Нарастващите цени на енергията налагат търсенето на алтернативиотопление. Добри резултати могат да бъдат постигнати чрез самостоятелно производство на биогаз от налични органични суровини. В тази статия ще говорим за производствения цикъл, устройството на биореактора и свързаното с него оборудване.

При спазване на елементарни правила за работа, газовият реактор е напълно безопасен и е в състояние да осигури дори малка къща, дори цял агропромишлен комплекс с гориво и електричество. Резултатът от биореактора е не само газ, но и един от най-ценните видове торове, основният компонент на естествения хумус.

Как се произвежда биогаз?

За получаване на биогаз органичните суровини се поставят в условия, благоприятни за развитието на няколко вида бактерии, които отделят метан по време на жизнената си дейност. Биомасата преминава през три цикъла на трансформация, като във всеки етап участват различни щамове анаеробни организми. Кислородът не е необходим за тяхната жизнена дейност, но е необходим голямо значениесъстав и консистенция на суровината, както и температура и вътрешно налягане. Условията с температура 40-60 ° C при налягане до 0,05 atm се считат за оптимални. Заредената суровина започва да произвежда газ след продължителна активация, която отнема от няколко седмици до шест месеца.

Началото на отделянето на газ в изчисления обем показва, че бактериалните колонии вече са доста многобройни, следователно след 1-2 седмици пресни суровини се дозират в реактора, който се активира почти веднага и влиза в производствения цикъл.

За поддържане на оптимални условия суровините периодично се смесват, част от топлината от газовото отопление се използва за поддържане на температурата. Полученият газ съдържа от 30 до 80% метан, 15-50% въглероден диоксид, малки примеси от азот, водород и сероводород. За използване в икономиката газът се обогатява чрез отстраняване на въглероден диоксид от него, след което горивото може да се използва в широка гама от енергийни съоръжения: от двигатели на електроцентрали до отоплителни котли.

Коя суровина е подходяща за производство

Противно на общоприетото схващане, оборският тор не е най-добрата суровина за производство на биогаз. Изходът на гориво от тон чист оборски тор е само 50-70 m 3 с концентрация 28-30%. Животинските отпадъци обаче съдържат повечето от необходимите бактерии за бързо стартиране и поддържане ефективна работареактор.

Поради тази причина оборският тор се смесва с отпадъците от растениевъдството и хранително-вкусовата промишленост в съотношение 1:3. Като растителни суровини се използват:

Суровините не могат просто да се излеят в реактора, необходима е известна подготовка. Оригиналният субстрат се раздробява до фракция 0,4-0,7 mm и се разрежда с вода в количество около 25-30% от сухото тегло. При по-големи обеми сместа изисква по-щателно разбъркване в хомогенизаторите, след което е готова за зареждане в реактора.

Изграждане на биореактор

Изискванията за условията за поставяне на реактора са същите като за пасивна септична яма. Основната част на биореактора е биореакторът, контейнер, в който протича целият процес на ферментация. За да се намалят разходите за отопление на масата, реакторът е вкопан в земята. Така температурата на средата не пада под 12-16 °C, а изтичането на топлина, генерирана по време на реакцията, остава минимално.

Схема на инсталация за биогаз: 1 - бункер за зареждане на суровини; 2 - биогаз; 3 - биомаса; 4 - компенсатор резервоар; 5 - люк за извличане на отпадъци; 6 - предпазен клапан; 7 - газова тръба; 8 - водно уплътнение; 9 - към потребителите

За биореактори до 3 m 3 е разрешено да се използват найлонови контейнери. Тъй като дебелината и материалът на стените им не пречат на изтичането на топлина, контейнерите са облицовани със слоеве експандиран полистирол или влагоустойчив минерална вата. Дъното на ямата е бетонирано с 7-10 см замазка с армировка, за да се предотврати изтласкването на реактора от земята.

Най-подходящият материал за изграждане на големи реактори е стоманобетонът. Има достатъчна здравина, ниска топлопроводимост и висок експлоатационен живот. Преди изливането на стените на камерата е необходимо да се монтира наклонена тръба за подаване на сместа към реактора. Диаметърът му е 200-350 мм, долният край трябва да е на 20-30 см от дъното.

В горната част на биореактора има газов резервоар - куполна или конусна конструкция, която концентрира газа в горната точка. Газдържачът може да бъде изработен от ламарина, но при малки инсталации се изпълнява сводът тухлена зидарияи след това тапицирани със стоманена мрежа и шпакловани. При изграждането на резервоар за газ е необходимо да се предвиди херметизирано преминаване на две тръби в горната му част: за всмукване на газ и монтаж на предпазен клапан. За изпомпване на отпадъчната маса се полага друга тръба с диаметър 50-70 mm.

Корпусът на реактора трябва да бъде херметизиран и да издържа на налягане от 0,1 атм. За да направите това, вътрешната повърхност на биореактора е покрита с непрекъснат слой покрита битумна хидроизолация, а в горната част на резервоара за газ е монтиран запечатан люк.

Отстраняване и обогатяване на газ

Изпод купола на резервоара за газ газът се отстранява през тръбопровода в контейнер с воден затвор. Дебелината на водния слой над изхода на тръбата определя работното налягане в реактора и обикновено е 250-400 mm.

След водния затвор газът може да се използва в отоплителна техника и за готвене. Но за работата на двигателите с вътрешно горене е необходимо по-високо съдържание на метан, така че газът се обогатява.

Първият етап на обогатяване е да се намали концентрацията на въглероден диоксид в газа. За да направите това, можете да използвате специално оборудване, което работи на принципа на химическата абсорбция или върху полупропускливи мембрани. У дома обогатяването е възможно и чрез преминаване на газ през водния стълб, в който се разтваря до половината CO 2. Газът се пулверизира в малки мехурчета чрез тръбни аератори, наситената с въглероден диоксид вода трябва периодично да се отстранява и пулверизира при нормални атмосферни условия. В културните комплекси такава вода се използва успешно в системи за хидропоника.

На втория етап на обогатяване влажността на газа се намалява. Тази функция присъства в повечето фабрични концентратори. Домашните влагоуловители изглеждат като Z-образна тръба, пълна със силикагел.

Използване на биогаз: специфика и оборудване

Повечето съвременни модели отоплителни съоръжения са проектирани да работят с биогаз. Остарелите котли могат да бъдат сравнително лесно преоборудвани чрез подмяна на горелката и устройството за подготовка на газ въздух.

За получаване на газ при работно налягане се използва конвенционален бутален компресор с приемник, настроен да работи с налягане 1,2 от изчисленото. Нормализирането на налягането се извършва от газов редуктор, което помага да се избегнат капки и да се поддържа равномерен пламък.

Производителността на биореактора трябва да бъде поне 50% по-висока от консумацията. Излишният газ при производството не се образува: когато налягането надвишава 0,05-0,065 atm, реакцията почти напълно се забавя и се възстановява само след изпомпване на част от газа.

Биогоривото или биогазът е смес от различни газове, която се получава в резултат на дейността на специални микроорганизми (бактерии и археи), които се хранят с различни органични вещества, включително оборски тор.

След получаването му оборският тор или постеля се превръщат във висококачествен тор, съдържащ калий, азот, фосфор и почвообразуващи киселини.

Предимствата на преработката на оборски тор в биогориво са очевидни, това са:

• намаляване на емисиите на парникови газове;
• намаляване на потреблението на невъзобновяеми горива;
• почистване на екскременти от хелминти, както и различни патогени;
• възможност за рециклиране на кухненски отпадъци.

В статията вече говорихме за други начини за рециклиране и преработка на тор.

• върху технологията за получаване на биогаз от оборски тор;
• за това какво ускорява или забавя тези процеси, а също така влияе върху общото количество гориво;
• какви мерки за сигурност трябва да се вземат;
• Как се използва рафинираното гориво?
• Колко рентабилно е производството на биогаз?

Торът, подобно на постелята, е не само животински екскремент, но и много сложно вещество.

То пълен с различни микроорганизми, които участват в много химични и физични процеси.

Докато са в червата, те преработват храната, разрушават сложни органични вериги, превръщайки ги в прости веществаподходящ за абсорбция през чревната стена.

