Biogāzes rūpnīca privātmājai: ieteikumi mājas gatavot

Gudrs īpašnieks sapņo par lētu enerģiju, efektīvu atkritumu apsaimniekošanu un mēslojumu. Mājas biogāzes stacija "dari pats" ir lēts veids, kā piepildīt savus sapņus.

Šādu iekārtu patstāvīga montāža maksās saprātīgu cenu, un saražotā gāze būs labs palīgs mājsaimniecībā: to var izmantot ēdiena gatavošanai, mājas sildīšanai un citām vajadzībām.

Mēģināsim izprast šīs iekārtas specifiku, priekšrocības un trūkumus. Un arī to, vai ir iespējams patstāvīgi uzbūvēt biogāzes staciju un vai tā būs efektīva.

Biogāzes ražošanas specifika

Biogāze veidojas bioloģiskā substrāta fermentācijas rezultātā. To sadalās hidrolīzes, skābes un metānu veidojošās baktērijas. Gāzu maisījums, ko ražo baktērijas, ir degošs, jo satur lielu daudzumu metāna.

Pēc īpašībām tas praktiski neatšķiras no dabasgāzes, kuru izmanto rūpnieciskām un sadzīves vajadzībām.

Pēc vēlēšanās katrs mājas īpašnieks var iegādāties biogāzes staciju rūpnieciskai ražošanai, taču tā ir dārga, un ieguldījums atmaksājas 7-10 gadu laikā. Tāpēc ir jēga pielikt pūles un izveidot bioreaktoru ar savām rokām

Biogāze ir videi draudzīga degviela, un tās ražošanas tehnoloģijai nav īpašas ietekmes uz vidi. Turklāt atkritumus, kas jāiznīcina, izmanto kā izejvielas biogāzei.

Tos ievieto bioreaktorā, kur notiek pārstrāde:

• biomasa kādu laiku ir bijusi pakļauta baktērijām. Fermentācijas periods ir atkarīgs no izejvielu apjoma;
• anaerobo baktēriju darbības rezultātā izdalās degošs gāzu maisījums, kas satur metānu (60%), oglekļa dioksīdu (35%) un dažas citas gāzes (5%). Arī fermentācijas laikā nelielos daudzumos izdalās potenciāli bīstamais sērūdeņradis.Tas ir indīgs, tāpēc cilvēkiem ir ļoti nevēlami ar to saskarties;
• gāzu maisījumu no bioreaktora iztīra un nonāk gāzes tvertnē, kur to uzglabā līdz paredzētajam lietojumam;
• gāzi no gāzes tvertnes var izmantot tāpat kā dabasgāzi. Viņš dodas uz sadzīves tehniku ​​- gāzes plītis, apkures katli utt .;
• noārdītā biomasa regulāri jānoņem no fermentatora. Tas ir papildu darbs, bet pūles atmaksājas. Pēc fermentācijas izejvielas pārvēršas par augstas kvalitātes mēslojumu, ko izmanto laukos un dārzos.

Biogāzes stacija ir izdevīga privātmājas īpašniekam tikai tad, ja viņam ir pastāvīga pieeja atkritumiem no lopkopības saimniecībām. Vidēji no 1 kubikmetra. substrātu var iegūt 70-80 kubikmetrus. biogāze, bet gāzes ražošana ir nevienmērīga un atkarīga no daudziem faktoriem, ieskaitot biomasas temperatūra. Tas sarežģī aprēķinus.

Biogāzes stacijas ir ideāli piemērotas lauksaimniekiem. Dzīvnieku atkritumi var nodrošināt pietiekami daudz gāzes dzīvojamo telpu un saimniecības ēku pienācīgai apsildīšanai

Lai gāzes ražošanas process būtu stabils un nepārtraukts, vislabāk ir uzbūvēt vairākas biogāzes stacijas un ievietot substrātu fermentatoros ar laika starpību. Šādas ražotnes darbojas paralēli, un izejvielas tiek iekrautas secīgi.

Tas nodrošina pastāvīgu gāzes ražošanu, lai to varētu nepārtraukti piegādāt sadzīves tehnikai.

Ideālā gadījumā bioreaktoru vajadzētu sildīt. Katru 10 karstuma grādi divkāršo gāzes ražošanu. Lai gan apkures sakārtošanai nepieciešami ieguldījumi, tā atmaksājas ar lielāku dizaina efektivitāti

Pašdarināts biogāzes iekārtas, kas samontēts no improvizētiem materiāliem, ir daudz lētāks nekā rūpnieciskās ražošanas rūpnīcas. Tās efektivitāte ir zemāka, taču tā atbilst ieguldītajiem līdzekļiem. Tas ir ļoti izdevīgi, ja jums ir pieeja kūtsmēsliem un ir vēlme pielikt pūles struktūras montāžai un uzturēšanai.

