Instalație de biogaz pentru casă. Instalație de biogaz pentru încălzirea unei case Obținerea de gaz natural acasă

Creșterea constantă a costului resurselor energetice tradiționale îi împing pe meșteri de acasă să creeze echipamente de casă care să le permită să producă biogaz din deșeuri cu propriile mâini. Cu această abordare a agriculturii, este posibilă nu numai obținerea de energie ieftină pentru încălzirea casei și alte nevoi, dar și stabilirea procesului de reciclare a deșeurilor organice și obținerea de îngrășăminte gratuite pentru aplicarea ulterioară în sol.

Biogazul produs în exces, cum ar fi îngrășămintele, poate fi vândut la valoarea de piață către consumatorii interesați, transformând în bani ceea ce este literalmente „întins sub picioarele tale”. Marii fermieri își permit să cumpere stații de producție de biogaz gata făcute asamblate în fabrici. Costul unui astfel de echipament este destul de mare. Cu toate acestea, randamentul exploatării sale corespunde investiției realizate. Instalațiile mai puțin puternice care funcționează pe același principiu pot fi asamblate pe cont propriu din materialele și piesele disponibile.

Ce este biogazul și cum se formează?

Ca urmare a procesării biomasei, se obține biogaz

Biogazul este clasificat drept combustibil ecologic. Conform caracteristicilor sale, biogazul este în multe privințe similar cu gazul natural produs la scară industrială. Tehnologia de producere a biogazului poate fi prezentată după cum urmează:

într-un recipient special numit bioreactor, procesul de procesare a biomasei are loc cu participarea bacteriilor anaerobe în condiții de fermentație fără aer pentru o anumită perioadă, a cărei durată depinde de volumul de materii prime încărcate;
ca urmare, se eliberează un amestec de gaze, format din 60% metan, 35% dioxid de carbon, 5% alte substanțe gazoase, printre care se află o cantitate mică de hidrogen sulfurat;
gazul rezultat este îndepărtat în mod constant din bioreactor și, după purificare, este trimis pentru utilizarea prevăzută;
deșeurile procesate, care au devenit îngrășăminte de înaltă calitate, sunt scoase periodic din bioreactor și transportate pe câmp.

Diagrama vizuală a procesului de producere a biocombustibililor

Pentru a stabili producția continuă de biogaz la domiciliu, trebuie să dețineți sau să aveți acces la întreprinderi agricole și zootehnice. Este rentabil din punct de vedere economic să se producă biogaz numai dacă există o sursă de aprovizionare gratuită cu gunoi de grajd și alte deșeuri organice din creșterea animalelor.

Încălzirea pe gaz rămâne cea mai fiabilă metodă de încălzire. Puteți afla mai multe despre gazeificarea autonomă în următorul material:

Tipuri de bioreactoare

Instalațiile pentru producția de biogaz diferă în ceea ce privește tipul de încărcare a materiilor prime, colectarea gazului rezultat, amplasarea reactorului față de suprafața pământului și materialul de fabricație. Betonul, cărămida și oțelul sunt cele mai potrivite materiale pentru construirea bioreactoarelor.

În funcție de tipul de încărcare, se face distincția între bio-instalații, în care o porțiune dată de materii prime este încărcată și trece printr-un ciclu de procesare, iar apoi complet descărcată. Producția de gaze în aceste instalații este instabilă, dar în ele se poate încărca orice tip de materie primă. De regulă, sunt verticale și ocupă puțin spațiu.

O parte de deșeuri organice este încărcată în sistemul de al doilea tip zilnic și o parte egală de îngrășăminte fermentate gata preparate este descărcată. Amestecul de lucru rămâne întotdeauna în reactor. Așa-numita instalație de hrănire continuă produce în mod constant mai mult biogaz și este foarte populară în rândul fermierilor. Practic, aceste reactoare sunt amplasate orizontal și sunt convenabile dacă există spațiu liber pe șantier.

Tipul ales de colectare a biogazului determină caracteristici de proiectare reactor.

sistemele de baloane constau dintr-un cilindru din cauciuc sau plastic rezistent la căldură în care sunt combinate un reactor și un suport de gaz. Avantajele acestui tip de reactor sunt simplitatea proiectării, încărcarea și descărcarea materiilor prime, ușurința de curățare și transport și costul redus. Dezavantajele includ o durată de viață scurtă, 2-5 ani, și posibilitatea de deteriorare ca urmare a influențelor externe. Reactoarele cu balon includ și unități de tip canal, care sunt utilizate pe scară largă în Europa pentru procesarea deșeurilor lichide și a apelor uzate. Această parte superioară din cauciuc este eficientă la temperaturi ridicate mediu inconjuratorși fără risc de deteriorare a cilindrului. Designul cu dom fix are un reactor complet închis și un rezervor de compensare pentru evacuarea dejecțiilor. Gazul se acumulează în dom în timpul încărcării altă porțiune materii prime, masa prelucrată este împinsă în rezervorul de compensare.
Biosistemele cu cupolă plutitoare constau dintr-un bioreactor monolitic situat sub pământ și un suport de gaz mobil, care plutește într-un buzunar special de apă sau direct în materia primă și se ridică sub influența presiunii gazului. Avantajul unui dom plutitor este ușurința în funcționare și capacitatea de a determina presiunea gazului în funcție de înălțimea domului. Aceasta este o soluție excelentă pentru o fermă mare.
Atunci când alegeți o locație de instalare subterană sau deasupra suprafeței, trebuie să țineți cont de panta terenului, care facilitează încărcarea și descărcarea materiilor prime, izolarea termică îmbunătățită a structurilor subterane, care protejează biomasa de fluctuațiile zilnice de temperatură și face procesul de fermentare mai stabil.

Designul poate fi echipat cu dispozitive suplimentare pentru încălzirea și amestecarea materiilor prime.

Este profitabil să faci un reactor și să folosești biogaz?

Construcția unei centrale de biogaz are următoarele obiective:

producerea de energie ieftină;
producerea de îngrășăminte ușor digerabile;
economii la racordarea la canalizare scumpă;
reciclarea deșeurilor agricole;
posibil profit din vânzările de gaze;
scaderea intensitatii miros neplăcutși îmbunătățirea situației de mediu din teritoriu.

Tabel de rentabilitate pentru producerea și utilizarea biogazului

Pentru a evalua beneficiile construirii unui bioreactor, un proprietar prudent ar trebui să ia în considerare următoarele aspecte:

costul unei bioplante este o investiție pe termen lung;
echipamentele cu biogaz de casă și instalarea unui reactor fără implicarea unor specialiști terți vor costa mult mai puțin, dar eficiența acestuia este și mai mică decât cea a unei fabrici scumpe;
Pentru a menține o presiune stabilă a gazului, fermierul trebuie să aibă acces la deșeurile animale în cantitate suficientă și pentru o perioadă lungă de timp. In cazul preturilor mari la energie electrica si gaze naturale sau lipsa posibilitatii de gazificare, utilizarea instalatiei devine nu numai profitabila, ci si necesara;
pentru fermele mari cu bază proprie de materie primă, o soluție profitabilă ar fi includerea unui bioreactor în sistemul de sere și ferme de vite;
Pentru fermele mici, eficiența poate fi crescută prin instalarea mai multor reactoare mici și încărcarea materiilor prime la intervale de timp diferite. Acest lucru va evita întreruperile în alimentarea cu gaz din cauza lipsei de materie primă.

Cum să construiești singur un bioreactor

Decizia de a construi a fost luată, acum trebuie să proiectați instalația și să calculați materialele, uneltele și echipamentele necesare.

Important! Rezistența la medii agresive acide și alcaline este principala cerință pentru materialul bioreactorului.

Dacă este disponibil un rezervor metalic, acesta poate fi utilizat cu condiția să aibă un strat protector împotriva coroziunii. Atunci când alegeți un recipient metalic, acordați atenție prezenței sudurilor și rezistenței acestora.

O opțiune durabilă și convenabilă este un recipient din polimer. Acest material nu putrezește și nu ruginește. Un butoi cu pereți duri groși sau întăriți va rezista perfect la sarcină.

Cea mai ieftină modalitate este de a așeza un recipient din cărămidă sau piatră sau blocuri de beton. Pentru a crește rezistența, pereții sunt întăriți și acoperiți în interior și exterior cu un strat de impermeabilizare multistrat și un strat etanș la gaz. Tencuiala trebuie să conțină aditivi care oferă proprietățile specificate. Cea mai bună formă pentru a rezista la toate sarcinile de presiune este ovală sau cilindrică.

La baza acestui recipient se afla un orificiu prin care vor fi eliminate materiile prime reziduale. Această gaură trebuie să fie închisă etanș, deoarece sistemul funcționează eficient doar în condiții de etanșare.

Calculul instrumentelor și materialelor necesare

Pentru a așeza un container de cărămidă și a instala întregul sistem, veți avea nevoie de următoarele instrumente și materiale:

recipient pentru amestecarea mortarului de ciment sau a betonierei;
burghiu cu accesoriu mixer;
piatră zdrobită și nisip pentru construirea unei perne de drenaj;
lopată, bandă de măsurare, mistrie, spatulă;
cărămidă, ciment, apă, nisip fin, armătură, plastifiant și alți aditivi necesari;
aparat de sudură și elemente de fixare pentru instalarea țevilor și componentelor metalice;
un filtru de apă și un recipient cu așchii de metal pentru purificarea gazelor;
butelii de anvelope sau butelii standard de propan pentru stocarea gazului.

Dimensiunea rezervorului de beton este determinată din cantitatea de deșeuri organice care apare zilnic într-o fermă sau fermă privată. Funcționarea completă a bioreactorului este posibilă dacă este umplut la două treimi din volumul disponibil.

Să determinăm volumul reactorului pentru o fermă privată mică: dacă există 5 vaci, 10 porci și 40 de găini, atunci pe zi din activitatea lor de viață un așternut de 5 x 55 kg + 10 x 4,5 kg + 40 x 0,17 kg = 275 kg + se formează 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Pentru a aduce gunoiul de pui la umiditatea necesară de 85%, trebuie să adăugați 5 litri de apă. Greutate totală = 331,8 kg. Pentru prelucrare in 20 de zile ai nevoie de: 331,8 kg x 20 = 6636 kg - aproximativ 7 metri cubi doar pentru substrat. Acesta este două treimi din volumul necesar. Pentru a obține rezultatul, aveți nevoie de 7x1,5 = 10,5 metri cubi. Valoarea rezultată este volumul necesar al bioreactorului.

Amintiți-vă că nu va fi posibil să se producă cantități mari de biogaz în containere mici. Randamentul depinde direct de masa deșeurilor organice procesate în reactor. Deci pentru a obține 100 metri cubi biogaz, o tonă de deșeuri organice trebuie procesată.

Pregătirea unui site pentru un bioreactor

Amestecul organic încărcat în reactor nu trebuie să conțină antiseptice, detergenți, substanțe chimice care sunt dăunătoare vieții bacteriilor și încetinesc producția de biogaz.

Important! Biogazul este inflamabil și exploziv.

Pentru funcționarea corectă a bioreactorului, este necesar să urmați aceleași reguli ca și pentru oricare instalatii de gaze. Dacă echipamentul este sigilat și biogazul este descărcat în rezervorul de gaz în timp util, atunci nu vor fi probleme.

