Dispozitiv de bricolaj pentru producerea de biogaz. Cum se obține biogaz din gunoi de grajd: o prezentare generală a principiilor de bază și a designului unei instalații de producție Producția de gaz la domiciliu

Instalațiile mici pot fi instalate și acasă. Ca o parte, voi spune că producerea de biogaz cu propriile mâini nu este un fel de invenție nouă. Chiar și în cele mai vechi timpuri, biogazul a fost produs în mod activ acasă, în China. Această țară este în continuare lider în numărul de instalații de biogaz. Dar aici cum să faci o instalație de biogaz cu propriile mâini, ce este nevoie pentru asta, cât va costa - voi încerca să vă spun toate acestea în acest articol și în articolele următoare.

Calculul preliminar al unei instalații de biogaz

Înainte de a începe să achiziționați sau să asamblați independent o instalație de biogaz, trebuie să evaluați în mod adecvat disponibilitatea materiilor prime, tipul acestora, calitatea și posibilitatea furnizării neîntrerupte. Nu orice materie primă este potrivită pentru producerea de biogaz. Materii prime care nu sunt potrivite:

• materii prime cu conținut ridicat de lignină;
• materii prime care conțin rumeguș de la conifere (cu prezența rășinilor)
• cu umiditate care depășește 94%
• gunoi de grajd putrezit, precum și materii prime care conțin mucegai sau detergenți sintetici.

Dacă materia primă este potrivită pentru prelucrare, atunci puteți începe să determinați volumul bioreactorului. Volumul total de materii prime pentru modul mezofil (temperatura biomasei variază de la 25-40 de grade, cel mai comun mod) nu depășește 2/3 din volumul reactorului. Doza zilnică nu este mai mare de 10% din totalul materiilor prime încărcate.

Orice materie primă este caracterizată de trei parametri importanți:

• densitate;
• continut de cenusa;
• umiditate.

Ultimii doi parametri sunt determinați din tabele statistice. Materia primă este diluată cu apă pentru a atinge 80-92% umiditate. Raportul dintre cantitatea de apă și materii prime poate varia de la 1:3 la 2:1. Acest lucru se face pentru a da substratului fluiditatea necesară. Acestea. pentru a asigura trecerea substratului prin conducte si posibilitatea amestecarii acestuia. Pentru instalațiile mici de biogaz, densitatea substratului poate fi considerată egală cu densitatea apei.

Să încercăm să determinăm volumul reactorului folosind un exemplu.

Să presupunem că o fermă are 10 capete de vite, 20 de porci și 35 de găini. Următoarele excremente se produc pe zi: 55 kg de la 1 bovin, 4,5 kg de la 1 porc și 0,17 kg de la pui. Volumul deșeurilor zilnice va fi: 10x55+20x4,5+0,17x35 = 550+90+5,95 =645,95 kg. Să rotunjim până la 646 kg. Conținutul de umiditate al excrementelor de porc și bovine este de 86%, iar cel al excrementelor de pui este de 75%. Pentru a obține 85% umiditate în gunoi de grajd de pui, trebuie să adăugați 3,9 litri de apă (aproximativ 4 kg).

Se pare că doza zilnică de încărcare a materiei prime va fi de aproximativ 650 kg. Sarcina completă a reactorului: OS=10x0,65=6,5 tone, iar volumul reactorului OR=1,5x6,5=9,75 m³. Acestea. vom avea nevoie de un reactor cu un volum de 10 m³.

Calculul randamentului biogazului

Tabel pentru calcularea randamentului de biogaz în funcție de tipul de materie primă.

Tipul materiei prime	Putere de gaz, m³ la 1 kg de substanță uscată	Producție de gaz m³ la 1 tonă la umiditate 85%
gunoi de grajd	0,25-0,34	38-51,5
gunoi de grajd de porc	0,34-0,58	51,5-88
Excremente de păsări	0,31-0,62	47-94
Balegar de cal	0,2-0,3	30,3-45,5
gunoi de grajd de oaie	0,3-0,62	45,5-94

Dacă luăm același exemplu, înmulțind greutatea fiecărui tip de materie primă cu datele tabelare corespunzătoare și însumând toate cele trei componente, obținem un randament de biogaz de aproximativ 27-36,5 m³ pe zi.

Pentru a vă face o idee despre cantitatea necesară de biogaz, voi spune că o familie medie de 4 persoane va avea nevoie de 1,8-3,6 m³ pentru gătit. Pentru a încălzi o cameră de 100 m² – 20 m³ de biogaz pe zi.

Instalarea și fabricarea reactoarelor

Un rezervor metalic, un recipient din plastic poate fi folosit ca reactor sau poate fi construit din cărămidă sau beton. Unele surse spun că forma preferată este un cilindru, dar în structurile pătrate construite din piatră sau cărămidă se formează fisuri din cauza presiunii materiilor prime. Indiferent de formă, material și locație de instalare, reactorul trebuie:

• să fie etanș la apă și gaz. Amestecarea aerului și a gazului nu ar trebui să aibă loc în reactor. Între capac și corp trebuie să existe o garnitură din material etanșat;
• sa fie izolate termic;
• suporta toate sarcinile (presiunea gazului, greutatea etc.);
• să aibă trapă pentru efectuarea lucrărilor de reparații.

Instalarea și selectarea formei reactorului se realizează individual pentru fiecare fermă.

Tema de fabricație Instalație de biogaz DIY foarte extins. Prin urmare, în acest articol mă voi concentra asupra acestui lucru. În articolul următor vom vorbi despre alegerea elementelor rămase ale unei centrale de biogaz, prețuri și unde poate fi achiziționată.

Puteți obține singur o sursă de energie ieftină, acasă - trebuie doar să asamblați o instalație de biogaz. Dacă înțelegeți principiul funcționării și structurii sale, atunci acest lucru nu este dificil de făcut. Amestecul pe care îl produce conține o cantitate mare de metan (în funcție de materia primă încărcată - până la 70%), deci are o gamă largă de aplicații.

Reumplerea buteliilor de mașini care funcționează cu gaz ca combustibil pentru încălzirea cazanelor nu este o listă completă a tuturor opțiunilor posibile de utilizare a produsului finit. Povestea noastră este despre cum să instalați o instalație de biogaz cu propriile mâini.

Există mai multe modele ale unității. Atunci când alegeți o anumită soluție de inginerie, trebuie să înțelegeți cât de potrivită este această instalație la condițiile locale. Acesta este principalul criteriu de evaluare a fezabilității instalării. În plus, aveți propriile capacități, adică ce tip de materii prime și în ce volum puteți folosi, ce puteți face cu propriile mâini.

Biogazul este produs prin descompunerea materiei organice, dar „randamentul” acestuia (în termeni volumetrici) și, prin urmare, eficiența instalației, depinde de ceea ce este încărcat în ea. Tabelul oferă informații relevante (date orientative), care vor ajuta la determinarea alegerii unei soluții de inginerie specifice. Câteva grafice explicative ar fi de asemenea utile.

Opțiuni de proiectare

Cu încărcare manuală a materiilor prime, fără încălzire și agitare

Pentru uz casnic, acest model este considerat cel mai convenabil. Cu o capacitate a reactorului de 1 până la 10 m³, vor fi necesare aproximativ 50–220 kg de gunoi de grajd zilnic. De aici trebuie să procedați atunci când decideți dimensiunea recipientului.

Instalarea este instalată în pământ, deci va necesita o groapă mică. O locație pe site este selectată în conformitate cu dimensiunile ei calculate. Compoziția și scopul tuturor elementelor circuitului nu sunt greu de înțeles.

Caracteristica de instalare

După instalarea reactorului la fața locului, este necesar să se verifice etanșeitatea acestuia. Apoi metalul trebuie vopsit (de preferință cu o compoziție rezistentă la îngheț) și izolat.

• Eliminarea deșeurilor are loc în mod natural - fie în timpul procesului de adăugare a unei noi porțiuni, fie atunci când există un exces de gaz în reactor cu supapa închisă. Prin urmare, capacitatea containerului de colectare a deșeurilor nu trebuie să fie mai mică decât cea a celui de lucru.
• În ciuda simplității dispozitivului și a atractivității pentru asamblarea auto, datorită faptului că amestecarea și încălzirea masei nu sunt furnizate, această opțiune de instalare este recomandabilă să funcționeze în regiuni cu o climă blândă, adică în principal în sudul Rusiei. Deși, cu izolație termică de înaltă calitate, în condițiile în care straturile de apă subterană sunt adânci, acest design este destul de potrivit pentru zona de mijloc.

Fără încălzire, dar cu amestecare

Aproape același lucru, doar o mică modificare care crește semnificativ performanța instalației.

Cum se face un mecanism? Pentru cineva care l-a asamblat cu propriile mâini, de exemplu, aceasta nu este o problemă. În reactor va trebui montat un arbore cu pale. Prin urmare, este necesar să instalați rulmenți de susținere. Este bine să folosiți un lanț ca verigă de transmisie între arbore și pârghie.

Instalația de biogaz poate fi operată în aproape toate regiunile, cu excepția regiunilor de nord. Dar, spre deosebire de modelul anterior, necesită supraveghere.

Agitarea + încălzirea

Efectul termic asupra biomasei crește intensitatea proceselor de descompunere și fermentație care au loc în aceasta. Unitatea de biogaz este mai versatilă în utilizare, deoarece poate funcționa în două moduri - mezofil și termofil, adică în intervalul de temperatură (aproximativ) 25 - 65 ºС (vezi graficele de mai sus).

În diagrama de mai sus, centrala funcționează cu gazul rezultat, deși aceasta nu este singura opțiune. Încălzirea biomasei se poate face în diferite moduri, în funcție de modul în care este mai convenabil pentru proprietar să o organizeze.

Opțiuni automate

Diferența dintre această schemă este că este conectată la instalație. Acest lucru vă permite să acumulați rezerve de gaz, mai degrabă decât să îl utilizați imediat în scopul propus. Ușurința în utilizare se datorează și faptului că aproape orice regim de temperatură este potrivit pentru fermentația intensivă.

