Bioplinsko postrojenje za privatnu kuću: preporuke za uređenje domaćeg projekta. Kako dobiti biogas iz stajnjaka: pregled osnovnih principa i dizajna proizvodnog postrojenja Pogledajte online crteže bioplinskih postrojenja

Ovde u Srbiji, pa i u Evropi u celini, ljudi ne žele da zavise od energetskih i gasnih kompanija, pa teže nabavci alternativnih izvora energije. Bilo da se radi o solarnim panelima, termalnim kolektorima ili bioplinskim postrojenjima.

Jednom sam već govorio u svom časopisu o industrijskim bioplinskim postrojenjima, sada je moja priča o domaćoj elektrani koja može proizvesti plin za vaš dom ili vikendicu. Princip rada je jasan sa slike. Ja ću samo dati neka objašnjenja i reći vam svrhu nekih elemenata.

Za instalaciju trebat će vam:

*Dve plastične bure od po 200 litara (u Srbiji se kupus soli u takvim buradima), ali mogu biti i metalne burad za dizel gorivo.

* Pet adapterskih spojnica za spajanje elemenata sa crijevom debljine najmanje 13 mm.

* Plastično crijevo (dužina ovisi o potrebama instalacije).

* Plastična kanta.

* Plastični kanister 3 - 5 litara (za automobilsko ulje sa poklopcem) za hitni ventil.

* Dvije plastične cijevi prečnika 5 cm.

Element 1 - na slici generator BIO gasa

Sastoji se od: zatvorene bačve, dvije plastične cijevi i izlazne armature za bioplin.

U generatoru se organska masa raspada tokom procesa raspadanja, oslobađajući 60% metana i 40% SO2.

Kroz prvu plastičnu cijev sa lijevkom ulijeva se sitno usitnjena otpadna biomasa i miješa se s vodom u omjeru 10% biomase i 90% kišnice (meke vode).

Bilo bi dobro kada bismo dodali i prirodnu mješavinu svježeg stajnjaka od krava, svinja i peradi, čime bismo unijeli mikroorganizme od kojih ovisi proizvodnja bioplina. Ako to ne uspije, možete dodati malo blata iz rijeke ili ribnjaka kako biste ubrzali proces.

Proces traje oko 3 nedelje da se formira gas. Rano ćete primijetiti oslobađanje plina, ali imajte na umu da je to SO2 - ugljični dioksid, koji nije zapaljiv. Tek nakon 3 sedmice dolazi do stvaranja metana – biogasa.

Na dnu posude se vremenom pojavljuje talog, što je odlično prirodno gnojivo za povrće u vrtu.

Idealna temperatura je od 12 do 36 stepeni, zaštitite bure od direktne sunčeve svetlosti u hladu, a zimi od smrzavanja. Imajte na umu da je ovo „živo“ bure, odnosno da sadrži milijarde mikroorganizama koji rade na procesu razgradnje biomase.

Ako “prekuvate” ili “zamrznete” generator BIO plina, mikroorganizmi će nestati, pa će cijeli proces morati početi iznova.

Element 2 na slici je kontejner za sakupljanje bioplina i vodeni zatvarač

Sastoji se od otvorene plastične bačve, kante i dva priključka (ventil) za protok i težinu gasa (oznaka).

U ovoj posudi - buretu od 200 litara, skuplja se plin, kao što je prikazano na slici. Pruža jednostavno i fleksibilno rješenje bez trošenja plina. Osim toga, voda djeluje i kao filter, pročišćavajući metan od nečistoća.

Primijetite da je plin podigao posudu za vodu i to ukazuje na količinu prikupljenog plina.

Težina utega će pomoći da pritisak plina bude dovoljan, koji se zatim šalje na ventil za hitne slučajeve, element br. 4.

Čuvajte ovu posudu napunjenu vodom i zaštićenu od smrzavanja.

Element 3 - plamenik

Element 4 - Hitni ventil

Ventil za slučaj nužde sastoji se od plastičnog kanistera vode sa poklopcem na navoj i dva adaptera.

Prazne kante od ulja za automobil su dobra improvizacija.

Sigurnosni ventil je dizajniran da presretne plamen i zaustavi obrnuti efekat. Ventil za slučaj nužde se nalazi između elementa 3 - gorionika i spremnika za prikupljanje plina, elementa 2.

Neophodno je da ugradite ventil za slučaj nužde kako biste spriječili zapaljenje spremnika plina, uzrokujući nesreću ili eksploziju.

Moderno društvo sve više pokušava koristiti alternativne izvore električne energije, to pomaže u rješavanju problema očuvanja resursa u svijetu, a također nam omogućava da minimiziramo troškove za ovu ili onu vrstu posla. Da bi ostvarili svoje ciljeve, ljudi su se prilagodili korišćenju energije prirodnih elemenata: vode, vetra, zemlje, sunca, a pored toga koriste i nestandardne vrste goriva, koje lako zamenjuju tradicionalna.

Biogas postrojenje za vaš dom omogućit će vam da sami dobijete izvor proizvedene energije – biogas. Ovo gorivo će naći svoju primjenu u svakodnevnom životu svake osobe. Hajde da shvatimo koje su glavne prednosti ovog dizajna, za koje se svrhe može koristiti i kako napraviti jednostavno postrojenje za bioplinu vlastitim rukama.

Područje primjene

Za šta se koristi takav uređaj? Za proizvodnju ekološkog goriva, biogasa, koji se može koristiti na farmama, u svakodnevnom životu i u preduzećima.

Biogas se može koristiti za proizvodnju toplote, električne energije i kao gorivo za automobile. Konfiguracija i sadržaj instalacije ima mnogo varijacija, ovisno o snazi ​​koja je potrebna za svaki konkretan slučaj, vrsti primarnih sirovina koje se koriste i konačnom proizvodu. Na internetu možete proučavati razne fotografije bioplinskih postrojenja koja se međusobno razlikuju po određenim parametrima.

