Väikeseid paigaldusi saab paigaldada ka koju. Vahemärkusena ütlen, et oma kätega biogaasi tootmine ei ole mingi uus leiutis. Isegi iidsetel aegadel toodeti Hiinas aktiivselt biogaasi kodus. See riik on endiselt liider biogaasiseadmete arvu poolest. Aga siin kuidas oma kätega biogaasijaama teha, mida selleks vaja on, kui palju see maksab - püüan teile seda kõike selles ja järgmistes artiklites rääkida.
Biogaasijaama esialgne arvutus
Enne biogaasijaama ostma või iseseisvalt kokku panema asumist tuleb adekvaatselt hinnata tooraine saadavust, nende tüüpi, kvaliteeti ja katkematu tarnevõimalust. Iga tooraine ei sobi biogaasi tootmiseks. Toorained, mis ei sobi:
- kõrge ligniinisisaldusega toorained;
- okaspuude saepuru sisaldavad toorained (vaikude olemasoluga)
- niiskusega üle 94%
- mädanenud sõnnik, samuti hallitust või sünteetilisi pesuaineid sisaldav tooraine.
Kui tooraine on töötlemiseks sobiv, võite hakata määrama bioreaktori mahtu. Mesofiilse režiimi (biomassi temperatuur on 25-40 kraadi, kõige levinum režiim) tooraine kogumaht ei ületa 2/3 reaktori mahust. Päevane annus ei ületa 10% kogu laaditud toorainest.
Mis tahes toorainet iseloomustavad kolm olulist parameetrit:
- tihedus;
- tuhasisaldus;
- niiskus.
Kaks viimast parameetrit määratakse statistiliste tabelite põhjal. Toorainet lahjendatakse veega, et saavutada 80-92% niiskus. Vee ja toorainete koguse suhe võib varieeruda vahemikus 1:3 kuni 2:1. Seda tehakse selleks, et anda substraadile vajalik voolavus. Need. et tagada substraadi läbimine torudest ja selle segamise võimalus. Väikeste biogaasijaamade puhul võib substraadi tiheduse võtta võrdseks vee tihedusega.
Proovime näite abil määrata reaktori ruumala.
Oletame, et farmis on 10 veist, 20 siga ja 35 kana. Ööpäevas tekivad järgmised väljaheited: 1 veiselt 55 kg, 1 sealt 4,5 kg ja kanalt 0,17 kg. Päevane jäätmete kogus saab olema: 10x55+20x4,5+0,17x35 = 550+90+5,95 =645,95 kg. Ümardame kuni 646 kg. Sigade ja veiste väljaheidete niiskusesisaldus on 86%, kanade väljaheidetes 75%. Kanasõnnikus 85% niiskuse saavutamiseks tuleb lisada 3,9 liitrit vett (umbes 4 kg).
Selgub, et tooraine laadimise päevane annus saab olema umbes 650 kg. Reaktori täiskoormus: OS=10x0,65=6,5 tonni ja reaktori maht VÕI=1,5x6,5=9,75 m³. Need. vajame reaktorit mahuga 10 m³.
Biogaasi saagise arvutamine
Biogaasi saagise arvutamise tabel sõltuvalt tooraine liigist.
| Tooraine tüüp | Gaasi väljund, m³ 1 kg kuivaine kohta | Gaasi väljund m³ 1 tonni kohta niiskuse juures 85% |
| Veiste sõnnik | 0,25-0,34 | 38-51,5 |
| Seasõnnik | 0,34-0,58 | 51,5-88 |
| Lindude väljaheited | 0,31-0,62 | 47-94 |
| Hobuse sõnnik | 0,2-0,3 | 30,3-45,5 |
| Lambasõnnik | 0,3-0,62 | 45,5-94 |
Kui võtame sama näite, siis korrutades iga tooraine liigi massi vastavate tabeliandmetega ja liites kõik kolm komponenti, saame biogaasi saagiseks ligikaudu 27-36,5 m³ ööpäevas.
Vajaliku biogaasi koguse aimu saamiseks ütlen, et keskmine 4-liikmeline pere vajab toidu valmistamiseks 1,8-3,6 m³. 100 m² ruumi kütmiseks – 20 m³ biogaasi ööpäevas.
Reaktori paigaldamine ja valmistamine
Reaktorina saab kasutada metallpaaki, plastmahutit või ehitada telliskivist või betoonist. Mõned allikad ütlevad, et eelistatud kuju on silinder, kuid kivist või tellistest ehitatud ruudukujulistes konstruktsioonides tekivad tooraine surve tõttu praod. Olenemata kujust, materjalist ja paigalduskohast peab reaktor:
- olema vee- ja gaasikindel. Reaktoris ei tohiks toimuda õhu ja gaasi segunemist. Katte ja korpuse vahel peab olema tihendatud materjalist tihend;
- olema soojusisolatsiooniga;
- taluma kõiki koormusi (gaasirõhk, kaal jne);
- omama luuki remonditööde teostamiseks.
Reaktori kuju paigaldamine ja valimine toimub iga farmi jaoks eraldi.
Tootmise teema DIY biogaasijaam väga ulatuslik. Seetõttu keskendun selles artiklis sellele. Järgmises artiklis räägime biogaasijaama ülejäänud elementide valimisest, hindadest ja ostukohast.
Tarbimisökoloogia.Kinnistu: Kas biokütust on kasulik toota kodus väikestes kogustes erakrundil? Kui teil on mitu metalltünni ja muud rauast rämpsu, aga ka palju vaba aega ja te ei tea, kuidas sellega toime tulla - jah.
Oletame, et teie külas ei olnud maagaasi ega tule kunagi olema. Ja isegi kui on, maksab see raha. Kuigi see on suurusjärgu võrra odavam kui kulukas kütmine elektri ja vedelkütusega. Lähim pelletitootmistsehh asub paarisaja kilomeetri kaugusel ning transport on kallis. Küttepuid on aasta-aastalt üha keerulisem osta ja sellega on tülikas ka põletada. Selle taustal tundub väga ahvatlev idee hankida oma koduaias tasuta biogaasi umbrohust, kana väljaheidetest, lemmiksigade sõnnikust või omaniku välismaja sisust. Tuleb teha vaid bioreaktor! Teles räägitakse sellest, kuidas kokkuhoidvad Saksa põllumehed hoiavad end “sõnniku” ressurssidega soojas ja nüüd pole neil “Gazpromi” vaja. Siin peab paika ütlus “võtab kile väljaheidetest maha”. Internet on täis artikleid ja videoid teemadel "biomassist biogaas" ja "tee ise biogaasijaam". Kuid tehnoloogia praktilisest rakendamisest teame vähe: kõik räägivad biogaasi tootmisest kodus, kuid vähesed on külas näinud konkreetseid näiteid, samuti legendaarset Yo-Mobile'i teel. Proovime välja mõelda, miks see nii on ja millised on edumeelsete bioenergiatehnoloogiate väljavaated maapiirkondades.
Mis on biogaas + natuke ajalugu
Biogaas tekib biomassi järjestikuse kolmeastmelise lagunemise (hüdrolüüs, happe ja metaani moodustumine) tulemusena erinevat tüüpi bakterite poolt. Kasulik põlev komponent on metaan ja võib esineda ka vesinikku.
Bakterite lagunemise protsess, mille käigus tekib tuleohtlik metaani
Suuremal või vähemal määral süttivad gaasid tekivad loomse ja taimse päritoluga jäänuste lagunemisel.
Biogaasi ligikaudne koostis, komponentide konkreetsed proportsioonid sõltuvad kasutatavast toorainest ja tehnoloogiast
Seda tüüpi looduslikku kütust on inimesed püüdnud kasutada pikka aega; keskaegsetes kroonikates on viiteid tõsiasjale, et praeguse Saksamaa madalate piirkondade elanikud said aastatuhande eest mädanenud taimestikust biogaasi, kastes nahast karusnahka soode läga sisse. Pimedal keskajal ja isegi valgustatud sajanditel äratasid meeleolukatel messiesinemistel avalikkuses pidevat rõõmu just kõige andekamad meteoristid, kes tänu spetsiaalselt valitud dieedile suutsid õigel ajal vabastada ja süüdata ohtralt metaanilakke. Tööstuslikke biogaasijaamu hakati vahelduva eduga ehitama 19. sajandi keskel. Eelmise sajandi 80ndatel NSV Liidus võeti vastu riiklik tööstuse arendamise programm, kuid seda ei rakendatud, kuigi käivitati tosin tootmisrajatist. Välismaal täiustatakse ja propageeritakse suhteliselt aktiivselt biogaasi tootmise tehnoloogiat, töötavate käitiste koguarv ulatub kümnetesse tuhandetesse. Arenenud riikides (EMÜ, USA, Kanada, Austraalia) on need kõrgelt automatiseeritud suured kompleksid, arengumaades (Hiina, India) - poolkäsitöö biogaasijaamad kodudesse ja väiketaludesse.
Protsent biogaasijaamade arvust Euroopa Liidus. Selgelt on näha, et tehnoloogia areneb aktiivselt ainult Saksamaal, põhjuseks soliidsed valitsuse toetused ja maksusoodustused
Mis kasutusalad on biogaasil?
On selge, et seda kasutatakse kütusena, kuna see põleb. Tööstus- ja elamute küte, elektri tootmine, toiduvalmistamine. Kõik pole aga nii lihtne, nagu YouTube'is laiali paisatud videotes näha. Biogaas peab soojust tootvates seadmetes põlema stabiilselt. Selleks tuleb selle gaasikeskkonna parameetrid viia üsna rangetele standarditele. Metaanisisaldus peab olema vähemalt 65% (optimaalne 90-95%), vesinik peab puuduma, veeaur on eemaldatud, süsinikdioksiid on eemaldatud, ülejäänud komponendid on kõrgete temperatuuride suhtes inertsed.
Loomasõnniku päritoluga, haisvatest lisanditest puhastamata biogaasi kasutamine elamutes on võimatu.
Normaliseeritud rõhk on 12,5 baari, kui väärtus on alla 8-10 baari, peatab automaatika kaasaegsetes kütteseadmete ja köögiseadmete mudelites gaasivarustuse. On väga oluline, et soojusgeneraatorisse siseneva gaasi omadused oleksid stabiilsed. Kui rõhk hüppab üle normaalpiiride, töötab klapp ja peate selle käsitsi uuesti sisse lülitama. See on halb, kui kasutate aegunud gaasiseadmeid, mis ei ole varustatud gaasijuhtimissüsteemiga. Parimal juhul võib katla põleti ebaõnnestuda. Halvim stsenaarium on see, et gaas kustub, kuid selle tarnimine ei peatu. Ja see on juba täis tragöödiat. Võtame öeldu kokku: biogaasi omadused tuleb viia nõutud parameetriteni ning rangelt järgida ohutusnõudeid. Lihtsustatud tehnoloogiline ahel biogaasi tootmiseks. Oluline etapp on eraldamine ja gaasi eraldamine
Milliseid tooraineid kasutatakse biogaasi tootmiseks
Taimne ja loomne tooraine
- Taimne tooraine sobib suurepäraselt biogaasi tootmiseks: värskest rohust saab maksimaalse kütusesaagi - kuni 250 m3 toormetonni kohta, metaanisisaldus kuni 70%. Mõnevõrra vähem, maisisilost saab kuni 220 m3, peedipealsest kuni 180 m3. Kõik rohelised taimed sobivad, vetikad ja hein on head (100 m3 tonni kohta), kuid väärtuslikku sööta on mõttekas kasutada kütusena ainult siis, kui seda on ilmselgelt üle. Mahlade, õlide ja biodiisli tootmisel tekkinud paberimassist on metaani saagis madal, kuid materjal on ka vaba. Taimse tooraine puudus on pikk tootmistsükkel, 1,5-2 kuud. Tselluloosist ja muudest aeglaselt lagunevatest taimejäätmetest on võimalik saada biogaasi, kuid kasutegur on äärmiselt madal, metaani tekib vähe ja tootmistsükkel on väga pikk. Kokkuvõtteks ütleme, et taimne tooraine tuleb peeneks hakkida.
- Sobivad ka loomse päritoluga toorained: traditsioonilised sarved ja kabjad, meiereide, tapamajade ja töötlemisettevõtete jäätmed ning ka purustatud kujul. Rikkaim “maak” on loomsed rasvad, kvaliteetse biogaasi, mille metaanisisaldus on kuni 87%, saagis ulatub 1500 m3 tonni kohta. Loomset toorainet aga napib ja reeglina leitakse sellele muud kasutust.
Väljaheidetest tuleohtlik gaas
- Sõnnik on odav ja seda leidub paljudes farmides ohtralt, kuid biogaasi saagikus ja kvaliteet on oluliselt madalam kui teistel liikidel. Lehmapatsud ja hobuõunad on kasutatavad puhtal kujul, käärimine algab kohe, biogaasi saagis on 60 m2 madala metaanisisaldusega (kuni 60%) toorme tonni kohta. Tootmistsükkel on lühike, 10-15 päeva. Seasõnnik ja kanade väljaheited on mürgised – et kasulikud bakterid saaksid areneda, segatakse see taimejäätmete ja siloga. Suureks probleemiks on detergentide koostised ja pindaktiivsed ained, mida kasutatakse loomakasvatushoonete puhastamisel. Koos suures koguses sõnnikusse sattuvate antibiootikumidega pärsivad nad bakterite keskkonda ja pärsivad metaani teket. Desinfitseerimisvahendeid kasutamata jätta on täiesti võimatu ning sõnnikust gaasi tootmisse investeerinud põllumajandusettevõtted on sunnitud otsima kompromissi ühelt poolt hügieeni ja loomatauditõrje ning teiselt poolt bioreaktorite tootlikkuse säilitamise vahel. muud.
- Sobivad ka täiesti vabad inimese väljaheited. Kuid tavalise reovee kasutamine on kahjumlik, väljaheidete kontsentratsioon on liiga madal ning desinfektsioonivahendite ja pindaktiivsete ainete kontsentratsioon on kõrge. Tehnoloogid väidavad, et neid saab kasutada ainult siis, kui “tooted” voolavad tualetist kanalisatsiooni, eeldusel, et kaussi loputatakse ainult ühe liitri veega (standard 4/8 l). Ja muidugi ilma pesuvahenditeta.
Lisanõuded toorainele
Tõsine probleem, millega seisavad silmitsi kaasaegsed biogaasi tootmiseks seadmed paigaldanud farmid, on see, et tooraine ei tohi sisaldada tahkeid lisandeid, kogemata massi sattunud kivi, mutter, traadi- või plaadijupp ummistab torustiku ja takistab kalli fekaali teket. pump või mikser. Peab ütlema, et antud andmed toormaterjalist saadava gaasi maksimaalse saagise kohta vastavad ideaalsetele laboritingimustele. Nendele arvudele reaalses tootmises lähemale jõudmiseks tuleb täita mitmeid tingimusi: säilitada vajalik temperatuur, perioodiliselt segada peeneks jahvatatud toorainet, lisada käärimist aktiveerivaid lisandeid jne. Ajutise paigaldise korral, mis on kokku pandud vastavalt artiklite soovitustele, mis käsitlevad "oma kätega biogaasi tootmist", on vaevalt võimalik saavutada 20% maksimumtasemest, samas kui kõrgtehnoloogilised paigaldised võimaldavad teil saavutada väärtusi 60- 95%.
Üsna objektiivsed andmed biogaasi maksimaalse saagise kohta eri tüüpi toorainete puhul
Biogaasijaama projekteerimine
Kas biogaasi tootmine on tulus?
Oleme juba maininud, et arenenud riikides ehitatakse suuri tööstusrajatisi, arengumaades aga põhiliselt väikeseid väiketaludele. Selgitame, miks see nii on:
Kas biokütuseid on mõtet kodus toota?
Kas biokütust on kasulik kodus väikeses koguses erakrundil toota? Kui teil on mitu metalltünni ja muud rauast rämpsu, aga ka palju vaba aega ja te ei tea, kuidas sellega toime tulla - jah. Kuid säästud on paraku kasinad. Ning investeerida kõrgtehnoloogilistesse seadmetesse, mille toormekogused on väikesed, ja metaanitootmine ei ole mingil juhul mõttekas.
Veel üks video kodumaisest Kulibinist
TELLI MEIE YouTube'i kanal Ekonet.ru, mis võimaldab teil veebis vaadata ja YouTube'ist alla laadida tasuta videoid inimeste tervise ja noorendamise kohta.
Pane LIKE ja jaga oma SÕPRADEGA!
https://www.youtube.com/channel/UCXd71u0w04qcwk32c8kY2BA/videos
Ilma toorainet segamata ja käärimisprotsessi aktiveerimata on metaani saagis mitte rohkem kui 20% võimalikust. See tähendab, et parimal juhul saate 100 kg (punkri täitmine) valitud rohuga saada 5 m3 gaasi ilma kompressiooni arvestamata. Ja see on hea, kui metaani sisaldus ületab 50% ja see pole tõsiasi, et see põleb soojusgeneraatoris. Autori sõnul laaditakse toorainet igapäevaselt ehk tema tootmistsükkel on üks päev. Tegelikult on nõutav aeg 60 päeva. Leiutaja saadud biogaasi kogusest, mis sisaldub 50-liitrises balloonis, mis tal õnnestus täita, piisab pakase ilmaga 15 kW võimsusega küttekatla jaoks (u 150 m2 suurune elamu) 2 minutiks. .
Biogaasi tootmise võimalusest huvitatutel soovitame probleemiga hoolikalt tutvuda, eriti rahalisest aspektist, ning tehniliste küsimustega pöörduda vastava töö kogemusega spetsialistide poole. Väga väärtuslik on praktiline teave, mis saadakse nendest farmidest, kus bioenergia tehnoloogiaid on juba mõnda aega kasutatud. avaldatud
Traditsiooniliste energiaressursside pidev kallinemine sunnib kodukäsitöölisi looma isetehtud seadmeid, mis võimaldavad jäätmetest oma kätega biogaasi toota. Sellise lähenemisviisiga põllumajandusele on võimalik mitte ainult saada odavat energiat maja kütmiseks ja muudeks vajadusteks, vaid ka luua orgaaniliste jäätmete ringlussevõtu ja tasuta väetiste hankimise protsess, mida hiljem pinnasesse panna.
Üleliigselt toodetud biogaasi, nagu väetisi, saab turuhinnaga müüa huvitatud tarbijatele, muutes rahaks selle, mis sõna otseses mõttes "lebab teie jalge all". Suurtalunikud saavad endale lubada osta tehastes kokkupandud valmis biogaasi tootmisjaamu. Selliste seadmete maksumus on üsna kõrge. Selle tegevuse tasuvus vastab aga tehtud investeeringule. Samal põhimõttel töötavad vähem võimsad paigaldised saab olemasolevatest materjalidest ja osadest ise kokku panna.
See video näitab väikest paigaldust, mis võimaldab toota sõnnikust biogaasi. Loomakasvatuse jäätmed (100 kg/ööpäevas) laaditakse bioreaktorisse.
TELLI MEIE YouTube'i kanal, mis võimaldab vaadata veebis, laadida YouTube'ist alla tasuta videoid inimeste tervise ja noorendamise kohta. Armastus teiste ja enda vastu, kui kõrgete vibratsioonide tunne, on tervenemisel oluline tegur -.
Pane LIKE ja jaga oma SÕPRADEGA!
Telli - https://www.facebook.com//
Mis on biogaas ja kuidas see tekib?
Biogaas on klassifitseeritud keskkonnasõbralikuks kütuseks. Oma omadustelt sarnaneb biogaas paljuski tööstuslikus mastaabis toodetava maagaasiga. Biogaasi tootmise tehnoloogiat saab esitada järgmiselt:
- spetsiaalses konteineris, mida nimetatakse bioreaktoriks, toimub biomassi töötlemise protsess anaeroobsete bakterite osalusel õhuta kääritamise tingimustes teatud perioodi jooksul, mille kestus sõltub laaditud tooraine mahust;
- selle tulemusena eraldub gaaside segu, mis koosneb 60% metaanist, 35% süsinikdioksiidist, 5% muudest gaasilistest ainetest, mille hulgas on väike kogus vesiniksulfiidi; tekkiv gaas eemaldatakse pidevalt bioreaktorist ja suunatakse pärast puhastamist ettenähtud kasutusse;
- töödeldud jäätmed, millest on saanud kvaliteetsed väetised, viiakse perioodiliselt bioreaktorist välja ja transporditakse põldudele.
Kuidas ise bioreaktorit ehitada?
Alustuseks tahaksin näidata, millist struktuuri saab ehitada:
Lihtsaima biogaasijaama skeem, mis on ise kokku pandud. Selle disain ei näe ette kütet ja segamisseadet. Legend: 1 - reaktor (seeger) sõnniku töötlemiseks; 2 - punker tooraine laadimiseks; 3 - sissepääsu luuk; 4 - veetihend; 5 - toru kaevandamise mahalaadimiseks; 6 - toru biogaasi eemaldamiseks
Kohapeal tasuta biokütuse saamiseks peate valima koha, kuhu ehitada bioreaktorina kasutatav raudbetoonpaak. Selle konteineri põhjas on auk, mille kaudu eemaldatakse jäätmed. See auk peab olema tihedalt suletud, sest süsteem töötab tõhusalt ainult suletud tingimustes.
Betoonipaagi suurus määratakse eratalus või talus igapäevaselt tekkivate orgaaniliste jäätmete koguse järgi. Bioreaktori täielik töötamine on võimalik, kui see on täidetud kahe kolmandikuni olemasolevast mahust.
Orgaanilised jäätmed juhitakse maasse maetud suletud bioreaktori konteinerisse, mis aitab kaasa biogaasi eraldumisele käärimisprotsessi käigus.
Kui jäätmeid on vähe, võib raudbetoonpaagi asendada metallmahutiga, näiteks tünniga. P
Metallmahuti valimisel pöörake tähelepanu keevisõmbluste olemasolule ja nende tugevusele. Pidage meeles, et väikestes mahutites ei ole võimalik toota suures koguses biogaasi. Saagis sõltub otseselt reaktoris töödeldavate orgaaniliste jäätmete massist. Seega tuleb 100 kuupmeetri biogaasi saamiseks töödelda tonni orgaanilisi jäätmeid.
Kuidas tagada biomassi aktiivsus?
Biomassi käärimisprotsessi saab kiirendada seda kuumutades. Lõunapoolsetes piirkondades seda probleemi reeglina ei teki. Ümbritsev temperatuur on käärimisprotsesside loomulikuks aktiveerimiseks piisav. Talviste karmide kliimatingimustega piirkondades on biogaasi tootmisjaama käitamine ilma kütteta üldiselt võimatu. Käärimisprotsess algab ju temperatuuril üle 38 kraadi Celsiuse järgi.
Biomassi paagi soojendamiseks on mitu võimalust:
- ühendage reaktori all asuv spiraal küttesüsteemiga;
- paigaldage mahuti põhja elektrilised kütteelemendid;
- tagama paagi otsese kuumutamise elektriliste kütteseadmete abil.
Sarnased temperatuuri reguleerimise süsteemid on paigaldatud kuumaveekateldesse, nii et neid saab osta gaasiseadmete müügile spetsialiseerunud kauplustes.
Koduse biogaasi tootmise korraldamise skeem. Diagramm näitab kogu tsüklit, alustades tahke ja vedela tooraine laadimisest ja lõpetades biogaasi viimisega tarbijatele
Oluline on märkida, et biogaasi tootmist saate aktiveerida kodus, segades biomassi reaktoris. Sel eesmärgil valmistatakse seade, mis on ehituslikult sarnane majapidamises kasutatava segistiga. Seadet saab liikuma panna võlli abil, mis väljub paagi kaanes või seintes oleva ava kaudu.
Õige gaasi eemaldamine bioreaktorist
Orgaanilise aine kääritamisel tekkiv gaas eemaldatakse spetsiaalse ava kaudu, mis on ette nähtud kaane ülemise osa konstruktsioonis, mis sulgeb paagi tihedalt. Biogaasi õhuga segunemise võimaluse välistamiseks on vaja tagada selle eemaldamine läbi vesitihendi (hüdrauliline tihend).
Bioreaktori sees oleva gaasisegu rõhku saate reguleerida kaane abil, mis peaks gaasi ülejäägi korral tõusma ehk täitma vabastusventiili rolli. Vastukaaluks saate kasutada tavalist raskust. Kui rõhk on normaalne, voolab heitgaas läbi väljalasketoru gaasipaaki, puhastades seda teel vees.
Omatehtud seade biogaasi tootmiseks võimaldab säästa energiakulusid, millel on suur osa põllumajandustoodete maksumuse määramisel. Tootmiskulude vähendamine mõjutab talu või eratalu tasuvuse kasvu. Nüüd, kui tead, kuidas olemasolevatest jäätmetest biogaasi saada, jääb üle vaid idee ellu viia. Paljud põllumehed on ammu õppinud sõnnikuga raha teenima.
P.S. Ja pidage meeles, et lihtsalt oma tarbimist muutes muudame koos maailma! ©
Biogaas on gaas, mis tekib biomassi kääritamisel. Sel viisil saate vesinikku või metaani. Oleme huvitatud metaanist kui alternatiivist maagaasile. Metaan on värvitu ja lõhnatu ning väga tuleohtlik. Arvestades, et biogaasi tootmise tooraine on sõna otseses mõttes teie jalge all, on sellise gaasi maksumus oluliselt väiksem kui maagaasil ja sellega saate palju säästa. Siin on numbrid Wikipediast “Tonnist veisesõnnikust saadakse 50-65 m³ 60% metaanisisaldusega biogaasi, 150-500 m³ biogaasi erinevat tüüpi taimedest, mille metaanisisaldus on kuni 70%. . Maksimaalne biogaasi kogus on 1300 m³, mille metaanisisaldus on kuni 87%, mida saab rasvast.", "Praktikas saadakse 1 kg kuivainest 300 kuni 500 liitrit biogaasi."
Tööriistad ja materjalid:
-Plastkonteiner 750 liitrit;
-Plastkonteiner 500 liitrit;
-Santehnilised torud ja adapterid;
-Tsement PVC torudele;
-Epoksiidliim;
- nuga;
- Rauasaag;
- Haamer;
- lahtised mutrivõtmed;
-Gaasiliitmikud (üksikasjad sammus 7);
Esimene samm: natuke rohkem teooriat
Mõni aeg tagasi valmistas meister biogaasijaama prototüübi.
Ja teda pommitati küsimuste ja palvetega, et aidata kokkupanekul. Selle tulemusena hakkasid installatsiooni vastu huvi tundma isegi riigivõimud (meister elab Indias).
Järgmise sammuna pidi meister tegema täielikuma paigalduse. Mõelgem, mis see on.
-Paigaldus koosneb säilituspaagist, milles hoitakse orgaanilist materjali ning mikroorganismid töötlevad seda ja vabastavad gaasi.
- Sel viisil saadud gaas kogutakse reservuaari, mida nimetatakse gaasikollektoriks. Ujuvat tüüpi mudelis hõljub see paak vedrustuses ja liigub üles-alla sõltuvalt selles hoitava gaasi kogusest
-Juhttoru aitab gaasikogumispaagil akumulatsioonipaagi sees üles-alla liikuda.
- Jäätmed juhitakse akumulatsioonipaagi sees oleva toitetoru kaudu.
-Täielikult taaskasutatud suspensioon voolab läbi väljalasketoru. Seda saab koguda, lahjendada ja kasutada taimeväetisena.
-Gaasikollektorist suunatakse gaas toru kaudu tarbeseadmetesse (gaasipliit, boiler, generaator)
Teine samm: konteineri valimine
Konteineri valimiseks tuleb arvestada, kui palju jäätmeid päevas koguda saab. Meistri sõnul kehtib reegel, kus 5 kg jäätmete jaoks on vaja 1000-liitrist konteinerit. Meistri jaoks on see umbes 3,5-4 kg. See tähendab, et vajaminev maht on 700-800 liitrit. Selle tulemusena ostis kapten 750-liitrise mahu.
Paigaldamine ujuvat tüüpi gaasikollektoriga, mis tähendab, et peate valima sellise mahuti, et gaasikaod oleksid minimaalsed. Nendel eesmärkidel sobis 500-liitrine paak. See 500-liitrine konteiner liigub 750-liitrises mahutis. Kahe konteineri seinte vaheline kaugus on mõlemal küljel umbes 5 cm. Tuleb valida konteinerid, mis on vastupidavad päikesevalgusele ja agressiivsele keskkonnale.
Kolmas samm: paagi ettevalmistamine
Lõikab väiksema paagi ülaosa ära. Kõigepealt teeb ta noaga augu, seejärel saagib selle saeteraga mööda lõikejoont.
Samuti tuleb ära lõigata 750-liitrise anuma ülemine osa. Lõigatud osa läbimõõt on väiksema paagi kaas + 4 cm.
Neljas samm: toitetoru
Suurema paagi põhja tuleb paigaldada sisselasketoru. Läbi selle valatakse sisse biokütus. Toru läbimõõt on 120 mm. Lõikab tünni sisse augu. Paigaldab põlve. Ühendus kinnitatakse mõlemalt poolt külmkeevitusega epoksiidliimiga.
Viies samm: toru suspensiooni tühjendamiseks
Suspensiooni kogumiseks paigaldatakse suurema paagi ülemisse ossa toru läbimõõduga 50 mm ja pikkusega 300 mm.
Kuues samm: juhendid
Nagu te juba aru saite, "hõljub" väiksem suure konteineri sees vabalt. Kui sisemine paak täitub gaasiga, siis see soojeneb ja vastupidi. Et see saaks vabalt üles-alla liikuda, teeb meister neli juhikut. “Kõrvades” teeb ta väljalõiked 32 mm torule. Kinnitab toru nagu fotol näidatud. Toru pikkus 32 cm.
Sisemahuti külge on kinnitatud ka 4 juhikut, mis on valmistatud 40 mm torudest.
Seitsmes samm: gaasiliitmikud
Gaasivarustus on jagatud kolmeks osaks: gaasikollektorist toruni, torust balloonini, silindrist gaasipliidini.
Meister vajab kinnitamiseks kolme 2,5 m keermestatud otstega toru, 2 kraani, tihendustihendeid, keermestatud adaptereid, FUM teipi ja kronsteine.
Gaasiliitmike paigaldamiseks teeb meister ülemisse ossa (varem alumisse ossa ehk 500 liitrine balloon tagurpidi) augu keskele. Paigaldab liitmikud, tihendab ühenduskoha epoksiidiga.
Kaheksas samm: kokkupanek
Nüüd peate konteineri asetama tasasele kõvale pinnale. Paigalduskoht peaks olema võimalikult päikeseline. Paigalduse ja köögi vaheline kaugus peaks olema minimaalne.
Paigaldab väiksema läbimõõduga torud juhttorude sisse. Toru liigse suspensiooni ärajuhtimiseks pikendatakse.
Pikendab sisselasketoru. Ühendus kinnitatakse PVC torude jaoks mõeldud tsemendiga.
Paigaldab suure paagi sisse gaasiaku. Orienteerib seda mööda juhendeid.
Üheksas samm: esimene käivitamine
Sellise mahuga biogaasijaama esmaseks käivitamiseks kulub umbes 80 kg lehmasõnnikut. Sõnnik lahjendatakse 300 liitri kloorimata veega. Meister lisab ka spetsiaalse lisandi, et kiirendada bakterite kasvu. Lisand koosneb kontsentreeritud suhkruroo-, kookose- ja palmipuude mahlast. Ilmselt on see midagi pärmi taolist. Täidab selle massi läbi sisselasketoru. Pärast täitmist tuleb sisselasketoru pesta ja paigaldada kork.
Paari päeva pärast hakkab gaasiaku tõusma. Sellest sai alguse gaasi moodustumise protsess. Niipea kui säilituspaak on täis, tuleb tekkinud gaas välja lasta. Esimene gaas sisaldab palju lisandeid ja paagis oli õhku.
Kümme samm: kütus
Gaasi moodustumise protsess on alanud ja nüüd tuleb välja mõelda, mida saab kütusena kasutada ja mida mitte.
Seega sobivad kütuseks: mädanenud juurviljad, juur- ja puuviljade koored, kasutuskõlbmatud piimatooted, üleküpsenud või, tükeldatud umbrohi, looma- ja linnulihajäätmed jne. Paigalduses saab kasutada palju kasutuskõlbmatuid taimseid ja loomseid jäätmeid. Tükid tuleb võimalikult peeneks purustada. See kiirendab ringlussevõtu protsessi.
Mitte kasutada: sibula ja küüslaugu koored, munakoored, luud, kiudained.
Nüüd vaatame laaditud kütuse koguse küsimust. Nagu juba mainitud, vajab selline võimsus 3,5 - 4 kg kütust. Kütuse töötlemine võtab olenevalt kütuseliigist aega 30 kuni 50 päeva. Iga päev, lisades 4 kg kütust, toodetakse sellest 30 päeva jooksul umbes 750 g gaasi päevas. Seadme ületäitmine põhjustab liigse kütuse, happesuse ja bakterite puudumise. Meister tuletab meelde, et reeglite järgi kulub kütust päevas 5 kg 1000 liitri mahu kohta.
Üheteistkümnes samm: kolb
Kütuse laadimise hõlbustamiseks valmistas meister kolvi.
Nõutavad kohustuslikud materjalid:
- kaks konteinerit;
- ühendustorud;
- ventiilid;
- gaasifilter;
- vahendid tiheduse tagamiseks (liim, vaik, hermeetik jne);
Soovitav:
- elektrimootoriga segisti;
- temperatuuriandur;
- rõhumõõtur;
Allolev järjestus sobib lõunapoolsetele piirkondadele. Igas olukorras töötamiseks tuleks lisada reaktori küttesüsteem, mis tagab anuma soojenemise 40 kraadini ja suurendab soojusisolatsiooni, näiteks piirates konstruktsiooni kasvuhoonega. Kasvuhoone on soovitav katta musta kilega. Samuti on soovitatav torujuhtmele lisada kondensaadi äravoolu seade.
Lihtsa biogaasijaama loomine:
- Looge säilituskonteiner. Valime mahuti, kus tekkivat biogaasi hoiustatakse. Mahuti on kinnitatud ventiiliga ja varustatud manomeetriga. Kui gaasi tarbimine on konstantne, siis pole gaasipaaki vaja.
- Isoleerige kaevu sees olev konstruktsioon.
- Paigaldage torud. Paigaldage süvendisse torud tooraine laadimiseks ja kompostihuumuse mahalaadimiseks. Reaktori paagis tehakse sisse- ja väljalaskeava. Reaktor asetatakse süvendisse. Torud ühendatakse aukudega. Torud kinnitatakse tihedalt liimi või muu sobiva vahendiga. Torude läbimõõt alla 30 cm aitab kaasa nende ummistumisele. Laadimiskoht tuleks valida päikeselisel küljel.
- Paigaldage luuk. Remondi- ja hooldustööd teeb mugavamaks luugiga varustatud rektor. Luuk ja reaktori anum tuleks tihendada kummiga. Samuti saate paigaldada temperatuuri, rõhu ja tooraine taseme andurid.
- Valige bioreaktori jaoks konteiner. Valitud anum peab olema vastupidav – kuna käärimisel vabaneb suur hulk energiat; neil on hea soojusisolatsioon; olema õhu- ja veekindel. Kõige paremini sobivad munakujulised anumad. Kui sellise reaktori ehitamine on problemaatiline, siis oleks hea alternatiiv silindriline ümarate servadega anum. Ruudukujulised anumad on vähem tõhusad, kuna kõvastunud biomass koguneb nurkadesse, muutes käärimise keeruliseks.
- Valmistage süvend ette.
- Valige tulevase paigalduse paigaldamise koht. Soovitav on valida koht majast piisavalt kaugel ja nii, et saaks augu kaevata. Selle asetamine auku võimaldab teil oluliselt säästa soojusisolatsiooni, kasutades odavaid materjale nagu savi.
- Kontrollige saadud konstruktsiooni tihedust.
- Käivitage süsteem.
- Lisa toorained. Ootame umbes kaks nädalat, kuni kõik vajalikud protsessid toimuvad.Gaasi põlemise vajalik tingimus on süsinikdioksiidist vabanemine. Selleks sobib tavaline ehituspoe filter. Isetehtud filter on valmistatud 30 cm pikkusest gaasitoru tükist, mis on täidetud kuiva puidu ja metallilaastudega.
Koostis ja liigid
Biogaas on gaas, mis saadakse biomassil suletud tingimustes toimuva kolmefaasilise biokeemilise protsessi tulemusena.
Biomassi lagunemisprotsess on järjestikune: esmalt puutub see kokku hüdrolüütiliste bakteritega, seejärel hapet moodustavate bakteritega ja lõpuks metaani moodustavate bakteritega. Mikroorganismide materjal igas etapis on eelmise etapi tegevuse tulemus.
Väljundis näeb biogaasi ligikaudne koostis välja järgmine:
- metaan (50 kuni 70%);
- süsinikdioksiid (30 kuni 40%);
- vesiniksulfiid (~2%);
- vesinik (~1%);
- ammoniaak (~1%);
Proportsioonide täpsust mõjutavad kasutatavad toorained ja gaasi tootmise tehnoloogia. Metaanil on põlemispotentsiaal; mida suurem on selle protsent, seda parem.
Rohkem kui kolme tuhande aasta tagustel iidsetel kultuuridel (India, Pärsia või Assüüria) on tuleohtliku rabagaasi kasutamise kogemus. Teaduslik alus kujunes välja palju hiljem. Metaani CH 4 keemilise valemi avastas teadlane John Dalton ja metaani olemasolu rabagaasis avastas Humphry Davy. Alternatiivse energiatööstuse arengus mängis suurt rolli Teine maailmasõda, mis nõudis sõdivatelt pooltelt tohutut vajadust energiaressursside järele.
NSV Liidu tohutute nafta- ja maagaasivarude omamine tõi kaasa nõudluse puudumise teiste energiatootmistehnoloogiate järele, biogaasi uurimine huvitas peamiselt akadeemilist teadust. Hetkel on olukord sedavõrd muutunud, et lisaks erinevate kütuseliikide tööstuslikule tootmisele võib igaüks oma tarbeks luua biogaasijaama.
Paigaldusseade – seadmete komplekt, mis on ette nähtud biogaasi tootmiseks orgaanilisest toorainest.
Tarnitava tooraine tüübi järgi eristatakse järgmisi biogaasijaamade tüüpe:
- portsjonite söötmisega;
- pideva söödaga;
Pideva toorainevaruga biogaasijaamad on efektiivsemad.
Tooraine töötlemise tüübi järgi:
- Automaatset segamist ei toimu toorained ja vajaliku temperatuuri hoidmine - minimaalsete varustusega kompleksid, mis sobivad väiketaludele (joonis 1).
- Automaatse segamisega, kuid ilma vajalikku temperatuuri hoidmata – teenindab ka väiketalusid, tõhusamalt kui eelmine tüüp.
- Vajaliku temperatuuri toega, kuid ilma automaatse segamiseta.
- Toorainete automaatse segamise ja temperatuuritoega.
Toimimispõhimõte
Orgaaniliste toorainete biogaasiks muutmise protsessi nimetatakse kääritamiseks. Toormaterjalid laaditakse spetsiaalsesse konteinerisse, mis tagab biomassi usaldusväärse kaitse hapniku eest. Sündmust, mis toimub ilma hapniku sekkumiseta, nimetatakse anaeroobseks.
Spetsiaalsete bakterite mõjul hakkab anaeroobses keskkonnas toimuma käärimine. Käärimise edenedes kattub tooraine koorikuga, mida tuleb regulaarselt hävitada. Hävitamine toimub põhjaliku segamise teel.
Sisu on vaja segada vähemalt kaks korda päevas, ilma protsessi tihedust rikkumata. Lisaks kooriku eemaldamisele võimaldab segamine ühtlaselt jaotada happesust ja temperatuuri orgaanilise massi sees. Nende manipulatsioonide tulemusena tekib biogaas.
Saadud gaas kogutakse gaasimahutisse ja sealt tarnitakse torude kaudu tarbijani. Pärast lähteaine töötlemist saadud bioväetisi saab kasutada loomade toidulisandina või lisada mulda. Seda väetist nimetatakse kompostihuumuseks.
Biogaasijaam sisaldab järgmisi elemente:
- homogeniseerimispaak;
- reaktor;
- segajad;
- säilituspaak (gaasihoidik);
- kütte- ja veesegamiskompleks;
- gaasikompleks;
- pumbakompleks;
- eraldaja;
- juhtimisandurid;
- Instrumenteerimine ja automatiseerimine koos visualiseerimisega;
- ohutussüsteem;
Tööstuslikku tüüpi biogaasijaama näide on näidatud joonisel 2.
Kasutatud tooraine
Mis tahes loomse või taimse aine lagunemisel eraldub erineval määral tuleohtlikku gaasi. Tooraineks sobivad hästi erineva koostisega segud: sõnnik, põhk, rohi, erinevad jäätmed jne. Keemiline reaktsioon nõuab 70% niiskust, seega tuleb toorainet lahjendada veega.
Puhastusvahendite, kloori ja pesupulbrite esinemine orgaanilises biomassis on lubamatu, kuna need segavad keemilisi reaktsioone ja võivad kahjustada reaktorit. Reaktorisse ei sobi ka okaspuude saepuru (vaike sisaldavad) toorained, milles on kõrge ligniini osakaal ja mis ületavad 94% niiskusläve.
Köögiviljad. Taimne tooraine sobib suurepäraselt biogaasi tootmiseks. Värske muru annab maksimaalse kütusesaagi - tonnist toorainest saadakse ca 250 m 3 70% metaani osakaaluga gaasi. Maisi silo on veidi väiksem - 220 m3. Peedipealsed – 180 m3.
Biomassina võib kasutada peaaegu kõiki taimi, heina või vetikaid. Rakenduse puuduseks on tootmistsükli pikkus. Biogaasi saamise protsess kestab kuni kaks kuud. Tooraine peab olema peeneks jahvatatud.
Loom. Jäätmed töötlemisettevõtetest, piimakombinaatidest, tapamajadest jne. Sobib biogaasijaamale. Maksimaalse kütusesaagi annavad loomsed rasvad - 1500 m 3 biogaasi metaani osakaaluga 87%. Peamine puudus on puudus. Ka loomset toorainet tuleb jahvatada.
Väljaheited. Sõnniku peamine eelis on selle odavus ja lihtne kättesaadavus. Puuduseks – biogaasi kogus ja kvaliteet on madalam kui teistel tooraineliikidel. Hobuste ja lehmade väljaheiteid saab kohe töödelda. Tootmistsükkel kestab ligikaudu kaks nädalat ja annab 60 m3 toodangut 60% metaanisisaldusega.
Kana- ja seasõnnikut otseselt kasutada ei saa, sest need on mürgised. Käärimisprotsessi käivitamiseks tuleb need segada siloga. Võib kasutada ka inimjäätmeid, kuid kanalisatsioon ei sobi, kuna roojasisaldus on madal.
Töö skeemid
Skeem 1 – biogaasijaam ilma tooraine automaatse segamiseta:
Skeem 2 – tööstuslik biogaasijaam:
