Cara mendapatkan biogas dari baja: gambaran umum mengenai prinsip asas dan reka bentuk kilang pengeluaran

Petani setiap tahun menghadapi masalah pembuangan kotoran. Dana yang banyak diperlukan untuk mengatur eksport dan pengebumiannya ke mana sahaja. Tetapi ada cara yang bukan sahaja menjimatkan wang anda, tetapi juga menjadikan anda menghidangkan produk semula jadi ini untuk kebaikan anda sendiri.

Pemilik yang bersemangat telah lama menggunakan ekoteknologi dalam praktiknya, yang memungkinkan mereka memperoleh biogas dari kotoran dan menggunakan hasilnya sebagai bahan bakar.

Oleh itu, bahan kami akan menumpukan pada teknologi pengeluaran biogas, kami juga akan membincangkan bagaimana membina pemasangan bioenergi.

Kelebihan menggunakan bioteknologi

Teknologi pengeluaran biofuel dari pelbagai sumber semula jadi bukanlah perkara baru. Penyelidikan di kawasan ini bermula pada akhir abad ke-18 dan berjaya dikembangkan pada abad ke-19. Di Kesatuan Soviet, kilang bioenergi pertama diciptakan pada empat puluhan abad yang lalu.

Bioteknologi telah lama digunakan di banyak negara, tetapi hari ini mereka memperoleh kepentingan khusus. Oleh kerana kemerosotan keadaan persekitaran di planet ini dan kos tenaga yang tinggi, banyak yang mengalihkan pandangan ke arah sumber tenaga dan haba alternatif.

Teknologi untuk memproses kotoran menjadi biogas memungkinkan mengurangkan jumlah pelepasan metana berbahaya ke atmosfera dan mendapatkan sumber tenaga haba tambahan

Sudah tentu, baja adalah baja yang sangat berharga, dan jika ladang mempunyai dua ekor lembu, maka tidak ada masalah dengan penggunaannya. Perkara lain ketika datang ke ladang dengan ternakan besar dan sederhana, di mana banyak bahan biologi fetid dan busuk terbentuk setiap tahun.

Agar baja menjadi baja berkualiti tinggi, anda memerlukan kawasan dengan rejim suhu tertentu, dan ini adalah perbelanjaan tambahan. Oleh itu, banyak petani menyimpannya jika perlu, dan kemudian membawanya ke ladang.

Bergantung pada jumlah bahan mentah yang dihasilkan setiap hari, dimensi pemasangan dan tahap automasinya harus dipilih

Sekiranya keadaan penyimpanan tidak diperhatikan, sehingga 40% nitrogen dan bahagian utama fosfor hilang dari kotoran, yang secara signifikan memperburuk petunjuk kualitinya. Di samping itu, gas metana dilepaskan ke atmosfer, yang memberi kesan negatif terhadap keadaan ekologi planet ini.

Bioteknologi moden bukan sahaja memungkinkan untuk meneutralkan kesan berbahaya metana terhadap keadaan persekitaran, tetapi juga menjadikannya berfungsi untuk kepentingan manusia, sambil memperoleh banyak manfaat ekonomi. Kesannya biogas pemprosesan baja terbentukdari mana anda kemudian dapat memperoleh ribuan kW tenaga, dan produk buangan adalah baja anaerob yang sangat berharga.

Mekanisme pembentukan gas dari bahan mentah organik

Biogas adalah bahan mudah menguap tanpa warna atau bau, yang mengandungi hingga 70% metana. Dengan petunjuk kualitinya, ia menghampiri jenis bahan bakar tradisional - gas asli. Ia mempunyai nilai kalori yang baik, 1m³ biogas mengeluarkan haba sebanyak yang diperoleh dengan membakar satu setengah kilogram arang batu.

Kami berhutang dengan pembentukan biogas kepada bakteria anaerob, yang secara aktif mengusahakan penguraian bahan mentah organik, yang digunakan untuk kotoran binatang ternakan, kotoran burung, sisa dari tumbuhan mana pun.

