Zařízení na výrobu bioplynu pro soukromý dům: doporučení pro zajištění domova

Inteligentní majitel sní o levné energii, účinném nakládání s odpady a hnojivech. Domácí bioplynová stanice udělej si sám, je levný způsob, jak splnit své sny.

Vlastní montáž takového zařízení bude stát rozumnou cenu a vyrobený plyn bude v domácnosti dobrou pomocí: lze jej použít pro vaření, vytápění domu a další potřeby.

Zkusme pochopit specifika tohoto zařízení, jeho výhody a nevýhody. A také to, zda je možné samostatně postavit bioplynovou stanici a zda bude efektivní.

Specifika výroby bioplynu

Bioplyn je tvořen v důsledku fermentace biologického substrátu. Rozkládá se hydrolýzou, kyselinami a methanotvornými bakteriemi. Směs plynů produkovaných bakteriemi je hořlavá, protože obsahuje velké procento metanu.

Ve svých vlastnostech se prakticky neliší od zemního plynu, který se používá pro průmyslové a domácí potřeby.

V případě potřeby si může každý majitel domu koupit zařízení na výrobu bioplynu pro průmyslovou výrobu, ale je to drahé a investice se vyplatí do 7-10 let. Proto má smysl vyvinout úsilí a vyrobit bioreaktor vlastními rukama

Bioplyn je palivo šetrné k životnímu prostředí a technologie jeho výroby nemá zvláštní dopad na životní prostředí. Kromě toho se odpadní materiály, které je třeba zlikvidovat, používají jako suroviny pro bioplyn.

Jsou umístěny v bioreaktoru, kde probíhá zpracování:

• biomasa byla nějakou dobu vystavena bakteriím. Doba kvašení závisí na objemu surovin;
• v důsledku aktivity anaerobních bakterií se uvolňuje hořlavá směs plynů, která zahrnuje metan (60%), oxid uhličitý (35%) a některé další plyny (5%). Během fermentace v malých množstvích se také uvolňuje potenciálně nebezpečný sirovodík.Je jedovatý, takže je vysoce nežádoucí, aby byli lidé vystaveni;
• směs plynů z bioreaktoru je vyčištěna a vstupuje do plynové nádrže, kde je skladována až do zamýšleného použití;
• plyn z plynové nádrže lze použít stejným způsobem jako zemní plyn. Jde do domácích spotřebičů - plynových kamen, topných kotlů atd .;
• rozložená biomasa musí být z fermentoru pravidelně odstraňována. Toto je další práce, ale úsilí se vyplatí. Po kvašení se suroviny mění na vysoce kvalitní hnojivo, které se používá na polích a zahradách.

Zařízení na výrobu bioplynu je výhodné pro majitele soukromého domu pouze tehdy, má-li stálý přístup k odpadu z farem hospodářských zvířat. V průměru od 1 m3. substrát lze získat 70 až 80 metrů krychlových. bioplyn, ale výroba plynu je nerovnoměrná a závisí na mnoha faktorech, včetně teplota biomasy. To komplikuje výpočty.

Zařízení na výrobu bioplynu jsou ideální pro zemědělce. Živočišný odpad může poskytnout dostatek plynu pro řádné vytápění obytných a hospodářských budov

Aby byl proces výroby plynu stabilní a kontinuální, je nejlepší postavit několik bioplynových stanic a položit substrát do fermentorů s časovým rozdílem. Takové rostliny fungují paralelně a suroviny jsou do nich ukládány postupně.

Tím je zajištěna stálá produkce plynu, takže může být nepřetržitě dodáván do domácích spotřebičů.

