Биогазовая установка своими руками для дома: Наипростейшая установка для получения биогаза для отопления дома » Полезные самоделки

Наипростейшая установка для получения биогаза для отопления дома » Полезные самоделки

В нашей стране далеко не везде есть газовое отопление, а отапливать сельский дом дровами или углем довольно накладно, не говоря уже об электрическом отоплении.

В такой ситуации можно попробовать сделать биогазовую установку.

Биогаз — это газ, получаемый метановым брожением биомассы. Разложение биомассы происходит под воздействием трёх видов бактерий. В цепочке питания последующие бактерии питаются продуктами жизнедеятельности предыдущих. Первый вид — бактерии гидролизные, второй — кислотообразующие, третий — метанообразующие. В производстве биогаза участвуют не только бактерии класса метаногенов, а все три вида.

Для производства биогаза в домашних условиях используются так называемые биогазовые реакторы. Как правило это герметичная емкость обшитую сверху утеплителем. Так же можно реактор размещать под землей. Топливом для реактора служат отходы, в основном навоз.

Житель Липецкой области кузнец Юрий Давыдов нашел этим отходам замечательное применение — соорудил биогазовую установку.

Энергетическую проблему Давыдов решил так. Вырыл большую яму. Уложил в нее огромные бетонные кольца: сам отливал! Накрыл ее железным колоколом весом в тонну. Трубы в сторону от агрегата отвел. А потом собрал у всех соседей навоз, заполнил пахучей массой установку и стал ждать. Соседи поначалу подумали, что он спятил.

За один раз надо пять тонн отходов. Уже через несколько дней купол начинает наполняться газом. Летом, когда жарко, дело быстрее идет, зимой чуть помедленнее. Если газ не стравливать, может здорово рвануть!

Давыдовы сначала собственным газом баньку отапливали, еду на нем поросятам варили, а потом и в дом его провели.

 

Рис. 1 Принципиальная схема простейшей биогазовой установки.
 1 — реактор, 2 — бункер загрузки, 3 — люк для доступа в реактор, 4 — водяной затвор, 5 -выгрузочная труба, 6 — отвод биогаза

Рецепт получения газа в домашних условиях

Смешать 1,5 тонны коровьего навоза и 3,5 тонны сгнившей листвы, ботвы и прочих отходов.

Добавить в смесь воды до 60 — 70 процентов влажности.

Заложить смесь в яму и с помощью змеевика разогреть до 35 градусов. Дальше смесь начнет бродить и без доступа воздуха сама разогревается до 70 градусов.

Время производства газа из навоза — две недели.

Чтобы купол под давлением газа не слетел с ямы, к нему с помощью тросов необходимо прикрепить противовес.

В день установка вырабатывает до 40 кубометров «голубого топлива». Пяти тонн смеси ей хватает на шесть месяцев.

Что еще важно, что переработанные отходы из биогазовой установки — это высококачественное удобрение, которое можно использовать в сельскохозяйственных целях.

 

Татьяна Веденева.
 Общественный Фонд «Флюид» Кыргызская Республика Бишкек 720082 ул. Шабдан-Баатыра 1а»

принцип работы, схемы и расчет

Одна из задач, которую приходится решать в сельском хозяйстве — утилизация навоза и растительных отходов. И это довольно серьезная проблема, которая требует постоянного внимания. На утилизацию уходят не только время и силы, но и приличные суммы. Сегодня есть, как минимум, один способ, позволяющий эту головную боль превратить в статью дохода: переработка навоза в биогаз. В основе технологии лежит природный процесс разложения навоза и растительных остатков за счет содержащихся в них бактерий. Вся задача в создании особых условий для наиболее полного разложения. Эти условия — отсутствие доступа кислорода и оптимальная температура (40-50^oC).

Все знают, как чаще всего утилизируют навоз: складывают в кучи, потом, после ферментации, вывозят на поля. В этом случае образовавшийся газ выделяется в атмосферу, туда же улетает и 40% содержащегося в исходном веществе азота и большая часть фосфора. Получающееся в результате удобрение далеко не идеально.

Как можно организовать переработку навоза в биогаз

Для получения биогаза необходимо чтобы процесс разложения навоза проходил без доступа кислорода, в закрытом объеме. В этом случае и азот, и фосфор остаются в остаточном продукте, а газ скопится в верхней части емкости, откуда его легко выкачать. Получаются два источника прибыли: непосредственно газ и эффективное удобрение. Причем удобрение высшего качества и безопасное на 99%: большая часть болезнетворных микроорганизмов и яйца гельминтов погибают, содержащиеся в навозе семена сорных трав теряют всхожесть. Существуют даже линии по расфасовке этого остатка.

Второе обязательное условие процесса переработки навоза в биогаз — это поддержание оптимальной температуры. Содержащиеся в биомассе бактерии, при низких температурах малоактивны. Они начинают действовать при температуре среды от +30^oC. Причем в навозе содержатся бактерии двух типов:

• мезофильные — они размножаются при температуре от +30^oC до +40^oC;
• термофильные — для их активного роста необходима температура от +50^oC до +60^oC.

  Сравнительная таблица затрат и эффективности мезофильного и термофильного разложения навоза. Как видите, денег нужно на старте в три-четрые раза больше, но на выходе получаете больше в десять раз

Термофильные установки с температурой от +43^oC до +52^oC являются наиболее эффективными: в них навоз обрабатывается 3 дня, на выходе с 1 литра полезной площади биореактора получается до 4,5 литров биогаза (это максимальный выход). Но на поддержание температуры в +50^oC требуются значительные расходы энергии, что не в каждом климате рентабельно. Потому чаще биогазовые установки работают на мезофильных температурах. В этом случае время переработки может составлять 12-30 дней, выход — примерно 2 литра биогаза на 1 литр объема биореактора.

Состав газа меняется в зависимости от сырья и условий переработки, но примерно он следующий: метан — 50-70%, двуокись углерода — 30-50%, а также содержится небольшое количество сероводорода (менее 1%) и совсем небольшой количество аммиака, водорода и соединений азота. В зависимости от конструкции установки в биогазе могут содержаться в значительном количестве пары воды, что потребует их осушения (в противном случае он просто не будет гореть). Как выглядит промышленная установка продемонстрировано в видео.

Это можно сказать целый завод по выработке газа.

Но для частного подворья или небольшой фермы такие объемы ни к чему. Простейшую биогазовую установку легко сделать своими руками. Но вот вопрос: «Куда дальше направлять биогаз?» Теплота сгорания получаемого в результате газа от 5340 ккал/м3 до 6230 ккал/м3 (6,21 — 7,24 кВт.ч/м3). Потому его можно подавать на газовый котел для выработки тепла (отопление и горячая вода), или на установку по выработке электричества, на газовую печку и т.д. Вот как использует навоз от своей перепелиной фермы Владимир Рашин — конструктор биогазовой установки.

Получается, что имея хоть какое-то более-менее приличное количество скота и птицы, можно самому полностью обеспечить потребности своего хозяйства в тепле, газе и электричестве. А если установить на автомобили газовые установки, то и топливом для автопарка. Учитывая, что доля энергоносителей в себестоимости продукции 70-80% вы сможете только на биореакторе сэкономить, а потом и заработать множество денег. Ниже приведен скриншот экономического расчета рентабельности биогазовой установки для небольшого хозяйства (по состоянию на сентябрь 2014). Хозяйство мелким не назовешь, но и не крупное однозначно. Просим прощения за терминологию — это авторский стиль.

Это примерный расклад требуемых затрат и возможных доходов Схемы самодельных биогазовых установок

Возможно, вам будет интересно прочитать о том, как использовать солнечную энергию для отопления дома.

Схемы самодельных биогазовых установок

Простейшая схема биогазовой установки — это герметичная емкость — биореактор, в который сливается подготовленная жижа. Соответственно есть люк загрузки навоза и люк выгрузки переработанного сырья.

Простейшая схема биогазовой установки без «наворотов»

Емкость заполняется субстратом не полностью: 10-15% объема должно оставаться свободным для сбора газа. В крышку бака встраивается труба для отведения газа. Так как в полученном газе содержится довольно большое количество водяных паров, гореть в таком виде он не будет.

Потому необходимо его для осушения пропустить через гидрозатвор. В этом нехитром устройстве большая часть водяного пара сконденсируется, и газ уже будет хорошо гореть. Потом газ желательно очистить от негорючего сероводорода и только потом его можно подавать в газгольдер — емкость для сбора газа. А оттуда уже можно разводить к потребителям: подавать на котел или газовую печь. Как сделать фильтры для биогазовой установки своими руками              смотрите в видео.

Большие промышленные установки размещают на поверхности. И это, в принципе, понятно — слишком велики объемы земельных работ. Но в небольших хозяйствах чашу бункера закапывают в землю. Это во-первых, позволяет снизить затраты на поддержание требуемой температуры, а во-вторых, на частном подворье и так достаточно всяких устройств.

Емкость можно взять готовую, или в вырытом котловане сделать из кирпича, бетона и т. д. Но придется в этом случае позаботиться о герметичности и непроходимости воздуха: процесс анаэробный — без доступа воздуха, потому необходимо создать непроницаемую для кислорода прослойку. Сооружение получается многослойным и изготовление такого бункера длительный и затратный процесс. Потому дешевле и проще закопать готовую емкость. Раньше это обязательно были металлические бочки, часто из нержавейки. Сегодня с появлением на рынке емкостей из ПВХ можно использовать их. Они химически нейтральны, имеют низкую теплопроводность, длительный срок эксплуатации, и стоят в разы дешевле нержавеек.

Биореактор не обязательно закапывать. Это очень неплохой вариант, и обслуживать его удобно. Но зимой придется еще дополнительные меры по утеплению принимать. А газ отводится в специальные мешки-газгольдеры

Но описанная выше биогазовая установка будет иметь малую производительность. Для активизации процесса переработки необходимо активное перемешивание массы, находящейся в бункере. В противном случае на поверхности или в толще субстрата образуется корка, которая замедляет процесс разложения, газа на выходе получается меньше. Перемешивание проводится любым доступным способом. Например, таким, как продемонстрировано в видео. Привод при этом можно сделать любой.

Есть еще один способ перемешивания слоев, но немеханический — барбитация: вырабатываемый газ под давлением подают в нижнюю часть емкости с навозом. Поднимаясь вверх, пузырьки газа будут разбивать корку. Так как подается все тот же биогаз, то никаких изменений условий переработки не будет. Также этот газ нельзя считать расходом — он снова попадет в газгольдер.

Как говорилось выше, для хорошей производительности необходима повышенная температура. Чтобы не особенно тратиться на поддержание этой температуры необходимо позаботиться об утеплении. Какого типа теплоизолятор выбирать, конечно, дело ваше, но сегодня самый оптимальный — пенополистирол. Он не боится воды, не поражается грибками и грызунами, имеет длительный срок эксплуатации и отличные показатели по теплоизоляции.

Для увеличения температуры субстрата подойдет любая технология обогрева. Важно добиться требуемой температуры. От этого зависит эффективность установки

Формы биореактора могут быть разные, но чаще всего встречается цилиндрическая. Она неидеальна с точки зрения сложности перемешивания субстрата, но используется чаще, потому что у людей накоплен большой опыт построения подобных емкостей. А если такой цилиндр разделить перегородкой, то можно использовать их как два отдельных резервуара, в которых процесс смещен по времени. При этом в перегородку можно встроить нагревательный элемент, таким образом решив проблему поддержания температуры сразу в двух камерах.

Если обычный цилиндр разделить вертикальной перегородкой, получить можно две камеры для переработки

В самом простом варианте самодельные биогазовые установки — это прямоугольной формы яма, стенки которой сделаны из бетона, а для герметичности обработаны слоем стеклопластика и полиэфирной смолы. Такая емкость снабжается крышкой. Она крайне неудобна в эксплуатации: трудно реализуется и подогрев, перемешивание и отведение сбродившей массы, добиться полной переработки и высокой эффективности невозможно.

Биогазовая установка своими руками: чертежи установки траншейного типа

Чуть лучше обстоит дело с траншейными биогазовыми установками переработки навоза. Они имеют скошенные края, что облегчает загрузку свежего навоза. Если сделать дно под уклоном, то в одну сторону самотеком будет смещаться сбродившая масса и отбирать ее будет проще. В таких установках нужно предусмотреть теплоизоляцию не только стен, но и крышки. Подобная биогазовая установка своими руками реализуется несложно. Но полной переработки и максимального количества газа в ней не добиться. Даже при условии подогрева.

С основными техническими вопросами разбирались, и вы теперь знаете несколько способов того, как построить установку для получения биогаза из навоза. Остались технологические нюансы.

Что можно перерабатывать и как добиться хороших результатов

В навозе любого животного имеются необходимые для его переработки организмы. Было обнаружено, что в процессе сбраживания и в выработке газа участвует более тысячи различных микроорганизмов. Важнейшую роль при этом играют метанобразующие. Также считается, что все эти микроорганизмы в оптимальных пропорциях находятся в навозе КРС. Во всяком случае, при переработке этого вида отходов в сочетании с растительной массой, выделяется самое большое количество биогаза. В таблице приведены усредненные данные по наиболее распространенным видам сельскохозяйственных отходов. Примите во внимание, что такое количество газа на выходе можно получить при идеальных условиях.

Количество биогаза, которое можно получить из различного сырья

Для хорошей продуктивности необходимо поддерживать определенную влажность субстрата: 85-90%. Но воду при этом нужно использовать не содержащую посторонних химических веществ. Негативно на процессы влияют растворители, антибиотики, моющие средства и т.д. Также для нормального протекания процесса в жиже не должны содержаться крупные фрагменты. Максимальные размеры фрагментов: 1*2 см, лучше более мелкие. Потому если вы планируете добавлять растительные ингредиенты, то необходимо их измельчать.

Важно для нормальной переработки в субстрате поддерживать оптимальный уровень рН: в пределах 6,7-7,6. Обычно среда имеет нормальную кислотность, и лишь изредка кислотообразующие бактерии развиваются быстрее метанобразующих. Тогда среда становится кислой, выработка газа снижается. Для достижения оптимального значения в субстрат добавляют обычную известь или соду.

В таблице указаны составы, повышающие количество выделяющегося газа

Теперь немного о времени, которое необходимо на переработку навоза. Вообще время зависит от созданных условий, но первый газ может начать поступать уже на третьи сутки после начала сбраживания. Наиболее активно газообразование происходит при разложении навоза на 30-33%. Чтобы можно было ориентироваться по времени, скажем, что через две недели субстрат разлагается на 20-25%. То есть, оптимально переработка должна продолжаться месяц. В этом случае и удобрение получается наиболее качественным.