В същото време броят и активността на микроорганизмите се коригират от стомашния сок и веществата, отделяни от червата.

След влизане в биореакторанякои от тях започват интензивно да абсорбират кислород, отделяйки различни газове в хода на живота си. Именно те разграждат сложните органични съединения, превръщайки ги във вещества, подходящи за хранене на метанообразуващите микроорганизми.

Това процесът се нарича хидролиза или ферментация. Когато нивото на кислород спадне до критична стойност, тези микроорганизми умират и престават да участват в протичащите процеси, а тяхната работа се извършва от анаеробни археи, тоест те не се нуждаят от кислород.

Повечето хора смятат метаногенни микроорганизмибактерии, което означава с това техния малък размер, но учените наскоро (1990 г.) ги приписват на метаногени, тоест археобактерии (археи), които се хранят с водород и въглероден оксид (въглероден оксид).

Те се различават от бактериите по своята структура, но са сравними с тях по размер. Поради това много производители на торове все още ги наричат ​​бактерии, тъй като на нивото на средния потребител на устройства за биогориво и двете имена са еднакво правилни.

Метанобразуващи микроорганизми хранят се с натрошена органична материя, превръщайки го в сапропел (дънна тиня, състояща се от смес от органични и неорганични органична материя, сред които има хуминови киселини, които са органичната основа на почвата) и вода с отделяне на метан.

Тъй като в процеса на гниене участват не само микроорганизми, образуващи метан, газът, който отделят, се състои не само от метан, но също така включва:

• въглероден двуокис;
• водороден сулфид;
• азот;
• дисперсия въздух-вода.

дялвсеки газ зависи от броя и активността на съответните микроорганизмикоито се влияят от много фактори.

Между тях:

• размера на твърдите фракции от съдържанието на биореактора;
• процент течни/твърди органични фракции;
• първоначален състав на материала;
• температура;
• баланса на хранителните вещества, подходящи за тези микроорганизми в настоящия момент.

Активността на метанообразуващите микроорганизми

Дейността на всички микроорганизми, участващи в процеса на производство на биогорива, пряко зависи от температурата на средата, обаче гнилостните микроорганизми имат най-малка зависимост.

Въпреки че някои от тях отделят и метан, общото количество на този газ намалява с понижаване на температурата, но количеството на други газове се увеличава.

При температура 5–25 градуса действат само психрофилни метаногени.с минимална производителност. Други процеси също се забавят, но гнилостните бактерии са доста активни, така че сместа започва да гние доста бързо, след което е трудно да започнат процеси на производство на метан в нея.

Загряване до температура 30-42 градуса(мезофилен процес) повишава активността на мезофилнитеметаногени, които нямат много висока производителност, и техните основни конкуренти - гнилостните бактерии се чувстват доста комфортно.

При температура 54-56 градуса(термофилен процес) влизат в действие термофилни микроорганизми, които имат максимална способност да произвеждат метан, което не само увеличава добива на биогаз, но и увеличава дела на метана в него.

В допълнение, активността на техните основни конкуренти, гнилостните микроорганизми, рязко намалява, във връзка с което намаляват разходите за разцепване на органични вещества за производството на други газове и утайки.

Всички метаногени, освен газ, също отделят Термална енергия, но ефективен само мезофилни бактерии могат да поддържат температурата на комфортно ниво. Термофилните микроорганизми отделят по-малко енергия, следователно за тяхното активно съществуване субстратът трябва да се нагрее до оптимална температура.

Как да увеличим продукцията?

Тъй като производителите на метан са метаногени, за да се увеличи добива на газ, е необходимо създават най-удобните условия за тези микроорганизми.

Това може да се постигне само по цялостен начин, засягащ всички етапи от събирането и подготовката на оборския тор до изхвърлянето на отпадъчния материал и методите за пречистване на газовете.

Метаногените не могат ефективно да усвояват твърди фрагменти, така че оборският тор / постеля, както и други органични вещества, като окосена трева и др. трябва да се намали колкото е възможно повече.

как по-малък размерголеми фрагменти, както и колкото по-малък е техният процент, толкова повече материал може да бъде обработен от бактерии. Освен това достатъчното количество вода е много важно, така че торът или постелята трябва да се разреждат с вода до определена консистенция.

Трябва да се уважава баланс между метаногени и бактерии, разлагайки органичните вещества на прости компоненти, особено разграждайки мазнините.

Ако има излишък от метаногени, те бързо ще се развият налични хранителни вещества, след което тяхната производителност ще спадне рязко, но ще се увеличи активността на гнилостните микроорганизми, които преработват органичната материя в хумус по различен начин.

Ако има излишък от бактерии, които разграждат органичната материя, тогава делът на въглеродния диоксид в биогаза ще се увеличи рязко, поради което след почистване на готовия продукт той ще бъде значително по-малък.

В стационарно състояние съдържанието на биореактора е стратифицирано по плътност, поради което само част от метанообразуващите микроорганизми получават достатъчно количество храна, следователно трябва периодично да се разбърква.постеля / тор в биореактор.

Получената утайка има по-висока плътност от водния торов разтвор и поради това се утаява на дъното, откъдето трябва да се отстрани, за да се освободи място за нова партияекскременти.

Пречистването на готовия продукт намалява обема на биогаза, но рязко повишава неговата калоричност. За да не се губи готов биогаз, трябва да бъде качване в предварително подготвени хранилища(газголдери), от които след това ще се доставя на потребителите.

Производствена технология и оборудване

Затворен технологичен цикъл, което предполага минимално използване на външна енергия, включва:

• събиране и подготовка на оборски тор;
• зареждане и поддръжка на биореактора;
• изхвърляне и депониране на отпадъци;
• пречистване на газове;
• производство на електрическа и топлинна енергия.

Събиране и подготовка на материал

Събраните в тороприемника екскременти съдържат много големи фрагменти, така че те натрошен с подходяща мелница. Често тази функция се изпълнява от помпа, която изпомпва материала в биореактора.

Ръчно или с помощта на автоматизирани системи определете нивото на влага на продукта и, ако е необходимо, добавете към него чиста, нехлорирана вода.

Ако към суровината се добави зелена маса (окосена трева и др.) за увеличаване на обема на биогаза, тогава тя също се използва предварително натрошена.

Счукват се и при необходимост се пълнят със зелена маса субстратът се филтрира, след което се изпомпва в контейнер, разположен близо до биореактора.

Съдържа готов за употреба разтвор загрят до необходимата температура(в зависимост от режима на ферментация) и след напълване се изсипва в биореактор, който е ограден от всички страни с водна риза.

Този метод на нагряване осигурява една и съща температура във всички слоеве на съдържанието и част от произведения газ се използва за загряване на охлаждащата течност (вода) (по време на първите натоварвания охлаждащата течност ще трябва да се нагрява за сметка на енергия от трета страна източници). Възможни са обаче и други методи за нагряване на съдържанието.

1-3 пъти на ден съдържанието се разбъркваза да се избегне силна стратификация и да се подобри ефективността на преработката на тор в газ.

Произведеният от бактериите газ се натрупва в горната част на реактора, което създава леко положително налягане. Изборгаз влизайки в резервоара за газпериодично когато се достигне определено наляганеили непрекъснато, в който случай количеството изтеглен газ се регулира, за да се поддържа необходимото налягане.

Отводняване и сметоизвозване

Напълно разграденият материал, поради по-голямата си плътност, се утаява на дъното на реактора, а между него и най-активния слой се появява слой отпадъчна течност. Ето защо преди смесване тя се отстранява заедно с част от утайката, които след това се разделят.

И двата вида отпадъци са силни естествени торове- течността ускорява развитието на растенията, а тинята подобрява структурата/качеството на почвата и съдържа хумусни вещества.

Следователно и двата вида отпадъци могат да се продават, както и да се използват в собствените полета. Ако отпадъците не се планират незабавно да бъдат разделени на фракции, тогава те трябва периодично да се смесват, така че утайката да не се утаява, в противен случай ще бъде трудно да се отстрани по време на изпразването на контейнера.

Почистване на газ

За почистване на биогаз се използват няколко технически решения, всяко от които е насочено към отстраняване на определено вещество от неговия състав. Водата се отстранява чрез кондензация, за което продуктът първо се нагрява, след което преминава през студена тръба, по стените на която се утаяват капчици вода.

водороден сулфиди въглероден диоксид отстранени със сорбентипри високо налягане. Правилно изградената пречиствателна линия повишава съдържанието на метан до 93-98%, което превръща биогаза в много ефективно гориво, което може да се конкурира с други газообразни горива.

Невъзможно е да се направи сериозно почистващо оборудване у дома, но е възможно готовият продукт да премине през вода под високо налягане, поради което въглеродният диоксид ще се превърне във въглероден диоксид.

В същото време водата трябва постоянно да се променя, тъй като способността й да абсорбира въглероден диоксид е ограничена. Отпадъчната вода трябва да се загрее (ще се отдели въглероден диоксид), след което може да се използва отново за почистване. Но дори и по този начин опитен химик трябва да почисти готовия продукт, с възможност за избор на желаната температура и налягане.

Производство на топлинна и електрическа енергия

Поради високата си калоричност, пречистеният биогаз е добре подходящ за захранване на генератори и различни отоплителни уреди.

Това намалява добива на готовия газ, но елиминира необходимостта от допълнителни източници на енергия, с изключение на първите няколко дни, докато биореакторът достигне пълния си капацитет.

За да се преобразуват двигателите с вътрешно горене на метан, е необходимо да се задайте правилния ъгъл на запалване, защото октановото число на това гориво е 105-110 единици. Това може да стане както механично (чрез завъртане на разпределителя), така и чрез промяна на програмата на електронния блок за управление.

Ако двигателят ще работи само на метан, без използването на бензин, тогава той трябва да бъде усилен чрез увеличаване на съотношението на компресия.

Това не само ще увеличи ефективността на двигателя, което ще ви позволи да използвате газ по-внимателно, но също така накарайте двигателя да издържи по-дълго, защото колкото по-ниско е съотношението на компресия, толкова по-висока е температурата в горивната камера, което означава, че толкова по-голяма е вероятността от изгаряне на бутала или клапани.

За преобразуване на отоплителни уреди на биогаз, включително водогрейни котли, трябва да изберете правилния размер струятака че произведеното количество топлина да съответства на работния режим. Това е особено важно за системи с автоматично управление, работещи по определена програма.

Обем на биореактора

Обемът на биореактора се изчислява въз основа на цикъла на пълна обработка на органичната материя, който е за:

• мезофилен процес 12–30 дни;
• термофилен процес 3–10 дни.

Обем на реактора определени по следния начин- умножете дневния добив на оборски тор, разреден до необходимото съдържание на влага (90%), по максималния брой дни, необходими за пълно разлагане, след което резултатът се увеличава с 10–30%.

Такова увеличение е необходимо, за да се създаде първият газов резервоар, в който ще се натрупва генерираният газ.

производителност

Въпреки факта, че за всяка температурен режимобщият добив на газ е приблизително еднакъв, има значителна разлика - да го получите за 3-5 дни при максимална производителност или да го съберете в рамките на един месец.

Ето защо производителността може да се увеличи само чрез увеличаване на обема на обработвания материал, а оттам и използването на по-голям биореактор.

Преминаването към термофилен процес позволява да се увеличи производителността дори при намаляване на обема на реактора, но в този случай разходите, свързани с нагряването на сместа, рязко се увеличават.

Приблизителни параметрипроизводство на биогаз от различни видове тор / тор, както и други материали, ще разгледаме по-долу в таблици. За да конвертирате посочените стойности в тонове готова смесвлажност 90%, данните от втората колона трябва да се умножат по 80–120.

Това разпространение се дължи на:

• характеристики на хранене на животни или птици;
• материал и наличие на постелки;
• ефективност на смилане.

Отпадъци от животни и птици

Вид на суровината	Изход на газ (m 3 на kg сухо вещество)	Съдържание на метан (%)
Говежди тор	0,250 — 0,340	65
Свинска тор	0,340 — 0,580	65-70
птичи изпражнения	0,310-0,620	60
Конски тор	0,200 — 0,300	56-60
овча тор	0,300 — 0,620	70

Битови отпадъци

растителност

Оценка на рентабилността

При оценката на рентабилността е необходимо да се вземат предвид всички видове приходи и разходи, включително косвени.

напр. производство на електроенергияза вашите собствени нужди ви позволява да откажете да го закупите, а в някои случаи и от инвестиране в комуникации, което може да се отдаде на косвен доход.

Един от видовете косвени доходи е няма претенции от жители на съседни земи, причинени от неприятна миризма, която излъчва изхвърлен на купчини тор. В крайна сметка законите на Руската федерация гарантират на човек правото да диша чист въздух, следователно, когато се обръща към съда, такъв ищец може да спечели процеса и да задължи производителя на тор да премахне неприятната миризма за своя сметка.

Изхвърлянето на оборски тор или изпражнения на купчини не само разваля въздуха, но и е сериозна заплахаза почвата и подземните води. Естествено гниеща купчина органична материя драстично повишава киселинността на почвата и извлича азот от нея, така че дори след няколко години е трудно да отглеждате нещо на това място.

Всички екскременти съдържат хелминти и патогени на различни заболявания, които, след като попаднат в подземните води, могат да проникнат във водоснабдяването или кладенеца, което ще представлява заплаха за животните и хората.

Следователно възможността за рециклиране на опасни отпадъци в сравнително безопасна утайка и промишлена вода може да се отдаде на много големи косвени приходи.

Непреките разходи включватконсумация на газ за генериране на електричество и загряване на охлаждащата течност. В допълнение, рентабилността се влияе от възможността за продажба на отпадъци от преработка, тоест изсушена или мокра утайка (утайка) и пречистена технологична вода, наситена с различни микроелементи.

Много зависи от размера на капиталовите инвестиции, защото можете да закупите цялото оборудване от известна компания и на доста висока цена, или можете да направите част от него сами.

Също толкова важно е ниво на автоматизация, тъй като колкото е по-висока, толкова по-малко работници са необходими, което означава, че има по-малко разходи за заплати и плащане на данъци за тях.

При правилен избороборудване и компетентна организация на целия процес на получаване на биогаз изплаща се след няколко годинидори без продажбата на пречистен биогаз.

След всичко доходите могат да бъдат:

• значително намаляване на разходите, свързани с изхвърлянето на екскременти;
• повишаване на плодородието на земята чрез торене с техническа вода и утайки;
• намаляване на разходите за закупуване на енергия;
• намаляване на разходите за закупуване на торове.

Мерки за сигурност

Производството на биогаз е много опасен процес, защото трябва да работите с токсични и експлозивни материали. Ето защо трябва да се вземат повишени мерки за безопасност на всички етапи - от разработването на проект за оборудване до транспортирането на пречистения газ до крайните потребители и изхвърлянето на отпадъците.

Поради тази причина по-добре е да поверите разработването на проект за биореактор и неговото производство на професионалисти. Ако трябва да го направите сами, тогава е препоръчително да вземете масово произвежданите устройства като основа и внимателно да проверите тяхното запечатване.

Дори малка празнина или пукнатина в реактор или газов резервоар ще доведе до изтичане на въздух и ще създаде голяма вероятност от образуване на експлозивна смес от метан и кислород.

Освен това, поетият кислород ще повлияе негативно на активността на метаногените, поради което дневното производство на метан ще намалее, а при достатъчно количество кислород то ще спре напълно. Изтичането на метан или необработен газ в помещението ще създаде опасност от отравяне и висок риск от експлозия.

Организацията и техническото изпълнение на целия процес трябва да отговарят изцяло на тези документи.:

Плюсове и минуси в сравнение с други горива

За да сравнявате различни видове гориво един с друг и дори повече различни видовеенергии, е необходимо да се определи кои параметри да се сравняват. В същото време е некоректно да се сравняват разходите, защото нормалната цена на биогаза ще стане само след период на изплащане.

Също така е неправилно да се сравнява по калоричност, тъй като горивото с по-ниска калоричност не винаги е по-лошо от по-висококалоричното.

Например дървата за огрев имат по-ниска калоричност от дизеловото гориво, но в много случаи са повече подходящ изгледгориво.

Ето защо По такива параметри можете да сравнявате различни видове гориво и енергия, как:

1. Подходящ за използване в автомобили, електрогенератори и отоплителни системи (в точки, 1 точка - подходящ за всички, 2 точки - за някои, 3 точки - за всяка една).
2. Необходимостта от създаване на специални условия за съхранение (1 точка - възможно е при всякакви условия, 2 точки - необходими са специални контейнери, 3 точки - в допълнение към специални контейнери е необходимо допълнително оборудване, 4 точки - съхранението е невъзможно).
3. Сложността на преобразуването на оборудването в друго гориво или енергия (1 точка - минимални промени, които дори човек без опит може да направи; 2 - промени, които са достъпни за повече или по-малко запознат любител и не изискват високо специализирано оборудване, 3 точки - необходима е голяма промяна).
4. Отрицателно въздействие върху околната среда (в точки, 1 - най-малко, 2 точки - средно, 3 точки - максимално);
5. Възобновяемо ли е горивото или енергията (в точки, 1 точка - напълно (например вятър или слънчева светлина); 2 точки - условно, т.е. при определени условия или след някакво действие, 3 точки - не).
6. Зависи ли от терена, сезона и времето (в точки, 1 точка - не, 2 точки - частично, 3 точки - зависи от всичко).

Име на горивото или енергията	Параметри за сравнение
	Възможности за използване	Съхранение	Оборудване	Въздействие върху околната среда	Възобновяемост	Зависимост от външни фактори
Пречистен биогаз (съдържание на метан 95-99%)	1	3	1–2	1	1	1
Пропан	1	2–3	1–2	2	3	1
Бензин	1	2	2	3	3	1
мазут	3	2	3	3	3	1
дизелово гориво	2	2	3	3	3	1
Дърва за горене	3	1	3	2	1	2
Въглища	3	1	3	2	3	2
Електричество	1	4	3	1	2	1
Вятърна енергия	2	4	3	1–2	1	3
Енергия на слънцето	2	4	3	1	1	3
Енергия на движението на водата (реки)	2	4	3	1–2	1	3

Получаване на разрешение

Въпреки факта, че торът принадлежи към третия клас на опасност, т.е. умерено опасни отпадъци, за обезвреждане трябва да получите лиценз.

Но това се отнася само за случаите, когато ще се продава биогаз или електричество, получено от него.

Освен това е необходимо лицензиране, ако биореакторът работи със закупени суровини. Ако полученият биогаз ще се използва само за нуждите на този, който го произвежда, тогава няма нужда от получаване на лиценз.

Освен това е необходимо получаване на разрешение за строеж, както и съгласуване на проекта сследните отдели:

• Ростехнадзор;
• Противопожарна инспекция;
• Газов сервиз.

Понякога собствениците на малки и не много малки ферми пренебрегват одобренията и разрешителните, защото строят всичко на собствена земя и не продават преработени продукти на никого.

Такава позиция е изпълнена със сериозна глоба, защото био газови инсталацииса класифицирани като опасни производства, така че те трябва да бъдат вписани в държавния регистъропасни производствени съоръжения на Ростехнадзор.

Освен това такива обекти застраховка в случай на злополука, като преди пускането им трябва да бъдат проверени от специалисти от съответните отдели.

Собствениците на малки домашни инсталации обаче пренебрегват регистрацията, тъй като цената на разрешителните отрича всички предимства на този метод за обезвреждане на тор.

Те обаче правят това на свой собствен риск и риск, тъй като в случай на извънредна ситуация те не само ще трябва да плащат глоби за липсата на информация в регистъра, но и да носят отговорност за всички последствия.

Форуми

Подготвили сме се списък с интернет форуми, където потребителите обсъждат различни въпроси, свързани с производството на биогаз от оборски тор и оборудването, необходимо за това:

Подобни видеа

Видеото показва всички етапи от процеса на преработка на оборски тор в биогаз:

Заключение

Биогазът е продукт от оборски тор и преработка на тор, както и добра алтернатива на други горива. Въпреки необходимостта от сериозни капиталовложения, както и издаването на множество разрешителни и одобрения, производството му ще даде възможност за полезно обезвреждане на животински и птичи отпадъци.

Във връзка с

Една от задачите за решаване в селско стопанство- обезвреждане на оборски тор и растителни отпадъци. И е хубава сериозен проблемкоето изисква постоянно внимание. Рециклирането отнема не само време и усилия, но и прилична сума. Днес има поне един начин, който позволява това главоболиепревърнете го в елемент на дохода: преработка на оборски тор в биогаз. Технологията се базира на естествен процесразграждане на тор и растителни остатъци поради съдържащите се в тях бактерии. Цялата задача е да се създадат специални условия за най-пълно разлагане. Тези условия са липсата на достъп на кислород и оптималната температура (40-50 o C).

Всеки знае как най-често се изхвърля оборският тор: натрупва се, след което след ферментация се изнася на полето. В този случай полученият газ се освобождава в атмосферата и 40% от азота, съдържащ се в първоначалното вещество, и по-голямата част от фосфора също летят там. Полученият тор далеч не е идеален.

За получаването на биогаз е необходимо процесът на разграждане на тора да протича без достъп на кислород, в затворен обем. В този случай и азотът, и фосфорът остават в остатъчния продукт, а газът се натрупва в горната част на резервоара, откъдето може лесно да се изпомпва. Получават се два източника на печалба: директно газ и ефективен тор. Освен това, тор най-високо качествои 99% безопасен: повечето патогени и яйца на хелминти умират, семената на плевелите, съдържащи се в оборския тор, губят своята кълняемост. Има дори линии за опаковане на този остатък.

Втората предпоставка за процеса на преработка на оборския тор в биогаз е поддържането на оптимална температура. Бактерии, присъстващи в биомасата ниски температуринеактивен. Те започват да действат при температура на околната среда от +30 o C. Освен това в оборския тор се съдържат два вида бактерии:

Най-ефективни са топлолюбивите инсталации с температури от +43 o C до +52 o C: в тях оборският тор се обработва за 3 дни, от 1 литър полезна площ на биореактора се получават до 4,5 литра биогаз (това е максималната производителност) . Но поддържането на температура от +50 o C изисква значителни разходи за енергия, което не е изгодно във всеки климат. Поради това по-често инсталациите за биогаз работят при мезофилни температури. В този случай времето за обработка може да бъде 12-30 дни, добивът е приблизително 2 литра биогаз на 1 литър обем на биореактора.

Съставът на газа варира в зависимост от суровините и условията на обработка, но приблизително е както следва: метан - 50-70%, въглероден диоксид - 30-50%, а също така съдържа голям бройсероводород (по-малко от 1%) и много малко количество амоняк, водородни и азотни съединения. В зависимост от дизайна на инсталацията биогазът може да съдържа значително количество водна пара, което ще изисква дехидратация (в противен случай просто няма да изгори). Как изглежда индустриалната инсталация е показано във видеото.

Може да се каже цял газов завод. Но за частен двор или малка ферма такива обеми са безполезни. Най-простата инсталация за биогаз е лесна за правене със собствените си ръце. Но въпросът е: „Къде да изпратим биогаз след това?“ Калоричността на получения газ е от 5340 kcal / m3 до 6230 kcal / m3 (6,21 - 7,24 kWh / m3). Следователно може да се подава към газов котел за производство на топлина (отопление и топла вода), или към централа за производство на електричество, газова печка и др. Ето как Владимир Рашин, проектант на инсталация за биогаз, използва тор от своята ферма за пъдпъдъци.

Оказва се, че като имате поне малко или по-малко прилично количество добитък и птици, можете напълно да задоволите нуждите на вашето домакинство от топлина, газ и електричество. И ако инсталирате газови инсталации на автомобили, тогава гориво за автопарка. Като се има предвид, че делът на енергията в производствените разходи е 70-80%, можете да спестите само от биореактор и след това да спечелите много пари. По-долу е екранна снимка на икономическото изчисление на рентабилността на инсталация за биогаз за малка ферма (към септември 2014 г.). Не можете да наречете икономиката малка, но определено не е и голяма. Извиняваме се за терминологията - това е стилът на автора.

Това е приблизителна разбивка на необходимите разходи и възможните приходи.

Схеми на самостоятелно направени инсталации за биогаз

Най-простата схема на инсталация за биогаз е запечатан контейнер - биореактор, в който се излива приготвената суспензия. Съответно има люк за товарене на тор и люк за разтоварване на преработени суровини.

Най-простата схема на инсталация за биогаз без "звънци и свирки"

Контейнерът не е напълно пълен със субстрата: 10-15% от обема трябва да остане свободен за събиране на газ. В капака на резервоара е вградена газова тръба. Тъй като полученият газ съдържа доста голямо количество водна пара, той няма да изгори в тази форма. Поради това е необходимо да се прекара през воден затвор за дренаж. В това просто устройство по-голямата част от водната пара ще кондензира, а газът вече ще изгори добре. След това е желателно газът да се пречисти от незапалим сероводород и едва след това може да се подаде в газдържача - контейнер за събиране на газ. И оттам вече е възможно да се размножава на потребителите: да се захранва с котел или газова печка. Как да направите филтри за инсталация за биогаз със собствените си ръце, вижте видеото.

На повърхността са разположени големи промишлени съоръжения. И това по принцип е разбираемо - обемът на земната работа е твърде голям. Но в малките ферми бункерната купа е заровена в земята. Това, първо, ви позволява да намалите разходите за поддържане на необходимата температура, и второ, в частен двор вече има достатъчно устройства.

Контейнерът може да се вземе готов или да се направи от тухли, бетон и др. в изкопана яма. Но в този случай ще трябва да се погрижите за въздухонепроницаемостта и запушването: процесът е анаеробен - без достъп на въздух, следователно е необходимо да се създаде слой, непропусклив за кислород. Конструкцията се оказва многопластова и производството на такъв бункер е дълъг и скъп процес. Следователно е по-евтино и по-лесно да заровите готовия контейнер. Преди това непременно бяха метални варели, често от неръждаема стомана. Днес, с появата на PVC контейнери на пазара, можете да ги използвате. Те са химически неутрални, имат ниска топлопроводимост, дълъг експлоатационен живот и са няколко пъти по-евтини от неръждаемата стомана.

Но описаната по-горе инсталация за биогаз ще има ниска производителност. За активиране на процеса на обработка е необходимо активно смесване на масата в бункера. В противен случай на повърхността или в дебелината на субстрата се образува кора, която забавя процеса на разлагане и на изхода се получава по-малко газ. Смесването се извършва по всеки наличен начин. Например, както е показано във видеото. В този случай може да се направи всяко задвижване.

Има и друг начин за смесване на слоевете, но немеханичен - барбитиране: полученият газ под налягане се подава в долната част на резервоара за тор. Издигайки се нагоре, газовите мехурчета ще разрушат кората. Тъй като се доставя същия биогаз, няма да има промени в условията на преработка. Освен това този газ не може да се счита за разход - пак ще попадне в резервоара за газ.

Както бе споменато по-горе, за добра работа са необходими високи температури. За да не харчите твърде много пари за поддържане на тази температура, е необходимо да се погрижите за изолацията. Какъв тип топлоизолатор да изберете, разбира се, е ваш бизнес, но днес най-оптималният е пенополистиролът. Не се страхува от вода, не се влияе от гъбички и гризачи, има дълъг експлоатационен живот и отлична топлоизолация.

Формата на биореактора може да бъде различна, но най-често срещаната е цилиндричната. Не е идеален по отношение на сложността на смесването на субстрата, но се използва по-често, защото хората са натрупали много опит в изграждането на такива контейнери. И ако такъв цилиндър е разделен с преграда, тогава те могат да се използват като два отделни резервоара, в които процесът се измества във времето. В същото време в преградата може да се вгради нагревателен елемент, като по този начин се решава проблемът с поддържането на температурата в две камери наведнъж.

В най-простата версия домашните инсталации за биогаз представляват правоъгълна яма, чиито стени са направени от бетон и са обработени със слой от фибростъкло и полиестерна смола за плътност. Този контейнер се предлага с капак. Той е изключително неудобен при работа: трудно е да се извърши нагряване, смесване и отстраняване на ферментиралата маса, невъзможно е да се постигне пълна обработка и висока ефективност.

Ситуацията е малко по-добра при изкопни инсталации за преработка на тор за биогаз. Имат скосени ръбове, което улеснява зареждането на пресен тор. Ако направите дъното наклонено, тогава ферментиралата маса ще се движи от гравитацията в една посока и ще бъде по-лесно да я изберете. При такива инсталации е необходимо да се осигури топлоизолация не само на стените, но и на капаците. Такава инсталация за биогаз със собствените си ръце е лесна за изпълнение. Но не може да се постигне пълна обработка и максимално количество газ в него. Дори при нагряване.

Основните технически въпроси бяха разгледани и вече знаете няколко начина за изграждане на инсталация за биогаз от оборски тор. Останали технологични нюанси.

Какво може да се рециклира и как да постигнем добри резултати

В оборския тор на всяко животно има организми, необходими за неговата преработка. Установено е, че повече от хиляда различни микроорганизми участват в процеса на храносмилане и образуването на газове. Най-важна роля играят метанообразувателите. Смята се също, че всички тези микроорганизми се намират в оптимални пропорции в говеждия тор. Във всеки случай при преработката на този вид отпадъци в комбинация с растителна маса се отделя най-голямо количество биогаз. Таблицата показва осреднени данни за най-често срещаните видове селскостопански отпадъци. Моля, обърнете внимание, че това количество газ може да се получи при идеални условия.

За добра производителност е необходимо да се поддържа определена влажност на субстрата: 85-90%. Но трябва да се използва вода, която не съдържа чужди вещества. химически вещества. Разтворители, антибиотици, почистващи препарати и др. влияят негативно на процесите. Освен това, за нормалното протичане на процеса, кашата не трябва да съдържа големи фрагменти. Максималният размер на фрагментите: 1 * 2 см, по-малките са по-добри. Ето защо, ако планирате да добавите билкови съставки, тогава трябва да ги смилате.

Важно е за нормалната обработка в субстрата да се поддържа оптимално ниво на pH: в рамките на 6,7-7,6. Обикновено средата има нормална киселинност и само понякога киселиннообразуващите бактерии се развиват по-бързо от метанообразуващите. Тогава средата става кисела, производството на газ намалява. За да се постигне оптимална стойност, към субстрата се добавя обикновена вар или сода.

Сега малко за времето, необходимо за обработка на тор. По принцип времето зависи от създадените условия, но първият газ може да започне да тече още на третия ден след началото на ферментацията. Най-активното газообразуване се получава при разлагането на оборския тор с 30-33%. За да можете да се ориентирате във времето, нека кажем, че след две седмици субстратът се разлага с 20-25%. Тоест оптималната обработка трябва да продължи един месец. В този случай торът е с най-високо качество.

Изчисляване на обема на бункера за обработка

За малки ферми оптималната настройка е постоянно действие - това е, когато пресният тор се доставя на малки порции дневно и се отстранява на същите порции. За да не се нарушава процесът, делът на дневното натоварване не трябва да надвишава 5% от преработения обем.

Домашните инсталации за преработка на оборски тор в биогаз не са върхът на съвършенството, но са доста ефективни

Въз основа на това можете лесно да определите необходимия обем на резервоара за домашна инсталация за биогаз. Трябва да умножите дневния обем оборски тор от вашата ферма (вече разреден със съдържание на влага 85-90%) по 20 (това е за мезофилни температури, за термофилни температури ще трябва да умножите по 30). Към получената цифра трябва да се добавят още 15-20% - свободно пространство за събиране на биогаз под купола. Знаете основния параметър. Всички допълнителни разходи и параметри на системата зависят от това коя схема на инсталацията за биогаз е избрана за изпълнение и как ще направите всичко. Напълно възможно е да се справите с импровизирани материали или можете да поръчате инсталация до ключ. Фабричните разработки ще струват от 1,5 милиона евро, инсталациите от Kulibins ще бъдат по-евтини.

Юридическа регистрация

Инсталацията ще трябва да бъде съгласувана със SES, газовата инспекция и пожарникарите. Ще имаш нужда:

• Технологична схема на инсталацията.
• План за разположение на оборудването и компонентите с позоваване на самата инсталация, мястото на монтаж на термичния блок, местоположението на тръбопроводите и електропроводите и свързването на помпата. Гръмоотводът и пътищата за достъп трябва да бъдат отбелязани на диаграмата.
• Ако устройството трябва да бъде разположено на закрито, ще е необходим и план за вентилация, който да осигури най-малко осем обмена на целия въздух в помещението.

Както виждате, тук бюрокрацията е незаменима.

И накрая, малко за изпълнението на инсталацията. Средно една инсталация за биогаз произвежда обем газ на ден, който е два пъти по-голям от полезния обем на резервоара. Тоест 40 m 3 тор ще дадат 80 m 3 газ на ден. Приблизително 30% ще бъдат изразходвани за осигуряване на самия процес (основният разход е отоплението). Тези. на изхода ще получите 56 m 3 биогаз на ден. За покриване на нуждите на тричленно семейство и за отопление на средно голяма къща според статистиката са необходими 10 m 3. В нетния баланс имате 46 m 3 на ден. И това е с малка инсталация.

Резултати

Инвестирайки малко пари в изграждането на инсталация за биогаз (направи си сам или до ключ), вие не само ще осигурите собствените си нужди и нужди от топлина и газ, но и ще можете да продавате газ, както и високи -качествени торове, получени от преработка.

Хубав ден на всички! Тази публикация продължава темата за вашата алтернативна енергия. В нея ще ви разкажа за биогаза и използването му за отопление и готвене на дома. Тази тема е от най-голям интерес за фермерите, които имат достъп до различни суровини за получаване на този вид гориво. Нека първо разберем какво е биогаз и откъде идва.

Откъде идва биогазът и от какво се състои?

Биогазът е горим газ, който възниква като продукт на жизнената дейност на микроорганизмите в хранителна среда. Тази хранителна среда може да бъде оборски тор или силаж, който се поставя в специален бункер. В този бункер, който се нарича реактор, се образува биогаз. Вътре в реактора ще бъдат подредени както следва:

За да се ускори процесът на ферментация на биомасата, е необходимо да се загрее. За това може да се използва нагревателен елемент или топлообменник, свързан към всеки отоплителен котел. Не трябва да забравяме и добрата топлоизолация, за да избегнем ненужните разходи за енергия за отопление. В допълнение към нагряването, ферментиращата маса трябва да се смеси. Без това ефективността на инсталацията може да бъде значително намалена. Разбъркването може да бъде ръчно или механично. Всичко зависи от бюджета или наличните технически средства. Най-важното в един реактор е обемът! Един малък реактор просто физически не е в състояние да произведе голямо количество газ.

Химическият състав на газа е силно зависим от това какви процеси протичат в реактора. Най-често там протича процесът на метанова ферментация, в резултат на което се образува газ с висок процент метан. Но вместо метанова ферментация може да възникне процес с образуване на водород. Но според мен водородът не е необходим за обикновен потребител и може би дори е опасен. Спомнете си поне смъртта на дирижабъла Хинденбург. Сега нека да разберем от какво може да се получи биогаз.

Откъде можете да получите биогаз?

Газ може да се получи от различни видовебиомаса. Нека ги изброим като списък:

• Отпадъци от производството на храни – това могат да бъдат отпадъци от клане на добитък или производство на млечни продукти. Подходящи отпадъци от производството на слънчогледово или памучно масло. Това е далеч от пълен списък, но достатъчно, за да предадем същината. Този вид суровина дава най-високо съдържание на метан в газ (до 85%).
• Култури – в някои случаи се отглеждат специални видове растения за производство на газ. Например силажна царевица или морски водорасли са подходящи за това. Процентът на метан в газа се поддържа около 70%.
• Оборски тор – използва се най-често в големите животновъдни комплекси. Процентът на метан в газа, когато се използва оборски тор като суровина, обикновено не надвишава 60%, а останалото ще бъде въглероден диоксид и доста малко сероводород и амоняк.

Блокова схема на инсталация за биогаз.

За да разберем най-добре как работи инсталацията за биогаз, нека разгледаме следната фигура:

Устройството на биореактора беше обсъдено по-горе, така че няма да говорим за него. Помислете за други компоненти на инсталацията:

• Приемникът за отпадъци е вид контейнер, в който влизат суровините на първия етап. В него суровините могат да се смесват с вода и да се натрошат.
• Помпата (след приемника за отпадъци) е фекална помпа, с помощта на която биомасата се изпомпва в реактора.
• Котел - отоплителен котел, използващ всякакво гориво, предназначен да загрява биомасата вътре в реактора.
• Помпата (до котела) е циркулационната.
• "Торове" - контейнер, в който влиза ферментирала утайка. Той, както става ясно от контекста, може да се използва като тор.
• Филтърът е устройство, в което биогазът се довежда до кондиция. Филтърът отстранява излишните примеси от газове и влага.
• Компресор - компресира газа.
• Газовото съхранение е запечатан резервоар, в който готовият за употреба газ може да се съхранява произволно дълго време.

Биогаз за частна къща.

Много собственици на малки ферми мислят за използването на биогаз за битови нужди. Но след като разбраха по-подробно как работи всичко, мнозинството изоставят тази идея. Това се дължи на факта, че оборудването за обработка на тор или силаж струва много пари, а добивът на газ (в зависимост от суровината) може да се окаже малък. Това от своя страна прави инсталирането на оборудване нерентабилно. Обикновено за частни къщи на фермери се инсталират примитивни инсталации, които работят върху оборски тор. Те най-често са в състояние да осигурят газ само в кухнята и стенен газов котел с ниска мощност. В същото време на технологичен процесще трябва да изразходвате много енергия - за отопление, изпомпване, работа на компресора. Скъпите филтри също не могат да бъдат изключени от изгледа.

Като цяло моралът тук е следният - колкото по-голяма е самата инсталация, толкова по-рентабилна е нейната работа. А за домашни условия това почти винаги е невъзможно. Но това не означава, че никой не прави домашни инсталации. Предлагам ви да гледате следното видео, за да видите как изглежда от импровизирани материали:

Резюме.

Биогазът е чудесен начин за рециклиране на органични отпадъци по полезен начин. Резултатът е гориво и полезен тор под формата на ферментирала утайка. Тази технология работи толкова по-ефективно, колкото повече суровини се обработват. Съвременни технологиипозволяват сериозно да се увеличи производството на газ чрез използването на специални катализатори и микроорганизми. Основният недостатък на всичко това е високата цена на един кубичен метър. Често ще бъде много по-евтино за обикновените хора да купуват газ в бутилки, отколкото да построят завод за третиране на отпадъци. Но, разбира се, има изключения от всички правила, така че преди да решите да преминете към биогаз, трябва да изчислите цената на кубичен метър и периода на изплащане. Това е всичко за сега, пишете въпроси в коментарите

Газът се използва широко както в промишлеността, включително химическата (например суровини за производство на пластмаси), така и в ежедневието. В битови условия газът се използва за отопление на жилищни частни и жилищни сгради, готвене, отопление на вода, като гориво за автомобили и др.

IN екологичногазът е едно от най-чистите горива. В сравнение с други видове гориво, най-малкото количество емисии на вредни вещества.

Но ако говорим за газ, тогава автоматично имаме предвид природен газ, извлечен от недрата на земята.

Един ден попаднах на статия във вестник, в която се разказваше как един дядо сглобил несложна инсталация и получава газ от тор. Тази тема много ме заинтересува. И бих искал да говоря за тази алтернатива на природния газ – това е биогазът. Намирам тази тема за доста интересна и полезна обикновените хораи най-вече фермерите.

Във фермата на всяка селска ферма можете да използвате не само енергията на вятъра, слънцето, но и биогаза.

Биогаз- газообразно гориво, продукт на анаеробно микробиологично разграждане на органични вещества. Технологията за производство на газ е екологично чист, безотпаден метод за преработка, рециклиране и дезинфекция на различни органични отпадъци от растителен и животински произход.

Суровината за производство на биогаз е обикновен оборски тор, листа, трева, като цяло всякакви органични отпадъци: върхове, хранителни отпадъци, паднали листа.

Полученият газ - метан - е резултат от жизнената дейност на метановите бактерии. От метан - наричан още блатен или каминен газ, 90-98% се състои от природен газ, който се използва в ежедневието.

Газовата инсталация е много лесна за производство. Имаме нужда от основния контейнер, можете да го заварите сами или да използвате някакъв вид готов, може да бъде всичко. Отстрани на резервоара трябва да инсталирате топлоизолация, за да използвате инсталацията през студения сезон. Отгоре правим няколко люка. От един от тях прикрепяме тръби за изпускане на газ. За интензивен процес на ферментация и отделяне на газ сместа трябва периодично да се разбърква. Следователно трябва да инсталирате смесително устройство. Освен това газът трябва да се събира и съхранява или използва по предназначение. За събиране на газ можете да използвате обикновена автомобилна камера и след това, ако има компресор, да го компресирате и изпомпвате в цилиндри.

Принципът на работа е доста прост: торът се зарежда през един люк. Вътре тази биомаса се разлага от специални метанови бактерии. За да се направи процесът по-интензивен, съдържанието трябва да се смеси и за предпочитане да се нагрее. За отопление можете да инсталирате тръби, вътре в които трябва да циркулира топла вода. Метанът, отделен в резултат на жизнената дейност на бактериите, през тръбите постъпва в камерите на автомобила и когато се натрупа достатъчно количество от него, ние го компресираме с помощта на компресор и го изпомпваме в цилиндри.

IN топло времеили при използване на изкуствено отопление, инсталацията може да произведе доста голямо количество газ, около 8 m 3 /ден.

Възможно е също така да се получи газ от битови отпадъци от сметища, но химикалите, използвани в ежедневието, са проблем.

Метановите бактерии се намират в червата на животните и следователно в оборския тор. Но за да започнат да работят, е необходимо да се ограничи взаимодействието им с кислорода, тъй като той потиска жизнената им активност. Ето защо е необходимо да се създадат специални инсталации, така че бактериите да не влизат в контакт с въздуха.

В получения биогаз концентрацията на метан е малко по-ниска, отколкото в природния газ, следователно, когато се изгори, той ще произведе малко по-малко топлина. При изгаряне на 1 m 3 природен газ се отделят 7-7,5 Gcal, докато при биогаз - 6-6,5 Gcal.

Този газ е подходящ както за отопление (все още имаме Главна информацияза отопление) и за използване в битови печки. Цената на биогаза е ниска, а в някои случаи е практически нулева, ако всичко е направено от импровизирани материали и държите например крава.

Отпадъкът от производството на газ е биохумус - органичен тор, в който в процеса на гниене без достъп на кислород всичко от семената на плевелите изгнива и остават само полезни микроелементи, необходими за растенията.

В чужбина дори има методи за създаване на изкуствени газови находища. Изглежда така. Тъй като голяма част от изхвърлените битови отпадъци са органични вещества, които могат да гният и да произвеждат биогаз. За да може газът да започне да се откроява, е необходимо да се лиши органичната материя от взаимодействие с въздуха. Поради това отпадъците се навиват на слоеве, а горният слой е направен от газонепроницаем материал, като глина. След това се пробиват кладенци и се добива газ като от природни находища. И в същото време се решават няколко проблема, това са изхвърлянето на отпадъци и производството на енергия.

При какви условия се произвежда биогаз?

Условия за получаване и енергийна стойност на биогаза

За да се сглоби малка инсталация, е необходимо да се знае от какви суровини и по каква технология може да се получи биогаз.

Газът се получава в процеса на разлагане (ферментация) на органични вещества без достъп на въздух (анаеробен процес): изпражнения от домашни любимци, слама, върхове, паднали листа и други органични отпадъци, генерирани в индивидуалното домакинство. От това следва, че биогаз може да се получи от всякакви битови отпадъци, които могат да се разлагат и ферментират в течно или мокро състояние.

Процесът на разлагане (ферментация) протича в две фази:

1. Разграждане на биомаса (хидратация);
2. Газификация (отделяне на биогаз).

Тези процеси протичат във ферментатор (анаеробна инсталация за биогаз).

Утайката, получена след разграждане в инсталации за биогаз, повишава плодородието на почвата и добивът се увеличава с 10-50%. Така се получава ценен тор.

Биогазът се състои от смес от газове:

• метан-55-75%;
• въглероден диоксид-23-33%;
• сероводород-7%.

Метановата ферментация е сложен процес на органична ферментация - бактериален процес. Основното условие за протичането на този процес е наличието на топлина.

В процеса на разграждане на биомасата се генерира топлина, която е достатъчна за протичане на процеса, за да се запази тази топлина, ферментаторът трябва да бъде топлоизолиран. С намаляване на температурата във ферментатора, интензивността на отделянето на газ намалява, тъй като микробиологичните процеси в органичната маса се забавят. Следователно надеждната топлоизолация на инсталация за биогаз (биоферментатор) е една от най- важни условиянейната нормална работа. При зареждане на тор във ферментатора, той трябва да се смеси с гореща вода с температура 35-40 ° C. Това ще помогне да се осигури необходимия режим на неговата работа.

При презареждане загубите на топлина трябва да бъдат сведени до минимум Инженерна помощ за биогаз

За по-добро загряване на ферментатора можете да използвате "парниковия ефект". За да направите това, дървена или лека метална рамка е монтирана над купола и покрита с пластмасова обвивка. Най-добри резултати се постигат при температура на ферментиралия материал 30-32°C и влажност 90-95%. В районите на средната и северната ивица част от произведения газ трябва да се изразходва през студените периоди на годината за допълнително загряване на ферментиралата маса, което усложнява проектирането на инсталации за биогаз.

Инсталациите са лесни за изграждане в индивидуални ферми под формата на специални ферментатори за ферментация на биомаса. Основната органична суровина за зареждане във ферментатора е оборският тор.

При първото зареждане на говежди тор процесът на ферментация трябва да бъде най-малко 20 дни, свински тор най-малко 30 дни. Можете да получите повече газ, когато зареждате смес от различни компоненти в сравнение с зареждането, например, на говежди тор.

Например, смес от говежди тор и птичи тор по време на преработката произвежда до 70% от метана в биогаза.

След като процесът на ферментация се стабилизира, е необходимо да се зареждат суровини всеки ден не повече от 10% от количеството маса, преработена във ферментатора.

По време на ферментацията, в допълнение към производството на газ, се извършва дезинфекция на органични вещества. Органичните отпадъци се отърват от патогенната микрофлора, дезодорират неприятните миризми.

Получената утайка трябва периодично да се разтоварва от ферментатора, използва се като тор.

Когато инсталацията за биогаз се напълни за първи път, изходящият газ не изгаря, това се случва, защото първият получен газ съдържа голямо количество въглероден диоксид, около 60%. Затова трябва да се изпусне в атмосферата и след 1-3 дни работата на инсталацията за биогаз ще се стабилизира.

Таблица № 1 - количеството газ, получено на ден по време на ферментацията на екскрементите на едно животно

По отношение на количеството освободена енергия, 1 m 3 биогаз е еквивалентен на:

• 1,5 кг въглища;
• 0,6 кг керосин;
• 2 kWh електроенергия;
• 3,5 кг дърва за огрев;
• 12 кг торови брикети.

Изграждане на малки инсталации за биогаз

Фигура 1 - Схема на най-простата инсталация за биогаз с пирамидален купол: 1 - яма за тор; 2 - жлеб - водно уплътнение; 3 - звънец за събиране на газ; 4, 5 - разклонителна тръба за отстраняване на газ; 6 - манометър.

Съгласно фигура 1, яма 1 и купол 3 са оборудвани с размери.Ямата е облицована със стоманобетонни плочи с дебелина 10 cm, които са измазани с циментова замазка и покрити със смола за плътност. От покривно желязо е заварена камбана с височина 3 м, в горната част на която ще се натрупва биогаз. За да се предпази от корозия, камбаната периодично се боядисва с два слоя блажна боя. Още по-добре е камбаната да се покрие предварително отвътре с червено олово. В горната част на камбаната е монтиран фитинг 4 за отстраняване на биогаз и манометър 5 за измерване на налягането му. Изходната тръба за газ 6 може да бъде направена от гумен маркуч, пластмасова или метална тръба.

Около ямата - ферментаторът е подреден бетонен канал - воден затвор 2. пълен с вода, в който долната страна на камбаната е потопена с 0,5 m.

Фигура 2 - Устройство за отстраняване на кондензат: 1 - тръбопровод за отстраняване на газ; 2 - U-образна тръба за кондензат; 3 - кондензат.

Газът може да се подава например към печката чрез метални, пластмасови или гумени тръби. Така че през зимата, поради замръзване на кондензиращата вода, тръбите да не замръзват, се използва просто устройство, показано на фигура 2: U-образна тръба 2 е свързана към тръбопровод 1 в най-ниската точка. Височината на свободната му част трябва да е по-голяма от налягането на биогаза (в mm воден стълб). Кондензат 3 се оттича през свободния край на тръбата и няма да има изтичане на газ.

Фигура 3 - Схема на най-простата инсталация за биогаз с коничен купол: 1 - яма за тор; 2 - купол (камбана); 3 - удължена част на разклонителната тръба; 4 - тръба за отстраняване на газ; 5 - жлеб - водно уплътнение.

В инсталацията, показана на фигура 3, яма 1 с диаметър 4 mm и дълбочина 2 m е облицована отвътре с покривно желязо, чиито листове са плътно заварени. Вътрешната повърхност на заварения резервоар е покрита със смола за антикорозионна защита. От външната страна на горния ръб на бетонния резервоар е разположен пръстеновиден канал 5 с дълбочина до 1 m, който се пълни с вода. Той свободно монтира вертикалната част на купола 2, затваряйки резервоара. По този начин жлебът, пълен с вода, служи като воден затвор. Биогазът се събира в горната част на купола, откъдето се подава през изходната тръба 3 и по-нататък през тръбопровода 4 (или маркуча) до мястото на използване.

В кръгъл резервоар 1 се зареждат около 12 кубични метра органична маса (за предпочитане пресен оборски тор), която се напълва с течната торова фракция (урина) без добавяне на вода. Седмица след пълненето ферментаторът започва да работи. При тази инсталация капацитетът на ферментатора е 12 кубични метра, което дава възможност за изграждането му за 2-3 семейства, чиито къщи се намират в близост. Такава инсталация може да бъде изградена в задния двор, ако семейството отглежда например бикове или има няколко крави.

Фигура 4 - Схеми на опции за най-простите инсталации: 1 - доставка на органични отпадъци; 2 - контейнер за органични отпадъци; 3 - място за събиране на газ под купола; 4 - разклонителна тръба за отстраняване на газ; 5 - отстраняване на утайки; 6 - манометър; 7 - купол от полиетиленово фолио; 8 - водно уплътнение и; 9 - товар; 10 - изцяло залепена полиетиленова торба.

Структурни и технологични схеми на най-простите малогабаритни инсталации са показани на фигура 4. Стрелките показват технологичните движения на първоначалната органична маса, газ и утайка. Конструктивно куполът може да бъде твърд или изработен от полиетиленово фолио. Твърд купол може да бъде направен с дълга цилиндрична част за дълбоко потапяне в обработваната маса, плаваща (Фигура 4, г) или вкарана в хидравлично уплътнение (Фигура 4, д). , и. В най-новата версия, тежест 9 е поставена върху торбата от фолио, така че торбата да не се издува твърде много, а също и да образува достатъчно налягане под фолиото.

Газът, който се събира под купола или филма, се доставя през газопровод до мястото на използване. За да се избегне експлозия на газ, на изходящата тръба може да се монтира клапан, регулиран за определено налягане. Опасността от газова експлозия обаче е малко вероятна, тъй като при значително увеличаване на налягането на газа под купола, последният ще бъде повдигнат в хидравличното уплътнение до критична височина и ще се преобърне, освобождавайки газ.

Производството на биогаз може да бъде намалено поради факта, че се образува кора на повърхността на органичните суровини във ферментатора по време на неговата ферментация. За да не пречи на отделянето на газ, той се разбива чрез разбъркване на масата във ферментатора. Можете да бъркате не ръчно, а като закрепите метална вилица отдолу към купола. Куполът се издига в хидравлично уплътнение до определена височина, когато се натрупа газ и пада, когато се използва.

Поради систематичното движение на купола отгоре надолу, вилиците, свързани с купола, ще счупят кората.

Високата влажност и наличието на сероводород (до 0,5%) допринасят за повишена корозия на металните части на инсталациите за биогаз. Поради това състоянието на всички метални елементи на ферментатора се следи редовно и местата на повреда са внимателно защитени, най-добре с червено олово в един или два слоя, след което се боядисват на два слоя с блажна боя.

Фигура 5. Схема на инсталация за биогаз с отопление: 1 - ферментатор; 2 - дървен щит; 3 - гърловина за пълнене; 4 - метан резервоар; 5 - бъркалка; 6 - разклонителна тръба за вземане на проби от биогаз; 7 - топлоизолационен слой; 8 - решетка; 9 - изпускателен клапан за обработената маса; 10 - канал за подаване на въздух; 11 - вентилатор.

Инсталация за биогаз с подгряване на ферментиралата маса с топлина , освободен по време на разлагането на оборски тор, в аеробен ферментатор, е показано на фигура 5. Той включва метанетанк - цилиндричен метален контейнер с гърловина за пълнене 3. изпускателен клапан 9. механична бъркалка 5 и тръба за извличане на биогаз 6.

Ферментатор 1 може да бъде направен правоъгълен и 3 дървени материали. За разтоварване на обработения оборски тор стените на сока са направени подвижни. Подът на ферментатора е решетъчен, въздухът се издухва през технологичния канал 10 от вентилатора 11. Горната част на ферментатора е покрита с дървени щитове 2. За да се намалят топлинните загуби, стените и дъното са направени с топлоизолационен слой 7.

Настройката работи по следния начин. Предварително приготвен течен тор със съдържание на влага 88-92% се излива в метан резервоар 4 през головина 3, нивото на течността се определя от долната част на гърловината за пълнене. Аеробен ферментатор 1 през горната част на отвора се пълни с оборски тор или смес от оборски тор с насипен сух органичен пълнител (слама, дървени стърготини) със съдържание на влага 65-69%. При подаване на въздух през технологичния канал във ферментатора, органичната маса започва да се разлага и се отделя топлина. Достатъчно е да загреете съдържанието на метан резервоара. В резултат на това се отделя биогаз. Натрупва се в горната част на метанетанка. Чрез разклонителната тръба 6 се използва за битови нужди. В процеса на ферментация оборският тор в биореактора се смесва с бъркалка 5.

Такава инсталация ще се изплати за една година само поради изхвърлянето на отпадъци в лично домакинство. Приблизителните стойности за потреблението на биогаз са дадени в таблица 2.

Таблица № 2 - приблизителни стойности за потреблението на биогаз

Забележка: устройството може да работи във всяка климатична зона.

Фигура 6 - Схема на индивидуална инсталация за биогаз IBGU-1: 1 - гърловина за пълнене; 2 - .смесител; 3 - разклонителна тръба, за вземане на газови проби; 4 - топлоизолационен слой; 5 - разклонителна тръба с кран за разтоварване на обработваната маса; 6 - термометър.

Индивидуална инсталация за биогаз (IBGU-1) за семейство с 2 до 6 крави или 20-60 прасета или 100-300 домашни птици (Фигура 6). Съоръжението може да преработва от 100 до 300 кг оборски тор дневно и произвежда 100-300 кг екологично чисти органични торове и 3-12 м3 биогаз.