Ideálně by měl být bioreaktor zahříván. Každých 10 stupňů tepla zdvojnásobuje produkci plynu. Ačkoli uspořádání vytápění vyžaduje investice, vyplatí se s vyšší účinností konstrukce

Domácí bioplynové zařízení, sestavené z improvizovaných materiálů, je mnohem levnější než továrny na průmyslovou výrobu. Jeho účinnost je nižší, ale je v souladu s investovanými prostředky. Pokud máte přístup k hnoji a toužíte vyvinout vlastní úsilí při montáži a údržbě konstrukce, je to velmi výhodné.

Výhody a nevýhody systému

Zařízení na výrobu bioplynu mají mnoho výhod, ale je zde dostatek nedostatků, takže před zahájením návrhu a konstrukce by mělo být zváženo vše:

• Likvidace odpadu. Díky zařízení na výrobu bioplynu můžete získat maximální užitek z odpadu, který by musel být zlikvidován. Tato likvidace je méně nebezpečná pro životní prostředí než skládka.
• Obnovitelnost surovin. Biomasa není uhlí ani zemní plyn, jehož těžba vyčerpává zásoby zdrojů. Při zemědělství se suroviny neustále objevují.
• Relativně malé množství CO2. Při příjmu plynu není životní prostředí znečištěno, ale při jeho použití se do atmosféry uvolňuje malé množství oxidu uhličitého. Není to nebezpečné a není schopno kriticky změnit prostředí, protože rostliny ji během růstu absorbují.
• Mírné uvolňování síry. Při spalování bioplynu vstupuje do atmosféry malé množství síry. To je negativní jev, ale jeho měřítko je známo při srovnání: při spalování zemního plynu je znečištění životního prostředí oxidy síry mnohem větší.
• Stabilní práce. Výroba bioplynu je stabilnější než práce solární panely nebo větrné mlýny. Pokud nelze regulovat energii slunce a větru, závisí zařízení na výrobu bioplynu na lidské činnosti.
• Můžete použít několik nastavení. Plyn je vždy riziko. Aby se snížilo možné poškození v případě nehody, může být na celém místě rozmístěno několik bioplynových stanic. Pokud správně navrhnete a sestavíte systém několika fermentorů, bude fungovat stabilněji než jeden velký bioreaktor.
• Výhody pro zemědělství. Pro získání biomasy se vysadí určité druhy rostlin. Můžete si vybrat ty, které zlepšují stav půdy.Například čirok snižuje erozi půdy, zlepšuje její kvalitu.

Bioplyn má své nevýhody. Přestože se jedná o relativně čisté palivo, stále znečišťuje atmosféru. Mohou také existovat problémy s dodávkou rostlinné biomasy.

Nezodpovědní vlastníci rostlin to často obstarávají tak, že odčerpávají půdu a narušují ekologickou rovnováhu.

Výpočet ziskovosti zařízení

Kravský trus se obvykle používá jako surovina pro výrobu bioplynu. Jedna dospělá kráva mu může dát dost na to, aby poskytla 1,5 metrů krychlových. palivo; prase - 0,2 kubických metrů; kuře nebo plazit (v závislosti na tělesné hmotnosti) - 0,01-0,02 cbm. Abychom pochopili, zda je to hodně nebo málo, lze je porovnat s více známými typy zdrojů.

1 cbm bioplyn poskytuje stejné množství tepelné energie jako:

• palivové dříví - 3,5 kg;
• uhlí - 1–2 kg;
• elektřina - 9-10 kW / h.

Pokud znáte přibližnou hmotnost zemědělského odpadu, který bude k dispozici v příštích letech, a potřebné množství energie, můžete vypočítat ziskovost zařízení na výrobu bioplynu.

Jednou z hlavních nevýhod výroby bioplynu je vůně. Možnost použít malé kompostové hromady je velké plus, ale budete muset snášet nepříjemnosti a pečlivě kontrolovat proces, aby nedošlo k vyvolání šíření patogenů

Pro pokládku do bioreaktoru se připravuje substrát, který obsahuje několik složek v následujících poměrech:

• hnoje (nejlepší kráva nebo vepřové maso) - 1,5 t;
• organický odpad (může se rozkládat listy nebo jiné složky rostlinného původu) - 3,5 t;
• zahřátý na 35 stupňů vody (množství teplé vody je vypočteno tak, že její hmotnost je 65-75% z celkového množství organické hmoty).

