Uzină de biogaz pentru o casă privată: recomandări pentru amenajarea de casă

Un proprietar inteligent visează la energie ieftină, la gestionarea eficientă a deșeurilor și la îngrășământ. Uzina de biogaz pentru acasă este un mod ieftin de a-ți face visele să devină realitate.

Autoasamblarea unui astfel de echipament va costa un preț rezonabil, iar gazul produs va fi un bun ajutor în gospodărie: poate fi utilizat pentru gătit, încălzirea casei și alte nevoi.

Să încercăm să înțelegem specificul acestui echipament, avantajele și dezavantajele acestuia. Și, de asemenea, dacă este posibilă construirea independentă a unei centrale de biogaz și dacă aceasta va fi eficientă.

Specificul producției de biogaz

Biogazul este format ca urmare a fermentației unui substrat biologic. Este descompus prin hidroliză, bacterii formatoare de acid și metan. Un amestec de gaze produse de bacterii este combustibil, deoarece conține un procent mare de metan.

În proprietățile sale, practic nu diferă de gazul natural, care este utilizat pentru nevoile industriale și casnice.

Dacă doriți, fiecare proprietar de locuință poate achiziționa o fabrică de biogaz pentru producția industrială, dar este scump, iar investiția plătește în termen de 7-10 ani. Prin urmare, are sens să depui eforturi și să faci un bioreactor cu propriile mâini

Biogazul este un combustibil ecologic, iar tehnologia pentru producerea sa nu are un impact special asupra mediului. Mai mult, materialele reziduale care trebuie eliminate sunt folosite ca materii prime pentru biogaz.

Acestea sunt plasate într-un bioreactor, unde are loc prelucrarea:

• biomasa a fost expusă bacteriilor de ceva timp. Perioada de fermentare depinde de volumul materiilor prime;
• ca urmare a activității bacteriilor anaerobe, se eliberează un amestec combustibil de gaze, care include metan (60%), dioxid de carbon (35%) și unele alte gaze (5%). De asemenea, în timpul fermentației în cantități mici, se eliberează sulfură de hidrogen potențial periculoasă.Este otrăvitor, deci este extrem de nedorit ca oamenii să fie expuși la ea;
• amestecul de gaze din bioreactor este curățat și intră în rezervorul de gaz, unde este depozitat până la utilizarea prevăzută;
• gazul dintr-un rezervor de gaz poate fi utilizat în același mod ca și gazul natural. Se duce la electrocasnice - sobe pe gaz, cazane de încălzire etc .;
• biomasa degradată trebuie îndepărtată regulat din fermentator. Aceasta este o muncă suplimentară, dar efortul plătește. După fermentare, materiile prime se transformă în îngrășământ de înaltă calitate, care este utilizat în câmpuri și grădini.

O fabrică de biogaz este benefică pentru proprietarul unei case private numai dacă are acces constant la deșeurile din fermele de animale. În medie, de la 1 metru cub. substratul poate fi obținut 70-80 metri cubi. biogaz, dar producția de gaz este inegală și depinde de mulți factori, inclusiv temperatura biomasei. Acest lucru complică calculele.

Plantele de biogaz sunt ideale pentru fermieri. Deșeurile de animale pot asigura suficient gaz pentru încălzirea corespunzătoare a spațiilor rezidențiale și a clădirilor fermei

Pentru ca procesul de producție a gazului să fie stabil și continuu, este mai bine să construiți mai multe instalații de biogaz și să așezați substratul în fermentatoare cu o diferență de timp. Astfel de instalații funcționează în paralel, iar materiile prime sunt încărcate în ele secvențial.

Aceasta asigură o producție constantă de gaz, astfel încât să poată fi furnizată continuu la electrocasnice.

În mod ideal, bioreactorul trebuie încălzit. La fiecare 10 grade de căldură dublează producția de gaz. Deși amenajarea încălzirii necesită investiții, aceasta plătește cu o eficiență mai mare a proiectării

improvizat echipamente de biogaz, asamblat din materiale improvizate, este mult mai ieftin decât instalațiile de producție industrială. Eficiența sa este mai mică, dar este în concordanță cu fondurile investite. Dacă aveți acces la gunoi de grajd și doriți să faceți propriile eforturi pentru asamblarea și întreținerea structurii, acest lucru este foarte benefic.

Avantajele și dezavantajele sistemului

Plantele de biogaz au multe avantaje, dar există suficiente deficiențe, așa că, înainte de a începe proiectarea și construcția, totul trebuie cântărit:

• Eliminarea deșeurilor. Datorită instalației de biogaz, puteți obține beneficiile maxime de la gunoi, care ar mai trebui eliminat. Această eliminare este mai puțin periculoasă pentru mediu decât depozitul de deșeuri.
• Renovabilitatea materiilor prime. Biomasa nu este nici cărbune, nici gaz natural, a cărei extracție epuizează rezervele de resurse. Când agricultură, materiile prime apar constant.
• Cantitate relativ mică de CO2. La primirea gazului, mediul nu este poluat, dar atunci când este utilizat, o cantitate mică de dioxid de carbon este eliberată în atmosferă. Nu este periculos și nu este capabil să schimbe critic mediul, deoarece plantele o absorb în timpul creșterii.
• Eliberarea moderată de sulf. Când biogazul este ars, o cantitate mică de sulf intră în atmosferă. Acesta este un fenomen negativ, dar scara lui este cunoscută prin comparație: atunci când arde gaz natural, poluarea mediului cu oxizi de sulf este mult mai mare.
• Muncă stabilă. Producția de biogaz este mai stabilă decât munca panouri solare sau mori de vânt. Dacă energia soarelui și a vântului nu poate fi controlată, atunci plantele de biogaz depind de activitatea umană.
• Puteți utiliza mai multe setări. Gazul este întotdeauna un risc. Pentru a reduce daunele potențiale în caz de accident, mai multe instalații de biogaz pot fi dispersate pe șantier. Dacă proiectați și asamblați corect un sistem de mai mulți fermentatori, acesta va funcționa mai stabil decât un bioreactor mare.
• Beneficii pentru agricultură. Pentru obținerea biomasei, se plantează anumite tipuri de plante. Puteți alege cele care îmbunătățesc starea solului.De exemplu, sorgul reduce eroziunea solului, îmbunătățește calitatea acestuia.

Biogazul are dezavantajele sale. Deși este un combustibil relativ curat, acesta încă poluează atmosfera. Pot fi, de asemenea, probleme cu furnizarea de biomasă a plantelor.

Proprietarii de plante iresponsabile îl aduc adesea în așa fel încât să scurgă pământul și să supere echilibrul ecologic.

Calculul rentabilității instalației

Bălegarul de vaci este de obicei utilizat ca materie primă pentru producția de biogaz. O vacă adultă îi poate oferi suficient pentru a oferi 1,5 metri cubi. combustibil; porc - 0,2 metri cubi; pui sau târâre (în funcție de greutatea corporală) - 0,01-0,02 cbm. Pentru a înțelege dacă este mult sau puțin, se poate compara cu tipuri de resurse mai familiare.

1 cbm biogazul furnizează aceeași cantitate de energie termică ca:

• lemne de foc - 3,5 kg;
• cărbune - 1-2 kg;
• energie electrică - 9-10 kW / h.

Dacă știți greutatea aproximativă a deșeurilor agricole care vor fi disponibile în următorii ani și cantitatea de energie necesară, puteți calcula rentabilitatea unei fabrici de biogaz.

Unul dintre dezavantajele principale ale producției de biogaz este mirosul. Posibilitatea de a utiliza mici grămezi de compost este un mare avantaj, însă va trebui să suportați inconvenientul și să controlați cu atenție procesul, pentru a nu provoca răspândirea agenților patogeni

Pentru stabilirea bioreactorului, se pregătește un substrat, care include mai multe componente în următoarele proporții:

• gunoi (cea mai bună vacă sau carne de porc) - 1,5 t;
• deșeuri organice (poate fi frunze în descompunere sau alte componente de origine vegetală) - 3,5 t;
• încălzit la 35 de grade de apă (cantitatea de apă caldă este calculată astfel încât masa sa este de 65-75% din cantitatea totală de materie organică).

Calculul substratului se face pentru un marcaj timp de șase luni, pe baza consumului moderat de gaz. După aproximativ 10-15 zile, procesul de fermentare va da primele rezultate: gazul va apărea în cantități mici și va începe să umple depozitarea. După 30 de zile, vă puteți aștepta la o producție completă de combustibil.

Echipamentele pentru producerea biogazului nu sunt încă deosebit de frecvente în țara noastră. Acest lucru se datorează în mare parte conștientizării slabe a oamenilor despre beneficiile și caracteristicile sistemelor de biogaz. În China și India, multe ferme mici sunt echipate cu artizanat pentru a oferi combustibil curat suplimentar.

Dacă instalația funcționează corect, volumul de biogaz va crește treptat până când substratul va scădea.Productivitatea proiectării depinde direct de rata de fermentare a biomasei, care la rândul său este legată de temperatura și umiditatea substratului.

Instrucțiune de construire de sine

Dacă nu există experiență în asamblarea sistemelor complexe, este logic să selectați rețeaua sau să dezvoltați cel mai simplu desen al unei fabrici de biogaz pentru o casă privată.

Cu cât este mai simplu designul, cu atât este mai fiabil și mai durabil. Mai târziu, atunci când există abilități în construirea și manipularea sistemului, va fi posibil să remake echipament sau să monteze o instalație suplimentară.

În proiectele scumpe ale producției industriale, sunt furnizate sisteme de amestecare a biomasei, încălzirea automată, purificarea gazelor etc. Aparatele electrocasnice nu sunt atât de complicate. Este mai bine să alcătuiți o instalare simplă, apoi să adăugați elementele de care aveți nevoie

La calcularea volumului fermentatorului, merită să vă concentrați pe 5 metri cubi. Această instalație vă permite să obțineți cantitatea de gaz necesară pentru încălzirea unei case private cu o suprafață de 50 de metri pătrați, în cazul în care este utilizată ca sursă de căldură un cazan sau o sobă.

Acesta este un indicator mediu valoarea calorică a biogazului nu este de obicei mai mare de 6000 kcal / m3.

Pentru ca procesul de fermentare să se desfășoare mai mult sau mai puțin stabil, este necesar să se realizeze un regim de temperatură corect. Pentru a face acest lucru, bioreactorul este instalat într-o groapă de pământ sau o izolare termică fiabilă pre-gândită. Încălzirea constantă a substratului poate fi asigurată dacă o conductă de încălzire a apei este plasată sub baza fermentatorului

Construcția unei fabrici de biogaz poate fi împărțită în mai multe etape.

Etapa 1 - pregătirea gropii pentru bioreactor

Aproape întreaga fabrică de biogaz este subterană, atât de mult depinde de cum a fost săpată și terminată groapa. Există mai multe opțiuni pentru întărirea pereților și sigilarea gropii - plastic, beton, inele din polimer.

Cea mai bună soluție este să cumpărați inele de polimer gata făcute cu fundul gol. Acestea vor costa mai mult decât materialele improvizate, dar nu va fi necesară sigilarea suplimentară. Polimerii sunt sensibili la stresul mecanic, dar nu se tem de umiditate și substanțe agresive chimic. Nu pot fi reparate, dar, dacă este necesar, vor fi ușor înlocuite.

Intensitatea fermentației substratului și evacuarea gazelor depinde de pregătirea pereților și a fundului bioreactorului, prin urmare, groapa este consolidată cu atenție, izolată și sigilată. Aceasta este cea mai dificilă și consumatoare de timp.

Etapa 2 - drenarea gazelor

Cumpărarea și instalarea mixerelor speciale pentru instalațiile de biogaz este o plăcere scumpă. Sistemul poate fi ieftinit prin aranjarea drenării de gaze. Este un polimer montat vertical conducte de canalizareîn care s-au făcut multe găuri.

Atunci când se calculează lungimea conductelor de scurgere, una trebuie ghidată de adâncimea planificată de umplere a bioreactorului. Părțile superioare ale conductelor trebuie să fie peste acest nivel.

Pentru drenarea gazelor, puteți alege conducte metalice sau polimerice. Primele sunt mai puternice, iar cele din urmă mai rezistente la influențele chimice. Este mai bine să acordați preferință polimerilor, ca metalul ruginește rapid și putrezeste

Puteți încărca imediat substratul în bioreactorul finalizat. Este acoperit cu o peliculă, astfel încât gazul degajat în timpul procesului de fermentare să fie sub ușoară presiune. Când cupola este gata, acest lucru va asigura fluxul normal de biometan prin conducta de evacuare.

Etapa 3 - instalarea cupolei și a țevilor

Etapa finală de asamblare a celei mai simple instalații de biogaz este instalarea vârfului cu cupole. În punctul cel mai înalt al cupolei, este instalată o conductă de evacuare a gazului și este trasă la suport de gaz, ceea ce este indispensabil.

Capacitatea bioreactorului este închisă cu un capac strâns. Pentru a preveni amestecarea biometanului cu aerul, echipați o capcană de apă. De asemenea, servește la purificarea gazelor. Este necesar să se prevadă o supapă de eliberare care să funcționeze dacă presiunea în fermentator este prea mare.

Citiți mai multe despre cum se face biogaz din gunoi de grajd. în acest material.

Spațiul liber al bioreactorului servește într-o oarecare măsură ca stoc de gaz, dar acest lucru nu este suficient pentru funcționarea în siguranță a instalației. Gazul trebuie consumat constant, altfel este posibilă explozia de la presiune excesivă sub cupolă

Metode pentru încălzirea unui bioreactor

Microorganismele care prelucrează substratul sunt prezente în mod constant în biomasă, cu toate acestea, pentru reproducerea lor intensă, este necesară o temperatură de peste 38 de grade.

Pentru încălzirea în sezonul rece, puteți utiliza o bobină conectată la sistemul de încălzire acasă, sau încălzitoare electrice. Prima metodă este mai rentabilă din punct de vedere economic, de aceea este utilizată cel mai adesea.

Nu este necesar să săpați o plantă de biogaz în pământ, există alte opțiuni pentru amenajarea acesteia. Un exemplu de sistem asamblat din butoaie este prezentat în videoclipul de mai jos.

Cea mai ușoară cale este să aranjați încălzirea de jos, punând o conductă din sistemul de încălzire, dar eficiența unui astfel de schimbător de căldură este relativ scăzută. Este mai bine să echipezi încălzire externă, ideal cu abur, pentru ca biomasa să nu se supraîncălzească

Concluzii și video util pe această temă

Deși nu este nimic complicat în asamblarea și echiparea echipamentelor de biogaz, trebuie să fii extrem de atent la detalii. Nu sunt permise erorile, deoarece poate provoca explozii și distrugeri. Vă oferim instrucțiuni video care vă vor ajuta să înțelegeți configurarea dispozitivului, să le asamblați corect și să suplimentați cu dispozitive utile pentru o utilizare mai convenabilă a biogazului.

Videoclipul spune cum este amenajată și funcționează instalația standard de biogaz:

Un exemplu de fabrică de biogaz de casă. Tutorial video DIY despre amenajarea sistemului:

Instrucțiuni video pentru asamblarea unei instalații de biogaz dintr-un butoi:

Descrierea procesului de fabricare a mixerelor pentru substrat:

O descriere detaliată a lucrărilor unui depozit de gaz improvizat:

Oricât de simplă este planta de biogaz aleasă pentru o casă privată, nu ar trebui să economisești pe ea. Dacă este posibil, este mai bine să cumpărați un bioreactor pliabil pentru producția industrială.

Dacă nu, faceți din materiale de înaltă calitate și durabile: polimeri, beton sau oțel inoxidabil. Acest lucru va crea acasă un sistem de alimentare cu gaze cu adevărat sigur și sigur.

Aveți întrebări despre subiectul articolului, găsiți defecte sau există informații valoroase pe care le puteți împărtăși cititorilor noștri? Vă rugăm lăsați comentariile, puneți întrebări, împărtășiți experiențe.