Установка для получения биогаза из бочки: Биогазовая установка своими руками — газ из отходов

Опубликовано в Разное
/
30 Дек 1979

Содержание

Как сделать биогазовую установку для частного дома


Биогаз – это совокупность газов, которые возникают в процессе, когда органические вещества разлагаются за счет анаэробных бактерий. Биогаз легко воспламеняется, во время горения образуется чистое пламя. Это позволяет использовать его, и для частного дома, чтобы приготовить еду, и как топливо для двигателя внутреннего сгорания – к примеру, когда производится электричество.

Установка для получения биогаза для частного дома, обладает следующими достоинствами:
• легкое получение биогаза прямо у себя дома экономичным способом, не используя дорогостоящее оборудование;
• отличный альтернативный источник энергии для того, кто живет далеко от цивилизационных благ, и для того, что хочет обрести энергетическую независимость от государства;
• доступность сырья – оно может быть в виде навоза, кухонных отходов, измельченной растительности и т. п.;
• экологическая безопасность – когда органические вещества разлагаются, атмосфера наполняется газом, с обеспечением парникового эффекта; однако в данной ситуации будет происходить сжигание биогаза, на выходе получается СО2;
• удобрения станут побочным продуктом работы такого оборудования как биогазовая установка.
Вместе с достоинствами установка по производству биогаза обладает и своими недостатками:
• «работа» бактерий возможна, когда температура окружающей среды составляет +18…+40°C, что делает удобной работу установки в летний сезон; для весеннего и осеннего периода необходимо утепление биогазового оборудования, обеспечение подогрева, однако такая схема может стать невыгодной;
• необходимо постоянное добавление нового сырья и слив удобрений.

Биогазовая установка для дома – схема



Чтобы самостоятельно изготовить биогазовую установку, необходимо взять:
• две бочки объемом по 200 л;
• одну бочку объемом 30…60 л, или пластмассовое ведро большого размера;
• канализационные трубы из пластика;
• газовый шланг;
• кран.

Как работает биогазовая установка


В реактор нужно поместить сырье и воду. Установка биогаза начнет реально работать только через несколько суток, когда анаэробные бактерии образуются в максимальном количестве.

С жизнедеятельностью анаэробных бактерий начинает выделяться биогаз и собирается вверху в бочке, и по газовому шлангу поступает в коллектор.
При поступлении газа в коллекторе – бочке с водой – ведро начнет подыматься.

Как сделать реактор


Чтобы создать реактор, нужно взять герметичную бочку на 200 л, вверху сделать отверстия и установить:
• трубу, чтобы заливать сырье;
• трубу, чтобы сливать удобрения;
• кран вверху бочки, чтобы собирать биогаз.Биогазовая установка для частного дома
Очень важно обеспечить герметичность реактора, в противном случае под действием давления газ может просочиться. Сливную трубу нужно поместить ниже, чем газовый кран. Сливную и заливную трубу, которые не используются, нужно заглушить.

Чтобы изготовить коллектор, нужно взять пластиковую бочку без крышки, налить три четверти воды и установить другую, меньшую бочку дном кверху. Затем врезать в дно малой бочки штуцер под шланг от реактора, и кран под шланг от газовой печи.


Чтобы залить сырье, нужно открыть отверстия для впуска и слива. В качестве сырья лучше брать навоз, который разбавлен водой – дождевой или отстоянной, которая не содержит хлор, бытовую химию, яичную скорлупу, кости, чешую лука.
Вообще биогаз отличается неприятным запахом, однако, когда он горит, запах не присутствует. В случае со сжиганием газа, который не смешан с воздухом, образуется желтое пламя, которое будет быстро коптить кастрюлю.
Если мы смешаем биогаз с воздухом, и затем подожжем, образуется синее пламя, и оно не будет коптить. К примеру, инструкция заводской газовой печи пишет, что в случае перехода с магистрального газа на баллонный и наоборот, нужно проводит смену жиклеров (у них отверстие разного диаметра), в противном случае вы получите копоть с конфорки. Одним из вариантов является лабораторная горелка Бунзена.
Если лабораторную горелку достать сложно, изготовьте ее своими руками. Достаточно взять отрезок трубы и просверлить несколько отверстий возле основания. В результате при прохождении газа по трубе он смешивается с воздухом.
Чтобы получить жиклеры, мы можем взять кусочки деревяшек, заточить их по примеру карандаша, и просверлить несколько отверстий с разным диаметром. В итоге мы получим факел оптимального размера.
Как эксперимент, печь была создана из старой барбекюшницы, с вырезанным в ее дне отверстием и установленной горелкой Бунзена. В результате вместо барбекюшницы была использована одноконфорочная печь.
Чтобы создать давление газа, на коллектор – которым является малая бочка – нужно установить груз. Для примера, если мы установим груз 5 кг, то для кипячения литра воды уйдет 15 минут. С грузом 10 кг вода объемом 1 литр будет кипеть через 10 минут.


В конце статьи нужно подчеркнуть, что такая биогазовая установка для частного дома обеспечит биогазом, когда горелка будет гореть 30 минут в сутки, при использовании сырья в виде навоза. Если сырьем будут служить кухонные отходы, уровень производительности будет ниже – 15 минут в сутки.

Для изготовления реактора обязательно нужно использовать пластик. Если брать металл, окислительные процессы очень скоро станут причиной появления ржавчины и порчи установки. Можно создать реактор из пластиковых бочек большого объема (вариант еврокуба). А чтобы сэкономить место, бочки можно поместить в ямы, выкопанные во дворе.

Биогазовая установка своими руками – почему бы и нет?

Универсальные биогазовые установки все чаще появляются на частных подворьях. Они позволяют обособиться от поставщиков энергии и сократить расходы на отопление и освещение. Многие собирают биогазовые установки своими руками.

Обогрев жилых домов в сельской местности с помощью дровяных печей или природного газа постепенно уходит в прошлое. Ему на смену приходят промышленные биогазовые установки, с помощью которых люди уже производят газ метан, электроэнергию и удобрения для почвы.

Споры о производстве метана

В середине 60-х годов прошлого века на страницах журнала «Наука и жизнь» часто появлялись публикации ученых о технологиях и приборах будущего. Но чертежи «ветряных мельниц», кремниевых пластин, превращающих солнечный свет в электричество, а также наземные и подземные цистерны для складирования биологических отходов, которые потом должны были превратиться в газ метан, воспринимались как научная фантастика.

В конце ХХ века мнения о пользе и выгоде альтернативных источников энергии полностью изменились. Именно тогда в США, Франции, Великобритании и в ФРГ приступили к производству первых биогазовых установок.

Промышленные биогазовые установки используют на крупных животноводческих комплексах

И промышленная, и домашняя установка имеют схожие принципы работы

Рисунок наглядно поясняет принцип действия биогазовой установки, которая может обеспечить газом и электричеством населенный пункт, где есть своя животноводческая ферма.

По этой схеме во многих странах Западной Европы и в некоторых регионах СНГ уже построены самые современные комплексы по переработке фекалий животных и различных сельскохозяйственных отходов в газ метан с последующим его преобразованием в электроэнергию.

Принцип действия биогазовой установки прост.

  • Возле хлевов, конюшен, свинарников или курятников строится герметичный резервуар, в который будет поступать навоз или птичий помет, разбавленный водой с добавлением растительных смесей. Емкость с фекалиями должна быть хорошо герметизирована, чтобы неприятные запахи не распространялись.
  • Недалеко от сборника фекалий строится наземный или подземный железобетонный бункер со съемной, но герметичной крышкой в форме колокола или полукруга с отверстием для подключения трубы газопровода.
  • Сборник фекалий и бункер, куда будет загружаться навоз и другие отходы сельскохозяйственных продуктов, должны быть соединены трубой с установленным в ней насосом. Это во многом облегчит закладку биомассы и создаст автоматическую перекачку навоза в бетонный резервуар.
  • Любая собственная биогазовая установка свободно размещается на площади в 10 кв.м. Рядом с бункером устанавливается большой газовый баллон или цистерна, где постепенно будет накапливаться производимый в резервуаре метан.
  • Газосборник соединяется трубопроводом с газовой плитой или с печью, имеющей функцию газового генератора в котельной. В ней будет происходить сжигание метана для подогрева воды или выработки электроэнергии.

В железобетонном резервуаре, как видно на схеме, должно быть три отверстия:

1. Для закачивания фекалий в бункер;

2. Для отвода газопровода;

3. Для выгрузки отработанного сырья, перегнившего навоза и растительных отходов.

Схема биореактора:

Опыт зарубежных и отечественных фермеров свидетельствует о том, что отработанная в бункере биологическая масса своих минеральных свойств не теряет, потом ее можно применять в качестве удобрений на полях.

Разнообразие конструкций частных биогазовых установок

Монтаж любой биогазовой установки промышленного масштаба и заводского производства оценивается в сотни тысяч долларов или евро, чего рядовые граждане себе позволить не могут.

Но есть немало примеров самостоятельной сборки подобных конструкций биогазовых установок, которые доказывают, что можно обойтись без сложных технических «наворотов».

Бочку-биореактор можн купить или сделать самому

Вот несколько примеров с использованием самых обычных бочек емкостью 200 и 650 литров.

Технология создания 200-литрового биореактора

Для создания небольшого биологического реактора вполне подойдет обычная металлическая бочка на 200 литров с запаянным верхом и с входным отверстием, через которое будет производиться загрузка коровьего навоза, разбавленного водой. Емкость должна быть установлена вертикально.

  1. Перед ее использованием в качестве бункера для сбраживания биомассы вверху в вертикальном положении необходимо вварить шаровой кран со штуцером, к которому затем будет подключен резиновый или пластиковый шланг, ведущий к газовой колонке или плите.

  2. Внизу бочки вырезается отверстие для выгрузки отработанной биомассы.

  3. Биологическая смесь, загружаемая в бочку, должна быть жидкой, как манная каша. Ею необходимо заполнить реактор на 70%.

  4. С помощью губки надо обмазать мыльным раствором всю поверхность, чтобы проверить ее на герметичность.

По словам автора этой конструкции, через 2 или 3 часа в бочке начнет скапливаться углекислый газ. Для его отвода потребуется кусок шланга, соединенный со штуцером, и прозрачная пластиковая бутылка, заполненная водой. В нее необходимо опустить второй конец шланга. Бульканье в воде будет лучшим свидетельством того, что внутри реактора происходит сбраживание биомассы.

От надежности крана будет зависеть срок службы установки

Коровий навоз, смешанный с листвой и хорошо разбавленный водой, начинает выделять метан на 15 день, свиной или овечий – на 30 или 40 сутки.

Это устройство использовалось в Узбекистане, где дневная температура достигает 38°С, а ночная не опускается ниже 25°С. Процесс брожения, утверждает конструктор, проходил без дополнительного подогрева емкости. Только в районах с более холодным климатом под дном бочки потребуется установка обогревательного тента.

Биологический реактор в бочке на 650 литров

Более сложную конструкцию для получения метана из индюшиного и утиного помета предлагают мастера из России.

Резервуар находится во дворе рядом с птичником. В одну из боковых стенок бочки вмонтирован рычаг перемешивающего устройства. На противоположном конце емкости, сверху, приварен металлический сантехнический раструб с заглушкой. Он выполняет функцию загрузочного клапана.

Установка комплексного типа – подойдет как для домашних хозяйств, так и для небольших предприятий

Еще один раструб такой же формы приварен внизу второй боковой стенки. Это разгрузочный клапан. К нему подключается шланг с электронасосом, который выводит отработанную биомассу в специальную тару.

Посредине бочки приварена металлическая трубка, где установлен газовый сепаратор и подключен резиновый шланг, ведущий к газовой колонке.

Метан, поступающий из резервуара в колонку, воспламеняется мгновенно. Биологическим газом в этом хозяйстве подогревают воду до температуры 50-60°С, отапливают баню и готовят пищу на плите.

Газа, выработанного за день в реакторе, как утверждает хозяин, хватает на 4-5 часов работы одной конфорки. Однако конструктору пришлось самостоятельно увеличить диаметр форсунок в колонке и конфорок на газовой плите.

Заглубленный биологический реактор

Такая конструкция подойдет людям, которые планируют производить биологическое топливо в больших объемах, по всем правилам пожарной безопасности, но у которых ощущается острая нехватка земельных площадей.

Заглубленный биореактор можно смонтировать своими руками

Пошаговая инструкция:

1. На глубине 1,8 или 2 м выкопайте котлован круглой или квадратной формы, по обе его стороны сделайте рукава загрузки и выгрузки биомассы;

2. По контуру ямы установите опалубку и произведите монолитное бетонирование стен и пола;

3. Толщина стенок должна быть не менее 10-15 см;

4. Забетонированные стены для большей прочности обложите полнотелым кирпичом;

5. Если в качестве крышки-купола установки будет использоваться плотное резиновое покрытие, в стенках бункера реактора на полуметровой высоте от верха забетонируйте стальные крюки, на которые будет одеваться резиновое покрывало;

6. В прорезиненной накидке проделайте отверстие для подключения трубы или шланга газоотводной трубки и проведите его герметизацию;

7. Если в качестве покрытия будет использоваться стальная или алюминиевая крышка, в нее также необходимо вварить штуцер для подключения газоотводящего шланга или трубки.

Заглебленная биогазовая установка в разрезе

 

Моделей биогазовых установок, сделанных жителями России, Беларуси и Украины собственноручно для своих личных хозяйств, очень много. Люди охотно делятся своими индивидуальными ноу-хау с фотографиями и видеороликами на разных сайтах.
При строительстве биогазовой установки главное понять суть, назначение и посчитать прибыль от эксплуатации личного реактора.

Биогазовая установка с прорезиненным куполом

Жителям сельской местности хорошо знакомы случаи отключения электричества из-за сильного ветра, грозового ливня или снегопада. Но когда в хозяйстве будет функционировать индивидуальная биогазовая установка и газовый генератор отечественных или зарубежных производителей, работающий на метане, вопрос с выработкой электроэнергии для домашних нужд можно будет считать закрытым.

Биогазовая установка из бочки — Дачный сезон agrohim-tulun.ru

Биогазовая установка своими руками – почему бы и нет?

Добавление статьи в новую подборку

Универсальные биогазовые установки все чаще появляются на частных подворьях. Они позволяют обособиться от поставщиков энергии и сократить расходы на отопление и освещение. Многие собирают биогазовые установки своими руками.

Обогрев жилых домов в сельской местности с помощью дровяных печей или природного газа постепенно уходит в прошлое. Ему на смену приходят промышленные биогазовые установки, с помощью которых люди уже производят газ метан, электроэнергию и удобрения для почвы.

Споры о производстве метана

В середине 60-х годов прошлого века на страницах журнала «Наука и жизнь» часто появлялись публикации ученых о технологиях и приборах будущего. Но чертежи «ветряных мельниц», кремниевых пластин, превращающих солнечный свет в электричество, а также наземные и подземные цистерны для складирования биологических отходов, которые потом должны были превратиться в газ метан, воспринимались как научная фантастика.

В конце ХХ века мнения о пользе и выгоде альтернативных источников энергии полностью изменились. Именно тогда в США, Франции, Великобритании и в ФРГ приступили к производству первых биогазовых установок.

Промышленные биогазовые установки используют на крупных животноводческих комплексах

И промышленная, и домашняя установка имеют схожие принципы работы

Рисунок наглядно поясняет принцип действия биогазовой установки, которая может обеспечить газом и электричеством населенный пункт, где есть своя животноводческая ферма.

По этой схеме во многих странах Западной Европы и в некоторых регионах СНГ уже построены самые современные комплексы по переработке фекалий животных и различных сельскохозяйственных отходов в газ метан с последующим его преобразованием в электроэнергию.

Принцип действия биогазовой установки прост.

  • Возле хлевов, конюшен, свинарников или курятников строится герметичный резервуар, в который будет поступать навоз или птичий помет, разбавленный водой с добавлением растительных смесей. Емкость с фекалиями должна быть хорошо герметизирована, чтобы неприятные запахи не распространялись.
  • Недалеко от сборника фекалий строится наземный или подземный железобетонный бункер со съемной, но герметичной крышкой в форме колокола или полукруга с отверстием для подключения трубы газопровода.
  • Сборник фекалий и бункер, куда будет загружаться навоз и другие отходы сельскохозяйственных продуктов, должны быть соединены трубой с установленным в ней насосом. Это во многом облегчит закладку биомассы и создаст автоматическую перекачку навоза в бетонный резервуар.
  • Любая собственная биогазовая установка свободно размещается на площади в 10 кв.м. Рядом с бункером устанавливается большой газовый баллон или цистерна, где постепенно будет накапливаться производимый в резервуаре метан.
  • Газосборник соединяется трубопроводом с газовой плитой или с печью, имеющей функцию газового генератора в котельной. В ней будет происходить сжигание метана для подогрева воды или выработки электроэнергии.

В железобетонном резервуаре, как видно на схеме, должно быть три отверстия:

1. Для закачивания фекалий в бункер;

2. Для отвода газопровода;

3. Для выгрузки отработанного сырья, перегнившего навоза и растительных отходов.

Опыт зарубежных и отечественных фермеров свидетельствует о том, что отработанная в бункере биологическая масса своих минеральных свойств не теряет, потом ее можно применять в качестве удобрений на полях.

Разнообразие конструкций частных биогазовых установок

Монтаж любой биогазовой установки промышленного масштаба и заводского производства оценивается в сотни тысяч долларов или евро, чего рядовые граждане себе позволить не могут.

Но есть немало примеров самостоятельной сборки подобных конструкций биогазовых установок, которые доказывают, что можно обойтись без сложных технических «наворотов».

Бочку-биореактор можн купить или сделать самому

Вот несколько примеров с использованием самых обычных бочек емкостью 200 и 650 литров.

Технология создания 200-литрового биореактора

Для создания небольшого биологического реактора вполне подойдет обычная металлическая бочка на 200 литров с запаянным верхом и с входным отверстием, через которое будет производиться загрузка коровьего навоза, разбавленного водой. Емкость должна быть установлена вертикально.

Перед ее использованием в качестве бункера для сбраживания биомассы вверху в вертикальном положении необходимо вварить шаровой кран со штуцером, к которому затем будет подключен резиновый или пластиковый шланг, ведущий к газовой колонке или плите.

Внизу бочки вырезается отверстие для выгрузки отработанной биомассы.

Биологическая смесь, загружаемая в бочку, должна быть жидкой, как манная каша. Ею необходимо заполнить реактор на 70%.