Această instalație este și mai productivă. Este capabil să prelucreze până la 1,3 tone de materii prime pe zi cu un volum similar de reactor. Încărcarea, amestecarea - pneumatica este responsabilă pentru aceasta. Canalul de evacuare permite eliminarea deșeurilor fie într-un buncăr pentru depozitare pe termen scurt, fie în containere mobile pentru îndepărtarea imediată. De exemplu, pentru fertilizarea câmpurilor.

Aceste opțiuni de instalații de biogaz nu sunt potrivite pentru uz casnic. Instalarea lor, în special cu propriile mâini, este mult mai dificilă. Dar pentru o fermă mică este o soluție bună.

Instalatie mecanizata de biogaz

Diferența față de modelele anterioare este în rezervorul suplimentar în care are loc pregătirea preliminară a masei de materie primă.

Biogazul comprimat este alimentat în buncărul de încărcare și apoi în reactor. Se foloseste si pentru incalzire.

Singurul lucru care este necesar atunci când asamblați oricare dintre instalații cu propriile mâini sunt calculele inginerești precise. Poate fi necesar să consultați un specialist. În rest, totul este destul de simplu. Dacă cel puțin unul dintre cititori devine interesat de o unitate de biogaz și o instalează singur, atunci autorul nu a lucrat în zadar la acest articol. Noroc!

Creșterea prețurilor la energie ne face să ne gândim la posibilitatea de a ne asigura noi înșine cu ele. O opțiune este o instalație de biogaz. Cu ajutorul lui, biogazul este obținut din gunoi de grajd, excremente și reziduuri vegetale, care, după purificare, poate fi folosit pentru aparatele pe gaz (sobe, cazane), pompat în butelii și folosit ca combustibil pentru mașini sau generatoare electrice. În general, procesarea gunoiului de grajd în biogaz poate satisface toate nevoile energetice ale unei locuințe sau fermei.

Construirea unei centrale de biogaz este o modalitate de a furniza independent resurse energetice

Principii generale

Biogazul este un produs care se obține din descompunerea substanțelor organice. In timpul procesului de putrezire/fermentare se elibereaza gaze, colectand care poti satisface nevoile propriei gospodarii. Echipamentul în care are loc acest proces se numește „instalație de biogaz”.

Procesul de formare a biogazului are loc datorită activității vitale a diferitelor tipuri de bacterii care sunt conținute în deșeurile în sine. Dar pentru ca ei să „lucreze” activ, trebuie să creeze anumite condiții: umiditate și temperatură. Pentru a le crea, se construiește o centrală de biogaz. Acesta este un complex de dispozitive, a cărui bază este un bioreactor, în care are loc descompunerea deșeurilor, care este însoțită de formarea de gaze.

Există trei moduri de procesare a gunoiului de grajd în biogaz:

• Modul psihofil. Temperatura în instalația de biogaz este de la +5°C până la +20°C. În astfel de condiții, procesul de descompunere este lent, se formează mult gaz și calitatea acestuia este scăzută.
• mezofil. Unitatea intră în acest mod la temperaturi cuprinse între +30°C și +40°C. În acest caz, bacteriile mezofile se reproduc activ. În acest caz, se formează mai mult gaz, procesul de procesare durează mai puțin - de la 10 la 20 de zile.
• Termofil. Aceste bacterii se înmulțesc la temperaturi de la +50°C. Procesul merge cel mai rapid (3-5 zile), debitul de gaz este cel mai mare (în condiții ideale, cu 1 kg de livrare poți obține până la 4,5 litri de gaz). Majoritatea tabelelor de referință pentru randamentul de gaz din procesare sunt date special pentru acest mod, așa că atunci când utilizați alte moduri, merită să faceți o ajustare mai mică.

Cel mai dificil lucru de implementat în instalațiile de biogaz este modul termofil. Acest lucru necesită izolație termică de înaltă calitate a instalației de biogaz, încălzire și un sistem de control al temperaturii. Dar la ieșire obținem cantitatea maximă de biogaz. O altă caracteristică a prelucrării termofile este imposibilitatea încărcării suplimentare. Celelalte două moduri - psihofil și mezofil - vă permit să adăugați zilnic o porție proaspătă de materii prime preparate. Dar, în modul termofil, timpul scurt de procesare face posibilă împărțirea bioreactorului în zone în care cota lor de materii prime va fi procesată cu timpi de încărcare diferiți.

Diagrama instalației de biogaz

Baza unei instalații de biogaz este un bioreactor sau un buncăr. Procesul de fermentație are loc în el, iar gazul rezultat se acumulează în el. Există și un buncăr de încărcare și descărcare; gazul generat este evacuat printr-o conductă introdusă în partea superioară. Urmează sistemul de tratare a gazelor - curățarea acestuia și creșterea presiunii din conducta de gaz la presiunea de lucru.

Pentru modurile mezofile și termofile, este necesar și un sistem de încălzire cu bioreactor pentru a ajunge la modurile necesare. În acest scop, se folosesc de obicei cazane pe gaz care funcționează cu combustibil produs. Din el, un sistem de conducte merge la bioreactor. De obicei, acestea sunt țevi din polimer, deoarece rezistă cel mai bine într-un mediu agresiv.

