Instalație de biogaz pentru casă privată: recomandări pentru amenajarea unui proiect de casă. Cum se obține biogaz din gunoi de grajd: o privire de ansamblu asupra principiilor de bază și a proiectării unei instalații de producție Vizualizați desenele online ale instalațiilor de biogaz

Aici, în Serbia și în Europa în ansamblu, oamenii nu vor să depindă de companiile de energie și gaze, așa că se străduiesc să achiziționeze surse alternative de energie. Fie panouri solare, colectoare termice sau centrale de biogaz.

Odată am vorbit deja în revista mea despre instalațiile industriale de biogaz, acum despre povestea mea este vorba instalare de casă, care poate produce gaz pentru casa sau cabana ta. Principiul de funcționare este clar din figură. Voi face doar câteva explicații și vă voi spune scopul unor elemente.

Pentru a face instalarea veți avea nevoie de:

*Două butoaie de plastic a câte 200 de litri fiecare (în Serbia, varza este sărată în astfel de butoaie), dar pot exista și butoaie metalice pentru motorină.

* Cinci fitinguri adaptoare pentru elementele de conectare cu un furtun cu o grosime de cel puțin 13 mm.

* Furtun din plastic (lungime in functie de necesitatile de instalare).

* Găleată de plastic.

* Canistra din plastic de 3 - 5 litri (pentru ulei auto cu capac filetat) pentru supapa de urgenta.

* Două tuburi de plastic cu diametrul de 5 cm.

Element 1 - în imagine, generator de gaz BIO

Se compune din: un butoi sigilat, două tevi din plasticși un fiting de evacuare pentru biogaz.

În generator, masa organică se descompune în timpul procesului de degradare, eliberând 60% metan și 40% SO2.

Prin primul tub de plastic cu o pâlnie, se toarnă deșeuri de biomasă mărunțite și se amestecă cu apă într-un raport de 10% biomasă și 90% apă de ploaie (apă moale).

Ar fi bine dacă am putea adăuga și un amestec natural de gunoi de grajd proaspăt de la vaci, porci și păsări, introducând astfel microorganisme de care depinde producția de biogaz. În caz contrar, puteți adăuga puțin noroi dintr-un râu sau un iaz pentru a accelera procesul.

Procesul durează aproximativ 3 săptămâni pentru ca gazul să se formeze. De la început, veți observa că se eliberează gaz, dar fiți conștienți de faptul că este SO2 - dioxid de carbon, care nu este inflamabil. Abia după ce au trecut 3 săptămâni are loc formarea metanului - biogaz.

Pe fundul recipientului apare în timp un reziduu, care este un excelent îngrășământ natural pentru legumele din grădinărit.

Temperatura ideală este de la 12 la 36 de grade, protejați butoiul de lumina directă a soarelui la umbră și iarna de îngheț. Rețineți că acesta este un butoi „viu”, adică conține miliarde de microorganisme care lucrează la procesul de descompunere a biomasei.

Dacă „gătiți excesiv” sau „înghețați” Generatorul de gaz BIO, microorganismele vor dispărea, așa că întregul proces va trebui să înceapă din nou.

Elementul 2 din figură este un recipient pentru colectarea biogazului și un sigiliu pentru apă

Este format dintr-un butoi de plastic deschis, o găleată și două fitinguri (supapă) pentru debitul de gaz și greutate (etichetă).

În acest recipient - un butoi de 200 de litri, gazul este colectat, așa cum se arată în figură. Oferă o soluție simplă și flexibilă fără risipa de gaz. În plus, apa acționează și ca un filtru, purificând metanul de impurități.

Observați că gazul a ridicat recipientul de apă și aceasta indică cantitatea de gaz colectată.

Greutatea greutății va face ca presiunea gazului să fie suficientă, care este apoi trimisă la supapa de urgență, elementul nr. 4.

Păstrați acest recipient umplut cu apă și ferit de îngheț.

Elementul 3 - arzător

Element 4 - Supapă de urgență

Supapa de urgență constă dintr-un recipient din plastic cu apă cu un capac cu șurub și două adaptoare.

Dozele goale de ulei pentru o mașină sunt o bună improvizație.

Supapa de urgență este proiectată pentru a intercepta flacăra pentru a opri efect invers. Supapa de urgență este amplasată între elementul 3 - arzător și recipientul de colectare a gazelor, elementul 2.

Este imperativ să instalați o supapă de urgență pentru a preveni aprinderea recipientului de gaz, provocând un accident sau explozie.

Societatea modernă încearcă din ce în ce mai mult să folosească surse alternative de energie electrică, acest lucru ajută la rezolvarea problemei conservării resurselor din lume și, de asemenea, ne permite să minimizăm costurile pentru acest sau acel tip de muncă. Pentru a-și atinge obiectivele, oamenii s-au adaptat la utilizarea energiei elementelor naturale: apă, vânt, sol, soare și, pe lângă utilizarea unor tipuri de combustibili nestandard, care le înlocuiesc cu ușurință pe cele tradiționale.

O instalație de biogaz pentru locuința ta îți va permite să obții singur sursa de energie produsă – biogazul. Acest combustibil își va găsi aplicația în viața de zi cu zi a oricărei persoane. Să ne dăm seama care sunt principalele avantaje ale acestui design, în ce scopuri poate fi utilizat și cum să faci o instalație simplă de biogaz cu propriile mâini.

Zona de aplicare

La ce se folosește un astfel de dispozitiv? Pentru producerea de combustibil ecologic, biogaz, care poate fi utilizat în ferme, în viața de zi cu zi și în întreprinderi.

Biogazul poate fi folosit pentru a genera căldură, electricitate și ca combustibil pentru automobile. Configuratia si continutul instalatiei prezinta numeroase variatii, in functie de puterea necesara pentru fiecare caz concret, de tipul de materii prime primare folosite si de produsul final obtinut. Pe Internet puteți studia diverse fotografii ale instalațiilor de biogaz care diferă unele de altele în anumiți parametri.