С помощью губки надо обмазать мыльным раствором всю поверхность, чтобы проверить ее на герметичность.

По словам автора этой конструкции, через 2 или 3 часа в бочке начнет скапливаться углекислый газ. Для его отвода потребуется кусок шланга, соединенный со штуцером, и прозрачная пластиковая бутылка, заполненная водой. В нее необходимо опустить второй конец шланга. Бульканье в воде будет лучшим свидетельством того, что внутри реактора происходит сбраживание биомассы.

От надежности крана будет зависеть срок службы установки

Коровий навоз, смешанный с листвой и хорошо разбавленный водой, начинает выделять метан на 15 день, свиной или овечий – на 30 или 40 сутки.

Это устройство использовалось в Узбекистане, где дневная температура достигает 38°С, а ночная не опускается ниже 25°С. Процесс брожения, утверждает конструктор, проходил без дополнительного подогрева емкости. Только в районах с более холодным климатом под дном бочки потребуется установка обогревательного тента.

Биологический реактор в бочке на 650 литров

Более сложную конструкцию для получения метана из индюшиного и утиного помета предлагают мастера из России.

Резервуар находится во дворе рядом с птичником. В одну из боковых стенок бочки вмонтирован рычаг перемешивающего устройства. На противоположном конце емкости, сверху, приварен металлический сантехнический раструб с заглушкой. Он выполняет функцию загрузочного клапана.

Установка комплексного типа – подойдет как для домашних хозяйств, так и для небольших предприятий

Еще один раструб такой же формы приварен внизу второй боковой стенки. Это разгрузочный клапан. К нему подключается шланг с электронасосом, который выводит отработанную биомассу в специальную тару.

Посредине бочки приварена металлическая трубка, где установлен газовый сепаратор и подключен резиновый шланг, ведущий к газовой колонке.

Метан, поступающий из резервуара в колонку, воспламеняется мгновенно. Биологическим газом в этом хозяйстве подогревают воду до температуры 50-60°С, отапливают баню и готовят пищу на плите.

Газа, выработанного за день в реакторе, как утверждает хозяин, хватает на 4-5 часов работы одной конфорки. Однако конструктору пришлось самостоятельно увеличить диаметр форсунок в колонке и конфорок на газовой плите.

Заглубленный биологический реактор

Такая конструкция подойдет людям, которые планируют производить биологическое топливо в больших объемах, по всем правилам пожарной безопасности, но у которых ощущается острая нехватка земельных площадей.

Заглубленный биореактор можно смонтировать своими руками

Пошаговая инструкция:

1. На глубине 1,8 или 2 м выкопайте котлован круглой или квадратной формы, по обе его стороны сделайте рукава загрузки и выгрузки биомассы;

2. По контуру ямы установите опалубку и произведите монолитное бетонирование стен и пола;

3. Толщина стенок должна быть не менее 10-15 см;

4. Забетонированные стены для большей прочности обложите полнотелым кирпичом;

5. Если в качестве крышки-купола установки будет использоваться плотное резиновое покрытие, в стенках бункера реактора на полуметровой высоте от верха забетонируйте стальные крюки, на которые будет одеваться резиновое покрывало;

6. В прорезиненной накидке проделайте отверстие для подключения трубы или шланга газоотводной трубки и проведите его герметизацию;

7. Если в качестве покрытия будет использоваться стальная или алюминиевая крышка, в нее также необходимо вварить штуцер для подключения газоотводящего шланга или трубки.

Заглебленная биогазовая установка в разрезе

Моделей биогазовых установок, сделанных жителями России, Беларуси и Украины собственноручно для своих личных хозяйств, очень много. Люди охотно делятся своими индивидуальными ноу-хау с фотографиями и видеороликами на разных сайтах.
При строительстве биогазовой установки главное понять суть, назначение и посчитать прибыль от эксплуатации личного реактора.

Биогазовая установка с прорезиненным куполом

Жителям сельской местности хорошо знакомы случаи отключения электричества из-за сильного ветра, грозового ливня или снегопада. Но когда в хозяйстве будет функционировать индивидуальная биогазовая установка и газовый генератор отечественных или зарубежных производителей, работающий на метане, вопрос с выработкой электроэнергии для домашних нужд можно будет считать закрытым.

Самостоятельное производство биогаза

Рост цен на энергоносители заставляет задуматься о возможности обеспечить себя ими самостоятельно. Один из вариантов — биогазовая установка. С ее помощью из навоза, помета и растительных остатков получают биогаз, который после очистки можно использовать для газовых приборов (плиты, котла), закачивать в баллоны и использовать его как топливо для автомобилей или электрогенераторов. В общем — переработка навоза в биогаз может обеспечить все потребности дома или фермы в энергоносителях.

Постройка биогазовой установки — способ самостоятельного обеспечения энергоресурсами

Общие принципы

Биогаз — продукт, который получается при разложении органических веществ. В процессе гниения/брожения выделяются газы, собрав которые, можно обеспечить нужды собственного хозяйства. Оборудование, в котором происходит данный процесс называю «биогазовая установка».

В некоторых случаях выход газа чрезмерный, тогда его запасают в газгольдерах — для использования в период его недостаточного количества. При грамотной организации процесса газа может быть слишком много, тогда его излишки можно продавать. Еще один источник дохода — перебродившие остатки. Это высокоэффективное и безопасное удобрение — в процессе сбраживания погибает большинство микроорганизмов, семена растений теряют свою всхожесть, яйца паразитов становятся нежизнеспособными. Вывоз на поля таких удобрений положительно влияет на урожайность.

Условия для выработки газа

Процесс образования биогаза происходит за счет жизнедеятельности разного рода бактерий, которые содержатся в самих отходах. Но для того чтобы они активно «работали» необходимо им создать определенные условия: влажность и температуру. Для их создания строятся биогазовая установка. Это комплекс устройств, основа которого — биореактор, в котором и происходит разложение отходов, который сопровождается газообразованием.

Организация цикла переработки навоза и растительных отходов в биогаз

Различают три режима переработки навоза в биогаз:

  • Психофильный режим. Температура в биогазовой установке от +5°C до +20°C. При таких условиях процесс разложения идет медленно,газа образуется намного, его качество низкое.
  • Мезофильный. На этот режим установка выходит при температуре от +30°C до +40°C. В этом случае активно размножаются мезофильные бактерии. Газа при этом образуется больше, процесс переработки занимает меньше времени — от 10 до 20 дней.
  • Термофильный. Эти бактерии размножаются при температуре от +50°C. Процесс идет быстрее всего (3-5 дней), выход газа — самый большой (при идеальных условиях с 1 кг завоза можно получить до 4,5 литров газа). Большинство справочных таблиц по выходу газа от переработки даны именно для этого режима, так что при использовании других режимов стоит делать корректировку в меньшую сторону.

Сложнее всего в биогазовых установках реализуется термофильный режим. Тут требуется качественная теплоизоляция биогазовой установки, подогрев и система контроля за температурой. Зато на выходе получаем максимальное количество биогаза. Еще одна особенность термофильной переработки — невозможность дозагрузки. Остальные два режима — психофильный и мезофильный — позволяют ежедневно добавлять свежую порцию подготовленного сырья. Но, при термофильном режиме, малый срок переработки позволяет разделить биореактор на зоны, в которых будет перерабатываться своя доля сырья с разными сроками загрузки.

Схема биогазовой установки

Основа биогазовой установки — биореактор или бункер. В нем происходит процесс брожения, в нем же скапливается полученный газ. Также есть бункер загрузки и выгрузки, выработанный газ выводится через вставленную в верхнюю часть трубу. Далее идет система доработки газа — ее очистка и повышение давления в газопроводе до рабочего.

Схема установки для переработки навоза в биогаз

Для мезофильных и термофильных режимов необходима также система подогрева биореактора — для выхода на требуемые режимы. Для этого обычно используются газовые котлы, работающие на произведенном топливе. От него система трубопроводов идет в биореактор. Обычно это полимерные трубы, так как они лучше всего переносят нахождение в агрессивной среде.

Еще биогазовая установка нуждается в системе для перемешивания субстанции. При брожении вверху образуется твердая корка, тяжелые частицы оседают вниз. Все это вместе ухудшает процесс газообразования. Для поддержания однородного состояния перерабатываемой массы и необходимы мешалки. Они могут быть механическими и даже ручными. Могут запускаться по таймеру или вручную. Все зависит от того, как сделана биогазовая установка. Автоматизированная система более дорога при монтаже, но требует минимума внимания при эксплуатации.

Простейшая биогазовая установка из пластиковой бочки

Биогазовая установка по типу расположения может быть:

Более затратны в установке заглубленные — требуется большой объем земельных работ. Но при эксплуатации в наших условиях они лучше — проще организовать утепление, меньше расходы на подогрев.

Что можно перерабатывать

Биогазовая установка по сути всеядна — перерабатываться может любая органика. Подходит любой навоз и моча, растительные остатки. Негативно влияют на процесс моющие вещества, антибиотики, химия. Их поступление желательно минимизировать, так как они убивают флору, которая занимается переработкой.

Сколько можно получить биогаза из различных отходов

Идеальным считается навоз КРС, так как в нем содержатся микроорганизмы в большом количестве. Если в хозяйстве нет коров, при загрузке биореактора желательно добавить некоторую часть помета, для заселения субстрата требуемой микрофлорой. Растительные остатки предварительно измельчаются, разводятся с водой. В биореакторе смешиваются растительное сырье и экскременты. Такая «заправка» перерабатывается дольше, но на выходе при правильном режиме, имеем наибольший выход продукта.

Определение местоположения

Чтобы минимизировать затраты на организацию процесса, имеет смысл расположить биогазовую установку неподалеку от источника отходов — возле построек, где содержится птица или животные. Разработать конструкцию желательно так, чтобы загрузка происходила самотеком. Из коровника или свинарника можно проложить под уклоном трубопровод, по которому навоз будет самотеком поступать в бункер. Это существенно облегчает задачу по обслуживанию реактора, да и уборку навоза тоже.

Наиболее целесообразно расположить биогазовую установку так, чтобы отходы с фермы могли поступать самотеком

Обычно строения с животными находятся на некотором отдалении от жилого дома. Потому выработанный газ нужно будет передавать к потребителям. Но протянуть одну газовую трубу дешевле и проще, чем организовывать линию по транспортировке и загрузке навоза.

Биореактор

К емкости для переработки навоза предъявляются довольно жесткие требования:

  • Она должна быть непроницаемой для воды и газов. Водонепроницаемость должна действовать в обе стороны: жидкость из биореактора не должна загрязнять почву, а подземные воды не должны изменять состояние сбраживаемой массы.
  • Биореактор должен обладать высокой прочностью. Он должен выдерживать массу полужидкого субстрата, давление газа внутри емкости, действующее снаружи давление грунта. В общем, при строительстве биореактора необходимо уделить особое внимание его прочности.

Для домашнего использования и сезонного производства биотоплива (в теплое время года) в малых объемах подойдет пластиковый бак с крышкой

Все эти требования по строительству биогазовой установки должны выполняться, так как они обеспечивают безопасность и создают нормальные условия для переработки навоза в биогаз.

Из каких материалов можно сделать

Стойкость к агрессивных средам — это основное требование к материалам, из которых можно сделать емкость. Субстрат в биореакторе может иметь кислую или щелочную реакцию. Соответственно материал, из которого изготавливают емкость, должен хорошо переносить различные среды.

Этим запросам отвечают не так много материалов. Первое что приходит на ум — металл. Он прочен, из него можно сделать емкость любой формы. Что хорошо, что использовать можно готовую емкость — какую-то старую цистерну. В этом случае строительство биогазовой установки займет совсем немного времени. Недостаток металла — он вступает в реакцию с химически активными веществами и начинает разрушаться. Для нейтрализации данного минуса металл покрывается защитным покрытием.

Отличный вариант — емкость биореактора из полимера. Пластик химически нейтрален, не гниет, не ржавеет. Только надо выбирать из таких материалов, которые выносят заморозку и нагрев до достаточно высоких температур. Стенки реактора должны быть толстыми, желательно армированными стекловолокном. Такие емкости недешевы, зато они служат долго.

Построить биореактор для выработки биогаза можно и из кирпича, но его надо хорошо заштукатурить с использованием присадок, обеспечивающих гидро- и газо- непроницаемость

Более дешевый вариант — биогазовая установка с емкостью из кирпича, бетонных блоков, камня. Для того чтобы кладка выдерживала высокие нагрузки, необходимо армирование кладки ( в каждом 3-5 ряду в зависимости от толщины стены и материала). После завершения процесса возведения стен для обеспечения водо- и газо- непроницаемости необходима последующая многослойная обработка стен как изнутри, так и снаружи. Стены штукатурят цементно-песчаным составом с добавками (присадками), обеспечивающими требуемые свойства.

Определение размеров реактора

Объем реактора зависит от выбранной температуры переработки навоза в биогаз. Чаще всего выбирается мезофильная — ее легче поддерживать и она предполагает возможность ежедневной дозагрузки реактора. Выработка биогаза после выхода на нормальный режим (порядка 2 дней) идет стабильно, без всплесков и провалов (при создании нормальных условий). В этом случае имеет смысл рассчитать объем биогазовой установки в зависимости от количества навоза, образующегося в хозяйстве за сутки. Все легко подсчитывается, исходя из среднестатистических данных.

Биогазовая установка своими руками для дома: схема, чертежи, отзывы

Биогазовая установка своими руками может быть выполнена без особых усилий. Ее использование позволит значительно сэкономить на энергоносителях, которые сегодня с каждым разом становятся все дороже. Если вы самостоятельно решите соорудить оборудование, позволяющее из отходов получить биогаз, то сможете потреблять дешевую энергию, которая пойдет на отопление жилища и иные нужды.

Выгодное использование

Если в ходе работы установки будут образовываться излишки биогаза или удобрений, то есть возможность продать их по рыночной цене, тем самым вы превратите в прибыль то, что буквально лежит под ногами. Если вы крупный фермер, то у вас есть возможность приобрести готовую станцию по выработке биогаза. Такие установки, произведенные в заводских условиях, стоят очень дорого, однако имеют длительный срок жизнедеятельности.

Биогазовая установка своими руками может быть выполнена из подручных материалов, это будет стоить не очень дорого, а работать такое оборудование будет по тому же принципу. Использовать при этом можно доступные инструменты, а также имеющиеся в арсенале мастера детали.

Принцип образования биогаза

Если вы задались целью изготовить установку, которая будет работать на биологическом газу, то необходимо представить технологию возникновения биогаза. Так, в специальной емкости, которая именуется биореактором, осуществляется процесс переработки биологической массы, в этом принимают участие анаэробные бактерии.

Биогазовая установка своими руками для дома на перепелином помете работает по принципу создания условий, которые характеризуются отсутствием воздуха и брожения. Все это длится в течение некоторого времени, продолжительность которого зависит от количества используемого в процессе сырья.

В конечном итоге происходит образование смеси газов, которая имеет в составе 60% метана и 35% углекислого газа. Остальные газообразные компоненты содержатся в массе в количестве 5%. Среди последних можно выделить сероводород в незначительном количестве. Образуемый таким образом газ непрерывно отводится из реактора, а после того как проходит процесс очистки, поступает на применение по назначению.

Особенности обслуживания

Отходы, которые претерпели переработку, становятся качественными удобрениями, которые время от времени необходимо устранять из биореактора. Их можно закладывать на поля. Биогазовая установка своими руками может быть выполнена без особых усилий, если вы имеете доступ к животноводческим и сельскохозяйственным предприятиям. Это указывает на то, что экономически выгодным станет производство биогаза только лишь в том случае, если есть источник поставки навоза и других органических отходов животноводческого производства.

Особенности самостоятельного строительства биореактора

Для того чтобы понять, как самостоятельно изготовить биогазовую установку, необходимо разобраться, из каких частей она состоит. Можно взять за основу самую простую схему оборудования, которое возможно соорудить своими силами. В конструкции не предусмотрен подогрев и перемешивающее устройство, однако есть одна из основных частей – реактор, который еще известен как метантенк. Эта составляющая требуется для осуществления переработки навоза. Помимо этого, есть бункер, посредством которого производится загрузка сырья. Необходимо снабдить конструкцию входным люком, а также гидрозатвором. А вот для того, чтобы была возможность выгружать отработанное сырье, нужна будет труба. Подобный элемент потребуется для того, чтобы реализовать возможность отвода биогаза.

Вот так выглядит схема биогазовой установки. Своими руками изготовить такую конструкцию несложно. Для того чтобы получать бесплатное биологическое топливо, на участке следует выбрать место, где можно произвести строительство армированной емкости, в основе которой будет бетон. Этот сосуд станет выполнять роль биореактора. В его основании необходимо предусмотреть наличие отверстия, сквозь которое станет удаляться сырье, прошедшее отработку. Это отверстие необходимо сделать таким, чтобы была возможность хорошо его закрыть. Это обусловлено тем, что функционирование системы возможно только в герметичных условиях.

Габариты бетонного отсека можно определить, учитывая количество используемых единовременно органических отходов. Нужно выяснить, какое количество сырья каждый день будет появляться в фермерском хозяйстве или частном подворье. Но не стоит экономить, так как обеспечить полноценную работу биореактора можно будет только в том случае, если заполнить резервуар на 2/3 от имеющегося объема. Если вами будет изготавливаться биогазовая установка своими руками из бочки, то работать она будет по следующему принципу: как только в хорошо закрытую емкость биореактора, которая находится на глубине в почве, попадают органические отходы, они начинают бродить, что и приводит к выделению биогаза.

Особенности изготовления емкости

Биогазовая установка своими руками может быть выполнена с учетом каждодневного использования незначительного количества отходов. В этом случае железобетонный резервуар допустимо заменить стальной емкостью, в качестве которой может выступить даже бочка. Если вы решили прибегнуть именно к такому решению, то выбирать металлический сосуд необходимо, руководствуясь некоторыми правилами.

В первую очередь необходимо обратить внимание на сварные швы, которые должны быть достаточно прочными и герметичными. При использовании маленькой емкости не стоит рассчитывать на то, что удастся получить значительное количество биогаза. Выход будет зависеть от массы органических отходов, которые единовременно перерабатываются в реакторе. Таким образом, для того чтобы образовалось 100 м 3 биогаза, необходимо подвергнуть переработке тонну отходов.