Dalam pengeluaran biogas secara bebas, kotoran burung dan produk buangan ternakan kecil dan besar dapat digunakan. Bahan mentah boleh digunakan dalam bentuk murni dan dalam bentuk campuran dengan memasukkan rumput, dedaunan, kertas lama

Untuk mengaktifkan proses, perlu mewujudkan keadaan yang baik untuk kehidupan bakteria. Mereka harus serupa dengan mikroorganisma yang berkembang di takungan semula jadi - di dalam perut haiwan, di mana terdapat panas dan tidak ada oksigen.

Sebenarnya, ini adalah dua syarat utama yang menyumbang kepada perubahan ajaib dari kotoran busuk menjadi bahan bakar dan baja yang mesra alam.

Untuk mendapatkan biogas, reaktor tertutup tanpa akses udara diperlukan, di mana proses fermentasi kotoran dan penguraiannya menjadi komponen akan berlaku:

• metana (sehingga 70%);
• karbon dioksida (lebih kurang 30%);
• bahan gas lain (1-2%).

Gas yang terbentuk menaikkan tangki, dari mana ia kemudian dipam keluar, dan produk sisa mengendap - baja organik berkualiti tinggi yang menyimpan semua bahan berharga yang terdapat dalam baja - nitrogen dan fosforus, dan kehilangan sebahagian besar mikroorganisma patogen sebagai hasil pemprosesan.

Reaktor biogas mesti mempunyai struktur tertutup sepenuhnya di mana tidak ada oksigen, jika tidak, proses penguraian kotoran akan sangat lambat

Keadaan penting kedua untuk penguraian pupuk kandang yang berkesan dan pembentukan biogas adalah mematuhi peraturan suhu. Bakteria yang terlibat dalam proses diaktifkan pada suhu +30 darjah.

Lebih-lebih lagi, dalam baja mengandungi dua jenis bakteria:

• mesofilik. Aktiviti penting mereka berlaku pada suhu +30 - +40 darjah;
• termofilik. Untuk pembiakannya, perlu memerhatikan rejim suhu +50 (+60) darjah.

Masa pemprosesan bahan mentah pada tanaman jenis pertama bergantung pada komposisi campuran dan berkisar antara 12 hingga 30 hari. Pada masa yang sama, 1 liter kawasan berguna reaktor memberikan 2 liter biofuel. Semasa menggunakan loji jenis kedua, masa pengeluaran produk akhir dikurangkan menjadi tiga hari, dan jumlah biogas meningkat menjadi 4.5 liter.

Kecekapan tanaman termofilik dapat dilihat dengan mata kasar, namun, kos penyelenggaraannya sangat tinggi, jadi sebelum memilih kaedah atau pengeluaran biogas ini, anda perlu mengira semuanya dengan teliti

Walaupun kecekapan tanaman termofilik sepuluh kali lebih tinggi, ia digunakan lebih jarang, kerana mengekalkan suhu tinggi di reaktor dikaitkan dengan kos yang tinggi.

Penyelenggaraan dan penyelenggaraan tanaman jenis mesofilik lebih murah, jadi kebanyakan ladang menggunakannya untuk menghasilkan biogas.

Mengikut kriteria potensi tenaga, biogas sedikit lebih rendah daripada bahan bakar gas konvensional. Walau bagaimanapun, ia mengandungi asap sulfat, kehadirannya harus diambil kira semasa memilih bahan untuk pembinaan pemasangan

Pengiraan kecekapan biogas

Untuk menilai semua faedah menggunakan biofuel alternatif, pengiraan mudah akan membantu. Seekor lembu seberat 500 kg menghasilkan kira-kira 35-40 kg baja setiap hari. Jumlah ini cukup untuk mencapai kira-kira 1.5 m³ biogas, yang seterusnya menghasilkan 3 kW / j elektrik.

Dengan menggunakan data dari jadual, mudah untuk mengira berapa m³ biogas boleh didapati di pintu keluar sesuai dengan ternakan yang terdapat di ladang

Untuk mendapatkan biofuel, anda boleh menggunakan salah satu jenis bahan mentah organik atau campuran beberapa komponen yang mempunyai kandungan kelembapan 85-90%. Penting agar tidak mengandungi kekotoran kimia asing yang mempengaruhi proses pemprosesan.