Principiul de funcționare al unei instalații de biogaz este extrem de clar, astfel încât utilizarea sa este permisă întotdeauna și oriunde. Principalul factor care influențează necesitatea și fezabilitatea înființării unei unități într-o anumită locație este furnizarea unui volum suficient de materii prime organice pentru lucru, care va fi necesar în proces.

Cum functioneazã

Pentru a înțelege principiul de funcționare, este necesar să înțelegem structura unei instalații de biogaz. O unitate standard include următoarele componente, piese și piese:

• container pentru materii prime organice primare;
• concasoare de material prea grosier (diverse mixere, mori), care permit obtinerea unor fractiuni mai mici de materii prime;
• suport de gaz – recipient în care se acumulează biogazul produs;
• rezervor, container, reactor în care se realizează procesul de producere a combustibilului;
• tuburi prin care sunt livrate materiile prime primare la rezervorul de producere a biocombustibililor;
• un sistem care vă permite să transferați biogazul din rezervor în rezervorul de gaz și în următoarele etape de procesare;
• sisteme automate, sisteme de securitate și control al proceselor.

Pentru a vă familiariza mai bine cu structura unității, puteți studia diagramele și desenele instalațiilor de biogaz, care vor afișa clar toate componentele și componentele echipamentului.

Principiul de funcționare se bazează pe fermentarea și descompunerea ulterioară a materiilor prime inițiale (care pot fi diverse deșeuri agricole sau industriale, de exemplu gunoi de grajd, produse forestiere) în bioreactorul instalației. Acest proces are loc sub influența unor bacterii speciale.

În urma proceselor desfășurate în rezervor se produce biogaz, format din metan, hidrogen sulfurat, CO2, amoniac, N etc.

Principalele etape ale proceselor care au loc în dispozitiv:

• furnizare de materii prime organice în containere;
• măcinarea și transportul în continuare a deșeurilor încărcate în reactor, încălzirea simultană a biomasei;
• începutul procesului de descompunere într-un bioreactor etanș, temperatura ideala pentru funcționarea sa: + 40 grade Celsius;
• formarea biogazului (într-un suport de gaz) și a biofertilizatorului (într-un rezervor special separat al reactorului);
• intrarea biogazului în sistemul de purificare și utilizarea ulterioară a acestuia de către oameni (pentru consumul casnic, producerea de căldură sau electricitate);
• utilizarea biofertilizatorului din reactor în scopul propus.

Cum să o faci singur

O instalație de biogaz pentru agricultură sau uz casnic poate fi realizată de o persoană cu instrument necesar, cunoștințe de instalații sanitare și abilități de bază în lucrul cu sudarea.

Secvența acțiunilor întreprinse va fi următoarea:

• fabricarea corpului bioreactorului, care este utilizat pentru efectuarea fermentației (containerul poate fi din metal sau beton);
• instalarea capacelor deasupra rezervorului, orificii în pereții laterali necesare pentru încărcarea și, în consecință, descărcarea materiilor prime;
• instalarea unui rezervor de gaz;
• construcția unei conducte de la rezervorul de gaz până la locul de consum al produsului final (acest proiect trebuie să includă supape și elemente de protecție - diferite supape, supape etc.).

Construcția unei fabrici de biogaz la dacha, în casa la tara, agricultura și producția îți vor permite să primești nu numai beneficii economice, ci și să obții și alte rezultate pozitive din activitățile tale, și anume în aspectele de mediu și energetice.

Folosind un astfel de dispozitiv, consumatorul nu numai că va primi combustibil ecologic, mai multe tipuri de energie și îngrășăminte biologice, dar va reduce semnificativ și costurile de oportunitate care ar fi putut fi suportate în absența unei astfel de unități.

Fotografie cu instalația de biogaz

Tema combustibililor alternativi este relevantă de câteva decenii. Biogazul este o sursă de combustibil natural pe care o puteți produce și utiliza singur, mai ales dacă aveți animale.

Ce este

Compoziția biogazului este similară cu cea produsă la scară industrială. Etapele producției de biogaz:

1. Un bioreactor este un recipient în care masa biologică este procesată de bacterii anaerobe în vid.
2. După un timp, se eliberează un gaz format din metan, dioxid de carbon, hidrogen sulfurat și alte substanțe gazoase.
3. Acest gaz este purificat și îndepărtat din reactor.
4. Biomasa reciclată este un îngrășământ excelent care este îndepărtat din reactor pentru a îmbogăți câmpurile.

Producerea de biogaz cu propriile mâini acasă este posibilă cu condiția să locuiți într-un sat și să aveți acces la deșeurile animale. Este o opțiune bună de combustibil pentru fermele de animale și întreprinderile agricole.

Avantajul biogazului este că reduce emisiile de metan și oferă o sursă Energie alternativa. Ca urmare a procesării biomasei, se formează îngrășământ pentru grădini de legume și câmpuri, ceea ce reprezintă un avantaj suplimentar.

Pentru a face propriul biogaz, trebuie să construiți un bioreactor pentru a procesa gunoi de grajd, excremente de păsări și alte deșeuri organice. Materiile prime folosite sunt:

• ape uzate;
• paie;
• iarbă;
• nămol de râu

Este important să se prevină intrarea impurităților chimice în reactor, deoarece acestea interferează cu procesul de procesare.

Cazuri de utilizare

Procesarea gunoiului de grajd în biogaz face posibilă obținerea de energie electrică, termică și mecanică. Acest combustibil este folosit la scară industrială sau în case particulare. Este folosit pentru:

• Incalzi;
• iluminat;
• Încălzire a apei;
• funcţionarea motoarelor cu ardere internă.

Folosind un bioreactor, vă puteți crea propria bază de energie pentru a vă alimenta casa privată sau producția agricolă.

Centralele termice care utilizează biogaz sunt o modalitate alternativă de a încălzi o fermă privată sau un sat mic. Deșeurile organice pot fi transformate în energie electrică, ceea ce este mult mai ieftin decât rularea lor la șantier și plata facturilor la utilități. Biogazul poate fi folosit pentru gătit pe sobe cu gaz. Marele avantaj al biocombustibilului este că este o sursă de energie inepuizabilă, regenerabilă.

