Змонтувати невеликі установки можна й у домашніх умовах. Для відступу скажу, що отримання біогазу своїми руками не є новим винаходом. Ще в давнину біогаз у домашніх умовах активно отримували у Китаї. Ця країна досі є лідером за кількістю біогазових установок. Але ось як зробити біогазову установку своїми руками, Що для цього необхідно, скільки це буде коштувати - все це постараюся розповісти в цій та наступних статтях.
Попередній розрахунок біогазової установки
Перш ніж приступати до купівлі або самостійного збирання біогазової установки необхідно адекватно оцінити наявність сировини, її тип, якість та можливість безперебійного постачання. Далеко не кожна сировина підходить для отримання біогазу. Сировина, яка не схожа:
- сировина з високим вмістом лігніну;
- сировина, що містить тирсу хвойних дерев, (з наявністю смол)
- з вологістю, що перевищує 94%
- гниючий гній, і навіть сировину пліснявою чи синтетичними миючими речовинами.
Якщо сировина підходить для переробки, можна приступати до визначення обсягу біореактора. Загальний обсяг сировини для мезофільного режиму (температура біомаси коливається від 25-40 градусів, найпоширеніший режим) вбирається у 2/3 обсягу реактора. Добова доза становить трохи більше 10% від загальної завантаженої сировини.
Будь-яка сировина характеризується трьома важливими параметрами:
- густина;
- зольність;
- вологість.
Останні два параметри визначаються статистичними таблицями. Сировина розбавляється водою з урахування досягнення 80-92% вологості. Відношення кількості води та сировини може коливатися у співвідношенні від 1:3 до 2:1. Це робиться, щоб надати субстрату необхідну плинність. Тобто. щоб забезпечити прохідність субстрату по трубах та можливість його перемішування. Для малих біогазових установок густина субстрату допускається приймати рівної густини води.
Спробуємо визначити обсяг реактора з прикладу.
Припустимо, господарство має 10 голів ВРХ, 20 свиней та 35 курей. За добу виходить екскрементів: 55 кг від 1 ВРХ, від 1 свині – 4,5 кг та 0,17 кг від курки. Обсяг добових відходів становитиме: 10х55+20х4,5+0,17х35 = 550+90+5,95 =645,95 кг. Округлимо до 646 кг. Вологість екскрементів свиней і ВРХ становить 86%, а курячого посліду -75%. Щоб досягти 85% вологості курячого посліду необхідно додати 3,9 л води (близько 4 кг).
Виходить, що добова доза завантаження сировини становитиме близько 650 кг. Повне завантаження реактора: ОС=10х0,65=6,5 тонн, а об'єм реактора ОР=1,5х6,5=9,75 м³. Тобто. нам знадобиться реактор об'ємом 10 м3.
Розрахунок виходу біогазу
Таблиця розрахунку виходу біогазу залежно від типу сировини.
| Тип сировини | Вихід газу, м³ на 1 кг сухої речовини | Вихід газу м³ на 1 тонну за вологості 85% |
| Гній ВРХ | 0,25-0,34 | 38-51,5 |
| Свинячий гній | 0,34-0,58 | 51,5-88 |
| Пташиний послід | 0,31-0,62 | 47-94 |
| Кінський гній | 0,2-0,3 | 30,3-45,5 |
| Овечий гній | 0,3-0,62 | 45,5-94 |
Якщо взяти той самий приклад, то перемноживши вагу кожного типу сировини на відповідні табличні дані і підсумувавши всі три складові, отримаємо вихід біогазу рівний приблизно 27-36,5 м³ на добу.
Для того щоб зорієнтуватися в необхідному колі біогазу скажу, що середньостатистичній сім'ї з 4 осіб для приготування їжі знадобиться 1,8-3,6 м³. Щоб обігріти приміщення в 100 м ² – 20 м ³ біогазу на добу.
Встановлення та виготовлення реактора
Як реактор може бути використана металева цистерна, пластикова ємність, або він може бути побудований з цегли, бетону. У деяких джерелах говориться про те, що кращою формою є циліндр, в побудованих з каменю або цегли квадратних конструкціях утворюються тріщини через тиск сировини. Незалежно від форми, матеріалу та місця встановлення реактор повинен:
- бути водо- та газонепроникним. У реакторі не повинно відбуватися змішування повітря з газом. Між кришкою та корпусом має бути прокладка з герметичного матеріалу;
- бути теплоізольованим;
- витримувати всі навантаження (тиск газу, вага тощо);
- мати люк для проведення ремонтних робіт.
Установка та вибір форми реактора проводиться для кожного господарства індивідуально.
Тема виготовлення біогазової установки своїми рукамидуже велика. Тож у цій статті я на цьому зупинюся. У наступній статті поговоримо про вибір інших елементів біогазової установки, ціни і де її можна придбати.
Екологія споживання.Садиба: Чи вигідно виробляти біопаливо в домашніх умовах у малих кількостях в особистому підсобному господарстві? Якщо у вас є кілька металевих бочок та іншого залізного мотлоху, а також безодня вільного часу і ви не знаєте, як їм розпорядитися - так.
Припустимо, природного газу у вашому селі не було і не буде. А навіть якщо є, він коштує грошей. Хоча і на порядок дешевше, ніж руйнівне опалення електрикою та рідким паливом. Найближчий цех з виробництва пелет знаходиться у парі сотень кілометрів, везти накладно. Дрова купити з кожним роком все складніше, та й топити ними клопітно. На цьому тлі дуже привабливо виглядає ідея отримувати дармовий біогаз на власному обійсті з бур'янів, курячого посліду, гною від улюбленої свинки або вмісту господарського нужника. Достатньо лише змайструвати біореактор! По телевізору розповідають, як економні німецькі фермери зігрівають себе «гнойовими» ресурсами, і ніякий «Газпром» їм тепер не потрібний. Ось де справедлива приказка «з фекалій плівку зніме». Інтернет рясніє статтями та роликами на тему «біогаз з біомас» та «біогазова установка своїми руками». Але про практичне застосування технології у нас мало що відомо: про виробництво біогазу в домашніх умовах говорять усі, кому не ліньки, але конкретні приклади в селі, так само, як і легендарний Е-Мобіль на дорозі, мало хто бачив живцем. Спробуємо розібратися, чому це так і якими є перспективи прогресивних біоенергетичних технологій на селі.
Що таке біогаз + трохи історії
Біогаз утворюється в результаті послідовного триступеневого розкладання (гідроліз, кислото- та метаноутворення) біомаси різними видами бактерій. Корисна горюча складова - метан, може бути також водень.
Процес бактеріального розкладання, у результаті якого утворюється горючий метан
Більшою чи меншою мірою горючі гази утворюються в процесі розкладання будь-яких залишків тваринного та рослинного походження.
Орієнтовний склад біогазу, конкретні пропорції складових залежать від застосовуваної сировини та технології
Люди здавна намагаються використати цей вид природного палива, у середньовічних хроніках містяться згадки про те, що жителі низинних районів нинішньої Німеччини ще тисячоліття тому отримували біогаз із рослини, що гниє, занурюючи в болотяну жижу шкіряні хутра. У темні середні віки і навіть освічені сторіччя найталановитіші метеористи, завдяки спеціально підібраній дієті, які вміли пустити і вчасно підпалити багатий метановий flatus, викликали незмінне захоплення публіки на веселих ярмаркових уявленнях. Промислові біогазові установки зі змінним успіхом почали будувати із середини XIX століття. У СРСР у 80-ті роки минулого століття було прийнято, але не реалізовано держпрограму з розвитку галузі, хоча з десяток виробництв все ж таки запустили. За кордоном технологія отримання біогазу вдосконалюється просувається відносно активно, загальна кількість установок, що працюють, обчислюється десятками тисяч. У розвинених країнах (ЄЕС, США, Канада, Австралія) це високоавтоматизовані великі комплекси, що розвиваються (Китай, Індія) - напівчагарні біогазові установки для дому та невеликого селянського господарства.
Відсоткове співвідношення кількості біогазових установок у країнах Євросоюзу. Виразно видно, що технологія активно розвивається лише в Німеччині, причина – солідні державні дотації та податкові пільги
Яке застосування знаходить біогаз
Зрозуміло, що як паливо, раз воно горить. Опалення виробничих та житлових будівель, генерація електроенергії, приготування їжі. Однак не все так просто, як показують у роликах, розкиданих по ютюбу. Біогаз повинен стабільно горіти в установках, що теплогенерують. Для цього параметри газового середовища необхідно привести до досить жорстких стандартів. Вміст метану має бути не нижче 65% (оптимум 90-95%), водень відсутній, водяні пари виведені, вуглекислий газ вилучений, складові, що залишилися, інертні до високих температур.
Використовувати біогаз «гною-тварини» походження, не звільнений від смердючих домішок, у житлових будинках неможливо.
Нормований тиск - 12,5 бар, за значення менше 8-10 бар автоматика в сучасних моделях опалювального обладнання та кухонного обладнання припиняє подачу газу. Дуже важливо, щоб характеристики газу, що надходить у теплогенератор, були стабільними. У разі стрибка тиску за межі норми спрацює клапан, включати назад доведеться вручну. Погано, якщо використовуються застарілі газові прилади, які не оснащені системою газ-контролю. В кращому випадку може вийти з ладу пальник опалювального котла. Найгірший варіант - газ згасне, але його надходження не припиниться. А це вже загрожує трагедією. Узагальним сказане: характеристики біогазу необхідно привести до необхідних параметрів, а техніку безпеки дотримуватися неухильно. Спрощений технологічний ланцюжок отримання біогазу. Важливий етап - сепарація та газовідділення
Яку сировину використовують для отримання біогазу
Рослинна та тваринна сировина
- Рослина відмінно підходить для виробництва біогазу: зі свіжої трави можна отримати максимальний вихід палива - до 250 м3 на тонну сировини, вміст метану до 70%. Дещо менше, до 220 м3 можна отримати з кукурудзяного силосу, до 180 м3 з бурякового бадилля. Придатні будь-які зелені рослини, хороші водорості, сіно (100 м3 з тонни), але пускати цінні корми на паливо має сенс лише за їх явного надлишку. Невеликий вихід метану з жому, що утворюється при виготовленні соків, олій та біодизеля, але і дармовий матеріал. Нестача рослинної сировини – тривалий виробничий цикл, 1,5-2 місяці. Можна отримувати біогаз і з целюлози, інших рослинних відходів, що повільно розкладаються, але ефективність вкрай низька, метану утворюється мало, виробничий цикл дуже тривалий. На закінчення скажемо, що рослинна сировина обов'язково має бути дрібно подрібнена.
- Сировина тваринного походження: традиційні роги та копита, відходи молокозаводів, боєн та переробних підприємств також придатна і теж у подрібненому вигляді. Найбагатша "руда" - тваринні жири, вихід високоякісного біогазу з концентрацією метану до 87% досягає 1500 м3 на тонну. Тим не менш, тваринна сировина в дефіциті і, як правило, знаходять інше застосування.
Пальний газ із екскрементів
- Гній дешев і в багатьох господарствах є в достатку, проте вихід і якість біогазу значно нижчі, ніж з інших видів. Коров'ячі коржі і кінські яблучка можна використовувати в чистому вигляді, ферментація починається відразу, вихід біогазу 60 м2 на тонну сировини з невисоким вмістом метану (до 60%). Виробничий цикл короткий, 10-15 днів. Свинячий гній та курячий послід токсичні – щоб корисні бактерії могли розвиватися, його змішують із рослинними відходами, силосом. Велику проблему становлять миючі склади, ПАР, які застосовуються при прибиранні тваринницьких приміщень. Разом з антибіотиками, які у великій кількості потрапляють у гній, вони пригнічують бактеріальне середовище та гальмують утворення метану. Не застосовувати дезінфікуючих засобів зовсім неможливо і агропідприємства, що вклали у виробництво газу з гною, змушені шукати компроміс між гігієною та контролем захворюваності тварин з одного боку та підтримкою продуктивності біореакторів з іншого.
- Людські екскременти, абсолютно безкоштовні, також підходять. Але використовувати звичайні каналізаційні стоки нерентабельно, надто мала концентрація фекалій та висока дезінфікуючих засобів, ПАР. Технологи стверджують, що їх можна було б використовувати лише у випадку, якщо в каналізацію надходитимуть «продукти» лише з унітазу за умови, що змив чаші здійснюється лише одним літром води (стандарт 4/8 л). І без миючих засобів, звичайно.
Додаткові вимоги до сировини
Серйозна проблема, з якою стикаються господарства, які встановили у себе сучасне обладнання для отримання біогазу - сировина не повинна містити твердих включень, що камінь, гайка, шматок дроту або дошка закупорить трубопровід, що випадково потрапив у масу, виведе з ладу дорогий фекальний насос або мішалку. Потрібно сказати, що наведені дані щодо максимального виходу газу з сировини відповідають ідеальним лабораторним умовам. Щоб наблизитись у реальному виробництві до цих цифр, необхідно дотриматись низки умов: підтримувати необхідну температуру, періодично перемішувати дрібно подрібнену сировину, вносити добавки, що активізують ферментацію тощо. На кустарній установці, зібраній за рекомендаціями статей про «отримання біогазу своїми руками», тільки-но можна досягти 20% від максимального рівня, високотехнологічні установки дозволяють досягати значень у 60-95%.
Достатньо об'єктивні дані щодо максимального виходу біогазу для різних типів сировини
Пристрій біогазової установки
Чи вигідно займатися виробництвом біогазу
Ми вже згадували, що у розвинених країнах будують великі промислові установки, а розвиваються переважно дрібні, для невеликого господарства. Пояснимо, чому так:
Чи має сенс виробляти біопаливо в домашніх умовах
Чи вигідно виробляти біопаливо в домашніх умовах у малих кількостях в особистому підсобному господарстві? Якщо у вас є кілька металевих бочок та іншого залізного мотлоху, а також безодня вільного часу і ви не знаєте, як їм розпорядитися - так. Але економія, на жаль, мізерна. А вже вкладати гроші у високотехнологічне обладнання при невеликих обсягах надходження сировини та виробництва метану не має сенсу за жодного розкладу.
Черговий ролик вітчизняного Кулібіна
ПІДПИСУЙТЕСЯ на НАШ youtube канал Еконет.ру, що дозволяє дивитися онлайн, скачати з ютуб безкоштовно відео про оздоровлення, омолодження людини.
Ставте ЛАЙКИ, ділитеся з ДРУЗЯМИ!
https://www.youtube.com/channel/UCXd71u0w04qcwk32c8kY2BA/videos
Без перемішування сировини та активації процесу ферментації вихід метану становитиме не більше 20% від можливого. Значить, у найкращому разі зі 100 кг (завантаження бункера) добірної трави можна отримати 5 м3 газу без урахування стиснення. І буде добре, якщо вміст метану перевищить 50% і не факт, що він горітиме в теплогенераторі. За твердженням автора, сировина завантажується щодня, тобто виробничий цикл у нього – одна доба. Насправді необхідний час – 60 діб. Кількість отриманого винахідником біогазу, що міститься в 50-літровому балоні, який він зумів заповнити, в морозну погоду для опалювального котла потужністю 15 кВт (житловий будинок близько 150 м2) вистачить на 2 хвилини.
Тим, кого можливість виробництва біогазу зацікавила, рекомендується уважно вивчити проблему, особливо з фінансової точки зору, з технічними питаннями звернутися до фахівців, які мають досвід подібних робіт. Дуже цінною буде практична інформація, отримана у тих господарствах, де біоенергетичні технології вже використовуються якийсь час. опубліковано
Постійне підвищення вартості традиційних енергоносіїв підштовхує домашніх майстрів створення саморобного устаткування, що дозволяє одержувати з відходів біогаз своїми руками. За такого підходу до господарювання вдається не тільки отримати дешеву енергію для опалення будинку та інших потреб, але й налагодити процес утилізації органічних відходів та отримання безкоштовних добрив для подальшого внесення до ґрунту.
Надлишки виробленого біогазу, як і добрив, можна реалізувати за ринковою вартістю зацікавленим споживачам, перетворивши на гроші те, що буквально «валяється під ногами». Великі фермери можуть дозволити собі купити готові станції з виробництва біогазу, зібрані в заводських умовах. Вартість такого обладнання досить висока. Однак і віддача від його експлуатації відповідає зробленим вкладенням. Менш потужні установки, що працюють за тим же принципом, можна зібрати самотужки з доступних матеріалів та деталей.
У цьому відеоролику показано невелику установку, що дозволяє отримувати біогаз з гною. У біореактор завантажують відходи продуктів життєдіяльності худоби (100 кг/добу).
ПІДПИСУЙТЕСЯ на НАШ youtube канал, що дозволяє дивитися онлайн, скачати з ютуб безкоштовно відео про оздоровлення, омолодження людини. Любов до оточуючих і себе, як почуття високих вібрацій - важливий чинник оздоровлення - .
Ставте ЛАЙКИ, ділитеся з ДРУЗЯМИ!
Підпишіться -https://www.facebook.com//
Що таке біогаз і як він утворюється?
Біогаз відносять до екологічно чистих видів палива. За своїми характеристиками біога багато в чому сходиться з природним газом, що видобувається в промислових масштабах. Уявити технологію отримання біогазу можна так:
- у спеціальній ємності, яка називається біореактором, відбувається процес переробки біомаси за участю анаеробних бактерій в умовах безповітряного бродіння протягом певного періоду, тривалість якого залежить від обсягу завантаженої сировини;
- в результаті відбувається виділення суміші газів, що складається на 60% метану, на 35% - з вуглекислого газу, на 5% - з інших газоподібних речовин, серед яких є і сірководень у невеликій кількості; газ, що отримується, постійно відводиться з біореактора і після очищення відправляється на використання за призначенням;
- перероблені відходи, що стали високоякісними добривами, періодично видаляються з біореактора та вивозяться на поля.
Як побудувати біореактор самотужки?
Для початку хотілося б позначити, яку конструкцію можна зробити:
Схема найпростішої біогазової установки, що збирається самотужки. У її конструкції не передбачено наявність підігріву та пристрою, що перемішує. Легенда: 1 - реактор (метантенк) для переробки гною; 2 – бункер для завантаження сировини; 3 – вхідний люк; 4 - гідрозатвор; 5 - труба для вивантаження відпрацювання; 6 - труба для відведення біогазу
Для отримання безкоштовного біопалива на ділянці необхідно вибрати місце для будівництва армованої бетонної ємності, яка слугуватиме біореактором. В основі цієї ємності передбачають наявність отвору, через який видалятиметься відпрацьована сировина. Цей отвір має щільно закриватися, адже система ефективно працює лише в герметичних умовах.
Розмір бетонного резервуару визначається із кількості органічних відходів, що з'являються щодобово у приватному обійсті або фермерському господарстві. Повноцінна робота біореактора можлива у разі заповнення на дві третини від наявного обсягу.
У герметичну ємність біореактора, заглиблену в ґрунт, подають органічні відходи, які в процесі бродіння сприяють виділенню біогазу
При невеликій кількості відходів залізобетонний резервуар можна замінити металевою ємністю, наприклад бочкою. П
При виборі ємності з металу зверніть увагу на наявність зварних швів та їх міцність. Пам'ятайте, що видобути велику кількість біогазу в маленьких ємностях не вдасться. Вихід безпосередньо залежить від маси органічних відходів, що переробляються в реакторі. Так, щоб одержати 100 кубічних метрів біогазу, треба переробити тонну органічних відходів.
Як забезпечити активність біомаси?
Прискорити процес бродіння біомаси можна за допомогою її обігріву. Як правило, у південних регіонах такої проблеми не виникає. Температури навколишнього повітря вистачає природної активації процесів бродіння. У регіонах із суворими кліматичними умовами в зимовий час без підігріву взагалі неможлива експлуатація установки з виробництва біогазу. Адже процес бродіння запускається при температурі, що перевищує позначку 38 градусів за Цельсієм.
Організувати підігрів резервуара з біомасою можна кількома способами:
- підключити до системи опалення змійовик, розташований під реактором;
- встановити на підставі ємності електричні нагрівальні елементи;
- забезпечити пряме нагрівання резервуара шляхом використання електричних опалювальних приладів.
Подібні системи контролю температури встановлюються у водогрійних казанах, тому їх можна придбати в магазинах, що спеціалізуються на продажу газового обладнання.
Схема організації виробництва біогазу у домашніх умовах. На схемі показаний весь цикл, починаючи від завантаження твердої та рідкої сировини, і закінчуючи відведенням біогазу до споживачів
Важливо зауважити, що активізувати вироблення біогазу в домашніх умовах можна за допомогою перемішування біомаси в реакторі. Для цього виготовляють пристрій конструктивно схожий на побутовий міксер. Привести пристрій у рух може вал, який виводять через отвір, розташований у кришці або стінках резервуара.
Правильне відведення газу з біореактора
Отриманий у процесі бродіння органіки газ відводять через спеціальний отвір, передбачений у конструкції верхньої частини кришки, якою щільно закривають резервуар. Щоб унеможливити змішування біогазу з повітрям, треба забезпечити його відведення через водяний затвор (гідрозатвор).
Контролювати тиск газової суміші всередині біореактора можна за допомогою кришки, яка повинна при надлишку газу підніматися, тобто відігравати роль спускового клапана. Як противагу можна використовувати звичайну гирю. Якщо тиск у нормі, то вироблений газ буде надходити по трубі, що відводить, в газгольдер, по шляху піддаючись очищенню у воді.
Саморобна установка для отримання біогазу може дозволити заощаджувати на оплаті енергоносіїв, які займають велику частку у визначенні собівартості сільськогосподарської продукції. Зниження витрат на випускати продукції позначиться збільшення рентабельності фермерського господарства чи приватного подвір'я. Тепер, коли ви знаєте, як отримати від наявних відходів біогаз, залишається лише реалізувати ідею на практиці. Багато фермерів вже давно навчилися з гною робити гроші.
P.S. І пам'ятайте, лише змінюючи своє споживання - ми разом змінюємо світ! ©
Біогаз - це газ, що видобувається бродінням біомаси. У такий спосіб можна отримати водень чи метан. Нас цікавить саме метан як альтернатива природному газу. Метан не має кольору та запаху і легко запалюється. Враховуючи, що сировина для отримання біогазу знаходиться буквально під ногами, собівартість такого газу істотно менша за природний, і на цьому можна добре заощадити. Ось цифри з Вікіпедії "З тонни гною великої рогатої худоби виходить 50-65 м³ біогазу із вмістом метану 60 %, 150-500 м³ біогазу з різних видів рослин із вмістом метану до 70 %. Максимальна кількість біогазу – це 1300 м³ із вмістом метану до 87% - можна отримати з жиру.", "На практиці з 1 кг сухої речовини отримують від 300 до 500 літрів біогазу."
Інструменти та матеріали:
-Пластикова ємність 750 літрів;
-Пластикова ємність 500 літрів;
-Сантехнічні труби та перехідники;
-Цемент для ПВХ-труб;
-Епоксидний клей;
-Ніж;
-Ніжування;
-Молоток;
-Ключі ріжкові;
-Газова арматура (докладно за крок 7);
Крок перший: ще трохи теорії
Якийсь час тому майстер зробив прототип біогазової установки.
І його засипали питаннями та проханнями допомогти зі складанням. У результаті установкою зацікавилася навіть влада штату (майстер проживає в Індії).
Наступним кроком майстру довелося зробити більш повноцінну установку. Розглянемо, що вона собою представляє.
-Установка складається з резервуару-сховища, в якому зберігається органічний матеріал, та мікроорганізми переробляючи його, виділяють газ.
-Отриманий таким чином газ збирається у резервуарі, відомому як газовий колектор. У моделі з плаваючим типом цей резервуар плаває в суспензії і переміщається вгору і вниз залежно від кількості газу, що зберігається в ньому.
-Напрямна труба допомагає резервуару колектора газу переміщатися вгору та вниз усередині резервуара-накопичувача.
-Відходи подаються через трубу, що подає всередині бака-накопичувача.
-Повністю перероблена суспензія стікає через випускну трубу. Її можна збирати, розбавляти і використовувати як добрива для рослин.
-З газового колектора газ по трубі подається до приладів споживання (газові плити, колонки, генератори)
Крок другий: вибір ємності
Для вибору ємності потрібно враховувати, скільки відходів можна зібрати за день. За словами майстра, є правило, де на 5 кг відходів потрібна ємність 1000 літрів. У майстра це приблизно 3,5 – 4 кг. Отже ємність необхідна 700-800 літрів. У результаті майстер придбав ємність 750 літрів.
Установка з плаваючим типом газового колектора, отже потрібно підібрати таку ємність, що втрати газу були мінімальні. Для цього підійшов резервуар на 500 літрів. Ця 500-літрова ємність буде переміщатися всередині 750-літровий. Відстань між стінками двох ємностей близько 5 см із кожного боку. Ємності потрібно вибирати, які будуть стійкі до сонячного світла та агресивного середовища.
Крок третій: підготовка резервуару
Зрізує верхню частину із меншого резервуара. Спочатку ножем робить отвір, потім пропилює ножівковим полотном по лінії зрізу.
Верхню частину 750 літрової ємності теж потрібно зрізати. Діаметр частини, що зрізається, кришка меншого бака + 4 см.
Крок четвертий: труба, що подає
У нижній частині більшого резервуара необхідно встановити вхідну трубу. Через неї всередину засипатиметься біопаливо. Труба має діаметр 120 мм. Вирізує в бочці отвір. Встановлює коліно. З обох боків фіксує з'єднання епоксидним клеєм типу "холодне зварювання".
Крок п'ятий: труба для зливу суспензії
Для збору суспензії у верхній частині більшого резервуара встановлює трубу діаметром 50 мм та довжиною 300 мм.
Крок шостий: напрямні
Як ви вже зрозуміли, усередині великої ємності буде вільно "плавати" менша. У міру заповнення внутрішнього бака газом він притоплюватиметься і навпаки. Для його вільного переміщення вгору-вниз, майстер робить чотири напрямні. У "вухах" робить вирізи під 32 мм трубу. Закріплює трубу, як показано на фото. Довжина труби 32 див.
На внутрішній ємності теж кріпляться 4 напрямні з 40 мм труби.
Крок сьомий: газова арматура
Подача газу ділиться на три ділянки: від газового колектора до труби, від труби до балона, від балона до газової печі.
Майстру потрібні три труби по 2,5 м з різьбовими наконечниками, 2 крани, ущільнювальні прокладки, різьбові перехідники, ФУМ - стрічка та скоби для кріплення.
Для установки газової арматури майстер у верхній частині (колишній нижній, тобто 500 літровий балон перевертається "нагору ногами") по центру робить отвір. Встановлює арматуру, місце з'єднання герметизує епоксид.
Крок восьмий: складання
Тепер необхідно встановити ємність на рівну тверду поверхню. Місце встановлення має бути максимально сонячним. Відстань між установкою та кухнею має бути мінімальною.
Встановлює всередину напрямних трубок менше трубки діаметра. Трубу для зливу надмірної суспензії подовжує.
Подовжує вхідну трубу. З'єднання фіксує цементом для ПВХ-труб.
Встановлює внутрішньо великого резервуара газовий накопичувач. Орієнтує його за напрямними.
Крок дев'ятий: перший запуск
Для початкового запуску біогазової установки такого типу Для такого обсягу потрібно близько 80 кг коров'ячого гною. Гній розлучається 300 літрами нехлорованої води. Також майстер додає спеціальну добавку для прискорення зростання бактерій. Добавка складається з концентрованого соку цукрової тростини, кокосу та пальми. Очевидно, це щось типу дріжджів. Заливає цю масу через трубу. Після заливки вхідну трубу потрібно промити та встановити заглушку.
За кілька днів газовий накопичувач почне підніматися вгору. Це розпочався процес газоутворення. Як тільки накопичувач буде заповнений, газ потрібно стравити. Перший газ містить багато домішок, та й у накопичувачі було повітря.
Крок десятий: паливо
Процес газоутворення запущений і тепер потрібно розібратися, що можна, а що не можна використовувати як паливо.
Отже, для палива підійдуть: гнилі овочі, очищення овочів та фруктів, непридатні молочні продукти, пересмажена олія, бур'яни порізані, відходи життєдіяльності худоби та птиці тощо. Безліч непридатних відходів рослинного та тваринного світу можна використовувати в установці. Шматки потрібно подрібнювати якомога дрібніше. Це пришвидшить процес переробки.
Не можна використовувати: очищення цибулі та часнику, яєчну шкаралупу, кістки, волокнисті матеріали.
Тепер розберемо питання про кількість завантажуваного палива. Як було зазначено, таку ємність потрібно 3,5 - 4 кг палива. Переробка палива займає від 30 до 50 днів, залежно від виду палива. Щодня додаючи по 4 кг палива, протягом 30 днів із нього вироблятиметься щодня близько 750 г газу. Переповнення установки призведе до надлишку палива, кислотності та нестачі бактерій. Майстер нагадує, що за правилами на 1000 л об'єму необхідно 5 кг палива щодня.
Крок одинадцятий: плунжер
Для полегшення завантаження палива майстер виготовив плунжер.
Необхідні обов'язкові матеріали:
- дві ємності;
- сполучні труби;
- клапани;
- газовий фільтр;
- засоби забезпечення герметичності (клей, смола, герметик тощо);
Бажані:
- мішалка з електродвигуном;
- датчик температури;
- датчик тиску;
Наведена нижче послідовність підходить для південних регіонів. Для працездатності в будь-яких умовах слід додати систему підігріву реактора, яка забезпечуватиме нагрівання судини до 40 градусів Цельсія та підвищити теплоізоляцію, наприклад, обнести конструкцію теплицею. Теплицю бажано покрити чорною плівкою. Також бажано додати до трубопроводу пристрій виведення конденсату.
Створення простої біогазової установки:
- Створити накопичувальну ємність.Вибираємо резервуар, де зберігатиметься отриманий біогаз. Резервуар фіксується клапаном та оснащується манометром. Якщо споживання газу постійно, то потреби в газгольдері немає.
- Утеплити конструкцію всередині котловану.
- Встановити труби.Прокласти в котлован труби для завантаження сировини та розвантаження компостного перегною. У ємності реактора виробляється вхідний і вихідний отвір. Реактор міститься в котлован. До отворів підводяться труби. Труби щільно закріплюються за допомогою клею або інших потрібних засобів. Діаметр труб менше 30 см сприятиме їх забиванню. Місце завантаження слід вибирати на сонячному боці.
- Встановити люк.Ректор, оснащений люком, робить зручнішими роботи з ремонту та профілактики. Люк та корпус реактора слід проклеїти гумою. Також можна встановити датчики температури, тиску та рівня сировини.
- Вибрати ємність для біореактора.Вибрана ємність має бути міцною - оскільки при ферментації виділяється велика кількість енергії; мати гарну теплоізоляцію; бути повітрям і водонепроникною. Найкраще підходять судини яйцеподібної форми. Якщо спорудити такий реактор проблематично, то гарною альтернативою буде посудина циліндричної форми із заокругленими краями. Ємності квадратної форми менш ефективні тому, що в кутах буде накопичуватися затверділа біомаса, що ускладнює ферментацію.
- Підготувати котлован.
- Вибрати місце для встановлення майбутньої установки.Бажано вибирати місце досить далеко від будинку і так, щоби можна було викопати яму. Розміщення всередині ями дозволяє суттєво заощадити на теплоізоляції, використовуючи для цього дешеві матеріали на зразок глини.
- Перевірити герметичність одержаної конструкції.
- Запустити систему.
- Додати сировину.Чекаємо близько двох тижнів поки пройдуть усі необхідні процеси. Необхідна умова горіння газу – позбавлення двоокису вуглецю. Для цього підійде звичайний фільтр із будівельного магазину. Саморобний фільтр виготовляється з відрізка газової труби завдовжки 30 см, наповненого сухими дерев'яними та металевими стружками.
Склад та види
Біогаз називається газ, отриманий в результаті трифазного біохімічного процесу над біомасою, що проходить в герметичних умовах.
Процес розкладання біомаси послідовний: спершу вона піддається впливу гідролізних бактерій, потім кислотоутворювальних та в кінці метанобразующих. Матеріалом для мікроорганізмів кожному етапі служить продукт діяльності попереднього етапу.
На виході приблизний склад біогазу виглядає так:
- метан (від 50 до 70%);
- вуглекислий газ (від 30 до 40%);
- сірководень (~2%);
- водень (~1%);
- аміак (~1%);
На точність пропорцій впливає використовується сировина та технологія отримання газу. Потенціалом для горіння має метан, чим його відсоток вищий, тим краще.
Досвід застосування пального болотяного газу мають стародавні культури, що датуються понад трьома тисячолітнім віком (Індія, Персія або Ассирія). Наукове обґрунтування сформувалося набагато пізніше. Хімічна формула метану СН 4 була відкрита вченим Джоном Дальтоном, входження метану до складу болотного газу виявлено Гемфрі Деві. Велику роль розвитку галузі альтернативної енергії зіграла Друга світова війна, що вимагає від воюючих сторін величезної потреби в енергоресурсах.
Володіння СРСР величезними запасами нафти та газу призвело до незатребуваності інших технологій отримання енергії, дослідження біогазу переважно було предметом інтересу академічної науки. На даний момент ситуація змінилася настільки, що, крім промислового видобутку різних видів палива, створити біогазову установку для своїх цілей під силу будь-якій людині.
Пристрій встановлення - Комплекс обладнання, призначеного для отримання біогазу з органічної сировини.
За типом подачі сировини виділяють такі види біогазових установок:
- з порційною подачею;
- з безперервною подачею;
Біогазові установки з постійною подачею сировини є ефективнішими.
За типом обробки сировини:
- Без автоматичного перемішуваннясировини та підтримування необхідної температури – комплекси з мінімальною комплектацією, підходять для малих господарств (схема 1).
- З автоматичним перемішуванням, але без підтримки необхідної температури – також служить невеликим господарствам, ефективнішим за попередній тип.
- За допомогою необхідної температуриале без автоматичного перемішування.
- З автоматичним перемішуванням сировини та підтримкою температури.
Принцип роботи
Процес перетворення органічної сировини на біогаз називається ферментацією.Сировина завантажується у спеціальну ємність, що забезпечує надійний захист біомаси від доступу кисню. Подія, що відбувається без втручання кисню, називається анаеробною.
Під впливом спеціальних бактерій в анаеробному середовищі починає відбуватися ферментація. З розвитком бродіння сировина покривається кіркою, яку необхідно регулярно руйнувати. Руйнування здійснюється за допомогою ретельного перемішування.
Перемішувати вміст потрібно мінімум двічі на добу, не порушуючи при цьому герметичність процесу. Крім видалення кірки змішування дозволяє рівномірно розподілити кислотність та температуру всередині органічної маси. Внаслідок цих маніпуляцій виробляється біогаз.
Отриманий газ збирається в газгольдері, звідти трубами доставляється споживачеві. Біодобрива, отримані після переробки вихідної сировини, можна використовувати як харчову добавку для тварин або додавати до ґрунту. Таке добриво називається компостним перегноєм.
Біогазова установка включає такі елементи:
- ємність гомогенізації;
- реактор;
- мішалки;
- резервуар для зберігання (gas-holder);
- комплекс опалення та змішування води;
- газовий комплекс;
- комплекс насосів;
- сепаратор;
- датчики контролю;
- КВП з візуалізацією;
- система безпеки;
Приклад біогазової установки промислового типу наведено на схемі 2.
Використовувана сировина
Розкладання будь-яких залишків тваринного або рослинного походження виділяє горючий газ різною мірою. Добре підходять для сировини суміші різного складу: гній, солома, трава, різні відходи тощо. Для хімічної реакції потрібна вологість 70%, тому сировину необхідно розбавляти водою.
Неприйнятною є наявність в органічній біомасі очисних засобів, хлору, пральних порошків, оскільки вони перешкоджають хімічним реакціям і можуть пошкодити реактор. Також не підходить для реактора сировина з тирсою хвойних дерев (що містять смоли), з високою часткою лігніну та з перевищенням порога вологості в 94%.
Рослинний.Рослинна сировина чудово підходить для виробництва біогазу. Максимальний вихід палива дає свіжа трава - з тонни сировини виходить близько 250 м3 газу з метану в 70%. Кукурудзяний силос трохи менше - 220 м 3 . Бадилля від буряків – 180 м 3 .
Можна використовувати як біомасу практично будь-які рослини, сіно або водорості. Недолік застосування полягає у тривалості виробничого циклу. Процес отримання біогазу триває до двох місяців. Сировина повинна бути обов'язково дрібно подрібнена.
Тварина.Відходи переробних, молочних підприємств, зі скотобоєн тощо. придатні для біогазової установки. Максимальний вихід палива дають тваринні жири – 1500 м 3 біогазу з часткою метану 87%. Основний недолік – дефіцит. Тварина сировина також має бути подрібнена.
Екскременти.Головна перевага гною - його дешевизна і доступність. Недолік – кількість та якість біогазу нижча, ніж від інших видів сировини. Кінські та коров'ячі екскременти можна переробляти одразу. Виробничий цикл займе приблизно два тижні і дасть вихід обсягом 60 м3 з 60% вмістом метану.
Курячий послід і свинячий гній безпосередньо застосовувати не можна, тому що вони токсичні. Щоб запустити процес ферментації, їх треба змішати з силосом. Продукт життєдіяльності людини можна використовувати, але каналізаційні стоки не підійдуть, оскільки вміст фекалій мало.
Схеми роботи
Схема 1 – біогазова установка без автоматичного перемішування сировини:
Схема 2 – біогазова установка промислового типу:
