Gübre biyogaz nasıl alınır: bir üretim tesisinin temel prensiplerine ve tasarımına genel bakış

Çiftçiler her yıl gübre imhası sorunuyla karşı karşıyadır. İhracatını ve gömülmesini organize etmek için gereken önemli fonlar hiçbir yere gitmiyor. Ama sadece paradan tasarruf etmenin değil, aynı zamanda bu doğal ürüne kendi iyiliğiniz için de hizmet etmenizi sağlayan bir yol var.

Gayretli sahipler uzun zamandır ekoteknolojiyi pratikte kullanıyorlar, bu da gübre biyogaz elde etmelerini ve sonucu yakıt olarak kullanmalarını sağlıyor.

Bu nedenle, malzememiz biyogaz üretim teknolojisine odaklanacak, ayrıca biyoenerji tesisinin nasıl kurulacağı hakkında konuşacağız.

Biyoteknoloji kullanmanın artıları

teknoloji biyoyakıt üretimi çeşitli doğal kaynaklardan yeni değildir. Bu alandaki araştırmalar 18. yüzyılın sonlarında başladı ve 19. yüzyılda başarıyla gelişti. Sovyetler Birliği'nde, ilk biyoenerji tesisi geçen yüzyılın kırklarında kuruldu.

Biyoteknoloji uzun zamandır birçok ülkede kullanılmaktadır, ancak bugün özel bir önem kazanmaktadırlar. Gezegendeki çevresel durumun bozulması ve yüksek enerji maliyeti nedeniyle, birçoğu gözlerini alternatif enerji ve ısı kaynaklarına çeviriyor.

Gübrenin biyogaza dönüştürülmesi teknolojisi, atmosfere zararlı metan emisyonu miktarının azaltılmasına ve ek bir termal enerji kaynağı elde edilmesine izin verir.

Tabii ki, gübre çok değerli bir gübredir ve çiftlikte iki inek varsa, kullanımı ile ilgili herhangi bir sorun yoktur. Yılda tonlarca fetid ve çürüyen biyolojik materyalin oluştuğu büyük ve orta çiftlik hayvanlarına sahip çiftlikler söz konusu olduğunda başka bir şey.

Gübrenin yüksek kaliteli gübre haline dönüşmesi için belirli bir sıcaklık rejimine sahip alanlara ihtiyacınız vardır ve bu ekstra bir masraftır. Bu nedenle, birçok çiftçi gerektiğinde depolar ve ardından tarlalara götürür.

Günde üretilen hammaddelerin hacmine bağlı olarak, tesisatın boyutları ve otomasyonunun derecesi seçilmelidir.

Depolama koşulları gözlenmezse,% 40'a kadar azot ve fosforun ana kısmı gübre tarafından kaybolur ve bu da kalite göstergelerini önemli ölçüde kötüleştirir. Ayrıca, gezegenin ekolojik durumu üzerinde olumsuz bir etkisi olan atmosfere metan gazı salınır.

Modern biyoteknoloji, metanın çevresel durum üzerindeki zararlı etkilerini nötralize etmekle kalmaz, aynı zamanda önemli ekonomik faydalar sağlarken insanın yararına hizmet etmesini sağlar. Sonuç olarak gübre işleme biyogazı oluşurBundan sonra binlerce kW enerji elde edebilirsiniz ve atık ürünler çok değerli bir anaerobik gübredir.

Organik hammaddeden gaz oluşum mekanizması

Biyogaz, renksiz veya kokusuz,% 70'e kadar metan içeren uçucu bir maddedir. Kalite göstergeleri ile geleneksel yakıt - doğal gaz türüne yaklaşıyor. İyi bir kalorifik değere sahiptir, 1m³ biyogaz bir buçuk kilogram kömür yakılarak elde edilen ısı kadar ısı yayar.

Biyogaz oluşumunu, çiftlik hayvanlarının, kuş dışkılarının, herhangi bir bitkinin atıklarının gübresinde kullanılan organik hammaddelerin ayrışması üzerinde aktif olarak çalışan anaerobik bakterilere borçluyuz.