Eficiența biocombustibililor

Biogazul din gunoi și gunoi de grajd este incolor și inodor. Oferă aceeași cantitate de căldură ca și gazul natural. Un metru cub de biogaz oferă aceeași cantitate de energie ca 1,5 kg de cărbune.

Cel mai adesea, fermele nu aruncă deșeurile de la animale, ci le depozitează într-o zonă. Ca urmare, metanul este eliberat în atmosferă, iar gunoiul de grajd își pierde proprietățile de îngrășământ. Deșeurile procesate în timp util vor aduce mult mai multe beneficii fermei.

Este ușor de calculat eficiența eliminării gunoiului de grajd în acest fel. O vaca medie produce 30-40 kg de gunoi de grajd pe zi. Această masă produce 1,5 metri cubi de gaz. Din această cantitate se generează 3 kW/h de energie electrică.

Cum se construiește un reactor de biomaterial

Bioreactoarele sunt recipiente din beton cu orificii pentru îndepărtarea materiilor prime. Înainte de construcție, trebuie să alegeți o locație pe șantier. Mărimea reactorului depinde de cantitatea de biomasă pe care o aveți zilnic. Ar trebui să umple recipientul cu 2/3.

Dacă nu există multă biomasă, în loc de un recipient de beton, puteți lua un butoi de fier, de exemplu, un butoi obișnuit. Dar trebuie să fie puternic, cu suduri de înaltă calitate.

Cantitatea de gaz produsă depinde direct de volumul de materii prime. Într-un recipient mic vei primi puțin din el. Pentru a obține 100 de metri cubi de biogaz, trebuie să procesați o tonă de masă biologică.

Pentru a crește rezistența instalației, aceasta este de obicei îngropată în pământ. Reactorul trebuie să aibă o conductă de admisie pentru încărcarea biomasei și o conductă de evacuare pentru îndepărtarea deșeurilor. În partea de sus a rezervorului ar trebui să existe o gaură prin care este evacuat biogazul. Este mai bine să-l închideți cu un sigiliu de apă.

Pentru o reacție corectă, recipientul trebuie să fie închis ermetic, fără acces la aer. Sigiliul de apă va asigura îndepărtarea în timp util a gazelor, ceea ce va împiedica explozia sistemului.

Reactor pentru o fermă mare

Un design simplu de bioreactor este potrivit pentru fermele mici cu 1-2 animale. Dacă dețineți o fermă, cel mai bine este să instalați un reactor industrial care poate gestiona volume mari de combustibil. Cel mai bine este să implicați companii speciale implicate în dezvoltarea proiectului și instalarea sistemului.

Complexele industriale constau din:

• Rezervoare de stocare intermediară;
• Instalatii de amestecare;
• O centrală termică mică care furnizează energie pentru încălzirea clădirilor și sere, precum și energie electrică;
• Containere pentru gunoi de grajd fermentat folosite ca îngrășământ.

Cel mai opțiune eficientă– construirea unui complex pentru mai multe ferme învecinate. Cu cât este procesat mai mult biomaterial, cu atât se produce mai multă energie ca rezultat.

Inainte de a primi biogaz, instalatiile industriale trebuie sa fie avizate de catre statia sanitara si epidemiologica, inspectie de incendiu si gaze. Sunt documentate, există standarde speciale pentru amplasarea tuturor elementelor.

Cum se calculează volumul reactorului

Volumul reactorului depinde de cantitatea de deșeuri generată zilnic. Amintiți-vă că recipientul trebuie să fie plin doar la 2/3 pentru o fermentare eficientă. Luați în considerare, de asemenea, timpul de fermentație, temperatura și tipul de materie primă.

Cel mai bine este să diluați gunoiul de grajd cu apă înainte de a-l trimite la digestor. Va dura aproximativ 2 săptămâni pentru a procesa gunoiul de grajd la o temperatură de 35-40 de grade. Pentru a calcula volumul, determinați volumul inițial de deșeuri cu apă și adăugați 25-30%. Volumul de biomasă ar trebui să fie același la fiecare două săptămâni.

Cum se asigură activitatea biomasei

Pentru fermentarea corectă a biomasei, cel mai bine este să încălziți amestecul. În regiunile sudice, temperatura aerului favorizează debutul fermentației. Dacă locuiți în nord sau în zona de mijloc, puteți conecta elemente de încălzire suplimentare.

Pentru a începe procesul, este necesară o temperatură de 38 de grade. Există mai multe modalități de a asigura acest lucru:

• O bobină sub reactor conectată la sistemul de încălzire;
• Elemente de încălzire în interiorul recipientului;
• Încălzirea directă a recipientului cu dispozitive electrice de încălzire.

Masa biologică conține deja bacterii care sunt necesare pentru a produce biogaz. Se trezesc și încep activitatea când temperatura aerului crește.

Cel mai bine este să le încălziți cu sisteme automate de încălzire. Se pornesc atunci când masa rece intră în reactor și se opresc automat când temperatura atinge valoarea dorită. Astfel de sisteme sunt instalate în cazanele de încălzire a apei, pot fi achiziționate de la magazinele de echipamente pe gaz.

Dacă asigurați încălzirea la 30-40 de grade, procesarea va dura 12-30 de zile. Depinde de compoziția și volumul masei. Când este încălzită la 50 de grade, activitatea bacteriană crește, iar procesarea durează 3-7 zile. Dezavantajul unor astfel de instalații este costul ridicat al menținerii temperaturilor ridicate. Sunt comparabile cu cantitatea de combustibil primită, astfel încât sistemul devine ineficient.

O altă modalitate de a activa bacteriile anaerobe este prin agitarea biomasei. Puteți instala singuri arborii în cazan și puteți muta mânerul pentru a agita masa dacă este necesar. Dar este mult mai convenabil să proiectați un sistem automat care va amesteca masa fără participarea dvs.

Îndepărtarea corectă a gazului

Biogazul din gunoi de grajd este îndepărtat prin capacul superior al reactorului. Trebuie să fie închis ermetic în timpul procesului de fermentație. În mod obișnuit, se folosește un sigiliu de apă. Controlează presiunea din sistem când aceasta crește, capacul se ridică și se activează supapa de eliberare. O greutate este folosită ca contragreutate. La ieșire, gazul este purificat cu apă și curge mai departe prin tuburi. Purificarea cu apă este necesară pentru a elimina vaporii de apă din gaz, altfel nu se va arde.