Princip rada biogas postrojenja je krajnje jasan, pa je njegova upotreba dozvoljena uvijek i svugdje. Glavni faktor koji utiče na potrebu i izvodljivost postavljanja pogona na određenoj lokaciji je obezbjeđenje dovoljne količine organskih sirovina za rad, koje će biti potrebne u procesu.

Kako to radi

Da bi se razumio princip rada, potrebno je razumjeti strukturu bioplinskog postrojenja. Standardna jedinica uključuje sljedeće komponente, dijelove i dijelove:

• kontejner za primarne organske sirovine;
• drobilice previše grubog materijala (razne miješalice, mlinovi), omogućavajući dobivanje manjih frakcija sirovina;
• plinski držač – posuda u kojoj se akumulira proizvedeni biogas;
• rezervoar, kontejner, reaktor u kojem se odvija proces proizvodnje goriva;
• cijevi kroz koje se primarne sirovine dostavljaju u rezervoar za proizvodnju biogoriva;
• sistem koji vam omogućava prijenos bioplina iz rezervoara u rezervoar za plin i na sljedeće faze obrade;
• automatizovani sistemi, sistemi bezbednosti i kontrole procesa.

Da biste se bolje upoznali sa strukturom jedinice, možete proučiti dijagrame i crteže bioplinskih postrojenja, koji će jasno prikazati sve komponente i komponente opreme.

Princip rada zasniva se na fermentaciji i naknadnoj razgradnji početnih sirovina (a to mogu biti razni poljoprivredni ili industrijski otpad, na primjer stajnjak, šumski proizvodi) u bioreaktoru instalacije. Ovaj proces se odvija pod utjecajem posebnih bakterija.

Kao rezultat procesa koji se odvijaju u rezervoaru nastaje biogas koji se sastoji od metana, sumporovodika, CO2, amonijaka, N, itd.

Glavne faze procesa koji se odvijaju u uređaju:

• snabdijevanje organskim sirovinama u kontejnerima;
• mljevenje i daljnji transport utovarenog otpada u reaktor, istovremeno zagrijavanje biomase;
• početak procesa razgradnje u zatvorenom bioreaktoru, idealna temperatura za njegov rad: + 40 stepeni Celzijusa;
• formiranje bioplina (u plinskom držaču) i biođubriva (u posebnom odvojenom rezervoaru reaktora);
• ulazak biogasa u sistem za prečišćavanje i njegovu daljnju namjeravanu upotrebu od strane ljudi (za potrošnju u domaćinstvu, proizvodnju topline ili električne energije);
• korištenje biođubriva iz reaktora za predviđenu namjenu.

Kako to učiniti sami

Bioplinsko postrojenje za poljoprivrednu ili kućnu upotrebu može napraviti osoba koja ima potrebne alate, znanje vodovoda i osnovne vještine zavarivanja.

Redoslijed poduzetih radnji bit će sljedeći:

• izrada tijela bioreaktora koji se koristi za fermentaciju (kontejner može biti od metala ili betona);
• ugradnja poklopaca na vrh rezervoara, rupe u bočnim zidovima potrebnim za utovar i, shodno tome, istovar sirovina;
• ugradnja rezervoara za gas;
• izgradnja cjevovoda od rezervoara za plin do mjesta potrošnje konačnog proizvoda (ovaj dizajn mora uključivati ​​ventile i zaštitne elemente - razne ventile, ventile itd.).

Instalacija bioplinskog postrojenja na dachi, u seoskoj kući, na farmi ili u proizvodnji omogućit će vam ne samo ekonomske koristi, već i druge pozitivne rezultate, naime u ekološkim i energetskim aspektima.

Koristeći takav uređaj, potrošač ne samo da će dobiti ekološki prihvatljivo gorivo, nekoliko vrsta energije i biološko gnojivo, već će značajno smanjiti oportunitetne troškove koji bi mogli nastati u nedostatku takve jedinice.

Fotografija bioplinskog postrojenja

Tema alternativnih goriva je aktuelna već nekoliko decenija. Biogas je prirodni izvor goriva koji možete sami proizvesti i koristiti, posebno ako imate stoku.

Šta je to

Sastav bioplina sličan je onom koji se proizvodi u industrijskom obimu. Faze proizvodnje biogasa:

1. Bioreaktor je posuda u kojoj se biološku masu obrađuju anaerobne bakterije u vakuumu.
2. Nakon nekog vremena oslobađa se plin koji se sastoji od metana, ugljičnog dioksida, sumporovodika i drugih plinovitih tvari.
3. Ovaj plin se pročišćava i uklanja iz reaktora.
4. Reciklirana biomasa je odlično đubrivo koje se uklanja iz reaktora kako bi se obogatila polja.

Proizvodnja bioplina vlastitim rukama kod kuće moguća je pod uslovom da živite na selu i imate pristup životinjskom otpadu. To je dobra opcija za gorivo za stočarske farme i poljoprivredna preduzeća.

Prednost bioplina je u tome što smanjuje emisije metana i pruža alternativni izvor energije. Kao rezultat prerade biomase formira se đubrivo za povrtnjake i njive, što je dodatna prednost.

Da biste napravili vlastiti biogas, potrebno je izgraditi bioreaktor za preradu stajnjaka, ptičjeg izmeta i drugog organskog otpada. Sirovine koje se koriste su:

• otpadne vode;
• slama;
• trava;
• riječni mulj

Važno je spriječiti ulazak hemijskih nečistoća u reaktor, jer one ometaju proces obrade.

Slučajevi upotrebe

Prerada stajnjaka u biogas omogućava dobijanje električne, toplotne i mehaničke energije. Ovo gorivo se koristi u industrijskim razmjerima ili u privatnim kućama. Koristi se za:

• grijanje;
• rasvjeta;
• grijanje vode;
• rad motora sa unutrašnjim sagorevanjem.

Koristeći bioreaktor, možete stvoriti vlastitu energetsku bazu za napajanje vašeg privatnog doma ili poljoprivredne proizvodnje.