Dacă presiunea gazului depășește norma sau otrăvește dacă sigiliul este rupt, există riscul de explozie, de aceea se recomandă instalarea senzorilor de temperatură și presiune în reactor. Inhalarea biogazului este, de asemenea, periculoasă pentru sănătatea umană.

Cum se asigură activitatea biomasei

Puteți accelera procesul de fermentare a biomasei prin încălzirea acesteia. De regulă, această problemă nu apare în regiunile sudice. Temperatura ambiantă este suficientă pentru activarea naturală a proceselor de fermentație. În regiunile cu condiții climatice dure în timp de iarna Fără încălzire, este în general imposibil să exploatezi o instalație de producere a biogazului. La urma urmei, procesul de fermentație începe la o temperatură care depășește 38 de grade Celsius.

Există mai multe moduri de a organiza încălzirea unui rezervor de biomasă:

conectați bobina situată sub reactor la sistemul de încălzire;
instalați elemente electrice de încălzire la baza recipientului;
asigura incalzirea directa a rezervorului prin utilizarea dispozitivelor electrice de incalzire.

Bacteriile care influențează producția de metan sunt latente în materiile prime în sine. Activitatea lor crește la un anumit nivel de temperatură. Instalarea unui sistem automat de încălzire va asigura desfășurarea normală a procesului. Automatizarea va porni echipamentul de încălzire când următorul lot rece intră în bioreactor și apoi îl va opri când biomasa se încălzește la nivelul de temperatură specificat.

Sisteme similare de control al temperaturii sunt instalate în cazanele de apă caldă, astfel încât acestea pot fi achiziționate din magazinele specializate în vânzarea de echipamente pe gaz.

Diagrama prezintă întregul ciclu, începând de la încărcarea materiilor prime solide și lichide și terminând cu îndepărtarea biogazului către consumatori.

Este important să rețineți că puteți activa producția de biogaz acasă, amestecând biomasa într-un reactor. În acest scop, este realizat un dispozitiv care este similar structural cu un mixer de uz casnic. Dispozitivul poate fi pus în mișcare printr-un arbore care iese printr-un orificiu situat în capacul sau pereții rezervorului.

Ce autorizații speciale sunt necesare pentru instalarea și utilizarea biogazului

Pentru a construi și a opera un bioreactor, precum și pentru a utiliza gazul rezultat, trebuie să aveți grijă de obținerea autorizațiilor necesare în faza de proiectare. Coordonarea trebuie finalizată cu serviciul de gaze, pompieri și Rostechnadzor. În general, regulile de instalare și funcționare sunt similare cu regulile de utilizare a echipamentelor convenționale cu gaz. Construcția trebuie efectuată strict în conformitate cu SNIP-urile, toate conductele trebuie să fie galbene și să aibă marcaje adecvate. Sistemele gata fabricate din fabrică costă de câteva ori mai mult, dar au toate documentele însoțitoare și respectă toate cerinte tehnice. Producătorii oferă o garanție pentru echipamente și asigură întreținerea și repararea produselor lor.

O instalație de casă pentru producerea de biogaz vă poate permite să economisiți costurile cu energia, care ocupă o pondere mare în determinarea costului produselor agricole. Reducerea costurilor de producție va afecta creșterea profitabilității unei ferme sau a unei ferme private. Acum că știi cum să obții biogaz din deșeurile existente, nu mai rămâne decât să pui ideea în practică. Mulți fermieri au învățat de mult să facă bani din gunoi de grajd.

Biogazul este o sursă complet nouă de energie. Folosind-o, puteți uita pur și simplu de urâtele tarife la energie electrică.

Cel mai simplu exemplu de biogaz este gazul care este eliberat atunci când gunoiul de grajd sau alte deșeuri menajere putrezesc.

Cum să faci o instalație de biogaz cu propriile mâini?

Procesul de creare a unei instalații de biogaz cu propriile mâini necesită destul de multă muncă, dar posibil. Această configurare vă va ajuta să vă economisiți banii: acum nu trebuie să cumpărați combustibil și electricitate, îl vei produce singur.

De asemenea, puteți recrea o viitoare instalare folosind materialele disponibile. De exemplu, reactorul unei viitoare instalații poate fi realizat din vase vechi, bazine și resturi. Cel mai bine este să alegeți obiecte cilindrice.

Principalele cerințe pe care trebuie să le îndeplinească orice reactor:

etanșeitate hidro și aer. Dacă biogazul și aerul obișnuit sunt amestecate, va avea loc o reacție, a cărei forță poate sparge cu ușurință reactorul în cel mai bun caz și, în cel mai rău caz, îl poate exploda;
izolare termica excelenta;
fi durabil și de încredere, deoarece în timpul reacției se eliberează o cantitate imensă de energie.

Pentru a construi o bio-instalare bună, trebuie să respectați următoarea secvență:

alegeți o locație pentru viitorul rector și calculați rata zilnică de deșeuri pentru a determina dimensiunea reactorului;
pregătiți bazinul și instalați conductele de descărcare și încărcare;
instalați și fixați în siguranță buncărul de încărcare și conducta de evacuare a gazului;
pentru utilizarea, întreținerea și repararea unității, instalați capacul trapei;
verificați amănunțit reactorul pentru scurgeri și izolație termică;

Cel mai bine este să faceți pereții viitoarei instalații din beton, deoarece rezistența reactorului dvs. este cheia siguranței.

De asemenea, este important ca distanța până la cea mai apropiată clădire rezidențială să fie de cel puțin 500 de metri. Această măsură se datorează faptului că în timpul procesului de fermentare se eliberează gaz otrăvitor, care poate ucide o persoană în câteva minute.

Trebuie amintit că biogazul este un produs exploziv, iar în cazul unei explozii va distruge totul pe o rază de 200-300 de metri.