O instalație de biogaz are nevoie și de un sistem de amestecare a substanței. În timpul fermentației, la vârf se formează o crustă tare, iar particulele grele se depun. Toate acestea împreună agravează procesul de formare a gazelor. Mixerele sunt necesare pentru a menține o stare omogenă a masei prelucrate. Ele pot fi mecanice sau chiar manuale. Ele pot fi pornite prin cronometru sau manual. Totul depinde de modul în care este realizată instalația de biogaz. Un sistem automatizat este mai costisitor de instalat, dar necesită o atenție minimă în timpul funcționării.

După tipul de locație, o instalație de biogaz poate fi:

• Overground.
• Semi-încastrat.
• Încastrat.

Cele încastrate sunt mai scumpe de instalat - este necesară o cantitate mare de lucrări de excavare. Dar atunci când sunt folosite în condițiile noastre, sunt mai bune - este mai ușor să organizați izolația, iar costurile de încălzire sunt mai mici.

Ce poate fi reciclat

O instalație de biogaz este în esență omnivoră - orice materie organică poate fi procesată. Orice gunoi de grajd și urină, reziduuri de plante sunt potrivite. Detergenții, antibioticele și substanțele chimice afectează negativ procesul. Este recomandabil să minimizați aportul lor, deoarece ucid flora care le procesează.

Gunoiul de grajd de bovine este considerat ideal, deoarece conține cantități mari de microorganisme. Dacă în fermă nu sunt vaci, la încărcarea bioreactorului, este indicat să adăugați o parte din gunoi de grajd pentru a popula substratul cu microflora necesară. Reziduurile de plante sunt pre-zdrobite și diluate cu apă. Materialele vegetale și excrementele sunt amestecate într-un bioreactor. Procesarea acestei „umplere” durează mai mult, dar la sfârșitul zilei, în modul corect, avem cel mai mare randament de produs.

Determinarea locației

Pentru a minimiza costurile de organizare a procesului, este logic să amplasăm instalația de biogaz aproape de sursa deșeurilor – în apropierea clădirilor în care sunt ținute păsări de curte sau animale. Este recomandabil să dezvoltați designul astfel încât încărcarea să aibă loc prin gravitație. Dintr-un hambar sau porci, puteți așeza o conductă pe o pantă prin care gunoiul de grajd va curge gravitațional în buncăr. Acest lucru simplifică foarte mult sarcina de întreținere a reactorului și, de asemenea, îndepărtarea gunoiului de grajd.

Cel mai indicat este să amplasați instalația de biogaz astfel încât deșeurile din fermă să poată curge prin gravitație

De obicei, clădirile cu animale sunt situate la o oarecare distanță de o clădire rezidențială. Prin urmare, gazul generat va trebui transferat către consumatori. Dar așezarea unei țevi de gaz este mai ieftină și mai ușoară decât organizarea unei linii pentru transportul și încărcarea gunoiului de grajd.

Bioreactor

Există cerințe destul de stricte pentru rezervoarele de procesare a gunoiului de grajd:

Toate aceste cerințe pentru construcția unei instalații de biogaz trebuie îndeplinite, deoarece asigură siguranță și creează condiții normale pentru procesarea gunoiului de grajd în biogaz.

Din ce materiale poate fi realizat?

Rezistența la medii agresive este principala cerință pentru materialele din care pot fi realizate recipientele. Substratul din bioreactor poate fi acid sau alcalin. În consecință, materialul din care este fabricat recipientul trebuie să tolereze bine diverse medii.

Nu multe materiale îndeplinesc aceste solicitări. Primul lucru care îmi vine în minte este metalul. Este durabil și poate fi folosit pentru a face recipiente de orice formă. Lucrul bun este că puteți folosi un container gata făcut - un rezervor vechi. În acest caz, construcția unei centrale de biogaz va dura foarte puțin. Dezavantajul metalului este că reacționează cu substanțele active chimic și începe să se prăbușească. Pentru a neutraliza acest dezavantaj, metalul este acoperit cu un strat protector.

O opțiune excelentă este un recipient bioreactor din polimer. Plasticul este neutru din punct de vedere chimic, nu putrezește, nu ruginește. Trebuie doar să alegeți dintre materiale care pot rezista la îngheț și la încălzire la temperaturi destul de ridicate. Pereții reactorului trebuie să fie groși, de preferință armați cu fibră de sticlă. Astfel de containere nu sunt ieftine, dar durează mult timp.

O opțiune mai ieftină este o instalație de biogaz cu un container din cărămizi, blocuri de beton sau piatră. Pentru ca zidaria sa reziste la sarcini mari, este necesara armarea zidariei (la fiecare 3-5 randuri, in functie de grosimea peretelui si de material). După finalizarea procesului de construcție a pereților, pentru a asigura impermeabilitatea la apă și gaze, este necesară tratarea ulterioară în mai multe straturi a pereților atât în ​​interior, cât și în exterior. Pereții sunt tencuiți cu o compoziție de ciment-nisip cu aditivi (aditivi) care asigură proprietățile necesare.