Termoelektrane na bioplin su alternativni način grijanja privatne farme ili malog sela. Organski otpad se može pretvoriti u električnu energiju, što je mnogo jeftinije od dovođenja do gradilišta i plaćanja komunalnih računa. Biogas se može koristiti za kuhanje na plinskim štednjacima. Velika prednost biogoriva je u tome što je neiscrpan, obnovljiv izvor energije.

Efikasnost biogoriva

Biogas iz stelje i stajnjaka je bezbojan i bez mirisa. Pruža istu količinu topline kao prirodni plin. Jedan kubni metar biogasa daje istu količinu energije kao 1,5 kg uglja.

Najčešće farme ne odlažu otpad od stoke, već ga skladište na jednom prostoru. Kao rezultat toga, metan se oslobađa u atmosferu, a stajnjak gubi svojstva gnojiva. Pravovremeno obrađeni otpad će donijeti mnogo više koristi farmi.

Na ovaj način je lako izračunati efikasnost odlaganja stajnjaka. Prosječna krava proizvede 30-40 kg stajnjaka dnevno. Ova masa proizvodi 1,5 kubnih metara gasa. Od ove količine proizvede se 3 kW/h električne energije.

Kako izgraditi reaktor od biomaterijala

Bioreaktori su betonski kontejneri sa rupama za uklanjanje sirovina. Prije izgradnje morate odabrati lokaciju na gradilištu. Veličina reaktora ovisi o količini biomase koju imate dnevno. Trebalo bi da napuni posudu do 2/3.

Ako ima malo biomase, umjesto betonske posude, možete uzeti željeznu bačvu, na primjer, običnu bačvu. Ali mora biti jaka, sa visokokvalitetnim zavarima.

Količina proizvedenog plina direktno ovisi o količini sirovina. U maloj posudi ćete ga dobiti malo. Da biste dobili 100 kubnih metara biogasa, potrebno je preraditi tonu biološke mase.

Da bi se povećala čvrstoća instalacije, obično se zakopava u zemlju. Reaktor mora imati ulaznu cijev za punjenje biomase i izlaz za uklanjanje otpadnog materijala. Na vrhu rezervoara treba da postoji rupa kroz koju se ispušta biogas. Bolje ga je zatvoriti vodenim zatvaračem.

Za ispravnu reakciju, kontejner mora biti hermetički zatvoren, bez pristupa zraka. Vodeni pečat će osigurati pravovremeno uklanjanje plinova, što će spriječiti eksploziju sistema.

Reaktor za veliku farmu

Jednostavan dizajn bioreaktora pogodan je za male farme sa 1-2 životinje. Ako posjedujete farmu, najbolje je instalirati industrijski reaktor koji može podnijeti velike količine goriva. Najbolje je uključiti posebne kompanije uključene u razvoj projekta i instaliranje sistema.

Industrijski kompleksi se sastoje od:

• Spremnici za privremeno skladištenje;
• Instalacije za miješanje;
• Mala termoelektrana koja daje energiju za grijanje zgrada i plastenika, kao i električnu energiju;
• Kontejneri za fermentisani stajnjak koji se koristi kao đubrivo.

Najefikasnija opcija je izgradnja jednog kompleksa za nekoliko susjednih farmi. Što se više biomaterijala obrađuje, to se kao rezultat proizvodi više energije.

Prije prijema bioplina, industrijske instalacije moraju biti odobrene od strane sanitarne i epidemiološke stanice, vatrogasne i plinske inspekcije. Oni su dokumentovani, postoje posebni standardi za lokaciju svih elemenata.

Kako izračunati zapreminu reaktora

Zapremina reaktora zavisi od količine otpada koji se stvara dnevno. Zapamtite da posuda treba biti puna samo 2/3 za efikasnu fermentaciju. Uzmite u obzir i vrijeme fermentacije, temperaturu i vrstu sirovine.

Najbolje je razrijediti stajnjak vodom prije nego što ga pošaljete u digestor. Za obradu stajnjaka na temperaturi od 35-40 stepeni biće potrebno oko 2 nedelje. Da biste izračunali zapreminu, odredite početnu zapreminu otpada sa vodom i dodajte 25-30%. Količina biomase treba da bude ista svake dve nedelje.

Kako osigurati aktivnost biomase

Za pravilnu fermentaciju biomase najbolje je zagrijati smjesu. U južnim regijama temperatura zraka potiče početak fermentacije. Ako živite na sjeveru ili u srednjoj zoni, možete priključiti dodatne grijaće elemente.

Za početak procesa potrebna je temperatura od 38 stepeni. Postoji nekoliko načina da to osigurate:

• Zavojnica ispod reaktora spojena na sistem grijanja;
• Grijaći elementi unutar kontejnera;
• Direktno grijanje posude električnim grijačima.

Biološka masa već sadrži bakterije koje su potrebne za proizvodnju bioplina. Probude se i započinju aktivnost kada temperatura zraka poraste.

Najbolje ih je grijati automatskim sustavima grijanja. Uključuju se kada hladna masa uđe u reaktor i automatski se isključuju kada temperatura dostigne željenu vrijednost. Takvi sistemi se ugrađuju u kotlove za grijanje vode, mogu se kupiti u trgovinama plinske opreme.

Ako osigurate grijanje na 30-40 stepeni, tada će obrada trajati 12-30 dana. Zavisi od sastava i zapremine mase. Kada se zagrije na 50 stepeni, aktivnost bakterija se povećava, a obrada traje 3-7 dana. Nedostatak takvih instalacija je visoka cijena održavanja visokih temperatura. Oni su uporedivi sa količinom primljenog goriva, tako da sistem postaje neefikasan.

Drugi način za aktiviranje anaerobnih bakterija je miješanje biomase. Osovine možete sami ugraditi u kotao i po potrebi pomaknuti ručku da promiješate masu. Ali mnogo je zgodnije dizajnirati automatski sistem koji će miješati masu bez vašeg učešća.