Resipi paling mudah untuk campuran itu dicipta pada tahun 2000 oleh seorang petani Rusia dari wilayah Lipetsk, yang membina sendiri kilang paling mudah untuk pengeluaran biogas. Dia mencampurkan 1.500 kg kotoran sapi dengan 3,500 kg sisa dari pelbagai tanaman, menambahkan air (kira-kira 65% berat semua bahan) dan memanaskan campuran hingga 35 darjah.

Dua minggu kemudian, bahan bakar percuma sudah siap. Pemasangan kecil ini menghasilkan 40 m³ gas sehari, yang cukup untuk memanaskan bangunan rumah dan rumah tangga selama enam bulan.

Pilihan untuk loji biofuel

Setelah melakukan pengiraan, perlu dilakukan bagaimana membuat kilang untuk mendapatkan biogas sesuai dengan kebutuhan ekonominya. Sekiranya jumlah ternakan kecil, maka pilihan paling mudah adalah sesuai, yang mudah dibuat dengan cara improvisasi dengan tangan anda sendiri.

Sebaiknya ladang besar yang mempunyai sumber bahan mentah dalam jumlah yang banyak untuk membina sistem biogas automatik industri. Dalam kes ini, tidak mungkin dilakukan tanpa melibatkan pakar yang akan membangunkan projek dan memasang pemasangan pada tahap profesional.

Rajah menunjukkan dengan jelas bagaimana kompleks automatik industri untuk pengeluaran biogas berfungsi. Pembinaan skala sedemikian dapat diatur sekaligus oleh beberapa ladang yang terletak berdekatan

Hari ini, terdapat puluhan syarikat yang dapat menawarkan banyak pilihan: dari penyelesaian siap pakai hingga pengembangan projek individu.Untuk mengurangkan kos pembinaan, anda boleh bekerjasama dengan ladang jiran (jika ada berdekatan) dan membina satu unit untuk semua pengeluaran biogas.

Perlu diperhatikan bahawa untuk pembinaan walaupun pemasangan kecil, perlu membuat dokumen yang relevan, membuat carta alir, merancang penempatan peralatan dan pengudaraan (jika peralatan dipasang di dalam ruangan), menjalani prosedur persetujuan dengan pemeriksaan SES, pemeriksaan kebakaran dan gas.

Loji mini untuk pengeluaran gas untuk memenuhi keperluan ekonomi swasta kecil dapat dilakukan dengan tangannya sendiri, dengan fokus pada reka bentuk dan spesifikasi pemasangan peranti, yang dihasilkan pada skala industri.

Reka bentuk tanaman untuk pemprosesan baja dan organik tumbuhan menjadi biogas tidak berbeza dalam kerumitan. Yang asli dikeluarkan oleh industri cukup sesuai sebagai templat untuk pembinaan kilang mini sendiri

Pengrajin bebas yang memutuskan untuk mula membina pemasangan mereka sendiri mesti menyimpan tangki air, paip plastik air atau pembetung, selekoh sudut, gasket dan silinder untuk menyimpan gas yang diterima dalam pemasangan.

Ciri-ciri sistem biogas

Loji biogas yang lengkap adalah sistem kompleks yang terdiri daripada:

1. Bioreaktor, di mana proses penguraian kotoran;
2. Sistem makanan sisa organik automatik;
3. Peranti untuk mencampurkan biomas;
4. Peralatan untuk mengekalkan keadaan suhu yang optimum;
5. Tangki gas - tangki simpanan gas;
6. Penerima sisa pepejal.

Semua item di atas dipasang di kilang industri yang beroperasi dalam mod automatik. Reaktor domestik, sebagai peraturan, mempunyai reka bentuk yang lebih mudah.