Оборудование реактора подогревом

Биогазовая установка своими руками для дома может быть изготовлена таким образом, что при ее работе удастся получить большую эффективность. Это обеспечивается за счет подогрева. Такие манипуляции позволят ускорить процесс брожения биологической массы. Если оборудование установлено в южных районах, то такой необходимости не возникает. Температура внешней среды обеспечивает естественную активацию брожения. Однако если установка работает в регионах с холодным климатом, то в зимний период подогрев выступает в качестве необходимого условия работы оборудования по выработке биогаза. Необходимо помнить, что процесс брожения начинается при температуре, которая превышает 38 о С.

Способы оборудования биогазовой установки подогревом

Биогазовая установка своими руками для дома может быть оборудована подогревом несколькими методами. Первый предполагает необходимость подключения установки к системе отопления по типу змеевика. Его нужно монтировать под реактором. Второй способ предусматривает установку в основание резервуара электрического нагревательного элемента. Третий способ характеризуется обеспечением непосредственного нагрева резервуара методом применения электрических отопительных систем.

Если использовать системы подогрева автоматизированного типа, то устройство будет включаться при поступлении в реактор холодной партии. Система будет деактивирована, когда биологическая масса окажется достаточно прогретой до определенного уровня температуры.

Биогазовая установка своими руками, чертежи которой предпочтительнее подготовить еще до момента начала работ, может быть оборудована вышеописанной системой подогрева. Такие элементы монтируются в водогрейных котлах, поэтому их можно купить в магазинах, которые занимаются продажей газового оборудования. Активацию выработки биологического газа в домашних условиях можно дополнить функцией перемешивания массы в отсеке. Для этого следует сконструировать устройство, которое походит на бытовой миксер. В движение оно будет приводиться с помощью вала, выведенного сквозь отверстие в крышке, в качестве альтернативного решения можно расположить его в стенках резервуара.

Оборудование установки системой вывода

Мини-биогазовая установка, своими руками сконструированная, не может работать без системы отвода газа. Для этого установка должна обладать специальным отверстием, которое необходимо монтировать в верхней части крышки, последняя должна хорошо закрывать резервуар. Для исключения вероятности смешивания газа с воздухом необходимо обеспечить его отвод сквозь гидрозатвор.

Отзывы

Биогазовая установка своими руками для дома, отзывы о которой только положительные, может быть изготовлена из подручных средств. Мастера, которые занимались проведением работ самостоятельно, указывают на то, что подобное оборудование столь же эффективно, как и то, что производится на заводе. От покупателей можно слышать отзывы о том, что ведение хозяйства стало более выгодным. Они отмечают, что биогазовая установка позволила сделать животноводческую деятельность полностью безотходной.

Биогаз своими руками в домашних условиях

Каждый год на нашей планете энергоресурсов становится все меньше и меньше. Именно из-за этого приходится искать все время новые, альтернативные источники энергии. Однозначно, через какое-то время на нашей планете закончатся нефтяные и газовые залежи, и тогда миру придется всерьез задуматься над добычей (сбором) и использовании в качестве основного источника энергии биогазов.

Что такое биогаз? Принципы добычи биогаза

Как уже было сказано, биогаз – альтернативный источник энергии. Выделяется он при ферментации различных бытовых отходов, а также отходов выделяемых животными (навоз).

Данный метод использовался еще с древних веков в Китае, но позже, спустя века был невостребованным и в результате оказался забыт.

Добыча биогаза в домашних условиях своими руками

Шаг 1: Выбор бочки

Сначала необходимо выбрать подходящую бочку, в который мы будем хранить «источник энергии», то есть, как вы поняли, пищевые отходы и навоз.

Шаг 2: Делаем отверстия

Делаем отверстия на входе и на выходе в бочке. Можно сделать с помощью дрели, но в данном случае, отверстие сделано с помощью нагретой металлической трубы.

Шаг 3: Установка труб

Устанавливаем трубы на входе и выходе в отверстия, сделанные нами ранее. Трубы вставляем и вклеиваем.

Шаг 4: Создание и установка держателя «бензобака»

Было взято ведро от краски на 20 литров, этот резервуар будет содержать добываемый нами газ. Бак фиксируется с помощью клапана, который используют сантехники.

Шаг 5: Добавляем коровий навоз

Смешиваем коровий навоз (5 кг на 50 литров) и добавляем воды. Помещаем в бак.

Шаг 6: Почти закончили

Первые 10-15 дней газ вы не получите, так как это время необходимо для того, что бы прошли все необходимые процессы.

Шаг 7: Избавляемся от двуокиси углерода

Для того, чтобы данный газ горел, необходимо избавится от двуокиси углерода. Этого можно добиться за счет использования обычного фильтра, которых много в разных строительных магазинах.

Вы сами заметите, как «топливный бак» будет подниматься по мере происхождения химических реакций. Тогда уже необходимо открывать клапан и получать биогаз.

Использовать биогаз можно для разных целей. Не рекомендуется использовать биогаз для приготовления еды, так как это может негативно повлиять на вкусовые качества (если не избавится от отдушек).

Биогаз рекомендуется использовать для технических задач: отопление дома, нагрев чего-либо. Чем больше резервуар с навозом, тем больше биогаза будет вырабатываться.

Видео-Урок: Добыча биогаза в домашних условиях

Биогазовая установка своими руками

Рост цен на энергоносители заставляет задуматься о возможности обеспечить себя ими самостоятельно. Один из вариантов — биогазовая установка. С ее помощью из  навоза, помета и растительных остатков получают биогаз, который после очистки можно использовать для газовых приборов (плиты, котла), закачивать в баллоны и использовать его как топливо для автомобилей или электрогенераторов. В общем — переработка навоза в биогаз может обеспечить все потребности дома или фермы в энергоносителях. 

Постройка биогазовой установки — способ самостоятельного обеспечения энергоресурсами

Содержание статьи

Общие принципы

Биогаз — продукт, который получается при разложении органических веществ. В процессе гниения/брожения выделяются газы, собрав которые, можно обеспечить нужды собственного хозяйства. Оборудование, в котором происходит данный процесс называю «биогазовая установка».

В некоторых случаях выход газа чрезмерный, тогда его запасают в газгольдерах — для использования в период его недостаточного количества. При грамотной организации процесса газа может быть слишком много, тогда его излишки можно продавать. Еще один источник дохода — перебродившие остатки. Это высокоэффективное и безопасное удобрение — в процессе сбраживания погибает большинство микроорганизмов, семена растений теряют свою всхожесть, яйца паразитов становятся нежизнеспособными. Вывоз на поля таких удобрений положительно влияет на урожайность.

Условия для выработки газа

Процесс образования биогаза происходит за счет жизнедеятельности разного рода бактерий, которые содержатся в самих отходах. Но для того чтобы они активно «работали» необходимо им создать определенные условия: влажность и температуру. Для их создания строятся биогазовая установка. Это комплекс устройств, основа которого — биореактор, в котором и происходит разложение отходов, который сопровождается газообразованием.

Организация цикла переработки навоза и растительных отходов в биогаз

Различают три режима переработки навоза в биогаз:

  • Психофильный режим. Температура в биогазовой установке от +5°C до +20°C. При таких условиях процесс разложения идет медленно,газа образуется намного, его качество низкое.
  • Мезофильный. На этот режим установка выходит при температуре от +30°C до +40°C. В этом случае активно размножаются мезофильные бактерии. Газа при этом образуется больше, процесс переработки занимает меньше времени — от 10 до 20 дней.
  • Термофильный. Эти бактерии размножаются при температуре от +50°C. Процесс идет быстрее всего (3-5 дней), выход газа — самый большой (при идеальных условиях с 1 кг завоза можно получить до 4,5 литров газа). Большинство справочных таблиц по выходу газа от переработки даны именно для этого режима, так что при использовании других режимов стоит делать корректировку в меньшую сторону.

Сложнее всего в биогазовых установках реализуется термофильный режим. Тут требуется качественная теплоизоляция биогазовой установки, подогрев и система контроля за температурой. Зато на выходе получаем максимальное количество биогаза. Еще одна особенность термофильной переработки — невозможность дозагрузки. Остальные два режима — психофильный и мезофильный — позволяют ежедневно добавлять свежую порцию подготовленного сырья. Но, при термофильном режиме, малый срок переработки позволяет разделить биореактор на зоны, в которых будет перерабатываться своя доля сырья с разными сроками загрузки.

Схема биогазовой установки

Основа биогазовой установки — биореактор или бункер. В нем происходит процесс брожения, в нем же скапливается полученный газ. Также есть бункер загрузки и выгрузки, выработанный газ выводится через вставленную в верхнюю часть трубу. Далее идет система доработки газа — ее очистка и повышение давления в газопроводе до рабочего.

Схема установки для переработки навоза в биогаз

Для мезофильных и термофильных режимов необходима также система подогрева биореактора — для выхода на требуемые режимы. Для этого обычно используются газовые котлы, работающие на произведенном топливе. От него система трубопроводов идет в биореактор. Обычно это полимерные трубы, так как они лучше всего переносят нахождение в агрессивной среде.

Еще биогазовая установка нуждается в системе для перемешивания субстанции. При брожении вверху образуется твердая корка, тяжелые частицы оседают вниз. Все это вместе ухудшает процесс газообразования. Для поддержания однородного состояния перерабатываемой массы и необходимы мешалки. Они могут быть механическими и даже ручными. Могут запускаться по таймеру или вручную. Все зависит от того, как сделана биогазовая установка. Автоматизированная система более дорога при монтаже, но требует минимума внимания при эксплуатации.

Простейшая биогазовая установка из пластиковой бочки

Биогазовая установка по типу расположения может быть:

  • Надземной.
  • Полузаглубленной.
  • Заглубленной.

Более затратны в установке заглубленные — требуется большой объем земельных работ. Но при эксплуатации в наших условиях они лучше — проще организовать утепление, меньше расходы на подогрев.

Что можно перерабатывать

Биогазовая установка по сути всеядна — перерабатываться может любая органика. Подходит любой навоз и моча, растительные остатки. Негативно влияют на процесс моющие вещества, антибиотики, химия. Их поступление желательно минимизировать, так как они убивают флору, которая занимается переработкой.

Сколько можно получить биогаза из различных отходов

Идеальным считается навоз КРС, так как в нем содержатся микроорганизмы в большом количестве. Если в хозяйстве нет коров, при загрузке биореактора желательно добавить некоторую часть помета, для заселения субстрата требуемой микрофлорой. Растительные остатки предварительно измельчаются, разводятся с водой. В биореакторе смешиваются растительное сырье и экскременты. Такая «заправка» перерабатывается дольше, но на выходе при правильном режиме, имеем наибольший выход продукта.

Определение местоположения

Чтобы минимизировать затраты на организацию процесса, имеет смысл расположить биогазовую установку неподалеку от источника отходов — возле построек, где содержится птица или животные. Разработать конструкцию желательно так, чтобы загрузка происходила самотеком. Из коровника или свинарника можно проложить под уклоном трубопровод, по которому навоз будет самотеком поступать в бункер. Это существенно облегчает задачу по обслуживанию реактора, да и уборку навоза тоже.

Наиболее целесообразно расположить биогазовую установку так, чтобы отходы с фермы могли поступать самотеком

Обычно строения с животными находятся на некотором отдалении от жилого дома. Потому выработанный газ нужно будет передавать к потребителям. Но протянуть одну газовую трубу дешевле и проще, чем организовывать линию по транспортировке и загрузке навоза.

Биореактор

К емкости для переработки навоза предъявляются довольно жесткие требования:

Все эти требования по строительству биогазовой установки должны выполняться, так как они обеспечивают безопасность и создают нормальные условия для переработки навоза в биогаз.

Из каких материалов можно сделать

Стойкость к агрессивных средам — это основное требование к материалам, из которых можно сделать емкость. Субстрат в биореакторе может иметь кислую или щелочную реакцию. Соответственно материал, из которого изготавливают емкость, должен хорошо переносить различные среды.

Этим запросам отвечают не так много материалов. Первое что приходит на ум — металл. Он прочен, из него можно сделать емкость любой формы. Что хорошо, что использовать можно готовую емкость — какую-то старую цистерну. В этом случае строительство биогазовой установки займет совсем немного времени. Недостаток металла — он вступает в реакцию с химически активными веществами и начинает разрушаться. Для нейтрализации данного минуса металл покрывается защитным покрытием.

Отличный вариант — емкость биореактора из полимера. Пластик химически нейтрален, не гниет, не ржавеет. Только надо выбирать из таких материалов, которые выносят заморозку и нагрев до достаточно высоких температур. Стенки реактора должны быть толстыми, желательно армированными стекловолокном. Такие емкости недешевы, зато они служат долго.

Построить биореактор для выработки биогаза можно и из кирпича, но его надо хорошо заштукатурить с использованием присадок, обеспечивающих гидро- и газо- непроницаемость

Более дешевый вариант — биогазовая установка с емкостью из кирпича, бетонных блоков, камня. Для того чтобы кладка выдерживала высокие нагрузки, необходимо армирование кладки ( в каждом 3-5 ряду в зависимости от толщины стены и материала).  После завершения процесса возведения стен для обеспечения водо- и газо- непроницаемости необходима последующая многослойная обработка стен как изнутри, так и снаружи. Стены штукатурят цементно-песчаным составом с добавками (присадками), обеспечивающими требуемые свойства.

Определение размеров реактора

Объем реактора зависит от выбранной температуры переработки навоза в биогаз. Чаще всего выбирается мезофильная — ее легче поддерживать и она предполагает возможность ежедневной дозагрузки реактора. Выработка биогаза после выхода на нормальный режим (порядка 2 дней) идет стабильно, без всплесков и провалов (при создании нормальных условий). В этом случае имеет смысл рассчитать объем биогазовой установки в зависимости от количества навоза, образующегося в хозяйстве за сутки. Все легко подсчитывается, исходя из среднестатистических данных.

Порода животных Объем экскрементов за суткиИсходная влажность
КРС55 кг86%
Свинья 4,5 кг86%
Куры0,17 кг75%

Разложение навоза при мезофильных температурах идет от 10 до 20 дней. Соответственно, объем рассчитывается умножением на 10 или 20. При расчете необходимо учитывать количество воды, которое необходимо для приведения субстрата к идеальному состоянию — его влажность должна быть 85-90%. Найденный объем увеличивают на 50%, так как максимальная загрузка не должна превышать 2/3 по объему резервуара — под потолком должен скапливаться газ.

Например, в хозяйстве 5 коров, 10 свиней и 40 кур. За сути образуется 5 * 55 кг + 10 * 4,5 кг + 40 * 0,17 кг = 275 кг + 45 кг + 6,8 кг = 326,8 кг. Чтобы привести куриный помет к влажности 85% необходимо добавить чуть больше 5 литров воды (это еще 5 кг). Итого общая масса получается 331,8 кг.  Для переработки за 20 дней необходимо: 331,8 кг * 20 = 6636 кг — около 7 кубов только под субстрат. Найденную цифру умножаем на 1,5  (увеличиваем на 50%), получаем 10,5 куб. Это и будет расчетная величина объема реактора биогазовой установки.

Загрузка и выгрузка

Люки загрузки и разгрузки ведут непосредственно в емкость биореактора. Для того чтобы субстрат равномерно распределялся по всей площади, делают их в противоположных концах емкости.

Схема биогазового реактора без пологрева

При заглубленном способе установки биогазовой установки, загрузочные и разгрузочные трубы подходят к корпусу под острым углом. Причем нижний конец трубы должен находится ниже уровня жидкости в реакторе. Таким образом исключается попадание воздуха в емкость. Также на трубах ставят поворотные или отсечные задвижки, которые в нормальном положении закрыты. Открываются они только на время загрузки или выгрузки.

Так как в навозе могут содержаться крупные фрагменты (элементы подстилки, стебли травы и т.д.), трубы малого диаметра будут часто забиваться. Потому для загрузки-выгрузки они должны быть диаметром 20-30 см. Монтировать их необходимо до начала работ по утеплению биогазовой установки, но после того, как емкость установлена на место.

Формы биореакторов и варианты расположения люков загрузки и разгрузки

Наиболее удобный режим работы биогазовой установки — с регулярной загрузкой и выгрузкой субстрата. Данная операция может проводится раз в сутки или раз в двое суток. Навоз и другие компоненты предварительно собираются в накопительной емкости, где доводятся до требуемого состояний — измельчаются, при необходимости увлажняются и перемешиваются. Для удобства в данной емкости может быть механическая мешалка. Подготовленный субстрат выливается в приемный люк. Если расположить приемную емкость на солнце, субстрат будет предварительно нагреваться, что уменьшит затраты на поддержание требуемой температуры.

Глубину установки приемного бункера желательно рассчитать так, чтобы отходы стекали в него самотеком. То же касается выгрузки в биореактор. Лучший случай, если подготовленный субстрат будет двигаться самотеком. А отгораживать его на время подготовки будет заслонка.

Биогазовая установка с мешалкой и подогревом

Для обеспечения герметичности биогазовой установки, люки на приемном бункере и в зоне выгрузки должны иметь герметизирующий резиновый уплотнитель. Чем меньше будет в емкости воздуха, тем чище будет газ на выходе.

Сбор и отвод биогаза

Отведение биогаза из реактора происходит через трубу, один конец которой находится под крышей, второй обычно опущен в гидрозатвор. Это емкость с водой, в которую выводится полученный биогаз. В гидрозатворе есть вторая труба — она находится выше уровня жидкости. В нее выходит уже более чистый биогаз. На выходе их биореактора устанавливается отсечной газовый кран. Лучший вариант — шаровый.

Какие материалы можно использовать для системы передачи газа? Гальванизированные металлические трубы и газовые трубы из ПНД или ППР. Они должны обеспечивать герметичность, швы и стыки проверяются при помощи мыльной пены. Весь трубопровод собирается из труб и арматуры одного диаметра. Без сужений и расширений.

Очищение от примесей

Примерный состав получаемого биогаза такой:

Примерный состав биогаза
  • метан — до 60%;
  • углекислый газ — 35%;
  • другие газообразные вещества (в том числе и сероводород, придающий газу неприятный запах) — 5%.

Для того чтобы биогаз не имел запаха и хорошо горел, необходимо удалить из него углекислый газ, сероводород, пары воды. Удаление углекислого газа происходит в гидрозатворе, если на дно установки добавить гашеную известь. Такую закладку придется периодически менять (как станет газ гореть хуже — пора менять).

Осушение газа можно сделать двумя способами — сделав в газопроводе гидрозатворы — вставив в трубу изогнутые участки под гидрозатворы, в которых будет скапливаться конденсат. Недостаток такого способа — необходимость регулярного опорожнения гидрозатвора — при большом количестве собранной воды она может заблокировать проход газа.

Второй способ — поставить фильтр с силикагелем. Принцип тот же, что и в гидрозатворе — газ подается в силикагель, отводится осушенный из-под крышки. При таком способе осушения биогаза, силикагель приходится периодически осушать. Для этого его требуется прогреть некоторое время в микроволновке. Он нагревается, влага испаряется. Можно засыпать и снова использовать.

Фильтр для очистки биогаза от сероводорода

Для удаления сероводорода используется фильтр с загрузкой из металлической стружки. Можно в емкость загрузить старые металлические мочалки. Очищение происходит точно также: газ подается в нижнюю часть заполненной металлом емкости. Проходя, он очищается от сероводорода, собирается в верхней свободной части фильтра, откуда выводится по через другую трубу/шланг.

Газгольдер и компрессор

Прошедший очистку биогаз поступает в емкость для хранения — газгольдер. Это может быть герметичный полиэтиленовый мешок, пластиковая емкость. Основное условие — газонепроницаемость, форма и материал не имеют значения. В газгольдере хранится запас биогаза. Из него, при помощи компрессора, газ под определенным давлением (задается компрессором) поступает уже к потребителю — на газовую плиту или котел. Этот газ также может использоваться для выработки электроэнергии при помощи генератора.

Один из вариантов газгольдеров

Для создания стабильного давления в системе после компрессора желательно установить ресивер — небольшое устройство для нивелирования скачков давления.

Устройства для перемешивания

Чтобы биогазовая установка работала в нормальном режиме, необходимо регулярное перемешивание жидкости в биореакторе. Этот несложный процесс решает множество задач:

  • перемешивает свежую порцию загрузки с колонией бактерий;
  • способствует высвобождению выработанного газа;
  • выравнивает температуру жидкости, исключая более прогретые и более холодные участки;
  • поддерживает однородность субстрата, предотвращая оседание или всплытие некоторых составляющих.

Обычно небольшая самодельная биогазовая установка имеет механические мешалки, которые приводятся в движение при помощи мускульной силы. В системах с большим объемом приводить в движение мешалки могут моторы, которые включаются таймером.

Виды мешалок для биореакторов

Второй способ — перемешивать жидкость, пропуская через нее част выработанного газа. Для этого после выхода из метатенка ставится тройник и часть газа полается в нижнюю часть реактора, где через трубку с дырками выходит. Эту часть газа нельзя считать расходом, так как он все равно снова попадает в систему и, в результате, оказывается в газгольдере.

Третий способ перемешивания — при помощи фекальных насосов перекачивать субстрат их нижней части, выливать его вверху. Недостаток этого способа — зависимость от наличия электроэнергии.

Система подогрева и теплоизоляция

Без подогрева перерабатываемой жижи размножаться будут психофильные бактерии. Процесс переработки в этом случае займет от 30 дней, а выход газа будет небольшим. Летом, при наличии теплоизоляции и предварительном подогреве загрузки возможен выход на температуры до 40 градусов, когда начинается развитие мезофильных бактерий, но зимой такая установка практически неработоспособна — процессы протекают очень вяло. При температуре ниже +5°C они практически замирают.

Зависимость сроков переработки навоза в биогаз от температуры

Чем греть и где расположить

Для получения лучших результатов используют подогрев. Наиболее рациональный — водяной подогрев от котла. Работать котел может на электричестве, твердом или жидком топливе, также можно запустить его на вырабатываемом биогазе. Максимальная температура, до которой требуется греть воду — +60°C. Более горячие трубы могут вызвать налипание на поверхность частиц, что приведет к снижению эффективности обогрева.

Можно использовать и прямой подогрев — вставить ТЭНы, но во-первых, сложно организовать перемешивание, во-вторых, на поверхности будет налипать субстрат, снижая теплоотдачу, ТЭНы будут быстро перегорать

Обогреваться биогазовая установка может с использованием стандартных радиаторов отопления, просто трубами, закрученными в змеевик, сварными регистрами. Трубы использовать лучше полимерные — металлопластиковые или полипропиленовые. Подходят также трубы из гофрированной нержавейки, их проще укладывать, особенно в цилиндрических вертикальных биореакторах, но гофрированная поверхность провоцирует налипание осадка, что не очень хорошо для теплоотдачи.

Чтобы снизить возможность осаждения частиц на греющих элементах, их располагают в зоне мешалки. Только при этом надо все спроектировать так, чтобы мешалка не могла задеть трубы. Часто кажется, что лучше нагреватели расположить снизу, но практика показала, что из-за осадка на дне такой обогрев неэффективен. Так что более рационально располагать нагреватели на стенках метатэнка биогазовой установки.

Способы водяного обогрева

По способу расположения труб обогрев может быть наружным или внутренним. При внутреннем расположении обогрев эффективен, но ремонт и обслуживание нагревателей невозможны без останова и откачки системы. Потому подбору материалов и качеству выполнения соединений уделяют особое внимание.

Обогрев повышает производительность биогазовой установки и сокращает сроки переработки сырья

При наружном расположении обогревателей, требуется больше тепла (затраты на подогрев содержимого биогазовой установки намного выше), так как много тепла уходит на обогрев стенок. Зато система всегда доступна для ремонта, а прогрев более равномерный, так как греется среда от стенок. Еще один плюс такого решения — мешалки не могут повредить систему обогрева.

Чем утеплять

На дно котлована насыпается сначала выравнивающий слой песка, затем теплоизоляционный слой. Это может быть глина, перемешанная с соломой и керамзитом, шлаком. Все эти компоненты можно смешать, можно насыпать отдельными слоями. Их выравнивают в горизонт, устанавливают емкость биогазовой установки.

Бока биореактора можно утеплять современными материалами или классическими дедовскими методами. Из дедовских методов — обмазка глиной с соломой. Наносится в несколько слоев.

Для утепления биореакторов используют современные материалы

Из современных материалов можно использовать экструдированный пенополистирол высокой плотности, газобетонные блоки малой плотности, вспененный пенополиуретан. Наиболее технологичен в данном случае пенополиуретан (ППУ), но услуги по его нанесению недешевы. Зато получается бесшовная теплоизоляция, которая минимизирует затраты на обогрев. Есть еще один теплоизоляционный материал — вспененное стекло. В плитах он очень дорог, но его бой или крошка стоит совсем немного, а по характеристикам он почти идеален: не впитывает влагу, не боится замерзания, хорошо переносит статические нагрузки, имеет низкую теплопроводность.

Газ собственного производства и энергоэкономика хозяйственного подворья

07.03.2019

Дальнейшее развитие современных технологий неразрывно связано с интенсивным потреблением энергоресурсов, природными источниками которых являются залежи нефти и газа. Запасы этих полезных ископаемых не безграничны, к тому же они распределены очень неравномерно, что дает возможность некоторым государствам проводить свою ценовую политику на мировом энергетическом рынке. Во избежание энергозависимости и в целях способствования активному поиску и развитию перспективных энергетических источников, многие страны переходят на альтернативные, экологически безопасные и возобновляемые виды энергии. Одним из таких видов является биогаз. Примером успешного внедрения биогазовых технологий в экономику страны на государственном уровне является Великобритания.


Биогаз получают из биомассы путём брожения органического вещества в бескислородных условиях. В результате жизнедеятельности микроорганизмов углеводы, белки и жиры превращаются в основные продукты – метан (СН4) и углекислый газ (СО2). Сырьем для получения биогаза служат органические отходы растительного (пожнивные, растительные остатки, силос, сорняки, отходы переработки продукции растениеводства и т. п.), а также животного происхождения (навоз КРС, свиной навоз, куриный помёт и пр.).


Применяя такую технологию, жители сельской местности, имеющие подсобное хозяйство, могут перерабатывать специальным образом отходы в виде соломы зерновых, птичьего помёта, навоза, ботвы огородных культур и пр., получая на выходе высокоэнергетический продукт – биогаз. Он представляет собой альтернативный возобновляемый источник энергии, который служит для отопления, электроснабжения и многих других операций, в т. ч. связанных с использованием поршневого двигателя внутреннего сгорания. 


Для переработки органических отходов в биогаз нужна специальная биогазовая установка. Это оборудование можно смастерить самому из подручных материалов или купить готовое, что будет гораздо дороже, но при этом удобнее в пользовании, быстрее в запуске и безопаснее в эксплуатации (не надо забывать, что мы имеем дело с легко воспламеняемым и очень взрывоопасным веществом!). 



Простейшая установка для производства биогаза состоит из реактора, теплообменника с нагревательным элементом, фильтров для газа, резервуара для сброса отработанного сырья и резервуара-накопителя готового газа с выводом трубы, регулируемой краном, к потребителю. Все составляющие соединены между собой трубами и оснащены кранами для простоты управления процессом. 


Реактор представляет собой большой, утеплённый снаружи, герметично закрывающийся толстостенный резервуар из металла или пластика, в который загружается сырьё: навоз, помёт, испорченные, непригодные для скармливания животным корма и прочие органические отходы. Чем больше этот резервуар, тем больше биомассы там будет разлагаться, и тем выше производительность установки. 


В реакторе происходит процесс сбраживания питательных органических веществ, содержащихся в сырье, протекающий с помощью микроорганизмов, которые выделяют продукты своей жизнедеятельности в виде метана, водяного пара, углекислого газа, сероводорода и других соединений. Микроорганизмы питаются органическими веществами, перерабатывая их в процессе своей жизнедеятельности в необходимые нам высокоэнергетические продукты. 


Сам процесс разложения биомассы проходит в три этапа, следующих в строгой очерёдности. На каждом этапе в этом процессе участвуют три различных вида микроорганизмов, которые используют продукты жизнедеятельности друг друга в качестве питательной среды. В природе подобное разложение органических продуктов можно наблюдать постоянно. Сначала «вступают в работу» гидролизные микроорганизмы, после них – кислотообразующие, на смену которым приходят метанообразующие. Последние завершают деградационные процессы, разлагая органику до метана. 



В зависимости от сырья, условий брожения и других обстоятельств, в выделяемом газе может быть от 50% до 85% смеси метана и водорода, от 13% до 50% углекислого газа, около 5 – 10% водяного пара, а также 3 – 5% прочих, нежелательных, в том числе и серосодержащих примесей, которые удаляются с помощью фильтров, установленных на пути прохождения газа после выхода его из реактора. 


Загружается реактор на 1/2 – 2/3 своего объёма, так как в процессе брожения может происходить существенное увеличение размеров разлагающейся биомассы и активное пенообразование. Для успешного размножения метанообразующих бактерий и максимально продуктивной их работы необходимо поддерживать в реакторе температуру +37…39°С и систематически перемешивать биомассу во избежание её расслоения. В дальнейшем, с началом разложения, будет происходить выделение тепла, и постоянный подогрев биомассы уже не потребуется. 



Разлагающие биомассу микроорганизмы могут жить в широком диапазоне температур, поэтому изменения температурного режима не так вредны самим бактериям, как нежелательны для производства: при отклонении температуры реактора от оптимальной снижаются темпы выработки горючего газа. А микроорганизмы способны продолжать питаться и размножаться даже при +70°С(!). Замораживание их консервирует: они прекращают свою жизнедеятельность, но не теряют жизнеспособность. 


Для перемешивания сырья в реакторе устанавливают специальные лопастные погружные мешалки с ручным или электрическим приводом. Характер привода зависит от величины реактора и конструктивных особенностей всей биогазовой установки. Перемешивание массы производится периодически или постоянно. А для подогрева реактора оборудуют теплообменник. Особенно важно подогревать биомассу в зимнее время, когда температура окружающей среды низкая, а потребность в горючем для отопления помещений наиболее высока. 


Из нескольких возможных конструкций теплообменника два наиболее просты в исполнении. Первый вариант заключается в том, чтобы поместить реактор в ёмкость, превосходящую его по размеру и заполненную водой. Подогревают воду с помощью электричества или части производимого газа, поддерживая необходимую для обеспечения активного производственного процесса температуру. Конструкция с подобным обогревом подходит для небольших реакторов. 


Во втором варианте змеевик или сеть труб-батарей размещаются в самом реакторе. По ним циркулирует теплоноситель, подогреваемый газовым или электрическим котлом, который расположен рядом с реактором. Такой системой удобно подогревать реакторы значительного объёма. Для большей автономности работы теплообменника температуру теплоносителя можно контролировать с помощью автоматического терморегулятора, а перемешивание массы с заданной частотой и продолжительностью осуществлять с помощью реле времени, которое будет включать и выключать мешалку. 


Потребление электроэнергии или газа теплообменником, в зависимости от технологических его особенностей и при рациональном использовании, обычно колеблется в пределах 10% от энергоёмкости (количества) газа, вырабатываемого установкой. Но этот показатель может существенно меняться, так как на него оказывают влияние многие факторы, в т. ч. месторасположение реактора (в помещении или на открытом воздухе), качество его утепления, погодные условия и мн. др.


В зависимости от влажности сырья процесс разложения можно условно классифицировать как мокрый или сухой. Оба вида протекают без доступа кислорода и при температуре до +40°С. Отличаются они только влажностью разлагаемого сырья. При мокром способе влажность биомассы составляет примерно 90%. Это может быть навоз, полученный от коров, свиней, их смеси между собой, сточные воды, пищевые и другие отходы. 

Для ускорения запуска процессов разложения в биомассу желательно ввести культуру гидролизных, кислотообразующих и метанообразующих бактерий. «Закваска» не только ускоряет процесс, но и увеличивает выход биогаза на 20 – 35%. При этом процентное содержание в нём метана повышается на 40% по сравнению с обычным естественным процессом. 


При сухом способе влажность загружаемой органической массы должна быть не менее 55%. В этом случае сырьем служат куриный помёт, кроличий навоз, грязная подстилка животноводческих ферм, отходы растениеводства, опавшая листва деревьев и т. п. Сырьё загружается в реактор и периодически орошается бактериальным субстратом через распылители, которые размещают внутри реактора, в верхней его части. Бактериальный субстрат – это жидкий инфильтрат, самопроизвольно стекающий из ранее отработанного материала. После орошения нового сырья для стимуляции начала процесса, реактор герметично закрывают, и в нём последовательно проходят те же стадии разложения биомассы, что и при мокром способе: гидролиз – кислотообразование – метанообразование. 


Производство бактериями горючего газа начинается не сразу после загрузки реактора, а спустя 2 – 3 недели. Срок начала продуктивной фазы работы установки зависит от характера сырья, его влажности, величины частиц компонентов, внешней температуры, её колебаний, частоты перемешивания и многих других факторов. До этого реактор должен быть герметично закрытым, а выводная труба через водяной замок выходить во внешнюю среду. Такая система необходима для того, чтобы исключить приток свежего, содержащего кислород воздуха вовнутрь и чтобы дать возможность свободно выходить углекислому газу, который будет образовываться почти сразу после загрузки реактора. Выделяемый во внешнюю среду газ периодически проверяется на горючесть – таким образом фиксируется начало образования метана. 


По качественным показателям производимый установкой продукт имеет плотность 1,16 – 1,27 кг/м3; запас его энергии в 1 м3 – около 5 – 9 кВтч, а калорийность (теплотворная способность) составляет 4500 – 7300 ккал/м3; температура воспламенения: 600 – 750°С. Для удобства восприятия можно привести такое сравнение: при сжигании 1 м3 биогаза для обогрева помещения выделяется такое же количество тепла, как при сжигании 1,5 кг каменного угля или же 3 – 4 кг дров, либо использовании 7 – 9 кВт/ч электроэнергии. 


После очистки от примесей, биогаз, полученный в установке, ничем не будет отличаться от природного, добытого из недр земли. Что же касается количества его производства, то оно во многом зависит от производственной мощности реактора, объёма сырья, его влажности и природы происхождения, т. к. различные органические продукты выделяют при разложении разное количество биогаза. 


Так, например, из тонны коровьего навоза влажностью 95% можно получить 22 м3 биогаза; из такого же навоза, но с влажностью 88% выделится до 43 м3. Переработка свиного навоза влажностью 95% даст 25 м3 биогаза; тот же продукт при влажности 85% выделит не более 62 м3 горючего. Из птичьего помёта с остатками подстилочного материала влажностью 60% за весь период разложения образуется до 90 м3 газа, а при влажности 75% и без примесей подстилочного материала можно получить около 105 м3 продукта. 


Солома и пожнивные остатки зерновых культур обладают большим потенциалом продуктивного разложения. В реакторе из 1 тонны такого сырья может синтезироваться до 425 м3 горючего! Из испорченного или по какой-то причине не пригодного для скармливания животным кукурузного силоса получается около 187 м3 газа (можно, конечно, использовать и качественный силос, но это не по-хозяйски!).


Если говорить о сырье, которое может служить в качестве корма для животноводческих ферм, то из одной тонны зелени получится 290 – 490 м3 газа. Наиболее продуктивны в этой категории бобовые травы: клевер, люцерна, вика, горох. Из свекольной ботвы биогазовая установка сможет выработать около 75 – 150 м3 метана, из мелассы получается до 630 м3, из фруктового или овощного жома – 108 м3, из свекольного жома с влажностью 75% – 160 м3. Кукурузная мезга выделяет до 85 м3 горючего газа. 


Для получения биогаза можно использовать и продукты переработки пивоваренного производства. Пивная дробина при влажности 75% может дать 138 м3 горючей смеси, а барда – 40 – 50 м3. Хорошим источником биогаза могут быть бытовые пищевые отходы (около 100 м3 газа) и отходы бойни, рыбоперерабатывающих и мясоперерабатывающих цехов. Кровь, кишечник, обрезки кожи, чешуя, рыбьи головы, хвосты, кости и мягкие ткани при разложении в реакторе дают 100 – 300 м3 биогаза. Очень большой потенциальный запас энергии у жира: из одной его тонны может получиться 1300 м3 газа, а из 1 тонны жировой пульпы – 250 м3



Как видим, любые органические отходы можно не только безопасно утилизировать в биогазовой установке, но ещё и получить от этого дополнительную выгоду в виде дешевого горючего и ценного органического удобрения, которое можно использовать на полях под любые культуры. Отработанная биомасса после производства метана содержит почти такое же количество ценных для растений компонентов, что и исходный материал, но все питательные вещества находятся в более доступной для растительного организма форме. В отработке также содержатся  макроэлементы и гуминовые кислоты. Использование этой органики как удобрения повышает урожайность сельскохозяйственных культур на 30 – 50%.