Pentru a obține biogaz în sine, aveți nevoie de:

amestecați aproximativ 2 tone de gunoi de grajd de vacă și 4,5 tone de humus sub formă de frunze putrede, vârfuri și deșeuri.
adăugați apă astfel încât umiditatea din reactor să fie la 60-70% umiditate;
Încărcați masa rezultată în groapă și utilizați o unitate de încălzire (bobină) pentru a o încălzi la 35-40 de grade. După aceasta, amestecul în sine va începe să fermenteze și într-un mediu anaerob se va încălzi până la 70 de grade;
atașați o contragreutate la dom, a cărei greutate ar trebui să fie de 1,5-2 ori mai mare decât amestecul în sine, acest lucru se face astfel încât domul să nu zboare din groapă în timpul procesului de reacție.

5,5-6 tone de amestec vor fi suficiente pentru ca o instalație de biogaz să funcționeze timp de șase luni.

Amintiți-vă că masa pe care o încărcați în reactor nu trebuie să conțină antibiotice, coloranți, solvenți sau alte substanțe sintetice. În caz contrar, ele nu numai că vor interfera cu întreaga reacție și o vor opri, dar vor distruge și pereții reactorului.

După cum se poate observa, principiul de funcționare al unei instalații de biogaz este foarte simplu. Mai simplu spus, se instalează în groapă rezervor etanș unde sunt depozitate materiile prime pentru prelucrare. După ce le-ați încărcat, trebuie doar să așteptați până când microorganismele, care asigură întregul proces, descompun masa și numai după aceea puteți colecta gazul finit.

Pot fi folosite și materii prime fermentate. Îl poți folosi cu ușurință în agricultură ca îngrășământ.

După ce gazul a fost produs, acesta rămâne în reactor atunci când masa este îndepărtată din reactor prin conducta de refulare. Este foarte important ca volumul rezervorului de stocare temporară să nu fie mai mic decât cel al reactorului.

Video despre construcția unei centrale de biogaz

Postări asemănatoare:

Cum să alegi un generator pe benzină pentru casa ta -...

Gazul este utilizat pe scară largă atât în industrie, inclusiv în domeniul chimic (de exemplu, materii prime pentru producția de materiale plastice), cât și în viața de zi cu zi. În condiții casnice, gazul este utilizat pentru încălzirea clădirilor rezidențiale private și de apartamente, gătit, încălzire a apei, ca combustibil pentru mașini etc.

Din punct de vedere al mediului, gazul este unul dintre cei mai curați combustibili. În comparație cu alte tipuri de combustibil, are cea mai mică cantitate de emisii nocive.

Dar dacă vorbim de gaze, ne referim automat la gazele naturale extrase din măruntaiele pământului.

Într-o zi, am dat peste un articol în ziar care spunea cum un bunic a pus la punct o instalație simplă și obține gaz din gunoi de grajd. M-a interesat foarte mult acest subiect. Și aș vrea să vorbesc despre această alternativă la gazul natural - biogaz. Cred că acest subiect este destul de interesant și util pentru oamenii obișnuiți și în special pentru fermieri.

La ferma oricărei ferme țărănești, puteți folosi nu numai energia vântului, a soarelui, ci și a biogazului.

Biogaz- combustibil gazos, produs al descompunerii microbiologice anaerobe a substantelor organice. Tehnologia de producere a gazelor este o metodă prietenoasă cu mediul, fără deșeuri, de procesare, reciclare și dezinfectare a diferitelor deșeuri organice de origine vegetală și animală.

Materiile prime pentru producerea biogazului sunt gunoi de grajd obișnuit, frunze, iarbă, în general, orice deșeu organic: blaturi, deșeuri alimentare, frunze căzute.

Gazul rezultat, metanul, este rezultatul activității vitale a bacteriilor metanice. Metanul, numit și gaz de mlaștină sau de mină, reprezintă 90-98% din gazul natural, care este folosit în viața de zi cu zi.

Instalația pentru producția de gaz este foarte simplu de fabricat. Avem nevoie de un recipient principal, îl puteți găti singur sau folosi unul gata făcut, poate fi orice. Izolația termică trebuie instalată pe părțile laterale ale containerului pentru a utiliza unitatea în sezonul rece. Facem câteva trape deasupra. De la unul dintre ele conectăm tuburi pentru îndepărtarea gazelor. Pentru un proces intensiv de fermentație și eliberare de gaz, amestecul trebuie agitat periodic. Prin urmare, trebuie să instalați un dispozitiv de amestecare. Apoi, gazul trebuie colectat și depozitat sau utilizat în scopul pentru care a fost prevăzut. Pentru a colecta gaz, puteți folosi o cameră obișnuită a mașinii și apoi, dacă aveți un compresor, comprimați-l și pompați-l în cilindri.

Principiul de funcționare este destul de simplu: gunoiul de grajd este încărcat printr-o trapă. În interior, această biomasă este descompusă de bacterii speciale metan. Pentru ca procesul să fie mai intens, conținutul trebuie amestecat și, de preferință, încălzit. Pentru incalzire poti instala tuburi in interiorul carora ar trebui sa circule apa calda. Metanul eliberat ca urmare a activității vitale a bacteriilor intră în camerele mașinii prin tuburi, iar atunci când se acumulează o cantitate suficientă, este comprimat cu ajutorul unui compresor și pompat în cilindri.

Pe vreme caldă sau la utilizarea încălzirii artificiale, instalația poate produce o cantitate destul de mare de gaz, aproximativ 8 m 3 / zi.

Este posibil să se obțină gaz și din deșeurile menajere din gropile de gunoi, însă problema sunt substanțele chimice folosite în viața de zi cu zi.

Bacteriile metanice se găsesc în intestinele animalelor și, prin urmare, în gunoi de grajd. Dar pentru ca ei să înceapă să lucreze, este necesar să se limiteze interacțiunea lor cu oxigenul, deoarece acesta le inhibă funcțiile vitale. De aceea este necesar să se creeze instalații speciale pentru ca bacteriile să nu intre în contact cu aerul.