Расчет объема бункера для переработки

Для небольших хозяйств оптимальной является установка постоянного действия — это когда свежий навоз поступает небольшими порциями ежедневно и такими же порциями удаляется. Для того чтобы процесс не нарушался доля ежесуточной загрузки не должна превышать 5% от перерабатываемого объема.

Самодельные установки по переработке навоза в биогаз — не вершина совершенства, но достаточно эффективны

Исходя из этого, вы легко определите требуемый объем резервуара для самодельной биогазовой установки. Вам нужно суточный объем навоза с вашего хозяйства (уже в разведенном состоянии с влажностью 85-90%) умножить на 20 (это для мезофильных температур, для термофильных придется умножать на 30). К полученной цифре нужно добавить еще 15-20% — свободное пространство для сбора биогаза под куполом. Основной параметр вы знаете. Все дальнейшие расходы и параметры системы зависят от того, какая схема биогазовой установки выбрана для реализации и как вы все будете делать. Вполне можно обойтись подручными материалами, а можно заказать установку «под ключ». Заводские разработки обойдется от 1,5 млн. евро, установки от «Кулибиных» будут дешевле.

Юридическое оформление

Согласовывать установку придется с СЭС, газовой инспекцией и пожарниками. Вам понадобятся:

• Технологическая схема установки.
• План размещения оборудования и составляющих с привязкой самой установки, местом установки теплового агрегата, места прокладки трубопроводов и энергомагистралей, подключения насоса. На схеме должны быть обозначены громоотвод и подъездные пути.
• Если установка будет находиться в помещении, то необходим также будет план вентиляции, которая будет обеспечивать не менее чем восьмикратный обмен всего воздуха в помещении.

Как видим, без бюрократии и тут не обойтись.

Имея источник энергии им грех не воспользоваться

Напоследок немного о производительности установки. В среднем за сутки биогазовая установка выдает объем газа в два раза превышающий полезный объем резервуара. То есть, 40 м³ навозной жижи дадут в сутки 80 м³ газа. Примерно 30% уйдет на обеспечение самого процесса (главная статья расходов — подогрев). Т.е. на выходе вы получите 56 м³ биогаза в день. Для покрытия потребностей семьи из трех человек и на отопление среднего по размерам дома требуется по статистике 10 м³. В чистом остатке у вас 46 м³ в день. И это при небольшой установке.

Итоги

Вложив некоторое количество средств в устройство биогазовой установки (своими руками или под ключ), вы не только обеспечите собственные нужды и потребности в тепле и газе, но и сможете продавать газ, а также получающиеся в результате переработки высококачественные удобрения.

Биогазовая установка для частного дома своими руками

Любой фермер или владелец собственного подсобного хозяйства не понаслышке знаком с проблемой отопления и утилизации отходов растениеводства и жизнедеятельности животных.

На первый взгляд может показаться, что между ними нет никакой связи, но по факту именно биологические отходы могут стать источником получения метана, который в дальнейшем может быть использован для хозяйственных нужд.

Суть вопроса

Дело в том, что процесс биологического разложения отходов (сбраживания) сопровождается выделением газа, в составе которого не менее 60% метана, примерно 30% углекислого газа, а также некоторое количество сероводорода. Этот газ называют биологическим. По теплоте сгорания он мало отличается от газа, поступающего по магистральному газопроводу, и может использоваться в печах и котлах после предварительной очистки от сероводорода.

Вырабатывают биогаз анаэробные бактерии, без которых биологическое разложение отходов невозможно в принципе. Интенсивность процесса во многом зависит от температуры среды: она должна быть не ниже 36 С, но и не выше 50С.

В среднем при утилизации одного метра кубического биологического сырья выделяется до 80м3 природного газа.  Для сравнения: при сжигании одного кубометра газа выделяется столько же тепловой энергии, как и при сжигании 4 кг дров.  Следует отметить, что в ходе утилизации отходов получают не только биогаз, но и полезное в растениеводстве органическое удлобрение. Это ли не мечта каждого фермера?!

Остается одно – правильно организовать процесс сбраживания отходов и умело собрать и сохранить полученный метан.

Для этого можно воспользоваться покупными био реакторами, специально предназначенными для сбраживания отходов и выработки биогаза и гумуса.

Как работает биогазовая установка?

Биогазовая установка может иметь непрерывный цикл работы или использоваться циклично. Процесс работы устройства начинается с подготовки и загрузки сырья, в качестве которого могут использоваться отходы растениеводства, солома, ветки растений, скошенная трава и зерно, непригодное для других целей. В состав сырья обязательно должны быть включены биологические отходы, поступающие с ферм.

Полученную массу помещают в герметично закрытый резервуар, в который не должен попадать воздух. Анаэробные бактерии в нем не нуждаются, а приток воздуха в итоге приведет к снижению концентрации метана в биогазе.

Если установка работает непрерывно, то загрузка (выгрузка) биомассы ведется через отверстия, дополненные гидрозатворами, что исключает попадание воздуха внутрь рабочей камеры биогазовой установки.

Биомасса, поступившая внутрь реактора, перемешивается и подогревается. Процесс выработки метана начинается практически сразу, но своего пика достигает спустя несколько дней.

Если выработка биогаза ведется в промышленном масштабе, то процесс сбраживания разделяют  на два периода:

• период, максимальной интенсивности выработки газа, занимающий в среднем две недели
• период доводки, в течение которого скорость процесса сбраживания постепенно снижается и практически прекращается.

Полученный газ собирается под куполом реактора, а затем через гидрозатвор, поступает в газгольдер. В промышленных установках газ дополнительно очищают от метана, пропуская его через водяные фильтры, а затем, для удаления лишней влаги, охлаждают до 0С.

Если газа слишком много, и давление в газгольдере превышает максимально допустимое значение, разрешается сброс некоторого количества газовой смеси через горящий факел. Выброс газа в атмосферу без предварительного сжигания запрещен.

Как видите, технологический процесс получения биогаза достаточно прост и при желании может быть реализован самостоятельно, при использовании подручных средств.

Биогазовая установка своими руками: с чего начать?

Собственная биогазовая установка может иметь любой объем. Главное условие для ее бесперебойной работы наличие достаточного количества биологической массы. Сомневаетесь, что сможете полностью заполнить выбранный для производства газа резервуар, возьмите емкость меньшего объема. В сети интернет немало примеров биореактора из обычной пластиковой бочки, объемом 250 литров.

Впрочем, там же немало примеров сооружения газогенераторных установок своими руками, объемом в несколько кубометров и рассчитанных на прием и переработку отходов ферм крупного рогатого скота.

Какого бы объема ректор вы  не решили делать, начинать его сооружение лучше с чертежа, продумав все детали конструкции.

Главной составной частью любого биогазового реактора является резервуар для сбраживания. Он должен обязательно подогреваться. Для этого предусматривают систему подогрева, устанавливая внутри емкости змеевик, по которому пропускают горячую воду.

Для снижения потерь тепла резервуар обязательно утепляют. Если речь идет о большой емкости, объемом несколько кубометров, ее углубляют в грунт ниже уровня промерзания грунта.

Если для выработки газа решено использовать простую бочку, достаточно ее изолировать с помощью теплоизоляционных матов. Внутри емкости устанавливают вращающиеся лопасти, обеспечивающие перемешивание биологической массы.

Выбирая резервуар для сбраживания, следует помнить, что внутри будет находиться  достаточно агрессивная среда, создающая отличные условия для коррозии металла. Поэтому в конструкции реактора рекомендуется использовать материалы, устойчивые к коррозии: полимеры, стекло и нержавеющую сталь.

По бокам емкости делают два отверстия-одно для закладки биомассы, а второе для выгрузки удобрений. Оба отверстия необходимо дополнить гидрозатворами.

В верхней части емкости устанавливают патрубок для отвода биологического газа. Перед использованием газ, для очистки от сероводорода, пропускает через воду.

Как видите, сооружение биореактора своими руками по силам каждому. При этом можно не только получить дорогостоящее топливо из отходов, но и принести немалую пользу защите окружающей среды. Обратите внимание, что в качестве сырья может использоваться то, что обычно принято сжигать в хозяйствах: ветки деревьев, сухая трава, опавшая листва и многое другое. Все это может стать источником для получения газа своими руками.

 

Домашняя биогазовая установка на органических отходах HomeBioGas

Израильский стартап разработал инновационную установку для семейного пользования, способную производить биогаз из любых органических отходов и продуктов жизнедеятельности домашних животных, а также создавать высококачественное экологичное удобрение.

Установка получила название HomeBioGas и одной из первых, воспользоваться преимуществами этой биогазовой системы получила семья, проживающая в городке среди пустыни, расположенном на Западном берегу реки Иордан, неподалеку от Иерихона. Электросеть и газопровод не доходят сюда, поэтому электричество производят с помощью солнечных панелей. Что касается производства газа, жители этого поселения полностью положились на новое устройство. Его привезли сюда несколько месяцев назад.

«Я складываю помет домашних животных в ведро. Доливаю воду и тщательно перемешиваю. Полученную смесь вкладываю в машину. Нужно подождать, пока все осядет на дно», — рассказывает жительница города.

На этом материале машина производит газ для кухонь. Одной партии достаточно, чтобы плита горела в течение двух-трех часов. Раньше жители города топили печи дровами, а для пустыни это удовольствие не из дешевых.

Система HomeBioGas поставляется в коробке в разобранном виде, а собрать ее можно своими руками за несколько часов и для этого не требуется специальных навыков. Однако для подводки газовой трубы к домашним коммуникациям всё же будет необходимо привлекать специалиста из соответствующей газовой службы. Традиционные газовые плиты могут быть легко переоснащены для использования домашнего биогаза. Для этого всего лишь необходимо демонтировать понижающую давление форсунку.

«Раньше печи очень дымили, дома закапчивались, часто стоял чад — это было даже опасно. К тому же, нужно время, пока огонь в печи разгорится. Теперь все происходит просто и быстро: достаточно повернуть вентиль, и духовка или конфорка сразу загораются», — говорит мать семейства.

В компании HomeBioGas Ltd заявляют, что в регионах, где среднесуточная температура превышает 17 C, их биогазовая система может эффективно перерабатывать до 15 литров навоза домашнего скота или помета птицы, а также до 6 литров пищевых отходов в день. При этом вырабатываемого газа будет достаточно для работы кухонной плиты на протяжении 3 часов. В качестве своеобразного «бонуса» установка производит экологически чистое и естественное жидкое удобрение для домашнего огорода.

Читайте также: Мусорный полигон как источник получения биогаза из бытовых отходов: реалии и перспективы

Изготовление биогаза не является каким-то революционным изобретением. Но раньше эти устройства были слишком громоздкими и довольно сложными в эксплуатации. Эта же машина помещается в относительно небольшую коробку и складывается также, как, например, кухонный шкаф.

«Главная идея заключается в том, что когда отходы попадают в систему, это функционирует, как желудок. Фактически это и есть «желудок» — такой же, как человеческий. Внутри есть бактерии, и они начинают поглощать эти отходы. Таким образом образуется биогаз, который используется для отопления дома», — рассказывает палестинский инженер Амер Рабайа, устанавливающий эти «био-машины».

Стоит отметить, что в более прохладном климате производительность HomeBioGas снижается. Но она может применятся в тёплых и хорошо проветриваемых помещениях, таких, как теплицы. Авторы проекта также отмечают, что их домашняя газогенерационная установка стала первым компактным биогазовым конвертером, который прошел официальную сертификацию European CE и полностью соответствует всем требованиям безопасности.

«Мы нашли способ ввести нашу технологию в каждый дом. Сегодня мы знаем, что хозяйственные отходы являются источником энергии. Это меняет правила игры. Ведь, когда мы видим пользу, которую они могут принести, то осознаем: это не просто отходы. Таким образом, подход к казалось бы ненужным вещам – меняется», — рассказывает представитель компании-производителя Рон Яров.

Легкое в эксплуатации и недорогое устройство уже завоевало прочные позиции в сотнях домов региона, таких как у молодых супругов Карин и Омера. Оба являются горячими сторонниками экологического образа жизни.

Поскольку они едят только овощи, не удивительно, что под вечер каждый день у них появляется целое ведерко растительных отходов. И теперь они знают, что это — прекрасная «закваска» для биогаза. Впрочем, прежде всего их интересует еще один продукт, который тоже производится с помощью той же машины — высококачественные удобрения.

«Избыток производимого биогаза можно преобразовывать и использовать, как удобрение для деревьев и овощей», — рассказывает Омер.

На приусадебном участке можно выращивать овощи, отходы которых снова дадут необходимое топливо для машины, Омер заключает:

«Речь идет о замкнутом цикле, и для меня это очень важно. Это позволяет избежать многих неприятных домашних обязанностей: выносить мусор, думать, что сделать с отходами. Теперь мы не должны беспокоиться обо всем этом. То же самое с удобрениями: их нужно приобрести и привезти сюда. А теперь у нас все просто во дворе. Это дает ощущение удовлетворения: мы чувствуем себя причастными к тому, чтобы мир становился все лучше».

Представители израильского стартапа, говорят, что их разработка заинтересовала инвесторов. Однако, чтобы гарантировано начать коммерческое производство биогазовой установки для дома Homebiogas запустил кампанию по сбору средств на краудфандинговой платформе Indigogo. Причем проект уже можно назвать успешным, поскольку на момент написания статьи собрано более 133 тыс. долларов, что на треть превышает заявленную необходимую сумму, а до конца компании остается еще более 20 дней.

Планируется, что поставки первым бекерам будут начаты весной следующего года. Сообщается, что розничная цена Homebiogas составит $1500, а первые желающие могут сделать предзаказ по стоимости $890 за одно устройство.

Читайте также: Самый мощный биогазовый завод в Украине открылся под Киевом в поселке Ракитное

Источник: euronews.com

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!

Понравилась статья? Поделитесь ею и будет вам счастье!

Биореактор и биотопливо своими руками в домашних условиях: вся правда о биогазе

Предположим, природного газа в вашей деревне не было и не будет. А даже если есть, он денег стоит. Хотя и на порядок дешевле, чем разорительное отопление электричеством и жидким топливом. Ближайший цех по производству пеллет находится в паре сотен километров, везти накладно. Дрова купить с каждым годом всё сложнее, да и топить ими хлопотно. На этом фоне весьма заманчиво выглядит идея получать дармовой биогаз на собственном подворье из сорняков, куриного помёта, навоза от любимой свинки или содержимого хозяйского нужника. Достаточно лишь смастерить биореактор! По телевизору рассказывают, как экономные немецкие фермеры согревают себя «навозными» ресурсами и никакой «Газпром» им теперь не нужен. Вот уж где справедлива поговорка «с фекалий плёнку снимет». Интернет пестрит статьями и роликами на тему «биогаз из биомасс» и «биогазовая установка своими руками». Но о практическом применении технологии у нас мало что известно: про производство биогаза в домашних условиях говорят все, кому не лень, но конкретные примеры в деревне, так же, как и легендарный Ё-Мобиль на дороге, мало кто видел живьём. Попробуем разобраться, почему это так и каковы перспективы прогрессивных биоэнергетических технологий на селе.