Rajah menunjukkan komponen utama sistem biogas automatik. Isi padu reaktor bergantung pada pengambilan bahan mentah organik setiap hari. Untuk berfungsi sepenuhnya pemasangan, reaktor mesti diisi dalam dua pertiga jumlah

Prinsip operasi pemasangan

Unsur utama sistem adalah bioreaktor.Terdapat beberapa pilihan untuk pelaksanaannya, yang utama adalah memastikan keketatan struktur dan menghilangkan kemasukan oksigen. Ia boleh dibuat dalam bentuk bekas logam dengan pelbagai bentuk (biasanya silinder) yang terletak di permukaan. Selalunya, untuk tujuan ini, tangki bahan bakar kosong 50 cc digunakan.

Anda boleh membeli bekas siap dengan reka bentuk yang boleh dilipat. Kelebihan mereka adalah kemampuan untuk membongkar dengan cepat, dan, jika perlu, pengangkutan ke tempat lain. Sebaiknya gunakan pemasangan permukaan industri di ladang besar di mana terdapat banyak bahan mentah organik yang kerap masuk.

Untuk ladang yang lebih kecil, pilihan penempatan tangki bawah tanah lebih sesuai. Bunker bawah tanah dibina dari bata atau konkrit. Anda boleh menggali bekas yang sudah siap, misalnya tong logam, keluli tahan karat atau PVC, ke dalam tanah. Anda juga boleh memaparkannya di jalan atau di bilik yang dikhususkan dengan pengudaraan yang baik.

Untuk pembuatan loji biogas, bekas PVC siap pakai boleh dibeli dan dipasang di bilik yang dilengkapi dengan sistem pengudaraan.

Tidak kira di mana dan bagaimana reaktor berada, ia dilengkapi dengan hopper untuk memuatkan kotoran. Sebelum memuatkan bahan mentah, ia mesti menjalani persiapan awal: dihancurkan menjadi pecahan tidak lebih dari 0,7 mm dan dicairkan dengan air. Sebaik-baiknya, kandungan lembapan substrat mestilah sekitar 90%.

Loji automatik jenis industri dilengkapi dengan sistem makanan, termasuk penerima, di mana campuran dibawa ke kelembapan yang diperlukan, saluran paip untuk bekalan air dan unit pam untuk mengepam jisim ke dalam bioreaktor.

Dalam pemasangan di rumah, bekas berasingan digunakan untuk menyediakan substrat, tempat sampah dihancurkan dan dicampurkan dengan air. Kemudian jisim dimasukkan ke dalam ruang penerima. Di reaktor yang terletak di bawah tanah, hopper untuk menerima substrat dibawa keluar, campuran yang disiapkan oleh graviti mengalir melalui saluran paip ke ruang untuk penapaian.

Sekiranya reaktor terletak di tanah atau di dalam rumah, paip masuk dengan alat penerima mungkin terletak di bahagian bawah tangki. Anda juga boleh membawa paip ke bahagian atas, dan meletakkan loceng di lehernya. Dalam kes ini, biomas perlu dipam.

Dalam bioreaktor, perlu juga menyediakan saluran keluar, yang dibuat hampir di bahagian bawah tangki di seberang hopper masuk. Dalam penempatan bawah tanah, paip keluar dipasang serong ke atas dan mengarah ke bekas sampah, berbentuk seperti kotak berbentuk segi empat. Tepi atasnya mestilah di bawah paras salur masuk.

Paip masuk dan keluar terletak miring ke atas pada sisi tangki yang berlainan, sementara tangki pampasan di mana sampah masuk harus lebih rendah daripada hopper penerima

Prosesnya berjalan seperti berikut: hopper input menerima kumpulan substrat baru, yang mengalir ke dalam reaktor, pada masa yang sama jumlah jisim yang dibelanjakan disalurkan ke penerima sampah, dari mana ia kemudian dikumpulkan dan digunakan sebagai baja bio berkualiti tinggi.

Penyimpanan biogas dilakukan di tangki gas. Selalunya, ia terletak betul-betul di bumbung reaktor dan mempunyai bentuk kubah atau kon. Ia terbuat dari besi atap, dan kemudian, untuk mengelakkan proses menghakis, ia dicat dengan beberapa lapisan cat minyak.

Di kilang industri, yang dirancang untuk menerima sejumlah besar gas, tangki gas sering dibuat dalam bentuk tangki terpisah yang disambungkan ke reaktor melalui saluran paip.

Gas yang diperoleh sebagai hasil penapaian tidak sesuai digunakan, kerana ia mengandungi sejumlah besar wap air, dan dalam bentuk ini tidak akan terbakar. Untuk membersihkannya dari pecahan air, gas disalurkan melalui meterai air.Untuk melakukan ini, paip dikeluarkan dari tangki gas, di mana biogas memasuki tangki dengan air, dan dari sana ia dibekalkan kepada pengguna melalui paip plastik atau logam.

Skim pemasangan yang terletak di bawah tanah. Saluran masuk dan keluar hendaklah terletak di sisi tangki yang bertentangan. Sebuah penutup air terletak di atas reaktor di mana gas yang dihasilkan dihantar ke saliran

Dalam beberapa kes, beg gas khas yang diperbuat daripada polivinil klorida digunakan untuk menyimpan gas. Beg diletakkan di sebelah unit dan secara beransur-ansur diisi dengan gas. Sebagai pengisian, bahan elastik mengembang, dan jumlah beg meningkat, yang membolehkan anda menyimpan sementara jumlah produk akhir yang lebih besar.

Syarat untuk pengoperasian bioreaktor yang berkesan

Untuk operasi pemasangan dan pemisahan biogas yang intensif, diperlukan penapaian seragam substrat organik. Campuran harus bergerak berterusan. Jika tidak, kerak terbentuk di atasnya, proses penguraian menjadi perlahan, menghasilkan lebih sedikit gas daripada yang dikira pada asalnya.

Untuk memastikan pencampuran aktif biojisim, pengaduk jenis tenggelam atau condong yang dilengkapi dengan pemacu elektrik dipasang di bahagian atas atau lateral reaktor khas. Dalam pemasangan artisanal, pencampuran dilakukan secara mekanikal menggunakan peranti yang menyerupai pengadun isi rumah. Ia boleh dikendalikan secara manual atau dilengkapi dengan pemacu elektrik.

Dengan susunan reaktor menegak, pemegang pengadun dipaparkan di bahagian atas pemasangan. Sekiranya bekas dipasang secara mendatar, auger juga terletak di satah mendatar, dan pemegangnya berada di sisi bioreaktor

Salah satu syarat terpenting untuk pengeluaran biogas adalah mengekalkan suhu yang diperlukan di dalam reaktor. Pemanasan boleh dilakukan dengan beberapa cara. Dalam pemasangan pegun, sistem pemanasan automatik digunakan yang menyala ketika suhu turun di bawah tahap yang telah ditentukan dan mati apabila suhu yang diperlukan ditetapkan.

Untuk pemanasan, anda boleh menggunakan dandang gas, lakukan pemanasan langsung dengan pemanas elektrik atau gabungkan elemen pemanas di dasar tangki.

Untuk mengurangkan kehilangan haba, disarankan untuk membina kerangka kecil di sekitar reaktor dengan lapisan bulu kaca atau menutup pemasangan dengan penebat haba. Ia mempunyai sifat penebat haba yang baik. busa polistirena dan jenisnya yang lain.

Untuk melengkapkan sistem pemanasan biomas, adalah mungkin untuk menarik saluran paip dari pemanasan rumah, yang digerakkan oleh reaktor

Penentuan isipadu yang diperlukan

Isi padu reaktor ditentukan berdasarkan jumlah kotoran harian yang dihasilkan di ladang. Perlu juga mempertimbangkan jenis bahan mentah, suhu dan masa penapaian. Agar pemasangan berfungsi sepenuhnya, tangki diisi hingga 85-90% isipadu, sekurang-kurangnya 10% mesti tetap bebas untuk gas keluar.

Proses penguraian organik dalam pemasangan mesofilik pada suhu rata-rata 35 darjah berlangsung dari 12 hari, selepas itu sisa fermentasi dikeluarkan, dan reaktor diisi dengan bahagian baru substrat. Oleh kerana sampah diencerkan dengan air hingga 90% sebelum dihantar ke reaktor, jumlah cecair juga harus diambil kira semasa menentukan beban harian.

Berdasarkan petunjuk di atas, isipadu reaktor akan sama dengan jumlah harian substrat yang disiapkan (baja dengan air) dikalikan dengan 12 (masa yang diperlukan untuk penguraian biojisim) dan meningkat sebanyak 10% (isipadu tangki percuma).

Pembinaan bawah tanah

Sekarang mari kita bincangkan mengenai pemasangan termudah yang membolehkan anda mendapatkannya biogas di rumah dengan kos paling rendah. Pertimbangkan pembinaan sistem bawah tanah.Untuk membuatnya, anda perlu menggali lubang, pangkalan dan dindingnya dituangkan dengan konkrit tanah liat diperkuat.

Di seberang ruang, bukaan masuk dan keluar dimasukkan, di mana paip condong dipasang untuk membekalkan substrat dan mengepam jisim yang habis.

Paip keluar dengan diameter kira-kira 7 cm mestilah hampir di bahagian bawah hopper, hujungnya yang lain dipasang di dalam bekas kompensasi berbentuk segi empat tepat, tempat sampah akan dipam. Saluran paip untuk membekalkan substrat terletak kira-kira 50 cm dari bawah dan mempunyai diameter 25-35 cm. Bahagian atas paip memasuki ruang untuk menerima bahan mentah.

Reaktor mesti dilekatkan sepenuhnya. Untuk mengecualikan kemungkinan masuknya udara, bekas mesti ditutup dengan lapisan kalis air bitumen

Bahagian atas hopper adalah pemegang gas dengan kubah atau bentuk kerucut. Ia terbuat dari kepingan logam atau besi atap. Anda juga boleh menyelesaikan pembinaan dengan batu, yang kemudian ditutup dengan keluli dan dilepa. Di atas tangki gas anda perlu membuat penutup tertutup, keluarkan paip gas yang melewati meterai air dan pasangkan injap untuk melegakan tekanan gas.

Untuk mencampurkan substrat, adalah mungkin untuk melengkapkan pemasangan dengan sistem saliran yang beroperasi berdasarkan prinsip sparging. Untuk melakukan ini, pasangkan paip plastik secara menegak di dalam struktur sehingga pinggir atasnya lebih tinggi daripada lapisan substrat. Buat banyak lubang di dalamnya. Gas di bawah tekanan akan turun, dan naik, gelembung gas akan mencampurkan biomas di dalam tangki.

Sekiranya anda tidak mahu membina bunker konkrit, anda boleh membeli bekas PVC siap pakai. Untuk mengekalkan haba, ia mesti dikelilingi lapisan penebat haba - busa polistirena. Bahagian bawah lubang dituangkan dengan konkrit bertetulang dengan lapisan 10 cm. Tangki yang diperbuat daripada polivinil klorida boleh digunakan sekiranya isipadu reaktor tidak melebihi 3 m3.

Kesimpulan dan video berguna mengenai topik tersebut

Cara membuat pemasangan termudah dari tong biasa, anda akan belajar jika anda menonton video:

Bagaimana pembinaan reaktor bawah tanah, anda dapat lihat dalam video:

Bagaimana kotoran dimuat ke dalam pemasangan bawah tanah ditunjukkan dalam video berikut:

Sebuah kilang untuk menghasilkan biogas dari kotoran akan menjimatkan pembayaran haba dan elektrik, dan menggunakan bahan organik yang baik, yang banyak terdapat di setiap ladang. Sebelum memulakan pembinaan, perlu mengira dan menyiapkan semuanya dengan teliti.

Reaktor paling mudah boleh dibuat dalam beberapa hari dengan tangan anda sendiri, menggunakan alat improvisasi. Sekiranya ladang besar, lebih baik membeli pemasangan siap pakai atau berjumpa pakar.

Sekiranya anda mempunyai pertanyaan ketika membiasakan diri dengan maklumat yang disampaikan, atau mempunyai cadangan yang ingin anda kongsi dengan pelawat laman web, sila tinggalkan komen di kotak di bawah.