Înainte ca biogazul să poată fi procesat în energie, acesta trebuie să fie acumulat. Ar trebui depozitat într-un rezervor de benzină:

• Este realizat sub forma unui dom si instalat la iesirea din reactor.
• Cel mai adesea este fabricat din fier și acoperit cu mai multe straturi de vopsea pentru a preveni coroziunea.
• ÎN complexe industriale Suportul de gaz este un rezervor separat.

O altă opțiune pentru realizarea unui suport de gaz: folosiți o pungă din PVC. Acest material elastic se întinde pe măsură ce sacul se umple. Dacă este necesar, poate stoca cantități mari de biogaz.

Uzina subterana de producere a biocombustibililor

Pentru a economisi spațiu, cel mai bine este să construiți instalații subterane. Acesta este cel mai simplu mod de a obține biogaz acasă. Pentru a instala un bioreactor subteran, trebuie să săpați o groapă și să-i umpleți pereții și fundul cu beton armat.

Pe ambele părți ale recipientului se fac găuri pentru conductele de intrare și de evacuare. În plus, conducta de evacuare ar trebui să fie amplasată la baza recipientului pentru pomparea masei deșeurilor. Diametrul său este de 7-10 cm. Orificiul de intrare cu un diametru de 25-30 cm este cel mai bine situat în partea superioară.

Instalația este închisă de sus zidărieși instalați un rezervor de gaz pentru primirea biogazului. La ieșirea recipientului trebuie să faceți o supapă pentru a regla presiunea.

O instalație de biogaz poate fi îngropată în curtea unei case private și la ea pot fi conectate canalizare și deșeuri animale. Reactoarele de reciclare pot acoperi complet nevoile de electricitate și încălzire ale unei familii. Un beneficiu suplimentar este obținerea de îngrășământ pentru grădina dvs.

Un bioreactor DIY este o modalitate de a obține energie din pășune și de a câștiga bani din gunoi de grajd. Reduce costurile cu energia fermă și crește profitabilitatea. Puteți să o faceți singur sau să comandați instalarea. Prețul depinde de volum, începând de la 7.000 de ruble.

Odată cu creșterea prețurilor la energie la nivel mondial, mulți rezidenți zone rurale gândindu-se la metode alternative de înlocuire a acestora. Unii inventatori au instalat generatoare eoliene pentru a furniza energie electrică caselor lor. Dar ce zici de gaz? La urma urmei, partea leului din costurile de încălzire merge pentru a plăti gazul consumat. Oamenii au început să se gândească la cum să obțină ei înșiși gaz. În acest scop, a fost creat un bioreactor care funcționează cu deșeuri agricole. Pentru un simplu rezident din mediul rural, aceasta este o instalație foarte costisitoare. Dar unii inventatori susțin că aproape fiecare proprietar al curții sale poate face un bioreactor cu propriile mâini.

Principiul de funcționare al bioreactorului

Bioreactorul funcționează pe deșeuri organice, astfel încât pentru funcționarea sa continuă necesită o prezență constantă a gunoiului de grajd și a altor deșeuri agricole. Biogazul produs de instalație este un combustibil curat din punct de vedere biologic, iar performanța acestuia este similară cu cea a gazelor naturale.

Sarcina unui bioreactor este de a procesa deșeurile organice în gaz și îngrășăminte. Pentru a face acest lucru, ele sunt încărcate într-un rezervor de bioreactor, unde bacteriile anaerobe procesează biomasa. Pentru a obține o fermentație adecvată, aerul nu trebuie să intre în rezervor. Timpul de procesare depinde de volumul deșeurilor încărcate. Gazul eliberat este format din 60% metan și 35% dioxid de carbon. Alte impurități reprezintă 5%. Gazul rezultat este purificat și apoi este gata de utilizare în aparatele de uz casnic.

Notă! Materiile prime prelucrate sunt îndepărtate din rezervor și utilizate ca îngrășământ în agricultură, iar deșeurile noi sunt încărcate în locul lor.

Proiectarea unui bioreactor simplu

Cel mai simplu dispozitiv pe care îl puteți construi cu propriile mâini constă dintr-un reactor pentru procesare, un rezervor de încărcare, o trapă de intrare, o trapă pentru colectarea deșeurilor, un sigiliu de apă și o țeavă de evacuare a gazelor. Pentru o idee mai bună, există o diagramă a unui bioreactor într-un design simplu.

Bioreactorul este realizat din beton armat sau un recipient metalic și instalat într-o zonă selectată a curții. Cel mai important lucru este că instalația este complet etanșă. Dimensiunea rezervorului depinde de cantitatea constantă de deșeuri disponibilă pentru procesare, care este încărcată la 2/3 din dimensiunea sa. Pentru referință: din 1 tonă de deșeuri în timpul procesării se obțin 100 m 3 de gaz. Pe baza acestor calcule, nu este recomandabil să instalați un container mic. La urma urmei, cantitatea de gaz produsă depinde de cantitatea de deșeuri încărcate pentru procesare. Unul dintre dispozitivele principale de pe rezervor este trapa de colectare a deșeurilor, care trebuie sigilată.

Notă! Deșeurile uzate trebuie descărcate în mod constant. Pentru a vă asigura că trapa nu se deformează din cauza deschiderii frecvente și nu există scurgeri de gaz, este necesar să se asigure un design fiabil al acestuia.

O atenție deosebită trebuie acordată construcției rezervorului. Pereții și fundul trebuie să aibă o bază solidă din beton. În timpul turnării, trebuie efectuată armătura. După ce soluția s-a întărit, suprafața este tratată cu agenți de hidroizolație. Partea superioară a rezervorului este realizată din cărămidă refractară așezată pe un cadru metalic.