Как прекрасно было бы: помечтал немного на унитазе, а чайник уже вскипел

Биогаз образуется в результате последовательного трёхступенчатого разложения (гидролиз, кислото- и метанообразование) биомассы различными видами бактерий. Полезная горючая составляющая — метан, может присутствовать также водород.

Процесс бактериального разложения, в результате которого образуется горючий метан

В большей или меньшей степени горючие газы образуются в процессе разложения любых остатков животного и растительного происхождения.

Ориентировочный состав биогаза, конкретные пропорции составляющих зависят от применяемых сырья и технологии

Люди издавна пытаются использовать этот вид природного топлива, в средневековых хрониках содержатся упоминания о том, что жители низменных районов нынешней Германии ещё тысячелетие назад получали биогаз из гниющей растительности, погружая в болотную жижу кожаные мехи. В тёмные средние века и даже просвещённые столетия наиболее талантливые метеористы, благодаря специально подобранной диете умевшие пустить и вовремя поджечь обильный метановый flatus, вызывали неизменный восторг публики на весёлых ярмарочных представлениях. Промышленные биогазовые установки с переменным успехом начали строить с середины XIX века. В СССР в 80-е годы прошлого века была принята, но не реализована госпрограмма по развитию отрасли, хотя с десяток производств всё же запустили. За рубежом технология получения биогаза совершенствуется продвигается относительно активно, общее число работающих установок исчисляется десятками тысяч. В развитых странах (ЕЭС, США, Канада, Австралия) это высокоавтоматизированные крупные комплексы, в развивающихся (Китай, Индия) — полукустарные биогазовые установки для дома и небольшого крестьянского хозяйства.

Процентное соотношение числа биогазовых установок в странах Евросоюза. Отчётливо видно, что технология активно развивается только в Германии, причина — солидные государственные дотации и налоговые льготы

Понятно, что в качестве топлива, раз он горит. Отопление производственных и жилых зданий, генерация электроэнергии, приготовление пищи. Однако не всё так просто, как показывают в роликах, разбросанных по ютюбу. Биогаз должен стабильно гореть в теплогенерирующих установках. Для этого его параметры газовой среды необходимо привести к довольно жёстким стандартам. Содержание метана должно быть не ниже 65% (оптимум 90-95%), водород отсутствовать, водяные пары выведены, углекислый газ удалён, оставшиеся составляющие инертны к высоким температурам. Использовать биогаз «навозно-животного» происхождения, не освобождённый от зловонных примесей, в жилых домах невозможно.

Нормируемое давление — 12,5 бар, при значении менее 8-10 бар автоматика в современных моделях отопительного оборудования и кухонного оборудования прекращает подачу газа. Очень важно, чтобы характеристики поступающего в теплогенератор газа были стабильными. В случае скачка давления за пределы нормы сработает клапан, включать обратно придётся вручную. Плохо, если используются устаревшие газовые приборы, не оснащённые системой газ-контроля. В лучшем случае может выйти из строя горелка отопительного котла. Худший вариант — газ потухнет, но его поступление не прекратится. А это уже чревато трагедией. Обобщим сказанное: характеристики биогаза необходимо привести к необходимым параметрам, а технику безопасности соблюдать неукоснительно.

Упрощённая технологическая цепочка получения биогаза. Важный этап — сепарация и газоотделение

Растительное и животное сырьё ↑

• Растительное сырьё отлично подходит для производства биогаза: из свежей травы можно получить максимальный выход топлива — до 250 м3 на тонну сырья, содержание метана до 70%. Несколько меньше, до 220 м3 можно получить из кукурузного силоса, до 180 м3 из свекольной ботвы. Пригодны любые зелёные растения, хороши водоросли, сено (100 м3 из тонны), но пускать ценные корма на топливо имеет смысл лишь при их явном избытке. Невелик выход метана из жома, образующегося при изготовлении соков, масел и биодизеля, но и материал дармовой. Недостаток растительного сырья — длительный производственный цикл, 1,5-2 месяца. Можно получать биогаз и из целлюлозы, других медленно разлагающихся растительных отходов, но эффективность крайне низкая, метана образуется мало, производственный цикл очень длительный. В заключение скажем, что растительное сырьё обязательно должно быть мелко измельчено.
•  Сырьё животного происхождения: традиционные рога и копыта, отходы молокозаводов, боен и перерабатывающих предприятий также пригодно и тоже в измельчённом виде. Самая богатая «руда» — животные жиры, выход высококачественного биогаза с концентрацией метана до 87% достигает 1500 м3 на тонну. Тем не менее, животное сырьё в дефиците и, как правило, ему находят иное применение.

Горючий газ из экскрементов ↑

• Навоз дёшев и во многих хозяйствах имеется в достатке, однако выход и качество биогаза значительно ниже, чем из других видов. Коровьи лепёшки и лошадиные яблочки можно использовать в чистом виде, ферментация начинается сразу, выход биогаза 60 м2 на тонну сырья с невысоким содержанием метана (до 60%). Производственный цикл короткий, 10-15 дней. Свиной навоз и куриный помёт токсичны — чтобы полезные бактерии могли развиваться, его смешивают с растительными отходами, силосом. Большую проблему представляют моющие составы, ПАВы, которые применяются при уборке животноводческих помещений. Вкупе с антибиотиками, которые в большом количестве попадают в навоз, они угнетают бактериальную среду и тормозят образование метана. Не применять дезинфицирующих средств вовсе невозможно и агропредприятия, вложившиеся в производство газа из навоза, вынуждены искать компромисс между гигиеной и контролем над заболеваемостью животных с одной стороны и поддержанием продуктивности биореакторов с другой.
• Человеческие экскременты, совершенно бесплатные, тоже подходят. Но использовать обычные канализационные стоки нерентабельно, слишком мала концентрация фекалий и высока дезинфицирующих средств, ПАВ. Технологи утверждают, что их можно было бы использовать лишь в случае, если в канализацию будут поступать «продукты» только из унитаза при условии, что смыв чаши осуществляется лишь одним литром воды (стандарт 4/8 л). И без моющих средств, естественно.

Серьёзная проблема, с которой сталкиваются хозяйства, установившие у себя современное оборудование для получения биогаза — сырьё не должно содержать твёрдых включений, случайно попавший в массу камень, гайка, кусок проволоки или доска закупорит трубопровод, выведет из строя дорогостоящий фекальный насос или мешалку.

Нужно сказать, что приведенные данные по максимальному выходу газа из сырья соответствуют идеальным лабораторным условиям. Чтобы приблизиться в реальном производстве к этим цифрам, необходимо соблюсти ряд условий: поддерживать необходимую температуру, периодически перемешивать мелко измельчённое сырье, вносить добавки, активизирующие ферментацию и т.д. На кустарной установке, собранной по рекомендациям статей о «получении биогаза своими руками», едва лишь можно достичь 20% от максимального уровня, высокотехнологические установки позволяют добиваться значений в 60-95%.

Достаточно объективные данные по максимальному выходу биогаза для различных типов сырья

• «Домашняя» биогазовая установка. Как минимум, необходимо иметь два герметичных сосуда, биореактор и накопитель, в который по трубочке отводится газ. Желательно иметь третий сосуд, куда биогаз будет закачиваться под давлением, тогда во втором частично осядет влага. Конструкция несильно отличается от самогонного аппарата. Сырьё хорошо бы постоянно помешивать, для этого нужна мешалка и электродвигатель или здоровый выносливый мужик. Рассчитывать на высокую производительность и хорошее качество биогаза особо не стоит.
•  Промышленная установка по производству биогаза. Не будем вдаваться в подробности, лучше приведём принципиальную схему:

Оборудование включает в себя, как минимум, реактор и газгольдер, сепаратор, мешалки, насосы, компрессорную станцию, систему поддержания постоянной температуры, устройства безопасности, управление. Для интенсификации процессов применяют также кавитаторы, устройства для анализа среды и внесения активаторов, и т.д

Состав полученного биогаза необходимо нормализовать, после хранилища он поступает на разделительные и сорбционные колонки, далее в газгольдере доводится до необходимого давления и лишь только тогда поступает в магистраль, ведущую к теплогенераторам.

Биоэнергетическое производство в составе современного животноводческого комплекса. Включение в его состав теплиц и цеха по производству удобрений повышает рентабельность.

Мы уже упоминали, что в развитых странах строят крупные промышленные установки, а в развивающихся главным образом мелкие, для небольшого хозяйства. Объясним, почему так:

• Бедные страны. В кустарной установке при её чудовищной неэффективности всю работу можно производить вручную. Для стран, где крестьянам за тяжёлый труд платят сущие копейки, в этом есть выгода. Тем более, что в тёплых краях урожай можно собирать несколько раз в год и дешёвое растительное сырьё имеется в избытке. Вложения в простейшую систему относительно небольшие, с низким качеством биогаза люди готовы мириться. Хозяину дешевле приставить к допотопному котлу или плите «смотрящего», чем приобретать оборудование для нормализации биогаза.

Китайские крестьяне заготавливают сырьё для производства биогаза

• Богатые страны. В Германии, мировом лидере в области производства биогаза, почти половина птицефабрик и крупных животноводческих хозяйств вырабатывает собственный метан. Процессы максимально автоматизированы, качество биогаза высокое, производственные мощности большие. Отработанное сырьё проходит дополнительную обработку, минерализуется, в результате хозяйства получают обеззараженное неагрессивное комплексное удобрение. Несмотря на высокие показатели выхода метана из сырья, и немалые цены на энергоносители, специалисты утверждают, что для фермеров биогазовая энергетика оправдывает себя лишь потому, что государство дотирует 50% стоимости оборудования. Дополнительную выгоду можно получить, произведя из газа электроэнергию. Во-первых, правительство покупает её по завышенным ценам; во-вторых, таким образом можно минимизировать последствия неравномерного сезонного производства биогаза. За улучшение экологического состояния земель в результате применения не агрессивного навоза, а «мягкого» удобрения государство тоже доплачивает.

Биогазовое производство в Германии: экологично, эстетично, возможно только благодаря финансовой помощи федерального правительства

•  Россия. Худо-бедно биогазовая энергетика развивается и у нас. Время от времени СМИ рапортуют о пуске очередного производства, в интервью радостный учёный, проектировщик или директор хозяйства сообщает, что срок окупаемости установки — один год. Но жизнь вносит свои коррективы. Со временем оказывается, что при составлении бизнес-плана не учли эксплуатационные расходы, на практике выход газа намного ниже, чем планировалось, а сроки ферментации намного выше. Те, кто поработал с полгодика, уже называют срок окупаемости инвестиций в 5 лет. А по истечении этого времени люди вообще стараются не давать интервью. К сожалению, биоэнергетикой у нас занимаются разрозненные коллективы и заслуживающих доверия данных по доходности в условиях России нет. В целом можно предположить, что, с учётом меньших, чем на Западе, цен на энергоносители и доступность местных видов топлива, производство биогаза в нашей стране находится на грани рентабельности, что не способствует её развитию без поддержки государства.

Выгодно ли производить биотопливо в домашних условиях в малых количествах в личном подсобном хозяйстве? Если у вас есть несколько металлических бочек и прочего железного хлама, а также бездна свободного времени и вы не знаете, как им распорядиться — да. Но экономия, увы, мизерная. А уж вкладывать деньги в высокотехнологичное оборудование при небольших объёмах поступления сырья и производства метана не имеет смысла ни при каком раскладе.

Очередной ролик отечественного Кулибина ↑

Без перемешивания сырья и активации процесса ферментации выход метана составит не более 20% от возможного. Значит, в лучшем случае с 100 кг (загрузка бункера) отборной травы можно получить 5 м3 газа без учёта сжатия. И будет хорошо, если содержание метана превысит 50% и не факт, что он будет гореть в теплогенераторе. По утверждению автора, сырьё загружается ежедневно, то есть производственный цикл у него — одни сутки. На самом деле необходимое время — 60 суток. Количества полученного изобретателем биогаза, содержащегося в 50-литровом баллоне, который он сумел заполнить, в морозную погоду для отопительного котла мощностью 15 кВт (жилой дом около 150 м2) хватит на 2 минуты.

Тем, кого возможность производства биогаза заинтересовала, рекомендуется внимательно изучить проблему, особенно с финансовой точки зрения, с техническими вопросами обратиться к специалистам, имеющим опыт подобных работ. Весьма ценной будет практическая информация, полученная в тех хозяйствах, где биоэнергетические технологии уже используются какое-то время.

рекомендации по обустройству самоделки Биогазовая установка своими руками

Социальный проект Biobolsa обеспечивает местных крестьян простыми биогазовыми установками, которые позволяют им автономно получать газ из органических отходов. В 2010 году проект стартовал в Мексике, а сегодня активно развивается в 9 странах Латинской Америки и Африке.

Идея проекта Biobolsa возникла еще в 2007 году, когда молодой мескиканец Алекс Итон решил сделать бюджетный анаэробный биореактор природного газа для фермерских хозяйств. К 2010 году Алекс оформил все патенты и полноценно запустил первый пилотный проект.

Что собой преставляет биореактор Biobolsa?

В принципе ничего сложного, большие прочные мембранные мешки 15 метров в длину 2 метра в ширину и более 2 м в высоту. Их вместимость около 40000 литров жидкости, и возможность переработки до 1 тонны отходов в день. Есть более компактные решения 2х2 метра для небольшой семьи, они перерабатывают до 20 кг отходов.

При помощи такой биогазовой установки одна крестьянская семья с четырьмя свиньями может производить достаточное количество биогаза для готовки на кухне.

Фермеры часто видят увеличение урожайности на 20-40% в первый год, и с каждым годом она только растет. На ферме с 1000 свиней, семья оснащается системой, которая способна производить больше энергии, чем они могут потреблять и они даже продают электроэнергию обратно в мексиканскую электросеть.

Повсеместное внедрение таких биогазовых установок благотворно сказывается и на экологии. Согласно исследований Организации продовольства FAO, современный сельскохозяйственный бизнес генерирует больше выбросов парниковых газов, чем транспорт. Этот сектор также загрязняет водные источники отходами животного происхождения, антибиотиками, гормонами, химическими удобрениями и пестицидами которые используются для выращивания сельскохозяйственных культур.

Биогазовые установки превращают метан и диоксид углерода в энергии, уменьшая парниковых газов от сельскохозяйственной деятельности, а использование органических удобрений предотвращает загрязнение водосборных бассейнов. Фермеры которые перешли на биогаз в качестве источника питания для своих домов не зависят от ископаемого топлива, не рубят для топлива. Это замедляет обезлесение и улучшает качество воздуха.

Таким образом биогазовые установки это немного больше, чем просто мешки для сельских семей. Итон утверждает, что такой подход также пробуждает эмоциональную связь с миром вокруг, и фермеры начинают проникаться культурой повторного использования отходов.

При поддержке различных фондов и государственных учреждений, создателям Biobolsa удалось обеспечить частичное субсидирование для заинтересованных сторон. И это послужило толчком для внедрения установок в самых бедных и депрессивных регионах Латинской Америки. В этом году планируется запустить еще 2 пилотных проекта в Африке.

Biobolsa получил несколько международных наград, как социальное предпринимательство, среди прочих, сеть развития бизнеса Network из Голландии, вручила награду 10000 евро, что послужило мощным толчком в развитии проекта.

«По нашим оценкам, только в Мескике есть 4 миллиона домов, которые потенциально могли бы использовать биогазовые установки», рассказывает Алекс Итон.

По материалам:
5.3. Электроэнергия.
5.4. Биогумус.
6. Хранение продуктов, произведенных биогазовой установкой.
7. С чего начинать.
8. Делаем сами.
8.1. «Китайская» яма.
8.2. Гибкий ферментатор.
8.3. «Всепогодная» установка.
9. Промышленные конструкции.

Такое название для описываемой конструкции я выбрал, потому что очень часто в литературе по биогазу такую конструкцию упоминают, как использовавшуюся еще тысячу лет назад в Китае. Конечно, правильнее было бы назвать ее «подземной биогазовой установкой для теплого грунта».

Эта конструкция примечательна тем, что в ней нет никаких движущихся деталей, а сырье движется по ней самотеком. Конструкция состоит из входной трубы, герметичной ямы-реактора, выходной трубы для биогаза, выходной трубы для шлама и буферного накопителя шлама.

К верхнему отверстию входной трубы стекается по канавкам сырье. Обычно применяется жидкий навоз (смесь навоза с мочой), стекающий из расположенного рядом стойла для содержания домашних животных, а также из туалета. Естественно, что высота расположения таких сборников фекалий немного больше высоты расположения горловины приемной трубы, чтобы фекалии свободно стекали в приемную трубу. Входная труба косо опускается вниз под землю, и входит в стенку реактора ниже уровня субстрата в реакторе. Получается гидравлический затвор, который пропускает внутрь реактора свежий субстрат, но не выпускает биогаз. Конечно, часть биогаза, генерирующаяся в толще субстрата точно под входным отверстием в стенке реактора, поднимаясь вверх, попадает в это отверстие, движется дальше по входной трубе и улетучивается в воздух. Но этими потерями можно пренебречь. Выходная труба выходит из противоположной стенки реактора почти от самого его днища и косо поднимается вверх. Наверху она входит снизу в емкость в форме открытого сверху параллелепипеда. Верхние края этой емкости должны быть расположены ниже горловины входной трубы. Из этой емкости должен быть проложен «аварийный» сток в более низкорасположенную лагуну или яму. Реактор в нижней части имеет цилиндрическую форму, а верх реактора выполнен в форме купола-полусферы. Из вершины купола выходит трубка для отвода биогаза.

Стенки труб, реактора и буферного накопителя должны быть укреплены так, чтобы не разрушаться под давлением грунта или субстрата и должны не пропускать сквозь себя субстрат. Верхняя часть купола реактора должна быть выполнена так, чтобы сквозь нее не просачивался биогаз. Раньше это делалось из кирпичей, раствора и специальной штукатурки. Сейчас обычно применяют бетон и полимеры.

Размер (объем) реактора подбирают в соответствии с объемом ежесуточных фекальных стоков. Этот объем также зависит от температурного режима. Если температуры грунта вокруг реактора не опускается ниже 30° C, то внутри реактора будет происходить анаэробное брожение в мезофильном режиме. Длительность цикла такого брожения лежит в пределах двух-четырех недель. Соответственно, объем реактора должен быть больше 14 суточных доз стоков. Если температура в глубине земли составляет 20-25° С, то будет происходить психрофильное брожение. В этом случае объем реактора надо удвоить.

Процесс протекает следующим образом:

Фекальные стоки стекают по входной трубе в реактор. При этом аналогичное количество шлама поднимается со дна реактора и выталкивается в буферную емкость через выходную трубу. В процессе брожения выделяется биогаз и поднимается под свод купола реактора. Если через выходную биогазовую трубу к потребителю поступает меньше газа, чем его вырабатывается, то уровень субстрата в реакторе понижается, а во входной трубе и буферной емкости – повышается. Давление биогаза задается разностью уровней в буферной емкости и в реакторе. Купол реактора при этом условно можно назвать газгольдером. Рабочий объем этого газгольдера будет равен разнице объемов субстрата в реакторе в вернем и нижнем положении, в промежутке между которыми давление биогаза будет лежать в заданных пределах. Обычно для различных газовых горелок и котлов необходимо давление газа 0,013-0,030 атм, или 13-30 см водяного столба. В принципе можно допустить и давление до 0,050 атм, если его выдержит конструкция установки, потому что скорость истекания биогаза можно подрегулировать вентилем или редуктором.

Поскольку плотность субстрата близка к плотности воды, то можно считать, что разница уровней в реакторе и в буферном накопителе должна составлять 13-50 см.

Для того, чтобы давление биогаза внутри реактора не превысило верхнюю границу 0,05 атм, необходимо предусмотреть клапан, который стравит биогаз, если его давление превысит это значение. Как Вы понимаете, тысячу лет назад не было автоматических механических клапанов, калиброванных на заданное давление. Но задача, тем не менее, имеет простое решение. Верхний срез отверстия соединения входной трубы с реактором делается на высоте на 50 см ниже вершины стенок буферной емкости. Тогда, когда давление биогаза растет, уровень субстрата в реакторе понижается, поднимая уровень субстрата в буферной емкости. Излишек субстрата выливается из буферной емкости. Когда уровень субстрата внутри реактора опускается ниже верхнего среза отверстия входной трубы, излишек биогаза выходит наружу через входную трубу.

Для того чтобы избежать возможности попадания субстрата в биогазовую трубу, необходимо, чтобы уровень слива из буферной емкости находился ниже точки выхода биогазовой трубы из реактора, то есть, ниже вершины купола реактора. Поэтому, такие подземные реакторы удобно располагать на склоне, чтобы избежать лишних земляных работ.

При нормальной эксплуатации шлам из буферной емкости ежедневно вычерпываю в объемах, соответствующих объему принятых фекальных стоков. Шлам используют в качестве биоудобрения.

Конструкция эта достаточно простая, не требует дефицитных материалов. Но работать она будет только в теплом климате. Даже если сделать стенки такого реактора в виде термоса, чтобы теплоизолировать их от окружающего грунта, мы не сможем полностью исключить отток тепла в холодное время года. При падении температуры внутри реактора ниже 200C выделение биогаза практически прекратится.

Также у этой конструкции есть недостаток – на дне реактора постепенно скапливается песок, или прочие тяжелые осадки. Поэтому время от времени такой реактор надо вскрывать и чистить. Как Вы сами понимаете, во-первых, это усложняет конструкцию реактора, а во-вторых, сама процедура чистки – весьма грязная и трудоемкая.

Павел Северилов

Актуальность биогазовых установок для дома растет с каждым годом. Все возрастающие цены на электроэнергию и природный газ побуждают людей искать новые источники энергии. Биогаз является эффективной и недорогой заменой традиционных энергоносителей.

Из чего получают биогаз?

Биогаз вырабатывают из отходов органического происхождения, в большом количестве скапливающихся при ведении приусадебного хозяйства, разведении домашних птиц и животных. В качестве сырья применяют навоз крупного и мелкого скота, птичий помет, силос, отходы бойни, прогнившее зерно, жиры, пищевые отходы, выжимку, молочную сыворотку, свекольную ботву, солодовый остаток и пр. Большинство перечисленных видов сырья можно смешивать между собой.

Процесс производства биогаза в домашних условиях

В процессе получения биогаза используется брожение биомассы животного и растительного происхождения в анаэробных (без поступления воздуха) условиях. Органические отходы при таких условиях выделяют смесь газов, в составе которой метан занимает более 50%, углекислый газ — 35%, остальные 15% — азот, сероводород и др. Помимо получения бесплатного горючего процесс переработки отходов позволяет производить в виде побочного продукта высококачественные биоудобрения.

Видео: принцип работы биогазовой установки

За рубежом домашние биогазовые установки появились уже давно. В Китае их задействовано в сельских хозяйствах более 12 миллионов. Широко распространены биогазовые установки и в Европе. Доля применения биогаза в Швеции и Австрии составляет около 20%.
Обычно в таких установках применяется порционная загрузка. При этом реактор полностью заполняется сырьем, которое в процессе ферментации до конца вырабатывается.
Самодельные биогазовые установки имеют довольно низкий выход биогаза при ферментации сырья, поэтому окупаются обычно только в течение 3-5 лет. Профессиональные биогазовые мини-установки способны окупить затраты через год-полтора.
На эффективность применения биогазовых установок оказывают влияние климатические условия, достаточность количества сырья. Профессиональные установки разрабатываются с учетом этих факторов, поэтому они более экономичны и могут использоваться в разнообразных климатических условиях.

Описание распространенной домашней биогазовой установки

Наиболее популярны установки, состоящие из куполообразного реактора и выгрузочной области. Газ собирается в верхней куполообразной части реактора. После загрузки новой порции отходов получившийся в результате переработки сырья биогумус поступает через специальный канал в выгрузочную (компенсирующую) область. Давление на ферментируемую массу усиливается пропорционально объему полученного газа и постепенно все сильнее выталкивает переработанное сырье в компенсирующую область.
Для эффективного использования подобной установки необходим теплый климат, поэтому в России они не распространены широко. Для холодного климата применяются профессиональные биогазовые установки, построенные по специальной технологии.

Получение электричества и тепла

Для выработки электричества и тепловой энергии из биогаза применяются когенерационные электростанции. Основное преимущество таких электростанций — использование тепловой энергии, при обычных условиях уходящей в атмосферу с дымовыми газами. Позволяют значительно экономить топливо. Виды когенерационных электростанций: поршневые (более распространенные) и турбинные.

Преимущества биогазовых установок для дома

• значительное уменьшение затрат на приобретение традиционных энергоносителей;
• экономия на утилизации отходов;
• увеличение урожая благодаря применению полученных биоудобрений;
• экономия средств за счет использования биоудобрений вместо минеральных;
• возможность экономии на утилизации отходов;
• доход от продажи излишков биоудобрений;
• улучшение экологической и санитарной обстановки благодаря переработке отходов животноводческой промышленности.

Биогаз является возобновляемым и экологически чистым энергоресурсом, имеющим большие перспективы в условиях удорожания энергоносителей и ухудшения экологической обстановки.

Биогазовая установка для частного дома своими руками: рекомендации по устройству и пример обустройства самоделки

Рачительный хозяин мечтает о дешевых энергоресурсах, эффективной утилизации отходов и получении удобрений. Домашняя биогазовая установка своими руками – это недорогой способ воплощения мечты в реальность.

Самостоятельная сборка такого оборудования обойдется в разумные деньги, а вырабатываемый газ станет хорошим подспорьем в хозяйстве: его можно использовать для приготовления пищи, отопления дома и других нужд.

Специфика получения биогаза

Биогаз образуется в результате брожения биологического субстрата. Его разлагают гидролизные, кислото- и метанообразующие бактерии. Смесь вырабатываемых бактериями газов получается горючей, т.к. содержит большой процент метана.

По своим свойствам она практически не отличается от природного газа, который используется для промышленных и бытовых нужд.

При желании каждый владелец дома может приобрести биогазовую установку промышленного изготовления, но это дорого, а окупаются вложения в течение 7-10 лет. Поэтому имеет смысл приложить усилия и сделать биореактор своими руками

Биогаз – экологически чистое топливо, а технология его получения не оказывает особого влияния на окружающую среду. Более того, в качестве сырья для биогаза используют отходы жизнедеятельности, которые нуждаются в утилизации. Их помещают в биореактор, где происходит переработка:

• В течение некоторого времени биомасса подвергается воздействию бактерий. Срок брожения зависит от объема сырья.
• В результате деятельности анаэробных бактерий выделяется горючая смесь газов, в состав которой входят метан (60%), углекислый газ (35%) и некоторые другие газы (5%). Также при брожении в небольших количествах выделяется потенциально опасный сероводород. Он ядовит, поэтому крайне нежелательно, чтобы люди подвергались его воздействию.
• Смесь газов из биореактора очищается и поступает в газгольдер, где хранится до момента использования по назначению.
• Газ из газгольдера можно использовать точно так же, как природный. Он поступает к бытовым приборам – газовым печам, отопительным котлам и т.п.
• Разложившуюся биомассу необходимо регулярно удалять из ферментатора. Это дополнительные трудозатраты, однако усилия окупаются. После брожения сырье превращается в высококачественное удобрение, которое используют на полях и огородах.

Биогазовая установка выгодна для владельца частного дома только в том случае, если у него есть постоянный доступ к отходам животноводческих ферм. В среднем из 1 м.куб. субстрата можно получить 70-80 м.куб. биогаза, но выработка газа идет неравномерно и зависит от многих факторов, в т.ч. температуры биомассы. Это осложняет расчеты.

Биогазовые установки идеально подходят для фермерских хозяйств. Отходы жизнедеятельности животных способны дать достаточно газа для полноценного обогрева жилых помещений и хозяйственных построек (+)

Чтобы процесс получения газа был стабильным и непрерывным, лучше всего строить несколько биогазовых установок, а субстрат в ферментаторы закладывать с разницей во времени. Такие установки работают параллельно, а сырье в них загружают последовательно. Это гарантирует постоянную выработку газа, благодаря чему можно добиться его непрерывного поступления к бытовым приборам.

В идеале биореактор должен подогреваться. Каждые 10 градусов тепла увеличивают выработку газа вдвое. Хотя обустройство подогрева требует вложений, это окупается большей эффективностью конструкции (+)

Самодельное биогазовое оборудование, собранное из подручных материалов, обходится гораздо дешевле установок промышленного производства. Его эффективность ниже, но вполне соответствует вложенным средствам. Если есть доступ к навозу и желание приложить собственные усилия для сборки и обслуживания конструкции, это очень выгодно.

Преимущества и недостатки системы

Биогазовые установки имеют немало преимуществ, но и недостатков хватает, поэтому перед началом проектирования и строительства следует все взвесить:

• Утилизация отходов. Благодаря биогазовой установке можно получить максимум пользы от мусора, от которого все равно пришлось бы избавляться. Эта утилизация менее опасна для окружающей среды, чем закапывание отходов.
• Возобновляемость сырья. Биомасса – это не уголь и не природный газ, добыча которых истощает запасы ресурсов. При ведении сельского хозяйства сырье появляется постоянно.
• Относительная небольшое количество СО2. При получении газа окружающая среда не загрязняется, а вот при его использовании в атмосферу выделяется небольшое количество двуокиси углерода. Оно не опасно и не способно критично изменить экологию, т.к. его поглощают растения в процессе роста.
• Умеренное выделение серы. При сгорании биогаза в атмосферу попадает небольшое количество серы. Это негативное явление, однако его масштабы познаются в сравнении: при сжигании природного газа загрязнение окружающей среды окислами серы гораздо больше.
• Стабильная работа. Производство биогаза более стабильно, чем работа солнечных батарей или ветряков. Если энергией солнца и ветра нельзя управлять, то биогазовые установки зависят от деятельности человека.
• Можно использовать несколько установок. Газ – это всегда риски. Чтобы снизить потенциальный ущерб в случае аварии, можно рассредоточить по участку несколько биогазовых установок. Если правильно спроектировать и собрать систему из нескольких ферментаторов, она будет работать стабильнее, чем один крупный биореактор.
• Выгоды для сельского хозяйства. Для получения биомассы высаживают некоторые виды растений. Можно выбрать такие, которые улучшают состояние грунта. Например, сорго снижает эрозию почвы, улучшает ее качество.

У биогаза есть и недостатки. Хотя это относительно чистое топливо, оно все же загрязняет атмосферу. Также могут возникать проблемы с поставками растительной биомассы. Безответственные владельцы установок нередко заготавливают ее так, что истощают землю и нарушают экологический баланс.

Расчет рентабельности установки

В качестве сырья для производства биогаза обычно используют коровий навоз. Одна взрослая корова может дать его столько, чтобы обеспечить 1.5 м.куб. топлива; свинья – 0.2 м.куб.; курица или кроль (в зависимости от массы тела) – 0.01-0.02 м.куб. Чтобы понять, много это или мало, можно сравнить с более привычными видами ресурсов.

Галерея изображений

Фото из

Устройство биореактора из утепленной пластиковой емкости
Удобный транспорт для перевозки субстрата
Компактная установка промышленного производства
Биогазовая установка на молочной ферме

1 м.куб. биогаза обеспечивает такое же количество тепловой энергии, как:

• дрова – 3.5 кг;
• уголь – 1-2 кг;
• электричество – 9-10 кВт/ч.

Если знать примерный вес сельскохозяйственных отходов, которые будут доступны в течение ближайших лет, и количество необходимой энергии, можно просчитать рентабельность биогазовой установки.

Один из главных недостатков добычи биогаза – запах. Возможность использования небольших компостных куч – это большой плюс, но придется терпеть неудобства и тщательно контролировать процесс, чтобы не спровоцировать распространение болезнетворных микроорганизмов (+)

Для закладки в биореактор готовят субстрат, в который входят несколько компонентов в таких пропорциях:

• навоз (лучше всего коровий или свиной) – 1.5 т;
• органические отходы (это могут быть перегнившие листья или другие компоненты растительного происхождения) – 3.5 т;
• подогретая до 35 градусов вода (количество теплой воды рассчитывают так, чтобы ее масса составляла 65-75% от общего количества органики).

Расчет субстрата сделан для одной закладки на полгода, если исходить из умеренного потребления газа. Примерно через 10-15 дней процесс ферментации даст первые результаты: газ появится в небольших количествах и начнет заполнять хранилище. Через 30 дней можно ожидать полноценной выработки топлива.

Оборудование для производства биогаза пока еще не особенно распространено в нашей стране. Во многом это связано с плохой информированностью людей о преимуществах и особенностях работы биогазовых систем. В Китае и Индии многие небольшие фермерские хозяйства оборудованы кустарными установками для получения дополнительного чистого топлива

Если установка работает правильно, объем биогаза постепенно будет увеличиваться, пока субстрат не перегниет. Производительность конструкции напрямую зависит от скорости брожения биомассы, которая в свою очередь связана с температурой и влажностью субстрата.

Инструкция по самостоятельному строительству

Если нет опыта в сборке сложных систем, имеет смысл подобрать в сети или разработать самый простой чертеж биогазовой установки для частного дома.

Чем проще конструкция, тем она надежнее и долговечнее. Позже, когда появятся навыки строительства и обращения с системой, можно будет переделать оборудование или смонтировать дополнительную установку.

В дорогих конструкциях промышленного производства предусмотрены системы перемешивания биомассы, автоматического подогрева, очистки газа и т.д. Бытовое оборудование не так сложно. Лучше собрать простую установку, а потом добавить элементы, в которых возникнет необходимость (+)

При расчете объема ферментатора стоит ориентироваться на 5 м.куб. Такая установка позволяет получить количество газа, необходимое для обогрева частного дома площадью 50 м.кв., если в качестве источника тепла используют газовый котел или печь. Это усредненный показатель, т.к. калорийность биогаза обычно не выше 6000 ккал/м.куб.

Чтобы процесс ферментации протекал более-менее стабильно, нужно добиться правильного температурного режима. Для этого биореактор устанавливают в земляной яме или заранее продумывают надежную теплоизоляцию. Постоянный подогрев субстрата можно обеспечить, если под основание ферментатора подвести трубу водяного отопления

Строительство биогазовой установки можно разделить на несколько этапов.

Этап 1: подготовка ямы под биореактор

Практически вся биогазовая установка находится под землей, поэтому многое зависит от того, как была вырыта и отделана яма. Есть несколько вариантов укрепления стенок и герметизации ямы – пластик, бетон, полимерные кольца.

От подготовки стен и днища биореактора зависит интенсивность брожения субстрата и выход газа, поэтому яму тщательно укрепляют, утепляют и герметизируют. Это самый сложный и трудоемкий этап работ

Оптимальное решение – покупка готовых полимерных колец с глухим дном. Они обойдутся дороже подручных материалов, зато не потребуется дополнительная герметизация. Полимеры чувствительны к механическим нагрузкам, зато не боятся влаги и химически агрессивных веществ. Они не подлежат ремонту, но при необходимости их легко будет заменить.

Этап 2: обустройство газового дренажа

Покупка и монтаж специальных мешалок для биогазовых установок – дорогое удовольствие. Систему можно удешевить, обустроив газовый дренаж. Он представляет собой вертикально установленные полимерные канализационные трубы, в которых проделано множество отверстий.

Для газового дренажа можно выбрать металлические или полимерные трубы. Первые прочнее, а вторые устойчивее к химическим воздействиям. Лучше отдать предпочтение полимерам, т.к. металл быстро проржавеет и сгниет

При расчете длины труб дренажа следует ориентироваться на запланированную глубину заполнения биореактора. Верхние части труб должны быть выше этого уровня.

Этап 3: обустройство изоляционного слоя

В готовый биореактор можно сразу загрузить субстрат. Его накрывают пленкой, чтобы выделяющийся в процессе ферментации газ находился под небольшим давлением. Когда будет готов купол, это обеспечит нормальную подачу биометана по отводящей трубе.

Этап 4: монтаж купола и труб

Завершающий этап сборки простейшей биогазовой установки – это монтаж купольной верхней части. В самой высокой точке купола устанавливают газоотводящую трубу и протягивают ее к газгольдеру.

Свободное пространство биореактора в какой-то мере выполняет функции хранилища газа, однако этого недостаточно для безопасной работы установки. Газ должен потребляться постоянно, иначе возможен взрыв от избыточного давления под куполом

Емкость биореактора закрывают плотной крышкой. Чтобы предотвратить смешивание биометана с воздухом, обустраивают гидрозатвор. Также он служит для очистки газа. Нужно предусмотреть спусковой клапан, который сработает, если давление в ферментаторе будет слишком высоким.

Два способа подогрева биореактора

Микроорганизмы, перерабатывающие субстрат, есть в биомассе постоянно, однако для их интенсивного размножения нужна температура 38 градусов и выше. Для подогрева в холодный период можно использовать змеевик, подсоединенный к системе отопления дома, или электрические нагреватели. Первый способ экономически выгоднее, поэтому чаще используют именно его.

Проще всего обустроить подогрев снизу, проложив трубу от системы отопления, но эффективность работы такого теплообменника относительно низка. Лучше обустроить внешний обогрев, в идеале – паром, чтобы биомасса не перегревалась

Биогазовую установку необязательно заглублять в землю, есть и другие варианты обустройства. Пример работы системы, собранной из бочек, приведен в видеоролике ниже.

Выводы и полезное видео по теме

Хотя в сборке и обустройстве биогазового оборудования нет ничего сложного, нужно быть предельно внимательным к деталям. Ошибки недопустимы, т.к. могут привести к взрывам и разрушениям. Предлагаем видеоинструкции, которые помогут разобраться в устройстве установок, правильно их собрать и дополнить полезными приспособлениями для более удобного использования биогаза.

В видеоролике рассказано, как устроена и работает стандартная биогазовая установка:

Пример самодельной биогазовой установки. Видеоурок по обустройству системы своими руками:

Видеоинструкция по сборке биогазовой установки из бочки:

Описание процесса изготовления мешалок для субстрата:

Подробное описание работы самодельного газового хранилища:

Какой бы простой ни была биогазовая установка, выбранная для частного дома, не стоит на ней экономить. Если есть возможность, лучше купить разборный биореактор промышленного производства.

Если нет – изготовить из качественных и устойчивых материалов: полимеров, бетона или нержавеющей стали. Это позволит создать по-настоящему надежную и безопасную систему газоснабжения дома.

Как сделать биогаз за 5 простых шагов

Многие люди пытались сделать биогаз своими руками и впали в отчаяние после того, как не смогли произвести горючий газ. С моей первой записью в блоге я хотел бы начать с самого начала. В этой статье не рассматриваются выходы газа или то, для чего можно использовать биогаз, это основное введение в пять необходимых условий для создания легковоспламеняющегося биогаза и, надеюсь, побуждает тех, кто раньше не смог, попробовать еще раз.

Я могу гарантировать читателю, что биогаз у меня в жизни работает, и работает отлично.Древние ассирийцы использовали биогаз для обогрева ванн в 3000 году до нашей эры, знаменитые газовые лампы викторианской Англии заправлялись биогазом, Швеция использует биогаз во всех своих городских автобусах, а сегодня в Китае около 50 миллионов семей используют биогаз. Нет никаких технических причин, по которым каждый дом в мире уже не использует биогаз для приготовления пищи и немного электричества. Провал любого большого или малого биогазового проекта является результатом нарушения одного или нескольких из этих пяти легко запоминающихся шагов.

Микроскопические организмы, производящие биогаз, известные как архей , являются одними из самых старых форм жизни на Земле. Они появились на планете раньше, чем кислородная атмосфера планеты — а тем более дышащая кислородом и поглощающая CO ₂ растительная жизнь — на 3,5 миллиарда лет. Это миллиард с буквой «B». Археи — не бактерии, они генетически ближе к человеку и другим животным (эукариотам) и образуют собственное царство животных. Когда около 500 миллионов лет назад атмосфера Земли стала преимущественно кислородной, археи оказались изолированными в немногих оставшихся безвоздушных местах, таких как застойные болота, глубокие океаны, пещеры и горячие источники и, конечно же, в желудках позвоночных.Чтобы создать биогаз, мы должны воссоздать условия, в которых Archaea процветает в природе.

5 шагов к созданию домашнего биогаза

В следующей таблице описаны пять шагов к созданию легковоспламеняющегося биогаза, и я более подробно остановлюсь на каждом из них. Биогаз воспроизводится в специальном герметичном резервуаре, который называется анаэробным варочным котлом. Конструкция анаэробного варочного котла определяет первые три шага.

Шаг 1. Герметичная среда.Мешочек Ziploc можно использовать для анаэробного варочного котла. Сложность возникает из-за попытки добавить свежий материал, не допуская попадания кислорода в систему. Наиболее распространенным методом создания варочного котла с непрерывным потоком является форма «чайник» или «P-ловушка». Большинство биогазовых реакторов представляют собой вариации этой формы чайника.

Шаг 2. Археи любят воду. При загрузке варочного котла необходимо учитывать содержание воды в загружаемом в него материале. Кочан салата, например, кажется нам очень твердым, но на 98% состоит из воды.Сушеный рис состоит всего на 14% из воды. Независимо от размера варочного котла, «правило 40-50-10» — это простое практическое правило, которому нужно следовать, чтобы получить правильный объем: на сорок процентов материала, заполните остальную часть варочного котла водой, за исключением 10% свободного пространства.

Шаг 3. Хорошая аналогия, о которой можно подумать относительно температуры и анаэробного пищеварения, — это ваша температура, как педаль газа в вашей машине. Чем больше вы наступаете на нее, тем быстрее ваш варочный котел превращает отходы в газ.Однако, как и нажатие на педаль газа, есть и последствия. Чем теплее ваш варочный котел, тем более хрупкими становятся археи, разлагающие ваши отходы, и подвержены неожиданным сбоям.

Температуру можно контролировать несколькими способами. В Китае варочные котлы обычно закапывают под землей и строят намного больше, чем нужно. Таким образом, они могут быть перегружены в зимние месяцы для поддержания стабильной добычи газа. В других конструкциях используются теплицы или навесы над ними.Более продвинутые системы включают в себя какой-то теплообменник, который можно обогревать с помощью солнечных коллекторов. Независимо от вашей конструкции, избегайте использования биогаза или любого другого топлива для нагрева варочного котла. Убедитесь, что энергия, которую вы используете, — это лишняя энергия, которая тратится впустую.

Шаг 4. Нейтральный pH — важный параметр при анаэробном сбраживании, так же как и при аэробном компостировании. Если pH измеряется на входе, он будет немного ниже нейтрального — обычно около 5.5 — поскольку свежий материал превращается в кислоты. Уровень pH нейтрализуется, поскольку эти кислоты превращаются в газообразный метан. К тому времени, как жидкое биоудобрение выйдет из варочного котла, оно должно быть 7. Если pH биоудобрения ниже этого значения, это показатель того, что варочный котел был переполнен и может «закиснуть» или перестать работать. из-за низкого pH. Если pH на входе опускается ниже 5,5, необходимо добавить немного древесной золы или извести для буферизации варочного котла. Закисший варочный котел не имеет пузырьков и вместо газа втягивает в себя воздух.Верхняя часть будет плотно прижата к поверхности жидкости, и если используется воздушный шлюз пивоваренного завода, вода из воздушного шлюза будет всасываться в варочный котел. Повторный запуск закисшего варочного котла занимает много времени, и в большинстве случаев проще выгрузить его и начать заново.

Шаг 5. Производство биогаза лучше всего при таком же соотношении C: N 25: 1, что и при аэробном компостировании. Причина, по которой навоз крупного рогатого скота является самым распространенным сырьем для биогаза, заключается в том, что навоз крупного рогатого скота, естественно, имеет идеальное соотношение углерода и азота 25: 1.Навоз крупного рогатого скота — отличное сырье для экспериментов с биогазом. Остальные отходы необходимо объединять в компостную кучу.

