Biodujų jėgainė privačiam namui: rekomendacijos, kaip susitvarkyti namus

Protingas savininkas svajoja apie pigią energiją, efektyvų atliekų tvarkymą ir trąšas. Namų biodujų gamykla „pasidaryk pats“ yra nebrangus būdas įgyvendinti jūsų svajones.

Pats tokios įrangos surinkimas kainuos priimtiną kainą, o pagamintos dujos bus gera pagalba namų ūkyje: jas galima naudoti maisto ruošimui, namo šildymui ir kitiems poreikiams tenkinti.

Pabandykime suprasti šios įrangos specifiką, pranašumus ir trūkumus. Taip pat - ar įmanoma savarankiškai pastatyti biodujų jėgainę ir ar ji bus efektyvi.

Biodujų gamybos specifika

Biodujos susidaro fermentuojant biologinį substratą. Jis suyra hidrolizės būdu, rūgštis ir metaną sudarančios bakterijos. Bakterijų gaminamas dujų mišinys yra degus, nes yra didelis procentas metano.

Savo savybėmis jis praktiškai nesiskiria nuo gamtinių dujų, kurios naudojamos pramonės ir buities reikmėms.

Jei pageidaujama, kiekvienas namo savininkas gali įsigyti biodujų gamyklą pramoninei gamybai, tačiau ji yra brangi, o investicijos atsiperka per 7–10 metų. Todėl prasminga pasistengti ir pasidaryti bioreaktorių savo rankomis

Biodujos yra ekologiškas kuras, o jų gamybos technologija nedaro ypatingo poveikio aplinkai. Be to, atliekos, kurias reikia pašalinti, naudojamos kaip žaliavos biodujoms.

Jie dedami į bioreaktorių, kuriame vyksta perdirbimas:

• biomasė kurį laiką buvo veikiama bakterijų. Fermentacijos laikotarpis priklauso nuo žaliavų tūrio;
• dėl anaerobinių bakterijų veiklos išsiskiria degus dujų mišinys, į kurį įeina metanas (60%), anglies dioksidas (35%) ir kai kurios kitos dujos (5%). Taip pat mažos fermentacijos metu išsiskiria potencialiai pavojingas vandenilio sulfidas.Tai yra nuodinga, todėl žmonėms nepageidautina, kad su ja susidurtų;
• dujų mišinys iš bioreaktoriaus išvalomas ir patenka į dujų baką, kuriame jis laikomas iki numatyto naudojimo;
• iš dujų talpyklos esančios dujos gali būti naudojamos taip pat, kaip ir gamtinės dujos. Jis eina į buitinius prietaisus - dujines virykles, šildymo katilus ir kt .;
• suirusi biomasė turi būti reguliariai pašalinama iš fermentatoriaus. Tai yra papildomas darbas, tačiau pastangos atsiperka. Po fermentacijos žaliavos virsta aukštos kokybės trąšomis, kurios naudojamos laukuose ir soduose.

Biodujų įmonė privataus namo savininkui naudinga tik tuo atveju, jei jis nuolat naudojasi gyvulininkystės fermų atliekomis. Vidutiniškai nuo 1 kubinio metro. substrato galima gauti 70-80 kub. biodujų, tačiau dujų gamyba nėra nevienoda ir priklauso nuo daugelio veiksnių, įskaitant biomasės temperatūra. Tai apsunkina skaičiavimus.

Biodujų jėgainės yra idealios ūkininkams. Gyvūnų atliekos gali suteikti pakankamai dujų tinkamam gyvenamųjų patalpų ir ūkio pastatų šildymui

Kad dujų gamybos procesas būtų stabilus ir nenutrūkstamas, geriausia pastatyti keletą biodujų jėgainių ir pakloti substratą fermentatoriuose su laiko skirtumu. Tokios gamyklos veikia lygiagrečiai, o žaliavos jose kraunamos iš eilės.

Tai užtikrina nepertraukiamą dujų gamybą, todėl jas galima nuolat tiekti buitiniams prietaisams.

Idealiu atveju bioreaktorius turėtų būti šildomas. Kas 10 laipsnių šilumos dvigubai padidina dujų gamybą. Nors šildymo įrengimas reikalauja investicijų, jis atsiperka padidinus projekto efektyvumą

Naminis biodujų įranga, surinktas iš improvizuotų medžiagų, yra daug pigesnis nei pramoninės gamybos įmonės. Jos efektyvumas yra mažesnis, tačiau tai atitinka investuotas lėšas. Jei turite prieigą prie mėšlo ir norite savo pastangų, kad surinktumėte ir prižiūrėtumėte konstrukciją, tai yra labai naudinga.