Ispravno uklanjanje gasa

Biogas iz stajnjaka se uklanja kroz gornji poklopac reaktora. Tokom procesa fermentacije mora biti dobro zatvorena. Obično se koristi vodeni pečat. Kontroliše pritisak u sistemu; kada se poveća, poklopac se podiže i aktivira se otpusni ventil. Uteg se koristi kao protivteg. Na izlazu se plin pročišćava vodom i dalje teče kroz cijevi. Pročišćavanje vodom je neophodno kako bi se uklonila vodena para iz plina, inače neće izgorjeti.

Prije nego što se biogas može preraditi u energiju, mora se akumulirati. Trebalo bi da se čuva u rezervoaru za gas:

• Izrađen je u obliku kupole i postavljen na izlazu iz reaktora.
• Najčešće je napravljen od željeza i premazan s nekoliko slojeva boje kako bi se spriječila korozija.
• U industrijskim kompleksima, rezervoar za gas je zaseban rezervoar.

Druga opcija za izradu plinskog držača: koristite PVC vrećicu. Ovaj elastični materijal rasteže se kako se vrećica puni. Po potrebi može skladištiti velike količine bioplina.

Podzemno postrojenje za proizvodnju biogoriva

Da biste uštedjeli prostor, najbolje je izgraditi podzemne instalacije. Ovo je najlakši način da dobijete biogas kod kuće. Da biste postavili podzemni bioreaktor, potrebno je iskopati rupu i ispuniti njegove zidove i dno armiranim betonom.

Na obje strane posude napravljene su rupe za ulazne i izlazne cijevi. Štaviše, izlazna cijev bi trebala biti smještena na dnu kontejnera za ispumpavanje otpadne mase. Promjer mu je 7-10 cm.Ulazni otvor prečnika 25-30 cm najbolje je locirati u gornjem dijelu.

Instalacija je na vrhu prekrivena ciglom i postavljen je rezervoar za gas za prijem biogasa. Na izlazu iz posude potrebno je napraviti ventil za regulaciju tlaka.

Bioplinsko postrojenje se može ukopati u dvorište privatne kuće i na njega priključiti kanalizaciju i stočni otpad. Reaktori za reciklažu mogu u potpunosti pokriti porodične potrebe za električnom energijom i grijanjem. Dodatna prednost je nabavka đubriva za svoju baštu.

DIY bioreaktor je način da dobijete energiju iz pašnjaka i zaradite od stajnjaka. Smanjuje troškove energije na farmi i povećava profitabilnost. Možete to učiniti sami ili naručiti montažu. Cijena ovisi o količini, počevši od 7.000 rubalja.

Kako globalne cijene energije rastu, mnogi ruralni stanovnici razmišljaju o alternativnim metodama kako bi ih zamijenili. Neki izumitelji su instalirali vjetrogeneratore kako bi osigurali struju u svojim domovima. Ali šta je sa gasom? Uostalom, lavovski dio troškova grijanja ide na plaćanje potrošenog plina. Ljudi su počeli razmišljati o tome kako sami nabaviti plin. U tu svrhu stvoren je bioreaktor koji radi na poljoprivrednom otpadu. Za jednostavnog ruralnog stanovnika ovo je vrlo skupa instalacija. Ali neki izumitelji tvrde da gotovo svaki vlasnik vlastitog dvorišta može napraviti bioreaktor vlastitim rukama.

Princip rada bioreaktora

Bioreaktor radi na organskom otpadu, pa je za njegov kontinuirani rad potrebno stalno prisustvo stajnjaka i drugog poljoprivrednog otpada. Bioplin koji proizvodi instalacija je biološki čisto gorivo, a performanse su slične prirodnom plinu.

Posao bioreaktora je da preradi organski otpad u gas i đubrivo. Da bi to učinili, utovaruju se u bioreaktorski rezervoar, gdje anaerobne bakterije prerađuju biomasu. Da bi se postigla pravilna fermentacija, zrak ne smije ući u rezervoar. Vrijeme obrade ovisi o količini utovarenog otpada. Otpušteni plin se sastoji od 60% metana i 35% ugljičnog dioksida. Ostale nečistoće čine 5%. Dobiveni plin se pročišćava i tada je spreman za upotrebu u kućanskim aparatima.

Bilješka! Reciklirani materijal se uklanja iz rezervoara i koristi kao đubrivo u poljoprivredi, a na njegovo mesto se utovaruje novi otpad.

Dizajn jednostavnog bioreaktora

Najjednostavniji uređaj koji možete izgraditi vlastitim rukama sastoji se od reaktora za preradu, spremnika za punjenje, ulaznog otvora, otvora za sakupljanje otpada, vodenog zatvarača i cijevi za ispuštanje plina. Za bolju ideju, postoji dijagram bioreaktora u jednostavnom dizajnu.

Bioreaktor je napravljen od armiranog betona ili metalne posude i postavljen u odabranom dijelu dvorišta. Najvažnije je da je instalacija potpuno zatvorena. Veličina rezervoara zavisi od konstantne količine otpada koji je na raspolaganju za preradu, a koji se puni 2/3 njegove veličine. Za referencu: od 1 tone otpada tokom prerade dobije se 100 m 3 gasa. Na osnovu ovih proračuna, nije preporučljivo instalirati mali kontejner. Na kraju krajeva, količina dobivenog plina ovisi o količini otpada koji se stavlja za preradu. Jedan od glavnih uređaja na rezervoaru je otvor za sakupljanje otpada, koji mora biti zapečaćen.

Bilješka! Istrošeni otpad se mora stalno istovariti. Kako se otvor ne bi deformirao zbog čestog otvaranja i ne bi došlo do curenja plina, potrebno je osigurati njegov pouzdan dizajn.

Posebnu pažnju treba posvetiti izgradnji rezervoara. Zidovi i dno moraju imati čvrstu betonsku podlogu. Tokom izlivanja potrebno je izvršiti armiranje. Nakon što se otopina stvrdne, površina se tretira hidroizolacijskim sredstvima. Gornji dio rezervoara je od vatrostalne cigle položene na metalni okvir.

