Vlasnici privatnih kuća smještenih u regijama s ograničenim pristupom tradicionalnim gorivima svakako bi trebali obratiti pažnju na moderna bioplinska postrojenja. Takvi uređaji omogućuju dobivanje bioplina iz raznih organskih otpadaka i korištenje za osobne potrebe, uključujući grijanje stambenih prostorija.
Plin se može dobiti iz gotovo svake biomase - otpada iz stočarske industrije, proizvodnje hrane, Poljoprivreda, lišće, itd. Istodobno, možete izgraditi takvu instalaciju vlastitim rukama.
Za proizvodnju bioplina pogodne su i homogene sirovine i mješavine raznih biomasa. Bioplinsko postrojenje je volumetrijska zatvorena konstrukcija opremljena uređajima za dovod sirovina, zagrijavanje biomase, miješanje komponenti, ispuštanje dobivenog bioplina u kolektor plina i, naravno, zaštitu konstrukcije.
U reaktoru pod utjecajem anaerobnih bakterija dolazi do brze razgradnje biomase. Tijekom fermentacije organskih sirovina oslobađa se bioplin. Otprilike 70% sastava takvog plina predstavlja metan, preostali dio je ugljični dioksid.
Bioplin se odlikuje izvrsnom kalorijskom vrijednošću, nema izrazitog mirisa i boje. Po svojim svojstvima bioplin praktički ni po čemu nije inferioran u odnosu na tradicionalniji prirodni plin.
U razvijenim zemljama koriste se dodatna postrojenja za pročišćavanje bioplina od ugljičnog dioksida. Ako želite, možete kupiti istu instalaciju i dobiti čisti biometan.
Bioplinska postrojenja na silosima. 1 Silo jame. 2 Sustav punjenja biomase. 3 reaktor. 4 Reaktor za naknadnu fermentaciju. 5 Podloga. 6 Sustav grijanja. 7 Elektrana. 8 Sustav automatizacije i upravljanja. 9 Sustav plinovoda
Usporedba bioplina s tradicionalnijim gorivima
U prosjeku, jedna krava ili druga životinja teška pola tone sposobna je dnevno proizvesti dovoljno stajskog gnoja za proizvodnju približno 1,5 m3 bioplina. Dnevni gnoj jedne prosječne svinje može se preraditi u 0,2 m3 bioplina, a zeca ili kokoši u 0,01-0,02 m3 goriva.
Za usporedbu: 1 m3 bioplina iz stajskog gnoja daje približno istu količinu toplinske energije kao 3,5 kg ogrjevnog drva, 1-2 kg ugljena, 9-10 kW/h električne energije.
Najjednostavniji recept za smjesu za proizvodnju bioplina uključuje sljedeće komponente:
- kravlji gnoj - oko 1500 kg;
- trulo lišće ili drugi organski otpad – 3500 kg;
- voda – 65-75% ukupne mase prethodnih komponenti. Voda se najprije mora zagrijati na oko 35 stupnjeva.
Ova količina biomase bit će dovoljna za proizvodnju bioplina za šest mjeseci rada uz umjerenu potrošnju. U prosjeku, bioplin se počinje oslobađati unutar 1,5-2 tjedna nakon što se smjesa učita u instalaciju.
Plin se može koristiti za grijanje kuće i raznih komunalnih i kućanskih zgrada.
Dizajn tipskog bioplinskog postrojenja
Glavne komponente kompletnog bioplinskog sustava su:
- reaktor;
- sustav opskrbe humusom;
- mješalice;
- automatizirani sustav grijanja na biomasu;
- držač plina;
- separator;
- zaštitni dio.
Instalacija za kućanstvo imat će nešto pojednostavljeni dizajn, međutim, za potpuno razumijevanje, pozivamo vas da pročitate opis svih navedenih elemenata.
Reaktor
Ovaj dio instalacije obično je sastavljen od nehrđajućeg čelika ili betona. Izvana, reaktor izgleda kao veliki zatvoreni spremnik s kupolom na vrhu, obično sferičnog oblika.
Trenutno su najpopularniji reaktori sa sklopivim dizajnom, izrađeni pomoću inovativnih tehnologija. Takav se reaktor može lako sastaviti vlastitim rukama uz minimalno ulaganje vremena. Ako je potrebno, lako se može rastaviti i transportirati na drugo mjesto.
Čelik je prikladan jer u njemu možete jednostavno napraviti rupe za povezivanje drugih elemenata sustava. Beton je bolji od čelika u pogledu čvrstoće i trajnosti.
Sustav hranidbe biomasom
Ovaj dio instalacije uključuje spremnik za prihvat otpada, dovodni cjevovod za dovod vode i pužnu pumpu namijenjenu slanju humusa u reaktor.
Za utovar suhe komponente u spremnik koristi se prednji utovarivač. Kod kuće se ovaj zadatak može izvršiti bez utovarivača, koristeći različite dostupne alate, na primjer, lopate.
U lijevku se smjesa navlaži do polutekućeg stanja. Nakon postizanja željene razine vlage, puž prenosi polutekuću masu u donji odjeljak reaktora.
Mješalice
Fermentacija humusa u reaktoru trebala bi se odvijati ravnomjerno. To je jedan od najvažnijih uvjeta za osiguranje intenzivnog oslobađanja bioplina iz smjese. Radi postizanja što ujednačenijeg procesa fermentacije smjese tipično bioplinsko postrojenje uključuje miješalice s električnim pogonom.
Postoje potopne i nagnute miješalice. Potopni mehanizmi mogu se spustiti u biomasu na potrebnu dubinu kako bi se osiguralo intenzivno i ravnomjerno miješanje supstrata. Obično se takve miješalice postavljaju na jarbol.
Ugradnja kosih miješalica provodi se na bočnim površinama reaktora. Za rotaciju puža u fermentoru zadužen je električni motor.
Automatizirani sustav grijanja
Za uspješnu proizvodnju bioplina temperatura unutar sustava mora se održavati na +35-+40 stupnjeva. U tu svrhu u projekt su uključeni automatizirani sustavi grijanja.
Izvor topline u ovom slučaju je kotao za toplu vodu; u nekim situacijama koriste se električni grijači.
Bioplin se skuplja u ovom strukturnom elementu. Najčešće se držač plina postavlja na krov reaktora.
Proizvodnja modernih plinskih spremnika obično se provodi pomoću polivinil klorida, materijala koji je otporan na sunčevu svjetlost i razne nepovoljne prirodne pojave.
U nekim situacijama, umjesto običnog spremnika plina, koriste se posebne vrećice. Također, ovi uređaji omogućuju privremeno povećanje volumena proizvedenog bioplina.
Za izradu vrećice za držač plina koristi se poseban polivinil klorid s elastičnim svojstvima, koji se može napuhati s povećanjem volumena bioplina.
Ovaj dio sustava je zadužen za sušenje otpadnog humusa i dobivanje, po potrebi, visokokvalitetnih gnojiva.
Najjednostavniji separator sastoji se od puža i separatorske komore. Komora je izrađena u obliku sita. To omogućuje razdvajanje biomase na krutu komponentu i tekući dio.
Osušeni humus šalje se u odjeljak za otpremu. Sustav usmjerava tekući dio natrag u prihvatnu komoru. Ovdje se tekućina koristi za vlaženje nove sirovine.
Najjednostavnije DIY bioplinsko postrojenje
Instalacija bioplina u kućanstvu imat će nešto pojednostavljeni dizajn, ali njegovoj izradi treba pristupiti s maksimalnom odgovornošću.
Prvi korak. Iskopati rupu. U svojoj srži, bioplinsko postrojenje je velika jama s posebnom završnom obradom. Najvažniji i ujedno najteži dio izrade predmetnog sustava je pravilna priprema stijenki bioreaktora i njegove baze.
Jama mora biti zapečaćena. Ojačajte bazu i zidove plastikom ili betonom. Umjesto toga, možete kupiti gotove polimerne prstenove s čvrstim dnom. Takvi uređaji omogućuju osiguravanje potrebne nepropusnosti sustava. Materijal će zadržati svoja izvorna svojstva dugi niz godina, a po potrebi stari prsten možete lako zamijeniti novim.
Drugi korak. Instalirajte sustav odvodnje plina. To će eliminirati potrebu za kupnjom i ugradnjom mješalica, što štedi vrijeme i Novac troškovi instalacije bit će značajno smanjeni.
Najjednostavnija verzija sustava odvodnje plina su okomito pričvršćene kanalizacijske cijevi od polivinil klorida s mnogo rupa duž tijela.
Odaberite cijevi takve duljine da se njihovi gornji rubovi malo uzdižu iznad gornje razine napunjenog humusa.
Treći korak. Pokrijte vanjski sloj podloge filmskom izolacijom. Zahvaljujući filmu stvorit će se uvjeti za akumulaciju bioplina ispod kupole u uvjetima blagog nadtlaka.
Četvrti korak. Postavite kupolu i montirajte ispušnu cijev za plin na najvišu točku.
Potrošnja plina treba biti redovita. U suprotnom, kupola iznad spremnika biomase može jednostavno eksplodirati. Ljeti se plinovi stvaraju intenzivnije nego zimi. Da biste riješili potonji problem, kupite i instalirajte odgovarajuće grijače.
Postupak i uvjeti uspješnog korištenja bioplinskog postrojenja
Stoga nije teško sami sastaviti jednostavno bioplinsko postrojenje. Međutim, za njegov uspješan rad, morate zapamtiti i slijediti nekoliko jednostavnih pravila.
Jedan od najvažnijih zahtjeva je da utovarena organska masa ne smije sadržavati tvari koje mogu negativno utjecati na život anaerobnih mikroorganizama. Zabranjeni dodaci uključuju različite vrste otapala, antibakterijske lijekove i druge slične tvari.
Ne veslati organska tvar također može dovesti do pogoršanja funkcioniranja bakterija. S obzirom na to, zabranjeno je, na primjer, razrijediti humus vodom preostalom nakon pranja odjeće ili pranja automobila.
Upamtite: bioplinska instalacija je potencijalno eksplozivna jedinica, stoga slijedite sve sigurnosne propise koji se odnose na rad bilo koje plinske opreme.
Dakle, čak i gnoj i, u principu, gotovo sve ono čega ste se prethodno svim silama trudili riješiti, može biti korisno na farmi. Samo trebate pravilno izgraditi kućnu bioplinsku instalaciju i vrlo brzo će vaš dom biti topao. Slijedite dobivene preporuke i više nećete morati trošiti enormne svote na grijanje.
Sretno!
Tema alternativnih goriva aktualna je već nekoliko desetljeća. Bioplin je prirodni izvor goriva koji možete proizvesti i koristiti sami, pogotovo ako imate stoku.
Što je
Sastav bioplina sličan je onom proizvedenom u industrijsko mjerilo. Faze proizvodnje bioplina:
- Bioreaktor je spremnik u kojem se biološka masa obrađuje anaerobnim bakterijama u vakuumu.
- Nakon nekog vremena oslobađa se plin koji se sastoji od metana, ugljičnog dioksida, sumporovodika i drugih plinovitih tvari.
- Ovaj plin se pročišćava i uklanja iz reaktora.
- Reciklirana biomasa izvrsno je gnojivo koje se uklanja iz reaktora kako bi se obogatila polja.
Proizvodnja bioplina vlastitim rukama kod kuće moguća je pod uvjetom da živite u selu i imate pristup životinjskom otpadu. To je dobra opcija goriva za stočne farme i poljoprivredna poduzeća.
Prednost bioplina je što smanjuje emisiju metana i predstavlja alternativni izvor energije. Kao rezultat prerade biomase nastaje gnojivo za povrtnjake i polja, što je dodatna prednost.
Da biste sami proizveli bioplin, trebate izgraditi bioreaktor za preradu gnojiva, ptičjeg izmeta i drugog organskog otpada. Korištene sirovine su:
- otpadne vode;
- slama;
- trava;
- riječni mulj
Važno je spriječiti ulazak kemijskih nečistoća u reaktor jer one ometaju proces obrade.
Slučajevi korištenja
Preradom stajnjaka u bioplin moguće je dobiti električnu, toplinsku i mehaničku energiju. Ovo gorivo se koristi u industrijskim razmjerima ili u privatnim kućama. Koristi se za:
- grijanje;
- rasvjeta;
- grijanje vode;
- rad motora s unutarnjim izgaranjem.
Pomoću bioreaktora možete stvoriti vlastitu energetsku bazu za napajanje svoje privatne kuće ili poljoprivredne proizvodnje.
Termoelektrane na bioplin alternativni su način grijanja privatnog gospodarstva ili malog naselja. Organski otpad može se pretvoriti u električnu energiju, što je mnogo jeftinije nego dovoziti ga do mjesta i plaćati račune za režije. Bioplin se može koristiti za kuhanje na plinskim štednjacima. Velika prednost biogoriva je što je neiscrpan, obnovljiv izvor energije.
Učinkovitost biogoriva
Bioplin iz stelje i gnoja je bez boje i mirisa. Omogućuje istu količinu topline kao prirodni plin. Jedan kubni metar bioplina daje jednaku količinu energije kao 1,5 kg ugljena.
Poljoprivredna gospodarstva najčešće ne zbrinjavaju otpad od stoke, već ga skladište u jednom prostoru. Zbog toga se metan ispušta u atmosferu, a gnojivo gubi svojstva gnojiva. Pravovremeno obrađeni otpad donijet će puno više koristi farmi.
Lako je izračunati učinkovitost zbrinjavanja gnoja na ovaj način. Prosječna krava proizvede 30-40 kg gnoja dnevno. Ova masa proizvodi 1,5 kubnih metara plina. Od te količine proizvede se 3 kW/h električne energije.
Kako izgraditi reaktor za biomaterijale
Bioreaktori su betonski spremnici s rupama za uklanjanje sirovina. Prije izgradnje morate odabrati mjesto na gradilištu. Veličina reaktora ovisi o količini biomase koju imate dnevno. Treba napuniti posudu do 2/3.
Ako ima malo biomase, umjesto betonskog spremnika možete uzeti željeznu bačvu, na primjer, običnu bačvu. Ali mora biti jak, s visokokvalitetnim zavarenim spojevima.
Količina proizvedenog plina izravno ovisi o volumenu sirovina. U maloj posudici dobit ćete ga malo. Za dobivanje 100 kubnih metara bioplina potrebno je preraditi tonu biološke mase.
Da bi se povećala čvrstoća instalacije, obično se zakopava u zemlju. Reaktor mora imati ulaznu cijev za utovar biomase i izlaz za uklanjanje otpadnog materijala. Na vrhu spremnika treba biti rupa kroz koju se ispušta bioplin. Bolje ga je zatvoriti vodenom brtvom.
Za pravilnu reakciju spremnik mora biti hermetički zatvoren, bez pristupa zraka. Vodena brtva osigurat će pravovremeno uklanjanje plinova, što će spriječiti eksploziju sustava.
Reaktor za veliku farmu
Jednostavan dizajn bioreaktora prikladan je za male farme s 1-2 životinje. Ako posjedujete farmu, najbolje je instalirati industrijski reaktor koji može podnijeti velike količine goriva. Najbolje je uključiti posebne tvrtke uključene u razvoj projekta i instaliranje sustava.
Industrijski kompleksi se sastoje od:
- Privremeni spremnici za skladištenje;
- Instalacije za miješanje;
- Mala termoelektrana koja daje energiju za grijanje zgrada i staklenika te električnu energiju;
- Spremnici za fermentirani stajnjak koji se koristi kao gnojivo.
Najučinkovitija opcija je izgradnja jednog kompleksa za nekoliko susjednih farmi. Što se više biomaterijala obrađuje, to se više energije proizvodi.
Prije primanja bioplina, industrijska postrojenja moraju biti odobrena od strane sanitarne i epidemiološke stanice, protupožarne i plinske inspekcije. Oni su dokumentirani, postoje posebni standardi za smještaj svih elemenata.
Kako izračunati volumen reaktora
Volumen reaktora ovisi o dnevnoj količini otpada. Upamtite da spremnik treba biti pun samo 2/3 za učinkovitu fermentaciju. Također uzmite u obzir vrijeme fermentacije, temperaturu i vrstu sirovine.
Najbolje je gnojivo razrijediti vodom prije slanja u digestor. Za obradu stajnjaka na temperaturi od 35-40 stupnjeva trebat će oko 2 tjedna. Za izračun volumena odredite početni volumen otpada s vodom i dodajte 25-30%. Volumen biomase treba biti isti svaka dva tjedna.
Kako osigurati aktivnost biomase
Za pravilnu fermentaciju biomase najbolje je smjesu zagrijavati. U južnim krajevima temperatura zraka potiče početak fermentacije. Ako živite na sjeveru ili srednja traka, možete spojiti dodatne grijaće elemente.
Za početak procesa potrebna je temperatura od 38 stupnjeva. Postoji nekoliko načina da se to osigura:
- Zavojnica ispod reaktora spojena na sustav grijanja;
- Grijaći elementi unutar spremnika;
- Izravno zagrijavanje spremnika električnim grijačima.
Biološka masa već sadrži bakterije koje su potrebne za proizvodnju bioplina. Bude se i počinju s aktivnošću kada temperatura zraka poraste.
Najbolje ih je grijati automatskim sustavima grijanja. Uključuju se kada hladna masa uđe u reaktor i automatski se isključuju kada temperatura dosegne željenu vrijednost. Takvi sustavi ugrađeni su u kotlove za grijanje vode; mogu se kupiti u trgovinama plinskom opremom.
Ako osigurate zagrijavanje na 30-40 stupnjeva, tada će obrada trajati 12-30 dana. Ovisi o sastavu i volumenu mase. Kada se zagrije na 50 stupnjeva, aktivnost bakterija se povećava, a obrada traje 3-7 dana. Nedostatak takvih instalacija je visoka cijena održavanja visokih temperatura. Oni su usporedivi s količinom primljenog goriva, pa sustav postaje neučinkovit.
Drugi način aktiviranja anaerobnih bakterija je miješanje biomase. Možete sami ugraditi osovine u kotao i po potrebi pomaknuti ručicu za miješanje mase. Ali mnogo je prikladnije dizajnirati automatski sustav koji će miješati masu bez vašeg sudjelovanja.
Ispravno uklanjanje plina
Bioplin iz gnoja uklanja se kroz gornji poklopac reaktora. Tijekom procesa fermentacije mora biti dobro zatvoren. Obično se koristi vodena brtva. Kontrolira tlak u sustavu; kada se poveća, poklopac se podiže i aktivira se ispusni ventil. Kao protuuteg koristi se uteg. Na izlazu se plin pročišćava vodom i teče dalje kroz cijevi. Pročišćavanje vodom potrebno je za uklanjanje vodene pare iz plina, inače neće izgorjeti.
Prije nego što se bioplin može preraditi u energiju, mora se akumulirati. Treba ga čuvati u spremniku plina:
- Izrađen je u obliku kupole i ugrađen je na izlazu iz reaktora.
- Najčešće je izrađen od željeza i premazan s nekoliko slojeva boje kako bi se spriječila korozija.
- U industrijskim kompleksima spremnik plina je zaseban spremnik.
Druga mogućnost za izradu držača plina: koristite PVC vrećicu. Ovaj elastični materijal rasteže se kako se vrećica puni. Po potrebi može uskladištiti velike količine bioplina.
Podzemno postrojenje za proizvodnju biogoriva
Radi uštede prostora najbolje je graditi podzemne instalacije. Ovo je najlakši način za dobivanje bioplina kod kuće. Za postavljanje podzemnog bioreaktora potrebno je iskopati rupu i ispuniti njezine stijenke i dno armiranim betonom.
Na obje strane spremnika napravljene su rupe za ulazne i izlazne cijevi. Štoviše, odvodna cijev treba biti smještena na dnu spremnika za ispumpavanje otpadne mase. Njegov promjer je 7-10 cm s promjerom od 25-30 cm, najbolje se nalazi u gornjem dijelu.
Instalacija je s gornje strane prekrivena ciglom i ugrađen je plinski spremnik za prihvat bioplina. Na izlazu iz spremnika morate napraviti ventil za regulaciju tlaka.
Bioplinsko postrojenje može se ukopati u dvorištu privatne kuće i na njega spojiti kanalizaciju i stočni otpad. Reciklažni reaktori mogu u potpunosti pokriti obiteljske potrebe za strujom i grijanjem. Dodatna prednost je dobivanje gnojiva za vaš vrt.
Uradi sam bioreaktor je način da dobijete energiju od pašnjaka i zaradite od stajnjaka. Smanjuje troškove energije na farmi i povećava profitabilnost. Možete to učiniti sami ili naručiti montažu. Cijena ovisi o volumenu, počevši od 7.000 rubalja.
Ekologija potrošnje: Je li isplativo proizvoditi biogorivo kod kuće u malim količinama na privatnoj parceli? Ako imate nekoliko metalnih bačvi i drugog željeznog smeća, kao i puno slobodnog vremena i ne znate kako njime upravljati - da.
Pretpostavimo prirodni gas nije bilo i neće biti u vašem selu. A i da ima, košta. Iako je to red veličine jeftinije od skupog grijanja na struju i tekuće gorivo. Najbliža radionica za proizvodnju peleta udaljena je par stotina kilometara, a transport je skup. Iz godine u godinu sve je teže kupiti ogrjev, a problematično je i ložiti se njime. U tom kontekstu, ideja o dobivanju besplatnog bioplina u vlastitom dvorištu od korova, kokošjeg izmeta, gnoja vaše omiljene svinje ili sadržaja vlasnikove pomoćne zgrade izgleda vrlo primamljivo. Sve što trebate učiniti je napraviti bioreaktor! Na TV-u govore kako se štedljivi njemački farmeri griju resursima „gnojiva“ i sada im ne treba nikakav „Gazprom“. Ovdje vrijedi izreka "skida film s fekalija". Internet je prepun članaka i videa na temu "bioplin iz biomase" i "uradi sam bioplinsko postrojenje". Ali oh praktična aplikacija Malo znamo o tehnologiji: svatko i svatko priča o proizvodnji bioplina kod kuće, ali malo je tko vidio konkretne primjere u selu, baš kao i legendarni Yo-Mobile na cesti. Pokušajmo shvatiti zašto je to tako i kakvi su izgledi za progresivne tehnologije bioenergije u ruralnim područjima.
Što je bioplin + malo povijesti
Bioplin nastaje kao rezultat sekvencijalne trostupanjske razgradnje (hidroliza, stvaranje kiseline i metana) biomase različite vrste bakterije. Korisna zapaljiva komponenta je metan, a može biti prisutan i vodik.
Proces bakterijske razgradnje koji proizvodi zapaljivi metan
U većoj ili manjoj mjeri zapaljivi plinovi nastaju tijekom raspadanja bilo kakvih ostataka životinjskog i biljnog podrijetla.
Približan sastav bioplina, specifični udjeli komponenata ovise o korištenim sirovinama i tehnologiji
Ljudi već dugo pokušavaju koristiti ovu vrstu prirodnog goriva; srednjovjekovne kronike spominju činjenicu da su stanovnici nizinskih regija današnje Njemačke prije tisućljeća dobivali bioplin iz trule vegetacije uranjanjem kožnih krzna u močvarni gnoj. U mračnom srednjem vijeku, pa čak i prosvijećenim stoljećima, najtalentiraniji meteoristi, koji su zahvaljujući posebno odabranoj prehrani uspjeli na vrijeme ispustiti i zapaliti obilne metanske plinove, izazivali su stalno oduševljenje publike na veselim sajamskim predstavama. Industrijska bioplinska postrojenja počela su se graditi s različitim stupnjevima uspjeha sredinom 19. stoljeća. U SSSR-u 80-ih godina prošlog stoljeća usvojen je državni program razvoja industrije, ali nije proveden, iako je pokrenuto desetak proizvodnih pogona. U inozemstvu se tehnologija proizvodnje bioplina unapređuje i relativno aktivno promiče; ukupan broj instalacija koje rade je u desecima tisuća. U razvijenim zemljama (EEZ, SAD, Kanada, Australija) to su visoko automatizirani veliki kompleksi, u zemljama u razvoju (Kina, Indija) - poluzanatska bioplinska postrojenja za domove i male farme.
Postotak broja bioplinskih postrojenja u Europskoj uniji. Jasno je vidljivo da se tehnologija aktivno razvija samo u Njemačkoj, razlog su solidne državne subvencije i porezni poticaji
Koja je upotreba bioplina?
Jasno je da se koristi kao gorivo, jer gori. Grijanje industrijskih i stambenih objekata, proizvodnja električne energije, kuhanje. No, nije sve tako jednostavno kao što pokazuju videi razasuti na YouTubeu. Bioplin mora stabilno gorjeti u instalacijama za proizvodnju topline. Da bi se to postiglo, njegovi parametri plinskog okoliša moraju se dovesti do prilično strogih standarda. Sadržaj metana mora biti najmanje 65% (optimalno 90-95%), mora biti odsutan vodik, vodena para je uklonjena, ugljični dioksid je uklonjen, preostale komponente su inertne na visoke temperature.
Nemoguće je u stambenim zgradama koristiti bioplin podrijetlom iz „životinjske balege“ bez nečistoća neugodnog mirisa.
Normalizirani tlak je 12,5 bara; ako je vrijednost manja od 8-10 bara, automatizacija u modernim modelima opreme za grijanje i kuhinjske opreme zaustavlja opskrbu plinom. Vrlo je važno da karakteristike plina koji ulazi u generator topline budu stabilne. Ako tlak pređe normalne granice, ventil će proraditi i morat ćete ga ponovno ručno otvoriti. Loše je ako koristite zastarjele plinske uređaje koji nisu opremljeni sustavom kontrole plina. U najboljem slučaju, plamenik kotla može pokvariti. Najgori scenarij je da će plin nestati, ali njegova opskrba neće prestati. A to je već bremenito tragedijom. Rezimirajmo rečeno: karakteristike bioplina moraju se dovesti do traženih parametara i strogo se pridržavati sigurnosnih mjera. Pojednostavljeni tehnološki lanac za proizvodnju bioplina. Važna faza je odvajanje i odvajanje plina
Koje se sirovine koriste za proizvodnju bioplina
Biljne i životinjske sirovine
- Biljne sirovine izvrsne su za proizvodnju bioplina: iz svježe trave možete dobiti maksimalan prinos goriva - do 250 m3 po toni sirovine, sadržaj metana do 70%. Nešto manje, do 220 m3 može se dobiti od kukuruzne silaže, do 180 m3 od repe. Prikladni su bilo koji zelene biljke, alge i sijeno su dobri (100 m3 po toni), ali ima smisla koristiti vrijednu krmivu za gorivo samo ako postoji očiti višak. Prinos metana iz pulpe nastale tijekom proizvodnje sokova, ulja i biodizela je nizak, ali je i materijal slobodan. Nedostatak biljnih sirovina je dug proizvodni ciklus, 1,5-2 mjeseca. Bioplin je moguće dobiti iz celuloze i drugog biljnog otpada koji se sporo razgrađuje, ali je učinkovitost izuzetno niska, proizvodi se malo metana, a proizvodni ciklus je vrlo dug. Zaključno, kažemo da biljne sirovine moraju biti sitno usitnjene.
- Sirovine životinjskog podrijetla: tradicionalni rogovi i kopita, otpad iz mljekara, klaonica i pogona za preradu također su prikladni i također u zdrobljenom obliku. Najbogatija "ruda" su životinjske masti, prinos visokokvalitetnog bioplina s koncentracijom metana do 87% doseže 1500 m3 po toni. Međutim, sirovina životinjskog podrijetla nema dovoljno i u pravilu im se pronalaze druge namjene.
Zapaljivi plin iz izmeta
- Stajski gnoj je jeftin i ima ga u izobilju na mnogim farmama, ali je prinos i kvaliteta bioplina znatno niži nego kod drugih vrsta. Kravlje i konjske jabuke mogu se koristiti u čistom obliku, fermentacija počinje odmah, prinos bioplina je 60 m2 po toni sirovine s niskim udjelom metana (do 60%). Proizvodni ciklus je kratak, 10-15 dana. Svinjski gnoj i pileći izmet su otrovni – kako bi se korisne bakterije mogle razviti, miješaju se s biljnim otpadom i silažom. Veliki problem predstavljaju sastavi deterdženata i površinski aktivnih tvari, koji se koriste pri čišćenju stočnih objekata. Zajedno s antibioticima, koji u velikim količinama ulaze u stajski gnoj, inhibiraju bakterijski okoliš i inhibiraju stvaranje metana. Potpuno je nemoguće ne koristiti dezinficijense, a poljoprivredna poduzeća koja su investirala u proizvodnju plina iz stajskog gnoja prisiljena su tražiti kompromis između higijene i kontrole bolesti životinja, s jedne strane, i održavanja produktivnosti bioreaktora, s jedne strane. drugo.
- Prikladan je i ljudski izmet, potpuno slobodan. Ali korištenje obične kanalizacije je neisplativo, koncentracija fekalija je preniska, a koncentracija dezinficijensa i površinski aktivnih tvari visoka. Tehnolozi tvrde da se mogu koristiti samo ako “proizvodi” teku samo iz WC školjke u kanalizaciju, pod uvjetom da se posuda ispere samo jednom litrom vode (standardno 4/8 l). I bez deterdženata, naravno.
Dodatni zahtjevi za sirovine
Ozbiljan problem s kojim se suočavaju farme koje imaju instaliranu suvremenu opremu za proizvodnju bioplina je da sirovina ne smije sadržavati čvrste uključke koji bi slučajno dospjeli u masu začepili cjevovod i onemogućili skupi fekal; pumpa ili mješalica. Mora se reći da navedeni podaci o maksimalnom iskorištenju plina iz sirovine odgovaraju idealu laboratorijskim uvjetima. Za približavanje tim brojkama u realnoj proizvodnji potrebno je ispuniti niz uvjeta: održavati potrebnu temperaturu, povremeno miješati fino samljevene sirovine, dodati aditive koji aktiviraju fermentaciju itd. U improviziranoj instalaciji, sastavljenoj prema preporukama članaka o "proizvodnji bioplina vlastitim rukama", jedva je moguće postići 20% maksimalne razine, dok visokotehnološke instalacije omogućuju postizanje vrijednosti od 60- 95%.
Sasvim objektivni podaci o maksimalnom prinosu bioplina za različite vrste sirovine
Projekt bioplinskog postrojenja
Je li isplativo proizvoditi bioplin?
Već smo spomenuli da se u razvijenim zemljama grade velika industrijska postrojenja, dok se u zemljama u razvoju uglavnom grade mala za male farme. Objasnimo zašto je to tako:
Ima li smisla proizvoditi biogoriva kod kuće?
Je li isplativo proizvoditi biogorivo kod kuće u malim količinama na privatnoj parceli? Ako imate nekoliko metalnih bačvi i drugog željeznog smeća, kao i puno slobodnog vremena i ne znate kako njime upravljati - da. Ali uštede su, nažalost, male. A ulaganje u visokotehnološku opremu s malim količinama sirovina i proizvodnje metana nema smisla ni pod kojim uvjetima.
Još jedan video iz domaćeg Kulibina
PRETPLATITE SE na NAŠ YouTube kanal Ekonet.ru, koji vam omogućuje gledanje online, besplatno preuzimanje videa s YouTubea o ljudskom zdravlju i pomlađivanju..
Molimo LIKE i podijelite sa svojim PRIJATELJIMA!
https://www.youtube.com/channel/UCXd71u0w04qcwk32c8kY2BA/videos
Bez miješanja sirovina i aktiviranja procesa fermentacije, prinos metana neće biti veći od 20% od mogućeg. To znači da u najboljem slučaju sa 100 kg (punjenje spremnika) odabrane trave možete dobiti 5 m3 plina bez kompresije. I bit će dobro ako sadržaj metana prelazi 50% i nije činjenica da će izgorjeti u generatoru topline. Prema riječima autora, sirovine se utovaruju svakodnevno, odnosno njegov proizvodni ciklus je jedan dan. Zapravo, potrebno vrijeme je 60 dana. Količina bioplina dobivena od strane izumitelja, sadržana u cilindru od 50 litara, koji je uspio napuniti, po hladnom vremenu za kotao za grijanje kapaciteta 15 kW (stambena zgrada od oko 150 m2) dovoljna je za 2 minute. .
Onima koji su zainteresirani za mogućnost proizvodnje bioplina savjetuje se da pažljivo prouče problem, posebno s financijskog gledišta, te da se s tehničkim pitanjima obrate stručnjacima s iskustvom u takvim poslovima. Praktične informacije dobivene od onih farmi na kojima se već neko vrijeme koriste bioenergetske tehnologije bit će vrlo dragocjene. Objavljeno
Rastuće cijene energenata tjeraju nas na razmišljanje o mogućnosti da ih sami opskrbimo. Jedna od mogućnosti je bioplinsko postrojenje. Uz njegovu pomoć iz gnoja, izmeta i biljnih ostataka dobiva se bioplin koji se nakon pročišćavanja može koristiti za plinske uređaje (peći, kotlovi), pumpati u cilindre i koristiti kao gorivo za automobile ili elektrogeneratore. Općenito, prerada stajnjaka u bioplin može zadovoljiti sve energetske potrebe kuće ili farme.
Izgradnja bioplinskog postrojenja način je samostalnog osiguravanja energetskih resursa
Generalni principi
Bioplin je proizvod koji nastaje razgradnjom organskih tvari. Tijekom procesa truljenja/fermentacije oslobađaju se plinovi čijim skupljanjem možete zadovoljiti potrebe vlastitog kućanstva. Oprema u kojoj se odvija ovaj proces naziva se "bioplinsko postrojenje".
Proces stvaranja bioplina nastaje zbog vitalne aktivnosti raznih vrsta bakterija koje se nalaze u samom otpadu. Ali da bi aktivno "radili", moraju stvoriti određene uvjete: vlažnost i temperaturu. Za njihovo stvaranje gradi se bioplinsko postrojenje. Ovo je kompleks uređaja, čija je osnova bioreaktor, u kojem dolazi do razgradnje otpada, što je popraćeno stvaranjem plina.
Postoje tri načina prerade stajnjaka u bioplin:
- Psihofilni način rada. Temperatura u bioplinskom postrojenju je od +5°C do +20°C. U takvim uvjetima proces razgradnje je spor, stvara se mnogo plina, a njegova kvaliteta je niska.
- mezofilan. Jedinica ulazi u ovaj način rada na temperaturama od +30°C do +40°C. U ovom slučaju, mezofilne bakterije aktivno se razmnožavaju. U ovom slučaju nastaje više plina, proces obrade traje manje vremena - od 10 do 20 dana.
- Termofilni. Ove bakterije se razmnožavaju na temperaturama od +50°C. Proces je najbrži (3-5 dana), izlaz plina je najveći (u idealnim uvjetima, s 1 kg isporuke možete dobiti do 4,5 litara plina). Većina referentnih tablica za prinos plina iz prerade dane su posebno za ovaj način, tako da kada koristite druge načine, vrijedi izvršiti manju prilagodbu.
Najteže implementirati u bioplinskim postrojenjima je termofilni način rada. Za to je potrebna kvalitetna toplinska izolacija bioplinskog postrojenja, grijanje i sustav regulacije temperature. Ali na izlazu dobivamo maksimalnu količinu bioplina. Još jedna značajka termofilne obrade je nemogućnost dodatnog opterećenja. Preostala dva načina - psihofilni i mezofilni - omogućuju vam svakodnevno dodavanje svježeg dijela pripremljenih sirovina. Ali, u termofilnom načinu rada, kratko vrijeme obrade omogućuje podjelu bioreaktora u zone u kojima će se obrađivati njihov udio sirovina s različitim vremenima punjenja.
Dijagram bioplinskog postrojenja
Osnova bioplinskog postrojenja je bioreaktor ili bunker. U njemu se odvija proces fermentacije, a nastali plin se nakuplja u njemu. Tu je i spremnik za utovar i istovar; generirani plin se ispušta kroz cijev umetnutu u gornji dio. Slijedi sustav za obradu plina - njegovo čišćenje i povećanje tlaka u plinovodu na radni tlak.
Za mezofilne i termofilne režime također je potreban sustav grijanja bioreaktora kako bi se postigli potrebni modovi. U tu svrhu obično se koriste plinski kotlovi rade na proizvedeno gorivo. Od njega sustav cjevovoda ide do bioreaktora. Obično su to polimerne cijevi, jer najbolje podnose agresivno okruženje.
Bioplinsko postrojenje također treba sustav za miješanje tvari. Tijekom fermentacije na vrhu se stvara tvrda kora, a teške čestice talože se dolje. Sve to zajedno pogoršava proces stvaranja plina. Miješalice su potrebne za održavanje homogenog stanja prerađene mase. Mogu biti mehanički ili čak ručni. Mogu se pokrenuti timerom ili ručno. Sve ovisi kako je bioplinsko postrojenje napravljeno. Automatizirani sustav je skuplji za instalaciju, ali zahtijeva minimalnu pažnju tijekom rada.
Prema vrsti lokacije bioplinsko postrojenje može biti:
- Nadzemni.
- Polu-uvučena.
- Uvučeni.
Ugradne su skuplje za ugradnju - potreban je veliki volumen zemljani radovi. Ali kada se koriste u našim uvjetima, oni su bolji - lakše je organizirati izolaciju, a troškovi grijanja su manji.
Što se može reciklirati
Bioplinsko postrojenje je u biti svejed - svaka organska tvar se može preraditi. Prikladni su bilo koji gnoj, urin ili biljni ostaci. Deterdženti, antibiotici i kemikalije negativno utječu na proces. Preporučljivo je njihov unos svesti na minimum jer ubijaju floru koja ih prerađuje.
Goveđi gnoj se smatra idealnim jer sadrži velike količine mikroorganizama. Ako na farmi nema krava, prilikom punjenja bioreaktora preporučljivo je dodati dio stajnjaka kako bi se supstrat napunio potrebnom mikroflorom. Biljni ostaci su prethodno usitnjeni i razrijeđeni vodom. Biljni materijali i izmet se miješaju u bioreaktoru. Ovo "punjenje" traje dulje za obradu, ali na kraju dana, pod ispravnim načinom rada, imamo najveći prinos proizvoda.
Određivanje lokacije
Kako bi se smanjili troškovi organizacije procesa, ima smisla locirati bioplinsko postrojenje u blizini izvora otpada - u blizini zgrada u kojima se drži perad ili životinje. Preporučljivo je razviti dizajn tako da se opterećenje odvija gravitacijom. Iz staje ili svinjca možete položiti cjevovod pod nagibom kroz koji će gnoj teći gravitacijom u bunker. Ovo uvelike pojednostavljuje zadatak održavanja reaktora, a također i uklanjanje gnoja.
Najpoželjnije je locirati bioplinsko postrojenje tako da otpad s farme može teći gravitacijom
U pravilu se zgrade sa životinjama nalaze na određenoj udaljenosti od stambene zgrade. Stoga će se proizvedeni plin morati predati potrošačima. Ali polaganje jedne plinske cijevi je jeftinije i lakše od organiziranja linije za prijevoz i utovar gnoja.
Bioreaktor
Postoje prilično strogi zahtjevi za spremnike za obradu gnojiva:
Svi ovi zahtjevi za izgradnju bioplinskog postrojenja moraju biti ispunjeni jer osiguravaju sigurnost i stvaraju normalne uvjete za preradu stajnjaka u bioplin.
Od kojih materijala se može napraviti?
Otpornost na agresivna okruženja glavni je zahtjev za materijale od kojih se mogu izraditi spremnici. Supstrat u bioreaktoru može biti kiseli ili alkalni. Sukladno tome, materijal od kojeg je spremnik izrađen mora dobro podnositi različita okruženja.
Malo materijala ispunjava ove zahtjeve. Prva stvar koja pada na pamet je metal. Izdržljiv je i može se koristiti za izradu spremnika bilo kojeg oblika. Dobra stvar je što možete koristiti već gotovu posudu - neki stari spremnik. U ovom slučaju izgradnja bioplinskog postrojenja trajat će vrlo malo vremena. Nedostatak metala je što reagira s kemijski aktivnim tvarima i počinje se urušavati. Kako bi se neutralizirao ovaj nedostatak, metal je obložen zaštitnim premazom.
Izvrsna opcija je spremnik bioreaktora izrađen od polimera. Plastika je kemijski neutralna, ne truli, ne hrđa. Vi samo trebate odabrati materijale koji mogu podnijeti smrzavanje i zagrijavanje do dovoljnih temperatura. visoke temperature. Stjenke reaktora trebaju biti debele, po mogućnosti ojačane staklenim vlaknima. Takvi spremnici nisu jeftini, ali traju dugo.
Jeftinija opcija je bioplinsko postrojenje sa spremnikom od cigle, betonskih blokova ili kamena. Da bi zid izdržao velika opterećenja, potrebno je armirati zid (u svakih 3-5 redova, ovisno o debljini zida i materijalu). Nakon dovršetka procesa izgradnje zidova, za osiguranje vodo- i plinonepropusnosti, potrebna je naknadna višeslojna obrada zidova izvana i iznutra. Zidovi su ožbukani cementno-pješčanim sastavom s dodacima (aditivi) koji osiguravaju potrebna svojstva.
Dimenzioniranje reaktora
Volumen reaktora ovisi o odabranoj temperaturi za preradu stajnjaka u bioplin. Najčešće se odabire mezofilni - lakši je za održavanje i omogućuje svakodnevno punjenje reaktora. Proizvodnja bioplina nakon postizanja normalnog načina rada (oko 2 dana) je stabilna, bez skokova ili padova (pri stvaranju normalnim uvjetima). U tom slučaju ima smisla izračunati volumen bioplinskog postrojenja ovisno o količini stajskog gnoja koji se dnevno stvara na farmi. Sve se lako izračuna na temelju prosječnih statističkih podataka.
Razgradnja gnoja na mezofilnim temperaturama traje od 10 do 20 dana. U skladu s tim, volumen se izračunava množenjem s 10 ili 20. Prilikom izračuna potrebno je uzeti u obzir količinu vode koja je potrebna da se supstrat dovede u idealno stanje - njegova vlažnost treba biti 85-90%. Pronađeni volumen povećava se za 50%, budući da maksimalno opterećenje ne smije prelaziti 2/3 volumena spremnika - plin bi se trebao akumulirati ispod stropa.
Na primjer, na farmi ima 5 krava, 10 svinja i 40 kokoši. U osnovi, 5 * 55 kg + 10 * 4,5 kg + 40 * 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Kako bi doveli kokošji izmet do vlažnosti od 85% potrebno je dodati nešto više od 5 litara vode (to je još 5 kg). Ukupna težina je 331,8 kg. Za preradu u 20 dana potrebno je: 331,8 kg * 20 = 6636 kg - oko 7 kubnih metara samo za podlogu. Pronađenu brojku pomnožimo s 1,5 (povećanje za 50%), dobivamo 10,5 kubnih metara. To će biti izračunata vrijednost volumena reaktora bioplinskog postrojenja.
Otvori za utovar i istovar vode izravno u spremnik bioreaktora. Kako bi se supstrat ravnomjerno rasporedio po cijelom području, izrađuju se na suprotnim krajevima posude.
Kod ugradnje bioplinskog postrojenja u dubinu, cijevi za utovar i istovar prilaze kućištu pod oštrim kutom. Štoviše, donji kraj cijevi trebao bi biti ispod razine tekućine u reaktoru. Time se sprječava ulazak zraka u spremnik. Također, na cijevima su ugrađeni rotacijski ili zaporni ventili koji su u normalnom položaju zatvoreni. Otvaraju se samo tijekom utovara ili istovara.
Budući da gnoj može sadržavati velike fragmente (elemente stelje, stabljike trave itd.), cijevi malog promjera često će se začepiti. Stoga, za utovar i istovar, moraju imati promjer od 20-30 cm. Moraju se postaviti prije početka radova na izolaciji bioplinskog postrojenja, ali nakon postavljanja spremnika.
Najprikladniji način rada bioplinskog postrojenja je s redovitim utovarom i istovarom supstrata. Ova se operacija može izvoditi jednom dnevno ili jednom svaka dva dana. Gnoj i ostale komponente prethodno se skupljaju u spremnik, gdje se dovode u potrebno stanje - usitnjavaju, po potrebi navlaže i miješaju. Radi praktičnosti, ovaj spremnik može imati mehaničku miješalicu. Pripremljeni supstrat se ulijeva u prihvatni otvor. Ako prihvatnu posudu postavite na sunce, supstrat će se prethodno zagrijati, što će smanjiti troškove održavanja potrebne temperature.
Preporučljivo je izračunati dubinu ugradnje prihvatnog spremnika tako da otpad u njega teče gravitacijom. Isto vrijedi i za istovar u bioreaktor. Najbolje je ako se pripremljena podloga kreće gravitacijom. A kapak će ga ograditi tijekom pripreme.
Kako bi se osigurala nepropusnost bioplinskog postrojenja, otvori na prihvatnom lijevku iu prostoru za istovar moraju imati brtvenu gumenu brtvu. Što je manje zraka u posudi, to će plin biti čišći na izlazu.
Skupljanje i zbrinjavanje bioplina
Bioplin se uklanja iz reaktora kroz cijev, čiji je jedan kraj ispod krova, a drugi se obično spušta u vodenu brtvu. To je spremnik s vodom u koji se ispušta dobiveni bioplin. U vodenoj brtvi postoji druga cijev - nalazi se iznad razine tekućine. U njega izlazi čišći bioplin. Na izlazu iz njihovog bioreaktora ugrađen je ventil za zatvaranje plina. Najbolja opcija je lopta.
Koji se materijali mogu koristiti za plinski transportni sustav? Pocinčane metalne cijevi i plinske cijevi od HDPE ili PPR. Moraju osigurati nepropusnost i spojeve pomoću sapunske pjene. Cijeli cjevovod je sastavljen od cijevi i spojnih dijelova istog promjera. Nema skupljanja ili širenja.
Pročišćavanje od nečistoća
Približan sastav dobivenog bioplina je:
- metan - do 60%;
- ugljični dioksid - 35%;
- ostale plinovite tvari (uključujući sumporovodik, koji plinu daje neugodan miris) - 5%.
Kako bi bioplin bio bez mirisa i dobro sagorijevao, potrebno je iz njega ukloniti ugljikov dioksid, sumporovodik i vodenu paru. Ugljični dioksid se uklanja u vodenoj brtvi ako se na dno instalacije doda gašeno vapno. Takvu oznaku morat ćete povremeno mijenjati (čim plin počne goreti gore, vrijeme je da je promijenite).
Sušenje plina može se izvesti na dva načina - izradom vodenih brtvi u plinovodu - umetanjem zakrivljenih dijelova u cijev ispod vodenih brtvi u kojima će se nakupljati kondenzat. Nedostatak ove metode je potreba za redovitim pražnjenjem vodene brtve - ako postoji velika količina prikupljene vode, može blokirati prolaz plina.
Drugi način je ugradnja filtera sa silika gelom. Princip je isti kao u vodenoj brtvi - plin se dovodi u silikagel i isušuje ispod poklopca. Kod ove metode sušenja bioplina silikagel se mora povremeno sušiti. Da biste to učinili, morate ga neko vrijeme zagrijati u mikrovalnoj pećnici. Zagrije se i vlaga ispari. Možete ga napuniti i ponovno koristiti.
Za uklanjanje sumporovodika koristi se filtar napunjen metalnim strugotinama. U spremnik možete staviti stare metalne žlice za ribanje. Pročišćavanje se odvija na potpuno isti način: plin se dovodi u donji dio spremnika ispunjenog metalom. Dok prolazi, čisti se od sumporovodika, skuplja se u gornjem slobodnom dijelu filtra, odakle se ispušta kroz drugu cijev/crijevo.
Spremnik plina i kompresor
Pročišćeni bioplin ulazi u skladišni spremnik – gasholder. To može biti zatvorena plastična vrećica ili plastični spremnik. Glavni uvjet je nepropusnost za plin; oblik i materijal nisu bitni. Spremnik plina pohranjuje zalihu bioplina. Iz njega se uz pomoć kompresora plin pod određenim tlakom (koji postavlja kompresor) dovodi do potrošača - do plinskog štednjaka ili kotla. Ovaj se plin također može koristiti za proizvodnju električne energije pomoću generatora.
Za stvaranje stabilnog tlaka u sustavu nakon kompresora, preporučljivo je ugraditi prijemnik - mali uređaj za izravnavanje prenapona tlaka.
Uređaji za miješanje
Kako bi bioplinsko postrojenje normalno radilo potrebno je redovito miješati tekućinu u bioreaktoru. Ovaj jednostavan postupak rješava mnoge probleme:
- miješa svježi dio tereta s kolonijom bakterija;
- potiče oslobađanje proizvedenog plina;
- izjednačava temperaturu tekućine, isključujući toplija i hladnija područja;
- održava homogenost podloge, sprječavajući taloženje ili plutanje nekih komponenti.
Tipično, mala domaća bioplinska elektrana ima mehaničke mješalice koje pokreće snaga mišića. U sustavima velikog volumena, mješalice mogu pokretati motori koji se aktiviraju timerom.
Druga metoda je miješanje tekućine propuštanjem dijela stvorenog plina kroz nju. Da biste to učinili, nakon izlaska iz metatanka, postavlja se T-cev i dio plina teče u donji dio reaktora, odakle izlazi kroz cijev s rupama. Ovaj dio plina ne može se smatrati potrošnjom, jer ipak ponovno ulazi u sustav i kao rezultat toga završava u spremniku plina.
Treći način miješanja je ispumpavanje supstrata s dna fekalnim pumpama i izlijevanje na vrh. Nedostatak ove metode je njezina ovisnost o dostupnosti električne energije.
Sustav grijanja i toplinska izolacija
Bez zagrijavanja obrađene tekućine, psihofilne bakterije će se razmnožavati. Proces obrade u ovom slučaju trajat će 30 dana, a izlaz plina bit će mali. Ljeti, ako postoji toplinska izolacija i predgrijavanje tereta, moguće je postići temperature i do 40 stupnjeva, kada počinje razvoj mezofilnih bakterija, ali zimi takva instalacija praktički ne radi - procesi se odvijaju vrlo usporeno. . Na temperaturama ispod +5°C praktički se smrzavaju.
Što grijati i gdje to smjestiti
Za najbolje rezultate koristite grijanje. Najracionalnije je grijanje vode iz kotla. Kotao može raditi na struju, kruto ili tekuće gorivo, a možete ga koristiti i na proizvedeni bioplin. Maksimalna temperatura do koje je potrebno zagrijati vodu je +60°C. Toplije cijevi mogu uzrokovati lijepljenje čestica na površinu, smanjujući učinkovitost grijanja.
Također možete koristiti izravno grijanje - umetnite grijaće elemente, ali prvo, teško je organizirati miješanje, drugo, supstrat će se zalijepiti za površinu, smanjujući prijenos topline, grijaći elementi će brzo izgorjeti
Bioplinsko postrojenje može se grijati pomoću standardnih radijatora, jednostavnih cijevi uvijenih u zavojnicu ili zavarenih registara. Bolje je koristiti polimerne cijevi - metal-plastiku ili polipropilen. Valovite cijevi od nehrđajućeg čelika su također prikladne; lakše se postavljaju, posebno u cilindrične vertikalne bioreaktore, ali valovita površina izaziva lijepljenje taloga, što nije dobro za prijenos topline.
Kako bi se smanjila mogućnost taloženja čestica na grijačima, oni se nalaze u području miješalice. Samo u ovom slučaju sve mora biti dizajnirano tako da mješalica ne može dodirivati cijevi. Često se čini da je grijače bolje postaviti na dno, no praksa je pokazala da je zbog taloga na dnu takvo grijanje neučinkovito. Stoga je racionalnije grijače postaviti na stijenke metatanka bioplinskog postrojenja.
Metode zagrijavanja vode
Ovisno o načinu postavljanja cijevi, grijanje može biti vanjsko i unutarnje. Kod unutarnje ugradnje grijanje je učinkovito, ali popravak i održavanje grijača nemoguće je bez zaustavljanja i ispumpavanja sustava. Stoga se posebna pozornost posvećuje odabiru materijala i kvaliteti spojeva.
Grijanje povećava produktivnost bioplinskog postrojenja i skraćuje vrijeme obrade sirovina
Kada su grijači smješteni izvana, potrebno je više topline (troškovi zagrijavanja sadržaja bioplinskog postrojenja su mnogo veći), jer se puno topline troši na zagrijavanje zidova. Ali sustav je uvijek dostupan za popravak, a grijanje je ravnomjernije, budući da se okolina zagrijava od zidova. Još jedna prednost ovog rješenja je što miješalice ne mogu oštetiti sustav grijanja.
Kako izolirati
Prvo se na dno jame izlije izravnavajući sloj pijeska, a zatim toplinski izolacijski sloj. Može biti glina pomiješana sa slamom i ekspandiranom glinom, troskom. Sve ove komponente mogu se miješati i sipati u zasebne slojeve. Niveliraju se do horizonta, a kapacitet bioplinskog postrojenja je instaliran.
Stranice bioreaktora mogu se izolirati modernim materijalima ili klasičnim starinskim metodama. Jedna od starinskih metoda je oblaganje glinom i slamom. Nanesite u nekoliko slojeva.
Iz moderni materijali možete koristiti ekstrudiranu polistirensku pjenu visoke gustoće, gazirani betonski blokovi niska gustoća, . Tehnološki najnaprednija u ovom slučaju je poliuretanska pjena (PPU), ali usluge njezine primjene nisu jeftine. Ali rezultat je besprijekorna toplinska izolacija, koja smanjuje troškove grijanja. Postoji još jedan toplinski izolacijski materijal - pjenasto staklo. Vrlo je skup u pločama, ali njegovi čips ili mrvice koštaju vrlo malo, au pogledu karakteristika je gotovo idealan: ne upija vlagu, ne boji se smrzavanja, dobro podnosi statička opterećenja i ima nisku toplinsku vodljivost.
Tipičan dizajn
Posljednjih godina postalo je moderno za vlastite potrebe koristiti razna bioplinska postrojenja koja omogućuju dobivanje energije iz otpada. U pravilu, takav dizajn je zatvoreni spremnik u kojem se na određenoj temperaturi odvija fermentacija organskih komponenti otpadnih voda, raznih otpadaka itd. Bioplinsko postrojenje "uradi sam" je teško, ali izvedivo. Glavna stvar je znati vrste ovih uređaja i načelo njihovog rada, kao i razumjeti crteže.
Princip rada instalacije
Proces proizvodnje bioplina iz stajnjaka ili drugih sirovina naziva se fermentacija, a fermentacija se odvija djelovanjem posebnih bakterija. U tom slučaju na površini sirovine formira se kora, koja se mora stalno uništavati. To se mora učiniti temeljitim miješanjem sadržaja ručno ili pomoću posebnih uređaja unutar reaktora. Kao rezultat takvih manipulacija oslobađa se bioplin.
Dobiveni bioplin se nakon pročišćavanja skuplja u poseban spremnik – plinholder iz kojeg se plinovodnim cijevima vodi do mjesta korištenja. Prerađene sirovine pretvaraju se u biognojivo. Istovara se kroz poseban otvor, a zatim se može nanijeti na tlo ili koristiti kao dodatak hrani za životinje, ovisno o sirovini.
Za dobivanje bioplina vlastitim rukama, osim poštivanja režima bez kisika, potrebno je ispuniti i nekoliko uvjeta:
- Dostupnost hranjivih tvari za bakterije.
- Održavanje temperaturnih uvjeta.
- Odabir pravog vremena za fermentaciju.
- Održavanje kiselinske i alkalne ravnoteže.
- Održavanje udjela čvrstih čestica u sirovinama i pravovremeno miješanje.
Vrste bioplinskih postrojenja
Bilješka! Danas postoji veliki broj dizajna bioplinskih postrojenja kako bi proizvodnja bioplina bila ne samo prikladna, već i učinkovita.
Razlikuju se po izgled, kao i o sastavnim elementima konstrukcije i materijalima korištenim u njezinoj izradi.
Prema vrsti preuzimanja
Ovisno o vrsti utovara sirovina, postoje dvije vrste instalacije - kontinuirano utovar i šaržno utovar.
Međusobno se razlikuju po vremenu fermentacije sirovina i pravilnosti utovara. Najučinkovitija sa stajališta proizvodnje bioplina je instalacija za kontinuirano punjenje.
Po izgledu
Izgled uređaja ovisi o načinu akumulacije i skladištenja bioplina. Može se skupljati u poseban plinski spremnik, na vrhu reaktora ili ispod fleksibilne kupole, plutajući ili stojeći odvojeno od reaktora.
Izrada DIY instalacije
Izgradnja bioplinske strukture vlastitim rukama prilično je složen i dugotrajan proces. Takva instalacija čini proizvodnju bioplina alternativnom opcijom koja vam omogućuje uštedu novca na kupnji goriva i električne energije.
Što trebate znati?
Generalizirana shemaMožete napraviti strukturu od onih materijala koji su dostupni na farmi, ali se ne koriste. Na primjer, reaktor za takvu instalaciju može se lako izgraditi od starih lonaca, kuhala i bazena, ali bolje je koristiti cilindrične predmete.
Evo nekoliko važnih zahtjeva koje reaktor mora ispuniti:
- Dobra toplinska izolacija.
- Propusnost zraka i vode. Uostalom, kada se bioplin i kisik pomiješaju, dolazi do reakcije, a njezina razorna sila može ne samo slomiti reaktor, već ga i eksplodirati.
- Pouzdanost i trajnost, jer se tijekom reakcije oslobađa ogromna količina energije.
Da biste izgradili visokokvalitetnu i učinkovitu biološku instalaciju, morate se pridržavati sljedećeg slijeda:
- Odaberite mjesto za postavljanje budućeg reaktora. I svakako izračunajte količinu otpada potrebnu za 1 dan. Ovo je neophodno za određivanje dimenzija strukture.
- Pripremite bazen, zatim postavite cijevi za istovar i utovar.
- Postavite i učvrstite spremnik za punjenje i izlaznu cijev za plin što je moguće čvršće.
- Za korištenje, kao i naknadno održavanje i popravak bioplinskog postrojenja potrebno je ugraditi poklopac šahta.
- Pažljivo provjerite toplinsku izolaciju i nepropusnost reaktora.
Zidovi buduće instalacije trebali bi idealno biti izrađeni od betona, budući da je čvrstoća konstrukcije ključ vaše sigurnosti. Osim toga, vrlo je važno da udaljenost od reaktora do najbliže zgrade bude najmanje 500 metara. Uostalom, tijekom fermentacije oslobađa se otrovni plin koji ima štetan učinak na osobu i može ga ubiti za nekoliko minuta.
Za dobivanje bioplina trebat će vam:
Princip grijanja kuće - Pomiješajte 2 tone kravljeg gnoja i oko 4,5 tone humusa od trulog otpada, vrhova i lišća.
- Dodajte vodu u smjesu tako da vlažnost u reaktoru bude 70%.
- Iskrcajte dobivenu masu u jamu i zagrijte je pomoću jedinice za grijanje na +40 stupnjeva. Nakon što smjesa počne fermentirati, temperatura će doseći +70 stupnjeva.
- Na kupolu pričvrstiti protuuteg koji treba biti 2 puta teži od smjese kako kupola ne bi odletjela iz jame zbog ispuštenog plina.
Treba imati na umu da masa koja se ubacuje u reaktor ne smije sadržavati antibiotike, otapala ili druge sintetičke tvari. Oni ne samo da će ometati reakciju, nego će je čak i potpuno zaustaviti, a uzrokovat će i uništenje stijenki reaktora.
Mogućnosti opreme
Domaća instalacija danas je rijetka vrsta alternativnog izvora energije na farmama. No, s obzirom na učinkovitost i isplativost takvog dizajna, mnogi su poljoprivrednici počeli razmišljati o samostalnoj izgradnji bioplinskog postrojenja kako bi si na taj način osigurali električnu i toplinsku energiju.
Danas postoje mnoge mogućnosti za ovu vrstu opreme za proizvodnju bioplina. Uzimajući u obzir klimatske uvjete Rusije, preporučuje se stvaranje sljedećih vrsta instalacija.
Reaktor za ručno punjenje bez miješanja
Ovo je najjednostavnija instalacija za dom, čiji volumen može biti od 1 do 10 kubičnih metara. Sposoban je preraditi do 200 kg stajnjaka dnevno.
Mogućnost ručnog punjenja Sastoji se od minimalnog broja dijelova:
- Bunker za svježe sirovine.
- Reaktor.
- Uređaj za odabir bioplina.
- Kapacitet za istovar fermentiranih sirovina.
Ova instalacija se može koristiti za južne regije, jer radi bez miješanja ili zagrijavanja, a također je dizajnirana za rad u psihofilnom načinu rada. Iskorištene sirovine uklanjaju se iz reaktora kroz istovarnu cijev tijekom utovara sljedeće porcije stajnjaka. To se događa zbog tlaka bioplina u reaktoru.
Prilikom izrade takve strukture vlastitim rukama, preporučuje se slijediti sljedeći redoslijed:
- Nakon izračuna dnevne količine gnoja i odabira reaktora potrebne veličine, potrebno je odrediti mjesto buduće strukture, kao i pripremiti materijale za ugradnju.
- Zatim morate izgraditi cijev za utovar i istovar, a također napraviti jamu za ugradnju.
- Nakon ugradnje reaktora u jamu, potrebno je ugraditi utovarni lijevak i ispust plina te poklopac okna.
- Provjerite ima li konstrukcija curenja, obojite je i izolirajte.
- Pustiti u rad.
Dizajn ručnog punjenja, grijanja i miješanja
Bioplinsko postrojenje može se izgraditi s ručnim punjenjem sirovina i povremenim miješanjem. Istodobno, neće zahtijevati velika financijska ulaganja od vlasnika. Dizajn je prikladan za male farme, budući da je njegov kapacitet prerada do 200 kg gnoja dnevno. Crteži takve instalacije slični su crtežima prethodne verzije, a mogu se izraditi kontaktiranjem stručnjaka.
Ova jedinica može raditi u mezofilnom i termofilnom načinu rada Za stabilan i maksimalno intenzivan proces fermentacije ugrađen je poseban sustav grijanja reaktora. Bioplinsko postrojenje može raditi u dva načina. Reaktor se zagrijava pomoću toplovodnog kotla koji radi na proizvedeni bioplin. Ostatak bioplina može se koristiti za rad kućanskih aparata.
Prerađene sirovine čuvaju se u posebnoj posudi dok se ne nanesu u tlo ili koriste kao uzgojno tlo za kalifornijske gliste.
Instalacija s držačem plina, pneumatskim punjenjem, grijanjem i miješanjem sirovina
Slično postrojenje namijenjeno je malim i srednjim gospodarstvima s preradom do 1,5 tona stajnjaka dnevno u bioplin. Sirovine se zagrijavaju preko izmjenjivača topline s kotlom za grijanje vode, koji radi na dobiveni plin. Cjevovod za masovni istovar opremljen je posebnom granom za prikupljanje biognojiva u skladištu i za utovar u vozila s naknadnim odvozom na polja.
Dizajn takve domaće instalacije uključuje pneumatsko punjenje stajnjaka u reaktor, kao i miješanje s bioplinom, čiji se odabir vrši automatski. Bioplin se skladišti u posebnom odjeljku – plinholderu.
Zaključak
Bioplin je relativno novi izvor energije. Koristeći ga, možete zauvijek zaboraviti na tarife za električnu energiju, pa čak i riješiti probleme poput proizvodnje metana. Ispravno razvijeni crteži i napori uloženi u proizvodnju instalacije značajno će uštedjeti novac za više poljoprivrednika, što je posebno važno ovih dana.