С начала активации продуктивного процесса биомасса в реакторе разлагается около месяца, а затем, после её полной выработки, заменяется на новую. Отработанный ил перемещают по трубе из реактора в специальный резервуар. Если конструктивно предусмотрено расположение сливного резервуара ниже самого реактора, то ил стекает в него по трубе самотёком через кран, без использования специального насоса. 


В результате работы метанообразующих бактерий и других микроорганизмов происходит выделение из органической массы газообразных веществ и скапливание их над жидкостью в реакторе. По мере накопления газы выходят по отводной тубе из реактора в накопительную ёмкость (газольдер, коллектор), по пути проходя фильтры, которые очищают полученный сырой продукт от присутствующих в его составе водяных паров, сероводорода, углекислого газа и прочих нежелательных примесей. 


Для очистки газа от сероводорода применяется фильтр из активированного угля, реагент в котором нужно менять один раз в два – три месяца. Для очистки биогаза от углекислого газа, его надо пропускать сквозь воду (по принципу водяного клапана). Суть метода очистки водой состоит в различном уровне растворимости углекислого газа и метана в воде. Проходя сквозь воду, углекислый газ в ней растворяется, а метан не успевает. Периодически, по мере накопления в воде углекислого газа, производится её замена на чистую. Чем больше объём воды в фильтре, тем реже её нужно менять. 


Для очистки метана от влаги оборудуют чиллер (проточная камера-охладитель, труба, в которой водяной пар конденсируется и оседает на стенках, после чего стекает в уловитель и периодически сливается через кран). В таком виде газ может быть направлен для хранения в коллектор и при возникновении потребности использован потребителями. 



Коллектор – очень важная часть установки, в нём готовое горючее собирается и хранится до возникновения потребности в его хозяйственном использовании. Коллекторы конструктивно могут быть разными. Для небольших домашних установок с объёмом реактора до 1 м3 достаточно нескольких резиновых тракторных шин. Для более масштабных производств коллектором могут служить герметичные полиэтиленовые шланги-мешки, которые обычно предназначены для хранения зерна или силоса, сенажа. Для промышленных биогазовых заводов потребуются большие специальные коллекторы-купола с двойной стенкой. 



В целях безопасности на выводной трубе коллектора следует установить кран и обратный клапан.  Объём коллектора рассчитывается таким образом, чтобы он соответствовал количеству продукта, вырабатываемого реактором при максимальной производительности за трехдневный период. Для аварийного сжигания метана рекомендуется соорудить и подключить к выходной трубе коллектора специальный факел, с помощью которого можно было бы при необходимости уничтожить часть газа, накопившегося в резервуаре. С целью создания необходимого давления газа, для нормальной работы бытовых потребителей, на выходе трубы из коллектора устанавливается специальный газовый насос


Газ, полученный из биогазовой установки, пригоден для использования аналогично природному, а после специальной очистки и переработки в газовый конденсат, им можно даже заправлять автомобили. 


Подводя итог, хочется обратить внимание на то, что производство биогаза имеет ряд преимуществ


Во-первых, это экологичность самого процесса производства и произведённого продукта. Во время разложения биомассы в атмосферу не выделяется никаких вредных веществ. Углекислый газ, который появляется в первые две – три недели после заполнения реактора сырьём, выделяется в незначительном объёме, и его можно направлять в теплицу, где он в светлое время суток будет поглощён растениями и использован для синтеза органических веществ, в процессе фотосинтеза. 


Сгорая, биогаз также выделяет в окружающую среду углекислый газ и серу. Но уровень такого загрязнения настолько незначителен, что биогаз можно использовать на кухне, в жилом помещении и при этом никак не обнаруживать продукты сгорания органолептически. В естественных условиях протекание процесса разложения перерабатываемой органической биомассы сопровождалось бы выделением таких же продуктов распада, с той только разницей, что в этом случае метан просто улетучивался бы в атмосферу.


Применение контролируемой переработки биоотходов позволяет использовать биогаз в качестве возобновляемого источника энергии. Кроме того, стоит помнить, что метан оказывает влияние на развитие парникового эффекта на планете в 20 раз большее, чем углекислый газ, и мы, перерабатывая его, тем самым частично замедляем развитие глобального потепления. 



Во-вторых, это возобновляемость сырья и его дешевизна. Сырьём для производства биогаза может служить любая органика, при этом мы ещё попутно решаем вопрос утилизации многих органических отходов с выгодой для хозяйства и без угрозы для окружающей среды. К примеру, осенью на улицах любого населённого пункта появляется огромное количество опавших листьев. Иногда это становится настоящей проблемой. Сжигать их, способствуя не только ухудшению экологии, но и нанося непоправимый вред здоровью человека, категорически запрещено на законодательном уровне, а вывозить – дорого. В итоге, зачастую можно наблюдать как большие кучи листьев просто лежат на обочине или разносятся ветром по всей территории. А ведь они могут служить прекрасным сырьем для получения биогаза. Кроме листьев в биогазовых установках можно очень дёшево утилизировать отходы животного происхождения, предназначенные для вынужденной переработки в мясо-костную муку. 


В-третьих, побочный продукт производства биогаза – отработка, оставшаяся после завершения метанообразования, является ценным удобрением. Применение её на полях может обеспечить качественное, полноценное питание культур. Это удобрение не агрессивно по отношению к почве и почвообразующей микрофлоре, а также легко усваивается растениями, не требуя дополнительного времени на преобразование.


К отрицательным сторонам синтеза биогаза можно условно отнести неравномерность процесса выделения метана на протяжении периода переработки одной загрузки, трудоёмкость на некоторых этапах производства (заполнение реактора сырьём и удаление из него отработанного ила), дороговизну оборудования и материалов при сооружении биогазовой установки. 



Кстати, на экономической стороне организации биогазового производства стоит остановиться отдельно. Сооружение биогазовой установки – достаточно затратное дело, и окупается оно не сразу. А срок службы установки, согласно гарантии производителя – 15 лет. Существенно сэкономить на проекте можно, сделав часть работ и некоторые элементы установки самостоятельно, из подручных материалов. Так, например, многие строительные работы (копание ям, постройка защитных ограждений и пр.) можно осуществить своими силами, а в качестве реактора использовать любые герметически закрывающиеся емкости (бочки объемом 200 л, служившие тарой для различных материалов, старые цистерны для перевозки молока), либо сварить его из шести листов стали собственноручно. 

Также вполне допустимо использовать в конструкции пластиковые трубы и краны, которые менее трудоемки в монтаже и намного дешевле металлических. Целые камеры от тракторных колёс отлично послужат в качестве накопителя газа. Конечно, какую-то часть оборудования придется всё же приобрести, но чем больше удастся сделать своими руками, тем скорее окупится проект, и тем скорее можно будет пользоваться газом собственного производства.

Успешного вам хозяйствования и энергетической независимости!

что нужно для его получения, монтаж и запуск реактора, правила безопасности, рентабельность

Постоянное повышение стоимости традиционных энергоносителей подталкивает домашних мастеров на создание самодельного оборудования, позволяющего получать из отходов биогаз своими руками. При таком подходе к ведению хозяйства удается не только получить дешевую энергию для отопления дома и других нужд, но и наладить процесс утилизации органических отходов и получения бесплатных удобрений для последующего внесения в почву.

Излишки произведенного биогаза, как и удобрений, можно реализовать по рыночной стоимости заинтересованным потребителям, превратив в деньги то, что буквально «валяется под ногами». Крупные фермеры могут позволить себе купить готовые станции по выработке биогаза, собранные в заводских условиях. Стоимость такого оборудования довольно высока. Однако и отдача от его эксплуатации соответствует сделанным вложениям. Менее мощные установки, работающие по тому же принципу, можно собрать своими силами из доступных материалов и деталей.

Что такое биогаз и как он образуется

В результате переработки биомассы получается биогаз

Биогаз относят к экологически чистым видам топлива. По своим характеристикам биогах во многом сходится с природным газом, добываемым в промышленных масштабах. Представить технологию получения биогаза можно следующим образом:

  • в специальной емкости, называемой биореактором, происходит процесс переработки биомассы с участием анаэробных бактерий в условиях безвоздушного брожения в течение определенного периода, длительность которого зависит от объема загруженного сырья;
  • в результате происходит выделение смеси газов, состоящей на 60 % из метана, на 35 % — из углекислого газа, на 5 % — из других газообразных веществ, среди которых есть и сероводород в небольшом количестве;
  • получаемый газ постоянно отводится из биореактора и после очистки отправляется на использование по назначению;
  • переработанные отходы, ставшие высококачественными удобрениями, периодически удаляются из биореактора и вывозятся на поля.

Наглядная схема процесса выработки биотоплива

Чтобы производство биогаза наладить в домашних условиях в непрерывном режиме, надо владеть или иметь доступ к сельскохозяйственным и животноводческим предприятиям. Экономически выгодно заниматься получением биогаза только в том случае, если есть источник бесплатной поставки навоза и иных органических отходов животноводства.

Отопление газом по прежнему остаётся самым надёжным способом обогрева. Подробнее узнать об автономной газификации можно в следующем материале: https://aqua-rmnt.com/gazosnabzhenie/avtonomnoe-gazosnabzhenie-chastnogo-doma.html

Типы биореакторов

Установки для производства биогаза различаются по типу загрузки сырья, сбору полученного газа, размещению реактора относительно поверхности земли, материала изготовления. Бетон, кирпич и сталь являются наиболее подходящими материалами для строительства биореакторов.

По типу загрузки различают биоустановки, в которые загружается заданная порция сырья и проходит цикл переработки, а затем полностью выгружается. Выработка газа в этих установках нестабильна, зато в них можно загружать любые виды сырья. Как правило они имеют вертикальное расположение и занимают мало места.

В систему второго типа ежедневно подгружается порция органических отходов и выгружается равная ей по объему порция готовых ферментированных удобрений. В реакторе всегда остается рабочая смесь. Установка так называемой непрерывной загрузки стабильно вырабатывает больше биогаза и пользуется большой популярностью у фермеров. В основном эти реакторы расположены горизонтально и удобны при наличии свободного места на участке.

Выбранный тип сбора биогаза определяет конструктивные особенности реактора.

  • баллонные системы состоят из резинового или пластикового термостойкого баллона, в котором совмещены реактор и газгольдер. Преимущества этого вида реакторов – простота конструкции, загрузки и выгрузки сырья, легкость очистки и транспортировки, малая стоимость. К минусам можно отнести небольшой срок службы, 2-5 лет, возможность повреждения в результате внешних воздействий. К баллонным реакторам относятся и установки канального типа, которые широко используются в Европе для переработки жидких отходов и сточных вод. Такой резиновый верх эффективен при высокой температуре окружающей среды и отсутствии риска повреждений баллона. У конструкции с фиксированным куполом полностью закрытый реактор и компенсирующая емкость для выгрузки шлама. Газ скапливается в куполе, при загрузке очередной порции сырья переработанная масса выталкивается в компенсационную емкость.
  • Биосистемы с плавающим куполом состоят из монолитного биореактора, расположенного под землей и подвижного газгольдера, который плавает в специальном водяном кармане или прямо в сырье и поднимается под действием давления газа. Преимуществом плавающего купола является легкость эксплуатации и возможность определения давления газа по высоте поднятия купола. Это отличное решение для крупной фермы.
  • При выборе подземного или расположения установки над поверхностью, нужно учитывать уклон рельефа, что облегчает загрузку и выгрузку сырья, усиленную теплоизоляцию подземных конструкций, которая защищает биомассу от суточных колебаний температуры и делает процесс брожения более стабильным.

Конструкция может оснащаться дополнительными устройствами для подогрева и перемешивания сырья.

Рентабельно ли делать реактор и пользоваться биогазом

Строительство биогазовой установки преследует следующие цели:

  • производство дешевой энергии;
  • выработка легкоусваиваемых удобрений;
  • экономия на подключении к дорогостоящей канализации;
  • переработка отходов хозяйства;
  • возможная прибыль от продажи газа;
  • снижение интенсивности неприятного запаха и улучшение экологической обстановки на территории.

График рентабельности выработки и использования биогаза

Для оценки выгоды строительства биореактора рачительному хозяину следует учесть следующие аспекты:

  • затраты на биоустановку относятся к долгосрочным капиталовложениям;
  • самодельное биогазовое оборудование и установка реактора без привлечения сторонних специалистов обойдется гораздо дешевле, но и его эффективность ниже, чем у дорогого заводского;
  • для поддержания стабильного давления газа, у фермера должен быть доступ к отходам животноводческого производства в достаточном количестве и на длительный срок. В случае высоких цен на электроэнергию и природный газ или отсутствие возможности газификации, использование установки становится не только выгодным, но и необходимым;
  • для крупных хозяйств с собственной сырьевой базой, выгодным решением будет включение биореактора в систему теплиц и ферм КРС;
  • для небольших ферм повысить эффективность можно путем монтажа нескольких небольших реакторов и загружать сырье в разные промежутки времени. Это позволит избежать перебоев с газом при недостатке исходного сырья.

Узнать о том, как обустроить отопление в частном доме без газа, можно здесь: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/alt_otoplenie/otoplenie-chastnogo-doma-bez-gaza.html

Как построить биореактор своими силами

Решение о строительстве принято, теперь нужно спроектировать установку и рассчитать необходимые материалы, инструменты и оборудование.

Важно! Стойкость к агрессивным кислым и щелочным средам – основное требование к материалу биореактора.

Если в наличии есть металлическая цистерна – ее можно использовать при условии защитного покрытия от коррозии. При выборе емкости из металла обратите внимание на наличие сварных швов и их прочность.

Прочный и удобный вариант – емкость из полимера. Этот материал не гниет и не ржавеет. Прекрасно выдержит нагрузку бочка с толстыми жесткими стенками или армированная.

Самый дешевый способ – выкладка емкости из кирпича или камня, бетонных блоков. Для увеличения прочности стены армируют и покрывают внутри и снаружи многослойным гидроизоляционным и газонепроницаемым покрытием. Штукатурка должна содержать присадки, обеспечивающие заданные свойства. Наилучшая форма, которая позволит выдержать все нагрузки давления – овальная или цилиндрическая.

В основании этой емкости предусматривают наличие отверстия, через которое будет удаляться отработанное сырье. Данное отверстие должно плотно закрываться, ведь система эффективно работает лишь в герметичных условиях.

Расчёт необходимых инструментов и материалов

Для выкладки кирпичной емкости и устройства всей системы понадобятся следующие инструменты и материалы:

  • ёмкость для замешивания цементного раствора или бетономешалка;
  • дрель с насадкой миксер;
  • щебень и песок для устройства дренажной подушки;
  • лопата, рулетка, мастерок, шпатель;
  • кирпич, цемент, вода, мелкофракционный песок, арматура, пластификатор и другие необходимые присадки;
  • сварочный аппарат и крепеж для монтажа металлических труб и комплектующих;
  • водяной фильтр и ёмкость с металлической стружкой для очистки газа;
  • баллоны от шин или стандартные пропановые баллоны для хранения газа.

Размер бетонного резервуара определяется из количества органических отходов, появляющихся ежесуточно в частном подворье или фермерском хозяйстве. Полноценная работа биореактора возможно в случае его заполнения на две трети от имеющегося объема.

Определим объем реактора для небольшого частного хозяйства: если в наличии есть 5 коров, 10 свиней и 40 кур, то за сутки их жизнедеятельности образуется помета 5 х 55 кг + 10 х 4,5 кг + 40 х 0,17 кг = 275 кг + 45 кг + 6,8 кг = 326,8 кг. Чтобы довести куриный помет до необходимой влажности 85% необходимо долить 5 литров воды. Общая масса = 331,8 кг.  Для переработки за 20 дней необходимо: 331,8 кг х 20 = 6636 кг — около 7 кубов только под субстрат. Это две трети нужного объема. Чтобы получить результат, нужно 7х1,5= 10,5 куб. Полученная величина и есть необходимый объём биореактора.

Помните, что добыть большое количество биогаза в маленьких емкостях не получится. Выход напрямую зависит от массы перерабатываемых в реакторе органических отходов. Так, чтобы получить 100 кубических метров биогаза, надо переработать тонну органических отходов.

Подготовка места для устройства биореактора

Для получения бесплатного биотоплива на участке необходимо выбрать место для строительства армированной бетонной емкости, которая будет служить биореактором.

Оптимальное расположение выбирают вдали от жилых помещений, мест размещения животных. Склад хранения сырья может быть недалеко. Следует учесть уровень грунтовых вод и удобство загрузки и выгрузки биомасс. Желательно место для подвоза сырья.

Экономичным размещением емкости реактора является строительство его ниже уровня земли. Уклон рельефа также очень удобен. Это удешевит теплоизоляцию и облегчит загрузку органического субстрата.

Надежность конструкции и долговечность работы реактора напрямую зависит от подготовки дна и стенок ямы для емкости. Укрепление стен и их герметизацию производят с помощью пластика, бетона, используют полимерные кольца. Важно и тщательное утепление. В качестве дешевого утеплителя используют солому, глину, сухой навоз и шлак, подручные материалы.

Сборка и монтаж установки

Для экономии бюджета оптимально смонтировать простую и надёжную конструкцию без наворотов, а потом, в процессе эксплуатации и при появлении финансовых возможностей, добавлять дополнительные элементы для подогрева, автоматизации, управления.

Наглядная схема устройства биореактора

Пошаговая инструкция по сборке и установке биореактора поможет смонтировать установку своими силами.

  1. Выкопать котлован, на дно насыпать выравнивающий слой песка, проложить весь котлован ПВХ пленкой, затем насыпать теплоизоляционный слой керамзита, соломы, выровнять в горизонт. Смонтировать трубы для загрузки и выгрузки субстрата. Диаметр труб для сырья должен иметь диаметр не менее 300 мм, иначе они забьются.
  2. Выложить кирпичную емкость или установить готовую. Утеплить боковые стенки реактора, обмазав глиной и соломой в несколько слоёв или применив современные утеплители, например, пенополистирол, вспененный пенополиуретан.
  3. Сделать систему газового дренажа, состоящую из вертикальных труб с многочисленными отверстиями по корпусу. Такая система заменит мешалки.
  4. Накрыть внешний слой загруженного биосырья специальной пленкой для создания небольшого избыточного давления и скапливания биогаза под куполом. Установить купол, который должен быть герметичным и газоотводящую трубу наверху, фильтры для очистки герметичный люк, гидрозатвор. Газ накапливается и хранится в специальных мешках-газгольдерах.