Bağımsız biyogaz üretiminde, küçük ve büyük çiftlik hayvanlarının kuş pislikleri ve atık ürünleri kullanılabilir. Hammaddeler saf halde ve çim, yeşillik, eski kağıt dahil edilerek bir karışım şeklinde kullanılabilir.

Süreci etkinleştirmek için, bakterilerin yaşamı için uygun koşullar yaratmak gerekir. Mikroorganizmaların doğal bir rezervuarda geliştiği - hayvanların midesinde, ısı olan ve oksijensiz olanlara benzer olmalıdırlar.

Aslında bunlar çürüyen gübrenin çevre dostu yakıta ve değerli gübrelere mucizevi dönüşümüne katkıda bulunan iki ana koşul.

Biyogaz elde etmek için, gübre fermantasyonu ve bileşenlere ayrışmasının gerçekleşeceği, hava erişimi olmayan kapalı bir reaktöre ihtiyaç vardır:

• metan (% 70'e kadar);
• karbon dioksit (yaklaşık% 30);
• diğer gaz halindeki maddeler (1-2%).

Oluşan gazlar, daha sonra pompalandıkları yerden tanka yükselir ve artık ürün çöker - azot ve fosforda bulunan tüm değerli maddeleri tutan yüksek kaliteli bir organik gübre ve işleme sonucunda patojenik mikroorganizmaların önemli bir bölümünü kaybetti.

Biyogaz reaktörü, oksijen bulunmayan tamamen kapalı bir yapıya sahip olmalıdır, aksi takdirde gübrenin ayrışması süreci son derece yavaş olacaktır.

Gübrenin etkili bir şekilde ayrışması ve biyogaz oluşumu için ikinci önemli koşul sıcaklık rejimine uyumdur. Sürece dahil olan bakteriler +30 derecelik bir sıcaklıkta aktive edilir.

Ayrıca, gübre iki tip bakteri içerir:

• mezofilik. Yaşamsal aktiviteleri +30 - +40 derecelik bir sıcaklıkta gerçekleşir;
• termofilik. Üreme için +50 (+60) derece sıcaklık rejimini gözlemlemek gerekir.

Birinci tip bitkilerdeki hammaddelerin işlem süresi, karışımın bileşimine bağlıdır ve 12 ila 30 gün arasında değişir. Aynı zamanda, 1 litre reaktör yararlı alanı 2 litre biyoyakıt verir. İkinci tip bitkiler kullanıldığında, nihai ürünün üretim süresi üç güne düşürülür ve biyogaz miktarı 4,5 litreye çıkar.

Termofilik bitkilerin verimliliği çıplak gözle görülebilir, ancak bakım maliyetleri çok yüksektir, bu yüzden bu veya bu biyogaz üretim yöntemini seçmeden önce her şeyi dikkatlice hesaplamanız gerekir.

Termofilik bitkilerin verimliliğinin on kat daha yüksek olmasına rağmen, reaktörde yüksek sıcaklıkların korunması yüksek maliyetlerle ilişkili olduğu için çok daha az kullanılırlar.

Mezofilik tipteki tesislerin bakımı ve bakımı daha ucuzdur, bu nedenle çoğu çiftlik onları biyogaz üretmek için kullanır.

Enerji potansiyeli kriterlerine göre, biyogaz geleneksel gaz yakıtından biraz daha düşüktür. Bununla birlikte, tesisin inşası için malzeme seçerken varlığı dikkate alınması gereken sülfat dumanları içerir.

Biyogaz verimliliğinin hesaplanması

Alternatif biyoyakıt kullanımının tüm faydalarını değerlendirmek için basit hesaplamalar yardımcı olacaktır. 500 kg ağırlığındaki bir inek günde yaklaşık 35-40 kg gübre üretir. Bu miktar yaklaşık 1,5 m almak için yeterlidir³ biyogaz, bu da 3 kW / s elektrik üretmek mümkündür.

Tablodaki verileri kullanarak, kaç m ölçmek kolaydır³ çıkışta çiftlikte bulunan çiftlik hayvanlarına göre biyogaz elde edilebilir

Biyoyakıt elde etmek için, bir tür organik hammadde veya% 85-90 nem içeriğine sahip çeşitli bileşenlerin bir karışımını kullanabilirsiniz. İşleme sürecini olumsuz etkileyen yabancı kimyasal safsızlıklar içermemeleri önemlidir.

