Изготовление биогазовой установки
Подготавливаем 50 литровую пластиковую емкость, и срезаем при помощи ножовки верхнюю часть. Данная емкость будет использоваться в качестве варочного агрегата.
Теперь берем 40 литровую емкость (должна быть меньшей по диаметру, и спокойно вставляться внутрь 50 литровой.)
Отрезаем также от нее верхнюю часть.
Этот бак будет помещен внутрь красной емкости и используется как газгольдер.
Теперь можно изготовить систему подачи отходов.
Для этого используются ПВХ трубы разных диаметров:
- Трубы диаметром 64 – будет использоваться для подачи кухонных отходов;
- Труба 32 мм – направляющая труба для газгольдера;
- Труба 25 мм сообщающаяся труба между реактором и газгольдером.
- Небольшой кусок трубы диаметром 32 мм будет использоваться в качестве выходного отверстия для суспензии.
На фото ниже отмечены разрезы, которые должны быть сделаны в нижней части резервуара для сбора газа.
Маленькое отверстие слева для системы подачи газа, центральное отверстие для крепления направляющей трубы диаметром 32 мм и отверстие диаметром 64 мм для крепления трубы подачи отходов с правой стороны.
Проще всего изготовить эти отверстия при помощи коронок, но можно сделать ножом с ножовкой.
Следующее фото показывает, размещение труб внутри газгольдера, направляющую трубу диаметром 32 мм (в центре) и подающую трубу диаметром 64 мм, закрепленную при помощи самоклеющегося уплотнителя. Маленькое отверстие слева предназначено для подключения системы подачи газа.
Для изготовления системы подачи газа будут использованы следующие компоненты:
- Шаровый кран (для регулировки подачи газа);
- Тройник для соединения газгольдера и шарового крана);
- Заглушка (глушим ей тройник с одной стороны);
- Муфта (для подключения тройника к казовому коллектору);
- Ниппель (для соединения внутри газового коллектора);
- Газовый шланг или гибкая газовая труба– 2 метра;
- Фум лента для газа.
Вид сверху газгольдера с подающей трубой, центральной направляющей трубой и системой подачи газа.
Подающая труба закрыта красной крышкой. Во время заправки системы отходами крышка открывается, после заполнения закрывается.
Бак реактора снабжен центральной направляющей трубой и выпускной трубой для шлама.
Специфичность получения биогаза
Биогаз появляется в итоге брожения био субстрата. Его разлагают гидролизные, кислото- и метанообразующие бактерии. Смесь вырабатываемых микробами газов выходит горючей, т.к. содержит большенный процент метана.
По своим свойствам она фактически не различается от природного газа, который употребляется для промышленных и бытовых нужд.
Биогаз – экологически незапятнанное горючее, а разработка его получения не оказывает особенного воздействия на окружающую среду. Наиболее того, в качестве сырья для биогаза употребляют отходы жизнедеятельности, которые нуждаются в утилизации.
Их помещают в биореактор, где происходит переработка:
- в течение некого времени биомасса подвергается действию микробов. Срок брожения зависит от размера сырья;
- в итоге деятельности анаэробных микробов выделяется горючая смесь газов, в состав которой входят метан (60%), углекислый газ (35%) и некие остальные газы (5%). Также при брожении в маленьких количествах выделяется потенциально страшный сероводород. Он ядовит, потому очень не нужно, чтоб люди подвергались его действию;
- смесь газов из биореактора очищается и поступает в газгольдер, где хранится до момента использования по предназначению;
- газ из газгольдера можно употреблять буквально так же, как природный. Он поступает к бытовым устройствам – газовым печам, отопительным котлам и т.п.;
- разложившуюся биомассу нужно часто удалять из ферментатора. Это доп трудовые затраты, но усилия окупаются. Опосля брожения сырье преобразуется в качественное удобрение, которое употребляют на полях и огородах.
Биогазовая установка прибыльна для обладателя личного дома лишь в этом случае, если у него есть неизменный доступ к отходам животноводческих ферм. В среднем из 1 м.куб. субстрата можно получить 70-80 м.куб. биогаза, но выработка газа идет неравномерно и зависит от почти всех причин, в т.ч. температуры биомассы. Это осложняет расчеты.
Чтоб процесс получения газа был размеренным и непрерывным, идеальнее всего строить несколько биогазовых установок, а субстрат в ферментаторы закладывать с различием во времени. Такие установки работают параллельно, а сырье в их загружают поочередно.
Это гарантирует постоянную выработку газа, по этому можно достигнуть его непрерывного поступления к бытовым устройствам.
Самодельное биогазовое оборудование, собранное из подручных материалов, обходится еще дешевле установок промышленного производства. Его эффективность ниже, но полностью соответствует вложенным средствам. Если есть доступ к навозу и желание приложить собственные усилия для сборки и обслуживания конструкции, это весьма прибыльно.
Установки для получения биогаза
Для выработки газа в непосредственной близости от сельхозпредприятий подойдет сборно-разборная биогазовая установка. Биореактор – это основной агрегат БГУ. В него закачивается навозная субстанция, и в нем происходит процесс ее разложения.
Большие производства используют в качестве ферментеров металлические, пластиковые цистерны большой емкости. В небольших частных предприятиях сооружают подземные реакторы объемом до 50 куб.м. Резервуар заглубляют в землю, облицовывают кирпичом, герметизируют цементным раствором.
Автоматизация процесса значительно увеличивает КПД установки для производства биогаза. Монтируются линии, полностью работающие без применения ручного труда.
На мини-заводах кроме людских ресурсов широко применяется современное электрооборудование: измельчители, насосы, мешалки.
Российский производитель компания «Биокомплекс» занимается проектированием и строительством комплексов для переработки отходов животноводческих предприятий. В «Биокомплексе» можно приобрести экономически выгодное готовое оборудование:
- полноразмерные БГУ мощностью от 0,5 мВт до 5 мВт и больше;
- быстровозводимые мобильные БГУ от 75 до 120 кВт.
Установка ускоренного монтажа GULLEWERK с полезным объемом от 620 до 2700 куб. м. может переработать навоз от 350 голов КРС. В комплекте реакторы полезным объемом от 620 до 2700 куб.м., накопители дигестата (лагуны).
Обязательные элементы конструкции
Биогазовая установка состоит из следующих конструктивных элементов:
- участка приема и предварительной подготовки биологической навозной массы;
- системы транспортеров в границах комплекса;
- ферментаторов для сбраживания субстрата;
- трубопроводов отвода биогаза;
- оборудования для очистки газообразного продукта;
- накопителей для газа и дигестата;
- автоматизированной системы управления и поэтапного контроля за биогазовым процессом на всех этапах.
Принцип работы устройства
Технологический процесс на БГУ начинается с приема и создания жидкой биологической смеси, которая поступает в основной герметически закрытый блок переработки. Там при поддержании постоянной температуры и кислой среды бактерии преобразуют исходный субстрат в газовую смесь и полезное натуральное удобрение. Биогаз поступает в накопители-газгольдеры с предохранительным клапаном от переполнения.
Биогазовая установка предусматривает очистку метановой смеси на всех этапах ее продвижения к конечному продукту.
Условия для эффективной работы
Установка по производству биогаза будет работать с полной отдачей при следующих условиях:
- воздухонепроницаемости биореактора;
- постоянной температуры сбраживаемой массы;
- влажной консистенции субстрата;
- достаточного уровня гомогенизации;
- нужного показателя кислотности среды;
- наличия катализаторов или замедлителей процесса ферментации;
- равномерного прогрева и непрерывного перемешивания навозной жижи;
- своевременного удаления отработанного сырья.
Что такое биогаз и как его можно использовать?
Владельцам приусадебных хозяйств известно: сложив в кучу любое растительное сырье, птичий помет и навоз, через время можно получить ценное органическое удобрение. Но немногие из них знают, что биомасса разлагается не сама по себе, а под воздействием различных бактерий.
Перерабатывая биологический субстрат, эти крошечные микроорганизмы выделяют продукты жизнедеятельности, в том числе – газовую смесь. Большую часть ее (около 70%) составляет метан – тот самый газ, что горит в горелках бытовых плит и обогревательных котлов.
Идея использовать такое экотопливо для различных хозяйственных нужд не нова. Устройства по его добыче использовали еще в древнем Китае. Возможностью использовать биогаз занимались и советские новаторы в 60-х годах прошлого столетия. Но настоящее возрождение технология пережила в начале двухтысячных. На данный момент биогазовые установки активно используют в Европе и США для отопления домов и прочих нужд.
Технология создания самодельной биогазовой установки.
Процесс монтажа биогазовой установки состоит из нескольких обязательных этапов. Рассмотрим каждый из них.
Земляные работы.
Для биореактора необходимо выкопать подходящий по размеру котлован. Обычно, реактор, закрывают не менее чем одним метром земли. Перед тем, как закопать реактор, необходимо провести тщательную проверку на герметичность и утеплить стальной бак, который выполняет роль реактора. Утепление можно производить с помощью самых доступных химических утеплителей. К примеру, можно использовать обычную минеральную вату. Естественно, перед утеплением и закапыванием, в реакторе должны быть проделаны все необходимые технологические отверстия. Отдельно стоит сказать, что место под биохимическую установку следует выбирать подальше от жилого дома. Это связано с тем, что выделяющийся биологический газ имеет неприятный запах, и лучше держатся от него подальше.
Монтаж реактора.
После того, как земляные работы завершены и реактор помещен в котлован, можно приступать к монтажу установки. Для этого к реактору жестко привариваются бункер загрузки и трубу выгрузки, а также монтируется специальный газоотвод. В случае необходимости, можно организовать специальный технологический люк для обслуживания реактора. Однако, это дополнительная (и вовсе необязательное) отверстие в реакторе, и от его изготовления можно отказаться.
Окончательная проверка на герметичность.
Подготовительные работы. Для того, чтобы биогазовая установка функционировала с полной отдачей необходимо, чтобы герметичность конструкции была полной. Для проверки на герметичность можно использовать обычную воду. Достаточно залить полный объем воды и сразу выявятся все возможные протечки. Если конструкция герметична, то ее можно окрашивать, прокладывать теплоизоляцию и засыпать котлован землей. Стоит уточнить, что бункер загрузки и труба выгрузки могут быть на одном уровне, а вот труба отвода газа должны быть направлена вверх. После того, как все этапы работы завершены, можно начинать перерабатывать биологические отходы. Для начального этапа работы следует загрузить реактор примерно на 30%. Как не сложно догадаться, загрузка навоза или других отходов проводится в бункер загрузки. Так как наша биогазовая установка самая простая, и не имеет подогрева, то первые результаты будут в течение нескольких дней. Вообще, скорость брожения и распада отходов зависит от их консистенции и температуры, а максимальный срок распада – один месяц. Через несколько дней из трубы разгрузки пойдут биологические удобрения, намного более эффективные, чем обычный навоз. Первый биологический газ появится уже через несколько часов после загрузки первой партии отходов. Следующий этап работ не обязателен. Биохимическая установка уже собрана и готова к эксплуатации. Но если есть желание, то можно добавить к ней газгольдер, и заняться сбором биологического газа.
Подключение газгольдера. Газгольдер следует подключать к трубе, которая выводит газ из реактора. Благодаря газгольдеру можно не только собирать и аккумулировать биогаз, но и избавиться от неприятного запаха, который издает выделяющийся при брожении газ. Газгольдер можно сделать из обычной стальной бочки размером в 250 литров. Присоединение бака для сбора газа к трубе должно осуществляться с помощью полиэтиленовых труб и соединительной арматуры. Для того, чтобы узнавать количество газа в газгольдере можно использовать специальный сигнальный колокол (емкость, заполненная водой). Также обязателен манометр, измеряющий давление в бочке. Для того, чтобы обеспечить безопасность, лучше всего поместить газгольдер в отдельное помещение, с хорошим уровнем вентиляции. Не следует забывать о том, что это не профессиональный газгольдер, и в нем нет аварийных запальников, которые будут стравливать и сжигать излишки скопившегося газа. В случае с самодельным газгольдером, контролировать уровень биогаза необходимо самостоятельно, и делать это нужно ежедневно.
Особенности биогазовой системы
Такая установка отлично подойдет людям, живущим в загородных домах. Это обеспечит их энергией и газом, которых часто не бывает в домах за городом. Более того, такая система позволит бороться за чистоту окружающего мира. Но для биогазовой установки требуется большое количество органических остатков, при наличии всех этих условий, человек может обеспечить себя теплом и электричеством на долгое время.
Принцип работы установки
Органические остатки кладут в емкость биогазовой установки, все плотно закрывают и оставляют на время. В установке поддерживается температура до 38-40 градусов и происходит процесс брожения. В результате этого процесса образуются газ и удобрения. Накопления газа осуществляется в верхней части емкости, а оттуда он поступает в ТЭЦ, где и преобразуется в энергию.
Методы получения своего газа
Самым действенным методом получения своего газа в домашних условиях является анаэробное брожение отходов. То есть в герметичных емкостях происходит разложение остатков растительного или природного происхождения под воздействием микроорганизмов. Биогазовая установка позволяет не только получить природный газ, который можно использовать в качестве топлива, но еще и получить отличное удобрение для огорода.
Принцип действия системы
Принцип действия установки основан на вторичном использовании продуктов производства и осень полезен для фермеров или владельцев домашних хозяйств. Такое приспособление приносит доход и более того позволяет сэкономить на покупке удобрения или горючего для автомобиля. Такое топливо является экологически чистым, то есть выбирая биогаз в качестве горючего, вы приносите пользу природе.
Газ и сырье для его получения
Сырьем для производства газа могут быть абсолютно любые органические остатки. Примером субстрата могут являться: пищевые отходы, остатки сточных вод, навоз, помет, корм для животных.
Газ, полученный таким способом, перед использованием его в какой-либо деятельности должен пройти предварительную очистку. Газ отделяют от пыли, от кислых примесей, сероводорода и используют в качестве топлива.
Условия эффективной работы биореактора
Главным условием является поддержание оптимальной температуры внутри емкости, но нельзя и забывать о температуре окружающей среды. Учитывая этот фактор, вы создадите газ не содержащий большое количество влаги. Также работа реактора зависит от степени герметичности всех отверстий и креплений. Если воздух будет попадать в резервуар, то процесс газообразования будет нарушен.
Установка должна быть сделана из качественного материала. Рекомендуется выбирать материал, не поддающийся коррозии( пластмасса низкого давления).
Объем емкости будет зависеть от количества сырья, которое необходимо переработать. Если у вас большое фермерское хозяйство, то конечно и объем установки будет соответствовать. Все зависит от количества отходов, которые вы перерабатываете за один раз. Исходя их этого показателя, можно выбрать подходящую конструкцию.
Загрузка и выгрузка
Люки загрузки и разгрузки ведут непосредственно в емкость биореактора. Для того чтобы субстрат равномерно распределялся по всей площади, делают их в противоположных концах емкости.
Схема биогазового реактора без пологрева
При заглубленном способе установки биогазовой установки, загрузочные и разгрузочные трубы подходят к корпусу под острым углом. Причем нижний конец трубы должен находится ниже уровня жидкости в реакторе. Таким образом исключается попадание воздуха в емкость. Также на трубах ставят поворотные или отсечные задвижки, которые в нормальном положении закрыты. Открываются они только на время загрузки или выгрузки.
Так как в навозе могут содержаться крупные фрагменты (элементы подстилки, стебли травы и т.д.), трубы малого диаметра будут часто забиваться. Потому для загрузки-выгрузки они должны быть диаметром 20-30 см. Монтировать их необходимо до начала работ по утеплению биогазовой установки, но после того, как емкость установлена на место.
Формы биореакторов и варианты расположения люков загрузки и разгрузки
Наиболее удобный режим работы биогазовой установки — с регулярной загрузкой и выгрузкой субстрата. Данная операция может проводится раз в сутки или раз в двое суток. Навоз и другие компоненты предварительно собираются в накопительной емкости, где доводятся до требуемого состояний — измельчаются, при необходимости увлажняются и перемешиваются. Для удобства в данной емкости может быть механическая мешалка. Подготовленный субстрат выливается в приемный люк. Если расположить приемную емкость на солнце, субстрат будет предварительно нагреваться, что уменьшит затраты на поддержание требуемой температуры.
Глубину установки приемного бункера желательно рассчитать так, чтобы отходы стекали в него самотеком. То же касается выгрузки в биореактор. Лучший случай, если подготовленный субстрат будет двигаться самотеком. А отгораживать его на время подготовки будет заслонка.
Биогазовая установка с мешалкой и подогревом
Для обеспечения герметичности биогазовой установки, люки на приемном бункере и в зоне выгрузки должны иметь герметизирующий резиновый уплотнитель. Чем меньше будет в емкости воздуха, тем чище будет газ на выходе.
Что такое биогаз
Биогаз образуется при анаэробном (без воздуха) метановом сбраживании биомассы. В состав смеси входит до 55–75% метана, 25–45% двуокиси углерода, различное количество примесей сероводорода, оксидов азота, аммиака и других соединений.
Свойства смеси зависят от входящих в состав компонентов:
- метан взрывоопасен и чрезвычайно горюч, не имеет цвета и запаха, потребительские свойства связаны с большим выделением теплоты при сгорании;
- углекислый газ (углекислота) при вдыхании является причиной утраты внимания и усталости, снижая уровень насыщения крови кислородом;
- сероводород в той концентрации, которая бывает в готовом продукте, не подвержен взрыву, но является токсичным для человеческого организма;
- аммиак неприятно пахнет, но в опасных количествах, способных повредить слизистые оболочки глаз и органов дыхания, в установках вырабатывается редко.
Физические свойства:
- энергетический запас 5–6,5 кВт/ч в одном кубическом метре;
- теплотворная способность до 7500 ккал/м³;
- температура воспламенения — 680–750°С;
- давление в реакторе от 0,05 атм.
Сырьё для получения биогаза
Биогазовая установка для частного дома использует в качестве сырья самые разнообразные отходы сельского хозяйства. Биогазовая станция перерабатывает:
- навоз любой фракции, птичий помёт;
- растительные остатки — сорную траву, солому, силос;
- мезгу и жом;
- пивную барду;
- некондиционные зерновые культуры;
- отходы рыбных производств;
- мелассу различного происхождения;
- остатки бойни;
- жир;
- корнеплоды, потерявшие пищевую ценность.
Методы добычи
Сырьё проходит стадию подготовки, чтобы процесс брожения шёл активнее и продуктивнее.
Навоз бывает двух видов: природный и самосплавной. Первый вид забирают из-под животного вместе с подстилкой. Самосплавной вид удаляется с фермы потоком воды.
Мезга и жом — это раздробленные части овощей, фруктов и корнеплодов, из которых отжат сок.
Пивная барда, меласса — побочный продукт пивных, сахарных заводов, являются ценной пищевой добавкой, поэтому целесообразность использования для получения газа определяется стоимостью продукции.
Растительные остатки подвергают резке или силосованию.
Силос кукурузный
На сколько хватает
Примерный выход газа из разных субстратов собран в таблицу.
| Субстрат | Влажность сырья, % | Выход биотоплива, м³ из тонны сырья |
| Навоз КРС (природный) | 85 | 55 |
| Навоз КРС (самосплавного способа удаления) | 95 | 22 |
| Навоз свиной природный | 85 | 62 |
| Навоз свиной самосплавной | 95 | 25 |
| Птичий помёт | 60–75 | 90–100 |
| Свежая трава | 50–90 | До 200 |
| Кукурузный силос | 60–90 | До 180 |
| Мезга картофельная | 90 | До 32 |
| Свекольный жом | 78 | 119 |
В следующей таблице собраны данные по количеству сырья, которое можно получить от животных и с одного гектара пашни.
| Источник | Сырьё | Количество сырья т/год | Количество биогаза м³ |
| Корова дойная | Жидкий навоз без подстилки | 20 | До 500 |
| Свинья на откорме | Жидкий навоз без подстилки | 2–6 | 40–170 |
| Бычок на откорме | Твёрдый навоз с подстилкой | 5–12 | 250–850 |
| Лошадь | Твёрдый навоз без подстилки | до 8 | 500 |
| 100 кур | Сухой помёт | 2 | 250 |
| 1 гектар пашни | Сахарная свёкла, силос кукурузы | 40–70 | 5200–10500 |
| 1 гектар пашни | Свежий силос из травы и зерновых культур | 25–50 | 5000–8000 |
Эффективность
Выгоду биогаза оценивают по преимуществам его использования и выходу тепловой или электрической энергии.
Плюсы и минусы добычи биогаза
Энергию получают из возобновляемых природных источников
Используют широкий спектр сырья
Универсальность биогаза для получения тепла или электрической энергии
Экологичность переработки
Утилизация отходов и использование отработанной биомассы для повышения плодородия сельхозземель, улучшения структуры почвы
Выработка в промышленных масштабах не всегда окупается
Сравнение с другими источниками энергии
По потребительским свойствам биогаз можно сравнить с другими источниками энергии: природным и сжиженным газом, сжатым метаном.
| Характеристика | Биогаз | Природный | Сжиженный пропан | Сжатый (метан) |
| Температура воспламенения, °С | 700 | 650 | 480 | 650 |
| Плотность, кг/м³ | 1,2 | 0,7 | 2,0 | 0,73 |
| Плотность относительно воздуха | 0,9 | 0,55 | 1,5 | 0,55 |
| Энергия сгорания кВт*ч/м³ | 2,9–5,0 | 10 | 25 | 10 |
Установка купола и труб
Разберем непосредственно, как сделать простейшую биогазовую установку своими руками. Фактически все подготовительные работы завершены, биореактор сооружен и заполнен биомассой.
В реакторе тоже имеется свободное пространство, в котором фактически будет храниться определенный объем газа. Но, это не может обеспечить безопасность эксплуатации.
Ветровые электростанции для дома — плюсы, минусы и обзор лучших современных моделей (105 фото)
- Как найти строителей для ремонта в офисе
Как сделать ветрогенератор на 220В своими руками: пошаговое описание изготовления самодельных ветряков (схемы, проекты, фото и видео)
Биореактор должен быть герметично закрыт. В противном случае газ будет попросту выходить в атмосферу. Для предотвращения попадания воздуха в газовую смесь, следует оснастить систему гидрозатвором. Он также обеспечит очистку газа.
В конструкции нужно обязательно сделать спусковой клапан. Он должен автоматически срабатывать при превышении допустимого уровня давления.
Способы сбора и хранения сырья для биогаза
Для производства биогаза необходимо собирать и хранить сырье, такое как органический отход, навоз, сельскохозяйственные отходы и другие биологически разлагаемые материалы. Сбор и хранение сырья должны осуществляться с соблюдением определенных правил и требований.
Существует несколько способов сбора и хранения сырья для биогаза:
| Способ | Описание |
|---|---|
| Биогазовый резервуар | Биогазовый резервуар — это выгребная яма, в которой собираются органические отходы. В процессе биологического разложения отходов образуется биогаз, который можно использовать для получения энергии. |
| Биогазовый бак | Биогазовый бак — это специальный резервуар, в котором собираются органические отходы. Бак герметичен, что позволяет сохранить биогаз и использовать его в дальнейшем. |
| Биогазовый септик | Биогазовый септик — это система сбора и хранения органических отходов, предназначенная для домашнего использования. Септик обеспечивает процесс биологического разложения отходов и выработку биогаза. |
| Биореактор | Биореактор — это специальное устройство, в котором осуществляется контролируемый процесс биологического разложения органических отходов и выработки биогаза. Биореактор позволяет оптимизировать процесс производства биогаза. |
| Биогазовый цех | Биогазовый цех — это комплексное оборудование, предназначенное для сбора и хранения органических отходов, а также производства биогаза. В цехе осуществляются все этапы процесса — от сбора и хранения сырья до выработки и использования биогаза. |
Каждый способ имеет свои плюсы и минусы, и выбор определенного способа зависит от конкретных условий и задач
Важно помнить о необходимости обеспечить герметичность сбора и хранения сырья для предотвращения утечки биогаза
Неотъемлемой частью успешного процесса производства биогаза является правильный сбор и хранение сырья. Это позволит обеспечить постоянный и стабильный поток сырья для производства биогаза и эффективное использование полученной энергии.
Создание установки своими руками
Построение биогазовой конструкции своими руками — довольно сложный и трудоемкий процесс. Подобная установка делает получение биогаза альтернативным вариантом, позволяющим экономить средства на приобретении топлива и электроэнергии.
Что нужно знать?
Обобщенная схема
Сделать конструкцию можно из тех средств, которые имеются в хозяйстве, но при этом не используются. Например, реактор такой установки легко соорудить из старых кастрюль, выварок, тазов, но лучше использовать предметы цилиндрической формы.
Вот несколько важных требований, которым должен соответствовать реактор:
- Хорошая теплоизоляция.
- Воздухо- и гидропроницаемость. Ведь когда биогаз и кислород смешиваются, происходит реакция, и ее разрушительная сила может не только сломать реактор, но еще и взорвать его.
- Надежность и прочность, поскольку в ходе реакции выделяется огромное количество энергии.
Чтобы соорудить качественную и эффективную биоустановку, необходимо придерживаться такой очередности:
- Выберите место для монтажа будущего реактора. И обязательно рассчитайте количество отходов, необходимых на 1 сутки. Это нужно для определения размеров конструкции.
- Подготовьте котловину, затем установите выгрузочную и загрузочную трубу.
- Установите и максимально прочно закрепите загрузочный бункер и трубу газоотвода.
- Для использования, а также последующего обслуживания и ремонта биогазовой установки следует смонтировать крышку люка.
- Тщательно проверьте реактор на теплоизоляцию и герметичность.
Стенки будущей установки в идеале нужно сделать из бетона, поскольку прочность конструкции — это залог вашей безопасности
Кроме того, очень важно, чтобы расстояние от реактора до ближайшего строения было не менее 500 метров. Ведь при брожении выделяется ядовитый газ, губительно действующий на человека и способный убить его в считанные минуты
Для получения биогаза понадобится:
Принцип отопления дома
- Смешать 2 тонны коровьего навоза и около 4,5 тонн перегноя из сгнивших отходов, ботвы и листьев.
- Добавить в смесь воды, чтобы влажность в реакторе составляла 70%.
- Выгрузить полученную массу в яму и разогреть при помощи нагревательной установки до +40 градусов. После того как смесь начнет бродить, ее температура достигнет +70 градусов.
- Прикрепить к куполу противовес, который должен быть в 2 раза тяжелее смеси, чтобы купол из-за выделяющегося газа не слетел с ямы.
Следует помнить, что в массе, загружаемой в реактор, не должно быть антибиотиков, растворителей и прочих синтетических веществ. Они не только помешают реакции, но и вовсе остановят ее, а также станут причиной разрушения стенок реактора.
Варианты оборудования
Самодельная установка сегодня является редким видом альтернативного источника энергии на фермерских хозяйствах. Но, учитывая эффективность и окупаемость такой конструкции, многие фермеры стали задумываться о сооружении биогазовой установки собственными усилиями, чтобы таким способом обеспечить себя электроэнергией и теплом.
Сегодня имеется много вариантов оборудования этого типа для получения биогаза. Учитывая климатические условия России, рекомендуется создавать следующие разновидности установок.
Реактор
От площади электродов и их материала зависит количество получаемого объёма газа Брауна. Если в качестве электродов брать медные или железные пластины, то реактор не сможет работать продолжительное время по причине быстрого разрушения пластин.
Идеальным выглядит применение титановых листов. Однако их использование повышает затраты на сборку агрегата в несколько раз. Оптимальным считается применение пластин из высоколегированной нержавеющей стали. Металл этот доступен, его не составит труда приобрести. Также можно использовать отработавший своё бак от стиральной машины. Сложность составит только вырезание пластин нужного размера.
Общие принципы
Биогаз — продукт, который получается при разложении органических веществ. В процессе гниения/брожения выделяются газы, собрав которые, можно обеспечить нужды собственного хозяйства. Оборудование, в котором происходит данный процесс называю «биогазовая установка».
В некоторых случаях выход газа чрезмерный, тогда его запасают в газгольдерах — для использования в период его недостаточного количества. При грамотной организации процесса газа может быть слишком много, тогда его излишки можно продавать. Еще один источник дохода — перебродившие остатки. Это высокоэффективное и безопасное удобрение — в процессе сбраживания погибает большинство микроорганизмов, семена растений теряют свою всхожесть, яйца паразитов становятся нежизнеспособными. Вывоз на поля таких удобрений положительно влияет на урожайность.
Условия для выработки газа
Процесс образования биогаза происходит за счет жизнедеятельности разного рода бактерий, которые содержатся в самих отходах. Но для того чтобы они активно «работали» необходимо им создать определенные условия: влажность и температуру. Для их создания строятся биогазовая установка. Это комплекс устройств, основа которого — биореактор, в котором и происходит разложение отходов, который сопровождается газообразованием.
Различают три режима переработки навоза в биогаз:
- Психофильный режим. Температура в биогазовой установке от +5°C до +20°C. При таких условиях процесс разложения идет медленно,газа образуется намного, его качество низкое.
- Мезофильный. На этот режим установка выходит при температуре от +30°C до +40°C. В этом случае активно размножаются мезофильные бактерии. Газа при этом образуется больше, процесс переработки занимает меньше времени — от 10 до 20 дней.
- Термофильный. Эти бактерии размножаются при температуре от +50°C. Процесс идет быстрее всего (3-5 дней), выход газа — самый большой (при идеальных условиях с 1 кг завоза можно получить до 4,5 литров газа). Большинство справочных таблиц по выходу газа от переработки даны именно для этого режима, так что при использовании других режимов стоит делать корректировку в меньшую сторону.
Сложнее всего в биогазовых установках реализуется термофильный режим. Тут требуется качественная теплоизоляция биогазовой установки, подогрев и система контроля за температурой. Зато на выходе получаем максимальное количество биогаза. Еще одна особенность термофильной переработки — невозможность дозагрузки. Остальные два режима — психофильный и мезофильный — позволяют ежедневно добавлять свежую порцию подготовленного сырья. Но, при термофильном режиме, малый срок переработки позволяет разделить биореактор на зоны, в которых будет перерабатываться своя доля сырья с разными сроками загрузки.
Принцип работы биогазовой установки
Биохимические принципы, лежащие в основе технологии производства газа, заключаются в жизнедеятельности трёх групп бактерий. Используют гидролизные, кислотообразующие и метанобразующие бактерии. Во время многоуровневой переработки вырабатывается конечный продукт — газообразная горючая смесь.
На практике применение распространение получили два вида получения биотоплива: «сухой» и «мокрый».
Мокрый
Метод получил наибольшее распространение, так как подходит для производства биотоплива из сырья с большим содержанием влаги. Так получают газ из навоза.
Сырьё насыщают водой до 90% влажности. Самосплавной навоз (удаляемый с ферм потоками воды) уже готов к переработке. В промышленных установках вещество подаётся в реакторы шнековыми транспортёрами или фекальными насосами. Резервуар утеплён, в нём постоянно происходит перемешивание биомассы.
По мере разложения вырабатывается газовая смесь, которая отводится в накопитель. Содержание серы уменьшают специальные бактерии, заселяющие стенки резервуара. После очистки топливо поступает в отделение когенерации, где происходит выработка электроэнергии газопоршневыми генераторами. В других вариантах станций газ доводится компрессорами до необходимого рабочего давления и поступает в распределительную сеть.
Часть энергии отбирается для подогрева биомассы в реакторе до 41–43°С.
Осадок удаляется по мере накопления.
В бытовых моделях система когенерации отсутствует, весь газ используется на нужды получения тепла. Загрузку и выгрузку реактора осуществляют вручную.
Сухой
Позволяет получать газ из сырья с небольшой влажностью. Разбавление водой субстрата не предусмотрено, а ферментация происходит при 50% влажности в зоне реакции.
По мере брожения жидкая фракция собирается в дренажной системе и с помощью циркуляционных насосов распыляется над полусухим субстратом. Перемешивание и переворачивание не происходит, что снижает энергозатраты на производство.
Брожение проходит при температуре 34–37°С. Внешний подогрев минимальный, тепло выделяется в процессе химических реакций органического сырья.
Определение местоположения
Чтобы минимизировать затраты на организацию процесса, имеет смысл расположить биогазовую установку неподалеку от источника отходов — возле построек, где содержится птица или животные. Разработать конструкцию желательно так, чтобы загрузка происходила самотеком. Из коровника или свинарника можно проложить под уклоном трубопровод, по которому навоз будет самотеком поступать в бункер. Это существенно облегчает задачу по обслуживанию реактора, да и уборку навоза тоже.
Наиболее целесообразно расположить биогазовую установку так, чтобы отходы с фермы могли поступать самотеком
Обычно строения с животными находятся на некотором отдалении от жилого дома. Потому выработанный газ нужно будет передавать к потребителям. Но протянуть одну газовую трубу дешевле и проще, чем организовывать линию по транспортировке и загрузке навоза.
Разновидности биогазовых установок
Их различают по внешнему виду, а также по составным элементам конструкции и используемым при создании материалам.
По типу загрузки
По типу загрузки сырья существует две разновидности установки — беспрерывной загрузки и порционной.
Они отличаются друг от друга временем сбраживания сырья и регулярностью загрузки. Самой эффективной с точки зрения получения биогаза является установка непрерывной загрузки.
По внешнему виду
Внешний вид устройства зависит от метода накопления и хранения биогаза. Он может собираться в специальном газгольдере, в верхней части реактора или под гибким куполом, плавающим или стоящим отдельно от реактора.
