Količina ispuštanja plina u bioplinskim postrojenjima. Metode samostalne proizvodnje biogasa. Da li je isplativo praviti reaktor i koristiti biogas

23.06.2020

Ekologija potrošnje Salaš: Da li je isplativo proizvoditi biogorivo kod kuće u malim količinama na privatnoj parceli? Ako imate nekoliko metalnih buradi i drugog gvozdenog đubreta, kao i ponor slobodnog vremena i ne znate kako da ga rešite - da.

Pretpostavimo da prirodnog gasa nije bilo i neće biti u vašem selu. A čak i ako postoji, košta. Iako mnogo jeftinije od ruševnog grijanja na struju i tečna goriva. Najbliža radionica za proizvodnju peleta je udaljena par stotina kilometara, skupo je za nošenje. Svake godine je sve teže kupiti drva za ogrjev, a grijati ih je problematično. Na ovoj pozadini izgleda vrlo primamljivo dobiti besplatan biogas u vlastitom dvorištu od korova, kokošijeg gnoja, gnoja omiljene svinje ili sadržaja gospodarskog toaleta. Dovoljno je napraviti bioreaktor! Na TV-u pričaju kako se štedljivi njemački farmeri griju "izmetnim" resursima i sada im ne treba nikakav "Gasprom". Tu je tačna izreka „ukloniće film iz fekalija“. Internet je prepun članaka i videa na temu "biogas iz biomase" i "uradi sam bioplinsko postrojenje". Ali malo se zna o praktičnoj primjeni tehnologije: svi i svi pričaju o proizvodnji bioplina kod kuće, ali malo ljudi je u selu vidio konkretne primjere, baš kao legendarni Yo-Mobile na cesti. Pokušajmo otkriti zašto je to tako i kakve su perspektive progresivnih bioenergetskih tehnologija na selu.

Šta je biogas + malo istorije

Bioplin nastaje kao rezultat uzastopne trostepene razgradnje (hidroliza, stvaranje kiseline i metana) biomase od strane različitih vrsta bakterija. Korisna zapaljiva komponenta je metan, može biti prisutan i vodonik.

Bakterijski proces razgradnje koji proizvodi zapaljivi metan

U većoj ili manjoj mjeri, zapaljivi plinovi nastaju prilikom razgradnje svih životinjskih i biljnih ostataka.

Približan sastav biogasa, specifične proporcije komponenti zavise od sirovina i tehnologije koja se koristi

Ljudi već duže vrijeme pokušavaju koristiti ovu vrstu prirodnog goriva, u srednjovjekovnim hronikama se spominje činjenica da su stanovnici nizina današnje Njemačke prije milenijuma dobivali bioplin od trule vegetacije, uranjajući kožna krzna u močvaru kaša. U mračnom srednjem vijeku, pa čak i prosvijećenim stoljećima, najtalentovaniji meteoristi, koji su zahvaljujući posebno odabranoj dijeti uspjeli na vrijeme pokrenuti i zapaliti obilan metan plin, izazivali su neprestano oduševljenje javnosti na sajmu zabave. performansi. Industrijska postrojenja na biogas počela su se graditi s različitim uspjehom od sredine 19. stoljeća. U SSSR-u 80-ih godina prošlog stoljeća usvojen je državni program razvoja industrije, ali nije proveden, iako je desetak proizvodnih pogona još uvijek pokrenuto. U inostranstvu se tehnologija proizvodnje biogasa unaprjeđuje relativno aktivno, ukupan broj pogona koji rade kreće se u desetinama hiljada. U razvijenim zemljama (EEZ, SAD, Kanada, Australija) to su visoko automatizirani veliki kompleksi, u zemljama u razvoju (Kina, Indija) - poluzanatske biogas postrojenja za kućnu i malu poljoprivredu.

Procenat broja biogas postrojenja u zemljama EU. Jasno se vidi da se tehnologija aktivno razvija samo u Njemačkoj, a razlog su solidne državne subvencije i porezne olakšice.

Koja je upotreba biogasa

Jasno je da kao gorivo, pošto gori. Grijanje industrijskih i stambenih zgrada, proizvodnja električne energije, kuhanje. Međutim, nije sve tako jednostavno kao što je prikazano na snimcima razbacanim po YouTube-u. Biogas mora stabilno sagorijevati u postrojenjima za proizvodnju topline. Da bi se to postiglo, njegovi parametri plinovitog medija moraju biti dovedeni do prilično strogih standarda. Sadržaj metana ne smije biti manji od 65% (optimalno 90-95%), ne smije biti vodonika, uklanja se vodena para, uklanja se ugljični dioksid, preostale komponente su inertne na visoke temperature.

U stambenim zgradama nemoguće je koristiti biogas „izmetno-životinjskog” porijekla, koji nije oslobođen od neugodnih nečistoća.

Normalizovani pritisak je 12,5 bara, na vrednosti manjoj od 8-10 bara, automatizacija u savremenim modelima opreme za grejanje i kuhinjske opreme zaustavlja dovod gasa. Veoma je važno da karakteristike gasa koji ulazi u generator toplote budu stabilne. U slučaju skoka tlaka iznad norme, ventil će raditi, morat ćete ga ponovo uključiti ručno. Loše je ako se koriste zastarjeli plinski uređaji koji nisu opremljeni sistemom za kontrolu plina. U najboljem slučaju, gorionik kotla za grijanje može pokvariti. Najgora opcija je da gas nestane, ali njegov protok neće prestati. A ovo je bremenito tragedijom. Da rezimiramo rečeno: karakteristike biogasa moraju biti dovedene na tražene parametre, a sigurnosne mjere moraju se strogo poštovati. Pojednostavljeni procesni lanac za proizvodnju biogasa. Važna faza je odvajanje i odvajanje gasa

Koje se sirovine koriste za proizvodnju biogasa

Biljne i životinjske sirovine

Biljne sirovine su odlične za proizvodnju bioplina: od svježe trave možete dobiti maksimalan prinos goriva - do 250 m3 po toni sirovine, sadržaj metana do 70%. Nešto manje, od kukuruzne silaže može se dobiti do 220 m3, od repe do 180 m3. Bilo koje zelene biljke su pogodne, alge, sijeno (100 m3 po toni) su dobri, ali ima smisla koristiti vrijednu hranu za gorivo samo ako postoji jasan višak. Izlaz metana iz pulpe, koji nastaje u proizvodnji sokova, ulja i biodizela, je nizak, ali je materijal slobodan. Nedostatak biljnih sirovina je dug proizvodni ciklus, 1,5-2 mjeseca. Biogas se može dobiti i iz celuloze i drugog biljnog otpada koji se sporo raspada, ali je efikasnost izuzetno niska, proizvodi se malo metana, a ciklus proizvodnje je vrlo dug. U zaključku kažemo da biljne sirovine moraju biti fino mljevene.
Pogodne su i sirovine životinjskog porijekla: tradicionalni rogovi i kopita, otpad iz mljekara, klaonica i prerađivačkih pogona i također u zdrobljenom obliku. Najbogatija "ruda" su životinjske masti, proizvodnja visokokvalitetnog biogasa sa koncentracijom metana do 87% dostiže 1500 m3 po toni. Međutim, životinjske sirovine su u nedostatku i po pravilu joj pronalaze drugu namjenu.

Zapaljivi gas iz izmeta

Stajnjak je jeftin i dostupan u izobilju na mnogim farmama, ali je prinos i kvalitet bioplina mnogo niži nego kod drugih vrsta. Kravlje pljeskavice i konjske jabuke se mogu koristiti u čistom obliku, fermentacija počinje odmah, prinos biogasa je 60 m2 po toni sirovine sa niskim sadržajem metana (do 60%). Proizvodni ciklus je kratak, 10-15 dana. Svinjski i pileći stajnjak su toksični - da bi se mogle razviti korisne bakterije, miješa se s biljnim otpadom, silažom. Veliki problem predstavljaju deterdžente, tenzidi, koji se koriste u čišćenju stočnih objekata. Zajedno sa antibioticima, koji u velikim količinama uđu u stajnjak, inhibiraju bakterijsku sredinu i inhibiraju stvaranje metana. Potpuno je nemoguće ne koristiti sredstva za dezinfekciju, a poljoprivredna preduzeća koja su uložila u proizvodnju gasa iz stajnjaka prinuđena su da nađu kompromis između higijene i kontrole bolesti životinja s jedne strane i održavanja produktivnosti bioreaktora s druge strane.
Pogodan je i ljudski izmet, potpuno besplatan. Ali neisplativo je koristiti običnu kanalizaciju, koncentracija fekalija je preniska, a dezinficijensi i surfaktanti su visoki. Tehnolozi kažu da bi se mogli koristiti samo ako "proizvodi" dolaze u kanalizaciju samo iz WC-a, pod uslovom da se posuda ispere samo jednim litrom vode (standardne 4/8 l). I bez deterdženata, naravno.