После этих пяти шагов важно знать, что в течение первых 48 часов для небольшого варочного котла или до пары недель для более крупной системы варочный котел будет производить только диоксид углерода (CO ₂ ). Углекислый газ, конечно, используется в огнетушителях. Когда вы поднесете к газу спичку для проверки на воспламеняемость, она будет задуть со слышимым «шипением» и струйкой черного дыма.Когда начнет поступать биогаз, шипение и черный дым исчезнут, и вы почувствуете отчетливый запах «тухлых яиц» сероводорода (H ₂ S). Этот запах является сигналом к ​​улавливанию вашего газа, так как он либо воспламеняется, либо скоро станет горючим. Эта «фаза CO ₂ » заставила многих людей отказаться от проектов DIY, которые могли бы оказаться легковоспламеняющимися, если бы они подождали еще немного времени.

Ресурсы

Для получения дополнительной информации, потрясающий вводный текст по теме биогаза — это A Chinese Biogas Manual , доступный на Amazon и других розничных продавцах.Это руководство представляет собой английскую версию того же буклета, который раздавали китайским сельским жителям, которые строили у себя дома и в деревне биогазовые установки. Наша компания Hestia Home Biogas предлагает научный комплект по биогазу, который включает в себя все необходимое для производства небольшого, но полезного количества горючего биогаза для демонстраций в классе. Подобно тому, как домашний пивовар варит пиво или вино, чтобы добиться нужного вкуса, лучший способ научиться делать биогаз — это практика. Когда вы впервые зажжете голубое пламя биогаза, награда перевесит трудности.С помощью этой волшебной формулы вы можете создавать чистые возобновляемые источники энергии, где бы вы ни находились.

---

Все блоггеры сообщества MOTHER EARTH NEWS согласились следовать нашим Правилам ведения блогов и несут ответственность за точность своих сообщений. Чтобы узнать больше об авторе этого сообщения, нажмите на его авторскую ссылку вверху страницы.

---

Первоначально опубликовано: 14.10.2014 10:49:00

Как построить биогазовую установку

Любой, кто производит значительное количество биоотходов, и особенно те из нас, кто имеет сельские фермы, часто мечтает об одной-единственной мечте — иметь собственную биогазовую установку DIY .

Причина, по которой не так много удалось построить его, состоит в том, что его слишком легко переоценить и, следовательно, не сделать работоспособным.

Вот почему мы сочли важным дать это простое пошаговое руководство и помочь многим реализовать их главную мечту. Инструкции любезно предоставлены Непальской программой поддержки биогаза. При правильном соблюдении в результате получится биогазовая установка GGC модели конструкции 2047, которая легко может появиться у вас на заднем дворе.Итак, приступим.

1. Определение размеров завода

Как и в любом домашнем проекте, прежде чем приобретать материалы и начинать строительство, нужно убедиться, что они точно знают, насколько большой должна быть биогазовая установка в соответствии с количеством навоза, которое может быть помещено в нее ежедневно. Конечно, это зависит от количества голов крупного рогатого скота, которое у вас есть, но можно с уверенностью сказать, что если у вас более двух животных, то у вас будет достаточное количество для ввода.

Чтобы помочь вам принять это решение, вам нужно разделить количество навоза, которое вы можете кормить растению каждый день, на шесть.Результатом будет мощность вашего завода в кубических метрах. Чтобы иметь нормально функционирующий завод по производству моделей GGC, рекомендуется попытаться произвести что-то объемом от 4 до 20 кубических метров. Легко предположить, что 2–3 животных могут работать на заводе объемом 4 кубических метра, в то время как для завода объемом 20 кубометров требуется более 14 животных. Однако, чтобы избежать ошибок в расчетах, неплохо было бы собрать немного навоза на неделю и посмотреть, какое количество на самом деле производит ваш скот.

Точные размеры вашей биогазовой установки DIY и каждого из ее компонентов приведены в таблице слева.Каждый компонент представлен заглавной буквой, которая затем показана на рисунке ниже (точнее, шаг 3), на котором показан план общей биогазовой установки.

Теперь, когда вы все просчитали и оценили, пора пересмотреть то, что необходимо.

2. Материалы

Опять же, как и все, огромная рекомендация — покупать материалы самого высокого качества, которые вы можете найти (и, конечно, позволить себе). Чем лучше материалы, тем выше качество вашей биогазовой установки и, следовательно, выше ее эффективность.

Вам понадобится свежий цемент, чистый песок, чистый гравий среднего размера (не более 2 см в диаметре), чистая вода, кирпичи и камни. Вам также понадобятся газовые трубы (чем короче, тем лучше для снижения затрат и утечки газа), лопата и необходимые шпатели для перемешивания и распределения цемента, колышек, шнур (длина должна быть радиусом метантенка) и эмульсионное лакокрасочное покрытие. Точные размеры и полный список всех материалов показаны на изображении слева.

Проверьте качество и чистоту ваших материалов, и если есть загрязнения или дефекты, удалите их. Убедитесь, что ваш цемент хранился должным образом, грязь с песка и камней была тщательно смыта, а кирпичи были замочены на несколько минут перед использованием, чтобы они не впитывали влагу позже.

3. Выбор участка

Хорошо, да, мы сказали «задний двор», но это еще не все. Следует иметь в виду несколько соображений, если мы хотим, чтобы проект был эффективным, безопасным и, разумеется, экологически чистым.

Во-первых, выберите солнечное место, чтобы обеспечить легкое поддержание нужной температуры. Постарайтесь разместить его как можно ближе к источнику навоза и убедитесь, что он также находится в непосредственной близости от источника воды, чтобы избежать отходов или ненужной длительной транспортировки воды и исходных материалов. В идеале установка также должна быть расположена рядом с местом использования, чтобы к ней было легко добраться и работать с ней.

Кроме того, убедитесь, что он расположен на расстоянии не менее 10 метров от колодцев или источников питьевой воды, в качестве меры предосторожности против возможного загрязнения воды.Чтобы избежать повреждений, постарайтесь построить растение на расстоянии не менее 2 метров от ближайшего дома или здания.

4. Копаем

Здесь начинается самое интересное, и мы, наконец, можем начать пачкать руки. Прикрепите колышек к центру места, где будет находиться варочный котел. Прикрепите к нему шнур и аккуратно натяните, очерчивая размеры ямы. Начните копать и постарайтесь, чтобы стены были как можно более прямыми, и поместите удаленную почву на расстоянии не менее 30 см от планировки.

5. Постройте круглую стену и пол

Поместите газовую трубу 0,5 ″ вертикально в центр только что выкопанной ямы и закрепите ее горизонтальной трубой или шестом. Прикрепите проволоку к вертикальной трубе, чтобы измерить точные размеры варочного котла. Затем вы можете приступить к укладке кирпичей, убедившись, что кирпичи в первом ряду расположены по бокам, а все остальные — по своей длине. Когда круглая стена будет завершена, оштукатурите ее слоем цементного раствора (1: 3 цемента к песку).Пол может быть кирпичный, либо каменный, также сверху оштукатуренный цементным раствором. Последний шаг здесь — заполнить зазор между задней стороной стены и землей, чтобы предотвратить трещины из-за давления земли.

6. Постройте купол

Сначала сделайте форму для купола, засыпав яму землей. Проверьте размеры, отметив вертикальную центральную трубу, и засыпьте землей до этой отметки. Как только это будет сделано, снимите длинную трубу и замените ее на более короткую 0,5 ″. Используйте шаблон, чтобы построить купол, убедившись, что он размещен правильно и везде равномерно касается круглой стены.Кроме того, следите за тем, чтобы земля внутри формы была хорошо утрамбованной и влажной. Затем соберите все необходимые материалы и начните заливку свежим бетоном. Делайте это быстро и эффективно, тратя как можно меньше времени.

Внимательно следите за толщиной купола и оставьте небольшую трубку наверху, пока не установите основную газовую трубу. В процессе заливки защищайте бетон от сильного солнечного света с помощью пакетов или соломенных циновок и держите их там не менее недели.По прошествии этого времени удалите плесень из люка и удалите всю землю изнутри. Вымойте поверхность и нанесите штукатурный слой на чистую поверхность с перерывом в день.

7. Отводной бак

Самая важная часть здесь — это размеры. Внимательно проверьте таблицу и план выше и убедитесь, что у вас все точно измерено, потому что на этом этапе определяется емкость газгольдера.
Выкопайте грунт за люком и убедитесь, что земля за ним и под полом слива очень хорошо уплотнена, чтобы предотвратить образование трещин.Выровняйте пол и стены водостока, а стены отделайте гладким слоем цементной штукатурки. Поддержите стену снаружи достаточным количеством грунта.

Резервуар для биогаза должен быть построен немного выше окружающего пространства. Это также время, когда следует завершить заливку купола и бетонные плиты. Убедитесь, что все плиты имеют правильный размер и толщину, поверхность ровная и чистая, а бетон должным образом уплотнен. Все это может иметь решающее значение и предотвратить нежелательные аварии и обвалы.

8. Приемная яма

Это та часть, где вода смешивается с навозом, и вам решать, хотите ли вы включить смесительное устройство. Хотя его рекомендуется включать, это определенно не обязательно.

Несколько моментов, которые следует учитывать. Верх конструкции не должен превышать метра от земли по высоте, а внутренняя и внешняя часть ямы должна быть тщательно покрыта штукатуркой. Дно резервуара не должно быть ниже уровня перелива на выходе более чем на 5 см.Приемная яма должна быть круглой, независимо от того, есть ли смесительное устройство или нет. Здесь вы также можете прикрепить к растению унитаз, чтобы немного увеличить выработку биогаза.

9. Схема трубопроводов

Здесь очень важно использовать трубы из легкого оцинкованного железа только самого высокого качества, чтобы свести к минимуму любой возможный ущерб, который может быть причинен людьми или животными. По возможности закопайте трубу как минимум на фут ниже уровня земли для дополнительной безопасности.Закройте все фитинги цинковой замазкой или тафлоновой лентой, но по возможности избегайте соединения целиком.

В процессе производства биогаза на стенках трубопровода образуется конденсат, о чем следует должным образом позаботиться, чтобы предотвратить засорение. Поэтому убедитесь, что вы разместили соответствующий слив для трубопровода вертикально ниже самой низкой точки.

Убедитесь, что вы проверили все стыки, соединения и краны, как только ваш завод начнет производство. Лучше всего это делать с помощью мыльного раствора.

10. Компостные ямы

Это последняя составляющая завода. Вам понадобится как минимум две компостные ямы, выкопанные возле сливного отверстия, чтобы весь навоз стекал прямо в них. Объем компостных ям должен быть равен или больше объема вашего растения.

Для обеспечения безопасности и надлежащей изоляции положите слой уплотненной земли толщиной не менее 40 см поверх купола.

Если вы выполнили все шаги правильно, вы сможете наслаждаться полностью функционирующей высококачественной биогазовой установкой в ​​течение многих лет.

Изображения (c) Сундар Байгаин

(Посещали 20705 раз, сегодня 1 посещали)

Backyard Biogas 101: мы отвечаем на 9 важных вопросов

Биогазовые автоклавы — простая технология, превращающая отходы в топливо, — существуют уже много столетий. Но только недавно бесстрашные городские поселенцы начали добавлять это изящное оборудование вместе со своими курятниками, огородами и дождевыми бочками.

Один из способов принести биогаз в дом — это купить готовую систему.HomeBiogas предлагает модель в масштабе заднего двора, которая продается по цене менее 1000 долларов. Израильская компания утверждает, что продала свои устройства, напоминающие небольшую палатку и способные производить час топлива для приготовления пищи на литр пищевых отходов, примерно 1000 семьям в 76 странах.

Также можно построить биогазовый реактор в стиле «сделай сам», но имейте в виду, что это значительно сложнее, чем создание компостной кучи или установка дождевой бочки.

Даже если вы купите сборный комплект, успешное преобразование отходов в пригодное для использования топливо требует самоотверженности — а иногда и множества проб и ошибок.Вот почему мы создали это небольшое руководство, чтобы познакомить вас с основами. Думайте об этом как о биогазе 101. Давайте начнем урок:

.

В чем разница между биотопливом и биогазом?

Органические отходы, будь то навоз, гуманоиды, обрезки травы или пищевые отходы, можно преобразовать в жидкое топливо (этанол) или газовое топливо (метан). Первое, часто называемое биотопливом, в больших масштабах производится на Среднем Западе, смешивается с бензином на нефтяной основе и продается на бензоколонках по всей стране.Последний продукт, часто называемый биогазом, иногда собирают со свалок, очистных сооружений и навозных лагун на промышленных фермах, которые обычно преобразуют топливо в электричество для обеспечения своей работы.

Как я могу использовать биогаз?

В домашних условиях биогаз обычно не преобразуется в электричество, а используется непосредственно в качестве топлива для приготовления пищи. Биогаз почти идентичен природному газу на основе ископаемого топлива и может использоваться в домашних условиях, таких как печи, водонагреватели, плиты и духовки.Однако некоторые устройства могут потребоваться незначительные модификации (например, для преобразования стандартной печи требуется просто снять сопло для снижения давления внутри каждой горелки). Биогазовые варочные котлы также производят жидкие и твердые побочные продукты, которые можно использовать в качестве удобрений.

Как работает биогазовый реактор?

Большинство людей знакомо с аэробным разложением — это то, что происходит в любой успешной компостной куче. Напротив, анаэробное разложение происходит в илистой почве болота или в переувлажненной компостной куче.Микробы, которые размножаются естественным образом в таких условиях, при выполнении своей работы издают ужасный газообразный запах. Эти газы являются горючими, если улавливаются в герметичном резервуаре или другом контейнере, и, улавливая газ, вы также улавливаете запах.

Интернет наводнен конструкциями варочных котлов, сделанных своими руками, но все они используют несколько основных функций. Основным компонентом является герметичный резервуар, в котором происходит процесс пищеварения (то есть разложение) и собирается газ. Это может быть барабан на 55 галлонов, пластиковый резервуар для воды или резиновый «баллон» (представьте себе гигантский мешок Ziploc из толстой резины).Сырье (например, навоз, кухонные отходы и т. Д.) Откладывается через желоб на одной стороне резервуара; Некоторые системы также включают измельчитель, который измельчает материал до однородного осадка, что увеличивает эффективность устройства.

На противоположной стороне резервуара перепускной клапан позволяет отводить сточные воды для орошения, а клапан наверху направляет метан в бытовые приборы через обычную газовую трубу, которая есть на любом домашнем складе. На газовой линии должен быть установлен специальный фильтр для удаления сероводорода, природного, но чрезвычайно вонючего компонента биогаза.

Упрощенная иллюстрация того, как работает биогазовый реактор. Фото Павла С / shutterstock.com

Можно ли использовать биогазовый реактор в любом климате?