Dimensionarea reactorului

Volumul reactorului depinde de temperatura selectată pentru procesarea gunoiului de grajd în biogaz. Cel mai adesea, se alege mezofil - este mai ușor de întreținut și permite posibilitatea reîncărcării zilnice a reactorului. Producția de biogaz după atingerea modului normal (aproximativ 2 zile) este stabilă, fără supratensiuni sau scăderi (când se creează condiții normale). În acest caz, are sens să se calculeze volumul instalației de biogaz în funcție de cantitatea de gunoi de grajd generată în fermă pe zi. Totul este ușor de calculat pe baza datelor statistice medii.

Descompunerea gunoiului de grajd la temperaturi mezofile durează de la 10 la 20 de zile. În consecință, volumul este calculat prin înmulțirea cu 10 sau 20. La calcul, este necesar să se țină cont de cantitatea de apă necesară pentru a aduce substratul într-o stare ideală - umiditatea acestuia ar trebui să fie de 85-90%. Volumul găsit este crescut cu 50%, deoarece sarcina maximă nu trebuie să depășească 2/3 din volumul rezervorului - gazul ar trebui să se acumuleze sub tavan.

De exemplu, la o fermă sunt 5 vaci, 10 porci și 40 de găini. Practic, 5 * 55 kg + 10 * 4,5 kg + 40 * 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Pentru a aduce gunoiul de pui la 85% umiditate, trebuie să adăugați puțin mai mult de 5 litri de apă (adică încă 5 kg). Greutatea totală este de 331,8 kg. Pentru prelucrare in 20 de zile ai nevoie de: 331,8 kg * 20 = 6636 kg - aproximativ 7 metri cubi doar pentru substrat. Înmulțim cifra găsită cu 1,5 (creștere cu 50%), obținem 10,5 metri cubi. Aceasta va fi valoarea calculată a volumului reactorului instalației de biogaz.

Trapele de încărcare și descărcare duc direct în rezervorul bioreactorului. Pentru ca substratul să fie distribuit uniform pe întreaga zonă, acestea sunt realizate la capete opuse ale recipientului.

La instalarea în profunzime a unei instalații de biogaz, conductele de încărcare și descărcare se apropie de corp într-un unghi ascuțit. În plus, capătul inferior al conductei ar trebui să fie sub nivelul lichidului din reactor. Acest lucru împiedică intrarea aerului în recipient. De asemenea, pe țevi sunt instalate supape rotative sau de închidere, care sunt închise în poziție normală. Se deschid numai în timpul încărcării sau descărcarii.

Deoarece gunoiul de grajd poate conține fragmente mari (elemente de așternut, tulpini de iarbă etc.), țevile de diametru mic se vor înfunda adesea. Așadar, pentru încărcare și descărcare, acestea trebuie să aibă un diametru de 20-30 cm.Trebuie instalate înainte de începerea lucrărilor de izolație a instalației de biogaz, dar după ce containerul este montat la loc.

Cel mai convenabil mod de funcționare al unei instalații de biogaz este încărcarea și descărcarea regulată a substratului. Această operație poate fi efectuată o dată pe zi sau o dată la două zile. Gunoiul de grajd și alte componente sunt colectate în prealabil într-un rezervor de stocare, unde sunt aduse în starea necesară - zdrobite, dacă este necesar, umezite și amestecate. Pentru comoditate, acest recipient poate avea un agitator mecanic. Substratul pregătit este turnat în trapa de primire. Dacă plasați recipientul de primire la soare, substratul va fi preîncălzit, ceea ce va reduce costul menținerii temperaturii necesare.

Este recomandabil să se calculeze adâncimea de instalare a buncărului de primire, astfel încât deșeurile să curgă în el prin gravitație. Același lucru este valabil și pentru descărcarea în bioreactor. Cel mai bun caz este dacă substratul pregătit se mișcă prin gravitație. Și un oblon îl va îngrădi în timpul pregătirii.

Pentru a asigura etanșeitatea instalației de biogaz, trapele de pe buncărul de primire și din zona de descărcare trebuie să aibă o garnitură de cauciuc de etanșare. Cu cât este mai puțin aer în recipient, cu atât gazul va fi mai curat la ieșire.

Colectarea și îndepărtarea biogazului

Biogazul este îndepărtat din reactor printr-o conductă, al cărei capăt este sub acoperiș, celălalt este de obicei coborât într-un sigiliu de apă. Acesta este un recipient cu apă în care este evacuat biogazul rezultat. Există o a doua țeavă în sigiliul de apă - este situată deasupra nivelului lichidului. Biogaz mai curat iese în el. O supapă de închidere a gazului este instalată la ieșirea din bioreactorul lor. Cea mai bună opțiune este una cu minge.

Ce materiale pot fi folosite pentru sistemul de transport al gazelor? Țevi metalice galvanizate și țevi de gaz din HDPE sau PPR. Acestea trebuie să asigure etanșeitatea; cusăturile și îmbinările sunt verificate cu spumă de săpun. Întreaga conductă este asamblată din țevi și fitinguri de același diametru. Fără contracții sau expansiuni.

Curățare de impurități

Compoziția aproximativă a biogazului rezultat este:

• metan - până la 60%;
• dioxid de carbon - 35%;
• alte substanțe gazoase (inclusiv hidrogen sulfurat, care dă gazului un miros neplăcut) - 5%.