Grijanje na biomasu

Stalni rad reaktora zavisi od aktivnosti bakterija koje izazivaju fermentaciju biomase. U hladnoj masi su u stanju mirovanja. Nakon što se zagrije na potrebnu temperaturu, bakterije će nastaviti svoj rad. Optimalna temperatura fermentacije je +38 ºC. U toplim krajevima, temperatura spoljašnjeg vazduha je dovoljna da reaktor radi bez grejanja. A za hladne regije morat ćete instalirati sistem grijanja. Zavojnica za grijanje postavljena ispod posude može riješiti ovaj problem. Priključuje se na sistem grijanja i slavine (ili termostat) reguliraju cirkulaciju tople vode kako bi se održala željena temperatura.

Bilješka! Također, kao opciju, možete ugraditi zavojnicu s električnim grijaćim elementima. Povezani su na sistem automatizacije koji reguliše temperaturu grijanja. Da biste to učinili, možete koristiti konvencionalnu automatizaciju iz kotlova za toplu vodu.

Mikser za bioreaktor

Tokom rada reaktora, radi boljeg djelovanja bakterija, sirovina se mora periodično miješati. Ovu ulogu može obavljati uređaj u obliku miksera. Njegove oštrice se nalaze unutar kontejnera, a osovina izlazi van. Mješalicu pokreće električni motor. Na mestu gde osovina izlazi treba da budu zaptivke koje održavaju nepropusnost komore.

Bilješka! U nekim slučajevima, zatvoreni elektromotor se ugrađuje direktno u kontejner.

Prijem plina

Gas koji nastaje tokom reakcije ispušta se kroz izlaznu cijev plina spojenu na gornji poklopac. Dovodi se kroz cijev do vodene brtve, koja će spriječiti ulazak zraka u plin. Gas pročišćen u vodenom zatvaraču šalje se u rezervoar za gas radi daljeg transporta do potrošača. Da biste poboljšali sistem, možete ugraditi dva rezervoara za gas. U ovom sistemu kondenzat će se taložiti u prvi kontejner, a gas pod pritiskom se pumpa u drugi kontejner. Za kontrolu tlaka plina potrebno je ugraditi manometar i ispusni ventil. Prekoračenje pritiska gasa će otvoriti ventil i izbaciti višak.

Rastuće cijene energenata tjeraju nas da razmišljamo o mogućnosti da ih sami obezbijedimo. Jedna opcija je bioplinsko postrojenje. Uz njegovu pomoć iz stajnjaka, izmeta i biljnih ostataka dobija se biogas koji se nakon pročišćavanja može koristiti za plinske uređaje (šporeti, kotlovi), pumpati u cilindre i koristiti kao gorivo za automobile ili električne generatore. Generalno, prerada stajnjaka u biogas može zadovoljiti sve energetske potrebe kuće ili farme.

Izgradnja bioplinskog postrojenja je način samostalnog obezbjeđivanja energetskih resursa

Opšti principi

Biogas je proizvod koji se dobiva razgradnjom organskih tvari. Tokom procesa truljenja/fermentacije oslobađaju se gasovi, prikupljanjem kojih možete zadovoljiti potrebe sopstvenog domaćinstva. Oprema u kojoj se odvija ovaj proces naziva se “biogas postrojenje”.

Proces stvaranja bioplina nastaje zbog vitalne aktivnosti raznih vrsta bakterija koje se nalaze u samom otpadu. Ali da bi aktivno "radili", moraju stvoriti određene uvjete: vlažnost i temperaturu. Za njihovo stvaranje gradi se bioplinsko postrojenje. Riječ je o kompleksu uređaja, čija je osnova bioreaktor, u kojem dolazi do razgradnje otpada, što je praćeno stvaranjem plina.

Postoje tri načina za preradu stajnjaka u biogas:

• Psihofilni mod. Temperatura u biogas postrojenju je od +5°C do +20°C. U takvim uslovima, proces razlaganja je spor, stvara se mnogo gasa, a njegov kvalitet je nizak.
• Mezofilni. Jedinica ulazi u ovaj način rada na temperaturama od +30°C do +40°C. U ovom slučaju mezofilne bakterije se aktivno razmnožavaju. U ovom slučaju se formira više plina, proces obrade traje manje vremena - od 10 do 20 dana.
• Termofilna. Ove bakterije se razmnožavaju na temperaturama od +50°C. Proces ide najbrže (3-5 dana), izlaz gasa je najveći (pod idealnim uslovima, sa 1 kg isporuke možete dobiti do 4,5 litara gasa). Većina referentnih tabela za prinos gasa od prerade date su posebno za ovaj način rada, tako da kada koristite druge načine rada, vrijedi napraviti manje podešavanje.

Najteža stvar za implementaciju u bioplinskim postrojenjima je termofilni način rada. Za to je potrebna kvalitetna toplinska izolacija bioplinskog postrojenja, grijanje i sistem kontrole temperature. Ali na izlazu dobijamo maksimalnu količinu biogasa. Još jedna karakteristika termofilne obrade je nemogućnost dodatnog opterećenja. Preostala dva načina rada - psihofilni i mezofilni - omogućavaju vam svakodnevno dodavanje svježe porcije pripremljenih sirovina. Ali, u termofilnom režimu, kratko vreme obrade omogućava da se bioreaktor podeli na zone u kojima će se njihov udeo sirovina prerađivati ​​uz različita vremena punjenja.

Dijagram bioplinskog postrojenja

Osnova bioplinskog postrojenja je bioreaktor ili bunker. U njemu se odvija proces fermentacije, a nastali plin se akumulira u njemu. Tu je i rezervoar za utovar i istovar, a proizvedeni plin se ispušta kroz cijev umetnutu u gornji dio. Slijedi sistem za obradu gasa - njegovo čišćenje i povećanje pritiska u gasovodu na radni pritisak.

Za mezofilne i termofilne režime, takođe je potreban bioreaktorski sistem grejanja da bi se postigli potrebni režimi. U tu svrhu obično se koriste plinski kotlovi koji rade na proizvedeno gorivo. Od njega sistem cjevovoda ide do bioreaktora. Obično su to polimerne cijevi, jer najbolje podnose boravak u agresivnom okruženju.