În biogazul rezultat, concentrația de metan este puțin mai mică decât în gazul natural, prin urmare, atunci când este ars, va produce puțin mai puțină căldură. La arderea a 1 m 3 de gaz natural se eliberează 7-7,5 Gcal, apoi la arderea biogazului - 6-6,5 Gcal.

Acest gaz este potrivit pentru încălzire (mai avem Informații generale despre încălzire) și pentru utilizare în sobe de uz casnic. Costul biogazului este mic, iar în unele cazuri practic egal cu zero, dacă totul este făcut din resturi și păstrați, de exemplu, o vacă.

Deșeurile din producția de gaze sunt vermicompost - un îngrășământ organic în care, în timpul procesului de degradare fără acces la oxigen, totul din semințe de buruieni putrezește și rămân doar microelemente utile necesare plantelor.

Există chiar și metode de creare a zăcămintelor de gaz artificial în străinătate. Arata cam asa. Deoarece o mare parte a deșeurilor menajere aruncate este materie organică, care poate putrezi și poate produce biogaz. Pentru ca gazul să înceapă să fie eliberat, este necesar să se lipsească materia organică de interacțiunea cu aerul. Prin urmare, deșeurile sunt rulate în straturi, iar stratul superior este realizat dintr-un material rezistent la gaz, cum ar fi argila. Apoi forează puțuri și extrag gaze ca din zăcăminte naturale. Și mai multe probleme sunt rezolvate în același timp, cum ar fi eliminarea deșeurilor și generarea de energie.

În ce condiții se produce biogaz?

Conditii de obtinere si valoare energetica a biogazului

Pentru a asambla o instalație de dimensiuni mici, trebuie să știți din ce materii prime și prin ce tehnologie se poate obține biogaz.

Gazul se obține în timpul descompunerii (fermentării) substanțelor organice fără acces la aer (proces anaerob): excremente de animale domestice, paie, vârfuri, frunze căzute și alte deșeuri organice generate în gospodăriile individuale. Rezultă că biogazul poate fi obținut din orice deșeu menajer care se poate descompune și fermenta în stare lichidă sau umedă.

Procesul de descompunere (fermentare) are loc în două faze:

Descompunerea biomasei (hidrotație);
Gazeificare (eliberare de biogaz).

Aceste procese au loc într-un fermentator (instalație de biogaz anaerobă).

Namolul obtinut in urma descompunerii in instalatiile de biogaz creste fertilitatea solului iar productivitatea creste cu 10-50%. Astfel, se obține cel mai valoros îngrășământ.

Biogazul este format dintr-un amestec de gaze:

metan-55-75%;
dioxid de carbon - 23-33%;
hidrogen sulfurat-7%.

Fermentarea metanului este un proces complex de fermentare a substanțelor organice - un proces bacterian. Condiția principală pentru ca acest proces să aibă loc este prezența căldurii.

În timpul descompunerii biomasei se generează căldură, ceea ce este suficient pentru ca procesul să poată continua pentru a reține această căldură, fermentatorul trebuie izolat termic. Când temperatura în fermentator scade, intensitatea degajării gazului scade, deoarece procesele microbiologice din masa organică încetinesc. Prin urmare, izolarea termică fiabilă a unei instalații de biogaz (biofermentator) este una dintre cele mai importante condiții pentru funcționarea normală a acesteia. La încărcarea gunoiului de grajd în fermentator, acesta trebuie amestecat cu apă fierbinte la o temperatură de 35-40 o C. Acest lucru va ajuta la asigurarea modului de funcționare necesar.

La reîncărcare, pierderile de căldură trebuie reduse la minimum

Pentru o încălzire mai bună a fermentatorului, puteți utiliza „efectul de seră”. Pentru a face acest lucru, deasupra domului este instalat un cadru din lemn sau metal ușor și acoperit cu folie de plastic. Cele mai bune rezultate se obțin la o temperatură a materiei prime care este fermentată la 30-32°C și o umiditate de 90-95%. În regiunile din zona de mijloc și de nord, o parte din gazul produs trebuie cheltuit în perioadele reci ale anului pentru încălzirea suplimentară a masei fermentate, ceea ce complică proiectarea instalațiilor de biogaz.

Instalațiile sunt ușor de construit pe fermele individuale sub formă de fermentatoare speciale pentru fermentarea biomasei. Principala materie primă organică pentru încărcarea în fermentator este gunoiul de grajd.

Când se încarcă pentru prima dată gunoi de grajd de bovine, procesul de fermentație ar trebui să dureze cel puțin 20 de zile, iar pentru gunoiul de grajd de porc cel puțin 30 de zile. Puteți obține mai mult gaz atunci când încărcați un amestec de diverse componente în comparație cu încărcarea, de exemplu, gunoi de grajd de bovine.

De exemplu, un amestec de gunoi de grajd de bovine și gunoi de pasăre, atunci când este procesat, produce până la 70% metan în biogaz.

După ce procesul de fermentație s-a stabilizat, trebuie să încărcați materii prime în fiecare zi cu cel mult 10% din cantitatea de masă procesată în fermentator.

În timpul fermentației, pe lângă producerea de gaze, substanțele organice sunt dezinfectate. Deșeurile organice scapă de microflora patogenă și dezodorizează mirosurile neplăcute.

Nămolul rezultat trebuie descărcat periodic din fermentator este folosit ca îngrășământ.

Când instalația de biogaz este prima umplută, gazul extras nu arde, acest lucru se întâmplă deoarece primul gaz produs conține o cantitate mare de dioxid de carbon, aproximativ 60%. Prin urmare, trebuie eliberat în atmosferă, iar după 1-3 zile funcționarea instalației de biogaz se va stabiliza.