Sistemos privalumai ir trūkumai

Biodujų jėgainės turi daug pranašumų, tačiau yra pakankamai trūkumų, todėl prieš pradedant projektavimą ir statybą reikėtų pasverti viską:

• Atliekų šalinimas. Biodujų jėgainės dėka jūs galite gauti maksimalią naudą iš šiukšlių, kurias vis tiek teks šalinti. Šis šalinimas yra mažiau pavojingas aplinkai nei sąvartynas.
• Žaliavų atsinaujinimas. Biomasė nėra nei anglis, nei gamtinės dujos, kurių gavyba išeikvoja išteklių atsargas. Ūkininkaujant žaliavos atsiranda nuolat.
• Palyginti nedidelis CO2 kiekis. Priimant dujas, aplinka neteršiama, tačiau jas panaudojus į atmosferą išsiskiria nedidelis kiekis anglies dioksido. Tai nėra pavojinga ir nesugeba kritiškai pakeisti aplinkos, nes augalai jį absorbuoja augimo metu.
• Vidutinis sieros išsiskyrimas. Kai deginamos biodujos, į atmosferą patenka nedidelis sieros kiekis. Tai neigiamas reiškinys, tačiau jo mastas žinomas palyginus: deginant gamtines dujas, aplinkos tarša sieros oksidais yra daug didesnė.
• Stabilus darbas. Biodujų gamyba yra stabilesnė nei darbo saulės baterijos ar vėjo malūnai. Jei saulės ir vėjo energijos negalima kontroliuoti, tada biodujų jėgainės priklauso nuo žmogaus veiklos.
• Galite naudoti kelis parametrus. Dujos visada yra rizika. Siekiant sumažinti galimą žalą avarijos atveju, kelios biodujų jėgainės gali būti išsklaidytos visoje aikštelėje. Jei teisingai suprojektuosite ir surinksite kelių fermentatorių sistemą, ji veiks stabiliau nei vienas didelis bioreaktorius.
• Nauda žemės ūkiui. Norint gauti biomasę, pasodinami tam tikri augalų tipai. Galite pasirinkti tuos, kurie pagerina dirvožemio būklę.Pavyzdžiui, sorgas sumažina dirvožemio eroziją, pagerina jo kokybę.

Biodujos turi savo trūkumų. Nors tai gana švarus kuras, jis vis tiek teršia atmosferą. Taip pat gali kilti problemų dėl augalų biomasės tiekimo.

Neatsakingi augalų savininkai dažnai tai įsigyja taip, kad nusausina žemę ir sutrikdo ekologinę pusiausvyrą.

Įrenginio pelningumo apskaičiavimas

Karvių mėšlas dažniausiai naudojamas kaip žaliava biodujų gamybai. Viena suaugusi karvė gali duoti jam pakankamai, kad būtų 1,5 kubinio metro. degalai; kiaulė - 0,2 kubiniai metrai; vištiena ar šliaužti (priklausomai nuo kūno svorio) - 0,01–0,02 kub. Norėdami suprasti, ar tai yra daug, ar mažai, galite palyginti su labiau pažįstamais šaltinių tipais.

1 kub biodujos suteikia tokį patį šiluminės energijos kiekį kaip:

• malkos - 3,5 kg;
• anglis - 1-2 kg;
• elektra - 9-10 kW / h.

Jei žinote apytikslį žemės ūkio atliekų, kurios bus per ateinančius metus, svorį ir reikalingą energijos kiekį, galite apskaičiuoti biodujų jėgainės pelningumą.

Vienas pagrindinių biodujų gamybos trūkumų yra kvapas. Didelis pliusas yra galimybė naudoti nedideles komposto krūvas, tačiau turėsite patirti nepatogumų ir atidžiai kontroliuoti procesą, kad neišprovokuotumėte patogenų plitimo

Padengimui bioreaktoriuje paruošiamas substratas, kurį sudaro keli komponentai šiomis proporcijomis:

• mėšlas (geriausia karvė ar kiauliena) - 1,5 t;
• organinės atliekos (tai gali būti sugedę lapai ar kiti augalinės kilmės komponentai) - 3,5 t;
• pašildytas iki 35 laipsnių vandens (šilto vandens kiekis apskaičiuojamas taip, kad jo masė būtų 65–75% bendro organinių medžiagų kiekio).

