Biokaasun saaminen lannasta: katsaus tuotantolaitoksen perusperiaatteisiin ja suunnitteluun. Saamme biokaasua omin käsin Biokaasua eläinjätteestä

02.05.2020

Energian hinnan nousu saa meidät ajattelemaan omavaraisuuden mahdollisuutta. Yksi vaihtoehto on biokaasulaitos. Sen avulla saadaan lannasta, kuivikkeista ja kasvitähteistä biokaasua, jota voidaan puhdistuksen jälkeen käyttää kaasulaitteisiin (liesi, kattila), pumpata sylintereihin ja käyttää autojen tai sähkögeneraattoreiden polttoaineena. Yleensä lannan jalostuksella biokaasuksi voidaan saada kaikki kodin tai maatilan energiatarpeet.

Biokaasulaitoksen rakentaminen on tapa tuottaa energiaa itsenäisesti

Yleiset periaatteet

Biokaasu on tuote, jota saadaan orgaanisen aineen hajoamisesta. Hajoamis-/käymisprosessissa vapautuu kaasuja, joita keräämällä voit täyttää oman kotitaloutesi tarpeet. Laitteita, joissa tämä prosessi tapahtuu, kutsutaan "biokaasulaitokseksi".

Biokaasun muodostumisprosessi johtuu jätteen sisältämien erilaisten bakteerien elintärkeästä toiminnasta. Mutta jotta he voivat "työskennellä" aktiivisesti, heidän on luotava tietyt olosuhteet: kosteus ja lämpötila. Niiden luomiseksi rakennetaan biokaasulaitos. Tämä on laitekompleksi, jonka perustana on bioreaktori, jossa tapahtuu jätteiden hajoamista, johon liittyy kaasun muodostumista.

On olemassa kolme tapaa käsitellä lantaa biokaasuksi:

Psykofiilinen tila. Biokaasulaitoksen lämpötila on +5°C - +20°C. Tällaisissa olosuhteissa hajoamisprosessi on hidas, muodostuu paljon kaasua, sen laatu on heikko.
Mesofiilinen. Laite siirtyy tähän tilaan +30°C - +40°C lämpötiloissa. Tässä tapauksessa mesofiiliset bakteerit lisääntyvät aktiivisesti. Tässä tapauksessa muodostuu enemmän kaasua, käsittelyprosessi kestää vähemmän aikaa - 10 - 20 päivää.
Termofiilinen. Nämä bakteerit lisääntyvät yli +50°C lämpötiloissa. Prosessi on nopein (3-5 päivää), kaasun saanto on suurin (ihanteellisissa olosuhteissa kaasua voidaan saada jopa 4,5 litraa 1 kg:sta toimitusta). Suurin osa prosessoinnin kaasuntuotannon viitetaulukoista on annettu nimenomaan tätä moodia varten, joten muita tiloja käytettäessä kannattaa tehdä säätö alaspäin.

Vaikein asia biokaasulaitoksissa on termofiilinen järjestelmä. Tämä edellyttää biokaasulaitoksen laadukasta lämmöneristystä, lämmitystä ja lämpötilansäätöjärjestelmää. Mutta lähdössä saamme maksimimäärän biokaasua. Toinen termofiilisen käsittelyn piirre on uudelleenlatauksen mahdottomuus. Loput kaksi tilaa - psykofiilinen ja mesofiilinen - antavat sinun lisätä tuoreen annoksen valmistettuja raaka-aineita päivittäin. Mutta termofiilisessä tilassa lyhyt käsittelyaika mahdollistaa bioreaktorin jakamisen vyöhykkeisiin, joissa sen osuus raaka-aineista eri latausajoilla käsitellään.

Kaava biokaasulaitoksesta

Biokaasulaitoksen perustana on bioreaktori tai bunkkeri. Käymisprosessi tapahtuu siinä, ja tuloksena oleva kaasu kerääntyy siihen. Siellä on myös lastaus- ja purkubunkkeri, syntyvä kaasu poistetaan yläosaan työnnetyn putken kautta. Seuraavaksi tulee kaasun jalostusjärjestelmä - sen puhdistus ja kaasuputken paineen nostaminen toimivaan putkeen.

Mesofiilisiä ja termofiilisiä järjestelmiä varten tarvitaan myös bioreaktorin lämmitysjärjestelmä vaadittujen järjestelmien saavuttamiseksi. Tätä varten käytetään yleensä kaasulämmitteisiä kattiloita. Siitä putkisto menee bioreaktoriin. Yleensä nämä ovat polymeeriputkia, koska ne sietävät parhaiten olemista aggressiivisessa ympäristössä.

Toinen biokaasulaitos tarvitsee järjestelmän aineen sekoittamiseksi. Käymisen aikana yläosaan muodostuu kova kuori, raskaat hiukkaset laskeutuvat. Kaikki tämä yhdessä pahentaa kaasun muodostumisprosessia. Käsitellyn massan homogeenisen tilan ylläpitämiseksi tarvitaan sekoittimia. Ne voivat olla mekaanisia tai jopa manuaalisia. Voidaan käynnistää ajastimella tai manuaalisesti. Kaikki riippuu siitä, kuinka biokaasulaitos on tehty. Automaattinen järjestelmä on kalliimpi asentaa, mutta vaatii vähän huomiota käytön aikana.

Biokaasulaitos sijaintityypin mukaan voi olla:

Yläpuolella.
Puoliksi veden alla.
Haudattu.

Kalliimpaa asentaa haudattu - tarvitaan paljon maatyötä. Mutta kun ne toimivat olosuhteissamme, ne ovat parempia - on helpompi järjestää eristys, pienemmät lämmityskustannukset.

Mitä voidaan kierrättää

Biokaasulaitos on pohjimmiltaan kaikkiruokainen – mikä tahansa orgaaninen aines voidaan käsitellä. Kaikki lanta ja virtsa, kasvitähteet sopivat. Pesuaineet, antibiootit, kemikaalit vaikuttavat negatiivisesti prosessiin. On toivottavaa minimoida niiden saanti, koska ne tappavat käsittelyyn osallistuvan kasviston.

Nautojen lantaa pidetään ihanteellisena, koska se sisältää suuria määriä mikro-organismeja. Jos tilalla ei ole lehmiä, on bioreaktoria lastattaessa toivottavaa lisätä osa kuivikkeesta, jotta substraatti asuu tarvittavalla mikroflooralla. Kasvijäännökset esimurskataan, laimennetaan vedellä. Bioreaktorissa sekoitetaan kasviraaka-aineita ja ulostetta. Tällaisen "tankkauksen" käsittely kestää kauemmin, mutta ulostulossa, oikealla tavalla, meillä on korkein tuotetuotto.

Sijainnin määrittäminen

Prosessin organisointikustannusten minimoimiseksi on järkevää sijoittaa biokaasulaitos lähelle jätelähdettä - lintujen tai eläinten säilytysrakennusten lähelle. On toivottavaa kehittää rakenne niin, että kuormitus tapahtuu painovoiman vaikutuksesta. Navetalta tai sikalasta voidaan laskea rinteen alle putki, jonka kautta lanta virtaa painovoiman avulla bunkkeriin. Tämä yksinkertaistaa huomattavasti reaktorin kunnossapitoa ja myös lannan puhdistusta.

Biokaasulaitos on suositeltavaa sijoittaa niin, että tilalta tuleva jäte pääsee virtaamaan painovoiman avulla

Yleensä rakennukset, joissa on eläimiä, sijaitsevat jonkin matkan päässä asuinrakennuksesta. Tästä syystä syntyvä kaasu on siirrettävä kuluttajille. Mutta yhden kaasuputken venyttäminen on halvempaa ja helpompaa kuin linjan järjestäminen lannan kuljetusta ja lastausta varten.

Bioreaktori

Lannankäsittelysäiliölle asetetaan melko tiukat vaatimukset:

Kaikki nämä vaatimukset biokaasulaitoksen rakentamiselle on täytettävä, koska ne takaavat turvallisuuden ja luovat normaalit olosuhteet lannan käsittelylle biokaasuksi.

Mitä materiaaleja voidaan valmistaa

Aggressiivisten ympäristöjen kestävyys on tärkein vaatimus materiaaleille, joista säiliöitä voidaan valmistaa. Bioreaktorin substraatti voi olla hapan tai emäksinen. Näin ollen materiaalin, josta säiliö on valmistettu, on siedettävä hyvin eri väliaineita.

Monet materiaalit eivät vastaa näihin pyyntöihin. Ensimmäisenä tulee mieleen metalli. Se on kestävä, siitä voidaan tehdä minkä tahansa muotoinen astia. Hyvä asia on, että voit käyttää valmiita astioita - jonkinlaista vanhaa säiliötä. Tässä tapauksessa biokaasulaitoksen rakentaminen vie hyvin vähän aikaa. Metallin puute johtuu siitä, että se reagoi kemiallisesti aktiivisten aineiden kanssa ja alkaa hajota. Tämän miinuksen neutraloimiseksi metalli peitetään suojapinnoitteella.

Erinomainen vaihtoehto on polymeeribioreaktorin kapasiteetti. Muovi on kemiallisesti neutraalia, ei mätäne, ei ruostu. Vain on tarpeen valita sellaisista materiaaleista, jotka kestävät jäätymisen ja kuumentamisen riittävän korkeisiin lämpötiloihin. Reaktorin seinien tulee olla paksuja, mieluiten lasikuidulla vahvistettuja. Tällaiset säiliöt eivät ole halpoja, mutta ne kestävät pitkään.

Halvempi vaihtoehto on biokaasulaitos, jonka säiliö on valmistettu tiilistä, betonilohkoista, kivestä. Jotta muuraus kestäisi suuria kuormia, muuraus on vahvistettava (jokaisessa 3-5 rivissä seinän paksuudesta ja materiaalista riippuen). Seinien pystytysprosessin päätyttyä on vesi- ja kaasutiiviyden varmistamiseksi seinille tehtävä monikerroksinen käsittely sekä sisältä että ulkoa. Seinät on rapattu sementti-hiekkakoostumuksella lisäaineilla (lisäaineilla), jotka tarjoavat vaaditut ominaisuudet.

Reaktorin mitoitus

Reaktorin tilavuus riippuu valitusta lämpötilasta lannan käsittelyssä biokaasuksi. Useimmiten valitaan mesofiilinen - se on helpompi ylläpitää ja se tarkoittaa mahdollisuutta reaktorin päivittäiseen lisäkuormitukseen. Biokaasun tuotanto normaalitilan saavuttamisen jälkeen (noin 2 vrk) on vakaata, ilman murtumista ja putoamista (kun normaaliolot luodaan). Tällöin biokaasulaitoksen tilavuus on järkevää laskea tilalla vuorokaudessa syntyvän lannan määrän mukaan. Kaikki on helppo laskea keskimääräisten tietojen perusteella.

Lannan hajoaminen mesofiilisissä lämpötiloissa kestää 10-20 päivää. Vastaavasti tilavuus lasketaan kertomalla 10:llä tai 20:llä. Laskettaessa on otettava huomioon veden määrä, joka tarvitaan substraatin saattamiseksi ihanteelliseen tilaan - sen kosteuden tulisi olla 85-90%. Löydettyä tilavuutta kasvatetaan 50%, koska enimmäiskuorma ei saa ylittää 2/3 säiliön tilavuudesta - kaasun tulee kerääntyä katon alle.

Esimerkiksi tilalla on 5 lehmää, 10 sikaa ja 40 kanaa. Itse asiassa muodostuu 5 * 55 kg + 10 * 4,5 kg + 40 * 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Kananlannan kosteuspitoisuuden nostamiseksi 85 prosenttiin sinun on lisättävä hieman yli 5 litraa vettä (eli 5 kg). Kokonaismassa 331,8 kg. Käsittelyyn 20 päivässä tarvitaan: 331,8 kg * 20 \u003d 6636 kg - noin 7 kuutiota vain alustalle. Kerromme löydetyn luvun 1,5:llä (lisää 50%), saamme 10,5 kuutiometriä. Tämä on biokaasulaitoksen reaktorin tilavuuden laskettu arvo.

Täyttö- ja tyhjennysluukut johtavat suoraan bioreaktorin säiliöön. Jotta substraatti jakautuisi tasaisesti koko alueelle, ne tehdään säiliön vastakkaisiin päihin.

Biokaasulaitoksen haudatulla asennustavalla lastaus- ja purkuputket lähestyvät runkoa terävässä kulmassa. Lisäksi putken alapään tulee olla reaktorin nestepinnan alapuolella. Tämä estää ilman pääsyn säiliöön. Lisäksi putkiin asennetaan pyörivät tai sulkuventtiilit, jotka ovat kiinni normaaliasennossa. Ne ovat avoinna vain lastausta tai purkamista varten.

Koska lanta voi sisältää suuria paloja (kuivikkeet, ruohonvarret jne.), halkaisijaltaan pienet putket usein tukkeutuvat. Siksi lastaamista ja purkamista varten niiden on oltava halkaisijaltaan 20-30 cm. Ne tulee asentaa ennen biokaasulaitoksen eristystöiden aloittamista, mutta sen jälkeen, kun säiliö on asennettu paikalleen.

Biokaasulaitoksen kätevin toimintatapa on alustan säännöllinen lastaus ja purkaminen. Tämä toimenpide voidaan suorittaa kerran päivässä tai kerran kahdessa päivässä. Lanta ja muut komponentit esikerätään varastosäiliöön, jossa ne tuodaan vaadittuun tilaan - murskataan, tarvittaessa kostutetaan ja sekoitetaan. Mukavuussyistä tässä astiassa voi olla mekaaninen sekoitin. Valmistettu substraatti kaadetaan vastaanottoluukuun. Jos asetat vastaanottosäiliön aurinkoon, alusta esilämmitetään, mikä vähentää vaaditun lämpötilan ylläpitokustannuksia.

Vastaanottosuppilon asennussyvyys on toivottavaa laskea siten, että jäte virtaa siihen painovoiman vaikutuksesta. Sama koskee purkamista bioreaktoriin. Paras tapaus on, jos valmistettu alusta liikkuu painovoiman vaikutuksesta. Ja pelti estää sen valmistelun aikana.

Biokaasulaitoksen tiiviyden varmistamiseksi vastaanottosuppilossa ja purkualueella olevissa luukuissa on oltava tiivistävä kumitiiviste. Mitä vähemmän ilmaa säiliössä on, sitä puhtaampaa kaasu on ulostulossa.

Biokaasun keräys ja hävittäminen

Biokaasun poisto reaktorista tapahtuu putken kautta, jonka toinen pää on katon alla, toinen pää yleensä lasketaan vesitiivisteeksi. Tämä on vesisäiliö, johon syntyvä biokaasu lasketaan. Vesitiivisteessä on toinen putki - se sijaitsee nestepinnan yläpuolella. Siihen tulee enemmän puhdasta biokaasua. Niiden bioreaktorin ulostuloon on asennettu sulkukaasuventtiili. Paras vaihtoehto on pallo.

Mitä materiaaleja voidaan käyttää kaasunsiirtojärjestelmään? HDPE:stä tai PPR:stä valmistetut galvanoidut metalliputket ja kaasuputket. Niiden on varmistettava tiiviys, saumat ja liitokset tarkistetaan saippuavaahtoaineella. Koko putkisto on koottu halkaisijaltaan samanlaisista putkista ja liittimistä. Ei supistuksia tai laajenemista.

Epäpuhtauksien puhdistus

Syntyneen biokaasun likimääräinen koostumus on seuraava:

metaani - jopa 60%;
hiilidioksidi - 35%;
muut kaasumaiset aineet (mukaan lukien rikkivety, joka antaa kaasulle epämiellyttävän hajun) - 5%.

Jotta biokaasulla ei olisi hajua ja se palaa hyvin, siitä on poistettava hiilidioksidi, rikkivety ja vesihöyry. Hiilidioksidi poistetaan vesitiivisteessä, jos asennuksen pohjalle lisätään sammutettua kalkkia. Tällainen kirjanmerkki on vaihdettava säännöllisesti (kun kaasu alkaa palaa huonommin, on aika vaihtaa se).

Kaasun kuivaus voidaan tehdä kahdella tavalla - tekemällä kaasuputkeen hydrauliset tiivisteet - työntämällä putkeen hydraulitiivisteiden alle kaarevia osia, joihin kerääntyy kondenssivettä. Tämän menetelmän haittana on vesitiivisteen säännöllinen tyhjennys - suurella määrällä kerättyä vettä se voi estää kaasun kulun.

Toinen tapa on laittaa suodatin silikageelillä. Periaate on sama kuin vesitiivisteessä - kaasu syötetään silikageeliin, kuivataan kannen alta. Tällä biokaasun kuivausmenetelmällä silikageeli on kuivattava ajoittain. Tätä varten sitä on lämmitettävä jonkin aikaa mikroaaltouunissa. Se lämpenee, kosteus haihtuu. Voit nukahtaa ja käyttää uudelleen.

Rikkivedyn poistamiseen käytetään metallilastuilla ladattua suodatinta. Säiliöön voi ladata vanhoja metallisia pesulappuja. Puhdistus tapahtuu täsmälleen samalla tavalla: kaasua syötetään metallilla täytetyn säiliön alaosaan. Kulkiessaan se puhdistetaan rikkivedystä, kerääntyy suodattimen ylempään vapaaseen osaan, josta se poistetaan toisen putken / letkun kautta.

Kaasusäiliö ja kompressori

Puhdistettu biokaasu menee varastosäiliöön - kaasusäiliöön. Se voi olla suljettu muovipussi, muovisäiliö. Pääehto on kaasutiiviys, muodolla ja materiaalilla ei ole väliä. Biokaasu varastoidaan kaasusäiliöön. Siitä syötetään kompressorin avulla tietyn paineen (kompressorin asettama) kaasua jo kuluttajalle - kaasuliesiin tai kattilaan. Tätä kaasua voidaan käyttää myös sähkön tuottamiseen generaattorilla.

Vakaan paineen luomiseksi järjestelmään kompressorin jälkeen on toivottavaa asentaa vastaanotin - pieni laite painepiikkien tasoittamiseksi.

Sekoituslaitteet

Jotta biokaasulaitos toimisi normaalisti, on bioreaktorin nestettä säännöllisesti sekoitettava. Tämä yksinkertainen prosessi ratkaisee monia ongelmia:

sekoittaa tuoreen osan kuormasta bakteeripesäkkeen kanssa;
edistää tuotetun kaasun vapautumista;
tasaa nesteen lämpötilan, pois lukien lämpimät ja kylmemät alueet;
säilyttää substraatin homogeenisuuden ja estää joidenkin aineosien laskeutumisen tai pinttymisen.

Tyypillisesti pienessä kotitekoisessa biokaasulaitoksessa on mekaaniset sekoittimet, jotka toimivat lihasvoimalla. Suuren tilavuuden järjestelmissä sekoittimia voidaan käyttää moottoreilla, jotka kytketään päälle ajastimella.

Toinen tapa on sekoittaa nestettä ohjaamalla sen läpi osa syntyneestä kaasusta. Tätä varten metasäiliöstä poistuttuaan asetetaan tee ja osa kaasusta kaadetaan reaktorin alaosaan, josta se poistuu reikäputken kautta. Tätä kaasun osaa ei voida pitää kulutuksena, koska se kuitenkin palaa järjestelmään ja päätyy sen seurauksena kaasusäiliöön.

Kolmas sekoitusmenetelmä on pumpata substraatti alaosasta ulostepumppujen avulla, kaada se ulos ylhäältä. Tämän menetelmän haittana on riippuvuus sähkön saatavuudesta.

Lämmitysjärjestelmä ja lämmöneristys

Ilman käsiteltyä lietettä kuumentamatta psykofiiliset bakteerit lisääntyvät. Käsittelyprosessi kestää tässä tapauksessa 30 päivästä ja kaasun saanto on pieni. Kesällä lämpöeristyksen ja kuorman esilämmityksen läsnä ollessa on mahdollista saavuttaa jopa 40 asteen lämpötilat, kun mesofiilisten bakteerien kehittyminen alkaa, mutta talvella tällainen asennus on käytännössä käyttökelvoton - prosessit ovat erittäin hitaita. Alle +5°C lämpötiloissa ne käytännössä jäätyvät.

Mitä lämmittää ja mihin sijoittaa

Parhaan tuloksen saavuttamiseksi käytetään lämpöä. Järkevin on veden lämmitys kattilasta. Kattila voi toimia sähköllä, kiinteällä tai nestemäisellä polttoaineella, sitä voidaan käyttää myös syntyvällä biokaasulla. Veden maksimilämpötila on +60°C. Kuumemmat putket voivat saada hiukkasia kiinnittymään pintaan, mikä heikentää lämmitystehoa.

Voit myös käyttää suoraa lämmitystä - aseta lämmityselementit, mutta ensinnäkin on vaikea järjestää sekoitus, ja toiseksi substraatti tarttuu pintaan vähentäen lämmönsiirtoa, lämmityselementit palavat nopeasti.

Biokaasulaitosta voidaan lämmittää tavallisilla lämmityspattereilla, yksinkertaisesti kierretyillä putkilla, hitsatuilla rekistereillä. On parempi käyttää polymeeriputkia - metalli-muovia tai polypropeenia. Myös aallotetut ruostumattomat teräsputket sopivat, ne on helpompi asentaa varsinkin lieriömäisissä pystysuorassa bioreaktorissa, mutta aallotettu pinta aiheuttaa sedimentin kertymistä, mikä ei ole kovin hyvä lämmönsiirrolle.

Hiukkasten kertymisen lämmityselementtien päälle vähentämiseksi ne sijoitetaan sekoitinvyöhykkeelle. Vain tässä tapauksessa on tarpeen suunnitella kaikki niin, että sekoitin ei voi koskettaa putkia. Usein näyttää siltä, että lämmittimet on parempi sijoittaa alhaalta, mutta käytäntö on osoittanut, että pohjassa olevan sedimentin vuoksi tällainen lämmitys on tehotonta. Siksi on järkevämpää sijoittaa lämmittimet biokaasulaitoksen metatankin seinille.

Veden lämmitysmenetelmät

Putkien sijainnin mukaan lämmitys voi olla ulkoista tai sisäistä. Sisätiloissa lämmitys on tehokasta, mutta lämmittimien korjaus ja huolto on mahdotonta ilman järjestelmän sammuttamista ja pumppausta. Siksi materiaalien valintaan ja liitosten laatuun kiinnitetään erityistä huomiota.

Lämmitys lisää biokaasulaitoksen tuottavuutta ja lyhentää raaka-aineiden käsittelyaikaa

Kun lämmittimet sijaitsevat ulkona, tarvitaan enemmän lämpöä (biokaasulaitoksen sisällön lämmityskustannukset ovat paljon korkeammat), koska paljon lämpöä kuluu seinien lämmittämiseen. Mutta järjestelmä on aina korjattavissa, ja lämmitys on tasaisempaa, koska väliaine lämmitetään seinistä. Toinen tämän ratkaisun etu on se, että sekoittimet eivät voi vahingoittaa lämmitysjärjestelmää.

Kuinka eristää

Kaivon pohjalle kaadetaan ensin tasoituskerros hiekkaa, sitten lämpöä eristävä kerros. Se voi olla olkien kanssa sekoitettua savea ja paisutettua savea, kuonaa. Kaikki nämä komponentit voidaan sekoittaa, ne voidaan kaataa erillisiin kerroksiin. Ne tasoitetaan horisonttiin, biokaasulaitoksen kapasiteetti asennetaan.

Bioreaktorin sivut voidaan eristää nykyaikaisilla materiaaleilla tai klassisilla vanhanaikaisilla menetelmillä. Vanhanaikaisista menetelmistä - pinnoitus savella ja oljella. Sitä levitetään useissa kerroksissa.

Nykyaikaisista materiaaleista voit käyttää tiheää suulakepuristettua polystyreenivaahtoa, matalatiheyksisiä hiilihapotettuja betonilohkoja. Teknologisesti edistynein tässä tapauksessa on polyuretaanivaahto (PPU), mutta sen käyttöpalvelut eivät ole halpoja. Mutta siitä tulee saumaton lämmöneristys, joka minimoi lämmityskustannukset. On myös toinen lämpöä eristävä materiaali - vaahtolasi. Levyissä se on erittäin kallista, mutta sen taistelu tai muru maksaa melko vähän, ja se on ominaisuuksiltaan lähes täydellinen: se ei ime kosteutta, ei pelkää jäätymistä, kestää hyvin staattista kuormitusta ja sillä on alhainen lämmönjohtavuus .

Yksi maataloudessa ratkaistavista tehtävistä on lannan ja kasvijätteen hävittäminen. Ja tämä on melko vakava ongelma, joka vaatii jatkuvaa huomiota. Kierrätys vie paitsi aikaa ja vaivaa, myös kohtuullisen määrän. Nykyään on ainakin yksi tapa muuttaa tämä päänsärky tuloeräksi: lannan käsittely biokaasuksi. Tekniikka perustuu lannan ja kasvitähteiden luonnolliseen hajoamisprosessiin niiden sisältämien bakteerien vaikutuksesta. Koko tehtävänä on luoda erityiset olosuhteet täydellisimmälle hajoamiselle. Näitä olosuhteita ovat hapen pääsyn puute ja optimilämpötila (40-50 o C).

Kaikki tietävät, kuinka lantaa useimmiten hävitetään: kasataan, sitten käymisen jälkeen viedään pelloille. Tällöin syntynyt kaasu vapautuu ilmakehään ja sinne lentää myös 40 % lähtöaineen sisältämästä typestä ja suurin osa fosforista. Tuloksena oleva lannoite on kaukana täydellisestä.

Biokaasun saamiseksi on välttämätöntä, että lannan hajoamisprosessi tapahtuu ilman happea, suljetussa tilavuudessa. Tällöin sekä typpi että fosfori jäävät jäännöstuotteeseen ja kaasu kerääntyy säiliön yläosaan, josta se voidaan helposti pumpata pois. Saat kaksi voittolähdettä: kaasu suoraan ja tehokas lannoite. Lisäksi lannoite on laadukkainta ja 99 % turvallista: suurin osa taudinaiheuttajista ja helmintin munista kuolee, lannan sisältämät rikkakasvien siemenet menettävät itämiskykynsä. Tämän jäännöksen pakkaamiseen on jopa linjoja.

Toinen edellytys lannan käsittelylle biokaasuksi on optimaalisen lämpötilan ylläpitäminen. Biomassan sisältämät bakteerit ovat inaktiivisia matalissa lämpötiloissa. Ne alkavat toimia ympäristön lämpötilassa +30 o C. Lisäksi lannassa on kahdenlaisia bakteereita:

Termofiiliset laitokset, joiden lämpötila on +43 o C - +52 o C, ovat tehokkaimpia: niissä käsitellään lantaa 3 vuorokautta, 1 litrasta bioreaktorin käyttöaluetta saadaan jopa 4,5 litraa biokaasua (tämä on maksimiteho) . Mutta +50 o C:n lämpötilan ylläpitäminen vaatii huomattavia energiakustannuksia, mikä ei ole kannattavaa kaikissa ilmastoissa. Siksi biokaasulaitokset toimivat useammin mesofiilisissä lämpötiloissa. Tässä tapauksessa käsittelyaika voi olla 12-30 päivää, saanto on noin 2 litraa biokaasua 1 litraa kohden bioreaktorin tilavuutta.

Kaasun koostumus vaihtelee riippuen raaka-aineesta ja prosessiolosuhteista, mutta se on suunnilleen seuraava: metaani - 50-70%, hiilidioksidi - 30-50%, ja sisältää myös pienen määrän rikkivetyä (alle 1%) ) ja hyvin pieni määrä ammoniakki-, vety- ja typpiyhdisteitä. Laitoksen suunnittelusta riippuen biokaasu voi sisältää huomattavan määrän vesihöyryä, joka vaatii kuivatusta (muuten se ei yksinkertaisesti pala). Miltä teollisuusasennus näyttää, näkyy videossa.

Voidaan sanoa, että koko kaasuntuotantolaitos. Mutta yksityiselle pihalle tai pienelle maatilalle tällaiset määrät ovat hyödyttömiä. Yksinkertaisin biokaasulaitos on helppo tehdä omin käsin. Mutta kysymys kuuluu: "Minne biokaasu lähetetään seuraavaksi?" Tuloksena olevan kaasun lämpöarvo on 5340 kcal / m3 - 6230 kcal / m3 (6,21 - 7,24 kWh / m3). Siksi se voidaan syöttää kaasukattilaan tuottamaan lämpöä (lämmitys ja lämmin vesi), tai sähköntuotantolaitokseen, kaasuliesiin jne. Näin biokaasulaitoksen suunnittelija Vladimir Rashin käyttää viiriäistilaltaan lantaa.

Osoittautuu, että kun sinulla on ainakin enemmän tai vähemmän kunnollinen määrä karjaa ja siipikarjaa, voit itse täyttää tilasi lämmön, kaasun ja sähkön tarpeet täysin. Ja jos asennat kaasuasennuksia autoihin, niin polttoainetta laivastolle. Koska energian osuus tuotantokustannuksista on 70-80%, voit säästää vain bioreaktorissa ja ansaita sitten paljon rahaa. Alla on kuvakaappaus biokaasulaitoksen kannattavuuden taloudellisesta laskelmasta pientilalle (syyskuu 2014). Taloutta ei voi kutsua pieneksi, mutta se ei todellakaan ole suuri myöskään. Pahoittelemme terminologiaa - tämä on kirjoittajan tyyli.

Tämä on likimääräinen erittely vaadituista kustannuksista ja mahdollisista tuloista Itse tehtyjen biokaasulaitosten suunnitelmat

Itse tehtyjen biokaasulaitosten suunnitelmat

Biokaasulaitoksen yksinkertaisin järjestelmä on suljettu säiliö - bioreaktori, johon valmistettu liete kaadetaan. Vastaavasti on luukku lannan lastausta varten ja luukku prosessoitujen raaka-aineiden purkamiseen.

Yksinkertaisin kaavio biokaasulaitoksesta ilman "kelloja ja pillejä"

Säiliö ei ole täysin täytetty alustalla: 10-15 % tilavuudesta on jäätävä vapaaksi keräämään kaasua. Kaasuputki on rakennettu säiliön kanteen. Koska tuloksena oleva kaasu sisältää melko suuren määrän vesihöyryä, se ei pala tässä muodossa. Siksi se on vietävä vesitiivisteen läpi tyhjennystä varten. Tässä yksinkertaisessa laitteessa suurin osa vesihöyrystä tiivistyy ja kaasu palaa jo hyvin. Sitten on toivottavaa puhdistaa kaasu palamattomasta rikkivedystä, ja vasta sitten se voidaan syöttää kaasusäiliöön - säiliöön kaasun keräämistä varten. Ja sieltä on jo mahdollista kasvattaa kuluttajille: syöttää se kattilaan tai kaasuliesiin. Kuinka tehdä suodattimia biokaasulaitokselle omin käsin, katso video.

Pinnalle sijoitetaan suuret teollisuuslaitokset. Ja tämä on periaatteessa ymmärrettävää - maatyön määrä on liian suuri. Mutta pienillä tiloilla bunkkerimalja haudataan maahan. Tämän avulla voit ensinnäkin vähentää vaaditun lämpötilan ylläpitokustannuksia, ja toiseksi yksityisellä pihalla on jo tarpeeksi laitteita.

Säiliö voidaan viedä valmiina tai tehdä tiilestä, betonista tms. kaivetussa kaivossa. Mutta tässä tapauksessa sinun on huolehdittava ilmatiiviydestä ja tukkeutumisesta: prosessi on anaerobinen - ilman pääsyä ilmaan, joten on tarpeen luoda happea läpäisemätön kerros. Rakenne osoittautuu monikerroksiseksi ja tällaisen bunkkerin valmistus on pitkä ja kallis prosessi. Siksi on halvempaa ja helpompaa haudata valmis kontti. Aiemmin nämä olivat välttämättä metallitynnyreitä, usein ruostumatonta terästä. Tänään, kun PVC-säiliöt ovat tulleet markkinoille, voit käyttää niitä. Ne ovat kemiallisesti neutraaleja, niillä on alhainen lämmönjohtavuus, pitkä käyttöikä ja ne ovat useita kertoja halvempia kuin ruostumaton teräs.

Mutta edellä kuvatun biokaasulaitoksen tuottavuus on alhainen. Prosessointiprosessin aktivoimiseksi tarvitaan massan aktiivinen sekoittaminen suppilossa. Muutoin alustan pintaan tai paksuuteen muodostuu kuori, joka hidastaa hajoamisprosessia ja ulostulossa saadaan vähemmän kaasua. Sekoitus suoritetaan millä tahansa käytettävissä olevalla tavalla. Esimerkiksi kuten videossa näkyy. Tässä tapauksessa mikä tahansa asema voidaan tehdä.

Kerrosten sekoittamiseen on toinenkin tapa, mutta ei-mekaaninen - barbitointi: tuotettu kaasu syötetään paineen alaisena lantasäiliön alaosaan. Kaasukuplat nousevat ylös ja rikkovat kuoren. Koska toimitetaan samaa biokaasua, käsittelyolosuhteet eivät muutu. Tätä kaasua ei myöskään voida pitää kuluna - se putoaa jälleen kaasusäiliöön.

Kuten edellä mainittiin, hyvä suorituskyky edellyttää korkeita lämpötiloja. Jotta et kuluttaisi liikaa rahaa tämän lämpötilan ylläpitämiseen, on tarpeen huolehtia eristyksestä. Minkä tyyppisen lämmöneristeen valita, on tietysti yrityksesi, mutta nykyään optimaalinen on polystyreenivaahto. Se ei pelkää vettä, sienet ja jyrsijät eivät vaikuta siihen, sillä on pitkä käyttöikä ja erinomainen lämmöneristyskyky.

Bioreaktorin muoto voi olla erilainen, mutta yleisin on lieriömäinen. Se ei ole ihanteellinen alustan sekoittamisen monimutkaisuuden kannalta, mutta sitä käytetään useammin, koska ihmisillä on paljon kokemusta tällaisten säiliöiden rakentamisesta. Ja jos tällainen sylinteri on jaettu väliseinällä, niitä voidaan käyttää kahtena erillisenä säiliönä, joissa prosessia siirretään ajassa. Samanaikaisesti väliseinään voidaan rakentaa lämmityselementti, mikä ratkaisee ongelman lämpötilan ylläpitämisestä kahdessa kammiossa kerralla.

Yksinkertaisimmassa versiossa kotitekoiset biokaasulaitokset ovat suorakaiteen muotoinen kuoppa, jonka seinät on valmistettu betonista ja käsitelty lasikuitu- ja polyesterihartsikerroksella tiiviyden vuoksi. Tämän säiliön mukana tulee kansi. Se on äärimmäisen hankalaa käytössä: lämmitystä, sekoittamista ja fermentoidun massan poistamista on vaikea toteuttaa, täydellistä käsittelyä ja korkeaa tehokkuutta on mahdotonta saavuttaa.

Tilanne on hieman parempi kaivantobiokaasun lannan käsittelylaitoksissa. Niissä on viistetyt reunat, mikä helpottaa tuoreen lannan lastaamista. Jos teet pohjan kaltevaksi, käymismassa liikkuu painovoiman vaikutuksesta yhteen suuntaan ja se on helpompi valita. Tällaisissa asennuksissa on tarpeen tarjota lämpöeristys paitsi seinille, myös kansille. Tällainen biokaasulaitos omilla käsillä on helppo toteuttaa. Mutta täydellistä käsittelyä ja kaasun enimmäismäärää siinä ei voida saavuttaa. Jopa lämmitettynä.

Perustekniset asiat on käsitelty ja tiedät nyt useita tapoja rakentaa lannan biokaasulaitos. Tekniset vivahteet säilyivät.

Mitä voidaan kierrättää ja miten saavuttaa hyviä tuloksia

Minkä tahansa eläimen lannassa on sen käsittelyyn tarvittavia organismeja. Yli tuhannen erilaisen mikro-organismin on havaittu osallistuvan ruoansulatusprosessiin ja kaasun muodostukseen. Tärkein rooli on metaanin muodostajilla. Uskotaan myös, että kaikkia näitä mikro-organismeja löytyy optimaalisissa suhteissa karjanlannasta. Joka tapauksessa, kun tämäntyyppistä jätettä käsitellään yhdessä kasvimassan kanssa, vapautuu suurin määrä biokaasua. Taulukossa esitetään keskimääräiset tiedot yleisimmistä maatalousjätteistä. Huomaa, että tämä määrä kaasua voidaan saavuttaa ihanteellisissa olosuhteissa.

Hyvän tuottavuuden saavuttamiseksi on tarpeen ylläpitää tietty alustan kosteus: 85-90%. Mutta on käytettävä vettä, joka ei sisällä vieraita kemikaaleja. Liuottimet, antibiootit, pesuaineet jne. vaikuttavat negatiivisesti prosesseihin. Prosessin normaalia kulkua varten liete ei myöskään saa sisältää suuria paloja. Fragmenttien enimmäiskoko: 1 * 2 cm, pienemmät ovat parempia. Siksi, jos aiot lisätä kasviperäisiä ainesosia, sinun on jauhattava ne.

Normaalin käsittelyn kannalta substraatissa on tärkeää säilyttää optimaalinen pH-taso: 6,7-7,6. Yleensä alustalla on normaali happamuus, ja vain satunnaisesti happoa muodostavat bakteerit kehittyvät nopeammin kuin metaania muodostavat. Silloin ympäristö happamoituu, kaasuntuotanto vähenee. Optimaalisen arvon saavuttamiseksi alustaan lisätään tavallista kalkkia tai soodaa.

Nyt vähän lannan käsittelyyn kuluvasta ajasta. Yleensä aika riippuu luoduista olosuhteista, mutta ensimmäinen kaasu voi alkaa virrata jo kolmantena päivänä käymisen alkamisen jälkeen. Aktiivisin kaasun muodostus tapahtuu lannan hajoamisen aikana 30-33%. Oletetaan, että kahden viikon kuluttua substraatti hajoaa 20-25 %, jotta voidaan navigoida ajassa. Eli optimaalisen käsittelyn tulisi kestää kuukausi. Tässä tapauksessa lannoite on korkealaatuisinta.

Bunkkerin tilavuuden laskeminen käsittelyä varten

Pientiloilla optimaalinen asetus on jatkuva toiminta - tämä on, kun tuoretta lantaa syötetään pieninä annoksina päivittäin ja poistetaan samoissa annoksissa. Jotta prosessi ei häiriintyisi, päivittäisen kuormituksen osuus ei saa ylittää 5 % käsitellystä tilavuudesta.

Kotitekoiset laitteistot lannan käsittelyyn biokaasuksi eivät ole täydellisyyden huippua, mutta ne ovat melko tehokkaita

Tämän perusteella voit helposti määrittää tarvittavan säiliön tilavuuden kotitekoiselle biokaasulaitokselle. Sinun on kerrottava tilasi lannan päivittäinen määrä (jo laimennettu kosteuspitoisuudella 85-90%) 20:lla (tämä koskee mesofiilisiä lämpötiloja, termofiilisiä lämpötiloja varten sinun on kerrottava 30:llä). Saatuun lukuun on lisättävä vielä 15-20% - vapaa tila biokaasun keräämiseen kupolin alla. Tiedät pääparametrin. Kaikki muut kustannukset ja järjestelmäparametrit riippuvat siitä, mikä biokaasulaitoksen kaavio valitaan toteutettaviksi ja miten teet kaiken. On täysin mahdollista tulla toimeen improvisoiduilla materiaaleilla tai voit tilata avaimet käteen -asennuksen. Tehdaskehitys maksaa 1,5 miljoonasta eurosta, Kulibinien asennukset ovat halvempia.

Laillinen rekisteröinti

Asennus on koordinoitava SES:n, kaasutarkastuksen ja palomiesten kanssa. Tarvitset:

Asennuksen tekninen kaavio.
Laitteiden ja komponenttien asettelusuunnitelma, jossa viitataan itse asennukseen, lämpöyksikön asennuspaikkaan, putkistojen ja voimalinjojen sijaintiin sekä pumpun liitäntään. Salamanvarsi ja kulkutiet tulee merkitä kaavioon.
Jos yksikkö on tarkoitus sijoittaa sisätiloihin, tarvitaan myös ilmanvaihtosuunnitelma, joka varmistaa vähintään kahdeksan huoneen kokonaisilman vaihtoa.

Kuten näette, byrokratia on tässä välttämätöntä.

Lopuksi vähän asennuksen toimivuudesta. Biokaasulaitos tuottaa keskimäärin kaasua vuorokaudessa, joka on kaksi kertaa säiliön hyötytilavuus. Eli 40 m 3 lietettä tuottaa 80 m 3 kaasua päivässä. Noin 30 % käytetään itse prosessin varmistamiseen (pääasiallinen kuluerä on lämmitys). Nuo. lähdössä saat 56 m 3 biokaasua päivässä. Kolmen hengen perheen tarpeiden kattamiseen ja keskikokoisen talon lämmittämiseen tarvitaan tilastojen mukaan 10 m 3. Nettosaldossa sinulla on 46 m 3 vuorokaudessa. Ja tämä tapahtuu pienellä asennuksella.

Tulokset

Sijoittamalla jonkin verran rahaa biokaasulaitoksen rakentamiseen (tee se itse tai avaimet käteen -periaatteella) et tyydytä vain omia tarpeitasi ja lämmön ja kaasun tarpeita, vaan pystyt myös myymään kaasua sekä korkeaa -jalostuksesta syntyneet laadukkaat lannoitteet.

Kuka tahansa voi luoda biokaasua itse. Tämä ei vaadi erityisiä tietoja ja erityistaitoja uusiutuvien energialähteiden alalla. Jos jokainen ajattelee ympärillään olevaa maailmaa, maapallon ekologian tilanne paranee merkittävästi.

Lantakaasu on todellisuutta. Sitä voidaan todellakin saada lannasta, joka tavalla tai toisella lannoittaa maata. Mutta voit laittaa sen kiertoon ja saada oikeaa kaasua.

Kaasun saamiseksi lannasta omin käsin kotona käytetään maatilan biokaasulaitosta. Voit ottaa maakaasua keittimellä suoraan tilalla. Näin monet viljelijät tekevät sen. Tätä varten sinun ei tarvitse ostaa erityistä polttoainetta. Riittävästi luonnollisia raaka-aineita.

Bioreaktorin tulisi sisältää 1 - 8-10 kuutiometriä. yksityisen tuotannon jäte, kananlantaa. Raaka-aineiden tuotanto ja käsittely tällaisen tilavuuden omaavalla laitteella pystyy käsittelemään yli 50 kg lantaa. Biokaasulaitoksen tekemiseksi sinun tulee löytää piirustukset, joiden mukaan laitteet on valmistettu, ja tarvitset myös kaavion.

Asennuksen toiminta suoritetaan useissa vaiheissa:

Raaka-aineiden sekoitus;

Lämmitys;

Biokaasun eristäminen.

Kotitekoisen asennuksen avulla voit saada kaasua lannasta hetkessä. Se voidaan koota itsenäisesti kaavioiden ja piirustusten avulla. Lämmönkehittimelle voit valita kattilat veden lämmittämiseen. Kaasun keräämiseen työmaalla tarvitset kaasusäiliön. Se kerää ja varastoi kaasua.

Muista, että säiliössä olevat epäpuhtaudet ja roskat tulee puhdistaa aika ajoin.

Kaasua saa lannasta biokaasulaitoksella. Se voidaan suunnitella käsin. Määritä jalostettujen raaka-aineiden määrä, valitse sopiva astia, jossa raaka-aineet käsitellään ja sekoitetaan - näin tapahtuu metaanilla kyllästetyn kaasun tuotanto biopolttoaineessa.

Biokaasun valmistus kotona

On olemassa stereotypia, jonka mukaan biokaasua voi saada vain erikoistuneilta teollisuudenaloilta ja tiloilta. Se ei kuitenkaan ole. Nykyään voit valmistaa biokaasua kotona.

Biokaasu on kokoelma erilaisia kaasuja, jotka syntyvät orgaanisen aineen hajoamisesta. On hyvä tietää, että biokaasu on syttyvää. Se syttyy helposti puhtaalla liekillä.

Panemme merkille kodin biokaasulaitoksen edut:

Biokaasun saaminen ilman kalliita laitteita;
Käyttämällä ;
Luonnolliset ja vapaat raaka-aineet lannan tai kasvien muodossa;
Ympäristöstä huolehtiminen.

Biokaasulaitoksen omistaminen kotona on kesämökin omistajalle kannattavaa bisnestä. Tällaisen asennuksen tekemiseen tarvitaan pieni määrä varoja: kaksi 200 litran tynnyriä, 50 litran tynnyri, viemäriputket, kaasuletku ja hana.

Kuten näet, sinun ei tarvitse edes ostaa lisätyökaluja voidaksesi suorittaa asennuksen itse. Tynnyriä, hanaa, letkuja ja putkia löytyy lähes aina mökinomistajien tilalta. Kaasugeneraattori on huolenaihe ympäristölle, samoin kuin mahdollisuutesi käyttää vaihtoehtoista energia- ja polttoainelähdettä.

Miksi tarvitset biokaasulaitoksen viljelyyn

Jotkut viljelijät, kesäasukkaat, omakotitalojen omistajat eivät näe tarvetta tehdä biokaasulaitosta. Ensi silmäyksellä se on. Mutta sitten, kun omistajat näkevät kaikki edut, kysymys tällaisen asennuksen tarpeesta katoaa.

Ensimmäinen ilmeinen syy tehdä biokaasulaitos maatilalle on hankkia sähköä, lämmitystä, jolloin sähköstä voi maksaa vähemmän.

Energian käyttäminen on halvempaa kuin sen toimittamisen maksaminen tilalle.

Toinen pääasiallinen syy laitoksen luomisen tarpeeseen on jätteetöntä tuotantoa koskevan täydellisen syklin järjestäminen. Laitteen raaka-aineena käytämme lantaa tai jätteitä. Käsittelyn jälkeen saamme uutta kaasua.

Kolmas syy biokaasulaitoksen puolesta on tehokas käsittely ja ympäristövaikutukset.

3 biokaasulaitoksen etua:

Energian saaminen perhetilan pitämiseen käynnissä;
päättyneen syklin järjestäminen;
Tehokas raaka-aineiden käyttö.

Asennus maatilalla on osoitus tehokkuudestasi ja huolestasi ympäröivästä maailmasta. Biogeneraattorit säästävät valtavasti rahaa tekemällä tuotannosta jätteetöntä, tehokkaan resurssien ja raaka-aineiden allokoinnin, mutta myös täydellisen omavaraisuuden.

Lämpöpumppu on helppo koota omin käsin vanhoista kodin laitteista. Koko prosessi kuvataan seuraavassa artikkelissa:

Tehokkaan talouden kysymys: kuinka saada metaani oikein

Metaani on biokaasun pääkomponentti. Biokaasu itsessään on sekoitus erilaisia kaasuja. Niistä metaani on tärkein.

Korostetaan tekijöitä, jotka vaikuttavat metaanin tuotantoon:

Ympäristö;
Laadukkaat raaka-aineet;
Raaka-aineiden sekoitustiheys asennussäiliössä.

Sekoita säiliössä olevat raaka-aineet haarukalla ja vähintään kerran päivässä, mieluiten kuusi kertaa.

Metaanin tuotanto liittyy suoraan biokaasun tuotantoon. Mitä paremmin käsittelet biokaasun hankintaprosessia, sitä paremmin saat biokaasua ulostulossa. Tätä varten sinun on käytettävä vain korkealaatuisia raaka-aineita, tarkkailtava paikkaa, jossa asennus sijaitsee, ja sekoitettava säiliön sisältö. Sitten saat metaanin oikein.

Tee itse biokaasulaitos (video)

Ympäristön säilyttämisen alkuperäisessä muodossaan kannattajia on yhä enemmän. Ilman päästöjä ja ympäristön saastumista. Biokaasulaitokset ratkaisevat tämän ongelman. Lisäksi biokaasulaitoksen omistaja saa henkilökohtaisesti sen käytöstä suoria rahallisia etuja.

Perinteisten energiankantajien kustannusten jatkuva nousu pakottaa kotikäsityöläiset luomaan kotitekoisia laitteita, joiden avulla voit saada biokaasua jätteistä omin käsin. Tällä lähestymistavalla viljelyyn on mahdollista paitsi saada halpaa energiaa talon lämmittämiseen ja muihin tarpeisiin, myös luoda prosessi orgaanisen jätteen kierrättämiseksi ja ilmaisten lannoitteiden saamiseksi myöhempää levitystä varten maaperään.

Tuotetun biokaasun ja lannoitteiden ylijäämä voidaan myydä markkina-arvolla kiinnostuneille kuluttajille ja muuttaa rahaksi se, mikä kirjaimellisesti "makaa jalkojen alla". Suurviljelijöillä on varaa ostaa esivalmistettuja biokaasulaitoksia. Tällaisten laitteiden hinta on melko korkea. Sen toiminnan tuotto vastaa kuitenkin tehtyjä investointeja. Samalla periaatteella toimivat vähemmän tehokkaat asennukset voidaan koota yksinään saatavilla olevista materiaaleista ja osista.

Mitä biokaasu on ja miten sitä tuotetaan?

Biomassan käsittelyn tuloksena saadaan biokaasua

Biokaasu on luokiteltu ympäristöystävälliseksi polttoaineeksi. Ominaisuuksiltaan biog on monin tavoin samanlainen kuin teollisessa mittakaavassa tuotettu maakaasu. Biokaasun tuotantotekniikka voidaan esittää seuraavasti:

erityisessä säiliössä, jota kutsutaan bioreaktoriksi, biomassan käsittelyprosessi tapahtuu anaerobisten bakteerien osallistuessa ilmattoman käymisen olosuhteissa tietyn ajan, jonka kesto riippuu ladattujen raaka-aineiden tilavuudesta;
seurauksena vapautuu kaasuseos, joka koostuu 60 %:sta metaanista, 35 %:sta hiilidioksidista, 5 %:sta muista kaasumaisista aineista, joiden joukossa on rikkivetyä pieni määrä;
syntynyt kaasu poistetaan jatkuvasti bioreaktorista ja puhdistuksen jälkeen lähetetään aiottuun käyttöön;
jalostettu jäte, josta on tullut korkealaatuista lannoitetta, poistetaan ajoittain bioreaktorista ja viedään pelloille.

Visuaalinen kaavio biopolttoaineen tuotantoprosessista

Biokaasun jatkuvan tuotannon perustamiseksi kotona on oltava maatalous- ja karjankasvatusyritysten omistus tai pääsy niihin. Biokaasun tuotantoon on taloudellisesti kannattavaa ryhtyä vain, jos lannan ja muun orgaanisen eläinjätteen ilmainen toimitus on olemassa.

Kaasulämmitys on edelleen luotettavin lämmitystapa. Voit oppia lisää autonomisesta kaasutuksesta seuraavasta materiaalista:

Bioreaktorien tyypit

Biokaasua tuottavat laitokset eroavat toisistaan raaka-aineiden lastaustavan, syntyvän kaasun keräämisen, reaktorin sijainnin suhteessa maan pintaan ja valmistusmateriaalin suhteen. Betoni, tiili ja teräs ovat sopivimpia materiaaleja bioreaktorien rakentamiseen.

Kuormaustyypin mukaan erotetaan bioasennukset, joihin tietty osa raaka-aineista ladataan ja käy läpi käsittelysyklin ja puretaan sitten kokonaan. Kaasuntuotanto näissä yksiköissä on epävakaa, mutta niihin voidaan ladata mitä tahansa raaka-ainetta. Yleensä niillä on pystysuora järjestely ja ne vievät vähän tilaa.

Toisen tyypin järjestelmään ladataan päivittäin annos orgaanista jätettä ja tilavuudeltaan sitä vastaava annos valmiita fermentoituja lannoitteita. Työseos jää aina reaktoriin. Ns. jatkuvatoiminen lastauslaitos tuottaa jatkuvasti enemmän biokaasua ja on erittäin suosittu viljelijöiden keskuudessa. Pohjimmiltaan nämä reaktorit sijaitsevat vaakatasossa ja ovat käteviä, jos paikalla on vapaata tilaa.

Valittu biokaasun keräystyyppi määrää reaktorin suunnitteluominaisuudet.

ilmapallojärjestelmät koostuvat kumisesta tai muovisesta lämmönkestävästä sylinteristä, jossa on yhdistetty reaktori ja kaasupidike. Tämäntyyppisten reaktorien etuja ovat suunnittelun yksinkertaisuus, raaka-aineiden lastaus ja purkaminen, puhdistuksen ja kuljetuksen helppous sekä alhaiset kustannukset. Haittoja ovat lyhyt käyttöikä, 2-5 vuotta, vaurioiden mahdollisuus ulkoisten vaikutusten seurauksena. Säiliöreaktoreihin kuuluu myös kanavatyyppisiä laitoksia, joita käytetään laajalti Euroopassa nestemäisen jätteen ja jäteveden käsittelyyn. Tällainen kuminen kansi on tehokas korkeissa ympäristön lämpötiloissa, eikä sylinterin vaurioitumisvaaraa ole. Kiinteässä kupumallissa on täysin suljettu reaktori ja lisäsäiliö lietteen poistoa varten. Kaasu kerääntyy kupoliin, kun seuraavaa raaka-aineen erää lastataan, prosessoitu massa työnnetään tasaussäiliöön.
Kelluvat kupubiosysteemit koostuvat maan alla sijaitsevasta monoliittisesta bioreaktorista ja liikkuvasta kaasusäiliöstä, joka kelluu erityisessä vesitaskussa tai suoraan raaka-aineessa ja nousee kaasupaineen vaikutuksesta. Kelluvan kupolin etuna on helppokäyttöisyys ja kyky määrittää kaasun paine kupolin korkeuden perusteella. Tämä on loistava ratkaisu suurelle maatilalle.
Maanalaista tai maanpäällistä asennusta valittaessa on otettava huomioon kohokuvion kaltevuus, joka helpottaa raaka-aineiden lastaamista ja purkamista, maanalaisten rakenteiden tehostettu lämmöneristys, joka suojaa biomassaa päivittäisiltä lämpötilan vaihteluilta ja tekee käymisprosessi on vakaampi.

Suunnittelu voidaan varustaa lisälaitteilla raaka-aineiden lämmittämiseen ja sekoittamiseen.

Onko kannattavaa tehdä reaktoria ja käyttää biokaasua

Biokaasulaitoksen rakentamisella on seuraavat tavoitteet:

halvan energian tuotanto;
helposti sulavien lannoitteiden tuotanto;
säästöjä kalliiseen viemäriin liitettäessä;
kotitalousjätteen käsittely;
mahdollinen voitto kaasun myynnistä;
epämiellyttävien hajujen voimakkuuden vähentäminen ja alueen ympäristötilanteen parantaminen.

Kaavio biokaasun tuotannon ja käytön kannattavuudesta

Bioreaktorin rakentamisen hyödyn arvioimiseksi järkevän omistajan tulee ottaa huomioon seuraavat seikat:

bioasennuksen kustannukset ovat pitkän aikavälin investointi;
kotitekoiset biokaasulaitteet ja reaktorin asennus ilman kolmannen osapuolen asiantuntijoiden osallistumista maksavat paljon vähemmän, mutta sen tehokkuus on myös alhaisempi kuin kalliin tehdasyksikön;
vakaan kaasunpaineen ylläpitämiseksi viljelijän on saatava eläinjätettä riittävästi ja pitkään. Jos sähkön ja maakaasun hinnat ovat korkeat tai kaasutusmahdollisuuden puuttuessa, laitteiston käytöstä tulee paitsi kannattavaa, myös välttämätöntä;
suurtiloilla, joilla on oma raaka-ainepohja, kannattava ratkaisu olisi bioreaktorin sisällyttäminen kasvihuone- ja karjatilojen järjestelmään;
pientiloilla tehokkuutta voidaan lisätä asentamalla useita pieniä reaktoreita ja lastaamalla raaka-aineita eri aikavälein. Tämä auttaa välttämään kaasuntoimitusten keskeytyksiä raaka-aineen puutteen vuoksi.

Kuinka rakentaa bioreaktori itse

Päätös rakentamisesta on tehty, nyt on tarpeen suunnitella asennus ja laskea tarvittavat materiaalit, työkalut ja laitteet.

Tärkeä! Bioreaktorin materiaalin päävaatimus on kestävyys aggressiivisille happamille ja emäksisille väliaineille.

Jos metallisäiliö on saatavilla, sitä voidaan käyttää, jos se on suojattu korroosiota vastaan. Kun valitset metallista valmistettua säiliötä, kiinnitä huomiota hitsausten olemassaoloon ja niiden lujuuteen.

Kestävä ja kätevä vaihtoehto - polymeerisäiliö. Tämä materiaali ei mätäne tai ruostu. Tynnyri, jossa on paksut jäykät seinät tai vahvistettu, kestää täydellisesti kuorman.

Halvin tapa on asettaa tiili- tai kivisäiliö, betonilohkot. Seinien lujuuden lisäämiseksi ne on vahvistettu ja päällystetty sisältä ja ulkoa monikerroksisella vedeneristyksellä ja kaasutiiviillä pinnoitteella. Kipsissä tulee olla lisäaineita, jotka antavat halutut ominaisuudet. Paras muoto, joka kestää kaikki painekuormitukset, on soikea tai sylinterimäinen.

Tämän säiliön pohjassa on aukko, jonka kautta jätemateriaali poistetaan. Tämä reikä on suljettava tiiviisti, koska järjestelmä toimii tehokkaasti vain suljetuissa olosuhteissa.

Tarvittavien työkalujen ja materiaalien laskeminen

Tiilisäiliön asettamiseen ja koko järjestelmän järjestämiseen tarvitset seuraavat työkalut ja materiaalit:

säiliö sementtilaastin tai betonisekoittimen sekoittamiseen;
pora sekoittimen suuttimella;
murskattu kivi ja hiekka tyhjennystyynyn laitteeseen;
lapio, mittanauha, lasta, lasta;
tiili, sementti, vesi, hieno hiekka, raudoitus, pehmitin ja muut tarvittavat lisäaineet;
hitsauskoneet ja kiinnikkeet metalliputkien ja -komponenttien kiinnittämiseen;
vedensuodatin ja metallilastuilla varustettu säiliö kaasun puhdistamiseen;
rengassylinterit tai tavalliset propaanikaasusäiliöt.

Betonisäiliön koko määräytyy yksityisellä pihalla tai maatilalla päivittäin esiintyvän orgaanisen jätteen määrästä. Bioreaktorin täysimittainen toiminta on mahdollista, jos se täytetään kahteen kolmasosaan käytettävissä olevasta tilavuudesta.

Määritetään reaktorin tilavuus pienelle yksityistilalle: jos on 5 lehmää, 10 sikaa ja 40 kanaa, niin heidän elinpäivänsä pentue 5 x 55 kg + 10 x 4,5 kg + 40 x 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Lisää 5 litraa vettä kananlannan saattamiseksi vaadittuun kosteuspitoisuuteen 85 %. Kokonaispaino = 331,8 kg. Käsittelyyn 20 päivässä tarvitaan: 331,8 kg x 20 \u003d 6636 kg - noin 7 kuutiota vain alustalle. Tämä on kaksi kolmasosaa vaaditusta tilavuudesta. Tuloksen saamiseksi tarvitset 7x1,5 \u003d 10,5 kuutiometriä. Tuloksena oleva arvo on vaadittu bioreaktorin tilavuus.

Muista, että suuria määriä biokaasua ei voi tuottaa pienissä säiliöissä. Tuotanto riippuu suoraan reaktorissa käsiteltävän orgaanisen jätteen massasta. Joten saadaksesi 100 kuutiometriä biokaasua, sinun on käsiteltävä tonni orgaanista jätettä.

Kohteen valmistelu bioreaktorilaitteelle

Reaktoriin ladattava orgaaninen seos ei saa sisältää antiseptisiä aineita, pesuaineita, bakteerien elämälle haitallisia ja biokaasun tuotantoa hidastavia kemikaaleja.

Tärkeä! Biokaasu on syttyvää ja räjähtävää.

Bioreaktorin oikean toiminnan varmistamiseksi on noudatettava samoja sääntöjä kuin kaikissa kaasuasennuksissa. Jos laitteisto on ilmatiivis, biokaasua puretaan ajoissa kaasusäiliöön, niin ei ole ongelmia.

Jos kaasun paine ylittää normin tai myrkyttää tiiviyden rikkoutuessa, on olemassa räjähdysvaara, joten reaktoriin on suositeltavaa asentaa lämpötila- ja paineanturit. Biokaasun hengittäminen on myös vaarallista ihmisten terveydelle.

Kuinka varmistaa biomassan aktiivisuus

Voit nopeuttaa biomassan käymisprosessia kuumentamalla sitä. Eteläisillä alueilla tällaista ongelmaa ei yleensä esiinny. Ympäristön lämpötila riittää käymisprosessien luonnolliseen aktivoitumiseen. Alueilla, joilla on ankarat ilmasto-olosuhteet talvella, ilman lämmitystä biokaasulaitoksen käyttö on yleensä mahdotonta. Käymisprosessi alkaa loppujen lopuksi yli 38 celsiusasteen lämpötilassa.

On olemassa useita tapoja järjestää biomassasäiliön lämmitys:

kytke reaktorin alla oleva pata lämmitysjärjestelmään;
asenna sähköiset lämmityselementit säiliön pohjaan;
lämmittää säiliötä suoraan sähkölämmittimien avulla.

Metaanin tuotantoon vaikuttavat bakteerit ovat lepotilassa itse raaka-aineessa. Niiden aktiivisuus lisääntyy tietyllä lämpötilatasolla. Automaattisen lämmitysjärjestelmän asentaminen varmistaa prosessin normaalin kulun. Automaatio käynnistää lämmityslaitteet, kun seuraava kylmä erä tulee bioreaktoriin, ja sammuttaa sen sitten, kun biomassa lämpenee ennalta määrätylle lämpötilatasolle.

Samanlaisia lämpötilansäätöjärjestelmiä on asennettu kuumavesikattiloihin, joten niitä voi ostaa kaasulaitteiden myyntiin erikoistuneista liikkeistä.

Kaavio näyttää koko syklin kiinteiden ja nestemäisten raaka-aineiden lastaamisesta biokaasun viemiseen kuluttajille.

On tärkeää huomioida, että biokaasun tuotannon voi aktivoida kotona sekoittamalla biomassaa reaktorissa. Tätä varten tehdään laite, joka on rakenteellisesti samanlainen kuin kotitaloussekoitin. Laite voidaan saada liikkeelle akselilla, joka johdetaan ulos säiliön kannessa tai seinissä olevan reiän kautta.

Mitä erityislupia tarvitaan biokaasun asennukseen ja käyttöön?

Bioreaktorin rakentamiseksi ja käyttämiseksi sekä syntyvän kaasun käyttämiseksi on huolehdittava tarvittavien lupien saamisesta suunnitteluvaiheessa. Koordinointi on suoritettava kaasupalvelun, palomiesten ja Rostekhnadzorin kanssa. Yleisesti ottaen asennus- ja käyttösäännöt ovat samanlaiset kuin tavanomaisten kaasulaitteiden käyttöä koskevat säännöt. Rakentaminen on suoritettava tiukasti SNIP:iden mukaisesti, kaikkien putkien on oltava keltaisia ja niissä on oltava asianmukaiset merkinnät. Tehtaalla valmistetut valmiit järjestelmät ovat useita kertoja kalliimpia, mutta niissä on kaikki mukana tulevat asiakirjat ja ne täyttävät kaikki tekniset vaatimukset. Valmistajat antavat takuun laitteille ja huollolle sekä korjaavat tuotteitaan.

Itse tehty biokaasulaitos voi säästää energiakustannuksissa, jotka muodostavat suuren osan maataloustuotteiden kustannusten määrittelyssä. Tuotantokustannusten lasku vaikuttaa tilan tai yksityisen tilan kannattavuuden kasvuun. Nyt kun tiedät kuinka saada biokaasua olemassa olevasta jätteestä, jää vain idean toteuttaminen käytännössä. Monet maanviljelijät ovat jo kauan sitten oppineet tienaamaan lannasta.