Încălzire cu biomasă

Funcționarea constantă a reactorului depinde de activitatea bacteriilor care provoacă fermentarea biomasei. Într-o masă rece sunt în stare de repaus. Odată ce este încălzit la temperatura necesară, bacteriile își vor relua activitatea. Temperatura optima fermentația variază de la +38 ° C. În regiunile calde, temperatura aerului exterior este suficientă pentru ca reactorul să funcționeze fără încălzire. Iar pentru regiunile reci va trebui să instalați un sistem de încălzire. O bobină de încălzire instalată sub recipient poate rezolva această problemă. Este conectat la sistem de incalzire iar robinetele (sau un termostat) regleaza circulatia apei calde pentru a mentine temperatura dorita.

Notă! De asemenea, opțional, puteți instala o bobină cu elemente de încălzire electrice. Sunt conectate la un sistem de automatizare care reglează temperatura de încălzire. Pentru a face acest lucru, puteți utiliza automatizarea convențională de la cazane de încălzire a apei.

Mixer pentru bioreactor

În timpul funcționării reactorului, pentru o activitate bacteriană mai bună, materia primă trebuie agitată periodic. Acest rol poate fi îndeplinit de un dispozitiv sub forma unui mixer. Lamele sale sunt situate în interiorul containerului, iar arborele iese în exterior. Mixerul este antrenat de un motor electric. În punctul în care iese arborele ar trebui să existe etanșări care să mențină etanșeitatea camerei.

Notă! În unele cazuri, motorul electric sigilat este instalat direct în container.

Primirea gazului

Gazul produs în timpul reacției este eliberat printr-o conductă de evacuare a gazului conectată la capacul superior. Este furnizat printr-o conductă la o etanșare de apă, care va împiedica intrarea aerului în gaz. Gazul purificat într-un sigiliu de apă este trimis într-un rezervor de gaz pentru a fi transportat în continuare către consumator. Pentru a îmbunătăți sistemul, puteți instala două rezervoare de gaz. În acest sistem, condensul se va depune în primul recipient, iar gazul sub presiune este pompat în al doilea recipient. Pentru a controla presiunea gazului, este necesar să instalați un manometru și o supapă de eliberare. Depășirea presiunii gazului va deschide supapa și va elimina excesul.

Creșterea prețurilor la energie ne face să ne gândim la posibilitatea de a ne asigura noi înșine cu ele. O opțiune este o instalație de biogaz. Cu ajutorul lui, biogazul este obținut din gunoi de grajd, excremente și reziduuri vegetale, care, după purificare, poate fi folosit pentru aparatele pe gaz (sobe, cazane), pompat în butelii și folosit ca combustibil pentru mașini sau generatoare electrice. În general, procesarea gunoiului de grajd în biogaz poate satisface toate nevoile energetice ale unei locuințe sau fermei.

Construirea unei centrale de biogaz este o modalitate de a furniza independent resurse energetice

Principii generale

Biogazul este un produs care se obține în timpul descompunerii materie organică. In timpul procesului de putrezire/fermentare se elibereaza gaze, colectand care poti satisface nevoile propriei gospodarii. Echipamentul în care are loc acest proces se numește „instalație de biogaz”.

Procesul de formare a biogazului are loc datorită activității vitale a diferitelor tipuri de bacterii care sunt conținute în deșeurile în sine. Dar pentru ca ei să „lucreze” activ, trebuie să creeze anumite condiții: umiditate și temperatură. Pentru a le crea, se construiește o centrală de biogaz. Acesta este un complex de dispozitive, a cărui bază este un bioreactor, în care are loc descompunerea deșeurilor, care este însoțită de formarea de gaze.

Există trei moduri de procesare a gunoiului de grajd în biogaz:

• Modul psihofil. Temperatura în instalația de biogaz este de la +5°C până la +20°C. În astfel de condiții, procesul de descompunere este lent, se formează mult gaz și calitatea acestuia este scăzută.
• mezofil. Unitatea intră în acest mod la temperaturi cuprinse între +30°C și +40°C. În acest caz, bacteriile mezofile se reproduc activ. În acest caz, se formează mai mult gaz, procesul de procesare durează mai puțin - de la 10 la 20 de zile.
• Termofilă. Aceste bacterii se înmulțesc la temperaturi de la +50°C. Procesul merge cel mai rapid (3-5 zile), debitul de gaz este cel mai mare (în condiții ideale, cu 1 kg de livrare poți obține până la 4,5 litri de gaz). Majoritatea tabelelor de referință pentru randamentul de gaz din procesare sunt date special pentru acest mod, așa că atunci când utilizați alte moduri, merită să faceți o ajustare mai mică.

Cel mai dificil lucru de implementat în instalațiile de biogaz este modul termofil. Acest lucru necesită izolație termică de înaltă calitate a instalației de biogaz, încălzire și un sistem de control al temperaturii. Dar la ieșire obținem suma maxima biogaz. O altă caracteristică a prelucrării termofile este imposibilitatea încărcării suplimentare. Celelalte două moduri - psihofil și mezofil - vă permit să adăugați zilnic o porție proaspătă de materii prime preparate. Dar, în modul termofil, timpul scurt de procesare face posibilă împărțirea bioreactorului în zone în care cota lor de materii prime va fi procesată cu timpi de încărcare diferiți.

Diagrama instalației de biogaz

Baza unei instalații de biogaz este un bioreactor sau un buncăr. Procesul de fermentație are loc în el, iar gazul rezultat se acumulează în el. Există și o buncăr de încărcare și descărcare; gazul generat este evacuat printr-o conductă introdusă în partea superioară. Urmează sistemul de tratare a gazelor - curățarea acestuia și creșterea presiunii din conducta de gaz la presiunea de lucru.

Pentru modurile mezofile și termofile, este necesar și un sistem de încălzire cu bioreactor pentru a ajunge la modurile necesare. În acest scop sunt de obicei folosite cazane pe gaz funcționează cu combustibil produs. Din el, un sistem de conducte merge la bioreactor. De obicei, acestea sunt țevi din polimer, deoarece rezistă cel mai bine într-un mediu agresiv.