Dodatni zahtjevi za sirovine

Ozbiljan problem sa kojim se susreću farme koje su instalirale savremenu opremu za proizvodnju bioplina je da sirovina ne bi trebalo da sadrži čvrste inkluzije; kamen, orah, komad žice ili daske koji slučajno uđu u masu će začepiti cevovod, onesposobiti skupe fekalije. pumpa ili mikser. Mora se reći da dati podaci o maksimalnom prinosu gasa iz sirovine odgovaraju idealnim laboratorijskim uslovima. Da bi se u stvarnoj proizvodnji približili ovim brojkama, potrebno je poštovati niz uslova: održavati potrebnu temperaturu, povremeno miješati fino mljevene sirovine, dodavati aditive koji aktiviraju fermentaciju itd. Na improviziranoj instalaciji, sastavljenoj prema preporukama članaka o "dobivanju bioplina vlastitim rukama", jedva možete dostići 20% maksimalnog nivoa, visokotehnološke instalacije mogu postići vrijednosti

Dovoljno objektivni podaci o maksimalnom prinosu biogasa za različite vrste sirovina

Uređaj za bioplinsko postrojenje

Da li je proizvodnja biogasa isplativa?

Već smo spomenuli da u razvijenim zemljama grade velike industrijske instalacije, dok u zemljama u razvoju grade uglavnom male, za malu ekonomiju. Hajde da objasnimo zašto je to tako:

Ima li smisla proizvoditi biogoriva kod kuće?

Je li isplativo proizvoditi biogorivo kod kuće u malim količinama na privatnoj parceli? Ako imate nekoliko metalnih buradi i drugog gvozdenog đubreta, kao i ponor slobodnog vremena i ne znate kako da ga rešite - da. Ali uštede su, nažalost, oskudne. A ulaganje u visokotehnološku opremu sa malim količinama sirovina i proizvodnju metana ni u kom slučaju nema smisla.

Još jedan video domaćeg Kulibina

PRETPLATITE SE na NAŠ youtube kanal Econet.ru, koji vam omogućava da gledate online, besplatno preuzmete sa YouTube-a video o liječenju, podmlađivanju osobe..

Stavite LIKE, podijelite sa PRIJATELJIMA!

https://www.youtube.com/channel/UCXd71u0w04qcwk32c8kY2BA/videos

Bez miješanja sirovina i aktiviranja procesa fermentacije, prinos metana neće biti veći od 20% mogućeg. To znači da u najboljem slučaju od 100 kg (utovar bunkera) odabrane trave možete dobiti 5 m3 plina bez uzimanja u obzir kompresije. I bit će dobro ako sadržaj metana prijeđe 50% i nije činjenica da će izgorjeti u generatoru topline. Prema riječima autora, sirovina se utovaruje svakodnevno, odnosno njen proizvodni ciklus je jedan dan. U stvari, potrebno vrijeme je 60 dana. Količina bioplina koju je pronalazač primio, sadržana u cilindru od 50 litara, koji je uspio napuniti, po mraznom vremenu za kotao za grijanje snage 15 kW (stambena zgrada od oko 150 m2) dovoljna je za 2 minute. .

Svima koji su zainteresirani za mogućnost proizvodnje bioplina savjetujemo da pažljivo prouče problem, posebno s financijske strane, sa tehničkim pitanjima, kontaktiraju stručnjake s iskustvom u takvim poslovima. Praktične informacije dobijene na onim farmama na kojima se bioenergetske tehnologije već neko vrijeme koriste bit će vrlo vrijedne. objavljeno

Ekologija potrošnje. Okućnica: Farme se svake godine suočavaju sa problemom odlaganja stajnjaka. Rasipaju se znatna sredstva koja su potrebna za organizaciju njegovog uklanjanja i sahrane. Ali postoji način koji vam omogućava ne samo da uštedite svoj novac, već i da vam ovaj prirodni proizvod služi za dobrobit.

Farme se godišnje suočavaju sa problemom odlaganja stajnjaka. Rasipaju se znatna sredstva koja su potrebna za organizaciju njegovog uklanjanja i sahrane. Ali postoji način koji vam omogućava ne samo da uštedite svoj novac, već i da vam ovaj prirodni proizvod služi za dobrobit. Razboriti vlasnici već dugo koriste eko-tehnologiju u praksi, koja omogućava dobivanje bioplina iz stajnjaka i korištenje rezultata kao goriva.

O prednostima korištenja biotehnologije

Tehnologija dobivanja bioplina iz različitih prirodnih izvora nije nova. Istraživanja u ovoj oblasti započela su krajem 18. stoljeća, a uspješno su se razvijala u 19. stoljeću. U Sovjetskom Savezu, prva bioenergetska elektrana stvorena je četrdesetih godina prošlog stoljeća.

Tehnologija prerade stajnjaka u bioplin omogućava smanjenje količine štetnih emisija metana u atmosferu i dobijanje dodatnog izvora toplotne energije

Biotehnologije se dugo koriste u mnogim zemljama, ali danas su od posebnog značaja. Zbog pogoršanja ekološke situacije na planeti i visoke cijene energije, mnogi okreću pogled ka alternativnim izvorima energije i topline.

Naravno, stajnjak je vrlo vrijedno đubrivo, a ako na farmi postoje dvije krave, onda nema problema s njegovom upotrebom. Druga stvar je kada su u pitanju farme sa krupnim i srednjim stočarstvom, gde se godišnje stvaraju tone smrdljivog i trulog biološkog materijala.

Da bi se stajnjak pretvorio u visokokvalitetno đubrivo, potrebna su područja sa određenim temperaturnim režimom, a to su dodatni troškovi. Stoga ga mnogi farmeri skladište tamo gdje je potrebno, a zatim ga odvoze na polja.

Ako se ne poštuju uvjeti skladištenja, do 40% dušika i glavni dio fosfora isparava iz stajnjaka, što značajno pogoršava njegove pokazatelje kvaliteta. Osim toga, gas metan se ispušta u atmosferu, što negativno utiče na ekološku situaciju planete.

U zavisnosti od količine proizvedenih sirovina dnevno, potrebno je odabrati dimenzije instalacije i stepen njene automatizacije.

Savremene biotehnologije omogućavaju ne samo da se neutrališu štetni uticaji metana na životnu sredinu, već i da on služi za dobrobit čoveka, uz izvlačenje značajnih ekonomskih koristi. Kao rezultat prerade stajnjaka nastaje biogas iz kojeg se tada mogu dobiti hiljade kW energije, a proizvodni otpad je vrlo vrijedno anaerobno đubrivo.

Šta je biogas

Biogas je hlapljiva tvar bez boje i mirisa koja sadrži do 70% metana. Po svojim pokazateljima kvaliteta približava se tradicionalnoj vrsti goriva - prirodnom plinu. Ima dobru kalorijsku vrijednost, 1m3 biogasa emituje onoliko topline koliko se dobije sagorijevanjem kilograma i po uglja.

Formiranje bioplina dugujemo anaerobnim bakterijama koje aktivno rade na razgradnji organskih sirovina koje se koriste kao stajnjak domaćih životinja, ptičji izmet, otpad bilo kojeg bilja.

U biogasu vlastite proizvodnje može se koristiti ptičji izmet i otpadni proizvodi sitne i krupne stoke. Sirovi materijal se može koristiti u čistom obliku iu obliku mješavine sa uključivanjem trave, lišća, starog papira

Za aktiviranje procesa potrebno je stvoriti povoljne uvjete za vitalnu aktivnost bakterija. Oni bi trebali biti slični onima u kojima se mikroorganizmi razvijaju u prirodnom rezervoaru - u želucu životinja, gdje je toplo i nema kisika. Zapravo, ovo su dva glavna uslova koji doprinose čudesnoj transformaciji mase trulog stajnjaka u ekološki prihvatljivo gorivo i vrijedna gnojiva.

Mehanizam stvaranja gasa iz organskih sirovina

Za dobivanje bioplina potreban vam je zatvoreni reaktor bez pristupa zraka, gdje će se odvijati proces fermentacije stajnjaka i njegovog razlaganja na komponente:

Metan (do 70%).
Ugljični dioksid (oko 30%).
Ostale gasovite materije (1-2%).

Nastali plinovi se dižu do vrha rezervoara, odakle se zatim ispumpavaju, a taloži se zaostali produkt - visokokvalitetno organsko gnojivo, koje je kao rezultat obrade zadržalo sve vrijedne tvari u stajskom gnoju. - dušika i fosfora, te je izgubio značajan dio patogenih mikroorganizama.

Biogas reaktor mora imati potpuno zatvorenu konstrukciju, u kojoj nema kiseonika, inače će proces razgradnje stajnjaka biti izuzetno spor

Drugi važan uslov za efikasnu razgradnju stajnjaka i stvaranje biogasa je poštovanje temperaturnog režima. Bakterije uključene u proces se aktiviraju na temperaturi od +30 stepeni. Osim toga, gnoj sadrži dvije vrste bakterija:

Mezofilni. Njihova vitalna aktivnost odvija se na temperaturi od +30 - +40 stepeni;
Termofilna. Za njihovu reprodukciju potrebno je pridržavati se temperaturnog režima od +50 (+60) stepeni.

Vrijeme obrade sirovina u postrojenjima prvog tipa ovisi o sastavu smjese i kreće se od 12 do 30 dana. Istovremeno, 1 litra korisne površine reaktora daje 2 litre biogoriva. Kada se koriste postrojenja drugog tipa, vrijeme proizvodnje konačnog proizvoda se smanjuje na tri dana, a količina bioplina se povećava na 4,5 litara.

Efikasnost termofilnih postrojenja vidljiva je golim okom, međutim, troškovi njihovog održavanja su vrlo visoki, pa prije nego što odaberete jednu ili drugu metodu dobivanja bioplina, morate sve pažljivo izračunati (kliknite za povećanje)

Unatoč činjenici da je efikasnost termofilnih instalacija deset puta veća, one se koriste mnogo rjeđe, jer je održavanje visokih temperatura u reaktoru povezano s visokim troškovima. Održavanje i održavanje mezofilnih biljaka je jeftinije, pa ih većina farmi koristi za proizvodnju bioplina.

Biogas je prema kriterijima energetskog potencijala malo inferiorniji od uobičajenog plinskog goriva. Međutim, sadrži pare sumporne kiseline, čije prisustvo treba uzeti u obzir pri odabiru materijala za izgradnju instalacije.

Proračuni efikasnosti primjene biogasa

Jednostavne kalkulacije pomoći će da se procijene sve prednosti korištenja alternativnih biogoriva. Jedna krava težine 500 kg dnevno proizvede oko 35-40 kg stajnjaka. Ova količina je dovoljna za proizvodnju oko 1,5 m3 biogasa, iz čega se može proizvesti 3 kWh električne energije.

Koristeći podatke iz tabele, lako je izračunati koliko m3 bioplina se može dobiti na izlazu u skladu sa raspoloživim brojem stoke na farmi.

Za dobijanje biogoriva može se koristiti i jedna vrsta organske sirovine i mešavine više komponenti sa sadržajem vlage od 85-90%. Važno je da ne sadrže strane hemijske nečistoće koje negativno utiču na proces obrade.

Najjednostavniji recept za mješavinu izmislio je još 2000. godine jedan Rus iz regije Lipetsk, koji je vlastitim rukama izgradio najjednostavniju bioplinsku elektranu. Pomiješao je 1500 kg kravlje balege sa 3500 kg otpada raznih biljaka, dodao vodu (oko 65% težine svih sastojaka) i zagrijao smjesu na 35 stepeni.

Za dvije sedmice besplatno gorivo je spremno. Ova mala instalacija proizvodila je 40 m3 plina dnevno, što je bilo sasvim dovoljno za grijanje kuće i pomoćnih objekata šest mjeseci.

Opcije za proizvodne pogone za proizvodnju biogoriva

Nakon izvršenih proračuna potrebno je odlučiti kako napraviti instalaciju kako bi se dobio bioplin u skladu sa potrebama Vaše farme. Ako je stoka mala, onda je prikladna najjednostavnija instalacija, koju je lako napraviti od improviziranih sredstava vlastitim rukama.

Za velike farme koje imaju stalan izvor velike količine sirovina, preporučljivo je izgraditi industrijski automatizirani biogas sistem. U ovom slučaju, malo je vjerojatno da će to biti moguće bez uključivanja stručnjaka koji će razviti projekat i montirati instalaciju na profesionalnom nivou.

Dijagram jasno pokazuje kako funkcionira industrijski automatizirani kompleks za proizvodnju bioplina. Izgradnju takvog razmjera može odmah organizirati nekoliko farmi koje se nalaze u blizini

Danas postoji na desetine kompanija koje mogu ponuditi razne opcije: od gotovih rješenja do razvoja individualnog projekta. Da biste smanjili troškove izgradnje, možete sarađivati sa susjednim farmama (ako ih ima u blizini) i izgraditi jedno bioplinsko postrojenje za sve.

Treba napomenuti da je za izgradnju čak i male instalacije potrebno izraditi relevantne dokumente, napraviti tehnološku šemu, plan postavljanja opreme i ventilacije (ako je oprema ugrađena u zatvorenom prostoru), proći kroz procedure za koordinaciju sa SES-om, vatrogasnom i gasnom inspekcijom.

Karakteristike dizajna biogas sistema

Kompletno biogas postrojenje je složen sistem koji se sastoji od:

Bioreaktor u kojem se odvija proces razgradnje stajnjaka;
Automatizirani sustav opskrbe organskim otpadom;
Uređaji za miješanje biomase;
Oprema za održavanje optimalnih temperaturnih uslova;
Spremnik za plin - rezervoari za skladištenje plina;
Prijemnik ispunjenog čvrstog otpada.

Svi gore navedeni elementi ugrađuju se u industrijske instalacije koje rade u automatskom režimu. Reaktori za domaćinstvo, u pravilu, imaju pojednostavljeni dizajn.

Dijagram prikazuje glavne komponente automatiziranog sistema za biogas. Zapremina reaktora zavisi od dnevnog unosa organskih sirovina. Za potpuno funkcioniranje instalacije, reaktor mora biti napunjen do dvije trećine zapremine

Princip rada i uređenje postrojenja za proizvodnju biogasa

Glavni element sistema je bioreaktor. Postoji nekoliko opcija za njegovo izvođenje, glavna stvar je osigurati nepropusnost strukture i isključiti ulazak kisika. Može se napraviti u obliku metalne posude različitih oblika (obično cilindričnog) koja se nalazi na površini. Često se u te svrhe koristi 50 kubnih metara praznih rezervoara za gorivo.

Možete kupiti gotove kontejnere sklopivog dizajna. Njihova prednost je mogućnost brze demontaže, a po potrebi i transporta na drugo mjesto. Preporučljivo je koristiti industrijske površinske instalacije na velikim farmama, gdje postoji stalan priliv velike količine organskih sirovina.

Za mala imanja prikladnija je opcija podzemnog postavljanja rezervoara. Podzemni bunker je izgrađen od cigle ili betona. U zemlju možete zakopati gotove kontejnere, na primjer, bačve od metala, nehrđajućeg čelika ili PVC-a. Moguće je i njihovo površinsko postavljanje na ulici ili u posebno određenoj prostoriji sa dobrom ventilacijom.

Za proizvodnju bioplinskog postrojenja možete kupiti gotove PVC posude i ugraditi ih u prostoriju opremljenu ventilacijskim sistemom

Bez obzira na to gdje i kako se reaktor nalazi, opremljen je spremnikom za utovar stajnjaka. Prije utovara sirovina mora se podvrgnuti preliminarnoj pripremi: drobi se u frakcije ne veće od 0,7 mm i razrijedi vodom. U idealnom slučaju, sadržaj vlage u podlozi treba da bude oko 90%.

Automatizirana postrojenja industrijskog tipa opremljena su sustavom za opskrbu sirovinama, uključujući prijemnik u kojem se smjesa dovodi do potrebne vlage, cjevovod za dovod vode i pumpnu jedinicu za prijenos mase u bioreaktor.

U postrojenjima za pripremu kućnih supstrata koriste se odvojeni kontejneri u kojima se otpad drobi i miješa s vodom. Zatim se masa utovaruje u prijemni odjeljak. U reaktorima koji se nalaze pod zemljom, rezervoar za prijem supstrata se iznosi napolje, pripremljena mešavina gravitacijom teče kroz cevovod u fermentacionu komoru.

Ako se reaktor nalazi na tlu ili u zatvorenom prostoru, ulazna cijev sa prijemnim uređajem može biti smještena u donjem bočnom dijelu posude. Također je moguće dovesti cijev do gornjeg dijela, a na njen vrat staviti utičnicu. U tom slučaju, biomasa će se morati snabdjeti pumpom.

U bioreaktoru je potrebno obezbijediti i izlaz, koji je napravljen praktično na dnu kontejnera na suprotnoj strani od ulaznog lijevka. Kada se postavi ispod zemlje, izlazna cijev je postavljena koso prema gore i vodi do posude za otpad, u obliku pravokutne kutije. Njena gornja ivica mora biti ispod nivoa ulaza.

Ulazne i izlazne cijevi su postavljene koso prema gore na različitim stranama spremnika, dok kompenzacijski spremnik u koji otpad ulazi mora biti niži od prijemnog lijevka

Proces teče na sljedeći način: ulazni lijevak prima novu šaržu supstrata, koja teče u reaktor, istovremeno se ista količina otpadnog mulja diže kroz cijev do prijemnika za otpad, odakle se naknadno izvlači i koristi se kao visokokvalitetno bio-đubrivo.

Biogas se skladišti u rezervoaru za gas. Najčešće se nalazi direktno na krovu reaktora i ima oblik kupole ili konusa. Izrađuje se od krovnog željeza, a zatim se, radi sprječavanja korozivnih procesa, farba sa nekoliko slojeva uljane boje. U industrijskim instalacijama dizajniranim za prijem velikih količina plina, spremnik za plin se često pravi u obliku zasebnog spremnika koji je cjevovodom povezan s reaktorom.

Plin koji nastaje fermentacijom nije pogodan za upotrebu, jer sadrži veliku količinu vodene pare i u tom obliku neće izgorjeti. Da bi se očistio od vodenih frakcija, plin se propušta kroz vodeni pečat. Da bi se to postiglo, iz rezervoara se uklanja cijev, kroz koju bioplin ulazi u posudu s vodom, a odatle se opskrbljuje potrošačima kroz plastičnu ili metalnu cijev.

Dijagram podzemne instalacije. Ulaz i izlaz trebaju biti na suprotnim stranama posude. Iznad reaktora nalazi se vodeni zatvarač kroz koji se nastali gas propušta radi sušenja.

U nekim slučajevima za skladištenje plina koriste se posebne vrećice za plinske držače od polivinil hlorida. Vreće se postavljaju pored postrojenja i postepeno pune gasom. Kako se puni, elastični materijal se naduvava i zapremina vreća se povećava, omogućavajući, ako je potrebno, privremeno skladištenje veće količine finalnog proizvoda.

Uslovi za efikasan rad bioreaktora

Za efikasan rad postrojenja i intenzivno oslobađanje biogasa neophodna je ujednačena fermentacija organskog supstrata. Smjesa mora biti u stalnom pokretu. U suprotnom, na njemu se formira kora, proces raspadanja se usporava, kao rezultat toga, dobiva se manje plina nego što je prvobitno izračunato.

Kako bi se osiguralo aktivno miješanje biomase, na vrhu ili na bočnoj strani tipičnog reaktora ugrađuju se potopljene ili nagnute miješalice na električni pogon. U domaćim instalacijama, miješanje se vrši mehanički pomoću uređaja koji nalikuje kućnoj miješalici. Može se upravljati ručno ili opremljen električnim pogonom.

Kod vertikalnog rasporeda reaktora, ručica miješalice je prikazana u gornjem dijelu instalacije. Ako je kontejner postavljen horizontalno, puž se također nalazi u horizontalnoj ravni, a ručka se nalazi sa strane bioreaktora

Jedan od najvažnijih uslova za dobijanje biogasa je održavanje potrebne temperature u reaktoru. Grijanje se može izvesti na više načina. U stacionarnim instalacijama koriste se automatizirani sistemi grijanja koji se uključuju kada temperatura padne ispod unaprijed određenog nivoa, a isključuju se kada se postigne željena temperatura.

Za grijanje možete koristiti plinske kotlove, direktno grijanje električnim grijačima ili ugraditi grijaći element u podnožje spremnika. Da bi se smanjili gubici toplote, preporučuje se da se oko reaktora izgradi mali okvir sa slojem staklene vune ili da se instalacija pokrije toplotnom izolacijom. Ekspandirani polistiren ima dobra svojstva toplinske izolacije.

Za opremanje sistema grijanja na biomasu moguće je položiti cjevovod od kućnog grijanja koji se napaja reaktorom

Kako odrediti tačan volumen reaktora

Zapremina reaktora se određuje na osnovu dnevne količine stajnjaka proizvedenog na farmi. Takođe je potrebno voditi računa o vrsti sirovine, temperaturi i vremenu fermentacije. Da bi instalacija radila u potpunosti, posuda je napunjena do 85-90% zapremine, najmanje 10% mora ostati slobodno da gas izađe.

Proces razgradnje organske materije u mezofilnoj biljci na prosječnoj temperaturi od 35 stepeni traje od 12 dana, nakon čega se fermentirani ostaci uklanjaju i reaktor se puni novim dijelom supstrata. Budući da se otpad prije slanja u reaktor razrjeđuje vodom do 90%, pri određivanju dnevnog opterećenja mora se uzeti u obzir i količina tekućine.

Na osnovu datih pokazatelja, zapremina reaktora će biti jednaka dnevnoj količini pripremljenog supstrata (stajnjak sa vodom) pomnoženoj sa 12 (vreme potrebno za razgradnju biomase) i uvećanoj za 10% (slobodna zapremina kontejnera).

Izgradnja podzemnog bioplinskog postrojenja

Sada razgovarajmo o najjednostavnijoj instalaciji koja vam omogućava da dobijete bioplin kod kuće po najnižoj cijeni. Razmislite o izgradnji podzemne instalacije. Da biste ga napravili, morate iskopati rupu, njena baza i zidovi izliveni su armiranim betonom od ekspandirane gline. Sa suprotnih strana komore prikazani su ulazni i izlazni otvori, gdje su postavljene kosine cijevi za dovod podloge i ispumpavanje otpadnog mulja.

Odvodna cijev promjera oko 7 cm trebala bi biti smještena gotovo na samom dnu bunkera, njen drugi kraj je montiran u pravokutni kompenzacijski kontejner u koji će se ispumpati otpad. Cjevovod za dovod supstrata nalazi se na udaljenosti od približno 50 cm od dna i ima prečnik 25-35 cm.Gornji dio cijevi ulazi u odjeljak za prijem sirovina.

Reaktor mora biti potpuno zatvoren. Kako bi se isključila mogućnost prodiranja zraka, kontejner mora biti prekriven slojem bitumenske hidroizolacije.

Gornji dio bunkera - držač plina ima oblik kupole ili konusa. Izrađuje se od limova ili krovnog željeza. Također je moguće upotpuniti konstrukciju ciglom, koja se zatim tapacira čeličnom mrežom i malterizira. Na vrhu rezervoara za gas morate napraviti zapečaćeni otvor, ukloniti gasnu cijev koja prolazi kroz vodenu brtvu i ugraditi ventil za smanjenje tlaka plina.

Za miješanje supstrata, jedinica može biti opremljena drenažnim sistemom koji radi na principu mjehurića. Da biste to učinili, okomito pričvrstite plastične cijevi unutar konstrukcije tako da njihov gornji rub bude iznad sloja podloge. Probušite puno rupa u njima. Gas pod pritiskom će se spustiti, a dižući se, mehurići gasa će mešati biomasu u rezervoaru.

Ako ne želite da gradite betonski bunker, možete kupiti gotov PVC kontejner. Da bi se očuvala toplina, mora se okolo prekriti slojem toplinske izolacije - polistirenske pjene. Dno jame je ispunjeno armiranim betonom u sloju od 10 cm. Rezervoari od polivinil hlorida se mogu koristiti ako zapremina reaktora ne prelazi 3 m3.

Video o dobijanju biogasa iz stajnjaka

Kako teče izgradnja podzemnog reaktora, možete pogledati u videu:

Instalacija za proizvodnju biogasa iz stajnjaka značajno će uštedjeti na plaćanju toplinske i električne energije, a za dobar cilj koristiti organski materijal kojeg ima u izobilju na svakoj farmi. Prije početka izgradnje, sve mora biti pažljivo izračunato i pripremljeno.

Najjednostavniji reaktor može se napraviti za nekoliko dana vlastitim rukama, koristeći dostupne alate. Ako je farma velika, onda je najbolje kupiti gotovu instalaciju ili kontaktirati stručnjake. objavljeno

Jedan od zadataka koji se mora riješiti u poljoprivredi je odlaganje stajnjaka i biljnog otpada. A ovo je prilično ozbiljan problem koji zahtijeva stalnu pažnju. Recikliranje zahtijeva ne samo vrijeme i trud, već i pristojnu količinu. Danas postoji barem jedan način da se ova glavobolja pretvori u stavku prihoda: prerada stajnjaka u biogas. Tehnologija se zasniva na prirodnom procesu razgradnje stajnjaka i biljnih ostataka zbog bakterija koje se nalaze u njima. Cijeli zadatak je stvoriti posebne uvjete za najpotpuniju razgradnju. Ovi uslovi su nedostatak pristupa kiseoniku i optimalna temperatura (40-50 o C).

Svi znaju kako se stajnjak najčešće odlaže: nakuplja se, a zatim se nakon fermentacije iznosi na polja. U tom slučaju nastali plin se ispušta u atmosferu, a 40% dušika sadržanog u izvornoj tvari i veći dio fosfora također leti tamo. Dobiveno gnojivo je daleko od savršenog.

Za dobijanje biogasa potrebno je da se proces razgradnje stajnjaka odvija bez pristupa kiseoniku, u zatvorenoj zapremini. U tom slučaju i dušik i fosfor ostaju u zaostalom proizvodu, a plin se akumulira u gornjem dijelu rezervoara, odakle se lako može ispumpati. Dobijaju se dva izvora profita: direktno gas i efikasno đubrivo. Štoviše, gnojivo je najvišeg kvaliteta i 99% je sigurno: većina patogena i jajašca helminta umire, sjemenke korova koje se nalaze u stajskom gnoju gube klijavost. Postoje čak i linije za pakovanje ovog ostatka.

Drugi preduslov za proces prerade stajnjaka u biogas je održavanje optimalne temperature. Bakterije sadržane u biomasi su neaktivne na niskim temperaturama. Počinju djelovati na temperaturi okoline od +30 o C. Štaviše, dvije vrste bakterija se nalaze u stajskom gnoju:

Termofilna postrojenja sa temperaturama od +43 o C do +52 o C su najefikasnija: stajnjak se u njima prerađuje 3 dana, iz 1 litre korisne površine bioreaktora dobije se do 4,5 litara biogasa (ovo je maksimalni učinak) . Ali održavanje temperature od +50 o C zahtijeva značajne troškove energije, što nije isplativo u svakoj klimi. Stoga, bioplinska postrojenja češće rade na mezofilnim temperaturama. U ovom slučaju, vrijeme obrade može biti 12-30 dana, prinos je približno 2 litre biogasa po 1 litru zapremine bioreaktora.

Sastav gasa varira u zavisnosti od sirovine i uslova prerade, ali otprilike je sledeći: metan - 50-70%, ugljen dioksid - 30-50%, a sadrži i malu količinu sumporovodika (manje od 1% ) i vrlo malu količinu jedinjenja amonijaka, vodonika i dušika. Ovisno o dizajnu postrojenja, bioplin može sadržavati značajnu količinu vodene pare, koja će zahtijevati dehidraciju (inače jednostavno neće izgorjeti). Kako izgleda industrijska instalacija prikazano je u videu.

Može se reći cijeli pogon za proizvodnju plina. Ali za privatno dvorište ili malu farmu takve količine su beskorisne. Najjednostavnije bioplinsko postrojenje lako je napraviti vlastitim rukama. Ali pitanje je: "Gdje dalje slati biogas?" Kalorična vrijednost dobivenog plina je od 5340 kcal / m3 do 6230 kcal / m3 (6,21 - 7,24 kWh / m3). Stoga se može isporučiti u plinski kotao za proizvodnju topline (grijanje i topla voda), ili u postrojenje za proizvodnju električne energije, plinski štednjak itd. Ovako Vladimir Rašin, projektant biogas postrojenja, koristi stajnjak sa svoje farme prepelica.

Ispostavilo se da uz barem neku manje-više pristojnu količinu stoke i živine možete u potpunosti zadovoljiti potrebe svog domaćinstva za toplinom, plinom i strujom. A ako instalirate plinske instalacije na automobile, onda gorivo za vozni park. S obzirom da je udio energije u cijeni proizvodnje 70-80%, možete uštedjeti samo na bioreaktoru, a zatim zaraditi mnogo novca. Ispod je snimak ekrana ekonomske kalkulacije profitabilnosti biogas postrojenja za malu farmu (od septembra 2014.). Ekonomiju ne možete nazvati malom, ali definitivno nije ni velika. Izvinjavamo se zbog terminologije - ovo je stil autora.

Ovo je okvirni pregled potrebnih troškova i mogućih prihoda.Sheme vlastitih biogas postrojenja

Sheme samoproizvedenih bioplinskih postrojenja

Najjednostavnija shema bioplinskog postrojenja je zatvorena posuda - bioreaktor, u koji se ulijeva pripremljena suspenzija. Shodno tome, postoji otvor za utovar stajnjaka i otvor za istovar prerađenih sirovina.

Najjednostavnija shema bioplinskog postrojenja bez "zvona i zviždaljki"

Kontejner nije u potpunosti napunjen supstratom: 10-15% zapremine mora ostati slobodno za sakupljanje gasa. U poklopac rezervoara ugrađena je cijev za plin. Budući da nastali plin sadrži prilično veliku količinu vodene pare, neće izgorjeti u ovom obliku. Stoga ga je potrebno provući kroz vodeni zatvarač radi odvodnje. U ovom jednostavnom uređaju, većina vodene pare će se kondenzirati, a plin će već dobro izgorjeti. Tada je poželjno pročistiti plin od nezapaljivog sumporovodika, a tek tada se može ubaciti u plinski držač - posudu za sakupljanje plina. A odatle je već moguće uzgajati do potrošača: hraniti ga u kotao ili plinsku peć. Kako napraviti filtere za bioplinsko postrojenje vlastitim rukama, pogledajte video.

Na površini su postavljene velike industrijske instalacije. I to je, u principu, razumljivo - obim zemljišnih radova je prevelik. Ali na malim farmama, posuda bunkera je zakopana u zemlju. Ovo, prvo, omogućava vam da smanjite troškove održavanja potrebne temperature, a drugo, u privatnom dvorištu već postoji dovoljno uređaja.

Kontejner se može uzeti gotov, ili od cigle, betona i sl. u iskopanoj jami. Ali u ovom slučaju morat ćete voditi računa o nepropusnosti zraka i opstrukciji: proces je anaeroban - bez pristupa zraka, stoga je potrebno stvoriti sloj nepropusni za kisik. Ispada da je konstrukcija višeslojna, a izrada takvog bunkera je dug i skup proces. Stoga je jeftinije i lakše zakopati gotov kontejner. Ranije su to bile nužno metalne bačve, često od nehrđajućeg čelika. Danas, s pojavom PVC kontejnera na tržištu, možete ih koristiti. Hemijski su neutralni, imaju nisku toplinsku provodljivost, dug vijek trajanja i nekoliko puta su jeftiniji od nehrđajućeg čelika.

Ali gore opisano bioplinsko postrojenje imat će nisku produktivnost. Za aktiviranje procesa obrade potrebno je aktivno miješanje mase u spremniku. U suprotnom se na površini ili u debljini podloge formira kora, koja usporava proces razgradnje, a na izlazu se dobija manje gasa. Miješanje se vrši na bilo koji raspoloživi način. Na primjer, kao što je prikazano u videu. U ovom slučaju se može napraviti bilo koji pogon.

Postoji još jedan način miješanja slojeva, ali nemehanički - barbitacija: plin proizveden pod pritiskom se dovodi u donji dio spremnika za stajnjak. Podižući se, mehurići gasa će razbiti koru. Budući da se isporučuje isti biogas, neće biti promjena u uvjetima obrade. Takođe, ovaj gas se ne može smatrati troškom - ponovo će pasti u rezervoar za gas.

Kao što je gore spomenuto, visoke temperature su potrebne za dobre performanse. Kako ne biste trošili previše novca na održavanje ove temperature, potrebno je voditi računa o izolaciji. Koju vrstu toplotnog izolatora odabrati, naravno, vaša je stvar, ali danas je najoptimalnija polistirenska pjena. Ne boji se vode, nije pod utjecajem gljivica i glodara, ima dug vijek trajanja i odlične performanse toplinske izolacije.

Oblik bioreaktora može biti različit, ali najčešći je cilindrični. Nije idealan u smislu složenosti miješanja supstrata, ali se češće koristi jer su ljudi stekli dosta iskustva u izgradnji ovakvih kontejnera. A ako je takav cilindar podijeljen pregradom, onda se mogu koristiti kao dva odvojena spremnika u kojima se proces pomiče u vremenu. Istovremeno se u pregradu može ugraditi grijaći element, čime se rješava problem održavanja temperature u dvije komore odjednom.

U najjednostavnijoj verziji, kućna bioplinska postrojenja su pravokutna jama, čiji su zidovi izrađeni od betona i obrađeni slojem fiberglasa i poliesterske smole radi nepropusnosti. Ovaj kontejner dolazi sa poklopcem. Izuzetno je nezgodan u radu: teško je provesti zagrijavanje, miješanje i uklanjanje fermentirane mase, nemoguće je postići potpunu obradu i visoku efikasnost.

Nešto je bolja situacija sa postrojenjima za preradu stajnjaka na biogas. Imaju zakošene ivice, što olakšava utovar svežeg stajnjaka. Ako dno napravite nagnuto, tada će se fermentirana masa kretati gravitacijom u jednom smjeru i lakše će je odabrati. U takvim instalacijama potrebno je osigurati toplinsku izolaciju ne samo za zidove, već i za poklopce. Takvo bioplinsko postrojenje vlastitim rukama lako je implementirati. Ali potpuna prerada i maksimalna količina plina u njoj ne mogu se postići. Čak i kada je zagrejan.

Osnovni tehnički problemi su riješeni i sada znate nekoliko načina za izgradnju bioplinskog postrojenja za gnojivo. Preostale tehnološke nijanse.

Šta se može reciklirati i kako postići dobre rezultate

U stajnjaku bilo koje životinje postoje organizmi potrebni za njegovu preradu. Utvrđeno je da je više od hiljadu različitih mikroorganizama uključeno u proces probave i proizvodnju plina. Najvažniju ulogu imaju tvorci metana. Također se vjeruje da se svi ovi mikroorganizmi nalaze u optimalnim omjerima u stočnom gnojivu. U svakom slučaju, pri preradi ove vrste otpada u kombinaciji sa biljnom masom oslobađa se najveća količina bioplina. U tabeli su prikazani prosječni podaci za najčešće vrste poljoprivrednog otpada. Imajte na umu da se ova količina gasa može dobiti u idealnim uslovima.

Za dobru produktivnost potrebno je održavati određenu vlažnost supstrata: 85-90%. Ali mora se koristiti voda koja ne sadrži strane hemikalije. Rastvarači, antibiotici, deterdženti itd. negativno utiču na procese. Takođe, za normalan tok procesa, kaša ne bi trebalo da sadrži velike fragmente. Maksimalna veličina fragmenata: 1 * 2 cm, manji su bolji. Stoga, ako planirate dodati biljne sastojke, onda ih morate samljeti.

Za normalnu obradu u supstratu važno je održavati optimalni pH nivo: unutar 6,7-7,6. Obično je medij normalne kiselosti, a samo povremeno se bakterije koje stvaraju kiselinu razvijaju brže od onih koje stvaraju metan. Tada okolina postaje kisela, proizvodnja plina se smanjuje. Da bi se postigla optimalna vrijednost, u podlogu se dodaje obično vapno ili soda.

Sada malo o vremenu koje je potrebno za obradu stajnjaka. Općenito, vrijeme ovisi o stvorenim uvjetima, ali prvi plin može početi teći već trećeg dana nakon početka fermentacije. Najaktivnije stvaranje gasa javlja se tokom razgradnje stajnjaka za 30-33%. Da bismo se mogli kretati u vremenu, recimo da se nakon dvije sedmice supstrat razgradi za 20-25%. Odnosno, optimalna obrada bi trebala trajati mjesec dana. U ovom slučaju gnojivo je najvišeg kvaliteta.

Proračun zapremine bunkera za preradu

Za male farme, optimalna postavka je trajna akcija – to je kada se svježi stajnjak svakodnevno dostavlja u malim porcijama i uklanja u istim porcijama. Kako se proces ne bi poremetio, udio dnevnog opterećenja ne bi trebao prelaziti 5% obrađene zapremine.

Domaće instalacije za preradu stajnjaka u biogas nisu vrhunac savršenstva, ali su prilično efikasne

Na osnovu toga možete lako odrediti potrebnu zapreminu rezervoara za kućno bioplinsko postrojenje. Morate pomnožiti dnevnu količinu stajnjaka sa vaše farme (koji je već razrijeđen sa sadržajem vlage od 85-90%) sa 20 (ovo je za mezofilne temperature, za termofilne temperature ćete morati pomnožiti sa 30). Dobijenoj cifri treba dodati još 15-20% - slobodan prostor za sakupljanje biogasa ispod kupole. Znate glavni parametar. Svi dalji troškovi i parametri sistema zavise od toga koja je šema biogas postrojenja odabrana za implementaciju i kako ćete sve uraditi. Sasvim je moguće proći s improviziranim materijalima, ili možete naručiti instalaciju po sistemu ključ u ruke. Izgradnja fabrike koštaće od 1,5 miliona evra, instalacije iz Kulibinovih biće jeftinije.

Pravna registracija

Instalacija će morati da bude koordinirana sa SES-om, gasnom inspekcijom i vatrogascima. trebat će vam:

Tehnološka shema instalacije.
Plan rasporeda opreme i komponenti s obzirom na samu instalaciju, mjesto ugradnje termoagregata, lokaciju cjevovoda i dalekovoda, te priključak pumpe. Gromobran i pristupni putevi trebaju biti označeni na dijagramu.
Ako se jedinica nalazi u zatvorenom prostoru, biće potreban i plan ventilacije, koji će osigurati najmanje osam izmjena ukupnog zraka u prostoriji.

Kao što vidite, birokratija je ovdje neophodna.

Na kraju, malo o performansama instalacije. U prosjeku, bioplinsko postrojenje proizvodi količinu plina dnevno koja je dvostruko veća od korisne zapremine rezervoara. Odnosno, 40 m 3 stajnjaka će dati 80 m 3 gasa dnevno. Otprilike 30% će biti utrošeno na osiguranje samog procesa (glavna stavka troškova je grijanje). One. na izlazu ćete dobiti 56 m 3 biogasa dnevno. Za pokrivanje potreba tročlane porodice i grijanje kuće srednje veličine, prema statistici, potrebno je 10 m 3 . U neto bilansu imate 46 m 3 dnevno. I to uz malu instalaciju.

Rezultati

Ulaganjem nekog novca u izgradnju bioplinskog postrojenja (uradite sami ili po principu ključ u ruke), ne samo da ćete obezbijediti svoje potrebe i potrebe za toplinom i plinom, već ćete moći i prodavati plin, kao i visoku cijenu. -kvalitetna đubriva nastala preradom.

Za vlasnike velikih farmi postoji akutan problem u vidu stajnjaka, ptičjeg izmeta i životinjskih ostataka. Da biste riješili problem, možete koristiti posebne instalacije dizajnirane za proizvodnju bioplina. Lako se prave kod kuće i rade tokom dugog perioda uz visok prinos proizvoda spremnog za upotrebu.

Šta je biogas?

Biogas je supstanca koja se dobija iz prirodnih sirovina u obliku biomase (stajnjak, ptičji izmet) fermentacijom. U ovaj proces su uključene različite bakterije, od kojih se svaka hrani otpadnim proizvodima prethodnih. Postoje takvi mikroorganizmi koji aktivno učestvuju u procesu proizvodnje bioplina:

hidroliza;
formiranje kiseline;
formiranje metana.

Tehnologija dobivanja bioplina iz gotove biomase je stimulacija prirodnih procesa. Bakterijama u stajnjaku treba obezbediti optimalne uslove za brzu reprodukciju i efikasnu preradu supstanci. Da bi se to postiglo, biološke sirovine se stavljaju u rezervoar zatvoren od kiseonika.

Nakon toga u rad ulazi grupa anaerobnih mikroba. Oni vam omogućavaju da pretvorite spojeve koji sadrže fosfor, kalij i dušik u čiste oblike. Kao rezultat prerade nastaje ne samo bioplin, već i odobrenja kvaliteta. Idealni su za poljoprivrednu upotrebu i efikasniji su od tradicionalnog stajnjaka.

Ekološka vrijednost proizvodnje bioplina

Zahvaljujući efikasnoj preradi biološkog otpada dobija se dragocjeno gorivo. Uspostavljanje ovog procesa pomaže u sprečavanju emisija metana u atmosferu, koje imaju negativan uticaj na životnu sredinu. Ovo jedinjenje stimuliše efekat staklene bašte 21 puta više od ugljen-dioksida. Metan može opstati u atmosferi 12 godina.

Kako bi se spriječilo globalno zagrijavanje, koje je globalni problem, potrebno je ograničiti ulazak i širenje ove tvari u okoliš. Otpad koji se dobije tokom procesa reciklaže je visokokvalitetno odobrenje. Njegova upotreba omogućava smanjenje količine korištenih kemijskih spojeva. Sintetički proizvedena đubriva zagađuju podzemne vode i negativno utiču na životnu sredinu.

Šta utiče na produktivnost proizvodnog procesa?

Uz pravilnu organizaciju procesa proizvodnje za proizvodnju biogasa, od 1 cu. m organskih sirovina dobijaju oko 2-3 kubna metra. m čistog proizvoda. Mnogi faktori utiču na njegovu efikasnost:

temperatura okoline;
nivo kiselosti organskih sirovina;
vlažnost okoline;
količina fosfora, dušika i ugljika u početnoj biološkoj masi;
veličina čestica stajnjaka ili stelje;
prisutnost tvari koje usporavaju proces obrade;
uključivanje stimulativnih aditiva u sastav biomase;
učestalost dovoda supstrata.

Spisak sirovina koje se koriste za proizvodnju biogasa

Dobivanje biogasa moguće je ne samo iz stajnjaka ili ptičjeg izmeta. Za proizvodnju ekološki prihvatljivog goriva mogu se koristiti i druge sirovine:

mrtva žitarica;
otpad od proizvodnje sokova;
pulpa repe;
otpad od proizvodnje ribe ili mesa;
pelet za pivo;
mliječni otpad;
fekalni sedimenti;
kućni otpad organskog porijekla;
otpad od proizvodnje biodizela od uljane repice.

Sastav biogasa

Sastav biogasa nakon prolaska svega sljedećeg:

50-87% metana;
13-50% ugljičnog dioksida;
nečistoće vodonika i vodonik sulfida.

Nakon prečišćavanja proizvoda od nečistoća, dobija se biometan. To je analogno, ali ima drugačiju prirodu porijekla. Kako bi se poboljšao kvalitet goriva, normalizira se sadržaj metana u njegovom sastavu, koji je glavni izvor energije.

Prilikom izračunavanja zapremine proizvedenih gasova uzima se u obzir temperatura okoline. Sa njegovim povećanjem, povećava se prinos proizvoda i smanjuje se njegov kalorijski sadržaj. Na karakteristike bioplina negativno utječe povećanje vlažnosti zraka.

Obim biogasa

Proizvodnja biogasa igra značajnu ulogu ne samo u očuvanju životne sredine, već i snabdeva nacionalnu ekonomiju gorivom. Ima širok spektar primjena:

koristi se kao sirovina za proizvodnju električne energije, goriva za automobile;
za zadovoljavanje energetskih potreba malih i srednjih preduzeća;
bioplinska postrojenja igraju ulogu uređaja za prečišćavanje, što omogućava rješavanje.

Tehnologija proizvodnje biogasa

Za proizvodnju bioplina treba poduzeti radnje koje će ubrzati proces prirodnog razlaganja organske tvari. Prije stavljanja u zatvorenu posudu s ograničenim zalihama kisika, prirodne sirovine se pažljivo usitnjavaju i miješaju s određenom količinom vode.

Rezultat je originalna podloga. Prisustvo vode u njegovom sastavu neophodno je kako bi se spriječio negativan utjecaj na bakterije koji se može javiti ulaskom tvari iz okoline. Bez tečne komponente, proces fermentacije se značajno usporava i smanjuje efikasnost cijele biološke instalacije.

Oprema industrijskog tipa za preradu organskih sirovina dodatno je opremljena:

uređaj za zagrijavanje podloge;
oprema za miješanje sirovina;
uređaji za praćenje kiselosti okoline.

Ovi uređaji značajno povećavaju efikasnost bioreaktora. Mešanjem se uklanja tvrda kora sa površine biomase, što povećava količinu oslobođenog gasa. Trajanje obrade organske mase je oko 15 dana. Za to vrijeme se raspada samo za 25%. Maksimalna količina prirodnog gasa se oslobađa kada stepen cijepanja podloge dostigne 33%.

Tehnologija proizvodnje biogasa podrazumijeva svakodnevno obnavljanje podloge. Da bi se to postiglo, 5% mase se uklanja iz bioreaktora, a na njegovo mjesto se stavlja novi dio sirovine. Otpadni proizvod se koristi kao indosament.

Tehnologija proizvodnje biogasa kod kuće

Proizvodnja bioplina kod kuće odvija se prema sljedećoj shemi:

Vrši se mljevenje biološke mase. Potrebno je dobiti čestice čija veličina ne prelazi 10 mm.
Dobivena masa se temeljito pomiješa s vodom. Za 1 kg sirovine potrebno je oko 700 ml tekuće komponente. Voda koja se koristi mora biti pitka i bez nečistoća.
Cijeli spremnik se puni dobivenom podlogom, nakon čega se hermetički zatvara.
Preporučljivo je temeljno promiješati supstrat nekoliko puta dnevno, što će povećati efikasnost njegove obrade.
Petog dana proizvodnog procesa proverava se prisustvo biogasa i on se kompresorom postepeno ispumpava u pripremljene boce. Periodično uklanjanje gasovitih proizvoda je obavezno. Njihovo nakupljanje dovodi do povećanja tlaka unutar spremnika, što negativno utječe na proces cijepanja biološke mase.
Petnaestog dana proizvodnje uklanja se dio supstrata i ubacuje se svježa serija biološkog materijala.

Da bi se odredila potrebna zapremina reaktora za preradu biomase, potrebno je izračunati količinu stajnjaka proizvedenog tokom dana. Obavezno je uzeti u obzir vrstu korištenih sirovina, temperaturni režim koji će se održavati u instalaciji. Rezervoar koji se koristi treba da bude napunjen do 85-90% zapremine. Preostalih 10% potrebno je za akumulaciju dobijenog biološkog gasa.

Trajanje ciklusa obrade se obavezno uzima u obzir. Pri održavanju temperature na +35°C, to je 12 dana. Ne smijemo zaboraviti da se sirovine koje se koriste razrijede vodom prije slanja u reaktor. Stoga se njegova količina uzima u obzir prije izračunavanja zapremine rezervoara.

Shema najjednostavnije bioinstalacije

Za proizvodnju biogasa kod kuće potrebno je stvoriti optimalne uslove za mikroorganizme koji će razgraditi biološku masu. Prije svega, poželjno je organizirati grijanje generatora, što će podrazumijevati dodatne troškove.

Zapremina kontejnera za odlaganje otpada mora biti najmanje 1 kubni metar. m;
mora se koristiti hermetički zatvorena posuda;
izolacija rezervoara za biomasu je preduslov za njegov efikasan rad;
rezervoar se može produbiti u zemlju. Toplotna izolacija je postavljena samo u njenom gornjem dijelu;
u kontejner je montiran ručni mikser. Njegova ručka je izvedena kroz hermetički sklop;
predviđene su mlaznice za utovar/istovar sirovina, unos bioplina.

Tehnologija proizvodnje podzemnih reaktora

Za proizvodnju bioplina možete instalirati najjednostavniju instalaciju, produbljujući je u zemlju. Tehnologija proizvodnje takvog rezervoara je sljedeća:

Iskopajte rupu odgovarajuće veličine. Njegovi zidovi su izliveni ekspandiranim glinenim betonom, koji je dodatno ojačan.
Na suprotnim zidovima bunkera ostavljene su rupe. Ugrađuju cijevi sa određenim nagibom kako bi pumpali sirovine i izvlačili otpadni materijal.
Izlazni cjevovod promjera 70 mm postavljen je gotovo blizu dna. Njegov drugi kraj je ugrađen u rezervoar u koji će se ispumpati otpadni mulj. Preporučuje se da bude pravougaona.
Cjevovod za dovod sirovina postavljen je na visini od 0,5 m u odnosu na dno. Preporučeni prečnik mu je 30-35 mm. Vrh cijevi se vodi u poseban rezervoar za prijem pripremljenih sirovina.
Gornji dio bioreaktora treba da ima oblik kupole ili konusa. Može se napraviti od običnog krovnog željeza ili drugih metalnih limova. Dozvoljeno je napraviti poklopac rezervoara pomoću kade od cigle. Da bi se ojačao njegov dizajn, površina je dodatno ožbukana ugradnjom armaturne mreže.
Na vrhu poklopca rezervoara napravim otvor koji treba hermetički zatvoriti. Kroz njega se takođe uklanja gasovod. Dodatno je ugrađen i ventil za smanjenje pritiska.
Za miješanje podloge u spremnik se postavlja nekoliko plastičnih cijevi. Moraju biti uronjeni u biomasu. U cijevima je napravljeno mnogo rupa, što omogućava miješanje sirovina uz pomoć pokretnih plinskih mjehurića.

Proračun prinosa biogasa

Prinos biološkog gasa zavisi od sadržaja suve materije u sirovini i njene vrste:

od 1 tone stajnjaka od stoke dobije se 50-60 kubnih metara. m proizvoda sa sadržajem metana od 60%;
Od 1 tone biljnog otpada dobije se 200-500 kubnih metara. m biogasa sa koncentracijom metana od 70%;
Od 1 tone masti dobije se 1300 kubnih metara. m gasa sa koncentracijom metana od 87%.

Da bi se utvrdila efikasnost proizvodnje, provode se laboratorijska ispitivanja korištenih sirovina. Njegov sastav je proračunat, što utiče na karakteristike kvaliteta biogasa.

Stalno povećanje troškova tradicionalnih energenata gura domaće majstore da kreiraju domaću opremu koja vam omogućava da vlastitim rukama dobijete bioplin iz otpada. Ovakvim pristupom poljoprivredi moguće je ne samo dobiti jeftinu energiju za grijanje kuće i druge potrebe, već i uspostaviti proces reciklaže organskog otpada i dobijanja besplatnih gnojiva za naknadnu primjenu u tlo.

Višak proizvedenog biogasa, kao i gnojiva, može se prodati po tržišnoj vrijednosti zainteresiranim potrošačima, pretvarajući u novac ono što doslovno „leži pod nogama“. Veliki farmeri mogu sebi priuštiti kupovinu montažnih bioplinskih postrojenja. Cijena takve opreme je prilično visoka. Međutim, prinos na njegovo poslovanje odgovara uloženim investicijama. Manje snažne instalacije koje rade na istom principu mogu se sastaviti same od dostupnih materijala i dijelova.

Šta je biogas i kako se proizvodi?

Kao rezultat prerade biomase dobija se biogas

Biogas je klasifikovan kao ekološki prihvatljivo gorivo. Po svojim karakteristikama biog je po mnogo čemu sličan prirodnom plinu koji se proizvodi u industrijskim razmjerima. Tehnologija proizvodnje biogasa može se predstaviti na sljedeći način:

u posebnoj posudi zvanoj bioreaktor odvija se proces prerade biomase uz učešće anaerobnih bakterija u uslovima bezvazdušne fermentacije tokom određenog perioda, čije trajanje zavisi od zapremine utovarene sirovine;
kao rezultat toga, oslobađa se mješavina plinova koja se sastoji od 60% metana, 35% ugljičnog dioksida, 5% drugih plinovitih tvari, među kojima je u maloj količini sumporovodik;
nastali plin se stalno povlači iz bioreaktora i nakon čišćenja šalje se za namjeravanu upotrebu;
prerađeni otpad, koji je postao visokokvalitetno đubrivo, periodično se uklanja iz bioreaktora i odvozi na polja.

Vizualni dijagram procesa proizvodnje biogoriva

Da bi se uspostavila kontinuirana proizvodnja biogasa kod kuće, potrebno je posjedovati ili imati pristup poljoprivrednim i stočarskim preduzećima. Ekonomski je isplativo baviti se proizvodnjom bioplina samo ako postoji izvor besplatnog snabdijevanja stajnjakom i drugim organskim životinjskim otpadom.

Grijanje na plin i dalje je najpouzdaniji način grijanja. Više o autonomnoj gasifikaciji možete saznati u sljedećem materijalu:

Vrste bioreaktora

Postrojenja za proizvodnju bioplina razlikuju se po vrsti utovara sirovina, prikupljanju nastalog plina, postavljanju reaktora u odnosu na površinu zemlje i materijalu izrade. Beton, cigla i čelik su najpogodniji materijali za izgradnju bioreaktora.

Prema vrsti utovara razlikuju se bioinstalacije u koje se određeni dio sirovine utovaruje i prolazi kroz ciklus obrade, a zatim se potpuno istovara. Proizvodnja plina u ovim postrojenjima je nestabilna, ali se u njih može utovariti bilo koja vrsta sirovine. U pravilu imaju vertikalni raspored i zauzimaju malo prostora.

Deo organskog otpada dnevno se utovaruje u sistem druge vrste i istovari mu se po zapremini jednak deo gotovih fermentisanih đubriva. Radna smjesa uvijek ostaje u reaktoru. Takozvano postrojenje za kontinuirano punjenje konstantno proizvodi više bioplina i vrlo je popularno među poljoprivrednicima. U osnovi, ovi reaktori se nalaze horizontalno i pogodni su ako na lokaciji ima slobodnog prostora.

Odabrani tip sakupljanja bioplina određuje karakteristike dizajna reaktora.

balon sistemi sastoje se od gumenog ili plastičnog cilindra otpornog na toplinu u kojem su spojeni reaktor i plinski držač. Prednosti ovog tipa reaktora su jednostavnost dizajna, utovar i istovar sirovina, lakoća čišćenja i transporta te niska cijena. Nedostaci uključuju kratak vijek trajanja, 2-5 godina, mogućnost oštećenja kao rezultat vanjskih utjecaja. Reaktori sa rezervoarima takođe uključuju postrojenja kanalskog tipa, koja se široko koriste u Evropi za preradu tečnog otpada i kanalizacije. Takav gumeni vrh je efikasan na visokim temperaturama okoline i nema opasnosti od oštećenja cilindra. Dizajn fiksne kupole ima potpuno zatvoreni reaktor i rezervoar za dopunu za ispuštanje muljne smjese. Plin se akumulira u kupoli, pri utovaru sljedećeg dijela sirovine, obrađena masa se gura u kompenzacijski spremnik.
Biosistemi sa plutajućom kupolom sastoje se od monolitnog bioreaktora koji se nalazi ispod zemlje i pokretnog rezervoara za gas koji pluta u posebnom vodenom džepu ili direktno u sirovini i podiže se pod dejstvom pritiska gasa. Prednost plutajuće kupole je jednostavnost rada i mogućnost određivanja tlaka plina po visini kupole. Ovo je odlično rješenje za veliku farmu.
Prilikom odabira podzemne ili nadzemne instalacije potrebno je voditi računa o nagibu reljefa koji olakšava utovar i istovar sirovina, pojačanoj toplotnoj izolaciji podzemnih konstrukcija, čime se biomasa štiti od dnevnih temperaturnih kolebanja i čini proces fermentacije je stabilniji.

Dizajn može biti opremljen dodatnim uređajima za grijanje i miješanje sirovina.

Da li je isplativo praviti reaktor i koristiti biogas

Izgradnja bioplinskog postrojenja ima sljedeće ciljeve:

proizvodnja jeftine energije;
proizvodnja lako probavljivih gnojiva;
uštede na priključenju na skupu kanalizaciju;
prerada kućnog otpada;
moguća dobit od prodaje gasa;
smanjenje intenziteta neugodnih mirisa i poboljšanje ekološke situacije na teritoriji.

Grafikon rentabilnosti proizvodnje i korištenja bioplina

Da bi procijenio prednosti izgradnje bioreaktora, razborit vlasnik bi trebao razmotriti sljedeće aspekte:

trošak bioinstalacije je dugoročna investicija;
domaća oprema za bioplin i ugradnja reaktora bez uključivanja stručnjaka trećih strana koštat će mnogo manje, ali je njegova efikasnost niža od one skupe tvorničke;
da bi održao stabilan pritisak gasa, farmer mora imati pristup životinjskom otpadu u dovoljnim količinama i dugo vremena. U slučaju visokih cijena električne energije i prirodnog plina ili nepostojanja mogućnosti gasifikacije, korištenje instalacije postaje ne samo isplativo, već i neophodno;
za velike farme sa sopstvenom sirovinskom bazom, isplativo rešenje bi bilo uključivanje bioreaktora u sistem plastenika i stočarskih farmi;
za male farme, efikasnost se može povećati ugradnjom nekoliko malih reaktora i punjenjem sirovina u različitim intervalima. Ovo će pomoći da se izbjegnu prekidi u opskrbi plinom zbog nedostatka sirovina.

Kako sami napraviti bioreaktor

Odluka o izgradnji je donesena, sada je potrebno projektirati instalaciju i proračunati potrebne materijale, alate i opremu.

Bitan! Otpornost na agresivne kisele i alkalne medije je glavni zahtjev za materijal bioreaktora.

Ako postoji metalni rezervoar, može se koristiti pod uslovom da ima zaštitni premaz protiv korozije. Prilikom odabira metalne posude obratite pažnju na prisustvo zavara i njihovu čvrstoću.

Izdržljiva i praktična opcija - polimerni kontejner. Ovaj materijal neće truliti niti rđati. Bačva s debelim krutim zidovima ili ojačana savršeno će izdržati opterećenje.

Najjeftiniji način je postavljanje kontejnera od cigle ili kamena, betonskih blokova. Kako bi se povećala čvrstoća, zidovi su ojačani i obloženi iznutra i izvana višeslojnim hidroizolacijskim i plinonepropusnim premazom. Gips mora sadržavati aditive koji daju željena svojstva. Najbolji oblik koji će izdržati sva tlačna opterećenja je ovalan ili cilindričan.

Na dnu ovog kontejnera predviđen je otvor kroz koji će se uklanjati otpadni materijal. Ova rupa mora biti dobro zatvorena, jer sistem funkcioniše efikasno samo u zatvorenim uslovima.

Proračun potrebnih alata i materijala

Za postavljanje kontejnera od cigle i uređenje cijelog sistema trebat će vam sljedeći alati i materijali:

posuda za miješanje cementnog maltera ili miksera za beton;
bušilica sa mlaznicom miksera;
drobljeni kamen i pijesak za uređaj drenažnog jastuka;
lopata, mjerač vrpce, lopatica, lopatica;
cigla, cement, voda, fini pijesak, armatura, plastifikator i drugi potrebni aditivi;
aparat za zavarivanje i spojni elementi za montažu metalnih cijevi i komponenti;
filter za vodu i posuda s metalnim strugotinama za pročišćavanje plina;
cilindri za gume ili standardni rezervoari za skladištenje propan gasa.

Veličina betonskog rezervoara određuje se iz količine organskog otpada koji se svakodnevno pojavljuje u privatnom dvorištu ili farmi. Punopravan rad bioreaktora je moguć ako se napuni do dvije trećine raspoložive zapremine.

Odredimo zapreminu reaktora za malu privatnu farmu: ako ima 5 krava, 10 svinja i 40 pilića, onda po danu njihovog života leglo od 5 x 55 kg + 10 x 4,5 kg + 40 x 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Da biste doveli pileće gnojivo do potrebnog sadržaja vlage od 85%, dodajte 5 litara vode. Ukupna težina = 331,8 kg. Za obradu u 20 dana potrebno je: 331,8 kg x 20 = 6636 kg - oko 7 kockica samo za podlogu. Ovo je dvije trećine potrebne količine. Da biste dobili rezultat, potrebno vam je 7x1,5 = 10,5 kubnih metara. Rezultirajuća vrijednost je potrebna zapremina bioreaktora.

Zapamtite da neće uspjeti proizvesti veliku količinu bioplina u malim posudama. Izlaz direktno zavisi od mase organskog otpada koji se obrađuje u reaktoru. Dakle, da biste dobili 100 kubnih metara biogasa, potrebno je preraditi tonu organskog otpada.

Priprema lokacije za bioreaktorski uređaj

Organska smjesa koja se ubacuje u reaktor ne bi trebala sadržavati antiseptike, deterdžente, kemikalije koje su štetne za život bakterija i usporavaju proizvodnju bioplina.

Bitan! Biogas je zapaljiv i eksplozivan.

Za ispravan rad bioreaktora potrebno je pridržavati se istih pravila kao i za sve plinske instalacije. Ako je oprema hermetički zatvorena, biogas se pravovremeno ispušta u rezervoar za gas, onda neće biti problema.

Ako tlak plina prelazi normu ili će se otrovati ako se nepropusnost pokvari, postoji opasnost od eksplozije, stoga se preporučuje ugradnja senzora temperature i tlaka u reaktor. Udisanje biogasa je takođe opasno po ljudsko zdravlje.

Kako osigurati aktivnost biomase

Proces fermentacije biomase možete ubrzati zagrijavanjem. Po pravilu, u južnim regijama takav problem se ne pojavljuje. Temperatura okoline je dovoljna za prirodnu aktivaciju procesa fermentacije. U regijama sa oštrim klimatskim uslovima zimi, bez grijanja, općenito je nemoguće raditi s bioplinskim postrojenjem. Na kraju krajeva, proces fermentacije počinje na temperaturi većoj od 38 stepeni Celzijusa.

Postoji nekoliko načina za organiziranje grijanja spremnika za biomasu:

spojite zavojnicu koja se nalazi ispod reaktora na sistem grijanja;
ugraditi električne grijaće elemente na dno rezervoara;
obezbijediti direktno zagrijavanje spremnika korištenjem električnih grijača.

Bakterije koje utiču na proizvodnju metana miruju u samoj sirovini. Njihova aktivnost se povećava na određenom temperaturnom nivou. Ugradnja automatiziranog sistema grijanja osigurat će normalan tok procesa. Automatizacija će uključiti opremu za grijanje kada sljedeća hladna serija uđe u bioreaktor, a zatim će je isključiti kada se biomasa zagrije na unaprijed određeni temperaturni nivo.

Slični sistemi za kontrolu temperature ugrađeni su u kotlove za toplu vodu, tako da se mogu kupiti u trgovinama specijaliziranim za prodaju plinske opreme.

Dijagram prikazuje cijeli ciklus, počevši od utovara čvrstih i tekućih sirovina, pa do odvođenja bioplina do potrošača

Važno je napomenuti da proizvodnju biogasa možete aktivirati kod kuće miješanjem biomase u reaktoru. Za to je napravljen uređaj koji je strukturno sličan kućnom mikseru. Uređaj se može pokrenuti pomoću osovine koja se izvodi kroz rupu koja se nalazi na poklopcu ili zidovima rezervoara.

Koje su posebne dozvole potrebne za ugradnju i korištenje bioplina

Za izgradnju i rad bioreaktora, kao i za korištenje nastalog plina, potrebno je voditi računa o pribavljanju potrebnih dozvola u fazi projektovanja. Mora se izvršiti koordinacija sa gasnom službom, vatrogascima i Rostekhnadzorom. Općenito, pravila za ugradnju i rad slična su pravilima za korištenje konvencionalne plinske opreme. Izgradnja se mora izvoditi strogo prema SNIP-ovima, svi cjevovodi moraju biti žuti i imati odgovarajuće oznake. Gotovi sistemi proizvedeni u fabrici su nekoliko puta skuplji, ali imaju svu prateću dokumentaciju i ispunjavaju sve tehničke uslove. Proizvođači daju garancije za opremu i servis i popravljaju svoje proizvode.

Bioplinsko postrojenje koje je samostalno napravljeno može uštedjeti na troškovima energije, koji zauzimaju veliki udio u određivanju cijene poljoprivrednih proizvoda. Smanjenje troškova proizvodnje će uticati na povećanje profitabilnosti farme ili privatnog imanja. Sada kada znate kako dobiti biogas iz postojećeg otpada, ostaje samo da ideju provedete u praksi. Mnogi farmeri su odavno naučili da zarađuju od stajnjaka.