Karışım için en basit tarif 2000 yılında Lipetsk bölgesinden bir Rus köylü tarafından icat edildi, bu da kendi elleriyle biyogaz üretimi için en basit tesisi inşa etti. 1.500 kg inek gübresini çeşitli bitkilerden 3.500 kg atık ile karıştırdı, su (tüm bileşenlerin ağırlığının yaklaşık% 65'i) ekledi ve karışımı 35 dereceye kadar ısıtıldı.

İki hafta sonra serbest yakıt hazır. Bu küçük tesis 40 m üretti³ Günlük gaz, altı ay boyunca ev ve ev binalarını ısıtmak için yeterliydi.

Biyoyakıt tesisleri için seçenekler

Hesaplamaları yaptıktan sonra, ekonomisinin ihtiyaçlarına göre biyogaz elde etmek için bitkinin nasıl yapılacağını belirlemek gerekir. Hayvan sayısı azsa, en basit seçenek uygundur, bu da doğaçlama araçlardan kendi ellerinizle yapılması kolaydır.

Sürekli olarak büyük miktarda hammadde kaynağına sahip büyük çiftliklerin endüstriyel otomatik biyogaz sistemi kurmaları önerilir. Bu durumda, projeyi geliştirecek ve kurulumu profesyonel bir seviyeye monte edecek uzmanları içermeden yapmak neredeyse imkansızdır.

Diyagram, biyogaz üretimi için endüstriyel otomatik kompleksin nasıl çalıştığını açıkça göstermektedir. Böyle bir ölçeğin inşası, yakınlarda bulunan birkaç çiftlik tarafından aynı anda organize edilebilir

Bugün, birçok seçenek sunabilen onlarca şirket var: hazır çözümlerden bireysel bir projenin geliştirilmesine kadar.İnşaat maliyetini azaltmak için, komşu çiftliklerle (yakınlarda varsa) işbirliği yapabilir ve tüm biyogaz üretimi için bir birim inşa edebilirsiniz.

Küçük bir kurulumun bile inşası için, ilgili belgelerin hazırlanması, bir akış şeması yapılması, ekipmanın yerleştirilmesi ve havalandırma planlaması (ekipman odaya monte edilmişse), SES, yangın ve gaz denetimi ile onay prosedürlerine tabi tutulması gerektiği unutulmamalıdır.

Küçük ölçekli bir özel ekonominin ihtiyaçlarını karşılamak için gaz üretimi için bir mini tesis, endüstriyel ölçekte üretilen cihaz kurulumlarının tasarımına ve özelliklerine odaklanarak kendi eliyle yapılabilir.

Gübre ve bitki organiklerinin biyogaza dönüştürülmesi için bitkilerin tasarımı karmaşıklık bakımından farklılık göstermez. Sanayi tarafından yayınlanan orijinal, kendi mini fabrikasının inşası için bir şablon olarak oldukça uygundur.

Kendi kurulumlarını yapmaya karar veren bağımsız ustalar, bir su deposu, su veya kanalizasyon plastik boruları, köşe dirsekleri, contalar ve tesisatta alınan gazı depolamak için bir silindir üzerinde stoklanmalıdır.

Biyogaz sisteminin özellikleri

Tam teşekküllü bir biyogaz tesisi aşağıdakilerden oluşan karmaşık bir sistemdir:

1. Gübre ayrışma sürecinin biyoreaktör;
2. Otomatik organik atık besleme sistemi;
3. Biyokütle karıştırma cihazları;
4. Optimum sıcaklık koşullarını koruyan ekipman;
5. Gaz deposu - gaz depolama tankları;
6. Katı atık alıcısı.

Yukarıdaki öğelerin tümü otomatik modda çalışan endüstriyel tesislere monte edilir. Yerli reaktörler, kural olarak, daha basit bir tasarıma sahiptir.