Biogas postrojenju je također potreban sistem za miješanje tvari. Tokom fermentacije na vrhu se formira tvrda kora, a teške čestice se talože. Sve to zajedno pogoršava proces stvaranja plinova. Mikseri su potrebni za održavanje homogenog stanja prerađene mase. Mogu biti mehaničke ili čak ručne. Mogu se pokrenuti pomoću tajmera ili ručno. Sve zavisi od toga kako je biogas postrojenje napravljeno. Automatizovani sistem je skuplji za instalaciju, ali zahteva minimalnu pažnju tokom rada.

Prema vrsti lokacije, bioplinsko postrojenje može biti:

• Overground.
• Polu-udubljena.
• Recessed.

Ugradne su skuplje za ugradnju - potrebna je velika količina iskopa. Ali kada se koriste u našim uslovima, oni su bolji - lakše je organizirati izolaciju, a troškovi grijanja su niži.

Šta se može reciklirati

Biogas postrojenje je u suštini svejed - bilo koja organska tvar se može preraditi. Prikladni su bilo koji gnoj i urin, biljni ostaci. Deterdženti, antibiotici i hemikalije negativno utiču na proces. Preporučljivo je smanjiti njihov unos, jer ubijaju floru koja ih prerađuje.

Stajnjak se smatra idealnim, jer sadrži velike količine mikroorganizama. Ako na farmi nema krava, pri punjenju bioreaktora preporučljivo je dodati nešto stajnjaka kako bi se supstrat popunio potrebnom mikroflorom. Biljni ostaci se prethodno usitnjavaju i razblažuju vodom. Biljni materijali i izmet se miješaju u bioreaktoru. Ovo “punjenje” traje duže za obradu, ali na kraju dana, u ispravnom režimu, imamo najveći prinos proizvoda.

Određivanje lokacije

Kako bi se minimizirali troškovi organizacije procesa, ima smisla locirati bioplinsko postrojenje u blizini izvora otpada – u blizini zgrada u kojima se drže perad ili životinje. Preporučljivo je razviti dizajn tako da se opterećenje odvija gravitacijom. Iz štale ili svinjca možete postaviti cjevovod na nagib kroz koji će gnoj gravitacijom teći u bunker. Ovo uvelike pojednostavljuje zadatak održavanja reaktora, kao i uklanjanja stajnjaka.

Preporučljivo je locirati bioplinsko postrojenje tako da otpad sa farme može teći gravitacijom

Obično se zgrade sa životinjama nalaze na određenoj udaljenosti od stambene zgrade. Zbog toga će se proizvedeni plin morati prenijeti do potrošača. Ali polaganje jedne plinske cijevi je jeftinije i lakše nego organizirati liniju za transport i utovar stajnjaka.

Bioreactor

Postoje prilično strogi zahtjevi za rezervoare za preradu stajnjaka:

Svi ovi zahtjevi za izgradnju bioplinskog postrojenja moraju biti ispunjeni, jer osiguravaju sigurnost i stvaraju normalne uslove za preradu stajnjaka u biogas.

Od kojih materijala se može napraviti?

Otpornost na agresivna okruženja glavni je zahtjev za materijale od kojih se mogu napraviti kontejneri. Supstrat u bioreaktoru može biti kiseli ili alkalni. U skladu s tim, materijal od kojeg je napravljena posuda mora dobro podnijeti različita okruženja.

Malo materijala ispunjava ove zahtjeve. Prva stvar koja pada na pamet je metal. Izdržljiv je i može se koristiti za izradu posuda bilo kojeg oblika. Dobra stvar je što možete koristiti gotov kontejner - neki stari rezervoar. U tom slučaju će izgradnja bioplinskog postrojenja trajati vrlo malo vremena. Nedostatak metala je što reagira s kemijski aktivnim tvarima i počinje se urušavati. Da bi se neutralizirao ovaj nedostatak, metal je premazan zaštitnim premazom.

Odlična opcija je bioreaktorski spremnik napravljen od polimera. Plastika je hemijski neutralna, ne truli, ne hrđa. Samo trebate odabrati materijale koji mogu izdržati smrzavanje i zagrijavanje do prilično visokih temperatura. Zidovi reaktora trebaju biti debeli, po mogućnosti ojačani staklenim vlaknima. Takvi kontejneri nisu jeftini, ali traju dugo.

Jeftinija opcija je bioplinsko postrojenje sa kontejnerom od cigle, betonskih blokova ili kamena. Da bi zidanje izdržalo velika opterećenja, potrebno je ojačati zidove (u svakih 3-5 redova, ovisno o debljini zida i materijalu). Nakon završetka procesa izgradnje zida, kako bi se osigurala vodonepropusnost i plin, neophodna je naknadna višeslojna obrada zidova kako iznutra tako i izvana. Zidovi su malterisani cementno-pješčanim sastavom sa aditivima (aditivima) koji daju potrebna svojstva.

Dimenzionisanje reaktora

Zapremina reaktora zavisi od odabrane temperature za preradu stajnjaka u biogas. Najčešće se bira mezofilni - lakši je za održavanje i omogućava mogućnost svakodnevnog punjenja reaktora. Proizvodnja biogasa nakon postizanja normalnog režima (oko 2 dana) je stabilna, bez skokova ili padova (kada se stvore normalni uslovi). U ovom slučaju ima smisla izračunati zapreminu bioplinskog postrojenja u zavisnosti od količine stajnjaka koji se stvara na farmi dnevno. Sve se lako izračunava na osnovu prosječnih statističkih podataka.

Razgradnja stajnjaka na mezofilnim temperaturama traje od 10 do 20 dana. U skladu s tim, volumen se izračunava množenjem sa 10 ili 20. Prilikom izračunavanja potrebno je uzeti u obzir količinu vode koja je potrebna da se podloga dovede u idealno stanje - njena vlažnost bi trebala biti 85-90%. Pronađena zapremina se povećava za 50%, jer maksimalno opterećenje ne bi trebalo da prelazi 2/3 zapremine rezervoara - gas bi se trebao akumulirati ispod plafona.

Na primjer, na farmi ima 5 krava, 10 svinja i 40 kokoši. U osnovi, 5 * 55 kg + 10 * 4,5 kg + 40 * 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Da biste pileći gnoj doveli do 85% vlažnosti, potrebno je dodati nešto više od 5 litara vode (to je još 5 kg). Ukupna težina je 331,8 kg. Za preradu za 20 dana potrebno je: 331,8 kg * 20 = 6636 kg - oko 7 kubnih metara samo za podlogu. Pronađenu cifru pomnožimo sa 1,5 (povećanje za 50%), dobijemo 10,5 kubnih metara. Ovo će biti izračunata vrijednost zapremine reaktora bioplinskog postrojenja.

Otvori za utovar i istovar vode direktno u rezervoar bioreaktora. Da bi se podloga ravnomjerno rasporedila po cijeloj površini, izrađuju se na suprotnim krajevima posude.

Prilikom dubinske ugradnje bioplinskog postrojenja, cijevi za utovar i istovar prilaze tijelu pod oštrim uglom. Štaviše, donji kraj cijevi trebao bi biti ispod nivoa tečnosti u reaktoru. Ovo sprečava ulazak vazduha u posudu. Također, na cijevi se ugrađuju rotacijski ili zaporni ventili, koji su zatvoreni u normalnom položaju. Otvaraju se samo tokom utovara ili istovara.

Budući da stajnjak može sadržavati velike fragmente (elemente stelje, stabljike trave, itd.), cijevi malog promjera će se često začepiti. Dakle, za utovar i istovar moraju imati prečnik 20-30 cm.Moraju se ugraditi prije početka radova na izolaciji bioplinskog postrojenja, ali nakon postavljanja kontejnera na svoje mjesto.

Najpogodniji način rada bioplinskog postrojenja je redovno punjenje i istovar podloge. Ova operacija se može izvoditi jednom dnevno ili jednom u dva dana. Stajnjak i druge komponente prethodno se sakupljaju u rezervoar za skladištenje, gdje se dovode u potrebno stanje - drobe se, ako je potrebno, navlaže i miješaju. Radi praktičnosti, ova posuda može imati mehaničku miješalicu. Pripremljena podloga se sipa u prihvatni otvor. Ako prihvatnu posudu postavite na sunce, podloga će se prethodno zagrijati, što će smanjiti troškove održavanja potrebne temperature.

Preporučljivo je izračunati dubinu ugradnje prihvatnog lijevka tako da otpad gravitacijski teče u njega. Isto važi i za istovar u bioreaktor. Najbolji slučaj je ako se pripremljena podloga kreće gravitacijom. I kapak će ga ograditi tokom pripreme.

Da bi se osigurala nepropusnost bioplinskog postrojenja, otvori na prijemnom spremniku i u zoni istovara moraju imati zaptivnu gumenu brtvu. Što je manje zraka u posudi, to će plin biti čišći na izlazu.

Sakupljanje i uklanjanje biogasa

Biogas se odvodi iz reaktora kroz cijev čiji je jedan kraj ispod krova, a drugi se obično spušta u vodeni pečat. Ovo je posuda s vodom u koju se ispušta nastali biogas. U vodenoj brtvi nalazi se druga cijev - nalazi se iznad nivoa tečnosti. U njega izlazi čistiji biogas. Na izlazu iz njihovog bioreaktora ugrađen je ventil za zatvaranje plina. Najbolja opcija je loptasta.

Koji materijali se mogu koristiti za sistem prenosa gasa? Pocinčane metalne cijevi i plinske cijevi od HDPE ili PPR. Moraju osigurati nepropusnost; šavovi i spojevi se provjeravaju pjenom od sapuna. Cijeli cjevovod je sastavljen od cijevi i fitinga istog promjera. Nema kontrakcija ili ekspanzija.

Čišćenje od nečistoća

Približan sastav nastalog biogasa je:

• metan - do 60%;
• ugljen dioksid - 35%;
• ostale plinovite tvari (uključujući vodonik sulfid, koji plinu daje neprijatan miris) - 5%.

Da bi bioplin bio bez mirisa i dobro gorio, potrebno je iz njega ukloniti ugljični dioksid, sumporovodik i vodenu paru. Ugljični dioksid se uklanja u vodenoj brtvi ako se na dno instalacije doda gašeno vapno. Takvu oznaku će se morati povremeno mijenjati (čim plin počne gore gorjeti, vrijeme je da ga promijenite).

Sušenje plina se može obaviti na dva načina - izradom vodenih zaptivki u plinovodu - umetanjem zakrivljenih dijelova u cijev ispod vodenih zaptivki, u kojima će se nakupljati kondenzat. Nedostatak ove metode je potreba za redovnim pražnjenjem vodene brtve - ako postoji velika količina prikupljene vode, može blokirati prolaz plina.

Drugi način je ugradnja filtera sa silika gelom. Princip je isti kao kod vodene brtve - plin se dovodi do silika gela i isušuje ispod poklopca. Kod ove metode sušenja biogasa, silika gel se mora periodično sušiti. Da biste to učinili, morate ga zagrijati neko vrijeme u mikrovalnoj pećnici. Zagreva se i vlaga isparava. Možete ga napuniti i ponovo koristiti.

Za uklanjanje sumporovodika koristi se filter napunjen metalnim strugotinama. U kontejner možete staviti stare metalne čistače. Pročišćavanje se odvija na potpuno isti način: plin se dovodi u donji dio posude ispunjen metalom. Prolaskom se čisti od sumporovodika, skupljenog u gornjem slobodnom dijelu filtera, odakle se ispušta kroz drugu cijev/crijevo.

Rezervoar za plin i kompresor

Pročišćeni biogas ulazi u rezervoar za skladištenje - plinski držač. To može biti zatvorena plastična vrećica ili plastični kontejner. Glavni uvjet je nepropusnost plina, oblik i materijal nisu bitni. U plinskom držaču se skladišti zaliha bioplina. Iz njega se, uz pomoć kompresora, plin pod određenim tlakom (koji postavlja kompresor) dovodi do potrošača - do plinske peći ili bojlera. Ovaj plin se također može koristiti za proizvodnju električne energije pomoću generatora.

Za stvaranje stabilnog tlaka u sistemu nakon kompresora, preporučljivo je ugraditi prijemnik - mali uređaj za izravnavanje skokova tlaka.

Uređaji za miješanje

Da bi biogas postrojenje normalno radilo, potrebno je redovno miješanje tekućine u bioreaktoru. Ovaj jednostavan proces rješava mnoge probleme:

• miješa svježi dio opterećenja s kolonijom bakterija;
• potiče oslobađanje proizvedenog plina;
• izjednačava temperaturu tečnosti, isključujući toplije i hladnije oblasti;
• održava homogenost podloge, sprečavajući taloženje ili plutanje nekih komponenti.

Tipično, mala kućna bioplinska postrojenje ima mehaničke miješalice koje pokreće mišićna snaga. U sistemima velike zapremine, mešalice se mogu pokretati pomoću motora koji se aktiviraju pomoću tajmera.

Druga metoda je miješanje tekućine propuštanjem dijela generiranog plina kroz nju. Da bi se to postiglo, nakon izlaska iz metatanka, postavlja se T-reaktor i dio plina teče u donji dio reaktora, odakle izlazi kroz cijev s rupama. Ovaj dio plina se ne može smatrati potrošnjom, jer opet ulazi u sistem i kao rezultat toga završava u rezervoaru za gas.

Treći način miješanja je korištenje fekalnih pumpi za pumpanje supstrata iz donjeg dijela i izlivanje na vrhu. Nedostatak ove metode je ovisnost o dostupnosti električne energije.

Sistem grijanja i toplinska izolacija

Bez zagrijavanja prerađene tekućine, psihofilne bakterije će se razmnožavati. Proces obrade u ovom slučaju će trajati 30 dana, a izlaz plina će biti mali. Ljeti, ako postoji toplinska izolacija i predgrijavanje tereta, moguće je postići temperaturu i do 40 stepeni, kada počinje razvoj mezofilnih bakterija, ali zimi takva instalacija praktično ne radi - procesi se odvijaju vrlo sporo. . Na temperaturama ispod +5°C praktično se smrzavaju.

Šta grejati i gde to postaviti

Za najbolje rezultate koristite grijanje. Najracionalnije je grijanje vode iz bojlera. Kotao može raditi na struju, čvrsto ili tečno gorivo, a možete ga pokretati i na proizvedeni biogas. Maksimalna temperatura do koje je potrebno zagrijati vodu je +60°C. Toplije cijevi mogu uzrokovati lijepljenje čestica za površinu, smanjujući učinkovitost grijanja.

Možete koristiti i direktno grijanje - umetnite grijaće elemente, ali prvo, teško je organizirati miješanje, drugo, podloga će se zalijepiti za površinu, smanjujući prijenos topline, grijaći elementi će brzo izgorjeti

Biogas postrojenje se može grijati pomoću standardnih radijatora za grijanje, jednostavno cijevi uvijenih u zavojnicu ili zavarenih registara. Bolje je koristiti polimerne cijevi - metal-plastične ili polipropilenske. Prikladne su i valovite cijevi od nehrđajućeg čelika, lakše se ugrađuju, posebno u cilindrične vertikalne bioreaktore, ali valovita površina izaziva lijepljenje taloga, što nije baš dobro za prijenos topline.

Kako bi se smanjila mogućnost taloženja čestica na grijaćim elementima, oni su smješteni u području miješalice. Samo u ovom slučaju sve mora biti dizajnirano tako da miješalica ne može dodirnuti cijevi. Često se čini da je grijače bolje postaviti na dno, ali praksa je pokazala da je zbog taloga na dnu takvo grijanje neučinkovito. Stoga je racionalnije postaviti grijače na zidove metatanka bioplinskog postrojenja.

Metode grijanja vode

U zavisnosti od načina ugradnje cijevi, grijanje može biti vanjsko ili unutrašnje. Kada se ugradi unutra, grejanje je efikasno, ali je popravka i održavanje grejača nemogući bez zaustavljanja i ispumpavanja sistema. Stoga se posebna pažnja poklanja odabiru materijala i kvaliteti spojeva.

Zagrijavanje povećava produktivnost bioplinskog postrojenja i skraćuje vrijeme obrade sirovina

Kada su grijači smješteni izvana, potrebno je više topline (trošak grijanja sadržaja bioplinskog postrojenja je mnogo veći), jer se mnogo topline troši na zagrijavanje zidova. Ali sistem je uvek dostupan za popravku, a grejanje je ujednačenije, jer se okolina zagreva sa zidova. Još jedna prednost ovog rješenja je da miješalice ne mogu oštetiti sustav grijanja.

Kako izolovati

Prvo se na dno jame izlije izravnavajući sloj pijeska, a zatim sloj toplinske izolacije. Može biti glina pomiješana sa slamom i ekspandiranom glinom, šljakom. Sve ove komponente se mogu pomiješati i sipati u odvojenim slojevima. Nivelirani su do horizonta i instaliran je kapacitet bioplinskog postrojenja.

Bočne strane bioreaktora mogu se izolirati modernim materijalima ili klasičnim starinskim metodama. Jedna od staromodnih metoda je premazivanje glinom i slamom. Nanesite u nekoliko slojeva.

Moderni materijali uključuju ekstrudiranu polistirensku pjenu visoke gustoće, blokove od gaziranog betona niske gustine itd. Tehnološki najnaprednija u ovom slučaju je poliuretanska pjena (PPU), ali usluge njene primjene nisu jeftine. Ali rezultat je besprijekorna toplinska izolacija, koja minimizira troškove grijanja. Postoji još jedan toplinski izolacijski materijal - pjenasto staklo. Vrlo je skup u pločama, ali njegov čips ili mrvice koštaju vrlo malo, a po karakteristikama je gotovo idealan: ne upija vlagu, ne boji se smrzavanja, dobro podnosi statička opterećenja i ima nisku toplinsku provodljivost.