Pentru ca biogazul să fie inodor și să ardă bine, este necesar să se elimine dioxidul de carbon, hidrogenul sulfurat și vaporii de apă din acesta. Dioxidul de carbon este îndepărtat într-un sigiliu de apă dacă se adaugă var stins pe fundul instalației. Un astfel de marcaj va trebui schimbat periodic (de îndată ce gazul începe să ardă mai rău, este timpul să îl schimbați).

Uscarea cu gaze se poate face în două moduri - prin realizarea de etanșări cu apă în conducta de gaz - prin introducerea secțiunilor curbate în conductă sub garniturile de apă, în care se va acumula condens. Dezavantajul acestei metode este necesitatea de a goli regulat sigiliul de apă - dacă există o cantitate mare de apă colectată, poate bloca trecerea gazului.

A doua modalitate este instalarea unui filtru cu silicagel. Principiul este același ca și în cazul unui sigiliu cu apă - gazul este furnizat gelului de silice și uscat de sub capac. Cu această metodă de uscare a biogazului, gelul de silice trebuie uscat periodic. Pentru a face acest lucru, trebuie să-l încălziți în cuptorul cu microunde pentru ceva timp. Se încălzește și umiditatea se evaporă. Puteți să-l umpleți și să îl utilizați din nou.

Pentru a îndepărta hidrogenul sulfurat, se folosește un filtru încărcat cu așchii de metal. Puteți încărca în container vechile cuveți de metal. Purificarea are loc exact în același mod: gazul este furnizat în partea inferioară a recipientului umplut cu metal. Pe măsură ce trece, este curățat de hidrogen sulfurat, colectat în partea superioară liberă a filtrului, de unde este evacuat printr-o altă țeavă/furtun.

Rezervor de gaz și compresor

Biogazul purificat intră într-un rezervor de stocare - un suport de gaz. Aceasta poate fi o pungă de plastic sigilată sau un recipient de plastic. Condiția principală este etanșeitatea la gaz; forma și materialul nu contează. Suportul de gaz stochează o sursă de biogaz. Din acesta, cu ajutorul unui compresor, gaz sub o anumită presiune (setată de compresor) este furnizat consumatorului - aragazului sau cazanului. Acest gaz poate fi folosit și pentru a genera energie electrică folosind un generator.

Pentru a crea o presiune stabilă în sistem după compresor, este recomandabil să instalați un receptor - un dispozitiv mic pentru nivelarea supratensiunii.

Dispozitive de amestecare

Pentru ca instalația de biogaz să funcționeze normal, este necesar să amestecați în mod regulat lichidul în bioreactor. Acest proces simplu rezolvă multe probleme:

• amestecă o porțiune proaspătă a încărcăturii cu o colonie de bacterii;
• favorizează eliberarea gazului produs;
• egalizează temperatura lichidului, excluzând zonele mai calde și mai reci;
• mentine omogenitatea substratului, impiedicand tasarea sau plutirea unor componente.

De obicei, o mică fabrică de biogaz de casă are agitatoare mecanice care sunt conduse de puterea musculară. În sistemele cu volum mare, agitatoarele pot fi acționate de motoare care sunt activate de un temporizator.

A doua metodă este de a agita lichidul trecând o parte din gazul generat prin el. Pentru a face acest lucru, după ieșirea din metatanc, este instalat un T și o parte din gaz curge în partea inferioară a reactorului, de unde iese printr-un tub cu găuri. Această parte a gazului nu poate fi considerată un consum, deoarece încă intră din nou în sistem și, ca urmare, ajunge în rezervorul de gaz.

A treia metodă de amestecare este utilizarea pompelor fecale pentru a pompa substratul din partea inferioară și a-l turna în partea de sus. Dezavantajul acestei metode este dependența sa de disponibilitatea energiei electrice.

Sistem de incalzire si izolare termica

Fără încălzirea lichidului procesat, bacteriile psihofile se vor înmulți. Procesul de procesare în acest caz va dura 30 de zile, iar producția de gaz va fi mică. Vara, dacă există izolație termică și preîncălzire a încărcăturii, este posibil să se ajungă la temperaturi de până la 40 de grade, când începe dezvoltarea bacteriilor mezofile, dar iarna o astfel de instalație este practic inoperabilă - procesele decurg foarte lent. . La temperaturi sub +5°C practic îngheață.

Ce să încălziți și unde să-l amplasați

Pentru cele mai bune rezultate, folosiți încălzirea. Cea mai rațională este încălzirea apei de la un cazan. Cazanul poate funcționa cu energie electrică, combustibil solid sau lichid și îl puteți funcționa și cu biogazul produs. Temperatura maximă la care apa trebuie încălzită este de +60°C. Țevile mai fierbinți pot face ca particulele să se lipească de suprafață, reducând eficiența încălzirii.

De asemenea, puteți utiliza încălzirea directă - introduceți elemente de încălzire, dar în primul rând, este dificil să organizați amestecarea, în al doilea rând, substratul se va lipi de suprafață, reducând transferul de căldură, elementele de încălzire se vor arde rapid.