Tabelul nr. 1 - cantitatea de gaz obținută pe zi în timpul fermentației excrementelor unui animal

În ceea ce privește cantitatea de energie eliberată, 1 m 3 de biogaz este echivalent cu:

1,5 kg cărbune;
0,6 kg kerosen;
2 kW/h de energie electrică;
3,5 kg lemn de foc;
12 kg brichete de gunoi de grajd.

Proiectarea instalațiilor de biogaz de dimensiuni mici

Figura 1 - Schema celei mai simple instalații de biogaz cu cupolă piramidală: 1 - groapă pentru gunoi de grajd; 2 - canelura - garnitura de apa; 3 — sonerie pentru colectarea gazelor; 4, 5 - conducta de evacuare a gazelor; 6 - manometru.

Conform dimensiunilor prezentate în Figura 1, groapa 1 și cupola 3 sunt echipate cu plăci de beton armat de 10 cm grosime, care sunt tencuite cu mortar de ciment și acoperite cu rășină pentru etanșeitate. Un clopot de 3 m înălțime este sudat din fier de acoperiș, în partea superioară a căruia se va acumula biogaz. Pentru a-l proteja de coroziune, clopotul este vopsit periodic cu două straturi de vopsea în ulei. Este chiar mai bine să acoperiți mai întâi interiorul clopotului cu plumb roșu. În partea superioară a clopotului, este instalată o conductă 4 pentru a îndepărta biogazul și este instalat un manometru 5 pentru a măsura presiunea acestuia. Țeava de evacuare a gazului 6 poate fi realizată dintr-un furtun de cauciuc, țeavă din plastic sau metal.

În jurul gropii de fermentare este instalată o canelură de beton - un sigiliu de apă 2. umplut cu apă, în care partea inferioară a clopotului este scufundată la 0,5 m.

Figura 2 - Dispozitiv pentru îndepărtarea condensului: 1 - conductă pentru îndepărtarea gazelor; 2 - teava in forma de U pentru condens; 3 - condens.

Gazul poate fi alimentat, de exemplu, la o sobă de bucătărie prin tuburi de metal, plastic sau cauciuc. Pentru a preveni înghețarea tuburilor din cauza înghețului apei de condensare în timpul iernii, utilizați un dispozitiv simplu prezentat în Figura 2: un tub în formă de U 2 este conectat la conducta 1 în punctul cel mai de jos. Înălțimea părții libere trebuie să fie mai mare decât presiunea biogazului (în mm coloană de apă). Condensul 3 este evacuat prin capătul liber al tubului și nu vor exista scurgeri de gaz.

Figura 3 - Schema celei mai simple instalații de biogaz cu cupolă conică: 1 - groapă pentru gunoi de grajd; 2 — cupolă (clopot); 3 — partea extinsă a conductei; 4 - conducta de evacuare a gazelor; 5 - canelura - garnitura de apa.

În instalația prezentată în figura 3, groapa 1 cu un diametru de 4 mm și o adâncime de 2 m este căptușită în interior cu fier pentru acoperiș, ale cărui foi sunt strâns sudate. Suprafața interioară a rezervorului sudat este acoperită cu rășină pentru protecție anticorozivă. Pe partea exterioară a marginii superioare a rezervorului de beton este instalată o canelură circulară de 5 până la 1 m adâncime, care este umplută cu apă. Partea verticală a cupolei 2, care acoperă rezervorul, este instalată liber în ea. Astfel, canelura cu apă turnată în ea servește ca sigiliu de apă. Biogazul este colectat în partea superioară a domului, de unde este alimentat prin conducta de evacuare 3 și apoi prin conducta 4 (sau furtun) până la locul de utilizare.

Aproximativ 12 metri cubi de masă organică (de preferință gunoi de grajd proaspăt) este încărcat în rezervorul rotund 1, care este umplut cu fracțiunea lichidă a gunoiului de grajd (urină) fără a adăuga apă. La o săptămână după umplere, fermentatorul începe să funcționeze. În această instalație, capacitatea fermentatorului este de 12 metri cubi, ceea ce face posibilă construirea lui pentru 2-3 familii ale căror case sunt situate în apropiere. O astfel de instalație poate fi construită pe o fermă dacă familia crește, de exemplu, tauri sau păstrează mai multe vaci.

Figura 4 - Scheme de variante ale celor mai simple instalații: 1 - alimentare cu deșeuri organice; 2 - container pentru deseuri organice; 3 - zona de colectare a gazelor sub dom; 4 - conducta de evacuare a gazelor; 5 - drenarea nămolului; 6 — manometru; 7 — dom din folie de polietilenă; 8 - etanșare de apă și; 9 — marfă; 10 — pungă de polietilenă lipită dintr-o bucată.

Proiectarea și diagramele tehnologice ale celor mai simple instalații de dimensiuni mici sunt prezentate în Figura 4. Săgețile indică mișcările tehnologice ale masei organice inițiale, gazului și nămolului. Din punct de vedere structural, cupola poate fi rigidă sau realizată din folie de polietilenă. O cupolă rigidă poate fi realizată cu o parte cilindrică lungă pentru imersarea adâncă în masa prelucrată, plutitoare, Figura 4, d, sau introdusă într-o etanșare hidraulică, Figura 4, e. Un dom de film poate fi introdus într-o etanșare hidraulică, Figura 4, e, sau realizate sub forma unui sac mare lipit fără sudură, Figura 4, și. În ultima versiune, o greutate 9 este plasată pe punga de film, astfel încât punga să nu se umfle prea mult și, de asemenea, pentru a crea o presiune suficientă sub film.