Substratas apskaičiuojamas vienam žymeniui šešiems mėnesiams, atsižvelgiant į nedidelį dujų suvartojimą. Maždaug po 10–15 dienų fermentacijos procesas duos pirmuosius rezultatus: dujos pasirodys nedideliais kiekiais ir pradės užpildyti saugyklą. Po 30 dienų galite tikėtis visiško kuro pagaminimo.

Biodujų gamybos įranga mūsų šalyje dar nėra ypač paplitusi. Tai daugiausia lemia žemas žmonių supratimas apie biodujų sistemų naudą ir ypatybes. Kinijoje ir Indijoje daugelyje mažų ūkių yra įrengta rankdarbių, kurie aprūpina papildomu švariu kuru.

Jei įrenginys veikia tinkamai, biodujų tūris palaipsniui didės, kol substratas nesugrius.Projektinis našumas tiesiogiai priklauso nuo biomasės fermentacijos greičio, kuris savo ruožtu yra susijęs su substrato temperatūra ir drėgme.

Savarankiško kūrimo instrukcija

Jei nėra sudėtingų sistemų surinkimo patirties, prasminga pasirinkti tinklą arba parengti paprasčiausią privačių namų biodujų jėgainės brėžinį.

Kuo paprastesnė konstrukcija, tuo patikimesnė ir patvaresnė. Vėliau, kai bus įgūdžių kurti ir valdyti sistemą, bus galima perdaryti įrangą arba sumontuoti papildomą instaliaciją.

Brangiuose pramoninės gamybos projektuose yra biomasės maišymo sistemos, automatinis šildymas, dujų valymas ir kt. Buitinė technika nėra tokia sudėtinga. Geriau sudėti paprastą diegimą ir tada pridėti reikalingų elementų

Apskaičiuojant fermenterio tūrį, verta sutelkti dėmesį į 5 kubinius metrus. Šis įrengimas leidžia jums gauti reikiamą dujų kiekį privačiam namui, kurio plotas 50 kvadratinių metrų, šildyti, jei šilumos šaltiniu naudojamas dujinis katilas ar viryklė.

Tai yra vidutinis rodiklis, kaip biodujų šiluminė vertė paprastai nėra didesnė kaip 6000 kcal / m3.

Norint, kad fermentacijos procesas vyktų daugiau ar mažiau stabiliai, būtina pasiekti teisingą temperatūros režimą. Norėdami tai padaryti, bioreaktorius įmontuojamas į molinę duobę arba iš anksto apgalvota patikima šilumos izoliacija. Nuolatinis pagrindo šildymas gali būti užtikrintas, jei po fermenterio pagrindu dedamas vandens šildymo vamzdis

Biodujų jėgainės statybą galima suskirstyti į kelis etapus.

1 etapas - duobės paruošimas bioreaktoriui

Beveik visa biodujų jėgainė yra po žeme, todėl daug kas priklauso nuo to, kaip duobė buvo iškasta ir apdaila. Yra keletas variantų, kaip sustiprinti sienas ir užtaisyti duobę - plastikiniai, betoniniai, polimeriniai žiedai.

Geriausias sprendimas yra nusipirkti paruoštus polimerinius žiedus su tuščiu dugnu. Jie kainuos daugiau nei improvizuotos medžiagos, tačiau papildomo sandarinimo nereikės. Polimerai yra jautrūs mechaniniam poveikiui, tačiau nebijo drėgmės ir chemiškai agresyvių medžiagų. Jų negalima pataisyti, tačiau prireikus juos lengva pakeisti.

Paruošus bioreaktoriaus sienas ir dugną, nustatomas substrato fermentacijos intensyvumas ir dujų išleidimo anga, todėl duobė kruopščiai sutvirtinama, izoliuojama ir uždaroma. Tai yra sunkiausias ir daugiausiai laiko reikalaujantis darbo etapas.

2 etapas - dujų nutekėjimas

Specialių maišytuvų, skirtų biodujų įmonėms, pirkimas ir įrengimas yra brangus malonumas. Sistemą galima atpiginti organizuojant dujų nutekėjimą. Tai yra vertikaliai sumontuotas polimeras kanalizacijos vamzdžiaikuriuose padaryta daug skylių.