Sistēmas priekšrocības un trūkumi

Biogāzes stacijām ir daudz priekšrocību, taču ir pietiekami daudz trūkumu, tāpēc pirms projektēšanas un būvniecības uzsākšanas viss ir jāizsver:

• Atkritumu izvešana. Pateicoties biogāzes stacijai, jūs varat gūt maksimālu labumu no atkritumiem, kas joprojām būtu jālikvidē. Šī apglabāšana ir mazāk bīstama videi nekā atkritumu poligoni.
• Izejvielu atjaunojamība. Biomasa nav ne ogles, ne dabasgāze, kuras ieguve noplicina resursu rezerves. Lauksaimniecībā izejvielas parādās pastāvīgi.
• Salīdzinoši mazs CO2 daudzums. Saņemot gāzi, vide netiek piesārņota, bet, to lietojot, atmosfērā izdalās neliels daudzums oglekļa dioksīda. Tas nav bīstams un nespēj kritiski mainīt vidi, jo augi to absorbē augšanas laikā.
• Mērena sēra izdalīšanās. Sadedzinot biogāzi, atmosfērā nonāk neliels daudzums sēra. Šī ir negatīva parādība, taču tās mērogs ir zināms, salīdzinot: sadedzinot dabasgāzi, vides piesārņojums ar sēra oksīdiem ir daudz lielāks.
• Stabils darbs. Biogāzes ražošana ir stabilāka nekā darbs saules paneļi vai vējdzirnavas. Ja saules un vēja enerģiju nevar kontrolēt, tad biogāzes stacijas ir atkarīgas no cilvēka aktivitātes.
• Varat izmantot vairākus iestatījumus. Gāze vienmēr ir risks. Lai samazinātu iespējamo kaitējumu nelaimes gadījumā, visā objektā var izkliedēt vairākas biogāzes stacijas. Ja pareizi projektējat un samontējat vairāku fermentatoru sistēmu, tas darbosies stabilāk nekā viens liels bioreaktors.
• Ieguvumi lauksaimniecībai. Lai iegūtu biomasu, stāda noteikta veida augus. Jūs varat izvēlēties tos, kas uzlabo augsnes stāvokli.Piemēram, sorgo samazina augsnes eroziju, uzlabo tā kvalitāti.

Biogāzei ir savi trūkumi. Lai arī tā ir samērā tīra degviela, tā tomēr piesārņo atmosfēru. Var būt problēmas arī ar augu biomasas piegādi.

Bezatbildīgi augu īpašnieki to bieži iegādājas tādā veidā, ka tie nosusina zemi un izjauc ekoloģisko līdzsvaru.

Iekārtas rentabilitātes aprēķins

Govju mēslus parasti izmanto kā izejvielu biogāzes ražošanai. Viena pieauguša govs var dot viņam pietiekami, lai nodrošinātu 1,5 kubikmetrus. degviela; cūka - 0,2 kubikmetri; vistas vai rāpošana (atkarībā no ķermeņa svara) - 0,01–0,02 kub. Lai saprastu, vai tas ir daudz vai maz, to var salīdzināt ar pazīstamākiem resursu veidiem.

1 kub biogāze nodrošina tādu pašu siltumenerģijas daudzumu kā:

• malka - 3,5 kg;
• ogles - 1-2 kg;
• elektrība - 9-10 kW / h.

Ja jūs zināt aptuveno lauksaimniecības atkritumu svaru, kas būs pieejams tuvākajos gados, un nepieciešamo enerģijas daudzumu, varat aprēķināt biogāzes stacijas rentabilitāti.

Viens no galvenajiem biogāzes ražošanas trūkumiem ir smarža. Iespēja izmantot mazas komposta kaudzes ir liels plus, taču jums nāksies paciest neērtības un rūpīgi kontrolēt procesu, lai neizraisītu patogēnu izplatīšanos

Ieklāšanai bioreaktorā tiek sagatavots substrāts, kas ietver vairākus komponentus šādās proporcijās:

• mēsli (labākā govs vai cūkgaļa) ​​- 1,5 t;
• organiskie atkritumi (tās var būt sabrukušas lapas vai citas augu izcelsmes sastāvdaļas) - 3,5 t;
• uzkarsēts līdz 35 grādiem ūdens (siltā ūdens daudzumu aprēķina tā, lai tā masa būtu 65–75% no kopējā organisko vielu daudzuma).

Substrāta aprēķins tiek veikts vienai grāmatzīmei sešus mēnešus, pamatojoties uz mērenu gāzes patēriņu. Pēc apmēram 10-15 dienām fermentācijas process sniegs pirmos rezultātus: gāze parādīsies mazos daudzumos un sāks piepildīt krātuvi. Pēc 30 dienām jūs varat sagaidīt pilnīgu degvielas ražošanu.

Iekārtas biogāzes ražošanai mūsu valstī vēl nav īpaši izplatītas. Tas lielā mērā ir saistīts ar cilvēku slikto informētību par biogāzes sistēmu priekšrocībām un īpašībām. Ķīnā un Indijā daudzas mazas saimniecības ir aprīkotas ar rokdarbiem, lai nodrošinātu papildu tīru degvielu.

Ja uzstādīšana darbojas pareizi, biogāzes tilpums pakāpeniski palielinās, līdz substrāts sabrūk.Projektēšanas produktivitāte tieši ir atkarīga no biomasas fermentācijas ātruma, kas savukārt ir saistīts ar pamatnes temperatūru un mitrumu.

Pašnodarbināšanas instrukcija

Ja nav pieredzes sarežģītu sistēmu montāžā, ir jēga izvēlēties tīklu vai izstrādāt vienkāršāko biogāzes stacijas rasējumu privātmājai.

Jo vienkāršāks dizains, jo ticamāks un izturīgāks tas ir. Vēlāk, kad būs prasmes sistēmas veidošanā un vadīšanā, būs iespējams pārveidot aprīkojumu vai uzstādīt papildu instalāciju.

Dārgās rūpnieciskās ražošanas konstrukcijās tiek nodrošinātas biomasas sajaukšanas sistēmas, automātiska apkure, gāzes attīrīšana utt. Sadzīves tehnika nav tik sarežģīta. Labāk ir salikt vienkāršu instalēšanu un pēc tam pievienot nepieciešamos elementus

Aprēķinot fermentatora tilpumu, ir vērts koncentrēties uz 5 kubikmetriem. Šī uzstādīšana ļauj iegūt gāzes daudzumu, kas nepieciešams, lai sildītu privātmāju 50 kvadrātmetru platībā, ja par siltuma avotu tiek izmantots gāzes katls vai plīts.

Tas ir vidējs rādītājs, kā biogāzes siltumspēja parasti nav augstāka par 6000 kcal / m3.

Lai fermentācijas process noritētu vairāk vai mazāk stabili, ir nepieciešams sasniegt pareizu temperatūras režīmu. Lai to izdarītu, bioreaktors ir uzstādīts māla bedrē vai iepriekš pārdomāta uzticama siltumizolācija. Pastāvīgu pamatnes sildīšanu var nodrošināt, ja zem fermentatora pamatnes ir novietota ūdens sildīšanas caurule

Biogāzes stacijas būvniecību var iedalīt vairākos posmos.

1. posms - bedres sagatavošana bioreaktoram

Gandrīz visa biogāzes stacija atrodas pazemē, tāpēc daudz kas ir atkarīgs no tā, kā bedre tika izrakta un pabeigta. Sienu stiprināšanai un bedres noslēgšanai ir vairākas iespējas - plastmasas, betona, polimēru gredzeni.

Labākais risinājums ir iegādāties gatavus polimēru gredzenus ar tukšu dibenu. Tie maksās vairāk nekā improvizēti materiāli, bet papildu blīvēšana nebūs nepieciešama. Polimēri ir jutīgi pret mehānisko spriegumu, bet nebaidās no mitruma un ķīmiski agresīvām vielām. Tos nevar salabot, bet, ja nepieciešams, tos var viegli nomainīt.

Substrāta fermentācijas intensitāte un gāzes izplūde ir atkarīga no bioreaktora sienu un pamatnes sagatavošanas, tāpēc bedre tiek rūpīgi nostiprināta, izolēta un noslēgta. Šis ir visgrūtākais un laikietilpīgākais darba posms.

2. posms - gāzes kanalizācija

Īpašu maisītāju pirkšana un uzstādīšana biogāzes stacijām ir dārgs prieks. Sistēmu var lēt, organizējot gāzes novadīšanu. Tas ir vertikāli uzstādīts polimērs kanalizācijas cauruleskurās ir izveidoti daudzi caurumi.

Aprēķinot drenāžas cauruļu garumu, jāvadās pēc plānotā bioreaktora piepildīšanas dziļuma. Cauruļu augšējām daļām jābūt virs šī līmeņa.

Gāzes novadīšanai jūs varat izvēlēties metāla vai polimēra caurules. Pirmie ir stiprāki, bet pēdējie ir izturīgāki pret ķīmiskajām ietekmēm. Labāk ir dot priekšroku polimēriem, jo metāls ātri sarūsē un puves

Jūs varat nekavējoties ielādēt substrātu gatavajā bioreaktorā. Tas ir pārklāts ar plēvi tā, lai fermentācijas procesā izdalītā gāze būtu zem spiediena. Kad kupols ir gatavs, tas nodrošinās normālu biometāna plūsmu caur izplūdes cauruli.

3. posms - kupola un cauruļu uzstādīšana

Vienkāršākās biogāzes stacijas montāžas pēdējais posms ir kupola augšdaļas uzstādīšana. Kupola augstākajā punktā ir uzstādīta un izvilkta gāzes izplūdes caurule gāzes turētājs, kas ir neaizstājams.

Bioreaktora jauda ir aizvērta ar cieši noslēgtu vāku. Lai novērstu biometāna sajaukšanos ar gaisu, aprīkojiet ūdens slazdu. Tas kalpo arī gāzes attīrīšanai. Ir nepieciešams nodrošināt izlaišanas vārstu, kas darbosies, ja fermentācijā būs pārāk augsts spiediens.

Lasiet vairāk par to, kā no kūtsmēsliem izgatavot biogāzi. šajā materiālā.

Bioreaktora brīvā telpa zināmā mērā kalpo kā gāzes krātuve, taču ar to nepietiek, lai instalācija darbotos droši. Gāze ir jātērē pastāvīgi, pretējā gadījumā zem kupola ir iespējama eksplozija

Bioreaktora sildīšanas metodes

Mikroorganismi, kas apstrādā substrātu, pastāvīgi atrodas biomasā, tomēr intensīvai reprodukcijai ir nepieciešama 38 grādu un augstāka temperatūra.

Apkurei aukstā sezonā varat izmantot spoli, kas savienota ar apkures sistēmu mājās, vai elektriskos sildītājus. Pirmā metode ir ekonomiski izdevīgāka, tāpēc to visbiežāk izmanto.

Biogāzes stacija nav nepieciešams rakt zemē, ir arī citas iespējas tās sakārtošanai. No mucām saliktas sistēmas piemērs ir parādīts zemāk esošajā videoklipā.

Vienkāršākais veids ir organizēt apkuri no apakšas, caurules izlikšanu no apkures sistēmas, taču šāda siltummaiņa efektivitāte ir salīdzinoši zema. Labāk ir aprīkot ārējo sildīšanu, ideālā gadījumā tvaiku, lai biomasa nepārkarst

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Lai gan biogāzes iekārtu montāžā un aprīkošanā nav nekā sarežģīta, jums jābūt ārkārtīgi uzmanīgam pret detaļām. Kļūdas nav pieļaujamas, jo var izraisīt eksploziju un iznīcināšanu. Mēs piedāvājam video instrukcijas, kas palīdzēs jums izprast ierīces iestatīšanu, pareizi salikt tās un papildināt ar noderīgām ierīcēm, lai ērtāk izmantotu biogāzi.

Video stāsta, kā tiek sakārtota un darbojas standarta biogāzes stacija:

Pašmāju biogāzes stacijas piemērs. Video apmācība DIY par sistēmas sakārtošanu:

Video instrukcijas biogāzes stacijas montāžai no mucas:

Substrāta maisītāju ražošanas procesa apraksts:

Detalizēts gāzu krātuves darba apraksts:

Neatkarīgi no tā, cik vienkārša ir privātmājai izvēlētā biogāzes stacija, jums par to nevajadzētu ietaupīt. Ja iespējams, rūpnieciskai ražošanai labāk ir iegādāties saliekamo bioreaktoru.

Ja nē, izgatavojiet no augstas kvalitātes un izturīgiem materiāliem: polimēriem, betona vai nerūsējošā tērauda. Tas mājās radīs patiesi uzticamu un drošu gāzes piegādes sistēmu.

Vai jums ir jautājumi par raksta tēmu, vai atrodat trūkumus vai ir kāda vērtīga informācija, kuru varat dalīties ar mūsu lasītājiem? Lūdzu, atstājiet komentārus, uzdodiet jautājumus, dalieties pieredzē.