Gazul, care este colectat sub dom sau film, este furnizat printr-o conductă de gaz la locul de utilizare. Pentru a evita o explozie de gaz, pe conducta de evacuare poate fi instalată o supapă reglată la o anumită presiune. Cu toate acestea, pericolul unei explozii de gaz este puțin probabil, deoarece cu o creștere semnificativă a presiunii gazului sub dom, acesta din urmă va fi ridicat în etanșarea hidraulică la o înălțime critică și se va răsturna, eliberând gazul.

Producția de biogaz poate fi redusă datorită faptului că pe suprafața materiei prime organice din fermentator se formează o crustă în timpul fermentației. Pentru a se asigura că nu interferează cu evacuarea gazului, se sparge prin amestecarea masei în fermentator. Puteți amesteca nu cu mâna, ci prin atașarea unei furculițe de metal la cupolă de dedesubt. Domul se ridică în etanșarea hidraulică la o anumită înălțime atunci când gazul se acumulează și coboară pe măsură ce este utilizat.

Datorită mișcării sistematice a domului de sus în jos, furcile conectate la dom vor distruge crusta.

Umiditatea ridicată și prezența hidrogenului sulfurat (până la 0,5%) contribuie la creșterea coroziunii părților metalice ale instalațiilor de biogaz. Prin urmare, starea tuturor elementelor metalice ale fermentatorului este monitorizată în mod regulat și zonele deteriorate sunt protejate cu grijă, de preferință cu plumb de plumb în unul sau două straturi, apoi vopsite în două straturi cu orice vopsea de ulei.

Figura 5. Schema unei instalații de biogaz încălzit: 1 - fermentator; 2 — scut de lemn; 3 - gât de umplere; 4 — rezervor de metan; 5 - agitator; 6 — conductă de derivație pentru selecția biogazului; 7 - strat termoizolant; 8 - grătar; 9 - robinet de scurgere pentru masa prelucrata; 10 — canal de alimentare cu aer; 11 - suflante.

Instalatie de biogaz cu incalzirea cu caldura a masei fermentate , eliberat în timpul descompunerii gunoiului de grajd într-un fermentator aerob, este prezentat în figura 5. Acesta include un rezervor de digerare - un recipient metalic cilindric cu un gât de umplere 3. o supapă de scurgere 9. un agitator mecanic 5 și o duză 6 pentru selecția biogazului.

Fermentatorul 1 poate fi făcut dreptunghiular și 3 materiale din lemn. Pentru descărcarea gunoiului de grajd prelucrat, pereții sucului sunt detașabili. Podeaua fermentatorului este zăbrele; aerul este suflat prin canalul tehnologic 10 de la o suflantă 11. Partea superioară a fermentatorului este acoperită cu foi de lemn 2. Pentru a reduce pierderile de căldură, pereții și fundul sunt realizate cu un strat termoizolant. 7.

Instalarea funcționează așa. Dejecțiile lichide pregătite în prealabil cu un conținut de umiditate de 88-92% sunt turnate în rezervorul de metan 4 prin capul 3, nivelul lichidului este determinat de partea inferioară a gâtului de umplere. Fermentatorul aerob 1 este umplut prin partea superioară cu gunoi de grajd sau un amestec de gunoi de grajd cu umplutură organică uscată (paie, rumeguș) cu un conținut de umiditate de 65-69%. Când aerul este furnizat prin canalul tehnologic din fermentator, masa organică începe să se descompună și se eliberează căldură. Este suficient să încălziți conținutul rezervorului de metan. Ca urmare, se eliberează biogaz. Se acumulează în partea superioară a rezervorului digestorului. Prin conducta 6 se foloseste pentru nevoile casnice. În timpul procesului de fermentație, gunoiul de grajd din digestor este amestecat cu un mixer 5.

O astfel de instalație se va amortiza în decurs de un an numai datorită eliminării deșeurilor în gospodăriile personale. Valorile aproximative pentru consumul de biogaz sunt date în tabelul 2.

Tabelul nr. 2 – valori aproximative pentru consumul de biogaz

Notă: instalația poate funcționa în orice zonă climatică.

Figura 6 - Diagrama instalației individuale de biogaz IBGU-1: 1 - gât de umplere; 2 - agitator; 3 - conducta pentru prelevarea probelor de gaze; 4 - strat termoizolant; 5 — conductă cu robinet pentru descărcarea masei prelucrate; 6 - termometru.

Instalație individuală de biogaz (IBGU-1) pentru o familie cu 2 până la 6 vaci sau 20-60 porci sau 100-300 păsări (Figura 6). Instalația poate procesa de la 100 la 300 kg de gunoi de grajd în fiecare zi și produce 100-300 kg de îngrășăminte organice ecologice și 3-12 m 3 de biogaz.

Salutare tuturor cititorilor și vizitatorilor blogului „construiește o casă”. Îmi amintesc într-unul dintre articolele în care am „inventat”, am promis să vă spun despre obținerea biogaz acasă. Ei bine, ai promis, așa că trebuie să-l îndeplinești, ca să nu fii trimis într-unul din locurile rele.

Ce știm despre instalația de biogaz? În acest moment, mulți au doar o idee vagă despre acest lucru și majoritatea nu știu nimic despre ce este - întreaga idee de a furniza energie la casa dvs. se rezumă la plata facturilor pentru gaz sau altă energie. resurse la timp. Cu toate acestea, creșterea nesfârșită a costurilor energiei determină unele minți curios să caute soluții alternative și să caute metode de producție, de exemplu echipamente pentru producerea de biogaz la domiciliu din deșeuri organice. Mai mult, există și Kulibins care reușesc să facă 2 în 1 deodată - combina o fosă septică cu o instalație de biogaz. Crezi că e o glumă? Deloc. În lumea noastră, acest lucru nu este posibil.

Deci, o instalație de biogaz va oferi nu numai energie ieftină pentru gătit și încălzirea casei, ci și îngrășământ de înaltă calitate.