Skaičiuojant drenažo vamzdžių ilgį, reikia vadovautis numatomu bioreaktoriaus užpildymo gyliu. Viršutinės vamzdžių dalys turi būti virš šio lygio.

Dujų nutekėjimui galite pasirinkti metalinius arba polimerinius vamzdžius. Pirmieji yra stipresni, o antrieji yra atsparesni cheminiam poveikiui. Geriau teikti pirmenybę polimerams, kaip metalas greitai rūdys ir puvės

Galite nedelsdami įkelti substratą į gatavą bioreaktorių. Jis uždengiamas plėvele, kad fermentacijos proceso metu išsiskyrusios dujos būtų šiek tiek slėgtos. Kai kupolas bus paruoštas, tai užtikrins normalų biometano srautą per išleidimo vamzdį.

3 etapas - kupolo ir vamzdžių įrengimas

Paskutinis paprasčiausios biodujų jėgainės surinkimo etapas yra kupolo viršaus įrengimas. Aukščiausiame kupolo taške yra sumontuotas dujų išmetimo vamzdis ir pritrauktas prie dujų laikiklis, kuris yra būtinas.

Bioreaktoriaus talpa uždaroma sandariu dangčiu. Norėdami išvengti biometano maišymo su oru, įtaisykite vandens gaudykles. Jis taip pat skirtas išvalyti dujas. Būtina numatyti išleidimo vožtuvą, kuris veiks, jei fermentoriuje slėgis per didelis.

Skaitykite daugiau apie tai, kaip gaminti biodujas iš mėšlo. šioje medžiagoje.

Laisva bioreaktoriaus erdvė tam tikru mastu tarnauja kaip dujų saugykla, tačiau to nepakanka saugiam įrenginio darbui. Dujas reikia vartoti nuolat, kitaip gali kilti sprogimas dėl per didelio slėgio kupolo

Bioreaktoriaus kaitinimo metodai

Substratą apdorojantys mikroorganizmai nuolat yra biomasėje, tačiau intensyviam dauginimuisi reikalinga 38 laipsnių ir aukštesnė temperatūra.

Šildymui šaltuoju metų laiku galite naudoti ritę, prijungtą prie šildymo sistemos namuose, arba elektrinius šildytuvus. Pirmasis metodas yra ekonomiškai pelningesnis, todėl jis dažniausiai naudojamas.

Nereikia kasti biodujų jėgainės į žemę, yra ir kitų variantų, kaip ją sutvarkyti. Iš statinių surinktos sistemos pavyzdys parodytas žemiau esančiame vaizdo įraše.

Paprasčiausias būdas yra organizuoti šildymą iš apačios, nutiesti vamzdį iš šildymo sistemos, tačiau tokio šilumokaičio efektyvumas yra palyginti žemas. Geriau įrengti išorinį šildymą, geriausia - garą, kad biomasė neperkaistų

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Nors surinkti ir aprūpinti biodujų įrenginius nėra nieko sudėtinga, turite būti ypač atidūs detalėms. Klaidos neleidžiamos, nes gali sukelti sprogimus ir sunaikinti. Siūlome vaizdo įrašų instrukcijas, kurios padės suprasti įrenginio sąranką, teisingai surinkti ir papildyti naudingais prietaisais, kad būtų patogiau naudoti biodujas.

Vaizdo įraše pasakojama, kaip įrengta ir veikia standartinė biodujų jėgainė:

Namų gamybos biodujų gamyklos pavyzdys. „Pasidaryk pats“ vaizdo pamoka apie sistemos sutvarkymą:

Vaizdo instrukcija, kaip surinkti biodujų gamyklą iš statinės:

Pagrindo maišytuvų gamybos proceso aprašymas:

Išsamus greitosios dujų saugyklos darbo aprašymas:

Nesvarbu, kokia paprasta yra privačiam namui pasirinkta biodujų jėgainė, neturėtumėte sutaupyti. Jei įmanoma, pramoninei gamybai geriau pirkti sulankstomą bioreaktorių.

Jei ne, pagaminkite iš aukštos kokybės ir patvarių medžiagų: polimerų, betono ar nerūdijančio plieno. Tai sukurs tikrai patikimą ir saugią dujų tiekimo sistemą namuose.

Turite klausimų apie straipsnio temą, raskite trūkumų ar yra vertingos informacijos, kuria galite pasidalinti su mūsų skaitytojais? Palikite komentarus, užduokite klausimus, pasidalykite patirtimi.