O instalație de biogaz poate fi încălzită folosind radiatoare de încălzire standard, pur și simplu țevi răsucite într-o bobină sau registre sudate. Este mai bine să folosiți țevi de polimer - metal-plastic sau polipropilenă. De asemenea, țevile ondulate din oțel inoxidabil sunt potrivite; sunt mai ușor de instalat, în special în bioreactoarele verticale cilindrice, dar suprafața ondulată provoacă lipirea sedimentelor, ceea ce nu este foarte bun pentru transferul de căldură.

Pentru a reduce posibilitatea depunerii particulelor pe elementele de încălzire, acestea sunt amplasate în zona agitatorului. Numai în acest caz totul trebuie proiectat astfel încât mixerul să nu atingă țevile. Se pare adesea că este mai bine să plasați încălzitoarele în partea de jos, dar practica a arătat că din cauza sedimentelor de pe fund, o astfel de încălzire este ineficientă. Deci este mai rațional să amplasezi încălzitoare pe pereții metatancului unei instalații de biogaz.

Metode de încălzire a apei

În funcție de metoda de aranjare a conductelor, încălzirea poate fi externă sau internă. Când este instalată intern, încălzirea este eficientă, dar repararea și întreținerea încălzitoarelor este imposibilă fără oprirea și pomparea sistemului. Prin urmare, se acordă o atenție deosebită selecției materialelor și calității conexiunilor.

Încălzirea crește productivitatea instalației de biogaz și reduce timpul de procesare a materiilor prime

Când încălzitoarele sunt amplasate în exterior, este necesară mai multă căldură (costul de încălzire a conținutului unei instalații de biogaz este mult mai mare), deoarece se cheltuiește multă căldură pentru încălzirea pereților. Dar sistemul este întotdeauna disponibil pentru reparații, iar încălzirea este mai uniformă, deoarece mediul este încălzit de pereți. Un alt avantaj al acestei soluții este că agitatoarele nu pot deteriora sistemul de încălzire.

Cum să izolați

Mai întâi, se toarnă un strat de nisip de nivelare pe fundul gropii, apoi un strat termoizolant. Poate fi argilă amestecată cu paie și argilă expandată, zgură. Toate aceste componente pot fi amestecate și turnate în straturi separate. Sunt nivelate până la orizont și se instalează capacitatea instalației de biogaz.

Laturile bioreactorului pot fi izolate cu materiale moderne sau cu metode clasice de modă veche. Una dintre metodele de modă veche este acoperirea cu lut și paie. Aplicați în mai multe straturi.

Materialele moderne includ spumă de polistiren extrudat de înaltă densitate, blocuri de beton celular cu densitate scăzută etc. Cea mai avansată tehnologic în acest caz este spuma poliuretanică (PPU), dar serviciile pentru aplicarea acesteia nu sunt ieftine. Dar rezultatul este izolarea termică fără sudură, care minimizează costurile de încălzire. Există un alt material termoizolant - sticla spumă. Este foarte scump în plăci, dar așchiile sau firimiturile sale costă foarte puțin, iar din punct de vedere al caracteristicilor este aproape ideal: nu absoarbe umezeala, nu se teme de îngheț, tolerează bine sarcinile statice și are conductivitate termică scăzută.

Salutare tuturor cititorilor și vizitatorilor blogului „construiește o casă”. Îmi amintesc într-unul dintre articolele în care am „inventat”, am promis să vă spun despre obținerea biogaz acasă. Ei bine, ai promis, așa că trebuie să-l îndeplinești, ca să nu fii trimis într-unul din locurile rele.

Ce știm despre instalația de biogaz? În acest moment, mulți au doar o idee vagă despre acest lucru și majoritatea nu știu nimic despre ce este - întreaga idee de a furniza energie la casa dvs. se rezumă la plata facturilor pentru gaz sau altă energie. resurse la timp. Cu toate acestea, creșterea nesfârșită a costurilor energiei determină unele minți curios să caute soluții alternative și să caute metode de producție, de exemplu echipamente pentru producerea de biogaz la domiciliu din deșeuri organice. Mai mult, există și Kulibins care reușesc să facă 2 în 1 deodată - combina o fosă septică cu o instalație de biogaz. Crezi că e o glumă? Deloc. În lumea noastră, acest lucru nu este posibil.

Deci, o instalație de biogaz va oferi nu numai energie ieftină pentru gătit și încălzirea casei, ci și îngrășământ de înaltă calitate.

Instalație de biogaz la domiciliu folosind gunoi de grajd - diagramă

Producția de biogaz din deșeuri este un tip de combustibil ecologic. În ceea ce privește caracteristicile sale, practic nu este în niciun caz inferior gazului natural. Doar că nu este extras din pământ, dar prin fermentarea deșeurilor organice.

Tehnologia de extracție a biogazului poate fi imaginată astfel: într-o instalație specială de colectare numită bioreactor, se realizează procesul de procesare și fermentare a deșeurilor. Ca urmare, se eliberează un amestec de gaze, format din 60% metan, 35% dioxid de carbon și restul de 5% alte substanțe gazoase. Gazul extras este îndepărtat în mod constant din bioreactor și, după purificare, este utilizat în scopuri casnice.

Diagrama principiului de funcționare al unei instalații de biogaz

Deșeuri, transformate în îngrășământ de primă clasă, sunt extrase periodic și transportate pe câmp.

Notă: studiile au arătat că un câmp tratat cu îngrășăminte fermentate anaerob dă un randament cu 20-30% mai mult decât un câmp fertilizat în mod obișnuit.

Instalații de biogaz pentru casă – cumpărați sau faceți-le singur?

Dacă fermierii mari își pot permite să cumpere o instalație de biogaz creată în condiții industriale, atunci întreprinderile mici, și cu atât mai mult proprietarii privați, vor putea, cel mai probabil, să nu cumpere, ci să instaleze cu propriile mâini instalații mai puțin puternice care funcționează în conformitate cu aceeași metodă, din materiale vechi. Dar mai întâi trebuie să înțelegeți exact ce dimensiune și, cel mai important, ce tip de instalare doriți să obțineți pe site-ul dvs.

Schema de instalare pentru producerea de biogaz pentru întreprinderi, ferme

Tipuri de instalatii, ca și tipurile de fermentație a substanțelor organice, există doar două - cu alimentare cu aer (aerob) și fără acesta (anaerob). La fermentație aerobăÎn timpul descompunerii biomasei, hidrogenul este oxidat în apă, iar carbonul în dioxid de carbon. Mai mult, în acest moment se eliberează o cantitate mare - biomasa în fermentație se încălzește foarte mult.

În timpul fermentației anaerobe 60-70% din carbon se transformă în metan, iar restul - în hidrogen, dioxid de carbon și azot. Un arzător obișnuit cu gaz este foarte potrivit pentru arderea metanului.

Uzină de biogaz lângă hambarul fermei colective

Metoda aerobă de obținere a energiei este mai ușoară și mai simplă decât metoda anaerobă. Nu necesită producția de camere de fermentație sigilate și control. Se numesc instalații aerobe BTS(stații biotermale). Și anaerob - BES(stații de bioenergie sau biogaz). Orice produs agricol ecologic este potrivit ca materie primă pentru fermentare. O companie israeliană, de exemplu, a prezentat o instalație compactă de producere a biogazului care funcționează exclusiv cu cojile de fructe și legume.

Instalație de biogaz la domiciliu de la HomeBioGas

Instalația de biogaz dezvoltată de compania israeliană HomeBioGas pentru producerea gazelor la domiciliu, cu dimensiunile sale modeste (123 x 165 x 100 cm) și cu o greutate de cel mult 40 kg, poate asigura funcționarea unui arzător de țiglă la căldură maximă timp de o oră.

Homebiogaz - instalație de biogaz a unei companii israeliene

În plus, această instalație produce până la 8 litri îngrășăminte lichide pe zi la sarcina maximă a rezervorului (6 kg).

Se estimează că o mică întreprindere agricolă poate procesa aproximativ o tonă de deșeuri organice pe an folosind această instalație. Adevărat, instalația este proiectată să funcționeze la o temperatură zilnică medie de +20 o C. Cu toate acestea, vreau să vă spun cum să creați o instalație de biogaz la domiciliu care să funcționeze perfect în zona climatică din centrul Rusiei. În principiu, nu este nimic deosebit de complicat.

Stație de biogaz acasă

Dacă proprietarii instalației doresc să producă 0,7-0,9 m 3 de biogaz în fiecare zi (suficient pentru a găti alimente pentru două persoane), atunci trebuie să facă următoarele.

1. Încărcați o cameră de fermentație cu un volum de 1 m3 cu deșeuri organice tocate fin diluate în apă (să vă reamintesc - coji de fructe și legume) într-un raport de greutate de 1: 10 - 1: 5.
2. Închideți-l ermetic și asigurați o temperatură constantă de la +25 la +30°C.

Pentru a menține o temperatură constantă în cameră, prin ea este necesar să rulați serpentina de apă caldă, incalzit cu gaz produs de aceeasi instalatie. Trebuie instalate două robinete pe conducta de gaz: unul la soba cu gaz, celălalt la ieșirea din reactor.

Notă: oamenii noștri pricepuți din mediul rural se gândesc de mult, iar unii au pus-o în practică, să obțină gaz pentru încălzirea casei din propriile fecale - adică combină o fosă septică cu o instalație de biogaz. Dacă căutați bine pe Internet, puteți găsi chiar și diagrame.

Colector de gaz sau suport de gaz- al doilea cel mai important element al unei instalatii de biogaz, dupa instalatia de fermentatie. Este format din două vase de oțel (dintre care unul este răsturnat), intrând ușor unul în celălalt. Apa este turnată în vasul exterior, formând o etanșare hidraulică pentru intrarea biogazului în cavitatea vasului inversat. Intervalul inelar dintre pereții vaselor este de aproximativ 50 mm. Puteți conecta ambele rezervoare folosind țevi cu diametrul de ½ inch. Aceeași conductă de gaz preia gaz dintr-un vas inversat și livrează metan la o sobă convențională cu gaz. Este recomandat să acoperiți exteriorul suportului de gaz cu un cort izolat.