Instalație de biogaz la domiciliu folosind gunoi de grajd - diagramă

Producția de biogaz din deșeuri este un tip de combustibil ecologic. În ceea ce privește caracteristicile sale, practic nu este în niciun caz inferior gazului natural. Doar că nu este extras din pământ, dar prin fermentarea deșeurilor organice.

Tehnologia de extragere a biogazului poate fi imaginată astfel: într-o instalație specială de colectare numită bioreactor, se realizează procesul de procesare și fermentare a deșeurilor. Ca urmare, se eliberează un amestec de gaze, format din 60% metan, 35% dioxid de carbon și restul de 5% alte substanțe gazoase. Gazul extras este îndepărtat în mod constant din bioreactor și, după purificare, este utilizat în scopuri casnice.

Diagrama principiului de funcționare a unei instalații de biogaz

Deșeuri, transformate în îngrășământ de primă clasă, sunt extrase periodic și transportate la câmp.

Notă: studiile au arătat că un câmp tratat cu îngrășăminte fermentate anaerob dă un randament cu 20-30% mai mult decât un câmp fertilizat în mod obișnuit.

Instalații de biogaz pentru casă – cumpărați sau faceți-le singur?

Dacă fermierii mari își pot permite să cumpere o instalație de biogaz creată în condiții industriale, atunci întreprinderile mici, și cu atât mai mult proprietarii privați, vor putea, cel mai probabil, să nu cumpere, ci să instaleze cu propriile mâini instalații mai puțin puternice care funcționează în conformitate cu aceeași metodă, din materiale vechi. Dar mai întâi trebuie să înțelegeți exact ce dimensiune și, cel mai important, ce tip de instalare doriți să obțineți pe site-ul dvs.

Schema de instalare pentru producerea de biogaz pentru întreprinderi, ferme

Tipuri de instalatii, ca și tipurile de fermentație a substanțelor organice, există doar două - cu alimentare cu aer (aerob) și fără acesta (anaerob). La fermentație aerobăÎn timpul descompunerii biomasei, hidrogenul este oxidat în apă, iar carbonul în dioxid de carbon. Mai mult, în acest moment se eliberează o cantitate mare - biomasa în fermentație se încălzește foarte mult.

În timpul fermentației anaerobe 60-70% din carbon se transformă în metan, iar restul - în hidrogen, dioxid de carbon și azot. Un arzător obișnuit cu gaz este potrivit pentru arderea metanului.

Uzină de biogaz lângă hambarul fermei colective

Metoda aerobă de obținere a energiei este mai ușoară și mai simplă decât metoda anaerobă. Nu necesită producția de camere de fermentație sigilate și control. Se numesc instalații aerobe BTS(stații biotermale). Și anaerob - BES(stații de bioenergie sau biogaz). Orice produs agricol ecologic este potrivit ca materie primă pentru fermentare. O companie israeliană, de exemplu, a prezentat o instalație compactă de producere a biogazului care funcționează exclusiv cu cojile de fructe și legume.

Instalație de biogaz la domiciliu de la HomeBioGas

Instalația de biogaz dezvoltată de compania israeliană HomeBioGas pentru producerea gazelor la domiciliu, cu dimensiunile sale modeste (123 x 165 x 100 cm) și cu o greutate de cel mult 40 kg, poate asigura funcționarea unui arzător de țiglă la căldură maximă timp de o oră.

Homebiogaz - instalație de biogaz a unei companii israeliene

În plus, această instalație produce până la 8 litri îngrășăminte lichide pe zi la sarcina maximă a rezervorului (6 kg).

Se estimează că o mică întreprindere agricolă poate procesa aproximativ o tonă de deșeuri organice pe an folosind această instalație. Adevărat, instalația este proiectată să funcționeze la o temperatură zilnică medie de +20 o C. Cu toate acestea, vreau să vă spun cum să creați o instalație de biogaz la domiciliu care să funcționeze perfect în zona climatică din centrul Rusiei. În principiu, nu este nimic deosebit de complicat.

Stație de biogaz acasă

Dacă proprietarii instalației doresc să producă 0,7-0,9 m 3 de biogaz în fiecare zi (suficient pentru a găti alimente pentru două persoane), atunci trebuie să facă următoarele.

Încărcați o cameră de fermentație cu un volum de 1 m3 cu deșeuri organice tocate fin diluate în apă (să vă reamintesc - coji de fructe și legume) într-un raport de greutate de 1: 10 - 1: 5.
Închideți-l ermetic și asigurați o temperatură constantă de la +25 la +30°C.

Pentru a menține o temperatură constantă în cameră, prin ea este necesar să rulați serpentina de apă caldă, incalzit cu gaz produs de aceeasi instalatie. Trebuie instalate două robinete pe conducta de gaz: unul la soba cu gaz, celălalt la ieșirea din reactor.

Notă: oamenii noștri pricepuți din mediul rural se gândesc de mult, iar unii au pus-o în practică, să obțină gaz pentru încălzirea casei din propriile fecale - adică combină o fosă septică cu o instalație de biogaz. Dacă cercetezi bine Internetul, poți găsi chiar și diagrame.

Colector de gaz sau suport de gaz- al doilea cel mai important element al unei instalatii de biogaz, dupa instalatia de fermentatie. Este format din două vase de oțel (dintre care unul este răsturnat), intrând ușor unul în celălalt. Apa este turnată în vasul exterior, formând o etanșare hidraulică pentru intrarea biogazului în cavitatea vasului inversat. Intervalul inelar dintre pereții vaselor este de aproximativ 50 mm. Puteți conecta ambele rezervoare folosind țevi cu diametrul de ½ inch. Aceeași conductă de gaz preia gaz dintr-un vas inversat și furnizează metanul la un nivel normal aragaz. Este recomandat să acoperiți exteriorul suportului de gaz cu un cort izolat.