Výpočet substrátu se provádí pro jednu záložku po dobu šesti měsíců, na základě mírné spotřeby plynu. Po přibližně 10 až 15 dnech bude fermentační proces poskytovat první výsledky: plyn se objeví v malém množství a začne naplňovat zásobník. Po 30 dnech můžete očekávat plnou výrobu paliva.

Zařízení na výrobu bioplynu v naší zemi dosud není příliš běžné. Je to z velké části kvůli špatné informovanosti lidí o výhodách a vlastnostech bioplynových systémů. V Číně a Indii je mnoho malých farem vybaveno řemeslnými výrobky, které poskytují další čisté palivo.

Pokud instalace funguje správně, objem bioplynu se bude postupně zvyšovat až do rozpadu substrátu.Konstrukční produktivita přímo závisí na rychlosti fermentace biomasy, která zase souvisí s teplotou a vlhkostí substrátu.

Samostatná výuka

Pokud neexistují žádné zkušenosti s montáží komplexních systémů, má smysl vybrat síť nebo vyvinout nejjednodušší výkres bioplynové stanice pro soukromý dům.

Čím jednodušší je design, tím spolehlivější a odolnější je. Později, pokud budou existovat dovednosti při sestavování a manipulaci se systémem, bude možné předělat vybavení nebo namontovat další instalaci.

V nákladných konstrukcích průmyslové výroby jsou poskytovány systémy pro míchání biomasy, automatické vytápění, čištění plynu atd. Domácí spotřebiče nejsou tak komplikované. Je lepší sestavit jednoduchou instalaci a poté přidat prvky, které potřebujete

Při výpočtu objemu fermentoru se vyplatí zaostřit na 5 metrů krychlových. Tato instalace umožňuje získat množství plynu potřebné k vytápění soukromého domu o rozloze 50 metrů čtverečních, pokud je jako zdroj tepla použit plynový kotel nebo sporák.

Jedná se o průměrný ukazatel, jak výhřevná hodnota bioplynu obvykle není vyšší než 6000 kcal / m3.

Aby fermentační proces probíhal víceméně stabilně, je nutné dosáhnout správného teplotního režimu. K tomu je bioreaktor instalován v zemní jámě nebo předem promyšlené spolehlivé tepelné izolaci. Trvalé zahřívání substrátu může být zajištěno, pokud je pod dno fermentoru umístěna trubka pro ohřev vody

Výstavba bioplynové stanice lze rozdělit do několika fází.

Fáze 1 - příprava jímky pro bioreaktor

Téměř celá bioplynová stanice je pod zemí, tolik záleží na tom, jak byla vykopána a dokončena jáma. Existuje několik možností pro zesílení stěn a utěsnění jímky - plastové, betonové, polymerní prsteny.

Nejlepší řešení je koupit hotové polymerní prsteny s prázdným dnem. Budou stát dražší než improvizované materiály, ale další těsnění nebude nutné. Polymery jsou citlivé na mechanické namáhání, ale nebojí se vlhkosti a chemicky agresivních látek. Nelze je opravit, ale v případě potřeby budou snadno vyměněny.

Intenzita fermentace substrátu a výtok plynu závisí na přípravě stěn a dna bioreaktoru, takže jáma je pečlivě posílena, izolována a utěsněna. Toto je nejobtížnější a časově náročnější fáze práce.

Fáze 2 - odtok plynu

Nákup a instalace speciálních směšovačů pro bioplynové stanice je drahé potěšení. Systém lze zlevnit uspořádáním odtoku plynu. Jedná se o svisle připevněný polymer kanalizační potrubíve kterém bylo vytvořeno mnoho děr.

Při výpočtu délky drenážních trubek je třeba se řídit plánovanou hloubkou plnění bioreaktoru. Horní části potrubí musí být nad touto úrovní.

Pro vypouštění plynu si můžete vybrat kovové nebo polymerní trubky. První jsou silnější a druhý odolnější vůči chemickým vlivům. Je lepší dát přednost polymerům, jako kov rychle zrezává a hnije

Okamžitě můžete vložit substrát do hotového bioreaktoru. Je pokryta fólií, takže plyn uvolňovaný během fermentačního procesu je pod mírným tlakem. Když je kopule připravena, zajistí to normální tok biometanu přes výstupní trubku.

Fáze 3 - instalace kupole a potrubí

Poslední fází montáže nejjednoduššího zařízení na výrobu bioplynu je instalace kupolovité horní části. V nejvyšším bodě kupole je nainstalováno a odtaženo plynové výfukové potrubí držák plynu, což je nezbytné.

Kapacita bioreaktoru je uzavřena pevným víkem. Aby se zabránilo smíchání biometanu se vzduchem, vybavte vodní filtr. Slouží také k čištění plynu. Je nutné zajistit uvolňovací ventil, který bude fungovat, pokud je tlak ve fermentoru příliš vysoký.

Přečtěte si více o tom, jak vyrobit bioplyn z hnoje. v tomto materiálu.

Volný prostor bioreaktoru do určité míry slouží jako zásobník plynu, ale to nestačí pro bezpečný provoz zařízení. Plyn musí být spotřebován neustále, jinak může dojít k výbuchu z nadměrného tlaku pod kupolí

Metody zahřívání bioreaktoru

Mikroorganismy zpracovávající substrát jsou v biomase neustále přítomny, avšak pro jejich intenzivní reprodukci je nutná teplota 38 stupňů a více.

Pro vytápění v chladném období můžete použít cívku připojenou k topnému systému doma nebo elektrické ohřívače. První metoda je ekonomicky výhodnější, proto se nejčastěji používá.

Není nutné kopat bioplynovou stanici do země, existují i ​​jiné možnosti, jak ji uspořádat. Příklad systému sestaveného z barelů je uveden v níže uvedeném videu.

Nejjednodušší způsob je uspořádat vytápění zespodu, položit potrubí z topného systému, ale účinnost takového výměníku tepla je relativně nízká. Je lepší vybavit vnější vytápění, ideálně páru, aby se biomasa nepřehřála

Závěry a užitečné video na toto téma

Ačkoli není nic složitého při montáži a vybavení bioplynového zařízení, musíte být velmi pozorní k detailům. Chyby nejsou povoleny, protože může způsobit výbuch a destrukci. Nabízíme video pokyny, které vám pomohou porozumět nastavení zařízení, správně je sestavit a doplnit o užitečná zařízení pro pohodlnější využití bioplynu.

Video říká, jak je uspořádána a funguje standardní zařízení na výrobu bioplynu:

Příklad domácí bioplynové stanice. Výukový program pro kutily o uspořádání systému:

Video instrukce pro montáž zařízení na výrobu bioplynu z hlavně:

Popis postupu výroby míchaček pro substrát:

Podrobný popis práce provizorního skladu plynu:

Bez ohledu na to, jak jednoduchá je bioplynová stanice vybraná pro soukromý dům, neměli byste na ní šetřit. Pokud je to možné, je lepší koupit skládací bioreaktor pro průmyslovou výrobu.

Pokud tomu tak není, vyrobte je z vysoce kvalitních a odolných materiálů: polymerů, betonu nebo nerezové oceli. To vytvoří doma skutečně spolehlivý a bezpečný systém dodávek plynu.

Máte dotazy k tématu článku, najdete nějaké nedostatky nebo existují nějaké cenné informace, které můžete sdílet s našimi čtenáři? Zanechte prosím své připomínky, položte otázky, podělte se o zkušenosti.