O instalație de biogaz are nevoie și de un sistem de amestecare a substanței. În timpul fermentației, în partea superioară se formează o crustă tare, iar particulele grele se depun. Toate acestea împreună agravează procesul de formare a gazelor. Mixerele sunt necesare pentru a menține o stare omogenă a masei prelucrate. Ele pot fi mecanice sau chiar manuale. Ele pot fi pornite cu temporizator sau manual. Totul depinde de modul în care este realizată instalația de biogaz. Un sistem automatizat este mai costisitor de instalat, dar necesită o atenție minimă în timpul funcționării.

După tipul de locație, o instalație de biogaz poate fi:

• Overground.
• Semi-încastrat.
• Încastrat.

Cele încastrate sunt mai scumpe de instalat - este necesară o cantitate mare de lucrări de excavare. Dar atunci când sunt folosite în condițiile noastre, sunt mai bune - este mai ușor să organizați izolația, iar costurile de încălzire sunt mai mici.

Ce poate fi reciclat

O instalație de biogaz este în esență omnivoră - orice materie organică poate fi procesată. Orice gunoi de grajd, urină sau reziduuri vegetale sunt potrivite. Detergenții, antibioticele și substanțele chimice afectează negativ procesul. Este recomandabil să minimizați aportul lor, deoarece ucid flora care le procesează.

Gunoiul de grajd de bovine este considerat ideal, deoarece conține cantități mari de microorganisme. Dacă în fermă nu sunt vaci, la încărcarea bioreactorului, este indicat să adăugați o parte din gunoi de grajd pentru a popula substratul cu microflora necesară. Reziduurile de plante sunt pre-zdrobite și diluate cu apă. Materialele vegetale și excrementele sunt amestecate într-un bioreactor. Procesarea acestei „umplere” durează mai mult, dar la sfârșitul zilei, în modul corect, avem cel mai mare randament de produs.

Determinarea locației

Pentru a minimiza costurile de organizare a procesului, este logic să amplasăm instalația de biogaz aproape de sursa deșeurilor – în apropierea clădirilor în care sunt ținute păsări de curte sau animale. Este recomandabil să dezvoltați designul astfel încât încărcarea să aibă loc prin gravitație. Dintr-un hambar sau porci, puteți așeza o conductă pe o pantă prin care gunoiul de grajd va curge gravitațional în buncăr. Acest lucru simplifică foarte mult sarcina de întreținere a reactorului și, de asemenea, îndepărtarea gunoiului de grajd.

Cel mai indicat este să amplasați instalația de biogaz astfel încât deșeurile din fermă să poată curge prin gravitație

De obicei, clădirile cu animale sunt situate la o oarecare distanță de o clădire rezidențială. Prin urmare, gazul generat va trebui transferat către consumatori. Dar așezarea unei țevi de gaz este mai ieftină și mai ușoară decât organizarea unei linii pentru transportul și încărcarea gunoiului de grajd.

Bioreactor

Există cerințe destul de stricte pentru rezervoarele de procesare a gunoiului de grajd:

Toate aceste cerințe pentru construcția unei instalații de biogaz trebuie îndeplinite, deoarece asigură siguranță și creează condiții normale pentru procesarea gunoiului de grajd în biogaz.

Din ce materiale poate fi realizat?

Rezistența la medii agresive este principala cerință pentru materialele din care pot fi realizate recipientele. Substratul din bioreactor poate fi acid sau alcalin. În consecință, materialul din care este fabricat recipientul trebuie să tolereze bine diverse medii.

Nu multe materiale îndeplinesc aceste solicitări. Primul lucru care îmi vine în minte este metalul. Este durabil și poate fi folosit pentru a face recipiente de orice formă. Lucrul bun este că puteți folosi un container gata făcut - un rezervor vechi. În acest caz, construcția unei centrale de biogaz va dura foarte puțin. Dezavantajul metalului este că reacționează cu substanțele active chimic și începe să se prăbușească. Pentru a neutraliza acest dezavantaj, metalul este acoperit cu un strat protector.

O opțiune excelentă este un recipient bioreactor din polimer. Plasticul este neutru din punct de vedere chimic, nu putrezește, nu ruginește. Trebuie doar să alegeți dintre materiale care pot rezista la îngheț și la încălzire la temperaturi destul de ridicate. Pereții reactorului trebuie să fie groși, de preferință armați cu fibră de sticlă. Astfel de containere nu sunt ieftine, dar durează mult timp.

O opțiune mai ieftină este o instalație de biogaz cu un container din cărămizi, blocuri de beton sau piatră. Pentru ca zidaria sa reziste la sarcini mari, este necesara armarea zidariei (la fiecare 3-5 randuri, in functie de grosimea peretelui si de material). După finalizarea procesului de construcție a pereților, pentru a asigura impermeabilitatea la apă și gaze, este necesară tratarea ulterioară în mai multe straturi a pereților atât în ​​interior, cât și în exterior. Pereții sunt tencuiți cu o compoziție de ciment-nisip cu aditivi (aditivi) care asigură proprietățile necesare.

Dimensionarea reactorului

Volumul reactorului depinde de temperatura selectată pentru procesarea gunoiului de grajd în biogaz. Cel mai adesea, se alege mezofilul - este mai ușor de întreținut și permite posibilitatea reîncărcării zilnice a reactorului. Producția de biogaz după atingerea modului normal (aproximativ 2 zile) este stabilă, fără supratensiuni sau scăderi (când sunt create condiții normale). În acest caz, are sens să se calculeze volumul instalației de biogaz în funcție de cantitatea de gunoi de grajd generată în fermă pe zi. Totul este ușor de calculat pe baza datelor statistice medii.

Descompunerea gunoiului de grajd la temperaturi mezofile durează de la 10 la 20 de zile. În consecință, volumul este calculat prin înmulțirea cu 10 sau 20. Când se calculează, este necesar să se țină cont de cantitatea de apă necesară pentru a aduce substratul într-o stare ideală - umiditatea acestuia ar trebui să fie de 85-90%. Volumul găsit este crescut cu 50%, deoarece sarcina maximă nu trebuie să depășească 2/3 din volumul rezervorului - gazul ar trebui să se acumuleze sub tavan.

De exemplu, la o fermă sunt 5 vaci, 10 porci și 40 de găini. Rezultatul este 5 * 55 kg + 10 * 4,5 kg + 40 * 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Pentru a aduce gunoiul de pui la 85% umiditate, trebuie să adăugați puțin mai mult de 5 litri de apă (adică încă 5 kg). Greutatea totală este de 331,8 kg. Pentru prelucrare in 20 de zile ai nevoie de: 331,8 kg * 20 = 6636 kg - aproximativ 7 metri cubi doar pentru substrat. Înmulțim cifra găsită cu 1,5 (creștere cu 50%), obținem 10,5 metri cubi. Acesta va fi volumul calculat al reactorului centralei de biogaz.

Trapele de încărcare și descărcare duc direct în rezervorul bioreactorului. Pentru ca substratul să fie distribuit uniform pe întreaga zonă, acestea sunt realizate la capete opuse ale recipientului.

La instalarea în profunzime a unei instalații de biogaz, conductele de încărcare și descărcare se apropie de corp într-un unghi ascuțit. În plus, capătul inferior al conductei ar trebui să fie sub nivelul lichidului din reactor. Acest lucru împiedică intrarea aerului în recipient. De asemenea, pe țevi sunt instalate supape rotative sau de închidere, care sunt închise în poziție normală. Se deschid numai în timpul încărcării sau descărcarii.

Deoarece gunoiul de grajd poate conține fragmente mari (elemente de așternut, tulpini de iarbă etc.), țevile de diametru mic se vor înfunda adesea. Prin urmare, pentru încărcare și descărcare, acestea trebuie să aibă un diametru de 20-30 cm. Acestea trebuie instalate înainte de începerea lucrărilor de izolație a instalației de biogaz, dar după montarea containerului.

Cel mai convenabil mod de funcționare al unei instalații de biogaz este încărcarea și descărcarea regulată a substratului. Această operație poate fi efectuată o dată pe zi sau o dată la două zile. Gunoiul de grajd și alte componente sunt colectate în prealabil într-un rezervor de stocare, unde sunt aduse în starea necesară - zdrobite, dacă este necesar, umezite și amestecate. Pentru comoditate, acest recipient poate avea un agitator mecanic. Substratul pregătit este turnat în trapa de primire. Dacă plasați recipientul de primire la soare, substratul va fi preîncălzit, ceea ce va reduce costul menținerii temperaturii necesare.

Este recomandabil să calculați adâncimea de instalare a buncărului de primire, astfel încât deșeurile să curgă în el prin gravitație. Același lucru este valabil și pentru descărcarea în bioreactor. Cel mai bun caz este dacă substratul pregătit se mișcă prin gravitație. Și un oblon îl va îngrădi în timpul pregătirii.

Pentru a asigura etanșeitatea instalației de biogaz, trapele de pe buncărul de primire și din zona de descărcare trebuie să aibă o garnitură de cauciuc de etanșare. Cu cât este mai puțin aer în recipient, cu atât gazul va fi mai curat la ieșire.

Colectarea și eliminarea biogazului

Biogazul este îndepărtat din reactor printr-o conductă, al cărei capăt este sub acoperiș, celălalt este de obicei coborât într-un sigiliu de apă. Acesta este un recipient cu apă în care este evacuat biogazul rezultat. Există o a doua țeavă în sigiliul de apă - este situată deasupra nivelului lichidului. Biogaz mai curat iese în el. O supapă de închidere a gazului este instalată la ieșirea din bioreactorul lor. Cea mai bună opțiune este una cu minge.

Ce materiale pot fi folosite pentru sistemul de transport al gazelor? Țevi metalice galvanizate și țevi de gaz din HDPE sau PPR. Acestea trebuie să asigure etanșeitatea cusăturilor și îmbinărilor sunt verificate cu spumă de săpun. Întreaga conductă este asamblată din țevi și fitinguri de același diametru. Fără contracții sau expansiuni.

Curățare de impurități

Compoziția aproximativă a biogazului rezultat este:

• metan - până la 60%;
• dioxid de carbon - 35%;
• alte substanțe gazoase (inclusiv hidrogen sulfurat, care dă gaz miros urât) — 5%.

Pentru ca biogazul să fie inodor și să ardă bine, este necesar să se elimine dioxidul de carbon, hidrogenul sulfurat și vaporii de apă din acesta. Dioxidul de carbon este îndepărtat într-un sigiliu de apă dacă se adaugă var stins pe fundul instalației. Un astfel de marcaj va trebui schimbat periodic (de îndată ce gazul începe să ardă mai rău, este timpul să îl schimbați).

Uscarea cu gaze se poate face în două moduri - prin realizarea de etanșări cu apă în conducta de gaz - prin introducerea secțiunilor curbate în conductă sub garniturile de apă, în care se va acumula condens. Dezavantajul acestei metode este necesitatea de a goli regulat sigiliul de apă - dacă există o cantitate mare de apă colectată, poate bloca trecerea gazului.

A doua modalitate este instalarea unui filtru cu silicagel. Principiul este același ca și în cazul unui sigiliu cu apă - gazul este furnizat gelului de silice și uscat de sub capac. Cu această metodă de uscare a biogazului, gelul de silice trebuie uscat periodic. Pentru a face acest lucru, trebuie să-l încălziți în cuptorul cu microunde pentru ceva timp. Se încălzește și umiditatea se evaporă. Puteți să-l umpleți și să îl utilizați din nou.

Pentru a îndepărta hidrogenul sulfurat, se folosește un filtru încărcat cu așchii de metal. Puteți încărca în container vechile cuveți de metal. Purificarea are loc exact în același mod: gazul este furnizat partea de jos recipient umplut cu metal. Pe măsură ce trece, este curățat de hidrogen sulfurat, colectat în partea superioară liberă a filtrului, de unde este evacuat printr-o altă țeavă/furtun.

Rezervor de gaz și compresor

Biogazul purificat intră într-un rezervor de stocare - un suport de gaz. Aceasta poate fi o pungă de plastic sigilată sau un recipient de plastic. Condiția principală este etanșeitatea la gaze; forma și materialul nu contează. Suportul de gaz stochează o sursă de biogaz. Din acesta, cu ajutorul unui compresor, gazul sub o anumită presiune (setată de compresor) este furnizat consumatorului - pentru a aragaz sau cazan. Acest gaz poate fi folosit și pentru a genera energie electrică folosind un generator.