Да, теоретически.

Биогазовые реакторы наиболее распространены в тропических странах, потому что микробам, которые творит чудеса, для размножения требуется теплая погода — для оптимальной работы требуются температуры от 70 до 80 градусов днем ​​и ночью. В более холодном климате их часто помещают в теплицу или под землю для утепления.В противном случае необходимо обеспечить искусственное отопление в той или иной форме, чтобы обеспечить надежный источник топлива в зимние месяцы, что, конечно же, не дает цели. Работа только летом возможна.

Какое обслуживание требуется для биогазового реактора?

Ежедневная работа биогазового варочного котла состоит в основном из добавления сырья и сбора богатой питательными веществами воды, которая переливается из резервуара (живая ткань — это в первую очередь вода, которая выделяется в процессе разложения).Густой ил, который скапливается на дне резервуара, необходимо время от времени удалять (это отличное удобрение).

Также важно регулярно контролировать уровень pH в резервуаре. В зависимости от используемого сырья и других факторов окружающей среды суспензия внутри резервуара может легко опрокинуться в сторону кислотного конца шкалы pH, что приведет к отмиранию микробов и прекращению производства биогаза. Подкисление легко исправить добавлением щелочного вещества, такого как известь или пищевая сода.

Это безопасно?

Хотя биогаз, конечно, легко воспламеняется, небольшие варочные котлы не создают давление в топливе до такой степени, как, скажем, в баллоне с пропаном. Это снижает риск взрыва почти до нуля. Если газ выходит из баллона, он просто рассеивается в воздухе. При использовании варочного котла внутри теплицы требуется вентиляция, поскольку вдыхание газа в замкнутом пространстве опасно для здоровья.

Это законно?

Американские строительные нормы и правила, насколько нам известно, не касаются непосредственно домашних биогазовых реакторов.Большинство людей, использующих их, вряд ли будут обращаться за разрешением к местным властям, и не совсем ясно, что они должны это делать. По сути, биогазовые котлы — это просто влажная замкнутая компостная куча, и это, безусловно, законно. С другой стороны, их можно рассматривать как устройство для удержания горючих газов, что беспокоит инспекторов строительства. Действуйте на свой страх и риск.

Что лучше: сделай сам или комплект?

Здесь находится компромисс между ценой и готовностью возиться.Микробы, производящие биогаз, привередливы и могут не выполнять свою работу, если условия не совсем подходящие, поэтому, возможно, стоит заплатить за продукт, который был доработан профессиональными дизайнерами, которые разработали все нюансы. С другой стороны, самодельный варочный котел можно построить всего за 50 долларов по частям.

Как я могу узнать больше / связаться с другими?

Существует множество книг по этой теме и бесчисленное количество веб-сайтов. Один из лучших онлайн-ресурсов — это руководство по биогазу, опубликованное Национальной информационной службой по устойчивому сельскому хозяйству.Онлайн-чат в Перми включает множество тем, связанных с биогазом, где энтузиасты обмениваются идеями и вдохновением.

Сделайте свой собственный биогазовый реактор

Когда мы опубликовали информацию о строительстве нескольких заводов по производству «зеленого газа» в Великобритании, было легко увлечься красивыми макетами высокотехнологичных биогазовых установок.

Помещение биогазового реактора

В конечном итоге, однако, технология, лежащая в основе анаэробных биогазовых реакторов, чертовски проста.

По крайней мере, это то, во что нас хотят убедить разработчики этого увлекательного учебника Solar CITIES по созданию собственного биогазового реактора. Указывая на то, что это в основном искусственный желудок, в руководстве предлагается представить биогазовый реактор как младенца или, возможно, огнедышащего дракона:

Пища входит, а твердые и жидкие отходы выходят. Как и горючий газ. (Я не уверен, что захочу зажечь пердуны своего ребенка, но я понимаю их аналогию.)

Создайте собственный биогазовый реактор

Как и руководство The Urban Farming Guys по биогазу своими руками, специалисты Solar CITIES используют промежуточные контейнеры для массовых грузов (IBC), которые часто можно найти на многих предприятиях пищевой промышленности и других промышленных предприятиях.По сути, им просто нужно измерить и отрезать три разные трубы — одну для подачи, одну для выхода газа и одну для вытесненных жидких удобрений — вставить их в резервуар в соответствующих местах через универсальное уплотнение, а затем установить их и начать катиться.

Да, это сокращенная версия того, как это делается. Но все видео занимает восемь минут, так что вы сами можете убедиться, насколько просто это выглядит. Между прочим, Solar CITIES (или, возможно, Solar C3ities — оба варианта написания используются на их веб-сайтах) — это международная некоммерческая организация, занимающаяся созданием «виртуального пространства для взлома с открытым исходным кодом для изобретателей и практиков в области биогаза».»Что кажется стоящей целью. Теперь мне просто нужно убедить жену заполнить подвал большой бак для отстоя и газа …

Как всегда, большое спасибо журналу Permaculture Magazine, где я нашел этот драгоценный камень.

Как сделать домашний биогазовый котел (возможно) — зернистость

1/3

Экологи обращаются к биогазу как к средству, чтобы помочь фермерам остановить сток рек и производить электроэнергию и удобрения экологически чистыми способами.

iStockphoto.com/Bob Ingelhart

2/3

Планы установки для биогазового реактора: кислотная фаза рассчитана на три дня, а метановая фаза — на девять дней — около 7,5 галлонов в день. (Стрелки показывают путь отходов.)

Нейт Скоу

3/3

Блоки перегородки и крышки крепятся отдельно. Крышка настроена на снятие для будущих регулировок.

Нейт Скоу

❮ ❯

Получение метана из отходов и компоста не новость.Рабочие в удаленных местах и ​​на фермах по всему миру уже много лет используют биогаз с разной степенью успеха. Добываемого природного газа может хватить на топливо для приготовления пищи, тепло, горячую воду и даже газ для специально модифицированных транспортных средств. Если вы сами можете сделать домашний биогазовый реактор, вы, возможно, будете держать мир за хвост.

Экологи обращаются к биогазу как к средству помощи фермерам в остановке стока рек и в экологически чистом производстве электроэнергии и удобрений.Но хотя ролики на YouTube изобилуют видеороликами об успехах в биогазе, лишь немногие из них происходят из Соединенных Штатов.

Производство биогаза — сложный бизнес, зависящий от поддержания жизнеспособности темпераментных микроорганизмов и идеального баланса для поддержания потока газа. Кроме того, нормы США по хранению и очистке газа строже для таких мер. Для многих американцев этот процесс просто недостаточно рентабелен, чтобы окупить его.

Но для любителей в душе биогаз может стать хорошей проблемой, — говорит Боб Кросби, консультант по исследованиям и управлению энергопотреблением из Уиллоу, Аляска.

«Это практичная вещь для людей, у которых может быть пара животных или которые хотят сделать это из любви к ним», — говорит он. «Чтобы создать работающую систему, действительно требуется определенная самоотдача».

В домашнем биогазовом реакторе анаэробные бактерии (бактерии, которые процветают в бескислородной среде) разлагают органические вещества на метан, углекислый газ и ил. На первом этапе ацидогены (бактерии-продуценты кислоты) расщепляют сырые отходы на простые жирные кислоты. На втором этапе метаногены (метанопродуцирующие бактерии) потребляют кислоты и производят биогаз в качестве побочного продукта.Ацидогены — более выносливые существа, чем метаногены, поэтому производство биогаза никогда не бывает гарантированным. Уловка заключается в том, что два организма должны находиться в равновесии, иначе баланс pH системы убьет животных.

Кросби — один из немногих энтузиастов биогаза, которые тратят свое время на совершенствование конструкции варочного котла и обсуждение усовершенствований в Интернете. Он считает, что потенциальные конструкторы домашних биогазовых реакторов должны построить модель крошечного галлонового кувшина, прежде чем начинать изо всех сил с малым или большим варочным котлом.

«Это может быть сложнее, чем вы думаете», — говорит он.

Большинство ветеранов биогазовых реакторов, в том числе Кросби, скажут, что никакая конструкция биогазовых реакторов не дает никаких гарантий. Температурные переменные и здоровье микроорганизмов — два врага для операторов варочного котла.

«Это очень хрупкие, привередливые маленькие жуки», — говорит Кросби.

Но для тех, кто не может устоять перед вызовом, Кросби делится с Grit основами проекта небольшого домашнего биогазового реактора, предназначенного для промывки семьи из шести человек.Информацию об этих планах и живое обсуждение строительства биогаза ищите на сайте www.Biorealis.com.

Домашний биогазовый реактор можно использовать для переработки кухонных отходов, навоза или человеческих отходов (если это разрешено местными санитарными правилами). Они могут быть спроектированы либо как ведро с ручной загрузкой во дворе, либо как часть интегрированной системы удаления отходов, подключенной к ферме или домашней канализационной системе.

Уловка с запуском любого варочного котла заключается в том, что системе необходимо уделять особое внимание вначале и постоянно уделять внимание на протяжении всего процесса.Материал следует измельчить до состояния суспензии и подать в варочный котел при температуре, близкой к 95 градусам по Фаренгейту, насколько это возможно.

Произведенный газ можно использовать как непосредственно для приготовления топлива, так и для нагрева воды. Газ можно хранить несколькими способами, включая газовые баллоны низкого давления (например, шину грузовика или камеру) и жесткие резервуары. Однако помните, что вы имеете дело с легковоспламеняющимся продуктом. Самая безопасная ставка — как можно скорее сжечь газ, а не хранить его долгое время.

Кросби построил несколько биогазовых реакторов, хотя он работает над новым прототипом для будущей книги.В своей новой модели он надеется поддерживать более постоянную температуру и ускорить время, в течение которого микроорганизмы начинают производить биогаз, что может занять больше месяца.

Кросби предлагает эти инструкции в рамках концепции открытого авторского права, что означает, что другие могут свободно использовать и изменять его дизайн, но он предлагает дизайн без каких-либо гарантий.

Репортер и редактор Крейг Айдлбрук уделяет внимание вопросам устойчивости и воспитания детей. Он живет в Сомервилле, штат Массачусетс, и с ним можно связаться по электронной почте craigidlebrook2 @ yahoo.com.

---

Перечень материалов для домашнего биогазового котла

Резервуар из полиуретана высокой плотности (HDPE) (для этих планов резервуар на 90 галлонов с открытым верхом, 24 дюйма на 48 дюймов)
Трубка HDPE диаметром 76 дюймов ¾ дюйма
1 24 дюйма на 24-дюймовый лист ¼-дюймовый HDPE
-дюймовый гибкий шланг
2-дюймовая труба из ПВХ
3 2-дюймовые переборочные фитинги
1 ¾-дюймовый переходной фитинг с наружной трубной резьбой и зазубриной для шланга
Саморез из нержавеющей стали 20 ¾ дюйма стальные винты
Силиконовая заглушка
1 Лист размером 24 дюйма на 24 дюйма из полиэтилена высокой плотности размером 3–8 дюймов (или больше, чтобы соответствовать фланцу на вашем резервуаре)
1 4-дюймовая заглушка из АБС-пластика
1 4 на 4- санитарный тройник из АБС на 2 дюйма
1 4-дюймовая муфта из ПВХ
4 фута 4-дюймовая сотовая сердцевина из АБС трубы, обрезанная по размеру
Тепловая лента
Алюминиевая лента
Reflectix 1-дюймовая жесткая светоотражающая изоляция
Резина для прокладки
20 нейлоновые винты с шестигранной головкой и гайки
Специальный инструмент Crosby Используется: аппарат для сварки пластмасс, небольшой воздушный компрессор, сварочный стержень из полиэтилена высокой плотности.

Шаг 1 : Перед покупкой резервуара из полиуретана высокой плотности (HDPE) рассчитайте, насколько большим должен быть ваш резервуар, с помощью калькулятора резервуаров Crosby (доступно на www.Biorealis.com/wwwroot/digester_revised.html). Для этих инструкций Кросби использовал 90-галлонный бак из полиэтилена высокой плотности с открытым верхом, который имел 24 дюйма в диаметре и 48 дюймов в высоту.

Шаг 2 : Внутрь резервуара вставьте ¾-дюймовую трубку из полиэтилена высокой плотности, согнутую в обруч. Приварите трубку к резервуару на расстоянии 12 дюймов от дна, чтобы она действовала как блокировка для перегородки, разделяющей две области резервуара.

Шаг 3 : Соберите перегородку. Вырежьте диск из ¼-дюймового полиэтилена высокой плотности, чтобы он поместился внутри резервуара. После того, как диск отрезан, прорежьте три отверстия для различных трубок. Вам потребуются отверстия для установки-дюймового пластикового вентиляционного отверстия гибкого шланга, 2-дюймовой перекачивающей трубы из ПВХ в центре и 2-дюймовой впускной трубы для сточных вод.

Шаг 4 : Прикрепите фитинги перегородки к перегородке, перегородки ¾ дюйма для гибкой трубы и 2-дюймовые перегородки для труб из ПВХ. Затем прикрепите шланги к головкам баллонов.Приклейте соответствующие шланги к соответствующим переборкам. Установите только трубу из ПВХ; не клеить. Дайте высохнуть.

Шаг 5 : Когда перегородка готова к установке, прикрепите ее к блокирующей трубе самонарезающими винтами из нержавеющей стали. Закройте винты силиконовым герметиком.

Шаг 6 : Вырежьте крышку резервуара варочного котла из 3-8-дюймового листа HDPE, чтобы она подошла к внутреннему фланцу открытого верха резервуара HDPE. (Фактический диаметр вашей крышки будет зависеть от того, какую конструкцию резервуара вы используете.Вырежьте отверстия в крышке резервуара, чтобы они подходили к теплообменнику, который должен быть скоро смонтирован, трубе отвода биогаза, трубе рециркуляции биогаза и вентиляционному отверстию.

Шаг 7 : Приклейте соответствующие фитинги к нижней стороне крышки резервуара. Перед сборкой теплообменника заделайте нижнюю часть отверстия вокруг теплообменника.

Шаг 8 : Сделайте простой теплообменник из 4-дюймовой трубы из АБС-пластика с 2-дюймовой трубкой из ПВХ, установленной внутри. В верхней части теплообменника должна быть 2-дюймовая перегородка из ПВХ, вставленная в просверленное отверстие в центре 4-дюймовой крышки из АБС-пластика.Присоедините теплообменник к соответствующему отверстию. Присоединить к муфте из ПВХ. Затем подсоедините муфту к трубе из АБС-пластика с ячеистым сердечником.

Шаг 9 : Оберните варочный котел тепловой лентой. Прикрепите тепловую ленту алюминиевой лентой.

Шаг 10 : Оберните варочный котел двумя слоями жесткой отражающей изоляции Reflectix 1 дюйм, согнутыми вокруг резервуара и обвязанными ремнями.