Запуск биореактора

  1. Для эффективной работы биореактора необходима его загрузка сырьем на 2/3 объема, необходимая для работы бактерий температура, поэтому бункер для подачи биомассы следует расположить на солнечной стороне, чтобы он прогревался.
  2. Загрузку нового и вывод отработанного органического субстрата дешевле и легче проводить по принципу перелива, т.е. подъем уровня органики внутри реактора при вводе новой порции выведет через трубу выгрузки субстрат в объеме, равном объему вводимого материала.
  3. Загрузить партию бактерий. При необходимости подогреть.

Правильный отвод газа из биореактора

Получаемый в процессе брожения органики газ отводят через специальное отверстие, предусмотренное в конструкции верхней части крышки, которой плотно закрывают резервуар. Чтобы исключить вероятность смешивания биогаза с воздухом, надо обеспечить его отвод через водяной затвор (гидрозатвор).

Контролировать давление газовой смеси внутри биореактора можно с помощью крышки, которая должна при избытке газа приподниматься, то есть играть роль спускового клапана. В качестве противовеса можно использовать обычную гирю. Если давление в норме, то выработанный газ будет поступать по отводящей трубе в газгольдер, по пути подвергаясь очистке в воде.

Получаемый газ отводят через специальное отверстие, расположенное в конструкции крышки

Правила эксплуатации и безопасности

Постоянная подгрузка очередных партий и выгрузка готовых удобрений, контроль условий брожения, обеспечат правильную работу биогазовой установки.

Специализированные фирмы продают партии ферментирующих органику бактерий для выработки биогаза.

Существуют мезофильные, термофильные и психрофильные бактерии. Полная ферментация органики с участием термофильных бактерий произойдет за 12 дней. Мезофильные бактерии работают медленнее, они переработают сырье за 20 дней.

Биомассу в реакторе нужно перемешивать как минимум два раза в день, иначе на поверхности образуется корка, препятствующая свободному выходу биогаза. В холодное время года реактор следует подогревать, поддерживая оптимальную температуру для наибольшей выработки продукта.

Изготовить камин для квартиры на экологически чистом топливе не составляет труда при наличии должного желания и соответствующих инструкций. Подробности: https://aqua-rmnt.com/otoplenie/biokamin-svoimi-rukami.html

Органическая смесь, загружаемая в реактор не должна содержать антисептиков, моющих средств, химических веществ, вредных для жизнедеятельности бактерий и замедляющих выработку биогаза.

Важно! Биогаз является воспламеняющимся и взрывоопасным.

Для правильной работы биореактора необходимо соблюдать те же правила, что и для любых газовых установок. Если оборудование герметично, биогаз своевременно отводится в газгольдер, то проблем не возникнет.

Если же давление газа превысит норму или будет травить при нарушении герметичности, возникает риск взрыва, поэтому рекомендуется установить датчики температуры и давления в реакторе. Вдыхание биогаза также опасно для здоровья человека.

Как обеспечить активность биомассы

Ускорить процесс брожения биомассы можно с помощью ее подогрева. Как правило, в южных регионах такой проблемы не возникает. Температуры окружающего воздуха хватает для естественной активации процессов брожения. В регионах с суровыми климатическими условиями в зимнее время без подогрева вообще невозможна эксплуатация установки по производству биогаза. Ведь процесс брожения запускается при температуре, превышающей отметку в 38 градусов по Цельсию.

Организовать подогрев резервуара с биомассой можно несколькими способами:

  • подключить к системе отопления змеевик, расположенный под реактором;
  • установить в основании емкости электрические нагревательные элементы;
  • обеспечить прямой нагрев резервуара путем использования электрических отопительных приборов.

Бактерии, влияющие на выработку метана, находятся в спящем состоянии в самом сырье. Их активность повышается при определенном уровне температуры. Обеспечить нормальное течение процесса позволит установка автоматизированной системы подогрева.  Автоматика включит обогревательное оборудование при поступлении в биореактор очередной холодной партии, а затем выключит, когда биомасса прогреется до заданного уровня температуры.

Подобные системы контроля температуры устанавливаются в водогрейных котлах, поэтому их можно приобрести в магазинах, специализирующихся на продаже газового оборудования.

На схеме показан весь цикл, начиная от загрузки твердого и жидкого сырья, и заканчивая отводом биогаза к потребителям

Важно заметить, что активизировать выработку биогаза в домашних условиях можно с помощью перемешивания биомассы в реакторе. Для этого изготавливают устройство, конструктивно похожее на бытовой миксер. Привести устройство в движение может вал, который выводят через отверстие, расположенное в крышке или стенках резервуара.

Какие специальные разрешения требуются на установку и использование биогаза

Чтобы построить и эксплуатировать биореактор, а также использовать полученный газ, нужно еще на стадии проектирования озаботиться получением необходимых разрешений. Согласование нужно пройти с газовой службой, пожарниками и Ростехнадзором. В целом правила установки и эксплуатации аналогичны правилам пользования обычным газовым оборудованием. Строительство должно производиться строго по СНИПам, все трубопроводы должны быть желтого цвета и иметь соответствующую маркировку. Готовые системы, изготовленные на заводе, стоят в разы дороже, но имеют все сопроводительные документы, соответствуют всем техническим требованиям. Производители дают на оборудование гарантию и производят обслуживание и ремонт своей продукции.

Самодельная установка для получения биогаза может позволить экономить на оплате энергоносителей, занимающих большую долю в определении себестоимости сельскохозяйственной продукции. Снижение расходов на выпуск продукции скажется на увеличении рентабельности фермерского хозяйства или частного подворья. Теперь, когда вы знаете, как получить из имеющихся отходов биогаз, остается лишь реализовать идею на практике. Многие фермеры уже давно научились из навоза делать деньги.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

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 (40-50oC).

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 +30oC. Причем в навозе содержатся бактерии двух типов:

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

    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 +43oC до +52oC 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 +50oC 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.

Как построить барабанный биогазовый реактор емкостью 55 галлонов

В маломасштабном и микромасштабном биогазе одним из классических подходов является использовать бочки на 55– (или 30–) галлонов в той или иной конфигурации, сделать варочный котел. Действительно, многие это сделали (например, Ларри Ромесберг), и информации на самом деле немало. около 55-галлонных барабанных варочных котлов (некоторые из которых весьма интересны) в Полное руководство по биогазу (TCBH): но следует отметить четыре важных момента:

Прежде всего, имейте в виду, что, как правило, варочный котел, поддерживаемый теплым и сытым, будет производить собственный объем в биогазе ежедневно .Так что подумайте о том, что пятьдесят пять галлонов биогаза составляет ~ 7,3 футов 3 , ~ 200 литров. Одноконфорочная плита, в зависимости от количество факторов, будет потреблять примерно вдвое больше биогаза каждый час, а это означает, что нужно производить биогаз из бочки емкостью 55 галлонов (сохраненной в тепле!) для полного день, чтобы на полчаса поработала одноконфорочная печь. Следовательно, это первая точка:

  • Барабанные варочные котлы емкостью 55 галлонов, изготовленные из одной бочки, обычно слишком малы для производства практическое количество биогаза.Штраф за экспериментирование ; наверное не много помощь с проживанием .

Можно производить больше биогаза, «собирая» бочки вместе, как показано ниже. но ключевая трудность, как мы подразумевали выше, заключается в том, что получить много биогаза из варочного котла необходимо поддерживать теплым (температура вашей кишки — наша цель). Конечно, любой варочный котел можно нагреть (получить тепло) от солнце или воздух на его поверхности, но там, где погода не в оптимальном диапазоне — «Мезофильный» диапазон, от 70 ° до 104 ° F, от 21 ° до 40 ° C — варочный котел также будет терять тепла со всех своих поверхностей, и практически говоря, это делает его труднее удерживать тепло, потому что (скажем) четыре бочки по 55 галлонов будут иметь гораздо большую площадь поверхности чем один 200+ галлоновый контейнер.Для большей части мира, выше или ниже экваториального пояса или на большой высоте (Европа, США, лучшая часть Азии, Австралия и маленькая Новая Зеландия: Антарктида!) Такая погода бывает только в отдельные дни в течение нескольких месяцев в году, если вообще бывает. Следовательно, это вторая точка:

  • Варочные котлы, изготовленные из бочек емкостью 55 галлонов, требуют большего количества тепла / энергии для поддержания заданная температура в варочном котле (ах) по сравнению с тем же объемом в более крупном контейнер; и для многих из нас достаточно сложно поддерживать оптимальную температуру в варочных котлах. температура как есть.

Нелегко построить с непрерывным кормлением варочный котел при запуске с бочкой емкостью 55 галлонов. TCBH имеет дизайн, который делает это — стр. 215; и см. ниже . Это означает — на случай, если это еще не очевидно — что большинство варочных котлов, изготовленных из бочек емкостью 55 галлонов, будут иметь периодическую загрузку ; Oни нужно будет залить, они будут производить биогаз пару месяцев (может быть), и они будут затем должны быть опорожнены. Это может показаться неважным, но не забывайте что барабан на 55 галлонов, наполненный всем, что действительно будет производить биогаз, будет весить около 420 фунтов, 190 кг или больше.(С каким весом вы можете жать лежа?) В качестве примера конструкции варочного котла с использованием нескольких бочек емкостью 55 галлонов, но при этом не упоминается значительный сложность борьбы с ними, учтите Вот этот.

Дело в том, что после того, как вы его заполните, вы не сможете опустошить этот 55-галлонный барабан без какой-либо механической помощи. Многие люди даже не смогли бы переверните его, если он был на устойчивом основании. У тебя есть трактор?

И если как-нибудь узнаешь, можно их оттолкнуть и все такое… вещи … выходит из них прямо там, где они есть, потому что вы просто не может переместить их больше, чем на два фута… Это будет подходящее место для вещей ? (мы называем это Кстати, « сточных вод » в биогазовом бизнесе.)

Итак, это третья точка:

  • Варочные котлы, сделанные из бочек емкостью 55 галлонов, могут быть чертовски неудобными в работе.

Это изображение / дизайн из The Complete Biogas Handbook было использовано на обложке. публикации VITA под названием «Понимание производства биогаза», и вполне может иметь послужила основой для дизайна ECHO (обсуждается здесь.) Другой конструкция с непрерывной подачей с использованием барабанов очень кратко описана в это издание.

И, наконец, хотя по этому поводу можно было бы сказать больше, позвольте мне сказать, что в моем области мира (северный Орегон, США), бесплатные барабаны найти нелегко, а другие Добрый — такой, за который нужно платить — стоит не менее 10 долларов, а часто и больше. Учитывая некоторые из другие альтернативы, упомянутые ниже, это приводит нас к заключительному, возможно, удивительному пункт о варочных котлах, изготовленных из бочек емкостью 55 галлонов:

  • В расчете на объем варочные котлы, изготовленные из бочек емкостью 55 галлонов, могут быть относительно дорого .

Рекомендация: возможно, классический образец . в отношении изготовления варочного котла из бочки емкостью 55 галлонов предоставлено Организацией Объединенных Наций » Продовольственная и сельскохозяйственная организация (ФАО), «Биогаз 2: Создание лучший биогазовый агрегат »(опубл. 1986), одна из версий которого найдена здесь. (Вы также можете получить публикация, предшествующая этой, называлась «Биогаз: что это такое, как производится; Как им пользоваться ».)

баррелей биогаза | Biomassmagazine.com

Никогда не было запрета на инновации. Пивоварни, ликеро-водочные заводы и смежные отрасли промышленности используют биомассу и отходы для производства возобновляемой энергии.

Райан К. Кристиансен

В 30 милях к северу от Нового Орлеана туристическая тропа Tammany Trace с 31 мостом проходит через заливы, ручьи и реки, отмечая путь бывшей Центральной железной дороги Иллинойса на севере берег озера Пончартрен. Одна остановка по маршруту — Абита-Спрингс, штат Луизиана., дом Abita Brewing Co., где вы можете пройти через французские двери в дегустационный зал, чтобы отведать образцы напитков Abita, Jockamo, Purple Haze, Restoration, Turbodog, Andygator, Abbey Ale или одного из нескольких сезонных сортов пива на выбор. пивоварен из урожая или даже корневого пива, сваренного с использованием природной родниковой воды из водоносного горизонта Южных холмов. Если вы решите совершить поездку по объекту площадью 49000 квадратных футов, президент пивоварни Дэвид Блоссман может показать вам, как пивоварня делает свое пиво и как превращает отходы пивоварни в возобновляемые источники энергии.

Основанная в 1986 году, Abita Brewing является 30-й по величине коммерческой пивоварней в стране. В 2008 году компания ожидала, что ее добыча превысит 85 000 баррелей, а выручка составит 16,5 млн долларов.

Пиво варят путем первого измельчения солодового ячменя в зерно, чтобы обнажить крахмал в зерне. Затем засыпку смешивают с теплой водой, чтобы сделать затор. Ферменты в заторе превращают крахмал в сахар. Затем сахарное сусло сливают, а оставшееся сусло опрыскивают горячей водой, чтобы промыть оставшееся сусло из сусла.Затем сусло кипятят с хмелем и пропускают через водоворот для удаления твердых белков и волокон хмеля. Затем сусло охлаждают и ферментируют в пиво с использованием дрожжей. По мере того как пиво стареет, дрожжи оседают и сливаются. Наконец, пиво фильтруют, чтобы получить готовый продукт.

В процессе пивоварения все, что не помещено в бочонки или бутылки, считается отходами, включая отработанное зерно, отработанный хмель, сахар, белки и дрожжи. «У нас много дрожжей, потому что мы производим гораздо больше дрожжей, чем можем использовать», — говорит Блоссман.Специальные сорта пива, для аромата которых используются малиновое пюре или клубничный сок, также производят отходы из этих ингредиентов. «И когда мы фильтруем и разливаем, мы теряем и настоящее пиво», — говорит он. Но мусор для одного человека — это сокровище для другого, поэтому Abita Brewing превращает отходы в энергию.

Часть отходов, производимых Abita Brewing, превращается в энергию в виде корма для животных. Белки из отходов пивоварни смешивают с отработанным зерном и продают местному молочному фермеру.Остальное «уходит в канализацию», — говорит Блоссман, но не в канализацию. Вместо этого отходы подают в анаэробный варочный котел Siemens Water Technologies на 570 000 галлонов, который может превращать 75 000 галлонов пивоваренных отходов в день в биогаз. Затем богатый метаном газ подается в котел пивоварни, устраняя потребность в ископаемом природном газе. Установленная в апреле 2008 года, система в настоящее время перерабатывает 45 000 галлонов пивоваренных отходов в день и производит 490 миллионов кубических футов биогаза каждый месяц.

Блоссман говорит, что доволен тем, как хорошо работает варочный котел.«Пока что мы очень добиваемся качества газа», — говорит он. «Мы тестировали его три или четыре раза, и каждый раз он показывает нам, что у нас около 92 процентов метана, что невероятно. У нас очень чистый газ». Blossman отмечает, что биогаз может быть очень агрессивным. «У нас нет, но мы все еще проходим этапы сушки и пропускания через железную губку, которая предназначена для удаления любых природных кислот, содержащихся в газе, что не дает ему повредить сталь нашего котлы «, — говорит он.

До установки варочного котла Abita Brewing использовала аэробную систему для очистки сточных вод, говорит Блоссман. «Это была хорошая система, и она работала, — говорит он, — но мы довольно быстро переросли систему, и поэтому нам нужно было добавить емкость. И когда мы решили добавить емкость, мы решили изменить технологии и перейти на анаэробную система.»

Помимо возможности улавливания и использования биогаза, переход на анаэробный варочный котел дал Abita Brewing дополнительные преимущества: система требует меньше рабочей силы, меньше энергии и лучше пахнет.

«В аэробной системе у вас есть популяция жуков, которая на самом деле растет намного больше», — говорит Блоссман. «Это как дрожжи, они продолжают расти и расти, и вы должны постоянно извлекать твердые частицы из системы и обезвоживать их, тогда как в анаэробной системе у вас почти нет роста насекомых.

«Другое дело, что для этого требуется намного меньше энергии», — говорит он. «В аэробной системе были эти огромные воздуходувки для стимуляции аэробных бактерий, а для этого требовалась энергия.

«И мне нравится тот факт, что он полностью герметичен, и у нас есть система удаления запаха, поэтому мы стали лучшими соседями», — говорит он. «Когда аэробная система работает безупречно, у вас не будет особого запаха, но он неизбежно будет — я знаю по опыту, что вы чувствуете — тогда как с этой системой у нас не было ни одной жалобы от соседа. не нюхайте его, потому что все закрыто. Все, что вы теряете, вы не хотите терять, потому что это газ, и вы хотите его сохранить.»

Переход с аэробной системы очистки на анаэробную стоил недешево. Blossman говорит, что анаэробный варочный котел обошелся Abita примерно в 1,5 миллиона долларов, тогда как аэробная система аналогичного размера стоила бы 900 000 долларов или меньше. «Но в конечном итоге мы подумали, что он нам больше подходит», — говорит Блоссман. «Нам понравилась идея использовать наш собственный газ. Мы стараемся быть максимально экологичными здесь, и у нас была роскошь ведения бизнеса в течение 23 лет, поэтому мы можем делать такие вещи.Если бы мы попытались сделать это 15 или 20 лет назад, у нас не было бы ресурсов для этого. Но теперь нам не нужно так требовательно относиться к окупаемости ».

Бакарди Лимитед
Пивоварни — не единственные предприятия, перерабатывающие отходы для получения энергии. Винокурни тоже производят энергию вместе с спиртными напитками. Компания Bacardi Limited, имеющая 31 завод по всему миру, производит ром Bacardi, водку Grey Goose, купажированный шотландский виски Dewar’s, джин Bombay Sapphire, текилу Cazadores и многое другое.Компания также производит энергию. По словам Стивена Харви, директора Bacardi по вопросам окружающей среды, здоровья и безопасности, компания запатентовала собственную технологию использования анаэробного сбраживания для очистки сточных вод заводов по производству рома и получения энергии из биогаза. Компания предоставила лицензию на свою технологию нескольким другим компаниям, включая Cervecera India Inc. в Пуэрто-Рико и Brugal & Co., C. por A. в Санто-Доминго.

Харви говорит, что первый анаэробный варочный котел компании был введен в эксплуатацию в 1982 году на крупнейшем ликеро-водочном заводе Bacardi в Катао, Пуэрто-Рико, с дополнительными варочными котлами, построенными в 1992, 2000 и 2003 годах.Система, разработанная Black & Veatch Holding Co., ежедневно обрабатывает 1,2 миллиона галлонов кубового куба, неферментированной патоки и воды с ликеро-водочного завода и может обрабатывать 2 миллиона галлонов. Ежегодно производимое 7 миллионов кубометров биогаза подается в котлы для производства пара, который используется в ликероводочном заводе для производства рома.

«В прошлом году завод в Катао получал более 30 процентов своей потребности в энергии из природного биогаза», — говорит Харви. «[Мы] избегали потребления более 5 миллионов литров невозобновляемого мазута, что привело бы к образованию более 16 000 метрических тонн CO2.Завод в настоящее время инвестирует почти 7 миллионов долларов в строительство когенерационной установки, которая будет производить электроэнергию из биогаза, чтобы еще больше повысить энергоэффективность предприятия и снизить выбросы углекислого газа ».

Еще одно предприятие Bacardi, использующее анаэробное сбраживание, — это завод Martini & Rossi в Пессионе, Италия, недалеко от Турина, который производит 12 миллионов ящиков в год и является крупнейшим предприятием Bacardi по розливу в бутылки. Харви говорит, что система была разработана Biotechnical Processes International Ltd., была введена в эксплуатацию в 1998 году для очистки сточных вод, образующихся во время операций смешивания, фильтрации, осветления и розлива, в основном от моечного оборудования. Сточные воды содержат сахар, вермут, спирт и другие растворенные органические вещества. Система обрабатывает 200 000 галлонов в день на своей производственной мощности. 180 000 кубометров биогаза, производимого ежегодно, направляются на когенерационную установку, производящую электроэнергию и горячую воду.

Электроэнергия питает систему очистки сточных вод, а также производственные площади.Горячая вода обеспечивает 50 процентов тепла для системы очистки.

В целом предприятие Martini & Rossi интенсивно использует возобновляемые источники энергии: «92,5 процента производственных отходов перерабатываются, — говорит Харви, — включая твердые частицы, такие как бумага, дерево, стекло, картон, металл и пластик».

Третьим предприятием Bacardi с анаэробным варочным котлом является Gemini Distillers, партнер Bacardi, в Нанджангуде, Индия. Gemini поставляет алкоголь в Bacardi, а Bacardi владеет и управляет установкой дистилляции для производства рома.Анаэробный варочный котел был введен в эксплуатацию в 1990 году для обработки 110 000 галлонов кубового остатка в день с мощностью обработки 130 000 кубометров. 3 миллиона кубических метров биогаза, производимого ежегодно, сжигаются для выработки пара высокого давления для питания турбины, вырабатывающей 90 процентов электроэнергии винокурни. Отработанный пар используется для перегонки рома. Первоначально эта система представляла собой технологию фиксированной пленки и случайного воспроизведения мультимедиа, разработанную Shakthi Sugars Ltd., позже преобразованную в технологию организованных мультимедиа, созданную Lars Enviro Pvt.ООО

«Все три объекта выигрывают от получения стабильного источника энергии из того, что в противном случае было бы потоком отходов», — говорит Харви. «Биогаз — это устойчивая форма возобновляемой энергии, которая помогает Bacardi сократить углеродный след с дополнительным преимуществом обеспечения стабильности затрат на объектах в то время, когда цены на ископаемое топливо значительно колеблются».

Райан К. Кристиансен — штатный автор журнала Biomass Magazine. Свяжитесь с ним по адресу rchristiansen @ bbiinternational.com или (701) 373-8042.

Биогазовый реактор — обзор

Биогазовый реактор в Непале: важность культуры в ориентированном на пользователя дизайне (успехи)

В 2008 году работало студенческое отделение EWB в Технионе — Израильском технологическом институте (далее Технион) в тесном сотрудничестве с деревней Намсалинг, Непал, с населением 8000 человек, для улучшения конструкции и создания биогазовых варочных котлов — устройств, используемых для производства газа для приготовления пищи и удобрений для выращивания. Благодаря консультациям и работе с местными заинтересованными сторонами, команда студентов получила представление о культуре, потребностях и ценностях жителей Намсалинга, что привело к внедрению менее дорогостоящих варочных котлов.

Биогазовые реакторы могут решать широкий спектр энергетических, экологических и медицинских проблем в сельских общинах. Биологические отходы — животные, а иногда и человеческие экскременты, а также сорняки или другие биологические отходы — помещаются в метантенк. По мере разложения материала выделяется газ, который можно откачать и использовать в качестве топлива для приготовления пищи и обогрева домов. Оставшиеся отходы можно использовать в качестве удобрения для местных ферм и садов. Этот газ уменьшает количество сожженной древесины, тем самым уменьшая вырубку лесов и подвергая воздействию токсичного дыма и паров, производимых традиционными дровяными печами, что, в свою очередь, снижает респираторные проблемы (Tugend, 2011).Таким образом, использование природного газа из биогазовых котлов способствует экологической устойчивости и здоровью сельских жителей. 124

Когда в 2008 году начался студенческий проект Техниона, в Непале уже использовалось 200 000 биогазовых реакторов (Stricker, 2010), хотя их строительство стоило значительных затрат времени и денег. Чтобы построить такой варочный котел, вырыли большую яму и использовали землю для создания купола, часто детьми общины. Затем на купол положили бетон и удалили почву, чтобы создать главную камеру варочного котла.Выкопка ямы, изготовление почвенного купола, укладка бетона и последующее удаление почвы потребовали огромных усилий и времени. Студенты Техниона считали, что они могут разработать более дешевый и простой способ создания биогазовых реакторов.

Студенты совершили несколько поездок в деревню, «чтобы поработать с сельскими жителями над определением и сбором данных, необходимых для разработки устойчивых и подходящих проектов» (Lichtman, n.d.). Кроме того, они тесно сотрудничали с Центром развития сообщества Намсалинга (NCDC), Партнерством сектора биогаза (BSP) и семьями из Намсалинга.NCDC и семьи в Намсалинге не только помогли в разработке решения, но и профинансировали треть проекта (Tugend, 2011). С этими партнерами команда переработала форму купола, используемую в процессе строительства.

Вместо того, чтобы использовать почву для постройки купола, команда использовала бамбук — материал, широко доступный в Намсалинге. После того, как бетон наверху затвердеет, форму можно будет легче извлечь из ямы и повторно использовать для создания других камер варочного котла. Это значительно сократило количество денег и время, необходимое для создания варочных котлов.После внедрения этого нового проекта жители деревни сообщили о сокращении ежедневного использования древесины на 36 кг на семью (Lichtman, n.d.). «Глубокое знакомство команды Техниона с сообществом» в Намсалинге, несомненно, способствовало успеху этого проекта (EWB, n.d.).

Студенты Техниона провели много времени с заинтересованными сторонами сообщества, узнавая больше об их ценностях и экономических потребностях, например, об акценте непальцев на семье и уважении к членам сообщества, что было важно для строительства и использования варочных котлов.Кроме того, экономические выгоды, связанные с удобрением из метантенка, особенно значительны: удобрение используется в Намсалинге для выращивания важных товарных культур, таких как кардамон и имбирь (деревня Намсалинг, без даты). Успех этого проекта подчеркивает важность учета ценностей, потребностей и обстоятельств непальского народа, затронутого проектами инженерной помощи. Даже с самыми лучшими намерениями пренебрежение этими соображениями может привести к провалу проектов инженерной помощи:

Кто, по вашему мнению, несет основную ответственность за успех этого проекта? Обоснуйте свой ответ.

Помогли ли финансовые взносы общины Намсалинга успех этого проекта? Почему финансовая поддержка бенефициаров может быть полезной для успеха проекта по сравнению с проектами, полностью финансируемыми внешними организациями?

Как построить Solar CITIES «Биодигестер маринованной бочки»

Изготовление биодигестера бочки для рассола на солнечных батареях CITIES — это простой и эффективный процесс, который можно сделать в течение короткого семинара продолжительностью около часа, поэтому он идеально подходит для учебных аудиторий и конференций.Он дает практический опыт STEM Science и может быть выполнен по большей части с помощью простых в приобретении деталей местного водопровода, а единственный необходимый инструмент — это нож. Бочонок для маринада можно заменить контейнером для хранения краски или ведром с водонепроницаемой крышкой. Мы провели этот семинар в Бейт-Джале в Палестине 18 мая 2016 года, поэтому фотографии и детали подходят для этого региона Ближнего Востока.

Самыми сложными вещами при сборке являются фитинги перегородки. Можно использовать местные унитазы с резиновыми прокладками (их продают в сантехнических магазинах в Рамаллахе для труб диаметром 50 мм), но тогда вам понадобится точная кольцевая пила или металлическая труба с подогревом, чтобы получить идеально ровную и точную окружность отверстия.С фитингом переборки, который имеет стопорную гайку, которая сжимает плоское резиновое кольцо шайбы, у вас есть место для ошибки, поэтому вы можете использовать нож, чтобы вырезать отверстие.

Мы использовали фитинги перегородки с резьбой 2 дюйма, которые можно приобрести по отличной цене (менее 6 долларов за штуку!) На складе Uniseal на сайте http://Aussieglobe.com. Точный URL-адрес для их заказа у Кейта Беранека (он знает все о нашем проекте, если вам нужно напрямую поговорить с кем-то, кто может помочь): http: // www.aussieglobe.com/Bulkhead-ABS-Thread-x-Thread—2-inch_p_51.html

Вы можете использовать фитинги переборки меньшего размера (особенно для отвода газа и отвода шлама), но нам нравится использовать все 2-дюймовые фитинги по нескольким причинам:

1) Минимальный размер подающей трубы, который практически не допускает засорения, составляет 2 дюйма.

2) Если вы сбалансируете размер подающей трубы и размер выходящего раствора, вы не получите никаких неприятных разливов, если вы будете кормить быстро (т.е.е. Каждый литр пищевых отходов, которые вы кладете, немедленно дает вам литр жидкого навоза). Это также означает, что вам не нужно делать подающую трубу намного выше, чем труба отвода шлама.

3) Если газоотводная труба вначале имеет длину 2 дюйма и сужается до полдюйма только тогда, когда она поднимается над трубой для отвода навозной жижи, вам не нужно беспокоиться о засорении газоотводной трубы остаточным навозом или кусочками соломы. или другие поплавки; газ будет выходить выше 2-дюймовой водяной линии и только тогда столкнется с уменьшением до полдюйма.

Тем не менее, при необходимости вы можете использовать полудюймовую переборку для выхода газа напрямую. Тем не менее, хорошая вещь в использовании всех 2-дюймовых фитингов и трубок заключается в том, что вы можете легко перейти на более крупную систему, просто заменив бочку для рассола (которая составляет около 40 литров) на 200-литровую бочку или 1000-литровый бак IBC, не покупая что-нибудь еще, кроме муфты и нескольких более длинных 2-дюймовых трубных секций, чтобы добраться до дна нового резервуара.

Другими словами, вы можете попрактиковаться в сборке на бочке с рассолом или ведре с краской, а затем использовать те же фитинги переборки и водопроводные детали верхней трубы для любой более крупной системы.Это позволяет вам расти вместе со своим драконом!

Итак, это основная идея между системами ведра с краской, бочки для маринада и бочки емкостью 55 галлонов (200-литровая бочка) компании Solar CITIES — идеально подходит для школьных и домашних проектов, чтобы вы окунулись в игру с биогазом, чтобы вы могли двигаться дальше. к более крупным системам по мере роста вашего желания. Небольшие мини-системы эффективны (производят от 1 до 3 — 5 — 10 минут газа в день (достаточно, чтобы приготовить яйцо или заварить чашку чая). Бак IBC, сделанный из цистерн емкостью 1000 литров, может дать вам до 2 часов. приготовления в день.Эмпирическое правило состоит в том, что каждые 100 литров объема биодигестера дают вам примерно 100 литров несжатого газа в идеальных условиях (35 C и pH 7, подача 1/40 объема реактора), а 100 литров несжатого биогаза дают вам примерно 15 минут варки на одной конфорке со средним пламенем.

На практике вы можете получить вдвое меньше, так как в большинстве областей легче поддерживать температуру 25 ° C. скармливает 1/40 своего объема (1 литр) пищевых отходов в день и что он может производить максимум 40 литров несжатого газа, но с большей вероятностью будет производить 20 литров в день.20 литров, составляющие одну пятую от 100, должны давать 1/5 от 15 минут, что достаточно для 3-минутного яйца!).

Вот как это построить:

Вам понадобятся следующие детали в местном магазине сантехники или в сельском хозяйстве:

Желудок дракона:

  1. 1 40-литровый бочонок для рассола с крышкой (убедитесь, что крышка имеет резиновое уплотнительное кольцо внутри для водонепроницаемого уплотнения и что на ней есть металлическое зажимное кольцо для герметизации!).

Газгольдер:

  1. 1 камера для большой грузовой шины (отсоедините впускной газовый клапан, чтобы не было ограничений для поступления газа).
  2. 1 примерно 20 футов длиной прозрачной трубки из ПВХ толщиной 1/2 дюйма (для подачи газа из ствола во внутреннюю трубку)
  3. 1 резиновый шланг длиной примерно 3 фута, который надевается на клапан внутренней трубки и помещается внутри прозрачной трубки, чтобы вы могли их соединить.
  4. Два хомута

Рот и горло дракона (питающая труба) и мочеточник (выход шлама удобрений):

  1. 4 Трубных переходника с резьбой 50 мм для ввинчивания в 2-дюймовые фитинги перегородки и соединения труб диаметром 50 мм.Вы будете использовать по две для каждой переборки, используемой для подающей трубы и шламовой трубы.
  2. 1 Адаптер с 4 дюймов на 50 мм (используется как воронка, как горловина, для заливки пищи в горло).
  3. 1 50 мм T для трубы для отвода шлама (позволяет пользователю разблокировать трубу для шлама с помощью палки и предотвращает сифонирование).
  4. 1 колено 50 мм для отводной трубы
  5. 4 метра трубы диаметром 50 мм (некоторые длиной примерно от 10 до 15 дюймов используются для соединения воронки с переходником горловины, некоторые для соединения колена с T и T с переходником трубы, а некоторые, примерно полметра или около того, в зависимости от глубины вашего бочонка для рассола, используется для того, чтобы простираться до дна бочки от подающей трубы и до дна бочки от выпускной трубы для жидкого навоза.)

Трубка газоотводящая

  1. Два дюйма с наружной резьбой на переходник на один дюйм.
  2. Ниппель (труба) с резьбой 1 дюйм, длиной примерно 15 см.
  3. Редуктор с 1 дюйма на 1/2 дюйма
  4. полудюймовый клапан
  5. отвод на полдюйма
  6. Соединительный элемент шланга с зазубринами на полдюйма (для подсоединения газового шланга)

ЗАМЕТЬТЕ, ЧТО МНОГИЕ ДРУГИЕ ЧАСТИ МОГУТ БЫТЬ ЗАМЕНЕНЫ, ПОКОЛЬКО ОНИ ОБЕСПЕЧИВАЮТ ОДИНАКОВЫЕ ПРОСТОЙ ФУНКЦИИ: ПИЩА ДОЛЖНА ПОЛУЧИТЬСЯ В БАК С ДНЕМ, ЖИДКОСТЬ ДОЛЖНА ВЫХОДИТ ИЗ БАКА С СРЕДНЕЙ И НЕОБХОДИМО УДАЛИТЬ ГАЗ ТАНК СОВЕРШЕННО.Вот и все! Пройдя через верх наших резервуаров, мы поняли, что нам не нужно повреждать резервуар, и мы получаем хорошее давление газа.

Если вам нужна более полезная система, вы можете просто заменить бочку для маринада баком IBC и немного удлинить подающие и шламовые трубы. В остальном все то же !! IBC предоставит вам два часа готовки в день; бочку с рассолом от 3 до 5 минут.

Как построить варочный котел:

  1. Поместите фитинги переборки на крышку ствола и нарисуйте окружность резьбовой части маркером Sharpee.
  2. Очень-очень аккуратно вырезать острым ножом отверстия, в которые вы будете вставлять фитинги перегородки. Убедитесь, что вы не порезали и не порезали держатель за пределами его внутренней окружности. Постарайтесь сделать срез как можно более круглым и гладким и соскоблите или зашлифуйте все заусенцы. Вы хотите, чтобы поверхность крышки, на которой находится резиновая прокладка переборки, была как можно более гладкой.
  3. Вставьте фитинг переборки снизу крышки с резиновым уплотнением ВНУТРИ. Используйте силиконовую смазку для сантехников или смазку для осей, если она у вас есть.Это действительно помогает обеспечить герметичность.
  4. Закрутите стопорную гайку. Нанесите смазку или силикон как сверху, так и снизу, прежде чем закручивать стопорную гайку.
  5. Обозначьте одну из перегородок как подводящую трубу (это помогает писать на крышке), а одну из них — как трубу отвода шлама.
  6. Вкрутите 50-миллиметровые фитинги сверху и снизу как на переборке подачи, так и на перегородке для отвода жидкого навоза, чтобы можно было подсоединять к ним трубы.
  7. Отрежьте два отрезка трубы достаточной длины, чтобы достать до дна ствола от обоих 50-миллиметровых фитингов.Отрежьте нижнюю часть подающей трубы под углом, чтобы еда могла скользить по дну ствола и не застревала. Вырежьте отверстие в центре трубы для отвода навозной жижи, чтобы сброженная жидкость, которая концентрируется в центре резервуара, могла выйти (дополнительная длина трубы, идущей до дна резервуара, действует как большая площадь поверхности для бактерий, образующих биопленки. ).
  8. Прикрепите отрезки труб к днищам фитингов перегородки и убедитесь, что они достигают дна бака, но не препятствуют закрытию крышки.
  9. Отрежьте одну трубу длиной около 15 см и подсоедините ее к фитингу верхней перегородки подающей трубы. Прикрепите к этой трубе переходник «воронка» с 4 дюймов на 50 мм. Вы закончили с трубкой для кормления.
  10. Отрежьте одну длину трубы примерно на 10 см (как минимум на 5 см короче, чем труба подачи) и прикрепите к фитингу трубы для отвода навозной жижи. Прикрепите Т к этой трубе так, чтобы она выглядела как прямая труба с отверстием, выходящим сбоку.
  11. Отрежьте одну трубу длиной примерно 10 см и прикрепите ее к отверстию Т, выходящему горизонтально.
  12. Прикрепите колено к трубе, выходящей из тройника, коленом вниз. Это перелив навозной жижи.
  13. Прикрепите к этому колену еще одну трубу, достаточно длинную, чтобы пройти в ведро для жидкого удобрения. Это место, откуда удобрения будут выходить каждый день, когда вы будете кормить варочный котел.
  14. Присоедините переходник с резьбой 2 дюйма к 1 дюйму к ВЕРХНЕЙ части оставшейся переборки. У этой переборки НЕТ труб или переходников внутри ствола, потому что мы хотим, чтобы газ, который поднимается, мог выходить отсюда.
  15. Присоедините 1-дюймовую трубу, которая должна быть выше трубы для отвода шлама.
  16. Присоедините переходник с 1 дюйма на полдюйма
  17. Присоедините клапан 1/2 дюйма (это может быть водяной клапан, поскольку биогаз не находится под давлением).
  18. Присоедините колено 1/2 дюйма
  19. Присоедините шланговый соединитель с зазубринами 1/2 дюйма.
  20. Присоедините прозрачный пластиковый шланг 1/2 дюйма.
  21. Поместите камеру шины грузовика или трактора рядом с варочным котлом в защищенном месте (чтобы она не была повреждена солнцем или животными) и убедитесь, что сердцевина удалена (чтобы газ мог свободно входить и выходить).
  22. Присоедините кусок шланга, который подходит к газовой трубе внутренней трубки, и зажмите его. Подсоедините этот шланг к шлангу 1/2 дюйма (возможно, вам придется немного сбрить его ножом, чтобы вставить одну трубу в другую).

Наконец, наполните бочку для маринада 10 или 20 кг коровьего или конского навоза или другого навоза или инокулянта, а затем наполните водой и пластиковыми бутылками с водой, в которых есть отверстия, чтобы они тонули. Бросьте кусочки пластика в варочный котел. Также на дно можно насыпать гравий.Вы хотите увеличить площадь поверхности. Скорлупа фисташек и косточки оливок также являются хорошим материалом для варочного котла. Пластиковые щетки тоже. Если у вас есть поблизости другой активный биореактор, как это было у нас, залейте как можно больше жидкого навоза из этого варочного котла (тогда вы получите газ через 24 часа, а не через три недели или около того, необходимые для сбраживания свежего навоза).

Не кормите, пока не получите первое голубое пламя горючего биогаза.

После этого выкармливайте ТОЛЬКО максимум 1 литр пищевых отходов в день, чтобы они не становились кислотными (вы можете кормить меньше, у вас просто не будет много газа.Вы можете оставить его без кормления днями или неделями!). Больше не нужно добавлять навоз, но можно.

Держите в теплом месте и кормите теплой водой, и вы должны получать до 40 литров газа в день (что означает, что вы сможете кормить внутреннюю трубку каждый день). Результаты будут разными. Мы с нетерпением ждем вашего сообщения по телефону

https://www.facebook.com/groups/methanogens/

Разместите фотографии, описание и местонахождение вашего биогазового комплекса на http: // biogascentral.сеть.

Наслаждайтесь и распространяйте информацию!

См. Изображения ниже, чтобы лучше понять, как устроен этот простой реактор, и посмотрите наше очень глупое, но почти исчерпывающее пояснительное видео (глупо, потому что я использую псевдоним британского колонизатора 19 века для развлечения) здесь:

рассмотрение биогазовой установки с плавающим барабаном

TLEP Международный журнал исследований в области машиностроения

Vol.1, № 3, 2015

www.tlepub.org

ИННОВАЦИОННЫЙ ПОДХОД К СТРОИТЕЛЬСТВУ И ЭКСПЛУАТАЦИИ БИОДИГЕСТЕРОВ: СОХРАНЕНИЕ

БИОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА С ПЛАВАЮЩИМ БАРАБАНОМ

: www.tlepub.org СТРАНИЦА 12

ССЫЛКИ

[

] ] Агуланна, К.Н., Онуоха, Г.Н., Аньянву, Е.Е., Эджике, Н.О. и Огеке, Н.В. (2012).

Экспериментальные исследования анаэробного сбраживания органической фракции твердых бытовых отходов

с использованием биореактора с функциями интегрального потока. Journal of Emerging Trends in Engineering and

Applied Sciences (JETEAS) 3 (3): 461-469.

[2] Бонвиллани П., Феррари М. П., Дурос Э. М. и Орегас Дж. А. (2006). Теоретическое и

экспериментальное исследование влияния увеличения масштаба на время перемешивания для биореактора с перемешиваемым резервуаром.

Бразильский журнал химической инженерии. Vol. 23 No. 1 Сан-Паулу, янв. / Март. 2006.

[3] Фонд для аккредитации клеточной терапии (FACT). (2012). Руководство по конструкции и эксплуатации

малых и средних биогазовых систем. ADPP — Clube de

Agricultores Bilibiza, Cabo Delgado.

[4] Информационно-консультационная служба по соответствующей технологии, ISAT, (2005). Основы биогаза,

том I.

[5] Итодо, И.Н., Филлипс Т. (2009). Определение подходящего материала для анаэробного биогаза

метантенка: 2-я международная конференция и 23-е ежегодное общее собрание нигерийского института

сельскохозяйственного машиностроения.

[6] Джейсон Д. и Чарли Ф. (2001). Технологии, продемонстрированные на «Эхо»: биогазовый реактор с плавающим барабаном

. ECHO, 17391 Durrance Rd., North Ft. Myers FL 33917, США Телефон: (239) 543-3246;

Факс: (239) 543-5317. электронная почта: echo @ echonet.org; сайт — http://www.echonet.org.

[7] Наджафпур, Г.Д., Таджалхпур, М., Комейли, М. и Мохаммади, М. (2009). Кинетическая модель для анаэробного биореактора с восходящим потоком

: обработка молочных отходов. Африканский журнал

Биотехнология Vol. 8 (15), стр. 3590-3596

[8] Намаскарам А. Г. (2014). Биогазовая установка, использующая кухонные и пищевые отходы. www.instructables.com

[9] Фараон Д.М. (1976). Варочные котлы и производство метанового газа.Сидней; Новый Южный Уэльс

Департамент сельского хозяйства, Секция сельскохозяйственного машиностроения.

[10] Риденур, В., Бороле, А.П., Классон, К.Т. и Холланд Дж. (2006). Влияние смешения в анаэробном варочном котле

на преобразование сельскохозяйственных отходов в метан в 100-литровом биореакторе с восходящим потоком: 27-й симпозиум по

Биотехнология для топлива и химикатов. Документ № 5-53.

Биогаз с плавающим барабаном — Строительство биогазовой установки

Биогазовые установки с плавающим барабаном состоят из варочного котла и подвижного газгольдера.Газгольдер плавает либо непосредственно на шламе ферментации, либо в собственной водяной рубашке. Газ собирается в газовом барабане, который затем поднимается при этом положительном давлении. Если газ откачивают, барабан снова падает. Барабан с газом не опрокидывается направляющей рамой.

Рис. 1. Биогазовая установка с плавающим барабаном. 1. Смесительный бак с входной трубой 2. Варочный котел 3. Перелив на выходной трубе 4. Газгольдер с скобами для разрушения поверхностной накипи 5. Выход газа с главным краном 6.Направляющая конструкция газового барабана 7. Разница в уровне = давление газа в см вод.ст. 8. Плавающая накипь в случае волокнистого исходного материала 9. Накопление густого осадка 10. Накопление песка и камней 11. Водяная рубашка с масляной пленкой.

Преимущества: Простое, понятное управление, постоянное давление газа, объем хранимого газа, видимый непосредственно, небольшое количество ошибок в конструкции.

Недостатки: высокая стоимость конструкции плавающего барабана, многие стальные детали подвержены коррозии, что приводит к короткому сроку службы (до 15 лет; в тропических прибрежных регионах около пяти лет для барабана), регулярные затраты на техническое обслуживание из-за покраски.Несмотря на эти недостатки, в сомнительных случаях всегда рекомендуется рекомендовать установки с плавающим барабаном. Установки с водяной рубашкой универсальны и особенно просты в обслуживании. Барабан не прилипнет, даже если субстрат имеет высокое содержание твердых частиц. Плавающие барабаны из пластика, армированного стекловолокном и полиэтилена высокой плотности, успешно используются, но стоимость конструкции выше, чем у стали.

В наземных плавучих барабанных биогазовых установках из бетона, армированного проволочной сеткой, они склонны к микротрещинам и по своей природе являются пористыми.Они требуют газонепроницаемого, эластичного внутреннего покрытия. Бочки из ПВХ обычно не подходят, потому что они не устойчивы к ультрафиолетовому излучению. Плавающий газовый барабан можно заменить баллоном над варочным котлом. В настоящее время на рынке существует множество комплектов для биогаза с плавающими барабанами «портативного» типа. Как и устройство ARTI, они часто изготавливаются из пластика, легки, просты в управлении и очень просты в эксплуатации.

На фотографии вверху этой страницы показан биогазовый агрегат с плавающим барабаном, который полностью заполнен биогазом, что можно увидеть по полностью выдвинутому барабану.Этот блок находится на небольшой ферме Аман Баг, где не используются пестициды и химические удобрения.

Что такое биогаз? Руководство для начинающих | Домашний биогаз

Поскольку это разложение происходит в анаэробной среде, процесс производства биогаза также известен как анаэробное сбраживание. Анаэробное сбраживание — это естественная форма преобразования отходов в энергию, которая использует процесс ферментации для расщепления органических веществ. Навоз, пищевые отходы, сточные воды и сточные воды — все это примеры органических веществ, которые могут производить биогаз путем анаэробного сбраживания.Из-за высокого содержания метана в биогазе (обычно 50-75%) биогаз легко воспламеняется, поэтому производит темно-синее пламя и может использоваться в качестве источника энергии.

Экология биогаза

Биогаз известен как экологически чистый источник энергии, поскольку он одновременно решает две основные экологические проблемы:

1. Глобальная эпидемия отходов ежедневно выделяет опасные уровни газообразного метана.

2. Зависимость от ископаемых видов топлива для удовлетворения глобального спроса на энергию.

Преобразовывая органические отходы в энергию, биогаз использует элегантную тенденцию природы перерабатывать вещества в производственные ресурсы. Производство биогаза восстанавливает отходы, которые в противном случае загрязнили бы свалки; предотвращает использование токсичных химикатов на очистных сооружениях и экономит деньги, энергию и материалы за счет обработки отходов на месте. Более того, использование биогаза не требует добычи ископаемого топлива для производства энергии.

Вместо этого биогаз превращает проблемный газ в более безопасную форму.Более конкретно, метан, содержащийся в разлагающихся отходах, превращается в диоксид углерода. Газообразный метан примерно в 20–30 раз больше улавливает тепло, чем углекислый газ. Это означает, что когда гниющая буханка хлеба превращается в биогаз, ее воздействие на окружающую среду будет примерно в 10 раз меньше, чем если бы ее оставили гнить на свалке.

Биогазовые котлы

В отличие от выпуска газа метана в атмосферу, биогазовые варочные котлы представляют собой системы, которые перерабатывают отходы в биогаз, а затем направляют этот биогаз, чтобы можно было продуктивно использовать энергию.Существует несколько типов биогазовых систем и установок, которые были разработаны для эффективного использования биогаза. Хотя каждая модель отличается в зависимости от входа, выхода, размера и типа, биологический процесс преобразования органических отходов в биогаз является единообразным. Биогазовые дигестеры получают органические вещества, которые разлагаются в варочной камере. Камера для разложения полностью погружена в воду, что делает ее анаэробной (бескислородной) средой. Анаэробная среда позволяет микроорганизмам разрушать органический материал и превращать его в биогаз.

Натуральные удобрения

Поскольку органический материал разлагается в жидкой среде, питательные вещества, присутствующие в отходах, растворяются в воде и образуют богатый питательными веществами отстой, обычно используемый в качестве удобрения для растений. Эти удобрения производятся ежедневно и, следовательно, являются высокопродуктивным побочным продуктом анаэробного сбраживания.

Биологический распад

Для производства биогаза органические вещества ферментируются с помощью бактериальных сообществ.Четыре стадии ферментации переводят органический материал из исходного состава в состояние биогаза.

1. Первой стадией процесса разложения является стадия гидролиза. На стадии гидролиза нерастворимые органические полимеры (например, углеводы) расщепляются, делая их доступными для следующей стадии бактерий, называемых ацидогенными бактериями.

2. Ацидогенные бактерии превращают сахара и аминокислоты в диоксид углерода, водород, аммиак и органические кислоты.

3. На третьем этапе ацетогенные бактерии превращают органические кислоты в уксусную кислоту, водород, аммиак и углекислый газ, а на последней стадии — метаногены.

4. Метаногены превращают эти конечные компоненты в метан и двуокись углерода, которые затем можно использовать в качестве горючей зеленой энергии.

История биогаза

Этот анаэробный процесс разложения (или ферментации) органических веществ происходит повсюду вокруг нас в природе и продолжается очень давно.Фактически, бактерии, которые расщепляют органический материал до биогаза, являются одними из самых старых многоклеточных организмов на планете. Использование биогаза человеком, конечно, не уходит так далеко назад, однако некоторые анекдотические свидетельства прослеживают первое использование биогаза ассирийцами в 10 веке и персами в 16 веке. Совсем недавно 20-й век привел к возрождению как промышленных, так и малых биогазовых систем.

В 18 веке фламандскому химику Яну Баптизу ван Гельмонту стало ясно, что при разложении органических веществ образуется горючий газ.Вскоре после этого Джон Далтон и Хамфри Дэви пояснили, что этим горючим газом был метан. Первый крупный завод по анаэробному сбраживанию был построен в 1859 году в Бомбее. Вскоре после этого, в 1898 году, Великобритания применила анаэробное сбраживание для преобразования сточных вод в биогаз, который затем использовался для освещения уличных фонарей. В следующем столетии анаэробное сбраживание в основном использовалось как средство очистки городских сточных вод. Когда в 1970-х годах цены на ископаемое топливо выросли, популярность и эффективность промышленных установок для анаэробного сбраживания возросли.

И Индия, и Китай начали разработку небольших биогазовых реакторов для фермеров примерно в 1960-х годах. Цель состояла в том, чтобы уменьшить энергетическую бедность в сельских районах и сделать более чистые виды топлива для приготовления пищи более доступными в отдаленных районах. Около одной трети мирового населения по-прежнему использует дрова и другую биомассу для получения энергии, вызывая разрушительные проблемы для здоровья и окружающей среды. (Ссылка на сообщение в блоге о развивающихся странах).

В Индии популярная модель известна как варочный котел с плавающим барабаном, а предпочтительная биогазовая модель в Китае называется варочным котлом с фиксированным куполом.

С тех пор биогазовые установки для семейного использования приобретают все большее внимание и популярность как средство сокращения бытовых отходов и как средство обеспечения чистой возобновляемой энергией семьи во всем мире. За последние 15 лет страны по всему миру принимают программы по биогазу, чтобы сделать как домашние биогазовые системы, так и более крупные установки для анаэробного сбраживания доступными, эффективными и удобными. Поскольку свалки незаконно перегружаются, а выбросы метана создают все более тревожные проблемы, преимущества использования биогазовых систем для преобразования отходов в энергию становятся все более актуальными и важными.

Многие виды использования биогаза:

Многочисленные варианты использования биогаза: Биогаз может производиться из различных типов органических веществ, поэтому существует несколько типов моделей биогазовых варочных котлов. Некоторые промышленные системы предназначены для очистки: городских сточных вод, промышленных сточных вод, твердых бытовых отходов и сельскохозяйственных отходов.

Мелкомасштабные системы обычно используются для переваривания отходов животноводства. А новые системы для семейного отдыха предназначены для переваривания пищевых отходов. Полученный биогаз можно использовать несколькими способами, в том числе: газ, электричество, тепло и транспортное топливо.

Например, в Швеции сотни автомобилей и автобусов работают на очищенном биогазе. Биогаз в Швеции производится в основном на очистных сооружениях и на свалках.

Еще один пример разнообразного использования биогаза — завод First Milk. Один из крупнейших производителей сыра в Великобритании строит завод по анаэробному сбраживанию, который будет перерабатывать остатки молочных продуктов и превращать их в биометан для газовой сети. Новые заводы по анаэробному пищеварению, подобные этим, с увлекательными историями появляются каждый день!

Малые биогазовые системы

Мелкомасштабные или семейные биогазовые установки чаще всего встречаются в Индии и Китае.Однако спрос на такие устройства стремительно растет во всем мире благодаря более продвинутым и удобным технологиям, таким как HomeBiogas. Поскольку современный мир производит все больше и больше отходов, люди стремятся найти экологически безопасные способы обращения с мусором.

Традиционные системы, обычно используемые в Индии и Китае, ориентированы на отходы животноводства. Из-за нехватки энергии в сельской местности в сочетании с избытком навоза биогазовые установки очень популярны, полезны и даже меняют жизнь.Во многих развивающихся странах биогазовые установки даже субсидируются и поддерживаются правительством и местными министерствами, которые видят разнообразие выгод, получаемых от использования биогаза. Помимо получения газа на кухне из экологически чистых возобновляемых источников энергии, многие семьи широко используют побочные продукты удобрений, которые вырабатываются биогазовыми метантенками.

В африканских странах некоторые пользователи биогаза даже получают прибыль, продавая побочный продукт биогаза, производимый биогазовыми системами. Этот био-суспензия отличается от жидких удобрений, которые производятся ежедневно.Биологическая суспензия относится к наиболее разложившейся стадии органического вещества после того, как оно было расщеплено в системе. Биошлам опускается на дно биогазовой системы и с помощью современных устройств, таких как HomeBiogas, легко сливается после накопления (обычно это ежегодный процесс). Этот биошлам на самом деле представляет собой насыщенный питательными веществами ил, который приносит много пользы почве и может повысить продуктивность огородов.

Биогаз — это технология, которая имитирует способность природы отдавать.Биогазовые установки промышленного и семейного размера становятся невероятно популярными и актуальными в современном мире. По мере роста сферы применения и повышения эффективности биогаз может оказать значительное влияние на сокращение выбросов парниковых газов. В качестве чистого источника энергии и возобновляемого средства обработки органических отходов биогаз применим как в слаборазвитых, так и в промышленно развитых странах.

.

Оставить комментарий