Pentru a crea o presiune stabilă în sistem după compresor, este recomandabil să instalați un receptor - un dispozitiv mic pentru nivelarea supratensiunii.

Dispozitive de amestecare

Pentru ca instalația de biogaz să funcționeze normal, este necesar să amestecați regulat lichidul în bioreactor. Acest proces simplu rezolvă multe probleme:

• amestecă o porțiune proaspătă a încărcăturii cu o colonie de bacterii;
• favorizează eliberarea gazului produs;
• egalizează temperatura lichidului, excluzând zonele mai calde și mai reci;
• mentine omogenitatea substratului, impiedicand tasarea sau plutirea unor componente.

De obicei, o mică fabrică de biogaz de casă are agitatoare mecanice care sunt conduse de puterea musculară. În sistemele cu volum mare, agitatoarele pot fi acționate de motoare care sunt activate de un temporizator.

A doua metodă este de a agita lichidul trecând o parte din gazul generat prin el. Pentru a face acest lucru, după părăsirea metatancului, se instalează un T și o parte din gaz curge în partea inferioară a reactorului, de unde iese printr-un tub cu găuri. Această parte a gazului nu poate fi considerată un consum, deoarece încă intră din nou în sistem și, ca urmare, ajunge în rezervorul de gaz.

A treia metodă de amestecare este să pompați substratul de jos folosind pompe pentru fecale și să-l turnați în partea de sus. Dezavantajul acestei metode este dependența sa de disponibilitatea energiei electrice.

Sistem de incalzire si izolare termica

Fără încălzirea lichidului procesat, bacteriile psihofile se vor înmulți. Procesul de procesare în acest caz va dura 30 de zile, iar producția de gaz va fi mică. Vara, dacă există izolație termică și preîncălzire a încărcăturii, este posibil să se ajungă la temperaturi de până la 40 de grade, când începe dezvoltarea bacteriilor mezofile, dar iarna o astfel de instalație este practic inoperabilă - procesele decurg foarte lent. . La temperaturi sub +5°C practic îngheață.

Ce să încălziți și unde să-l amplasați

Pentru cele mai bune rezultate, folosiți încălzirea. Cea mai rațională este încălzirea apei de la un cazan. Cazanul poate funcționa cu energie electrică, combustibil solid sau lichid și îl puteți funcționa și cu biogazul produs. Temperatura maximă la care apa trebuie încălzită este de +60°C. Țevile mai fierbinți pot face ca particulele să se lipească de suprafață, reducând eficiența încălzirii.

De asemenea, puteți utiliza încălzirea directă - introduceți elemente de încălzire, dar în primul rând, este dificil să organizați amestecarea, în al doilea rând, substratul se va lipi de suprafață, reducând transferul de căldură, elementele de încălzire se vor arde rapid

O instalație de biogaz poate fi încălzită folosind radiatoare de încălzire standard, pur și simplu țevi răsucite într-o bobină sau registre sudate. Este mai bine să folosiți țevi de polimer - metal-plastic sau polipropilenă. Conductele ondulate din oțel inoxidabil sunt, de asemenea, potrivite, sunt mai ușor de instalat, în special în bioreactoarele cilindrice verticale, dar suprafața ondulată provoacă lipirea sedimentelor, ceea ce nu este foarte bun pentru transferul de căldură.

Pentru a reduce posibilitatea depunerii particulelor pe elementele de încălzire, acestea sunt amplasate în zona agitatorului. Numai în acest caz totul trebuie proiectat astfel încât mixerul să nu atingă țevile. Se pare adesea că este mai bine să plasați încălzitoarele în partea de jos, dar practica a arătat că din cauza sedimentelor de pe fund, o astfel de încălzire este ineficientă. Deci este mai rațional să amplasezi încălzitoare pe pereții metatancului unei instalații de biogaz.

Metode de încălzire a apei

În funcție de metoda de aranjare a conductelor, încălzirea poate fi externă sau internă. Când este instalată intern, încălzirea este eficientă, dar repararea și întreținerea încălzitoarelor este imposibilă fără oprirea și pomparea sistemului. Prin urmare, se acordă o atenție deosebită selecției materialelor și calității conexiunilor.

Încălzirea crește productivitatea instalației de biogaz și reduce timpul de procesare a materiilor prime

Când încălzitoarele sunt amplasate în exterior, este necesară mai multă căldură (costul de încălzire a conținutului unei instalații de biogaz este mult mai mare), deoarece se cheltuiește multă căldură pentru încălzirea pereților. Dar sistemul este întotdeauna disponibil pentru reparații, iar încălzirea este mai uniformă, deoarece mediul este încălzit de pereți. Un alt avantaj al acestei soluții este că agitatoarele nu pot deteriora sistemul de încălzire.

Cum să izolați

Mai întâi, se toarnă un strat de nisip de nivelare pe fundul gropii, apoi un strat termoizolant. Poate fi argilă amestecată cu paie și argilă expandată, zgură. Toate aceste componente pot fi amestecate și turnate în straturi separate. Sunt nivelate până la orizont și se instalează capacitatea instalației de biogaz.

Laturile bioreactorului pot fi izolate cu materiale moderne sau cu metode clasice de modă veche. Una dintre metodele de modă veche este acoperirea cu lut și paie. Aplicați în mai multe straturi.

Materialele moderne includ spumă de polistiren extrudat de înaltă densitate, blocuri de beton celular cu densitate scăzută etc. Cea mai avansată tehnologic în acest caz este spuma poliuretanică (PPU), dar serviciile pentru aplicarea acesteia nu sunt ieftine. Dar rezultatul este izolarea termică fără sudură, care minimizează costurile de încălzire. Există un alt material termoizolant - sticla spumă. Este foarte scump în plăci, dar așchiile sau firimiturile sale costă foarte puțin, iar din punct de vedere al caracteristicilor este aproape ideal: nu absoarbe umezeala, nu se teme de îngheț, tolerează bine sarcinile statice și are conductivitate termică scăzută.