucru asigură un flux eficient de biogaz prin sistem.

Instalarea cupolei și a conductelor

Vom analiza direct cum să faci cea mai simplă instalație de biogaz cu propriile mâini. De fapt, toate lucrările pregătitoare au fost finalizate, bioreactorul a fost construit și umplut cu biomasă.

Rămâne de montat secțiunea domului. În partea de sus a domului este montată o țeavă, care asigură eliminarea gazului. Prin intermediul acestuia, biogazul este alimentat în rezervorul de gaz.

Reactorul are, de asemenea, spațiu liber în care va fi efectiv stocat un anumit volum de gaz. Dar, acest lucru nu poate asigura siguranța funcționării.

Este necesar să consumați în mod constant gaz, altfel presiunea va atinge marcajul de limită și va avea loc o explozie. Prin urmare, trebuie montat un rezervor de gaz. Dacă este necesar, gazul trebuie umplut cu recipiente adecvate pentru a evita creșterea presiunii.

Bioreactorul trebuie să fie închis ermetic. În caz contrar, gazul va scăpa pur și simplu în atmosferă. Pentru a preveni intrarea aerului în amestecul de gaze, sistemul trebuie să fie echipat cu o etanșare cu apă. De asemenea, va asigura purificarea gazelor.

În proiectare, este imperativ să se realizeze o supapă de eliberare. Ar trebui să funcționeze automat când nivelul de presiune admis este depășit.

Cum se încălzește bioreactorul?

Bacteriile care generează gaze sunt prezente în mod constant în substrat. Dar pentru ca acestea să se înmulțească intens, temperatura mediului trebuie să fie de cel puțin 38 ° C.

Prin urmare, bioreactorul trebuie încălzit, mai ales iarna. Puteți instala o bobină conectată la un sistem de încălzire casnică.

O altă modalitate este să instalați elemente de încălzire electrice. Dar, o soluție mai rentabilă este conectarea la sistemul de încălzire.

Cea mai ușoară opțiune este să aranjați încălzirea de jos prin așezarea unei conducte de încălzire. Cu toate acestea, eficiența unui astfel de schimbător de căldură va fi relativ scăzută.

O instalație de biogaz poate fi realizată sau nu în subteran. Există metode alternative. De exemplu, poate fi realizat într-un butoi, care va fi amplasat într-o cameră separată.

De asemenea, puteți folosi, de exemplu, un rezervor. Această opțiune va simplifica încălzirea, dar necesită spațiu suficient.

Fotografie instalație de biogaz DIY

O instalație de biogaz de tip „do-it-yourself” poate fi realizată fără prea mult efort. Utilizarea acestuia va economisi semnificativ resursele energetice, care astăzi devin din ce în ce mai scumpe de fiecare dată. Dacă decideți pe cont propriu să construiți echipamente care vă permit să obțineți biogaz din deșeuri, puteți consuma energie ieftină care va fi folosită pentru încălzirea locuinței și a altor nevoi.

Utilizare benefică

Dacă, în timpul funcționării instalației, se formează surplus de biogaz sau îngrășăminte, atunci există posibilitatea de a le vinde la prețul pieței, transformând astfel ceea ce este literalmente sub picioarele tale în profit. Dacă sunteți un fermier mare, atunci aveți posibilitatea de a achiziționa o stație de biogaz gata făcută. Astfel de instalații, produse în fabrică, sunt foarte scumpe, dar au o durată de viață lungă.

O instalație de biogaz de bricolaj poate fi realizată din materiale improvizate, nu va costa foarte mult, iar astfel de echipamente vor funcționa pe același principiu. În acest caz, puteți folosi instrumentele disponibile, precum și detaliile disponibile în arsenalul maestrului.

Principiul formării biogazului

Dacă v-ați propus să faceți o instalație care să funcționeze cu biogaz, atunci trebuie să prezentați tehnologia de generare a biogazului. Deci, într-un recipient special, care se numește bioreactor, se realizează procesul de procesare a masei biologice, bacteriile anaerobe iau parte la aceasta.

O instalație de biogaz pentru o casă pe gunoi de prepeliță funcționează pe principiul creării de condiții care se caracterizează prin absența aerului și a fermentației. Toate acestea durează ceva timp, a cărui durată depinde de cantitatea de materii prime utilizate în proces.

În cele din urmă, se formează un amestec de gaze, care conține 60% metan și 35% dioxid de carbon. Componentele gazoase rămase sunt conținute în masă într-o cantitate de 5%. Printre acestea din urmă, hidrogenul sulfurat poate fi distins într-o cantitate mică. Gazul format în acest fel este retras continuu din reactor, iar după ce trece printr-un proces de purificare, intră în utilizarea prevăzută.

Caracteristici de serviciu

Deșeurile care au fost supuse procesării devin îngrășăminte de înaltă calitate, care trebuie eliminate din bioreactor din când în când. Ele pot fi așezate pe câmp. O instalație de biogaz de bricolaj poate fi realizată fără prea mult efort dacă aveți acces la animale și afaceri agricole. Acest lucru indică faptul că producția de biogaz va deveni viabilă din punct de vedere economic numai dacă există o sursă de gunoi de grajd și alte deșeuri organice din producția de animale.

Caracteristicile auto-construcției unui bioreactor

Pentru a înțelege cum să realizați singur o instalație de biogaz, trebuie să vă dați seama din ce părți constă. Este posibil să luați ca bază un circuit simplu echipamente pe care le puteți construi singur. Designul nu prevede încălzirea și amestecarea, dar există una dintre părțile principale - reactorul, care este cunoscut și sub numele de rezervor de metan. Această componentă este necesară pentru implementarea procesării gunoiului de grajd. În plus, există un buncăr prin care se încarcă materiile prime. Este necesar să se asigure structurii o trapă de intrare, precum și o etanșare de apă. Dar pentru a putea descărca materiile prime reziduale va fi nevoie de o conductă. Un element similar va fi necesar pentru a realiza posibilitatea de a elimina biogazul.

Așa arată o instalație de biogaz. Nu este dificil să faci un astfel de design cu propriile mâini. Pentru a primi biocombustibil gratuit, ar trebui să alegeți un loc pe șantier unde puteți construi un rezervor armat, care va fi pe bază de beton. Acest vas va acționa ca un bioreactor. La baza sa, este necesar să se prevadă prezența unui orificiu prin care vor fi îndepărtate materiile prime care au fost prelucrate. Această gaură trebuie făcută în așa fel încât să se poată închide bine. Acest lucru se datorează faptului că funcționarea sistemului este posibilă numai în condiții de etanșare.

Dimensiunile compartimentului de beton pot fi determinate ținând cont de cantitatea de deșeuri organice utilizată la un moment dat. Este necesar să aflați câtă materie primă va apărea în fiecare zi într-o fermă sau într-o curte privată. Dar nu ar trebui să economisiți bani, deoarece va fi posibil să asigurați funcționarea completă a bioreactorului numai dacă rezervorul este umplut la 2/3 din volumul disponibil. Dacă faceți o instalație de biogaz cu propriile mâini dintr-un butoi, atunci aceasta va funcționa conform următorului principiu: de îndată ce deșeurile organice intră în recipientul bine închis al bioreactorului, care este situat la o adâncime în sol, ele începe să fermenteze, ceea ce duce la eliberarea de biogaz.

Caracteristici ale fabricării containerelor

O instalație de biogaz de tip bricolaj poate fi realizată ținând cont de utilizarea zilnică a unei cantități mici de deșeuri. În acest caz, este permisă înlocuirea rezervorului din beton armat cu un recipient din oțel, care poate fi chiar și un butoi. Dacă decideți să recurgeți la o astfel de soluție, atunci este necesar să alegeți un vas metalic, ghidat de câteva reguli.

În primul rând, trebuie să acordați atenție sudurilor, care trebuie să fie suficient de puternice și strânse. Când utilizați un recipient mic, nu trebuie să contați pe faptul că va fi posibil să obțineți o cantitate semnificativă de biogaz. Producția va depinde de masa de deșeuri organice care este procesată simultan în reactor. Astfel, pentru a forma 100 m 3 de biogaz este necesar să se prelucreze o tonă de deșeuri.

Echipamente de încălzire a reactorului

O instalație de biogaz pentru casă poate fi realizată în așa fel încât în ​​timpul funcționării acesteia să se poată obține o eficiență mai mare. Aceasta este asigurată de încălzire. Astfel de manipulări vor grăbi procesul de fermentare a masei biologice. Dacă echipamentul este instalat în regiunile sudice, atunci această nevoie nu apare. Temperatura ambiantă asigură o activare naturală a fermentației. Cu toate acestea, dacă unitatea funcționează în regiuni cu o climă rece, atunci în perioada de iarnaîncălzirea acționează ca conditie necesara operarea echipamentelor de producere a biogazului. Trebuie amintit că procesul de fermentație începe la o temperatură care depășește 38 ° C.

Metode de echipare a unei instalații de biogaz cu încălzire

O instalație de biogaz pentru casă poate fi echipată cu încălzire în mai multe moduri. Primul implică necesitatea conectării unității la sistemul de încălzire sub formă de serpentină. Trebuie montat sub reactor. A doua metodă presupune instalarea unui element electric de încălzire în baza rezervorului. A treia metodă se caracterizează prin asigurarea încălzirii directe a rezervorului prin utilizarea sistemelor electrice de încălzire.echipamente cu gaz. Activarea producției de gaz biologic la domiciliu poate fi completată de funcția de amestecare a masei în compartiment. Pentru a face acest lucru, proiectați un dispozitiv care seamănă cu un mixer de uz casnic. Acesta va fi antrenat de un arbore printr-un orificiu din capac, alternativ poate fi amplasat în pereții rezervorului.

Instalare echipament sistem de iesire

O mini-instalație de biogaz nu poate funcționa fără un sistem de evacuare a gazelor. Pentru a face acest lucru, instalația trebuie să aibă un orificiu special care trebuie montat în partea superioară a capacului, acesta din urmă trebuie să închidă bine rezervorul. Pentru a exclude posibilitatea amestecării gazului cu aer, este necesar să se asigure îndepărtarea acestuia prin etanșarea hidraulică.

Materiale necesare necesare:

• două containere;
• țevi de legătură;
• supape;
• filtru de gaz;
• mijloace de asigurare a etanșeității (clei, rășină, etanșant etc.);

De dorit:

• agitator cu motor electric;
• senzor de temperatura;
• contor de presiune;

Secvența de mai jos este potrivită pentru regiunile sudice. Pentru performanță în orice condiții, este necesar să adăugați un sistem de încălzire a reactorului, care va asigura încălzirea vasului la 40 de grade Celsius și va crește izolarea termică, de exemplu, închideți structura cu o seră. Este de dorit să acoperiți sera cu o peliculă neagră. De asemenea, este de dorit să adăugați o evacuare a condensului la conductă.

Construirea unei simple instalații de biogaz:

1. Creați un rezervor de stocare. Selectăm un rezervor în care va fi stocat biogazul rezultat. Rezervorul este fixat cu o supapă și echipat cu un manometru. Dacă consumul de gaz este constant, atunci nu este nevoie de un rezervor de gaz.
2. Izolați structura din interiorul gropii.
3. Instalați țevi. Așezați țevi în groapă pentru încărcarea materiilor prime și descărcarea humusului de compost. În vasul reactorului sunt realizate o intrare și o ieșire. Reactorul este plasat într-o groapă. Conductele sunt conectate la găuri. Țevile sunt fixate strâns cu lipici sau alte mijloace adecvate. Diametrele conductelor mai mici de 30 cm vor contribui la înfundare. Locul de încărcare ar trebui să fie ales pe partea însorită.
4. Instalați trapa. Rectorul, echipat cu o trapă, face lucrările de reparații și întreținere mai comode. Trapa și vasul reactorului trebuie lipite cu cauciuc. Pot fi instalați și senzori de temperatură, presiune și nivel de materie primă.
5. Alegeți un recipient pentru bioreactor. Recipientul selectat trebuie să fie durabil - deoarece o cantitate mare de energie este eliberată în timpul fermentației; au o izolare termică bună; să fie rezistent la aer și la apă. Vasele în formă de ou sunt cele mai potrivite. Dacă este problematică construirea unui astfel de reactor, atunci un vas cilindric cu margini rotunjite ar fi o alternativă bună. Containerele de formă pătrată sunt mai puțin eficiente deoarece biomasa întărită se va acumula în colțuri, îngreunând fermentația.
6. Pregătiți o groapă.
7. Alegeți un loc pentru montarea viitoarei instalări. Este indicat să alegeți un loc suficient de departe de casă și astfel încât să puteți săpa o groapă. Amplasarea în interiorul gropii vă permite să economisiți semnificativ la izolarea termică, folosind materiale ieftine precum argila pentru aceasta.
8. Verificați etanșeitatea structurii rezultate.
9. Porniți sistemul.
10. Adăugați materii prime. Așteptăm aproximativ două săptămâni până au loc toate procesele necesare.O condiție necesară pentru arderea gazelor este scăparea de dioxid de carbon. Pentru aceasta, este potrivit un filtru obișnuit de la un magazin de hardware. Un filtru de casă este realizat dintr-un segment conducta de gaz 30 cm lungime, umplut cu lemn uscat și așchii de metal.

Compoziție și tipuri

Biogazul este un gaz obținut ca urmare a unui proces biochimic trifazic asupra biomasei, care are loc în condiții de etanșare.

Procesul de descompunere a biomasei este secvențial: mai întâi este expus la bacterii hidrolitice, apoi care formează acid și în final formează metan. Materialul pentru microorganisme din fiecare etapă este produsul activității etapei precedente.

La ieșire, compoziția aproximativă a biogazului arată astfel:

• metan (de la 50 la 70%);
• dioxid de carbon (de la 30 la 40%);
• hidrogen sulfurat (~2%);
• hidrogen (~1%);
• amoniac (~1%);

Precizia proporțiilor este afectată de materiile prime utilizate și de tehnologia de producere a gazelor. Metanul are potențialul de ardere, cu cât procentul său este mai mare, cu atât mai bine.

Culturi antice care datează de mai bine de trei mii de ani (India, Persia sau Asiria) au experiență în utilizarea gazelor combustibile de mlaștină. Justificarea științifică s-a format mult mai târziu. Formula chimica metanul CH 4 a fost descoperit de omul de știință John Dalton, apariția metanului în gazul de mlaștină a fost descoperită de Humphrey Davy. Un rol major în dezvoltarea industriei energiei alternative l-a jucat al doilea Razboi mondial, solicitând din partea părților în conflict o nevoie uriașă de resurse energetice.

Deținerea de către URSS a vaste rezerve de petrol și gaze naturale a dus la lipsa cererii pentru alte tehnologii de generare a energiei, studiul biogazului a fost în principal subiectul de interes al științei academice. În acest moment, situația s-a schimbat atât de mult încât, pe lângă producția industrială tipuri diferite combustibil, orice persoană poate crea o instalație de biogaz pentru propriile scopuri.

Dispozitiv de instalare

- un set de echipamente destinate producerii de biogaz din materii prime organice.

În funcție de tipul de aprovizionare cu materii prime, se disting următoarele tipuri de instalații de biogaz:

• cu porție de hrană;
• cu alimentare continuă;

Instalațiile de biogaz cu aprovizionare constantă cu materii prime sunt mai eficiente.

După tipul de prelucrare a materiilor prime:

1. Fără amestecare automată materii prime si mentinerea temperaturii cerute - complexe cu o configuratie minima, potrivite pentru fermele mici (schema 1).
2. Cu amestecare automată, dar fara a mentine temperatura ceruta - deserveste si fermele mici, mai eficient decat tipul anterior.
3. Menținerea temperaturii dorite, dar fără amestecare automată.
4. Cu amestecare automată a materiilor prime și suport de temperatură.

Principiul de funcționare

Procesul de transformare a materiilor prime organice în biogaz se numește fermentație. Materiile prime sunt încărcate într-un container special care oferă o protecție fiabilă a biomasei împotriva accesului la oxigen. Un eveniment care are loc fără intervenția oxigenului se numește anaerob.

Sub influența bacteriilor speciale într-un mediu anaerob, începe să aibă loc fermentația. Pe măsură ce fermentația se dezvoltă, materia primă devine acoperită cu o crustă, care trebuie distrusă în mod regulat. Distrugerea se face prin amestecare temeinică.

Agitarea conținutului este necesară de cel puțin două ori pe zi, fără a încălca etanșeitatea procesului. Pe lângă îndepărtarea crustei, amestecarea vă permite să distribuiți uniform aciditatea și temperatura în masa organică. Ca urmare a acestor manipulări, se produce biogaz.

Gazul rezultat este colectat într-un rezervor de gaz, de acolo este livrat consumatorului prin conducte. Biofertilizatoarele obtinute in urma prelucrarii materiilor prime pot fi folosite ca supliment alimentar pentru animale sau adaugate in sol. Acest îngrășământ se numește humus de compost.

Instalația de biogaz include următoarele elemente:

• rezervor de omogenizare;
• reactor;
• agitatoare;
• rezervor de stocare (suport de gaz);
• complex de încălzire și amestecare a apei;
• complex de gaze;
• complex de pompe;
• separator;
• senzori de control;
• I&C cu vizualizare;
• sistem de siguranță;

Un exemplu de instalație de biogaz de tip industrial este prezentat în Schema 2.

Materii prime folosite

Descompunerea oricăror reziduuri animale sau vegetale eliberează gaz inflamabil în grade diferite. Amestecuri de diferite compoziții sunt potrivite pentru materii prime: gunoi de grajd, paie, iarbă, diverse deșeuri etc. Reacția chimică necesită o umiditate de 70%, așa că materia primă trebuie diluată cu apă.

Prezența agenților de curățare, a clorului, a pulberilor de spălat în biomasa organică este inacceptabilă, deoarece împiedică reacții chimiceși poate deteriora reactorul. De asemenea, nu este potrivită pentru reactor materia primă cu rumeguș de la conifere (conținând rășini), cu o proporție mare de lignină și care depășește pragul de umiditate de 94%.

Vegetal. Materiile prime vegetale sunt excelente pentru producerea de biogaz. Iarba proaspătă oferă randamentul maxim de combustibil - aproximativ 250 m 3 de gaz cu o pondere de metan de 70% se obțin dintr-o tonă de materii prime. Silozul de porumb este ceva mai mic - 220 m 3 . Blaturi din sfeclă - 180 m 3.

Aproape orice plantă, fân sau alge poate fi folosită ca biomasă. Dezavantajul aplicației constă în durata ciclului de producție. Procesul de producere a biogazului durează până la două luni. Materia primă trebuie măcinată fin.

Animal. Deșeuri din procesare, produse lactate, abatoare etc. potrivit pentru instalații de biogaz. Grăsimile animale dau randamentul maxim de combustibil - 1500 m 3 de biogaz cu o pondere de metan de 87%. Principalul dezavantaj este deficitul. Materiile prime animale trebuie, de asemenea, zdrobite.

Excremente. Principalul avantaj al gunoiului de grajd este costul redus și accesibilitatea ușoară. Dezavantajul este că cantitatea și calitatea biogazului este mai scăzută decât din alte tipuri de materii prime. Balega de cal și vacă poate fi reciclată imediat. Ciclul de producție va dura aproximativ două săptămâni și va produce o producție de 60 m 3 cu 60% conținut de metan.

Dejecțiile de pui și de porc nu pot fi folosite direct deoarece sunt toxice. Pentru a începe procesul de fermentare, acestea trebuie amestecate cu siloz. Se poate folosi și un deșeu uman, dar canalizarea nu va funcționa, deoarece conținutul de fecale este scăzut.

Scheme de lucru

Schema 1 - instalație de biogaz fără amestecare automată a materiilor prime:

Schema 2 - instalație de biogaz de tip industrial: