집 난방 시스템 바이오가스 생산을 위한 설치(저렴한 DIY 가스). 바이오가스 자체 생산 방법 바이오가스 식물 재배자

바이오가스 생산을 위한 설치(저렴한 DIY 가스). 바이오가스 자체 생산 방법 바이오가스 식물 재배자

필수 필수 자료:

두 개의 컨테이너;
연결 파이프;
밸브;
가스 필터;
견고성을 보장하는 수단(접착제, 수지, 밀봉제 등)

바람직한:

전기 모터가 있는 교반기;
온도 센서;
압력계;

아래 순서는 남부 지역에 적합합니다. 어떤 조건에서도 작동하려면 원자로 가열 시스템을 추가해야 합니다. 이 시스템은 예를 들어 구조물을 온실로 둘러싸서 용기를 섭씨 40도까지 가열하고 단열을 증가시킵니다. 온실을 검정색 필름으로 덮는 것이 좋습니다. 또한 파이프라인에 응축수 배수 장치를 추가하는 것이 좋습니다.

간단한 바이오가스 플랜트 만들기:

스토리지 컨테이너를 만듭니다.우리는 생성된 바이오가스를 저장할 탱크를 선택합니다. 저장소는 밸브로 고정되어 있으며 압력 게이지가 장착되어 있습니다. 가스 소비량이 일정하면 가스 탱크가 필요하지 않습니다.
구덩이 내부의 구조물을 단열하십시오.
파이프를 설치하십시오.원료를 적재하고 퇴비 부식질을 내리기 위해 구덩이에 파이프를 놓습니다. 원자로 탱크에는 입구와 출구 구멍이 만들어집니다. 반응기는 구덩이에 배치됩니다. 파이프가 구멍에 연결됩니다. 파이프는 접착제나 기타 적절한 수단을 사용하여 단단히 고정됩니다. 30cm 미만의 파이프 직경은 막힘의 원인이 됩니다. 적재 위치는 햇볕이 잘 드는 쪽을 선택해야 합니다.
해치를 설치합니다.해치가 장착된 렉터는 수리 및 유지보수 작업을 더욱 편리하게 해줍니다. 해치와 원자로 용기는 고무로 밀봉되어야 합니다. 온도, 압력, 원자재 레벨 센서를 설치할 수도 있습니다.
생물반응기용 용기를 선택합니다.선택한 용기는 내구성이 있어야 합니다. 발효는 많은 양의 에너지를 방출하기 때문입니다. 단열성이 좋다. 공기와 방수가 되어야 합니다. 달걀 모양의 용기가 가장 적합합니다. 그러한 원자로를 만드는 데 문제가 있다면 모서리가 둥근 원통형 용기가 좋은 대안이 될 것입니다. 정사각형 모양의 용기는 경화된 바이오매스가 모서리에 축적되어 발효를 어렵게 하기 때문에 효율성이 떨어집니다.
구덩이를 준비하십시오.
향후 설치를 마운트할 위치를 선택합니다.집에서 충분히 멀리 떨어져 구멍을 파는 장소를 선택하는 것이 좋습니다. 구덩이 안에 넣으면 점토와 같은 값싼 재료를 사용하여 단열재를 크게 절약할 수 있습니다.
결과 구조의 견고성을 확인하십시오.
시스템을 시작하십시오.
원료를 추가합니다.필요한 모든 과정이 완료될 때까지 약 2주를 기다립니다.가스 연소의 필수 조건은 이산화탄소를 제거하는 것입니다. 철물점에서 판매하는 일반 필터를 사용하면 됩니다. 집에서 만든 필터는 마른 나무와 금속 부스러기로 채워진 30cm 길이의 가스 파이프 조각으로 만들어집니다.

구성 및 유형

바이오가스는 밀폐된 조건에서 진행되는 바이오매스의 3단계 생화학적 공정의 결과로 얻은 가스입니다.

바이오매스 분해 과정은 순차적입니다. 먼저 가수분해 박테리아에 노출된 다음 산을 형성하는 박테리아, 마지막으로 메탄을 형성하는 박테리아에 노출됩니다. 각 단계의 미생물 재료는 이전 단계의 활동의 산물이다.

출력에서 바이오가스의 대략적인 구성은 다음과 같습니다.

메탄(50~70%);
이산화탄소(30~40%);
황화수소(~2%);
수소(~1%);
암모니아(~1%);

비율의 정확성은 사용된 원료와 가스 생산 기술의 영향을 받습니다. 메탄은 연소 가능성이 있으므로 비율이 높을수록 좋습니다.

3000년 이상 거슬러 올라가는 고대 문화(인도, 페르시아 또는 아시리아)에서는 가연성 늪 가스를 사용한 경험이 있습니다. 과학적 기초는 훨씬 나중에 형성되었습니다. 메탄 CH4의 화학식은 과학자 John Dalton에 의해 발견되었으며, 늪 가스에 메탄의 존재는 Humphry Davy에 의해 발견되었습니다. 제2차 세계대전은 대체 에너지 산업의 발전에 중요한 역할을 했으며, 전쟁 당사자들은 에너지 자원에 대한 막대한 수요를 요구했습니다.

소련은 막대한 석유와 천연가스 매장량을 보유하고 있어 다른 에너지 생산 기술에 대한 수요가 부족했으며, 바이오가스에 대한 연구는 주로 학계의 관심 주제였습니다. 현재는 상황이 너무 많이 바뀌어 다양한 유형의 연료를 산업적으로 생산하는 것 외에도 누구나 자신의 목적에 맞게 바이오가스 플랜트를 만들 수 있습니다.

설치 장치

– 유기 원료로부터 바이오가스를 생산하도록 설계된 장비 세트.

공급되는 원료 유형에 따라 다음 유형의 바이오가스 플랜트가 구별됩니다.

나누어 먹이는 것;
지속적인 공급으로;

원료를 지속적으로 공급하는 바이오가스 플랜트가 더 효율적입니다.

원료 가공 유형별 :

자동 교반 없음원자재 및 필요한 온도 유지 - 소규모 농장에 적합한 최소한의 장비를 갖춘 단지입니다(그림 1).
자동 교반 기능 있음, 그러나 필요한 온도를 유지하지 않고 이전 유형보다 더 효율적으로 소규모 농장에도 서비스를 제공합니다.
필요한 온도 지원, 그러나 자동 혼합은 없습니다.
원료 자동 혼합 및 온도 지원.

작동 원리

유기 원료를 바이오가스로 전환하는 과정을 발효라고 합니다.원료는 산소로부터 바이오매스를 확실하게 보호하는 특수 용기에 적재됩니다. 산소의 개입 없이 일어나는 현상을 무산소성이라고 합니다.

특수 박테리아의 영향으로 혐기성 환경에서 발효가 시작됩니다. 발효가 진행되면서 원료는 껍질로 덮이게 되는데, 껍질은 정기적으로 파괴되어야 합니다. 파괴는 철저한 혼합으로 수행됩니다.

공정의 견고성을 위반하지 않고 하루에 두 번 이상 내용물을 혼합해야합니다. 빵 껍질을 제거하는 것 외에도 교반을 통해 유기물 내부의 산도와 온도를 고르게 분포시킬 수 있습니다. 이러한 조작의 결과로 바이오가스가 생산됩니다.

생성된 가스는 가스 탱크에 수집되고 거기에서 파이프를 통해 소비자에게 전달됩니다. 원료를 가공한 후 얻은 생물비료는 동물용 식품 첨가물로 사용하거나 토양에 첨가할 수 있습니다. 이 비료를 퇴비 부식질이라고 합니다.

바이오가스 플랜트에는 다음 요소가 포함됩니다.

균질화 탱크;
반응기;
교반기;
저장 탱크(가스 홀더);
난방 및 물 혼합 단지;
가스 단지;
펌프 단지;
분리 기호;
제어 센서;
시각화를 통한 계측 및 자동화;
안전 시스템;

산업용 바이오가스 플랜트의 예가 그림 2에 나와 있습니다.

사용된 원료

동물이나 식물 물질이 분해되면 다양한 정도의 가연성 가스가 방출됩니다. 다양한 구성의 혼합물은 분뇨, 짚, 풀, 다양한 폐기물 등의 원료에 매우 적합합니다. 화학반응에는 70%의 습도가 필요하므로 원료를 물로 희석해야 합니다.

유기 바이오매스에 세척제, 염소 및 분말 세제가 존재하는 것은 화학 반응을 방해하고 반응기를 손상시킬 수 있으므로 허용되지 않습니다. 또한 리그닌 함량이 높고 수분 한계치인 94%를 초과하는 침엽수 톱밥(수지 함유)이 포함된 원료도 반응기에 적합하지 않습니다.

채소.식물 원료는 바이오가스 생산에 탁월합니다. 신선한 풀은 최대 연료 생산량을 제공합니다. 메탄 비율이 70%인 약 250m 3의 가스가 1톤의 원료에서 얻어집니다. 옥수수 사일리지는 220m3로 약간 작습니다. 사탕무 상판 – 180m3.

거의 모든 식물, 건초, 조류를 바이오매스로 사용할 수 있습니다. 적용의 단점은 생산주기가 길다는 것입니다. 바이오가스를 얻는 과정은 최대 2개월이 소요됩니다. 원료는 잘게 분쇄되어야 합니다.

동물.가공공장, 낙농공장, 도축장 등에서 발생하는 폐기물 바이오가스 플랜트에 적합합니다. 최대 연료 생산량은 동물성 지방(1500m 3의 바이오가스, 87%의 메탄 비율)에 의해 제공됩니다. 가장 큰 단점은 부족함입니다. 동물성 원료도 분쇄해야 합니다.

배설물.분뇨의 가장 큰 장점은 저렴하고 쉽게 구할 수 있다는 것입니다. 단점 - 바이오가스의 양과 질이 다른 유형의 원료보다 낮습니다. 말과 소의 배설물은 즉시 처리할 수 있습니다. 생산 주기는 약 2주가 소요되며 60% 메탄 함량으로 60m3의 생산량을 생산할 것입니다.

닭똥과 돼지똥은 독성이 있어 직접 사용할 수 없다. 발효 과정을 시작하려면 사일리지와 혼합해야 합니다. 인간 배설물도 사용할 수 있지만 하수는 배설물 함량이 낮아 적합하지 않습니다.

작업 계획

계획 1 – 원료 자동 혼합이 없는 바이오가스 플랜트:

계획 2 – 산업용 바이오가스 플랜트:

바이오가스 플랜트. 바이오가스 생산

바이오가스 생산을 위한 완벽한 스테인레스 스틸 공장.

바이오가스 플랜트는 식품산업, 농공단지, 열에너지 생산, 전기에너지, 비료 생산 등에서 발생하는 폐기물을 재활용하기 위한 종합 솔루션입니다. 바이오가스 생산 공장에서 메탄을 생산하는 것은 생물학적 공정의 구현입니다.

독일 회사는 바이오가스 생산을 위한 완전한 플랜트를 개발 및 생산하고 전 세계에 판매합니다. 독일, 프랑스, 네덜란드, 그리스, 영국, 스웨덴, 스페인, 룩셈부르크, 체코, 리투아니아, 미국, 일본 및 키프로스에서 300개 이상의 바이오가스 생산 공장이 건설 및 가동되어 성공적으로 운영되고 있습니다. 제공되는 설치는 실험적이지 않지만 작동하고 입증되었으며 신뢰할 수 있는 독일 장비이며 ISO 인증을 받았으며 자체 공장에서 제조되었습니다.

바이오에너지를 현명하고 경제적으로 활용하는 방법을 알려드리겠습니다.

바이오가스는 약 60%의 메탄(CH4)과 40%의 이산화탄소로 구성된 가스입니다. 바이오가스의 동의어는 하수 가스, 광산 가스, 늪 가스, 메탄 가스입니다. 분뇨를 예로 들면 기업이 하루에 1톤의 "바이오 폐기물"을 생산한다면 이는 50m3의 가스 또는 100kW의 전기를 얻을 수 있거나 35리터의 디젤 연료를 얻을 수 있음을 의미합니다. 교체됩니다. 분뇨 처리 장비의 투자 회수 기간은 2~3년 이내이며 일부 다른 유형의 원자재의 경우 이보다 더 낮아 1.5년에 이릅니다. 바이오가스 플랜트 건설은 직접적인 금전적 이익 외에도 간접적인 이익도 있습니다. 예를 들어 가스 파이프라인, 전력선, 백업 디젤 발전기를 설치하고 석호를 만드는 것보다 비용이 저렴합니다. 표는 다양한 유형의 원료에 대한 가스 생산량을 보여줍니다.

원료의 출처

바이오가스 생산 공장의 중요한 적용 분야는 대규모 농공업 단지, 가축 농장, 가금류 농장, 수산물 공장, 빵집 공장, 식품 산업 기업, 육류 가공 공장, 알코올 공장, 양조장, 유제품, 작물 생산 기업, 설탕입니다. 공장, 전분 공장, 효모 생산은 대체 에너지원일 뿐만 아니라 분뇨(쓰레기)를 재활용하고 자신의 필요와 시장 판매를 위해 값싼 비료를 생산하는 효과적인 방법입니다. 바이오가스 플랜트는 농업 및 식품 가공에서 발생하는 유기성 폐기물로부터 무산소 발효를 통해 바이오가스 및 바이오비료를 생산하는 가장 적극적인 처리 시스템을 제공합니다. 소똥, 돼지똥, 새똥, 도살장 폐기물(혈액, 지방, 내장, 뼈), 식물 폐기물, 사일리지, 썩은 곡물, 하수, 지방, 바이오 폐기물, 식품 산업 폐기물, 정원 폐기물, 맥아 슬러지로 사용할 수 있습니다. 원료, 찌꺼기, 알코올 증류 찌꺼기, 비트 펄프, 기술 글리세린(바이오디젤 생산에서 나온). 대부분의 원료는 서로 혼합될 수 있습니다. 폐기물 재활용은 우선 스스로 비용을 지불하고 이익을 창출하는 청소 시스템입니다. 공장에서 배출되는 폐기물은 바이오가스, 전기, 열, 비료 등을 동시에 대량으로 생산합니다.

위에 나열된 모든 것은 무료로 생산됩니다. 결국, 분뇨는 무료이며 시설 자체는 에너지의 10-15%만 소비합니다. 한 사람이면 하루 2시간 동안 강력한 설비를 운영하기에 충분합니다. 바이오가스 플랜트는 완전히 자동화되어 있으므로 인건비가 최소화됩니다.

바이오가스 플랜트의 기술 및 운영 원리

바이오가스 플랜트는 무산소 발효를 통해 농업 및 식품 산업에서 발생하는 생물학적 폐기물로부터 바이오가스 및 바이오비료를 생산합니다. 바이오가스는 유익한 메탄을 생성하는 박테리아의 폐기물입니다. 미생물은 무산소 조건(혐기성)에서 유기 기질의 탄소를 대사합니다. 부패 또는 무산소 발효라고 하는 이 과정은 먹이 사슬을 따릅니다.

일반적인 바이오가스 플랜트의 구성:

바이오폐기물은 트럭으로 운반되거나 바이오가스 플랜트로 펌핑될 수 있습니다. 먼저, 보조효소를 쏟아내고(분쇄) 균질화한 후 거름(배설물)과 혼합합니다. 균질화는 최대 입자 크기 1cm로 70oC의 온도에서 1시간 동안 수행되는 경우가 가장 많으며, 분뇨를 사용한 균질화는 강력한 교반기가 있는 혼합 탱크에서 수행됩니다.

반응기는 기밀하고 완전히 밀봉된 탱크입니다. 탱크 내부에는 미생물의 온도가 고정되어 있어야 하기 때문에 이러한 설계는 단열되어 있습니다. 반응기 내부에는 반응기의 내용물을 완전히 혼합할 수 있도록 설계된 혼합기가 있습니다. 부유층 및/또는 퇴적물이 없는 조건이 만들어집니다.

미생물에는 필요한 모든 영양소가 공급되어야 합니다. 신선한 원료를 하루에 여러 번 소량씩 반응기에 공급해야 합니다. 반응기 내부의 수력학적 침전의 평균 시간(기질에 따라 다름)은 20-40일입니다. 이 기간 동안 바이오매스 내부의 유기 물질은 미생물에 의해 대사(변형)됩니다. 시설의 출력에서는 바이오가스와 기질(퇴비화 및 액체)이라는 두 가지 제품이 형성됩니다.

바이오가스는 가스의 압력과 조성이 균일하게 유지되는 가스 저장 탱크인 가스 홀더에 저장됩니다. 가스 탱크에서 가스 엔진 발전기로 가스가 지속적으로 공급됩니다. 이곳에서는 이미 열과 전기가 생산되고 있습니다. 필요한 경우, 바이오가스는 이러한 정제 후 천연가스(95% 메탄)로 정제되며, 생성된 가스는 천연가스(90-95% 메탄 CH4)와 유사합니다. 유일한 차이점은 원산지입니다.

바이오가스 플랜트는 연중무휴, 하루 24시간 운영됩니다. 이 작동 모드는 또 다른 장점입니다. 전체 시스템은 자동화 시스템에 의해 제어됩니다. 한 사람이 하루에 두 시간만 관리하면 됩니다.

이 직원은 일반 컴퓨터를 사용하여 제어하고 바이오매스 공급용 트랙터도 작동합니다. 2주간의 교육 후에는 특별한 기술이 없는 사람도 설치 작업을 할 수 있습니다. 중등 또는 중등 전문 교육을 통해.

이익

바이오가스.
자신의 바이오 에너지 스테이션.
유기 폐기물의 적절한 처리. 낭비를 소득으로!
생물비료. 바이오가스 플랜트에서 얻은 비료를 사용하면 수확량을 30~50% 늘릴 수 있습니다. 일반 거름, 스틸 찌꺼기 또는 기타 폐기물은 3~5년 동안 비료로 효과적으로 사용할 수 없습니다. 바이오가스 플랜트를 이용하면 바이오폐기물이 발효되고, 발효된 덩어리는 즉시 고효율 바이오비료로 활용될 수 있습니다. 발효된 덩어리는 아질산염, 잡초 종자, 병원성 미생물, 기생충 알 및 특정 냄새가 없는 환경 친화적인 기성 액체 및 고체 생물비료입니다. 이러한 균형잡힌 생물비료를 사용하면 생산성이 크게 향상됩니다.
전기. 바이오가스 플랜트를 설치함으로써 기업은 본질적으로 무료인 자체 전기를 갖게 되며 이는 생산 비용의 상당한 감소를 의미하며 결과적으로 기업은 추가적인 경쟁 우위를 얻을 수 있게 됩니다.
따뜻한. 발전기 냉각이나 바이오가스 연소에서 발생하는 열은 기업 난방, 온실, 기술적 목적, 증기 발생, 종자 건조, 장작 건조, 가축 사육을 위한 끓인 물 생산에 사용될 수 있습니다. 기업은 가스, 전기, 열, 비료를 받고 폐쇄된 생산 주기를 보장합니다. 이 프로젝트는 가스, 전기, 온수 및 비료 구매 비용이 절감되므로 기업이 생산하는 제품 비용을 절감함으로써 성과를 거두었습니다.
추가 이익은 대출금 상환 및 생산 개발에 사용될 수 있습니다. 에너지 의존도 감소, 온실가스 배출 감소, 농업 폐기물로 인한 환경 오염 감소, 기업 내 불쾌한 냄새 제거.

바이오가스 플랜트 건설은 새로 생성된 농장뿐만 아니라 오래된 농장에도 관련이 있습니다. 결국, 오래된 석호는 종종 혼잡하며 수리에는 상당한 자금이 필요합니다. 일부 폐기물은 침전조에 간단히 저장할 수 있는 반면, 일부 폐기물(도축장 폐기물 등)은 처리하는 데 에너지와 비용이 필요합니다. 사이트 요구 사항. 설치 장소는 침전조, 석호 또는 오래된 매립지에 위치할 수 있습니다. 설치 장소의 평균 크기는 40x70m입니다.

바이오가스 플랜트 가격

각 기업은 개인이므로 각 경우에 금융 비용은 전문가가 계산합니다.

샘플 프로젝트

바이오가스 장비 설치 시 평균 비용과 수입의 예를 제시합니다.
증류소용 바이오가스 플랜트의 예를 사용하여 비용과 수입을 계산합니다. 설치 비용은 1280,000유로입니다. 모든 서비스와 작업이 포함됩니다. 곡물 잔재량은 하루 100톤입니다.

분리된 증류폐기물의 습도는 70%이다. 프로젝트의 평균 투자 회수 기간은 2~3년입니다. 그리고 설치 기능을 최대한 활용하면 투자 회수 기간은 1.5~1.8년이 될 수 있습니다. 기회의 활용은 보효소 첨가, 온실에서의 열 사용, 생산된 모든 비료의 판매입니다.

에너지 비용은 주요 비용 항목 중 하나이며 생산 비용에 큰 영향을 미칩니다. 처리장은 에너지의 약 50%를 소비하며, 바이오가스 플랜트를 건설하면 이 50%가 절약됩니다. 기업은 가스, 전기, 열, 비료를 받고 폐쇄된 생산 주기를 보장합니다.

이 프로젝트는 가스, 전기, 온수 및 비료 구매 비용이 절감되므로 생산 비용을 절감함으로써 성과를 거두었습니다. 추가 이익은 대출금 상환 및 생산 개발에 사용될 수 있습니다.

경비:					유로.
원자로 유지보수
감가상각비
발전기 유지 보수
전기(가스만 생산하는 경우)
급여 (예비로 저숙련자 2명 채용)
해당 연도의 총 비용
소득: 1. 가스 판매/사용(또는 가스 파생물인 전기) 2. 비료 판매/사용 3. CO2 할당량 판매
	단위 변화	1시에 출발합니다.	1년 안에 출력합니다.	비용은 유로입니다.	총 금액 유로


액체 생물비료
CO2 할당량
총 이윤
순이익

자료는 Shilova E.P.에서 준비했습니다.

현대 세계는 끊임없이 증가하는 소비를 기반으로 구축되었으므로 광물 및 원자재 자원이 특히 빠르게 고갈되고 있습니다. 동시에 수백만 톤의 악취가 나는 분뇨가 매년 수많은 축산 농장에 축적되고 이를 처리하는 데 상당한 자원이 소비됩니다. 인간은 또한 생물학적 폐기물의 생산을 따라잡고 있습니다. 다행스럽게도 이러한 문제를 동시에 해결할 수 있는 기술이 개발되었습니다. 바이오 폐기물(주로 거름)을 원료로 사용하고 환경 친화적인 재생 연료인 바이오가스를 생산하는 것입니다. 이러한 혁신적인 기술의 사용은 바이오에너지라는 새로운 유망 산업을 탄생시켰습니다.

바이오가스란 무엇인가

바이오가스는 무색, 완전 무취의 휘발성 기체 물질입니다. 그것은 50-70%의 메탄으로 구성되어 있으며, 그 중 최대 30%는 이산화탄소, CO2이고 또 다른 1-2%는 기체 물질인 불순물입니다(이들로부터 정제하면 가장 순수한 바이오메탄이 얻어집니다).

이 물질의 질적 물리적, 화학적 특성은 일반 고품질 천연가스의 특성과 유사합니다. 과학자들의 연구에 따르면 바이오가스는 매우 높은 발열 특성을 가지고 있습니다. 예를 들어, 이 천연 연료 1입방미터를 연소할 때 방출되는 열은 석탄 1.5kg에서 발생하는 열과 같습니다.

바이오가스의 방출은 혐기성이라는 특별한 유형의 박테리아의 중요한 활동으로 인해 발생하는 반면, 중온성 박테리아는 환경이 섭씨 30-40도까지 가열되면 활성화되고 호열성 박테리아는 더 높은 온도(최대 +50도)에서 증식합니다.

효소의 영향으로 유기 원료는 생물학적 가스 방출로 분해됩니다.

바이오가스용 원료

모든 유기 폐기물이 바이오가스 처리에 적합한 것은 아닙니다. 예를 들어, 가금류와 돼지 농장의 분뇨는 독성이 높기 때문에 순수한 형태로 사용할 수 없습니다. 이들로부터 바이오가스를 얻으려면 사일리지 덩어리, 푸른 잔디 덩어리, 소똥 등 폐기물에 희석제를 첨가해야 합니다. 마지막 성분은 소가 식물성 식품만을 먹기 때문에 친환경 연료를 생산하는데 가장 적합한 원료이다. 그러나 원칙적으로 원료에 존재해서는 안되는 중금속 불순물, 화학성분, 계면활성제의 함량도 모니터링해야 합니다. 매우 중요한 점은 항생제와 소독제에 대한 통제입니다. 분뇨에 존재하면 원료 덩어리의 분해 과정과 휘발성 가스의 형성을 방지할 수 있습니다.

추가 정보.소독제 없이는 완전히 불가능합니다. 그렇지 않으면 고온의 영향으로 바이오매스에 곰팡이가 형성되기 시작하기 때문입니다. 또한 바이오가스 장비를 빠르게 손상시킬 수 있는 기계적 불순물(못, 볼트, 돌 등)로부터 분뇨를 모니터링하고 즉시 청소해야 합니다. 바이오가스 생산에 사용되는 원료의 습도는 최소 80~90% 이상이어야 합니다.

가스 형성 메커니즘

무공기 발효(과학적으로 혐기성 발효라고 함) 중에 유기 원료에서 바이오가스가 방출되기 시작하려면 밀봉된 용기와 높은 온도라는 적절한 조건이 필요합니다. 올바르게 수행하면 생성된 가스가 사용하도록 선택된 곳까지 올라가고 남은 고형물은 질소와 인이 풍부하지만 유해한 미생물이 없는 우수한 생물 유기 농업용 비료입니다. 온도 조건은 적절하고 완전한 프로세스를 위해 매우 중요합니다.

분뇨를 환경 연료로 전환하는 전체 주기는 12일에서 한 달까지이며 원료 구성에 따라 다릅니다. 유용한 반응기 부피 1리터에서 약 2리터의 바이오가스가 생산됩니다. 보다 진보된 현대화 설비를 사용하면 바이오연료 생산 공정이 3일로 가속화되고 바이오가스 생산량이 4.5~5리터로 늘어납니다.

사람들은 18세기 말부터 유기농 천연자원으로부터 바이오연료를 생산하는 기술을 연구하고 사용하기 시작했으며, 구소련에서는 지난 세기 40년대에 최초의 바이오가스 생산 장치가 개발되었습니다. 오늘날 이러한 기술은 점점 더 중요해지고 대중화되고 있습니다.

바이오가스의 장점과 단점

에너지원으로서의 바이오가스는 부인할 수 없는 장점을 가지고 있습니다.

오염 연료의 사용을 줄이는 동시에 생물 폐기물을 매우 효과적으로 파괴하고 폐수를 소독하므로 널리 사용되는 지역의 환경 상황을 개선하는 데 도움이 됩니다. 바이오가스 장비는 청소 스테이션 역할을 합니다.
이 유기 연료 생산을 위한 원자재는 재생 가능하고 실질적으로 무료입니다. 농장의 동물이 식량을 받는 한 그들은 바이오매스를 생산하므로 바이오가스 플랜트용 연료가 됩니다.
장비 구입 및 사용은 경제적으로 수익성이 높습니다. 일단 구입하면 바이오가스 생산 플랜트는 더 이상 투자가 필요하지 않으며 간단하고 저렴하게 유지 관리됩니다. 따라서 농장에서 사용하기 위한 바이오가스 플랜트는 가동 후 3년 이내에 투자 비용을 회수하기 시작합니다. 유틸리티와 에너지 송전선을 건설할 필요가 없으며 생물학적 스테이션을 시작하는 데 드는 비용이 20% 절감됩니다.
전력선이나 가스 파이프라인과 같은 유틸리티를 설치할 필요가 없습니다.
지역 유기농 원료를 사용하는 스테이션에서 바이오가스를 생산하는 것은 전통적인 에너지원(가스 파이프라인, 보일러실 등)을 사용하는 기업과 달리 폐기물이 없는 기업이며, 폐기물은 환경을 오염시키지 않으며 저장 공간이 필요하지 않습니다.
바이오가스를 사용할 때 일정량의 이산화탄소와 황이 대기로 방출되지만, 이 양은 동일한 천연가스에 비해 미미하며 호흡 중에 녹지 공간에 흡수되므로 온실 효과에 대한 바이오에탄올의 기여는 미미합니다. ;
다른 대체 에너지원과 비교하여 바이오가스 생산은 항상 안정적입니다. 사람은 생산을 위한 시설(예: 태양광 패널과 달리)의 활동과 생산성을 제어하고 여러 시설을 하나로 수집하거나 반대로 별도의 섹션으로 분할할 수 있습니다. 위험 사고를 줄이기 위해;
바이오 연료를 사용할 때 배기 가스에서 일산화탄소 함량은 25%, 질소 산화물은 15% 감소합니다.
분뇨 외에도 일부 식물을 사용하여 연료용 바이오매스를 얻을 수도 있습니다. 예를 들어 수수는 토양 상태를 개선하는 데 도움이 됩니다.
휘발유에 바이오에탄올을 첨가하면 옥탄가가 증가하고 연료 자체의 폭발 저항성이 높아지며 자동 점화 온도가 크게 낮아집니다.

바이오가스– 이상적인 연료는 아니지만 연료와 그 생산 기술에도 단점이 있습니다.

바이오가스 생산 장비에서 유기 원료를 처리하는 속도는 전통적인 에너지원에 비해 기술의 약점입니다.
바이오에탄올은 석유 연료보다 발열량이 낮습니다. 즉, 에너지 방출이 30% 적습니다.
그 과정은 매우 불안정하며, 이를 유지하려면 특정 품질의 효소가 많이 필요합니다(예를 들어 소의 식단 변화는 분뇨의 품질에 큰 영향을 미칩니다).
처리장을 위한 부도덕한 바이오매스 생산자는 파종 증가로 토양을 크게 고갈시킬 수 있으며, 이는 영토의 생태학적 균형을 방해합니다.
바이오가스를 담은 파이프와 용기의 압력이 낮아지면 바이오연료의 품질이 급격히 저하될 수 있습니다.

바이오가스는 어디에 사용되나요?

우선, 이 생태학적 바이오연료는 천연가스를 대체하고 난방과 요리를 위해 인구의 가정 요구를 충족시키는 데 사용됩니다. 기업은 바이오가스를 사용하여 폐쇄형 생산 주기를 시작할 수 있습니다. 가스 터빈에서의 사용은 특히 효과적입니다. 이러한 터빈과 바이오 연료 생산 공장의 적절한 조정 및 완전한 결합을 통해 비용은 가장 저렴한 원자력 에너지와 경쟁합니다.

바이오가스 사용의 효율성은 계산하기가 매우 쉽습니다. 예를 들어, 소 한 마리에서 최대 40kg의 거름을 얻을 수 있으며, 이로부터 1.5m3의 바이오가스가 생산되며, 이는 시간당 3킬로와트의 전력을 생산하기에 충분합니다.

가구의 전력 수요를 결정한 후에는 사용할 바이오가스 플랜트 유형을 결정하는 것이 가능합니다. 소의 수가 적을 경우에는 간단한 저전력 바이오가스 플랜트를 이용하여 집에서 바이오가스를 생산하는 것이 가장 좋습니다.

농장 규모가 매우 크고 지속적으로 많은 양의 바이오폐기물이 발생하는 경우 자동화된 산업용 바이오가스 시스템을 설치하는 것이 유리합니다.

메모!설계하고 설정할 때 자격을 갖춘 전문가의 도움이 필요합니다.

바이오가스 플랜트 설계

모든 생물학적 설치는 다음과 같은 주요 부분으로 구성됩니다.

분뇨 혼합물의 생물분해가 일어나는 생물반응기;
유기연료공급시스템;
생물학적 덩어리를 교반하기 위한 장치;
필요한 온도 수준을 생성하고 유지하는 장치;
생성된 바이오가스를 그 안에 넣기 위한 탱크(가스 홀더);

결과적인 고체 부분을 거기에 담기 위한 용기.

이는 산업용 자동화 설치를 위한 전체 요소 목록이며, 개인 주택용 바이오가스 설치는 훨씬 더 간단하게 설계되었습니다.

생물반응기는 완전히 밀봉되어야 합니다. 산소에 대한 접근은 허용되지 않습니다. 이는 토양 표면에 설치된 원통형 금속 용기일 수 있으며, 50입방미터 용량의 이전 연료 탱크가 이러한 목적에 매우 적합합니다. 기성 분리형 생물반응기는 신속하게 설치/해체되며 새 위치로 쉽게 이동할 수 있습니다.

소규모 바이오가스 충전소를 계획하는 경우 원자로를 지하에 배치하고 금속 또는 PVC 통뿐만 아니라 벽돌이나 콘크리트 탱크 형태로 만드는 것이 좋습니다. 이러한 바이오에너지 반응기를 실내에 배치할 수는 있지만 지속적인 환기가 필요합니다.

생물학적 원료 준비를 위한 벙커는 시스템의 필수 요소입니다. 왜냐하면 반응기에 들어가기 전에 다음을 준비해야 하기 때문입니다. 최대 0.7mm의 입자로 분쇄하고 물에 담가서 원료의 수분 함량을 90%로 만듭니다. .

원료 공급 시스템은 원료 수용기, 물 공급 시스템 및 준비된 물질을 반응기에 공급하기 위한 펌프로 구성됩니다.

생물반응기를 지하에 설치하는 경우, 원료를 담는 용기를 표면에 배치하여 준비된 기질이 중력의 영향을 받아 독립적으로 반응기로 유입되도록 합니다. 벙커 상단에 원료 저장소를 배치하는 것도 가능하며, 이 경우 펌프를 사용해야 합니다.

폐기물 배출구는 원료 입구 반대쪽, 바닥에 더 가깝게 위치합니다. 고형분 수용기는 직사각형 상자 형태로 만들어지며 출구 튜브가 연결됩니다. 준비된 바이오 기질의 새로운 부분이 바이오리액터에 들어가면 동일한 부피의 고형 폐기물 배치가 리시버에 공급됩니다. 그들은 이후 농장에서 우수한 생물비료로 사용됩니다.

생성된 바이오가스는 일반적으로 반응기 상단에 배치되고 원뿔 또는 돔 모양을 갖는 가스 홀더에 저장됩니다. 가스 탱크는 철로 만들어지며 여러 겹의 유성 페인트로 칠해져 있습니다(부식성 파손을 방지하는 데 도움이 됩니다). 대규모 산업 바이오시설에서는 바이오가스 용기가 반응기에 연결된 별도의 탱크 형태로 만들어집니다.

생성된 가스에 가연성 특성을 부여하려면 수증기를 제거해야 합니다. 바이오 연료는 물 탱크(유압 밀봉)를 통해 파이프로 연결된 후 플라스틱 파이프를 통해 직접 공급되어 소비될 수 있습니다.

때로는 PVC로 만든 특별한 가방 모양의 가스 홀더를 찾을 수 있습니다. 이들은 설치 장소와 매우 가까운 곳에 위치해 있습니다. 백이 바이오가스로 채워지면 백이 열리고 생성된 모든 가스를 수용할 수 있을 만큼 부피가 증가합니다.

효과적인 생발효 과정이 일어나기 위해서는 기질의 지속적인 교반이 필요합니다. 바이오매스 표면에 껍질이 형성되는 것을 방지하고 발효 과정을 늦추려면 지속적으로 적극적으로 혼합해야 합니다. 이를 위해, 물질의 기계적 혼합을 위한 믹서 형태로 반응기 측면에 수중 또는 경사 교반기가 장착됩니다. 소규모 스테이션의 경우 수동으로 제어되고 산업용 스테이션의 경우 자동으로 제어됩니다.

혐기성 박테리아의 필수 활동에 필요한 온도는 자동 가열 시스템(고정식 반응기의 경우)을 사용하여 유지되며, 열이 정상 이하로 떨어지면 가열을 시작하고 정상 온도에 도달하면 자동으로 꺼집니다. 보일러 시스템, 전기 히터를 사용하거나 원료가 담긴 용기 바닥에 특수 히터를 설치할 수도 있습니다. 동시에 생물 반응기의 열 손실을 줄이는 것이 필요하며, 이를 위해 유리솜 층으로 감싸거나 폴리스티렌 폼과 같은 기타 단열재가 제공됩니다.

DIY 바이오가스

개인 주택의 경우 이제 바이오가스 사용이 매우 중요합니다. 거의 무료인 분뇨에서 가정용 가스를 얻고 집과 농장 난방에 필요한 가스를 얻을 수 있습니다. 자체 바이오가스 설치는 정전 및 가스 가격 상승을 보장할 뿐만 아니라 바이오 폐기물과 불필요한 종이를 재활용하는 탁월한 방법입니다.

처음으로 건설하는 경우 간단한 계획을 사용하는 것이 가장 논리적이며 이러한 구조는 더 안정적이고 오래 지속됩니다. 앞으로는 더 복잡한 부품으로 설치를 보완할 수 있습니다. 50 평방 미터 면적의 주택의 경우 5 입방 미터의 발효 탱크 부피로 충분한 양의 가스를 얻습니다. 적절한 발효에 필요한 일정한 온도를 보장하기 위해 가열 파이프를 사용할 수 있습니다.

건설의 첫 번째 단계에서 그들은 벽을 강화하고 플라스틱, 콘크리트 혼합물 또는 폴리머 링으로 밀봉해야 하는 생물 반응기용 트렌치를 파냅니다(바닥이 단단한 것이 바람직합니다. 주기적으로 교체해야 합니다). 사용된).

두 번째 단계는 수많은 구멍이 있는 폴리머 파이프 형태의 가스 배수 장치를 설치하는 것으로 구성됩니다. 설치 중에는 파이프 상단이 반응기의 계획된 충전 깊이를 초과해야 한다는 점을 고려해야 합니다. 출구 파이프의 직경은 7-8cm를 넘지 않아야 합니다.

다음 단계는 격리입니다. 그런 다음 준비된 기판으로 반응기를 채운 다음 필름으로 감싸서 압력을 높일 수 있습니다.

4단계에서는 돔과 배출관을 설치하는데, 이는 돔의 가장 높은 곳에 위치하며 원자로와 가스탱크를 연결한다. 가스 홀더는 벽돌로 덮을 수 있으며 스테인레스 스틸 메쉬가 상단에 장착되고 석고로 덮여 있습니다.

해치는 가스 홀더의 상부에 배치되어 밀폐되어 닫히고 압력 균등화용 밸브가 있는 가스 파이프가 제거됩니다.

중요한!생성된 가스는 생물반응기의 자유 부분에 장기간 보관하면 고압으로 인한 폭발을 유발할 수 있으므로 지속적으로 제거하고 소비해야 합니다. 바이오가스가 공기와 섞이지 않도록 물 밀봉을 제공하는 것이 필요합니다.

바이오매스를 가열하려면 집의 난방 시스템에서 나오는 코일을 설치할 수 있습니다. 이는 전기 히터를 사용하는 것보다 훨씬 경제적으로 수익성이 높습니다. 외부 가열은 증기를 사용하여 제공될 수 있으며, 이는 원료가 정상 이상으로 과열되는 것을 방지합니다.

일반적으로 DIY 바이오가스 플랜트는 그렇게 복잡한 구조는 아니지만, 배치할 때 화재와 파괴를 피하기 위해 가장 작은 세부 사항에 주의해야 합니다.

추가 정보.가장 단순한 생물학적 시설의 건설도 적절한 문서를 통해 공식화되어야 하며, 기술 다이어그램과 장비 설치 지도가 있어야 하며, 위생 역학국, 소방 및 가스 서비스의 승인을 받아야 합니다.

요즘에는 대체 에너지원의 사용이 추진력을 얻고 있습니다. 그 중에서 바이오에너지 하위 부문은 분뇨, 사일리지와 같은 유기 폐기물로부터 바이오가스를 생산하는 분야로 매우 유망합니다. 바이오가스 생산 스테이션(산업 또는 소규모 주택)은 폐기물 처리, 환경 연료 및 열 확보, 고품질 농업 비료 문제를 해결할 수 있습니다.

동영상

농업에서 해결해야 할 문제 중 하나는 거름과 식물 폐기물의 처리이다. 그리고 이것은 지속적인 관심이 필요한 다소 심각한 문제입니다. 재활용에는 시간과 노력뿐만 아니라 상당한 양이 소요됩니다. 오늘날 이 골칫거리를 수입원으로 바꾸는 최소한 한 가지 방법이 있습니다. 바로 분뇨를 바이오가스로 가공하는 것입니다. 이 기술은 함유된 박테리아로 인해 분뇨와 식물 잔류물이 분해되는 자연 과정을 기반으로 합니다. 전체 임무는 가장 완전한 분해를 위한 특별한 조건을 만드는 것입니다. 이러한 조건은 산소 접근이 부족하고 최적 온도(40-50oC)입니다.

분뇨가 가장 자주 처리되는 방법은 누구나 알고 있습니다. 분뇨를 더미에 쌓은 다음 발효 후 밭으로 가져갑니다. 이 경우 생성된 가스는 대기 중으로 방출되며, 초기 물질에 포함된 질소의 40%와 인의 대부분도 그곳에서 빠져나갑니다. 결과적인 비료는 이상적이지 않습니다.

바이오가스를 얻으려면 폐쇄된 공간에서 산소에 접근하지 않고 분뇨 분해 과정이 이루어져야 합니다. 이 경우 잔여 제품에는 질소와 인이 모두 남아 있고 가스는 쉽게 펌핑할 수 있는 용기 상부에 축적됩니다. 이익의 원천은 가스 자체와 효과적인 비료 두 가지가 있습니다. 또한, 비료는 최고 품질이며 99% 안전합니다. 대부분의 병원성 미생물과 기생충 알이 죽고, 분뇨에 포함된 잡초 씨앗이 생존력을 잃습니다. 이 잔류물을 포장하기 위한 라인도 있습니다.

분뇨를 바이오가스로 가공하는 과정의 두 번째 전제조건은 최적의 온도를 유지하는 것입니다. 바이오매스에 포함된 박테리아는 저온에서 비활성화됩니다. 그들은 +30 o C의 주변 온도에서 작용하기 시작합니다. 또한 분뇨에는 두 가지 유형의 박테리아가 포함되어 있습니다.

온도가 +43 o C ~ +52 o C인 호열성 식물이 가장 효과적입니다. 이 식물에서 분뇨는 3일 동안 처리되며 유용한 생물반응기 면적 1리터에서 나오는 생산량은 최대 4.5리터의 바이오가스입니다(이것은 최대 출력). 그러나 +50oC의 온도를 유지하려면 상당한 에너지 소비가 필요하며 이는 모든 기후에서 수익성이 있는 것은 아닙니다. 따라서 바이오가스 플랜트는 중온에서 작동하는 경우가 많습니다. 이 경우 처리 시간은 12~30일이며, 생산량은 바이오리액터 부피 1리터당 약 2리터의 바이오가스입니다.

가스의 조성은 원료나 가공조건에 따라 다르지만 대략적으로 메탄이 50~70%, 이산화탄소가 30~50%이고, 황화수소도 소량(1미만) 함유되어 있다. %) 및 극소량의 암모니아, 수소 및 질소 화합물이 포함되어 있습니다. 플랜트 설계에 따라 바이오가스는 상당한 양의 수증기를 포함할 수 있으며, 이를 위해서는 건조가 필요합니다(그렇지 않으면 단순히 연소되지 않습니다). 산업용 설비의 모습이 비디오에 나와 있습니다.

이것은 전체 가스 생산 공장이라고 할 수 있습니다. 그러나 개인 농장이나 소규모 농장의 경우 이러한 양은 쓸모가 없습니다. 가장 간단한 바이오가스 플랜트는 손으로 쉽게 만들 수 있습니다. 그러나 문제는 "다음에 바이오가스를 어디로 보내야 하는가?"입니다. 생성된 가스의 연소열은 5340kcal/m3~6230kcal/m3(6.21~7.24kWh/m3)입니다. 따라서 가스보일러에 공급하여 열(난방 및 온수)을 발생시키거나 발전설비, 가스렌지 등에 공급할 수 있습니다. 바이오가스 플랜트 설계자인 Vladimir Rashin이 메추라기 농장의 거름을 사용하는 방법은 다음과 같습니다.

적어도 적당한 양의 가축과 가금류가 있다면 농장의 열, 가스 및 전기 수요를 완전히 충족할 수 있는 것으로 나타났습니다. 그리고 자동차에 가스 설비를 설치하면 차량에 연료도 공급됩니다. 생산 비용에서 에너지 자원이 차지하는 비중이 70~80%라는 점을 고려하면 바이오리액터만 절약하면 많은 돈을 벌 수 있습니다. 아래는 소규모 농장을 위한 바이오가스 플랜트의 수익성을 경제적으로 계산한 스크린샷입니다(2014년 9월 기준). 농장은 작다고 할 수는 없지만 확실히 크지도 않습니다. 용어에 대해 사과드립니다. 이것은 저자의 스타일입니다.

이것은 수제 바이오가스 플랜트에 필요한 비용과 가능한 수입 계획에 대한 대략적인 분석입니다.

수제 바이오가스 플랜트 계획

바이오가스 플랜트의 가장 간단한 계획은 밀봉된 용기, 즉 준비된 슬러리가 부어지는 생물반응기입니다. 이에 따라 분뇨를 적재하기 위한 해치와 가공된 원료를 하역하기 위한 해치가 있다.

추가 기능이 없는 가장 간단한 바이오가스 플랜트 계획

용기가 기질로 완전히 채워지지 않았습니다. 부피의 10-15%는 가스를 수집할 수 있도록 남아 있어야 합니다. 가스 배출관은 탱크 뚜껑에 내장되어 있습니다. 생성된 가스에는 상당히 많은 양의 수증기가 포함되어 있으므로 이러한 형태로는 연소되지 않습니다. 따라서 물개를 통과시켜 건조시켜야 합니다. 이 간단한 장치에서는 대부분의 수증기가 응축되고 가스가 잘 연소됩니다. 그런 다음 불연성 황화수소에서 가스를 청소하는 것이 좋습니다. 그런 다음에만 가스 수집 용기인 가스 홀더에 공급할 수 있습니다. 그리고 거기에서 소비자에게 분배될 수 있습니다: 보일러나 가스 오븐에 공급됩니다. 자신의 손으로 바이오가스 플랜트용 필터를 만드는 방법을 보려면 비디오를 시청하십시오.

대규모 산업 시설이 표면에 배치됩니다. 그리고 이것은 원칙적으로 이해할 수 있습니다. 토지 작업량이 너무 많습니다. 그러나 소규모 농장에서는 벙커 보울이 땅에 묻혀 있습니다. 이를 통해 첫째, 필요한 온도를 유지하는 데 드는 비용을 줄일 수 있으며, 둘째, 개인 뒷마당에는 이미 모든 종류의 장치가 충분합니다.

용기는 기성품으로 가져오거나 파낸 구덩이에서 벽돌, 콘크리트 등으로 만들 수 있습니다. 그러나이 경우 공기의 견고성과 불 침투성을 관리해야합니다. 이 과정은 혐기성입니다. 공기에 접근하지 못하므로 산소가 통과할 수 없는 층을 만들어야 합니다. 구조는 다층으로 되어 있으며 이러한 벙커를 생산하는 데는 시간이 많이 걸리고 비용이 많이 드는 공정입니다. 따라서 기성 용기를 묻어두는 것이 더 저렴하고 쉽습니다. 이전에는 반드시 스테인레스 스틸로 만들어진 금속 배럴이었습니다. 오늘날 시장에 PVC 용기가 등장하면서 이를 사용할 수 있습니다. 화학적으로 중성이며 열전도율이 낮고 수명이 길며 스테인레스 스틸보다 몇 배 저렴합니다.

그러나 위에서 설명한 바이오가스 플랜트는 생산성이 낮을 것입니다. 처리 공정을 활성화하려면 호퍼에 있는 물질을 적극적으로 혼합해야 합니다. 그렇지 않으면 기판의 표면이나 두께에 크러스트가 형성되어 분해 과정이 느려지고 배출구에서 생성되는 가스가 줄어듭니다. 혼합은 가능한 모든 방법으로 수행됩니다. 예를 들어, 비디오에 나와 있는 것처럼요. 이 경우 모든 드라이브를 만들 수 있습니다.

층을 혼합하는 또 다른 방법이 있지만 이는 비기계적입니다. 바로 바르비테이션입니다. 생성된 가스는 분뇨와 함께 압력을 받아 용기의 하부로 공급됩니다. 위로 올라가면 가스 거품이 지각을 깨뜨릴 것입니다. 동일한 바이오가스를 공급하므로 처리조건의 변화가 없습니다. 또한 이 가스는 소비로 간주될 수 없으며 다시 가스 탱크에 들어가게 됩니다.

위에서 언급했듯이 좋은 성능을 위해서는 높은 온도가 필요합니다. 이 온도를 유지하는 데 너무 많은 돈을 쓰지 않으려면 단열에 신경을 써야 합니다. 물론 선택할 단열재 유형은 귀하에게 달려 있지만 오늘날 가장 최적의 단열재는 폴리스티렌 폼입니다. 물을 두려워하지 않고, 곰팡이나 설치류의 영향을 받지 않으며, 수명이 길고 보온 성능이 뛰어납니다.

생물반응기의 모양은 다를 수 있지만 가장 일반적인 것은 원통형입니다. 기질 혼합의 복잡성 측면에서 이상적이지는 않지만 사람들이 그러한 용기를 만드는 데 많은 경험을 축적했기 때문에 더 자주 사용됩니다. 그리고 그러한 실린더가 칸막이로 나누어지면 공정이 시간에 따라 이동되는 두 개의 별도 탱크로 사용될 수 있습니다. 이 경우 발열체를 칸막이에 내장하여 두 챔버의 온도를 동시에 유지하는 문제를 해결할 수 있습니다.

가장 단순한 버전에서, 집에서 만드는 바이오가스 플랜트는 벽이 콘크리트로 만들어진 직사각형 구덩이이며 견고성을 위해 유리 섬유와 폴리에스테르 수지 층으로 처리됩니다. 이 용기에는 뚜껑이 달려 있습니다. 사용이 매우 불편합니다. 발효 덩어리의 가열, 혼합 및 제거가 구현하기 어렵고 완전한 처리 및 고효율을 달성하는 것이 불가능합니다.

트렌치 바이오가스 분뇨 처리 공장의 상황은 조금 더 좋습니다. 모서리가 비스듬하게 되어 있어서 신선한 분뇨를 더 쉽게 넣을 수 있습니다. 바닥을 경사지게 만들면 발효된 덩어리가 중력에 의해 한쪽으로 이동하게 되어 선택하기가 더 쉬워집니다. 이러한 설치에서는 벽뿐만 아니라 뚜껑에도 단열을 제공해야 합니다. 이러한 바이오가스 플랜트를 자신의 손으로 구현하는 것은 어렵지 않습니다. 그러나 완전한 처리와 최대 가스량을 달성할 수는 없습니다. 난방을 해도.

기본적인 기술적 문제가 다루어졌으며 이제 분뇨에서 바이오가스를 생산하기 위한 공장을 건설하는 여러 가지 방법을 알게 되었습니다. 여전히 기술적 뉘앙스가 있습니다.

재활용할 수 있는 것과 좋은 결과를 얻는 방법

모든 동물의 분뇨에는 처리에 필요한 유기체가 포함되어 있습니다. 발효 과정과 가스 생산에는 수천 가지가 넘는 다양한 미생물이 관여하는 것으로 밝혀졌습니다. 메탄 형성 물질이 가장 중요한 역할을 합니다. 또한 이러한 모든 미생물은 소의 분뇨에서 최적의 비율로 발견되는 것으로 알려져 있습니다. 어쨌든 이러한 유형의 폐기물을 식물 물질과 함께 처리할 때 가장 많은 양의 바이오가스가 방출됩니다. 이 표는 가장 일반적인 유형의 농업 폐기물에 대한 평균 데이터를 보여줍니다. 이 정도의 가스 출력량은 이상적인 조건에서 얻을 수 있다는 점에 유의하십시오.

좋은 생산성을 위해서는 특정 기질 습도(85-90%)를 유지하는 것이 필요합니다. 단, 이물질이 포함되지 않은 물을 사용해야 합니다. 용제, 항생제, 세제 등은 공정에 부정적인 영향을 미칩니다. 또한 프로세스가 정상적으로 진행되려면 액체에 큰 조각이 포함되어서는 안 됩니다. 최대 조각 크기: 1*2cm, 작은 조각이 더 좋습니다. 따라서 약초 성분을 추가할 계획이라면 갈아서 사용해야 합니다.

기판의 정상적인 처리에서는 최적의 pH 수준(6.7-7.6 이내)을 유지하는 것이 중요합니다. 일반적으로 환경은 정상적인 산성도를 가지며 때로는 산을 생성하는 박테리아가 메탄을 생성하는 박테리아보다 더 빨리 발생합니다. 그러면 환경이 산성화되고 가스 생산량이 감소합니다. 최적의 값을 얻으려면 일반 석회 또는 소다를 기질에 첨가하십시오.

이제 분뇨를 처리하는 데 걸리는 시간에 대해 조금 설명합니다. 일반적으로 시간은 생성된 조건에 따라 다르지만 발효 시작 후 3일째부터 이미 첫 번째 가스가 흐르기 시작할 수 있습니다. 가장 활발한 가스 형성은 분뇨가 30-33% 분해될 때 발생합니다. 시간감을 주기 위해 2주 후에 기질이 20~25% 분해된다고 가정해 보겠습니다. 즉, 최적의 처리는 한 달 동안 지속되어야 합니다. 이 경우 비료는 최고 품질입니다.

처리를 위한 빈 부피 계산

소규모 농장의 경우 최적의 설치는 일정한 설치입니다. 즉, 신선한 분뇨를 매일 조금씩 공급하고 같은 부분으로 제거하는 것입니다. 프로세스가 중단되지 않도록 하려면 일일 부하 비율이 처리량의 5%를 초과해서는 안 됩니다.

분뇨를 바이오가스로 가공하기 위한 자체 설비는 완벽의 정점은 아니지만 매우 효과적입니다.

이를 바탕으로 가정용 바이오가스 플랜트에 필요한 탱크 용량을 쉽게 결정할 수 있습니다. 농장의 일일 분뇨량(이미 습도 85-90%의 희석 상태)에 20을 곱해야 합니다(중온의 경우, 호열의 경우 30을 곱해야 함). 결과 수치에 돔 아래에 바이오가스를 수집하기 위한 여유 공간인 15-20%를 추가해야 합니다. 당신은 주요 매개 변수를 알고 있습니다. 모든 추가 비용과 시스템 매개변수는 구현을 위해 선택한 바이오가스 플랜트 계획과 모든 작업을 수행하는 방법에 따라 달라집니다. 즉석에서 제작한 자료를 사용하거나 턴키 설치를 주문하는 것이 가능합니다. 공장 개발 비용은 150만 유로이며 Kulibins의 설치 비용은 더 저렴합니다.

법적 등록

설치는 SES, 가스 검사관 및 소방관과 협력해야 합니다. 필요할 것이예요:

설치 기술 다이어그램.
설치 자체, 열 장치 설치 위치, 파이프라인 및 에너지 본선 위치, 펌프 연결을 참조한 장비 및 구성 요소의 레이아웃 계획입니다. 도표에는 피뢰침과 진입로가 표시되어야 합니다.
실내에 설치하는 경우 실내 공기의 최소 8배 교환을 제공하는 환기 계획도 필요합니다.

보시다시피 여기서는 관료주의 없이는 할 수 없습니다.

마지막으로 설치 성능에 대해 조금 설명합니다. 평균적으로 바이오가스 플랜트는 하루에 저수지 유효 부피의 두 배에 해당하는 양의 가스를 생산합니다. 즉, 40m 3의 슬러리는 하루에 80m 3의 가스를 생산합니다. 프로세스 자체를 보장하는 데 약 30%가 소요됩니다(주요 비용 항목은 난방입니다). 저것들. 출력 시 하루에 56m3의 바이오가스를 받게 됩니다. 통계에 따르면 3인 가족의 필요를 충족하고 평균 크기의 주택을 난방하려면 10m 3가 필요합니다. 순 잔고에는 하루 46m3가 있습니다. 그리고 이것은 작은 설치입니다.

결과

바이오가스 플랜트를 설립하는 데 일정 금액을 투자하면(직접 또는 턴키 방식으로) 열과 가스에 대한 자신의 필요와 필요를 충족할 수 있을 뿐만 아니라 다음과 같이 가스를 판매할 수도 있습니다. 가공으로 인한 고품질 비료도 있습니다.

바이오가스 플랜트는 농업 및 식품 산업 폐기물을 생물학적 비료와 생물학적 가스로 처리할 수 있는 특수 장치입니다.

이러한 시설을 사용하면 다양한 종류의 분뇨(새 배설물 포함)를 신속하게 제거하고 식물 잔류물(겨울철 사일리지, 식량 작물 꼭대기 등)을 처리하고 도축장 및 가금류 농장에서 발생하는 유기 폐기물을 효율적으로 처리할 수 있습니다. 생물학적 폐기물 및 가스를 획득하는 시간은 처리된 물질의 밀도와 수량에 따라 다릅니다.

이러한 설치는 독일 및 네덜란드와 같은 국가에서 가장 널리 퍼져 있습니다. 최근 몇 년 동안 수많은 중국 농장과 식품 생산 공장에도 자체 생산 바이오가스 공장이 설치되었습니다.

바이오가스 플랜트 건설. 바이오가스 플랜트는 매우 단순한 설계를 갖고 있다고 할 수 있습니다. 이러한 설치의 최신 모델은 충분한 수준의 자동화를 갖추고 있으며 최소한의 인간 제어가 필요합니다. 따라서 현대식 바이오가스 플랜트는 다음으로 구성됩니다.

가열 처리 초기에 원료가 들어가는 전환 용기입니다.
큰 입자의 풀과 거름을 분쇄하는 믹서입니다.
생성된 가스를 저장하는 가스 용기(가스 홀더)는 시스템의 예비량과 압력을 유지하는 데 필요합니다.
바이오리액터는 바이오가스 플랜트에서 가장 중요한 부분으로, 원료가 발효되어 가스가 생산됩니다.
가스 시스템은 생성된 가스를 공급 및 배출하기 위한 파이프 및 호스 세트입니다.
분리기는 가공된 원료를 고체비료와 액체비료로 분류합니다.
원료와 물을 펌핑하는 펌프.
반응기의 압력과 가열액의 온도를 측정하고 모니터링하는 장치입니다.
열병합발전소는 생성된 가스를 분배하는 역할을 합니다.
주어진 압력을 유지하려면 원자로 및 가스 탱크에서 과잉 가스를 배출하기 위한 비상 버너가 필요합니다.

언뜻 보면 바이오가스 플랜트의 설계는 너무 복잡하고 혼란스러울 뿐 아니라 고가의 장치와 부품이 포함되어 있는 것처럼 보입니다. 그러나 실제로는 그렇지 않습니다. 대부분의 구성 요소에는 위협적인 이름이 있지만 실제로는 일상적인 물건을 기반으로 합니다. 어쨌든 유사한 디자인이 수년 동안 전 세계 사람들에 의해 사용되어 왔으며 이는 설치 작동 원리를 어려움없이 이해할 수 있음을 의미합니다.

바이오가스 플랜트의 작동 원리. 바이오가스 플랜트의 작동 원리를 자세히 조사하기 전에 이 장치는 오로지 발효 및 분해 과정 때문에 등장했다고 말해야 합니다. 아시다시피, 모든 유기 물질(시간이 지남에 따라 적절한 조건에서)은 단순한 화학 물질로 분해되며 그 중 하나가 바이오가스입니다. 모든 바이오가스 플랜트가 생성되는 것은 발효 및 부패의 원리에 기초하며, 추가 구성 요소 및 조립품에는 보조 또는 제어 기능이 있습니다.

바이오가스 플랜트의 운영 단계.

1. 가공된 제품 및 폐기물을 시설로 인도합니다. 폐기물이 액체인 경우 특수 펌프를 사용하여 반응기로 전달하는 것이 좋습니다. 더 많은 고형 폐기물을 수동으로 또는 컨베이어 벨트를 통해 반응기로 전달할 수 있습니다. 어떤 경우에는 생물반응기에서 발효 및 부패 속도를 높이기 위해 폐기물을 가열하는 것이 좋습니다. 폐기물을 가열하기 위해 처리된 제품이 필요한 온도에 도달하는 전이 탱크가 사용됩니다.
2. 반응기에서의 처리. 전이 탱크 이후, 준비된(그리고 가열된!) 폐기물이 원자로로 들어갑니다. 고품질 생물반응기는 특별한 내산성 코팅이 된 특히 강한 강철 또는 콘크리트로 만들어진 밀폐형 구조입니다. 원자로에는 반드시 이상적인 단열 및 가스 절연 기능이 있어야 합니다. 공기가 조금만 들어가거나 온도가 내려가도 발효와 부패 과정이 중단됩니다. 반응기는 온수 튜브를 사용하여 가열됩니다. 시스템은 자율적입니다. 생산된 바이오가스를 사용하여 물을 가열합니다. 반응기는 완전히 밀폐된 환경에서 산소에 접근하지 않고 작동합니다. 하루에 여러 번 펌프를 사용하여 처리된 물질의 새로운 부분을 추가할 수 있습니다. 반응기의 최적 온도 범위는 섭씨 약 40도입니다. 온도가 낮으면 발효 과정이 크게 느려집니다. 온도를 높이면 물이 빠르게 증발하여 폐기물이 완전히 분해되지 않습니다. 발효 과정의 속도를 높이기 위해 특수 믹서가 사용됩니다. 일정 시간이 지나면 반응기 내의 물질을 혼합하는 장치입니다.
3. 완제품의 출력. 일정 시간(몇 시간에서 며칠까지)이 지나면 발효의 첫 번째 결과가 나타납니다. 이들은 바이오가스 및 생물학적 비료입니다. 결과적으로 생성된 바이오가스는 가스 홀더(가스 저장 탱크)에 들어가게 됩니다. 가스 탱크의 가스 압력은 밸브를 사용하여 조절됩니다. 압력이 과도한 경우 비상 버너가 활성화되어 과도한 가스를 연소시켜 압력을 안정화시킵니다. 생성된 바이오가스는 건조되어야 합니다. 그런 후에야 일반 천연가스처럼 사용할 수 있습니다. 이와 별도로 바이오가스 플랜트의 운영을 유지하려면 생산되는 가스의 약 15%가 필요하다고 해야 합니다. 결과적으로 생물학적 비료는 분리기가 있는 특별히 준비된 탱크에 들어갑니다. 고체비료(지렁이퇴비)와 액체비료로 구분됩니다. Vermicompost는 받은 비료 총량의 약 5%만을 차지합니다. 실제로 비료는 의도한 목적에 따라 즉시 사용될 수 있습니다. 추가 처리가 필요하지 않습니다. 또한 유럽에는 생성된 생물학적 비료를 플라스틱 용기에 포장하는 전체 생산 라인이 있습니다. 그러한 비료 거래는 상당히 수익성이 높은 사업입니다. 바이오가스 플랜트는 지속적으로 운영되고 있습니다. 간단히 말하면, 처리된 물질의 새로운 부분이 지속적으로 반응기로 유입되고, 가스 및 생물학적 비료도 지속적으로 가스 홀더 및 분리기 탱크에 유입됩니다.

바이오가스 플랜트의 운영 및 설치. 바이오가스 플랜트의 설치는 엄격하게 개별적입니다. 모든 구성 요소를 가져와 조립할 수는 없습니다. 일련의 준비 작업을 수행하고 여러 개의 큰 구덩이를 파고 원자로의 고품질 단열을 수행해야합니다. 농장이나 기업의 모든 개별 특성을 고려하고 바이오가스 플랜트를 특정 작업에 적합하게 만드는 것이 필요합니다. 처리 프로세스가 완전히 자동화되어 있으므로 한 사람이 바이오가스 플랜트를 모니터링할 수 있습니다. 설치 운영에는 많은 비용이 필요하지 않습니다. 적절한 관리와 적시 유지 관리를 통해 이러한 설치를 유지하는 데 드는 연간 비용은 원래 비용의 5%를 초과하지 않습니다.

바이오가스 플랜트 이용의 장점. 바이오가스 플랜트는 산업 폐기물과 거름에서 꼭 필요한 것을 얻을 수 있는 진정한 마법의 장치입니다. 특히 다음을 얻을 수 있습니다.

바이오가스
생물학적 비료
전기 및 열 에너지
자동차 연료.

바이오가스를 전기 및 열 에너지로 변환하려면 해당 설비에 추가 장치를 갖추어야 합니다. 이로 인해 설치 자체 비용이 증가하지만 유틸리티로부터 상당한 자율성을 확보하고 청구서를 크게 줄일 수 있습니다. 자동차에 가스 장비가 장착되어 있으면 바이오가스 플랜트에서 생산된 가스로 연료를 보급할 수 있습니다. 당연히 생물학적 가스에는 이산화탄소를 걸러내는 추가 정화가 필요합니다. 그 후에는 자동차가 바이오가스 플랜트에서 생산된 가스로 주행할 수 있게 됩니다. 이는 현재 연료 가격에서 매우 수익성이 높은 휘발유 구매를 크게 절약하는 데 도움이 됩니다.

바이오가스 플랜트가 필요한 사람은 누구입니까?

위에서 언급한 바와 같이, 바이오가스 플랜트는 전문적인 설치와 적시 유지관리가 필요한 기술적으로 복잡한 장치입니다.

따라서 농장이 수십 마리의 소와 수 헥타르의 토지로 구성된 소규모 농부에게는 그러한 장비가 필요하지 않습니다. 그는 바이오가스 플랜트를 24시간 내내 가동하고 상당한 수입을 창출할 만큼 충분한 거름과 기타 비료를 가지고 있지 않습니다. 대규모 농장, 가금류 농장, 육류 가공 공장에 관해 이야기하는 것은 완전히 다른 문제입니다. 이러한 산업은 매일 수백 킬로그램의 다양한 폐기물을 생성하는데, 이는 갈 곳이 없습니다. 그들에게는 바이오가스 플랜트를 구입하는 것이 폐기물 처리 문제를 해결하는 동시에 무료로 가스, 전기, 생물학적 비료를 받을 수 있는 유일한 방법입니다.

실습에서 알 수 있듯이 이러한 바이오가스 시스템은 설치 후 2년 이내에 비용을 지불하기 시작합니다. 설비의 평균 서비스 수명이 25년이라는 점을 고려하면 이러한 장비가 가져올 이익을 계산하는 것은 어렵지 않습니다.