Şema, otomatik bir biyogaz sisteminin ana bileşenlerini göstermektedir. Reaktörün hacmi, günlük organik hammadde alımına bağlıdır. Tesisatın tam çalışması için reaktörün üçte ikisine kadar doldurulması gerekir

Tesisatın çalışma prensibi

Sistemin ana elemanı bir biyoreaktördür.Yürütülmesi için birkaç seçenek var, ana şey yapının sıkılığını sağlamak ve oksijen girişini ortadan kaldırmaktır. Yüzeyde bulunan çeşitli şekillerde (genellikle silindirik) metal bir kap şeklinde yapılabilir. Genellikle bu amaçlar için 50 cc boş yakıt depoları kullanılır.

Katlanabilir tasarıma sahip hazır kaplar satın alabilirsiniz. Avantajları, hızlı bir şekilde sökme ve gerekirse başka bir yere taşıma yeteneğidir. Sürekli olarak büyük miktarda organik hammaddelerin aktığı büyük çiftliklerde endüstriyel yüzey kurulumlarının kullanılması tavsiye edilir.

Daha küçük çiftlik başlıkları için, yeraltı tankı yerleştirme seçeneği daha uygundur. Yeraltı sığınağı tuğla veya betondan yapılmıştır. Hazır kapları, örneğin metal, paslanmaz çelik veya PVC fıçıları zemine kazabilirsiniz. Bunları sokakta veya iyi havalandırmalı özel olarak belirlenmiş bir odada yüzeyleştirmek de mümkündür.

Biyogaz tesisinin üretimi için hazır PVC kaplar satın alınabilir ve havalandırma sistemi ile donatılmış bir odaya monte edilebilir.

Reaktörün yeri ve yeri ne olursa olsun, gübrenin yüklenmesi için bir huni ile donatılmıştır. Ham maddeyi yüklemeden önce, ön hazırlığa tabi tutulmalıdır: 0.7 mm'den fazla olmayan fraksiyonlara ezilir ve su ile seyreltilir. İdeal olarak, substratın nem içeriği yaklaşık% 90 olmalıdır.

Endüstriyel tip otomatik tesisler, karışımın gerekli neme getirildiği bir alıcı, bir besleme hattı ve kütleyi biyoreaktöre pompalamak için bir pompalama ünitesi içeren bir besleme sistemi ile donatılmıştır.

Ev kurulumlarında, atıkların ezildiği ve suyla karıştırıldığı alt tabakayı hazırlamak için ayrı kaplar kullanılır. Ardından kütle alıcı bölmeye yüklenir. Yeraltında bulunan reaktörlerde, substratı almak için hazne çıkarılır, yerçekimi ile hazırlanan karışım, boru hattından fermantasyon için odaya akar.

Reaktör zeminde veya içeride bulunuyorsa, alıcı cihazla birlikte giriş borusu tankın alt tarafında bulunabilir. Boruyu üst kısma getirmek ve boynuna bir çan koymak da mümkündür. Bu durumda, biyokütlenin pompalanması gerekecektir.

Biyoreaktörde, giriş hunisinin karşı tarafındaki tankın hemen hemen altında yapılan bir çıkış sağlamak da gereklidir. Yer altı yerleşiminde, çıkış borusu eğik olarak yukarı doğru monte edilir ve dikdörtgen şeklinde bir kutu şeklinde bir atık yuvasına yol açar. Üst kenarı giriş seviyesinin altında olmalıdır.

Giriş ve çıkış boruları, tankın farklı taraflarına eğik olarak yukarıya doğru yerleştirilirken, atıkların girdiği dengeleme tankı alıcı hazneden daha düşük olmalıdır

İşlem aşağıdaki gibi devam eder: giriş hunisi, reaktöre akan yeni bir alt tabaka partisi alır, aynı zamanda daha sonra toplanıp yüksek kaliteli biyo-gübre olarak kullanılan aynı miktarda kullanılmış kütle atık alıcıya bağlanır.

Biyogaz depolama bir gaz tankında gerçekleştirilir. Çoğu zaman, doğrudan reaktörün çatısında bulunur ve bir kubbe veya koni şeklindedir. Çatı demirinden yapılır ve daha sonra aşındırıcı süreçleri önlemek için birkaç kat yağlı boya ile boyanır.

Büyük miktarda gaz almak üzere tasarlanmış endüstriyel tesislerde, gaz deposu genellikle reaktöre bir boru hattı ile bağlanan ayrı bir tank şeklinde yapılır.

Fermantasyon sonucunda elde edilen gaz, büyük miktarda su buharı içerdiği için kullanılmaya uygun değildir ve bu formda yanmaz. Su fraksiyonlarını temizlemek için gaz bir su contasından geçirilir.Bunu yapmak için, gaz tankından biyogaz tanka su ile girdiği bir boru çıkarılır ve buradan plastik veya metal bir boru ile tüketicilere sağlanır.

Yer altında bulunan kurulum şeması. Giriş ve çıkış tankın karşı tarafında olmalıdır. Üretilen gazın drenaja geçtiği reaktörün üzerine bir su kepenk yerleştirilir.

Bazı durumlarda, gazı depolamak için polivinil klorürden yapılmış özel gaz torbaları kullanılır. Torbalar ünitenin yanına yerleştirilir ve yavaş yavaş gazla doldurulur. Doldurma sırasında elastik malzeme şişer ve torbaların hacmi artar, böylece daha fazla miktarda nihai ürünü geçici olarak kaydetmenize izin verir.

Biyoreaktörün etkili çalışması için koşullar

Tesisatın verimli çalışması ve yoğun biyogaz ayrılması için organik substratın homojen fermantasyonu gereklidir. Karışım sürekli hareket halinde olmalıdır. Aksi takdirde, üzerinde bir kabuk oluşur, ayrışma süreci yavaşlar ve başlangıçta hesaplandığından daha az gazla sonuçlanır.

Biyokütlenin aktif karıştırılmasını sağlamak için, elektrikli bir tahrik ile donatılmış dalgıç veya eğimli tip karıştırıcılar tipik bir reaktörün üst veya yan kısmına monte edilir. Zanaatkar tesislerde karıştırma, ev tipi bir miksere benzeyen bir cihaz kullanılarak mekanik olarak gerçekleştirilir. Manuel olarak kontrol edilebilir veya elektrikli bir sürücü ile donatılabilir.

Reaktörün dikey bir düzenlemesi ile, karıştırıcının sapı kurulumun üst kısmında görüntülenir. Konteyner yatay olarak monte edilirse, burgu da yatay bir düzlemde bulunur ve sap biyoreaktörün yan tarafında bulunur

Biyogaz üretimi için en önemli koşullardan biri, reaktörde gerekli sıcaklığı korumaktır. Isıtma birkaç şekilde yapılabilir. Sabit kurulumlarda, sıcaklık önceden belirlenmiş bir seviyenin altına düştüğünde açılan ve gerekli sıcaklık ayarlandığında kapanan otomatik ısıtma sistemleri kullanılır.

Isıtma için kullanabilirsiniz gaz kazanları, elektrikli ısıtıcılar ile doğrudan ısıtma yapın veya tankın tabanına bir ısıtma elemanı entegre edin.

Isı kaybını azaltmak için, reaktörün etrafına bir cam yünü tabakası ile küçük bir çerçeve yapılması veya kurulumu ısı yalıtımı ile kaplamanız önerilir. İyi ısı yalıtım özelliklerine sahiptir. polistiren köpük ve diğer çeşitleri.

Bir biyokütle ısıtma sistemini donatmak için, bir reaktörle çalışan ev ısıtma sisteminden bir boru hattı çizmek mümkündür.

Gerekli hacmin belirlenmesi

Reaktörün hacmi, çiftlikte üretilen günlük gübre miktarına göre belirlenir. Ayrıca hammadde tipini, sıcaklığı ve fermantasyon süresini de dikkate almak gerekir. Tesisatın tam olarak çalışması için tank hacminin% 85-90'ına kadar doldurulur, gazın çıkması için en az% 10'unun serbest kalması gerekir.

Ortalama 35 derecelik bir mezofilik tesisatta organik maddelerin ayrışması işlemi 12 gün sürer, bundan sonra fermente edilmiş artıklar uzaklaştırılır ve reaktör alt tabakanın yeni bir kısmı ile doldurulur. Atık reaktöre gönderilmeden önce% 90'a kadar su ile seyreltildiğinden, günlük yük belirlenirken sıvı miktarı da dikkate alınmalıdır.

Yukarıdaki göstergelere dayanarak, reaktör hacmi, hazırlanan substratın (su ile gübre) günlük miktarına 12 ile (biyokütlenin ayrışması için gereken süre) çarpılarak% 10'a (serbest tank hacmi) eşit olacaktır.

Yeraltı inşaatı

Şimdi almanıza izin veren en basit kurulum hakkında konuşalım evde biyogaz en düşük maliyetle. Bir yeraltı sistemi inşa etmeyi düşünün.Bunu yapmak için bir delik kazmanız gerekir, tabanı ve duvarları güçlendirilmiş genişletilmiş kil beton ile dökülür.

Odanın karşı taraflarında, alt tabakayı beslemek ve harcanan kütleyi dışarı pompalamak için eğimli boruların monte edildiği giriş ve çıkış açıklıkları yerleştirilir.

Çapı yaklaşık 7 cm olan çıkış borusu, haznenin neredeyse en altında olmalıdır, diğer ucu, atığın pompalanacağı dikdörtgen şeklinde bir dengeleme kabına monte edilir. Alt tabakayı beslemek için boru hattı alttan yaklaşık 50 cm'dir ve çapı 25-35 cm'dir.Porbanın üst kısmı hammadde almak için bölmeye girer.

Reaktör tamamen kapatılmalıdır. Hava girme olasılığını dışlamak için, konteyner bir bitüm su yalıtım tabakası ile kaplanmalıdır.

Besleme gözünün üst kısmı kubbe veya konik şekilli bir gaz tutucudur. Metal saclardan veya çatı demirinden yapılır. İnşaatı, daha sonra çelik hasır ile kaplanmış ve sıvalı duvar ile tamamlamak da mümkündür. Gaz tankının üstünde mühürlü bir kapak açmanız, su contasından geçen gaz borusunu çıkarmanız ve gaz basıncını tahliye etmek için bir vana takmanız gerekir.

Alt tabakayı karıştırmak için, tesisatın serpme prensibi ile çalışan bir drenaj sistemi ile donatılması mümkündür. Bunu yapmak için, yapının içindeki plastik boruları üst kenarları alt tabaka katmanından daha yüksek olacak şekilde dikey olarak sabitleyin. İçlerinde çok fazla delik açın. Basınç altındaki gaz düşecek ve yükselen gaz kabarcıkları tanktaki biyokütleyi karıştıracaktır.

Beton sığınak yapmak istemiyorsanız, hazır bir PVC kap satın alabilirsiniz. Isıyı korumak için, bir ısı yalıtımı tabakası - polistiren köpük etrafında çevrilmelidir. Çukurun tabanı 10 cm'lik bir tabaka ile betonarme ile dökülür.Reaktör hacmi 3 m3'ü aşmazsa polivinil klorürden yapılmış tanklar kullanılabilir.

Konu hakkında sonuçlar ve faydalı video

Sıradan bir varilden en basit kurulum nasıl yapılır, videoyu izleyip izlemediğinizi öğreneceksiniz:

Bir yeraltı reaktörünün yapısı nasıl, videoda görebilirsiniz:

Gübrenin yeraltı kurulumuna nasıl yüklendiği aşağıdaki videoda gösterilmiştir:

Gübre biyogaz üretmek için bir tesis, ısı ve elektrik ödemesinden önemli ölçüde tasarruf edecek ve her çiftlikte bol miktarda bulunan iyi iş organik malzemesine konacaktır. İnşaata başlamadan önce, her şeyi dikkatlice hesaplamak ve hazırlamak gerekir.

En basit reaktör, doğaçlama araçlar kullanarak birkaç gün içinde kendi ellerinizle yapılabilir. Çiftlik büyükse, hazır bir kurulum satın almak veya bir uzmana danışmak en iyisidir.

Sunulan bilgilere aşina olduğunuzda veya site ziyaretçileriyle paylaşmak istediğiniz önerileriniz varsa, lütfen aşağıdaki kutuya yorum bırakın.