Шаг 11 : Установите крышку так, чтобы она была плотно закрыта и легко снималась. Крышка должна быть закрыта прокладками и прикручена к фланцу бака.Накройте 2 дюйма изоляцией из жесткого пенопласта, плотно обрезанной вокруг труб для плотного прилегания.

После того, как у вас будет построен основной биогазовый реактор, вам нужно будет подумать о том, как его можно подключить к системе. Для многих вход будет размещен вручную, а выхода может хватить, чтобы зажечь газовую плиту-барбекю. Другие могут направить отходы прямо на свою кухню или добавить их в свою систему горячего водоснабжения. Хотя это может создать целый ряд новых конструктивных проблем, наличие бесплатного газа — это забавная проблема.

Опубликовано 7 октября 2011 г.

СТАТЬИ ПО ТЕМЕ

Узнайте, как затачивать ножи с зазубринами и без зубцов, какими инструментами их затачивать, а также о технике, используемой для получения самых тонких кромок.

ОСНОВНАЯ ИСТОРИЯ Оставшиеся рецепты Станьте лучшим другом повара Оставшийся ростбиф — это быстрое и простое решение: сытный и полезный рецепт обертывания из ростбифа с грибами, когда у вас мало времени или вы просто не хотите готовить.

Из этой статьи о домашнем вялении мяса вы узнаете, как приготовить летнюю колбасу, палочки для закусок, домашнюю салями и даже высокотемпературный сыр.

— это ответ на экономику замкнутого цикла?

Получение энергии из биогаза кажется идеальным решением двух проблем, с которыми сталкивается современный мир: увеличение количества отходов и необходимость быстрой декарбонизации перед лицом все более неустойчивой глобальной температуры.Но каковы преимущества этого метода производства энергии? Power Technology рассматривает плюсы и минусы биогаза.

Почему выбирают биогаз?

Биогазовые установки основаны на анаэробном сбраживании — процессе ферментации, при котором микробы переваривают отходы с образованием метана (биогаза). Отходы могут быть преобразованы в биоудобрения и распространены непосредственно на поля, или сам биогаз может использоваться взаимозаменяемо с природным газом в качестве топлива.

Биогаз может быть особенно полезен в сельских или более бедных районах из-за низкой стоимости установки и доступности отходов.В процессе можно использовать практически любые органические отходы, хотя такие факторы, как pH и температура, влияют на производство газа.

Он был назван альтернативой возобновляемой энергии с большим потенциалом из-за того, что это процесс с нулевым уровнем выбросов.Улавливая выбросы метана, биогазовые установки снижают парниковый эффект и ограничивают количество вредных газов, распространяющихся в атмосфере.

«Объединяя и замыкая цикл ранее линейных процессов отправки органических отходов на свалки, анаэробное сбраживание способно решать проблемы отходов, энергии, устойчивого производства продуктов питания и повторного использования питательных веществ устойчивым и циклическим образом», — говорит Анаэробный Ассоциация пищеварения и биогаза.

Кроме того, производство биогаза зависит от возобновляемых природных материалов, которые можно пересаживать или воспроизводить, что делает его экологически безопасным методом.

Побочным продуктом процесса производства биогаза является обогащенный органический дигестат, который является прекрасным дополнением или заменой химических удобрений, которые часто имеют токсичные и вредные эффекты. Напротив, органический дигестат может ускорить рост растений и повысить сопротивляемость болезням.

Путь к экономике замкнутого цикла

Получая энергию от ферментации отходов, таких как навоз, продукты питания и сточные воды, биогаз предлагает путь к «экономике замкнутого цикла» при использовании продуктов, срок службы которых истек.

В этом году на симпозиуме по биоэнергетике Международного энергетического агентства профессор Джерри Мерфи, директор центра SFI MaREI в Институте экологических исследований UCC, высказал свою убежденность в том, что использование анаэробного сбраживания является неотъемлемой частью создания успешной экономики замкнутого цикла.

Тематические отчеты

Беспокоитесь ли вы о темпах инноваций в вашей отрасли?

В отчете

GlobalData по темам TMT за 2021 год рассказывается все, что вам нужно знать о темах подрывных технологий и о том, какие компании лучше всего могут помочь вам в цифровой трансформации вашего бизнеса.

Узнать больше

«У биогазовой системы так много преимуществ, — сказал Мерфи, — от обработки отходов, производства биоудобрений, выработки возобновляемой энергии, подходящей для транспорта, отопления или электричества, улучшения качества воды и создания рабочих мест в сельских общинах. . Это полный пакет.”

Поскольку технология, используемая при производстве биогаза, относительно дешевая, ее также можно легко применить в домашних условиях. Небольшие биореакторы можно использовать в домашних условиях, используя метан, полученный из кухонных отходов и навоза. Произведенный газ также можно использовать для приготовления пищи и производства электроэнергии.

«Биогаз является« зеленым »вектором устойчивой энергетики и играет важную роль в переходе к устойчивому декарбонизированному обществу», — сказал Мерфи.

«Будущее биогазовой установки — это биофабрика, стоимость которой создается из ранее использованных материалов; это обеспечивает устойчивость окружающей среды и возможность получения финансовой выгоды для местного сообщества. Биогазовая установка станет центром экономики замкнутого цикла будущего ».

Какие недостатки?

Хотя биогаз кажется очевидным выбором для мира, которому необходимо сократить как отходы, так и выбросы углерода, это не идеальный метод.

В настоящее время не существует новых технологий для упрощения и улучшения процесса производства биогаза, а это означает, что это не полностью эффективная система. Крупномасштабное производство для более широких слоев населения пока невозможно, а инвестиции в этот сектор не особенно популярны среди правительств, которые вместо этого вкладывают деньги в более развитые альтернативы ветровой и солнечной энергии.

Кроме того, биогаз все еще содержит примеси даже после очистки и сжатия. Это означает, что он может повредить транспортные средства, если используется в качестве биотоплива, поскольку может вызвать коррозию металлических частей двигателя и увеличить потребность в техническом обслуживании и стоимость его обслуживания.

Наконец, производство биогаза подходит не для всех мест. Поскольку более крупное производство зависит от обильных запасов навоза или растительных материалов, это нецелесообразно в городских районах.

Связанные компании

Фильтр восточного побережья

Промышленное фильтровальное оборудование и сменные технологические фильтры

28 августа 2020

Инструменты Mac

Влагомеры и датчики влажности для измерения водяного пара на электростанциях

28 августа 2020

WEYTEC

Высокотехнологичные решения для энергетики

28 августа 2020

Как сделать — Генератор метана

Вы можете получать энергию из биогаза с помощью генератора метана своими руками.

Производство метана из навоза с использованием собственных небольших отходов для получения энергии из биогазового реактора возможно для многих небольших хозяйств.

Что такое биогазовая энергия?

Энергия биогаза производится за счет сжигания метана, образующегося при разложении органических отходов.

Малый биогазовый генератор Метан химически относится к газу Ch5. Он не имеет цвета, запаха и, конечно же, легко воспламеняется. Метан широко используется в качестве основного компонента природного газа.

Всякий раз, когда органические материалы разлагаются бактериями анаэробно (т.е. в отсутствие кислорода) образуются метан и углекислый газ.

Источники энергии биогаза

Практически любые органические отходы могут быть разложены как генератор метана — растения (мягкий материал лучше древесного материала), отходы животноводства и даже отходы жизнедеятельности человека.

На муниципальном уровне мусорные свалки действуют как варочные котлы биогаза и потрясающие генераторы метана. Даже в Перте, Австралия, компании активно собирают этот метан для производства экологически чистой биогазовой электроэнергии.

Фактически, поскольку несгоревший метан, выбрасываемый в атмосферу, является мощным парниковым газом, 10% нашего личного воздействия на климат происходит из пищевых отходов, которые мы помещаем в наши мусорные баки, которые в конечном итоге разлагаются на свалке.

При преобразовании малых отходов в энергию можно получить метан из навоза или даже из сточных вод. А энергия биогаза постоянно вырабатывается в пищеварительных системах, таких как ваша и коровья … да, пук — это тоже метан!

Посмотрите это видео, чтобы узнать, как сделать простой домашний варочный котел:

Плюсы и минусы систем генерации метана

Преимущества

Хорошо использует органические отходы.Вы можете сначала получить топливо из осадка сточных вод и жидкого навоза, одновременно предотвратив сток и выбросы метана, и вы все равно получите удобрения в конце процесса.

— это чистый, легко контролируемый источник возобновляемой энергии.

Использует метан, мощный парниковый газ.

Снижает уровень патогенов (возбудителей болезней) в отходах.

Остаток является ценным органическим удобрением.

Простой в сборке и эксплуатации.

Низкие требования к техническому обслуживанию.

Может эффективно использоваться для приготовления пищи, отопления, газового освещения, абсорбционных холодильников и газовых двигателей.

Без запаха (если нет утечки, о которой вы все равно захотите узнать и немедленно устранить!).

Недостатки

Наиболее практично для производства и использования у источника отходов. Это связано с тем, что энергия, необходимая для сжатия газа для транспортировки или преобразования его в электричество, является чрезмерной, что снижает эффективность производства энергии из биогаза.

В целях безопасности необходимо соблюдать основные меры предосторожности (см. Ниже).

Маломасштабные отходы для производства энергии Системы генерации метана

Энергия биогаза

Из каждого килограмма биоразлагаемого материала выделяется около 0,4 м (400 л) газа.

Таким образом, на практике, при использовании небольших отходов в энергетических системах, если у вас есть домашний скот, а также кухонные и человеческие отходы, вы можете легко удовлетворить свои потребности в приготовлении пищи и освещении:

2 газовых кольца на пару часов в день будут использовать 1-2 м

Газовых фонарей нужно около 0.1 м3 (100л) в час.

Управление любым двигателем (например, генератором или насосом), однако, выходит далеко за рамки бытового использования. (Лучше перейти на водорослевое биодизель!)

Какого размера требуется метановый генератор?

Если метан образуется из навоза, собирайте навоз в течение нескольких дней, чтобы определить среднесуточное производство навоза. Исходя из этого, можно рассчитать установку для варки биогаза соответствующего размера.

Например, при наличии 55 кг навоза в день требуется установка 8 м3; там, где в день всего 6 кг навоза, достаточно растения объемом 1 м3.

Для семьи из 8 человек с несколькими животными (скажем, 8-10 коров) в Индии обычно используется 10-метровый варочный котел с 2-метровым хранилищем газа.

Идеальные температуры для производства метана из навоза

Срок хранения материала в варочном котле периодического действия зависит от температуры (от 2 недель при 50 ° C до 2 месяцев при 15 ° C). Среднее значение составляет около 1 месяца, поэтому измерьте, сколько материала вы будете добавлять каждый день, и умножьте его на 30, чтобы рассчитать размер варочного котла.

В то время как анаэробное сбраживание происходит при температуре от 32 F (0C) до 150 F (65C), оптимальный диапазон температур для микробной активности, вырабатывающей метан, составляет от 85F (29C) до 95 F (35C).

При температурах ниже 60F (16C) добыча газа незначительна. В более холодном климате возможными стратегиями являются размещение варочного котла в теплице и, возможно, использование некоторого количества метана для обогрева системы.

Системы генерации метана

Биогазовый варочный котел — это компонент системы, куда животные, человеческие и другие органические отходы вводятся, обычно в виде суспензии с водой, для анаэробного разложения.

Контейнер для хранения используется для хранения произведенного газа, из которого он подается по трубопроводу для сжигания в качестве топлива.Хранение переменного объема (например, гибкий мешок или плавающий барабан) проще, дешевле и энергоэффективнее, чем цилиндры высокого давления, регуляторы или компрессоры.

Когда варочный котел опорожняется, отработанные сточные воды сушат для последующего повторного использования в качестве удобрения.

Типы биогазовых котлов

Двумя основными типами варочных котлов являются варочные котлы непрерывного действия и периодические. Варочные котлы непрерывного действия имеют постоянную пропускную способность материала, а варочные котлы периодического действия извлекают газ из содержащейся партии материала, который затем опорожняется и добавляется новая партия.

Поскольку дров для приготовления пищи стало не хватать, миллионы небольших варочных котлов непрерывного действия используются в развивающихся странах, особенно в Индии и Китае. В развитых странах варочные котлы, как правило, более крупномасштабные, они принимают навозные жижи и бытовые сточные воды.

Конструкция метанового генератора

Индийская цилиндрическая конструкция шахты стала популярной во всем мире благодаря своей надежности и простоте. Он состоит из двух основных частей: резервуара для жидкого навоза и закрытого газовой крышки или барабана для улавливания газа, выделяемого из пульпы.

Биогазовый дигестор периодического действия бытового масштаба

Небольшой экспериментальный биогазовый реактор в Редфилде. Отходы помещаются в масляную бочку, неопреновая крышка поднимается при заполнении газом, газ поступает в контейнер (перевернутый пластиковый бочка с гидрозатвором), который поднимается по мере поступления большего количества газа.
Когда газ наполняется, его можно отводить и использовать с маленьким газовым кольцом.

Варочные котлы периодического действия на базе контейнера (см. Фото выше) возможны в бытовых масштабах.

Мини-метаногенератор пр.

Инструкции по изготовлению мини-генератора метана (проект по обучению костюму) находятся в «Руководстве по производству метана-биогаза», которое, наряду с множеством других бесплатных электронных книг по устойчивому образу жизни, можно бесплатно получить здесь.

Безопасность метана

Как и в случае с электричеством и другими энергетическими системами, безопасность обычно обеспечивается, если осознаются риски и соблюдаются разумные меры предосторожности.

Опасность пожара или взрыва

Очевидно, что метан легко воспламеняется и даже может быть взрывоопасным. Имея это в виду…

Зона варочного котла генератора метана должна хорошо вентилироваться, чтобы предотвратить скопление захваченных газов.

Вблизи варочного котла не допускается использование открытого огня, электрическое оборудование должно быть подходящего качества, обычно «взрывобезопасным», а другие источники искр — любые металлические или стальные инструменты или другие предметы, электроинструменты, обычные электрические выключатели, мобильные устройства. телефоны и статическое электричество держатся на безопасном расстоянии.

Пламегаситель должен быть встроен в линию подачи, длина которой должна быть не менее 20 м. Инструкции по созданию пламегасителя можно найти здесь.

Риск удушья

Биогаз вытесняет воздух, снижая уровень кислорода, поэтому любая зона варочного котла должна хорошо вентилироваться.

Болезнь

Несмотря на то, что отработанный шлам потерял много патогенных микроорганизмов, в производстве энергии биогаза задействовано большое количество микробов!

Поэтому избегайте контакта с содержимым варочного котла и тщательно вымойте после работы с генератором метана (особенно перед едой или питьем).

No related posts.