Biodujų gamykla. Prietaisas ir veikimo principas. Savarankiška biodujų gamyba Įrenginys biodujoms iš statinės gaminti

Privačių namų savininkai, esantys regionuose, kuriuose ribotos galimybės naudotis tradiciniu kuru, tikrai turėtų atkreipti dėmesį į modernias biodujų jėgaines. Tokie įrenginiai leidžia gauti biodujų iš įvairių organinių atliekų ir panaudoti asmeniniams poreikiams, įskaitant gyvenamųjų patalpų šildymą.

Dujų galima gauti iš beveik bet kokios biomasės – gyvulininkystės pramonės, maisto gamybos, žemės ūkio atliekų, žalumynų ir tt Tuo pačiu metu tokį įrenginį galite pastatyti savo rankomis.

Biodujų jėgainių veikimo mechanizmas

Biodujoms gaminti tinka tiek vienarūšės žaliavos, tiek įvairios biomasės mišiniai. Biodujų gamykla – tai tūrinė sandari konstrukcija, aprūpinta žaliavų tiekimo, biomasės šildymo, komponentų maišymo, susidariusių biodujų išleidimo į dujų kolektorių ir, žinoma, konstrukcijos apsaugos įrenginiais.

Reaktoryje, veikiant anaerobinėms bakterijoms, vyksta greitas biomasės irimas. Organinių žaliavų fermentacijos metu išsiskiria biodujos. Maždaug 70% tokių dujų sudėties sudaro metanas, likusią dalį sudaro anglies dioksidas.

Biodujos pasižymi puikiu kaloringumu, neturi ryškaus kvapo ar spalvos. Savo savybėmis biodujos praktiškai niekuo nenusileidžia tradicinėms gamtinėms dujoms.

Išsivysčiusiose šalyse biodujoms valyti nuo anglies dioksido naudojami papildomi įrenginiai. Jei norite, galite nusipirkti tą patį įrenginį ir gauti gryno biometano.

Biodujų gamyklos ant siloso. 1 siloso duobės. 2 Biomasės pakrovimo sistema. 3 reaktorius. 4 Pofermentacinis reaktorius. 5 Substratas. 6 Šildymo sistema. 7 Elektrinė. 8 Automatika ir valdymo sistema. 9 Dujotiekio sistema

Vidutiniškai viena karvė ar kitas gyvulys, sveriantis pusę tonos, per dieną gali pagaminti tiek mėšlo, kad pagamintų apie 1,5 m3 biodujų. Vienos vidutinės kiaulės paros mėšlą galima perdirbti į 0,2 m3 biodujų, o triušio ar vištienos – į 0,01-0,02 m3 kuro.

Palyginimui: 1 m3 biodujų iš mėšlo suteikia maždaug tiek pat šiluminės energijos, kiek 3,5 kg malkų, 1-2 kg anglių, 9-10 kW/h elektros energijos.

Paprasčiausias mišinio, skirto biodujoms gaminti, receptas apima šiuos komponentus:

• karvių mėšlas - apie 1500 kg;
• supuvusių lapų ar kitų organinių atliekų – 3500 kg;
• vanduo – 65-75% visos ankstesnių komponentų masės. Vanduo pirmiausia turi būti pašildytas iki maždaug 35 laipsnių.

Tokio biomasės kiekio pakaks biodujoms gaminti šešiems eksploatacijos mėnesiams su saikingu vartojimu. Vidutiniškai biodujos pradeda išsiskirti per 1,5-2 savaites po mišinio pakrovimo į įrenginį.

Dujos gali būti naudojamos namams ir įvairiems komerciniams bei buitiniams pastatams šildyti.

Tipiškos biodujų gamyklos projektavimas

Biodujų gamykla

Pagrindinės visos biodujų sistemos sudedamosios dalys yra:

• reaktorius;
• humuso tiekimo sistema;
• maišytuvai;
• biomasė;
• dujų laikiklis;
• separatorius;
• apsauginė dalis.

Buitinė instaliacija turės kiek supaprastintą dizainą, tačiau, norint visapusiškai suprasti, kviečiame perskaityti visų išvardintų elementų aprašymą.

Biodujų gamyklos

Reaktorius

Ši instaliacijos dalis dažniausiai surenkama iš nerūdijančio plieno arba betono. Išoriškai reaktorius atrodo kaip didelis sandarus konteineris, kurio viršuje yra kupolas, dažniausiai sferinės formos.

Šiuo metu populiariausi yra sulankstomos konstrukcijos reaktoriai, pagaminti naudojant novatoriškas technologijas. Tokį reaktorių galima lengvai surinkti savo rankomis su minimaliomis laiko investicijomis. Jei reikia, jį galima lengvai išardyti ir pervežti į kitą vietą.

Plienas patogus tuo, kad jame nesunkiai galima padaryti skylutes kitiems sistemos elementams sujungti. Betonas yra pranašesnis už plieną savo stiprumu ir ilgaamžiškumu.

Biomasės šėrimo sistema

Šią įrenginio dalį sudaro bunkeris atliekoms priimti, vandens tiekimo vamzdynas ir sraigtinis siurblys, skirtas humusui siųsti į reaktorių.

Priekinis krautuvas naudojamas sausam komponentui įkelti į bunkerį. Namuose su šia užduotimi galite susidoroti be krautuvo, naudodami įvairias improvizuotas priemones, pavyzdžiui, kastuvus.

Bunkeryje mišinys sudrėkinamas iki pusiau skystos būsenos. Pasiekęs norimą drėgmės lygį, sraigtas pusiau skystą masę perkelia į apatinį reaktoriaus skyrių.

Maišytuvai

Humuso fermentacija reaktoriuje turi vykti tolygiai. Tai viena iš svarbiausių sąlygų, užtikrinančių intensyvų biodujų išsiskyrimą iš mišinio. Norint pasiekti vienodesnį mišinio fermentacijos procesą, tipiškos biodujų gamyklos konstrukcijoje yra maišytuvai su elektra.

Yra panardinamieji ir pasvirieji maišytuvai. Povandeniniai mechanizmai gali būti nuleisti į biomasę iki reikiamo gylio, kad būtų užtikrintas intensyvus ir tolygus substrato maišymasis. Paprastai tokie maišytuvai dedami ant stiebo.

Pasvirusių maišytuvų montavimas atliekamas ant reaktoriaus šoninių paviršių. Elektros variklis yra atsakingas už sraigto sukimąsi fermentatoriuje.

Automatizuota šildymo sistema

Norint sėkmingai gaminti biodujas, sistemos viduje turi būti palaikoma +35-+40 laipsnių temperatūra. Šiuo tikslu į projektą įtrauktos automatizuotos šildymo sistemos.

Šilumos šaltinis šiuo atveju yra karšto vandens katilas, kai kuriais atvejais naudojami elektriniai šildymo įrenginiai.

Dujų laikiklis

Dujų laikiklis

Šiame konstrukciniame elemente surenkamos biodujos. Dažniausiai dujų laikiklis dedamas ant reaktoriaus stogo.

Šiuolaikinių dujų bakų gamybai dažniausiai naudojamas polivinilchloridas – medžiaga, atspari saulės spinduliams ir įvairiems nepalankiems gamtos reiškiniams.

Dujų laikiklis

Kai kuriose situacijose vietoj įprasto dujų bako naudojami specialūs maišeliai. Taip pat šie įrenginiai leidžia laikinai padidinti gaminamų biodujų kiekį.

Dujų laikiklių maišelių gamybai naudojamas specialus elastingų savybių turintis polivinilchloridas, kuris didėjant biodujų kiekiui gali išsipūsti.

Atskyriklis

Atskyriklis

Ši sistemos dalis yra atsakinga už humuso atliekų džiovinimą ir, jei reikia, aukštos kokybės trąšų gamybą.

Paprasčiausias separatorius susideda iš varžto ir separatoriaus kameros. Kamera pagaminta sietelio pavidalu. Tai leidžia biomasę atskirti į kietąją ir skystąją dalis.

Presuojamas-sraigtinis separatorius

Išdžiovintas humusas siunčiamas į gabenimo skyrių. Sistema nukreipia skystą dalį atgal į priėmimo kamerą. Čia skystis naudojamas naujoms žaliavoms sudrėkinti.

Paprasčiausias „pasidaryk pats“ biodujų gamykla

Biodujų gamykla namams

Buitinis biodujų įrenginys bus šiek tiek supaprastintos konstrukcijos, tačiau į jo gamybą reikėtų žiūrėti maksimaliai atsakingai.

Pirmas žingsnis. Kasti duobę. Biodujų gamyklos esmė yra didelė duobė su specialia apdaila. Svarbiausia ir kartu sudėtingiausia aptariamos sistemos gamybos dalis yra teisingas bioreaktoriaus sienelių ir jo pagrindo paruošimas.

Duobė turi būti užplombuota. Sutvirtinkite pagrindą ir sienas plastiku arba betonu. Vietoj to galite įsigyti paruoštus polimerinius žiedus su kietu dugnu. Tokie įtaisai leidžia užtikrinti reikiamą sistemos sandarumą. Medžiaga daugelį metų išlaikys savo pirmines savybes, o prireikus seną žiedą nesunkiai pakeisite nauju.

Antras žingsnis. Įrengti dujų drenažo sistemą. Tai sutaupys jus nuo būtinybės įsigyti ir montuoti maišytuvus, dėl to žymiai sumažės laikas ir pinigai, skirti instaliacijos surinkimui.

Paprasčiausias dujų nuvedimo sistemos variantas – vertikaliai pritvirtinti kanalizacijos vamzdžiai iš polivinilchlorido su daugybe skylių visame korpuse.

Pasirinkite tokio ilgio vamzdžius, kad jų viršutiniai kraštai šiek tiek pakiltų virš viršutinio pakrauto humuso lygio.

Trečias žingsnis. Išorinį pagrindo sluoksnį uždenkite plėvele izoliacija. Plėvelės dėka bus sudarytos sąlygos biodujoms kauptis po kupolu esant nedideliam pertekliniam slėgiui.

Ketvirtas žingsnis. Sumontuokite kupolą ir sumontuokite dujų išmetimo vamzdį aukščiausiame taške.

Dujų suvartojimas turėtų būti reguliarus. Priešingu atveju virš biomasės konteinerio esantis kupolas gali tiesiog sprogti. Vasarą dujos susidaro intensyviau nei žiemą. Norėdami išspręsti pastarąją problemą, įsigykite ir sumontuokite tinkamus šildytuvus.

Sėkmingo biodujų gamyklos naudojimo tvarka ir sąlygos

Vidutinė specifinė biodujų išeiga

Taigi nesudėtinga patiems surinkti paprastą biodujų gamyklą. Tačiau norint, kad jis veiktų sėkmingai, turite atsiminti ir laikytis kelių paprastų taisyklių.

Vienas iš svarbiausių reikalavimų – pakrautoje organinėje masėje neturėtų būti medžiagų, galinčių turėti neigiamos įtakos anaerobinių mikroorganizmų gyvybinei veiklai. Draudžiami intarpai yra įvairių tipų tirpikliai, antibakteriniai vaistai ir kitos panašios medžiagos.

Kai kurios neorganinės medžiagos taip pat gali pabloginti bakterijų veiklą. Atsižvelgiant į tai, draudžiama, pavyzdžiui, humusą skiesti vandeniu, likusiu po drabužių ar automobilio plovimo.

Atminkite: biodujų įrenginys yra potencialiai sprogus įrenginys, todėl laikykitės visų saugos taisyklių, susijusių su bet kurios dujų įrangos eksploatavimu.

Taigi ūkyje gali praversti net mėšlas ir, iš esmės, beveik viskas, ko anksčiau iš visų jėgų stengėtės atsikratyti. Jums tereikia tinkamai pastatyti namo biodujų instaliaciją, ir labai greitai jūsų namai bus šilti. Vykdykite gautas rekomendacijas ir jums nebereikės išleisti milžiniškų sumų šildymui.

Sėkmės!

Taip pat skaitykite straipsnį mūsų svetainėje – hidroponinis įrengimas „pasidaryk pats“.

Vaizdo įrašas – „Pasidaryk pats“ biodujų gamykla

svoimi-rykami.ru

„Pasidaryk pats“ biodujų gamykla

Straipsnyje apie biodujų gamybą buvo pateiktas teorinis metano dujų gamybos iš biomasės anaerobinio pūdymo būdu pagrindas.

Buvo paaiškintas bakterijų vaidmuo laipsniškai transformuojant organines medžiagas, aprašomos būtinos sąlygos intensyviausiai biodujų gamybai. Šiame straipsnyje bus pateikti praktiniai biodujų jėgainių įgyvendinimai su kai kurių namuose sukurtų projektų aprašymu.

Kylant energijos kainoms, o daugeliui gyvulininkystės ūkių ir smulkių ūkių savininkų kyla problemų dėl atliekų šalinimo, atsirado pramoniniai biodujų gamybos kompleksai ir nedidelės biodujų gamyklos privatiems namams. Interneto vartotojas, naudodamasis paieškos sistemomis, gali nesunkiai rasti įperkamą jau paruoštą sprendimą, kad biodujų jėgainė ir jos kaina atitiktų poreikius, susisiekti su įrangos tiekėjais ir susitarti dėl biodujų generatoriaus statybos namuose ar ūkyje.

Pramoninis kompleksas biodujų gamybai

Bioreaktorius – biodujų gamyklos pagrindas

Talpykla, kurioje vyksta anaerobinis biomasės skilimas, vadinamas bioreaktoriumi, fermentatoriumi arba metano rezervuaru. Bioreaktoriai gali būti visiškai sandarūs, su stacionariu arba plūduriuojančiu kupolu ir turėti nardymo varpo dizainą. Varpiniai psichofiliniai (nereikalaujantys kaitinimo) bioreaktoriai yra atviro rezervuaro su skysta biomase pavidalu, į kurį panardinamas baliono ar varpo formos konteineris, kuriame surenkamos biodujos.

Surinktos biodujos daro slėgį ant baliono, todėl jis pakyla virš bako. Taigi varpas tarnauja ir kaip dujų laikiklis – laikina susidarančių dujų saugykla.

Plaukiojantis kupolinis bioreaktorius

Biodujų reaktoriaus varpinės konstrukcijos trūkumas yra tai, kad negalima maišyti substrato ir jo šildyti šaltuoju metų laiku. Taip pat neigiamas veiksnys yra stiprus kvapas ir antisanitarinės sąlygos dėl atviro dalies pagrindo paviršiaus.

Be to, dalis susidarančių dujų pateks į atmosferą, užteršdamos aplinką. Todėl šie bioreaktoriai naudojami tik amatinėse biodujų gamyklose neturtingose ​​karšto klimato šalyse.

Kitas plūduriuojančio kupolo bioreaktoriaus pavyzdys

Siekiant užkirsti kelią aplinkos taršai ir panaikinti nemalonius kvapus, namams ir didelėms pramonės įmonėms skirti reaktoriai biodujų gamyklose projektuojami su stacionariu kupolu. Konstrukcijos forma dujų susidarymo procese neturi didelės reikšmės, tačiau naudojant balioną su kupolo formos stogu, žymiai sutaupoma statybinių medžiagų. Bioreaktoriuose su stacionariu kupolu įrengti vamzdžiai naujoms biomasės porcijoms įpilti ir panaudoto substrato atrinkimui.

Fiksuoto kupolo bioreaktoriaus tipas

Pagrindinės biodujų gamyklų rūšys

Kadangi priimtiniausia konstrukcija yra fiksuotas kupolas, dauguma paruoštų bioreaktorių sprendimų yra tokio tipo. Priklausomai nuo pakrovimo metodo, bioreaktoriai yra skirtingos konstrukcijos ir skirstomi į:

• Porcijų pagrindu, vienkartinis visos biomasės pakrovimas ir visiškas iškrovimas po žaliavų apdorojimo. Pagrindinis šio tipo bioreaktorių trūkumas yra netolygus dujų išsiskyrimas substrato apdorojimo metu;
• nuolatinis žaliavų pakrovimas ir iškrovimas, taip užtikrinant vienodą biodujų išsiskyrimą. Dėl bioreaktoriaus konstrukcijos pakrovimo ir iškrovimo metu biodujų gamyba nesustoja ir nevyksta, nes vamzdžiai, kuriais įpilama ir pašalinama biomasė, yra pagaminti vandens sandariklio pavidalu, kuris apsaugo nuo dujų nuotėkio.

Paketinio bioreaktoriaus pavyzdys

Paketiniai biodujų reaktoriai gali turėti bet kokią konstrukciją, kuri apsaugo nuo dujų nuotėkio. Pavyzdžiui, kažkada Australijoje buvo populiarūs kanaliniai metano rezervuarai su elastingu pripučiamu stogu, kur nedidelis perteklinis slėgis bioreaktoriaus viduje pripūtė burbulą iš patvaraus polipropileno. Pasiekus tam tikrą slėgio lygį bioreaktoriaus viduje buvo įjungtas kompresorius, išpumpuojantis susidarančias biodujas.

Kanaliniai bioreaktoriai su elastingu dujų laikikliu

Fermentacijos tipas šioje biodujų gamykloje gali būti mezofilinis (mažas kaitinimas). Dėl didelio pripučiamo kupolo ploto kanalinius bioreaktorius galima montuoti tik šildomose patalpose arba karšto klimato regionuose. Konstrukcijos privalumas yra tai, kad nereikia tarpinio imtuvo, tačiau didelis trūkumas yra elastingo kupolo pažeidžiamumas mechaniniams pažeidimams.

Didelio kanalo bioreaktorius su elastine dujų talpa

Pastaruoju metu populiarėja periodiniai bioreaktoriai su sausa mėšlo fermentacija, į substratą neįpilant vandens. Kadangi mėšlas turi savo drėgmę, tai jos pakaks organizmų gyvavimui, nors reakcijų intensyvumas sumažės.

Sauso tipo bioreaktoriai atrodo kaip sandarus garažas su sandariai užsidarančiomis durimis. Biomasė į reaktorių pakraunama naudojant priekinį kroviklį ir išlieka tokioje būsenoje, kol baigsis visas dujų susidarymo ciklas (apie šešis mėnesius), nereikia dėti substrato ar jo maišyti.

Paketinis bioreaktorius su pakrovimu per hermetiškai uždarytas duris

„Pasidaryk pats“ biodujų gamykla

Pažymėtina, kad daugumoje bioreaktorių, kaip taisyklė, uždaroma tik dujų susidarymo zona, o skysta biomasė įleidimo ir išleidimo angose ​​yra veikiama atmosferos slėgio. Per didelis slėgis bioreaktoriaus viduje išstumia dalį skysto substrato į purkštukus, todėl biomasės lygis juose yra šiek tiek didesnis nei konteinerio viduje.

Raudonos linijos diagramoje rodo lygių skirtumą bioreaktoriuje ir vamzdžiuose

Šios naminių bioreaktorių konstrukcijos yra populiarios tarp liaudies meistrų, kurie savarankiškai savo rankomis gamina biodujų įrenginius namams, leidžiančius pakartotinai rankiniu būdu pakrauti ir iškrauti substratą. Gamindami bioreaktorius savo rankomis daugelis meistrų eksperimentuoja su visiškai sandariais konteineriais, kaip dujų laikiklį naudodami kelis guminius vamzdelius iš didelių transporto priemonių padangų.

Dujų laikiklio, pagaminto iš traktoriaus kamerų, brėžinys

Žemiau esančiame vaizdo įraše naminių biodujų gamybos entuziastas, kaip pavyzdį naudodamas statines, užpildytas paukščių išmatomis, įrodo galimybę iš tikrųjų gaminti degiąsias dujas namuose, perdirbant paukštidės atliekas į naudingas trąšas. Vienintelis dalykas, kurį galima pridėti prie šiame vaizdo įraše aprašyto dizaino, yra tai, kad ant savadarbio bioreaktoriaus reikia sumontuoti manometrą ir apsauginį vožtuvą.

Bioreaktoriaus našumo skaičiavimai

Biodujų kiekį lemia naudojamų žaliavų masė ir kokybė. Internete galima rasti lentelių, kuriose nurodomas įvairių gyvūnų susidarančių atliekų kiekis, tačiau šeimininkams, kurie kasdien turi išvežti mėšlą, ši teorija nenaudinga, nes savo praktikos dėka jie žino mėšlą ir mėšlą. būsimas substratas. Remiantis kasdien atsinaujinančių žaliavų prieinamumu, galima apskaičiuoti reikiamą bioreaktoriaus tūrį ir paros biodujų gamybą.

Kai kurių gyvulių mėšlo kiekio gavimo lentelė su apytiksliu biodujų išeiga

Atlikus skaičiavimus ir patvirtinus bioreaktoriaus projektą, galima pradėti jo statybą. Medžiaga gali būti į žemę pilamas gelžbetoninis konteineris arba specialia danga užplombuotas plytų mūras, naudojamas baseinams apdoroti.

Taip pat galima pastatyti pagrindinį namų biodujų gamyklos rezervuarą iš geležies, padengtos antikorozine medžiaga. Maži pramoniniai bioreaktoriai dažnai gaminami iš didelio tūrio, chemikalams atsparių plastikinių rezervuarų.

Bioreaktoriaus statyba iš plytų mūro

Pramoninėse biodujų gamyklose substrato cheminei sudėčiai ir jo rūgštingumo lygiui koreguoti naudojamos elektroninės valdymo sistemos ir įvairūs reagentai, o į biomasę dedama specialių medžiagų - fermentų ir vitaminų, kurie skatina mikroorganizmų dauginimąsi ir gyvybinę veiklą bioreaktoriaus viduje. . Mikrobiologijos kūrimo procese atsiranda vis daugiau stabilių ir veiksmingų metanogeninių bakterijų padermių, kurias galima įsigyti iš įmonių, užsiimančių biodujų gamyba.

Grafike matyti, kad naudojant fermentus didžiausias biodujų išeiga gaunama dvigubai greičiau

Biodujų išsiurbimo ir valymo poreikis

Nuolatinė dujų gamyba bet kokios konstrukcijos bioreaktoriuje lemia poreikį išsiurbti biodujas. Kai kurios primityvios biodujų gamyklos susidariusias dujas gali deginti tiesiai šalia įrengtoje degiklyje, tačiau dėl perteklinio slėgio bioreaktoriuje nestabilumo liepsna gali išnykti ir vėliau išsiskirti nuodingos dujos. Tokio primityvaus biodujų įrenginio, prijungto prie krosnelės, naudojimas yra kategoriškai nepriimtinas dėl galimybės apsinuodyti toksiškais neišgrynintų biodujų komponentais.

Degiklio liepsna deginant biodujas turi būti švari, lygi ir stabili.

Todėl beveik bet kuri biodujų įrengimo schema apima dujų talpyklas ir dujų valymo sistemą. Kaip naminį valymo kompleksą galite naudoti vandens filtrą ir naminį indą, užpildytą metalo drožlėmis, arba įsigyti profesionalių filtravimo sistemų. Laikinam biodujų saugojimui skirtas konteineris gali būti pagamintas iš padangų kamerų, iš kurių dujos karts nuo karto kompresoriumi išpumpuojamos į standartinius propano balionus, skirtus saugoti ir vėliau naudoti.

Kai kuriose Afrikos šalyse biodujoms laikyti ir transportuoti naudojami pagalvės formos pripučiami dujų laikikliai.

Patobulintas bioreaktorius su plūduriuojančiu kupolu gali būti laikomas alternatyva privalomam dujų bako naudojimui. Tobulinimas susideda iš koncentrinės pertvaros pridėjimo, kuri sudaro vandens kišenę, kuri veikia kaip vandens sandariklis ir neleidžia biomasei liestis su oru. Slėgis plūduriuojančio kupolo viduje priklausys nuo jo svorio. Praleidus dujas per valymo sistemą ir reduktorių, jas galima naudoti buitinėje krosnyje, periodiškai išleidžiant jas iš bioreaktoriaus.

Bioreaktorius su plūduriuojančiu kupolu ir vandens kišene

Substrato šlifavimas ir maišymas bioreaktoriuje

Biomasės maišymas yra svarbi biodujų gamybos proceso dalis, suteikianti bakterijoms prieigą prie maistinių medžiagų, kurios gali susikaupti viryklės dugne. Kad biomasės dalelės geriau susimaišytų bioreaktoriuje, jas prieš kraunant į metano rezervuarą reikia susmulkinti mechaniškai arba rankiniu būdu. Šiuo metu pramoninėse ir namų gamybos biodujų gamyklose naudojami trys substrato maišymo būdai:

1. mechaniniai maišytuvai, varomi elektros varikliu arba rankiniu būdu;
2. cirkuliacinis maišymas naudojant siurblį arba propelerį, pumpuojant substratą bioreaktoriaus viduje;
3. burbuliuojantis maišymas, naudojant skystos biomasės praplovimą esamomis biodujomis. Šio metodo trūkumas yra putų susidarymas ant pagrindo paviršiaus.

Rodyklė rodo maišymo cirkuliacijos varžtą savadarbiame bioreaktoriuje

Mechaninis substrato maišymas bioreaktoriaus viduje gali būti atliekamas rankiniu būdu arba automatiškai įjungiant elektros variklį naudojant elektroninį laikmatį. Biomasės maišymas vandens srove arba burbuliuojantis gali būti atliekamas tik naudojant elektrinius variklius, valdomus rankiniu būdu arba naudojant programinį algoritmą.

Šiame bioreaktoriuje įrengtas mechaninis maišymo įrenginys.

Substrato šildymas mezofilinėse ir termofilinėse biodujų gamyklose

Optimali temperatūra dujų susidarymui yra substrato temperatūra 35-50ºC. Šiai temperatūrai palaikyti bioreaktoriuje galima įrengti įvairias šildymo sistemas – vandens, garo, elektros. Temperatūros valdymas turi būti atliekamas naudojant termostatą arba termoporas, prijungtas prie pavaros, kuri reguliuoja bioreaktoriaus šildymą.

Taip pat reikia atsiminti, kad atvira liepsna perkaitins bioreaktoriaus sienas, o viduje esanti biomasė sudegs. Išdegęs substratas pablogins šilumos perdavimą ir šildymo kokybę, o karštoji bioreaktoriaus sienelė greitai subyrės. Vienas geriausių variantų – vandens šildymas iš namo šildymo sistemos grįžtamojo vamzdžio. Būtina įrengti elektrinių vožtuvų sistemą, kad būtų galima išjungti bioreaktoriaus šildymą arba pajungti substrato šildymą tiesiai iš katilo, jei per šalta.

Elektros ir vandens šildymo sistema bioreaktoriui

Pagrindo šildymas bioreaktoriuje naudojant kaitinimo elementus bus naudingas tik tuo atveju, jei bus alternatyvi elektros energija, gaunama iš vėjo generatoriaus ar saulės baterijų. Tokiu atveju šildymo elementus galima prijungti tiesiai prie generatoriaus arba akumuliatoriaus, o tai pašalina brangius įtampos keitiklius iš grandinės. Norint sumažinti šilumos nuostolius ir sumažinti substrato šildymo bioreaktoriuje kaštus, būtina jį maksimaliai apšiltinti naudojant įvairias izoliacines medžiagas.

Bioreaktoriaus apšiltinimas termoizoliacine medžiaga

Statant biodujų jėgaines savo rankomis, neišvengiami praktiniai eksperimentai

Kad ir kiek literatūros perskaitytų pradedantysis savadarbės biodujų gamybos entuziastas ir kad ir kiek vaizdo įrašų žiūrėtų, praktiškai jam teks daug ko išmokti pačiam, o rezultatai, kaip taisyklė, bus toli nuo. paskaičiuotieji.

Todėl daugelis pradedančiųjų amatininkų, gamindami biodujas, eina savarankiškų eksperimentų keliu, pradedant nuo mažų konteinerių, nustatant, kiek dujų pagamins jų nedidelė eksperimentinė biodujų gamykla iš turimų žaliavų. Komponentų kainos, metano išeiga ir būsimos pilnavertės veikiančios biodujų gamyklos statybos sąnaudos lems jos pelningumą ir pagrįstumą.

Viršuje esančiame vaizdo įraše meistras demonstruoja savo biodujų įrengimo galimybes, matuoja, kiek biodujų pagaminama per vieną dieną. Jo atveju, kai į kompresoriaus imtuvą pumpuojamos aštuonios atmosferos, susidarančių dujų tūris perskaičiavus, atsižvelgiant į 24 litrų talpos talpos tūrį, bus apie 0,2 m².

Šis biodujų tūris, gaunamas iš dviejų šimtų litrų talpos statinės, nėra reikšmingas, tačiau, kaip parodyta kitame šio meistro vaizdo įraše, tokio dujų kiekio pakanka valandai deginti vieną krosnelės degiklį (15 minučių padauginus iš keturių atmosferų). cilindro, kuris yra dvigubai didesnis už imtuvą).

Kitame žemiau esančiame vaizdo įraše meistras pasakoja apie biodujų ir biologiškai grynų trąšų gamybą apdorojant organines atliekas biodujų gamykloje. Reikia turėti omenyje, kad ekologinių trąšų vertė gali viršyti susidarančių dujų savikainą ir tuomet biodujos taps naudingu šalutiniu kokybiškų trąšų gamybos proceso produktu. Kita naudinga ekologiškų žaliavų savybė yra galimybė jas laikyti tam tikrą laikotarpį, kad būtų galima naudoti tinkamu laiku.

infoelectrik.ru

„Pasidaryk pats“ biodujos: alternatyvaus kuro iš biologinių atliekų gamybos technologija

Susirūpinusi dėl artėjančios energetikos krizės, žmonija aktyviai bando plėtoti atsinaujinančius energijos šaltinius.

Kartu su saulės ir vėjo jėgainėmis atsirado įrenginiai, gaminantys dujinį kurą, vadinamą biodujomis iš organinių atliekų.

Puikus šios technologijos pranašumas yra jos paprastumas: kiekvienas gali ją įgyvendinti nedideliu mastu. Taigi, „pasidaryk pats“ biodujos – apie tai ir kalbėsime.

Jei saulės baterijų ir vėjo generatorių atsiradimą skolingi mokslininkų atradimams, tai biodujų atveju jiems nereikėjo nieko išrasti – gamta viską padarė pati. Šio tipo kuras yra specialių bakterijų, kurios bendrai vadinamos hidrolizinėmis, rūgštį formuojančiomis ir metaną formuojančiomis, gyvybinės veiklos produktas.

Iš pavadinimo nesunku atspėti pagrindinį biodujų komponentą – tai metanas, kurio yra ir gamtinėse dujose. Biodujose jos sudaro 60 % viso tūrio. Maždaug trečdalis (35%) yra anglies dioksidas, likusieji 5% yra kitos dujos, pavyzdžiui, vandenilio sulfidas.

Scheminė biodujų gamyklos schema

Iš kur atsiranda šie nuostabūs mikroorganizmai? Tai natūrali mikroflora, kuri gyvena galvijų žarnyne ir skaido jų turinį. Šios bakterijos išsiskiria kartu su mėšlu, kuris naudojamas naujam dujų generatoriui kūrenti.

Kai mikrobai apsigyvena naujoje gyvenamojoje vietoje, jų „valiaraštį“ galima paįvairinti kitomis atliekomis. Tiks bet kokia organinė medžiaga: kitų gyvūnų ir paukščių ekskrementai, augalai ir pjuvenos, maisto pramonės atliekos. Visa tai fermentuojama, kad susidarytų biodujos. Tuo pačiu metu žaliavos paverčiamos vertingomis trąšomis.

Būtina metanogenų ir kitų bakterijų gyvybinės veiklos sąlyga – oro prieigos nebuvimas (tokie mikroorganizmai vadinami anaerobiniais).

Biodujų gamybą įtakojantys veiksniai

Draugiškos mikrobų komandos skirtingomis sąlygomis pagaminamų biodujų kiekis gali skirtis ir priklauso nuo daugelio veiksnių.

Žaliavos rūšis

Daugiausia biodujų galima gauti iš maisto pramonės atliekų, kuriose yra cukraus masės ir daug riebalų. Mažiausiai pelninga žaliavos rūšis yra galvijų mėšlas.

Mėšlas – žaliava biodujoms

Temperatūra

Kylant temperatūrai, didėja bakterijų produktyvumas. Pagal temperatūros sąlygas dujų generatoriai skirstomi į tris tipus.

Psichofiliškas

Tai nešildomi įrenginiai, kuriuose palaikoma 18–25 laipsnių temperatūra. Šiuo metu jie beveik nenaudojami.

Mezofilinis

Dėl šildymo temperatūra palaikoma nuo 25 iki 40 laipsnių.

Privalumai:

• mažas energijos suvartojimas;
• Trąšų aminorūgščių sudėtis yra kuo naudingesnė.

Trūkumai:

• santykinai mažas biodujų produktyvumas;
• dezinfekuojamojo poveikio trūkumas (žaliavose yra patogeninių bakterijų, kurias reikia pašalinti).

Termofilinis

Naudojamas intensyvus šildymas, temperatūra viršija 40 laipsnių.

Privalumai:

• didelis našumas;
• patogeninės bakterijos miršta.

Trūkumai:

• didelis energijos suvartojimas;
• žemos kokybės trąšos.

Termofilinis mėšlo bioreaktorius

Kiekvienai žaliavos rūšiai yra optimalus temperatūros režimas. Kodėl negalima tiesiog pašildyti reaktoriaus iki aukščiausios įmanomos temperatūros? Dėl dviejų priežasčių:

• dėl didėjančių energijos sąnaudų sumažės įrenginio pelningumas;
• Kylant temperatūrai, didėja ir laisvojo amoniako kiekis.

Pastaroji priklausomybė sukelia dujų susidarymo slopinimą (šios dujos yra toksiškos bakterijoms).

Metabolizmas ir judėjimo laisvė

Žaliava turi būti pakankamai suskystinta, kad joje galėtų judėti mikrobai ir dujų burbuliukai. Norėdami tai padaryti, į įrenginį įpilamas karštas vanduo, todėl krovinio drėgnumas žiemą pasiekia 85%, o vasarą - iki 92%.

Kad medžiagų apykaitos procesai reaktoriuje vyktų geriau, jo turinį reikia karts nuo karto pamaišyti (maždaug kas 4–6 valandas).

Fermentacijos laikas

Jei žaliavos bus iškraunamos anksčiau laiko, bakterijos neturės laiko kompensuoti prarasto skaičiaus ir sumažės jų kolonijų produktyvumas.

Jei laikomas per ilgai, produktyvumas taip pat sumažėja dėl maistinių medžiagų trūkumo.

Vidutiniškai optimalus fermentacijos laikas yra:

• psichofiliniam režimui: 30–40 dienų ir daugiau;
• mezofiliniams: 10 – 20 dienų;
• termofiliniams: 5–10 dienų.

Rūgščių-šarmų balansas

Didžiausias produktyvumas stebimas esant pH vertėms nuo 6,5 iki 8,5 (priklausomai nuo žaliavos).

Anglies ir azoto santykis

Optimali vertė vėlgi priklauso nuo žaliavos. Anglies turėtų būti 10–20 kartų daugiau nei azoto.

Biodujų palyginimas su tradiciniais degalais

Šios technologijos pranašumai yra šie:

1. Žaliavos, naudojamos biodujoms gaminti, yra neišsenkantis išteklius ir yra nemokamos.
2. Biodujų energija nėra susieta su konkrečia vieta – žaliavų įrengimui galima rasti bet kuriame regione.
3. Platus pritaikymo spektras: biodujos gali būti šilumos, elektros ir variklių kuro šaltinis.

Pagal statybos kaštus (3–4 tūkst. eurų už kW galios) biodujų jėgainės yra tarp atominių (5 tūkst. eurų už 1 kW) ir anglies (2 tūkst. eurų už 1 kW) stočių.

Įrengimas biodujų gamybai

Praktikoje įrodyta: kuo didesnė instaliacijos galia, tuo pigesnė jo pagalba generuojama energija. Pelningumas priklauso ir nuo naudojamų žaliavų rūšies.

Biodujų gamybos organizavimo namuose schema

Statant virš 10 MW galios dujų generatorių, veikiantį maisto atliekomis, už kiekvieną kW galios teks išleisti apie 2 tūkst. eurų, tuo pačiu iki 1 MW galios įrenginys, kaip žaliava naudojant karvių mėšlą, kainuos 7 tūkstančius eurų už 1 kW.

Įrenginys susideda iš kelių technologinių mazgų.

Reaktorius

Tai kietas gelžbetoninis konteineris, dengtas termoizoliacija su keliomis technologinėmis skylėmis. Reaktorius turi būti hermetiškai uždarytas, kad į jo vidų nepatektų oro.

Biomasės šėrimo sistema

Žaliavoms pakrauti įrenginyje įrengtas bunkeris. Atliekos čia tiekiamos rankiniu būdu arba naudojant konvejerį.

Taip pat į reaktorių tiekiamas vamzdis su karštu vandeniu.

Maišytuvai

Maišymo mentės sumontuotos ant vertikalaus veleno, kurio kotas išsikiša pro sandarią angą reaktoriaus dangtyje.

Įrenginys varomas elektros varikliu per reduktorių.

Elektros variklis gali būti įjungiamas rankiniu būdu arba automatiškai.

Automatizuota šildymo sistema

Apatinėje reaktoriaus dalyje įrengtas šildymas. Aušinimo skystis gali būti vanduo arba elektra. Šildymo elementus įjungia tam tikros temperatūros termostatas.

Dujų laikiklis

Tai konteineris, į kurį patenka reaktoriuje susidarančios biodujos.

Atskyriklis

Kaip minėta aukščiau, biodujos yra įvairių dujų mišinys. Separatorius leidžia atskirti metaną nuo priemaišų ir vėliau pristatyti vartotojui.

Paprasčiausias „pasidaryk pats“ biodujų gamykla namams

Naminis biodujų generatorius, žinoma, yra prastesnis už brangius gamyklinius įrenginius, tačiau tam reikės žymiai mažesnių pradinių išlaidų.

Norėdami jį pastatyti, jums reikės:

• Gelžbetoniniai žiedai;
• plieno bunkeris;
• masyvus dangtis iš plieno arba gelžbetonio (yra žinomas atvejis, kai kaip dangtis buvo naudojamas sunkus varpas);
• vamzdynai vandens tiekimui ir gatavo produkto išleidimui.

Reaktoriaus tūris turi viršyti pakrovimo tūrį 1,5 karto.

Montavimo schema

Paprasčiausios konstrukcijos dujų generatoriuje nėra šildymo ir maišymo įrenginio. Įrenginio statybos darbai atliekami tokia seka:

1. Iškasta pakankamo dydžio duobė, kurios dugnas išbetonuotas.
2. Į duobę vienas po kito nuleidžiami keli gelžbetoniniai žiedai, suformuojant iš jų cilindrinį baką. Visos jungtys turi būti sandarinamos bitumo mastika.
3. Betoninis konteineris yra padengtas šilumos izoliacija ir hidroizoliacija, po kurios jie pradeda užpildyti duobę.
4. Ant reaktoriaus viršaus uždedamas dangtis su sandariai uždaromu pakrovimo liuku. Žaliavos fermentacijos metu reaktoriuje susidaro aukštas slėgis, todėl dėl patikimumo dangtį galima pritvirtinti kabeliais. Nebūtų nereikalinga jame įrengti apsauginį vožtuvą su atsvaru svorio pavidalu.
5. Prie pakrovimo liuko turi būti pritvirtintas bunkeris.
6. Belieka tik prijungti vamzdynus prie reaktoriaus. Tokiu atveju ant gatavo produkto išleidimo linijos turi būti įrengtas vandens sandariklis.

Biomasė ruošiama taip:

• Reikėtų paimti 3 dalis karvių mėšlo ir 7 dalis supuvusių augalų liekanų – daržovių viršūnių, lapų, žievelių ir kt.
• Gautas mišinys turi būti praskiestas vandeniu, tokiu būdu padidinant jo drėgmę iki 60–70%.

Norėdami padidinti našumą, galite naudoti pažangesnę montavimo schemą, apimančią vandens šildymą. Šilumos generatorius bus karšto vandens katilas, veikiantis įrenginio pagamintu kuru.

„Pasidaryk pats“ biodujų gamykla – brėžinys

Kraunant žaliavą pakanka ją pašildyti iki 35 laipsnių, po to jos temperatūra dėl fermentacijos pakils iki 70 laipsnių.

Kaip parodė praktika, 5 tonų biomasės pakrovimas leidžia per 6 mėnesius gauti vidutiniškai apie 40 kubinių metrų per dieną. m dujinio kuro.

Video tema

Komentarų dar nėra

mikroklimatas.pro

„Pasidaryk pats“ biodujų gamykla privačiam namui: įrenginio rekomendacijos ir naminio gaminio išdėstymo pavyzdys

Taupingas savininkas svajoja apie pigius energijos išteklius, efektyvų atliekų šalinimą ir trąšų gavimą. „Pasidaryk pats“ namų biodujų gamykla yra nebrangus būdas įgyvendinti savo svajonę. Savarankiškas tokios įrangos surinkimas kainuos nemažus pinigus, o pagamintos dujos bus gera pagalba buityje: jas bus galima naudoti maisto ruošimui, namų šildymui ir kitiems poreikiams.

Ko reikia biodujoms gaminti

Biodujos susidaro dėl biologinio substrato fermentacijos. Jį skaido hidrolizinės, rūgštį ir metaną sudarančios bakterijos. Bakterijų gaminamų dujų mišinys yra degus, nes yra didelis metano procentas.

Jo savybės praktiškai nesiskiria nuo gamtinių dujų, kurios naudojamos pramonės ir buities reikmėms.

Kiekvienas namo savininkas, norėdamas, gali įsigyti pramoninės gamybos biodujų elektrinę, tačiau ji brangi, o investicija atsiperka per 7-10 metų. Todėl prasminga pasistengti ir pasidaryti bioreaktorių savo rankomis

Biodujos yra aplinkai nekenksmingas kuras, o jo gamybos technologija neturi didelės įtakos aplinkai. Be to, atliekos, kurias reikia šalinti, naudojamos kaip biodujų žaliava. Jie dedami į bioreaktorių, kur vyksta apdorojimas:

• Biomasė kurį laiką yra veikiama bakterijų. Fermentacijos laikotarpis priklauso nuo žaliavų kiekio.
• Dėl anaerobinių bakterijų veiklos išsiskiria degus dujų mišinys, į kurį įeina metanas (60%), anglies dioksidas (35%) ir kai kurios kitos dujos (5%). Be to, fermentacijos metu nedideliais kiekiais išsiskiria potencialiai pavojingas vandenilio sulfidas. Jis yra nuodingas, todėl labai nepageidautina, kad žmonės su juo susidurtų.
• Dujų mišinys iš bioreaktoriaus išvalomas ir tiekiamas į dujų rezervuarą, kur laikomas iki panaudojimo pagal paskirtį.
• Dujos iš dujų laikiklio gali būti naudojamos taip pat, kaip ir gamtinės dujos. Jis atitenka buitinei technikai – dujinėms viryklėms, šildymo katilams ir kt.
• Suirusi biomasė turi būti reguliariai pašalinama iš fermentatoriaus. Tai papildomas darbas, bet pastangos atsiperka. Po fermentacijos žaliava virsta kokybiškomis trąšomis, kurios naudojamos laukuose ir daržuose.

Biodujų gamykla privataus namo savininkui naudinga tik tuo atveju, jei jis turi nuolatinę prieigą prie gyvulininkystės ūkių atliekų. Vidutiniškai nuo 1 kubinio metro. Galite gauti 70-80 kubinių metrų substrato. biodujų, tačiau dujų gamyba yra netolygi ir priklauso nuo daugelio veiksnių, įskaitant biomasės temperatūros. Tai apsunkina skaičiavimus.

Biodujų įrenginiai idealiai tinka ūkiams. Gyvūninės atliekos gali suteikti pakankamai dujų gyvenamosioms patalpoms ir ūkiniams pastatams visiškai apšildyti

Tam, kad dujų gamybos procesas vyktų stabiliai ir nenutrūkstamai, geriausia statyti kelias biodujų jėgaines, o substratą į fermentatorius dėti su laiko skirtumu. Tokie įrenginiai veikia lygiagrečiai, o žaliavos į jas kraunamos nuosekliai. Tai garantuoja nuolatinę dujų gamybą, kad jos būtų nuolat tiekiamos į buitinius prietaisus.

Idealiu atveju bioreaktorius turėtų būti šildomas. Kas 10 laipsnių šilumos padidina dujų gamybą per pusę. Nors šildymo įrengimas reikalauja investicijų, tai atsiperka didesniu projektavimo efektyvumu

Naminė biodujų įranga, surinkta iš laužo medžiagų, yra daug pigesnė nei pramoninės gamybos įmonės. Jo efektyvumas yra mažesnis, tačiau verta investuoti. Jei turite prieigą prie mėšlo ir norite įdėti savo pastangų, kad surinktumėte ir prižiūrėtumėte konstrukciją, tai yra labai pelninga.

Sistemos privalumai ir trūkumai

Biodujų jėgainės turi daug privalumų, tačiau yra ir nemažai trūkumų, todėl prieš pradedant projektuoti ir statyti reikėtų viską pasverti:

• Perdirbimas. Dėl biodujų gamyklos galite gauti maksimalią naudą iš atliekų, kurias kitu atveju tektų šalinti. Toks šalinimas yra mažiau pavojingas aplinkai nei šalinimas sąvartynuose.
• Žaliavų atsinaujinamumas. Biomasė nėra anglis ar gamtinės dujos, kurių gavyba eikvoja išteklius. Ūkininkaujant žaliavos atsiranda nuolat.
• Santykinai mažas CO2 kiekis. Gaminant dujas aplinka neteršiama, tačiau jas naudojant į atmosferą išskiriamas nedidelis anglies dvideginio kiekis. Tai nepavojinga ir nepajėgi kritiškai pakeisti aplinkos, nes... jį augalai pasisavina augimo metu.
• Vidutinis sieros išsiskyrimas. Deginant biodujas į atmosferą išleidžiamas nedidelis sieros kiekis. Tai neigiamas reiškinys, tačiau jo mastą galima palyginti: deginant gamtines dujas aplinkos tarša sieros oksidais yra daug didesnė.
• Stabilus darbas. Biodujų gamyba yra stabilesnė nei saulės kolektorių ar vėjo turbinų. Nors saulės ir vėjo energijos valdyti negalima, biodujų įrenginiai priklauso nuo žmogaus veiklos.
• Galima naudoti kelis nustatymus. Dujos visada kelia pavojų. Siekiant sumažinti galimą žalą avarijos atveju, kelios biodujų gamyklos gali būti išsklaidytos visoje aikštelėje. Jei kelių fermentatorių sistema bus tinkamai suprojektuota ir surinkta, ji veiks stabiliau nei vienas didelis bioreaktorius.
• Nauda žemės ūkiui. Kai kurios augalų rūšys sodinamos biomasei gauti. Galima rinktis tokias, kurios pagerina dirvožemio būklę. Pavyzdžiui, sorgas mažina dirvožemio eroziją ir pagerina jo kokybę.

Biodujos turi ir trūkumų. Nors tai gana švarus kuras, jis vis tiek teršia atmosferą. Taip pat gali kilti problemų dėl augalinės biomasės tiekimo. Neatsakingi augalų savininkai dažnai nuima tokį derlių, kad nualina žemę ir pažeidžia ekologinę pusiausvyrą.

Kaip apskaičiuoti įrenginio pelningumą

Karvių mėšlas dažniausiai naudojamas kaip žaliava biodujoms gaminti. Viena suaugusi karvė gali užauginti tiek, kad užtektų 1,5 kubinio metro. kuro; kiaulė – 0,2 kub.m; vištienos arba triušio (priklausomai nuo kūno svorio) – 0,01-0,02 kub. Norėdami suprasti, ar tai daug, ar mažai, galite palyginti tai su labiau pažįstamais išteklių tipais.

1 kubinis metras biodujos suteikia tiek pat šiluminės energijos kaip:

• malkos – 3,5 kg;
• anglis – 1-2 kg;
• elektra – 9-10 kW/val.

Jei žinote apytikslį žemės ūkio atliekų, kurių bus per ateinančius metus, svorį ir reikalingą energijos kiekį, galite apskaičiuoti biodujų gamyklos pelningumą.

Vienas pagrindinių biodujų gamybos trūkumų – kvapas. Galimybė naudoti mažas komposto krūvas yra didelis pliusas, tačiau turėsite iškęsti nepatogumus ir atidžiai kontroliuoti procesą, kad nesukeltumėte ligų sukėlėjų plitimo.

Norėdami įdėti jį į bioreaktorių, paruošiamas substratas, kurį sudaro keli komponentai tokiomis proporcijomis:

• mėšlas (geriausia karvė arba kiauliena) – 1,5 t;
• organinės atliekos (tai gali būti supuvę lapai ar kiti augalinės kilmės komponentai) – 3,5 t;
• iki 35 laipsnių pašildyto vandens (šilto vandens kiekis skaičiuojamas taip, kad jo masė sudarytų 65-75% viso organinių medžiagų kiekio).

Pagrindo apskaičiavimas atliktas vienam klojimui šešiems mėnesiams, atsižvelgiant į vidutinį dujų suvartojimą. Maždaug po 10-15 dienų fermentacijos procesas duos pirmuosius rezultatus: dujos atsiras nedideliais kiekiais ir pradės pildyti saugyklą. Po 30 dienų galite tikėtis pilnos degalų gamybos.

Biodujų gamybos įranga mūsų šalyje dar nėra itin paplitusi. Tai daugiausia lemia menkas žmonių informuotumas apie biodujų sistemų privalumus ir ypatybes. Kinijoje ir Indijoje daugelyje mažų ūkių yra įrengtos laikinos gamyklos, kurios gamina papildomą švarų kurą

Jei įrenginys veikia tinkamai, biodujų kiekis palaipsniui didės, kol substratas pradės pūti. Konstrukcijos veikimas tiesiogiai priklauso nuo biomasės fermentacijos greičio, kuris savo ruožtu yra susijęs su substrato temperatūra ir drėgme.

Savarankiškos statybos instrukcijos

Jei neturite sudėtingų sistemų surinkimo patirties, prasminga pasirinkti internetu arba sukurti paprasčiausią biodujų gamyklos brėžinį privačiam namui.

Kuo paprastesnis dizainas, tuo jis patikimesnis ir patvaresnis. Vėliau, kai išsiugdysite sistemos kūrimo ir valdymo įgūdžius, galėsite perdaryti įrangą arba įdiegti papildomą instaliaciją.

Brangūs pramoniniai projektai apima biomasės maišymo, automatinio šildymo, dujų valymo ir kt. Buitinė įranga nėra tokia sudėtinga. Geriau surinkti paprastą instaliaciją, o tada pridėti reikalingų elementų

Skaičiuodami fermentatoriaus tūrį, turėtumėte sutelkti dėmesį į 5 kubinius metrus. Šis įrengimas leidžia gauti dujų kiekį, reikalingą privačiam 50 kvadratinių metrų ploto namui šildyti, jei kaip šilumos šaltinis naudojamas dujinis katilas arba viryklė. Tai vidutinis skaičius, nes Biodujų kaloringumas paprastai yra ne didesnis kaip 6000 kcal/m3.

Norint, kad fermentacijos procesas vyktų daugiau ar mažiau stabiliai, būtina pasiekti tinkamas temperatūros sąlygas. Norėdami tai padaryti, bioreaktorius montuojamas į žemę arba iš anksto apgalvota patikima šilumos izoliacija. Nuolatinį substrato šildymą galima užtikrinti po fermentatoriaus pagrindu pastačius vandens šildymo vamzdį

Biodujų gamyklos statybą galima suskirstyti į kelis etapus.

1 etapas: duobės paruošimas bioreaktoriui

Beveik visa biodujų gamykla yra po žeme, todėl daug kas priklauso nuo to, kaip duobė buvo iškasta ir baigta. Sienų sutvirtinimui ir duobės sandarinimui yra keletas variantų – plastikiniai, betoniniai, polimeriniai žiedai.

Substrato fermentacijos intensyvumas ir dujų išsiskyrimas priklauso nuo bioreaktoriaus sienelių ir dugno paruošimo, todėl duobė kruopščiai sutvirtinama, izoliuojama ir sandarinama. Tai pats sunkiausias ir daugiausiai laiko reikalaujantis darbo etapas

Optimalus sprendimas yra įsigyti paruoštus polimerinius žiedus su kietu dugnu. Jie kainuos daugiau nei turimos medžiagos, tačiau papildomo sandarinimo nereikės. Polimerai jautrūs mechaninėms apkrovoms, tačiau nebijo drėgmės ir chemiškai agresyvių medžiagų. Jų negalima taisyti, bet prireikus galima nesunkiai pakeisti.

2 etapas: dujų drenažo įrengimas

Specialių maišytuvų biodujų jėgainėms įsigijimas ir montavimas yra brangus pasiūlymas. Sistemą galima atpiginti įrengus dujų drenažą. Jį sudaro vertikaliai sumontuoti polimeriniai kanalizacijos vamzdžiai su daugybe juose padarytų skylių.

Dujų nutekėjimui galite rinktis metalinius arba polimerinius vamzdžius. Pirmieji yra stipresni, o antrieji atsparesni cheminiam poveikiui. Geriau teikti pirmenybę polimerams, nes metalas greitai surūdys ir supūs

Skaičiuodami drenažo vamzdžių ilgį, turėtumėte sutelkti dėmesį į planuojamą bioreaktoriaus užpildymo gylį. Vamzdžių viršūnės turi būti aukščiau šio lygio.

3 etapas: izoliacinio sluoksnio išdėstymas

Galite iš karto įkelti substratą į gatavą bioreaktorių. Jis padengtas plėvele, kad fermentacijos metu išsiskiriančios dujos būtų šiek tiek spaudžiamos. Kai kupolas bus paruoštas, tai užtikrins normalų biometano tiekimą per išleidimo vamzdį.

4 etapas: kupolo ir vamzdžių montavimas

Paskutinis paprasčiausios biodujų gamyklos surinkimo etapas – kupolo viršutinės dalies įrengimas. Aukščiausiame kupolo taške sumontuotas dujų išmetimo vamzdis, kuris pratęsiamas iki dujų laikiklio.

Laisva bioreaktoriaus erdvė tam tikru mastu tarnauja kaip dujų saugykla, tačiau to nepakanka saugiam įrenginio eksploatavimui. Dujos turi būti vartojamos nuolat, kitaip dėl perteklinio slėgio po kupolu galimas sprogimas

Bioreaktoriaus talpykla uždaroma sandariu dangteliu. Kad biometanas nesimaišytų su oru, įrengiamas vandens sandariklis. Jis taip pat naudojamas dujų valymui. Turi būti įrengtas išleidimo vožtuvas, kuris veiktų, jei slėgis fermentatoriuje yra per didelis.

Du būdai šildyti bioreaktorių

Substratą apdorojančių mikroorganizmų biomasėje nuolat yra, tačiau intensyviam jų dauginimuisi reikia 38 laipsnių ar aukštesnės temperatūros. Šildymui šaltuoju periodu galite naudoti gyvatuką, prijungtą prie namo šildymo sistemos arba elektrinius šildytuvus. Pirmasis būdas yra ekonomiškesnis, todėl naudojamas dažniau.

Lengviausias būdas organizuoti šildymą iš apačios yra nutiesti vamzdį iš šildymo sistemos, tačiau tokio šilumokaičio efektyvumas yra palyginti mažas. Geriau pasirūpinti išoriniu šildymu, geriausia – garu, kad biomasė neperkaistų

Biodujų jėgainė neturi būti įkasta į žemę, yra ir kitų įrengimo variantų. Iš statinių surinktos sistemos veikimo pavyzdys parodytas žemiau esančiame vaizdo įraše.

Vaizdo įrašai apie sistemos surinkimą ir išdėstymą

Nors surinkti ir sutvarkyti biodujų įrangą nėra nieko sudėtingo, reikia būti itin atidiems detalėms. Klaidos yra nepriimtinos, nes gali sukelti sprogimus ir sunaikinimą. Siūlome vaizdo instrukcijas, kurios padės suprasti gamyklų dizainą, teisingai jas surinkti ir papildyti naudingais prietaisais patogesniam biodujų naudojimui.

Vaizdo įraše aprašoma, kaip veikia ir veikia standartinė biodujų jėgainė:

Naminės biodujų gamyklos pavyzdys. Vaizdo įrašo pamoka, kaip savo rankomis nustatyti sistemą:

Vaizdo įrašo instrukcijos, kaip surinkti biodujų gamyklą iš statinės:

Substratų maišytuvų gamybos proceso aprašymas:

Išsamus naminės dujų saugyklos veikimo aprašymas:

Kad ir koks paprastas būtų pasirinktas biodujų įrengimas privačiam namui, jo taupyti nereikėtų. Jei įmanoma, geriau įsigyti sulankstomą pramoninį bioreaktorių. Jei ne, gaminkite iš aukštos kokybės ir tvarių medžiagų: polimerų, betono arba nerūdijančio plieno. Tai leis jums sukurti tikrai patikimą ir saugią dujų tiekimo sistemą namuose.

sovet-ingenera.com

Kaip savo rankomis įrengti šildymą privačiame name

Štai Serbijoje ir visoje Europoje žmonės nenori priklausyti nuo energetikos ir dujų įmonių, todėl stengiasi įsigyti alternatyvių energijos šaltinių. Ar tai būtų saulės kolektoriai, šilumos kolektoriai ar biodujų įrenginiai.

Kažkada savo žurnale jau kalbėjau apie pramonines biodujų jėgaines, dabar mano istorija apie naminę gamyklą, galinčią gaminti dujas jūsų namams ar kotedžui. Veikimo principas aiškus iš paveikslo. Aš tik pateiksiu keletą paaiškinimų ir papasakosiu kai kurių elementų paskirtį.

Norėdami atlikti diegimą, jums reikės:

*Dvi plastikinės statinės po 200 litrų (Serbijoje tokiose statinėse sūdomi kopūstai), bet gali būti ir metalinių statinių dyzeliniam kurui.

* Penkios adapterio jungiamosios detalės, skirtos elementams sujungti su bent 13 mm storio žarna.

* Plastikinė žarna (ilgis priklauso nuo montavimo poreikių).

* Plastikinis kibiras.

* Plastikinis 3 - 5 litrų balionėlis (automobilinei alyvai su užsukamu dangteliu) avariniam vožtuvui.

* Du plastikiniai vamzdeliai, kurių skersmuo 5 cm.

1 elementas - paveikslėlyje BIO dujų generatorius

Jį sudaro: sandari statinė, du plastikiniai vamzdžiai ir biodujų išleidimo anga.

Generatoriuje irimo proceso metu organinė masė suyra, išskirdama 60 % metano ir 40 % SO2.

Per pirmąjį plastikinį vamzdelį su piltuvu supilamos smulkiai susmulkintos biomasės atliekos ir sumaišomos su vandeniu santykiu 10% biomasės ir 90% lietaus vandens (minkšto vandens).

Būtų gerai, jei galėtume įpilti ir natūralaus šviežio karvių, kiaulių ir paukščių mėšlo mišinio, taip įvedant mikroorganizmus, nuo kurių priklauso biodujų gamyba. Jei to nepadarysite, galite įpilti šiek tiek purvo iš upės ar tvenkinio, kad pagreitintumėte procesą.

Procesas trunka apie 3 savaites, kol susidaro dujos. Anksti pastebėsite, kad išsiskiria dujos, tačiau atminkite, kad tai yra SO2 – anglies dioksidas, kuris nėra degus. Tik praėjus 3 savaitėms, susidaro metanas – biodujos.

Laikui bėgant konteinerio apačioje atsiranda likučių, kurie yra puiki natūrali trąša daržovėms sodininkystėje.

Ideali temperatūra yra nuo 12 iki 36 laipsnių, saugokite statinę nuo tiesioginių saulės spindulių pavėsyje, o žiemą - nuo užšalimo. Atminkite, kad tai yra „gyva“ statinė, ty joje yra milijardai mikroorganizmų, dirbančių biomasės skilimo procese.

Jei BIO dujų generatorių „perkepsite“ arba „užšaldysite“, mikroorganizmai išnyks, todėl visą procesą teks pradėti iš naujo.

2 elementas paveikslėlyje yra konteineris biodujoms surinkti ir vandens sandariklis

Jį sudaro atvira plastikinė statinė, kibiras ir dvi jungiamosios detalės (vožtuvas) dujų srautui ir svoriui (žyma).

Šioje talpykloje – 200 litrų statinėje, surenkamos dujos, kaip parodyta paveikslėlyje. Tai paprastas ir lankstus sprendimas, neeikvodamas dujų. Be to, vanduo taip pat veikia kaip filtras, išvalantis metaną nuo priemaišų.

Atkreipkite dėmesį, kad dujos pakėlė vandens talpą ir tai rodo surinktų dujų kiekį.

Svorio svoris padės užtikrinti pakankamą dujų slėgį, kuris vėliau siunčiamas į avarinį vožtuvą, elementą Nr. 4.

Šią talpyklą laikykite pripildytą vandens ir apsaugokite nuo užšalimo.

3 elementas – degiklis

4 elementas – avarinis vožtuvas

Avarinį vožtuvą sudaro plastikinis vandens balionėlis su užsukamu dangteliu ir du adapteriai.

Tuščios alyvos skardinės automobiliui – gera improvizacija.

Apsauginis vožtuvas skirtas sulaikyti liepsną, kad sustabdytų atvirkštinį efektą. Avarinis vožtuvas yra tarp 3 elemento - degiklio ir dujų surinkimo talpyklos, 2 elemento.

Būtina įrengti avarinį vožtuvą, kad dujų bakas neužsidegtų, nesukeltų avarijos ar sprogimo.

Biodujų jėgainė jūsų namams sutaupys energijos išteklių išlaidas. Tokį įrenginį galite pasidaryti patys.

Komponentų kaina yra gana prieinama, o pagamintos dujos gali būti naudojamos įvairiems tikslams - šildymui, maisto ruošimui ir kt.

Biodujų technologija

Biodujų gamyklos veikimo principas pagrįstas biosubstrato fermentacija. Jis suyra veikiamas hidrolizės, metaną ir rūgštis formuojančių mikroorganizmų. Susidaro degios dujos, kuriose yra daug metano.

Dujos iš tikrųjų nėra prastesnės už gamtines dujas, naudojamas kasdieniame gyvenime ir pramonėje. Yra paruoštos instaliacijos. Tačiau jų kaina yra gana didelė, atsipirkimo laikotarpis siekia 10 metų.

Norėdami eksploatuoti biodujų gamyklą, galite naudoti turimas žaliavas – perdirbamas atliekas. Jie apdorojami taip:

• Žaliavos fermentuojasi veikiamos mikroorganizmų.
• Išsiskiria degiosios dujos – metanas, anglies dioksidas ir kt. Pagrindinis tūris yra metanas
• Dujos išvalomos ir patenka į dujų baką, kur lieka tol, kol panaudojamos tiesiogiai.

Dujos gali būti naudojamos panašiai kaip gamtinės dujos. Jis gali būti naudojamas kaip kuras katilams, krosnims, dujinėms viryklėms ir kt. Atliekos žaliavos turi būti laiku pašalintos iš įrenginio. Atliekos gali būti naudojamos kaip trąšos.

Privalumai ir trūkumai

Pagrindiniai diegimo pranašumai yra šie:

• efektyvus atliekų šalinimas;
• biomasė nuolat atnaujinama vykdant žemės ūkio veiklą;
• santykinai mažas anglies dioksido kiekis;
• išskiriamas nedidelis sieros kiekis;
• stabilumas, nenutrūkstamas veikimas, nepriklausomas nuo išorinių veiksnių;
• galimybė vienu metu eksploatuoti kelis įrenginius;
• ekonominės naudos, ypač žmonėms, kurie aktyviai dalyvauja žemės ūkio veikloje.

Trūkumai yra nedideli aplinkos tarša. Taip pat gali kilti sunkumų su žaliavų tiekimu.

Duobės paruošimas bioreaktoriui

Projektuojant biodujų gamyklą numatoma jos vieta po žeme. Būtina paruošti reikiamo tūrio skylę. Jo sienos gali būti hermetiškai sutvirtintos ir apdailintos plastiku, polimeriniais žiedais ar betonu.

Žaliavos apdorojimo intensyvumas priklauso nuo sandarumo. Idealiu atveju turėtumėte įsigyti gamykloje pagamintus polimerinius žiedus, kurių dugnas yra sausas. Tai brangesnis sprendimas, tačiau galima išvengti papildomo sandarinimo.

Polimerinės medžiagos yra atsparios drėgmei ir agresyviai aplinkai. Jų taisyti nereikia, o sugadintus galima greitai pakeisti.

Dujų nutekėjimas

Specializuotų maišytuvų pirkimas ir montavimas nėra pats ekonomiškiausias pasirinkimas. Norėdami sutaupyti pinigų, galite padaryti dujų kanalizaciją. Tai vertikalūs plastikiniai kanalizacijos vamzdžiai su daugybe skylių.

Drenažas taip pat gali būti pagamintas iš plieninių vamzdžių, kurie yra labai atsparūs neigiamam poveikiui. Tačiau plastikas yra praktiškesnis dėl savo antikorozinių savybių.

Naminės biodujų gamyklos nuotraukoje aiškiai matote šį dizainą ir jo konstrukcijos ypatybes.

Drenažo vamzdžių ilgis turi būti parenkamas atsižvelgiant į bioreaktoriaus užpildymo gylį. Vamzdžių viršus turi išsikišti virš šio lygio.

Izoliacinis sluoksnis

Pagaminus bioreaktorių, jį galima iš karto užpildyti žaliavomis. Biomasė turi būti padengta plėvele. Tai būtina norint užtikrinti žemą dujų slėgį fermentacijos proceso metu.

Padarius kupolą, tai užtikrina efektyvų biodujų tekėjimą per sistemą.

Kupolo ir vamzdžių montavimas

Pažiūrėkime tiesiai, kaip savo rankomis pasidaryti paprastą biodujų gamyklą. Tiesą sakant, visi paruošiamieji darbai baigti, bioreaktorius sukonstruotas ir pripildytas biomasės.

Belieka sumontuoti kupolo sekciją. Kupolo viršuje sumontuotas vamzdis, užtikrinantis dujų pašalinimą. Per ją biodujos tiekiamos į dujų baką.

Reaktorius taip pat turi laisvą erdvę, kurioje iš tikrųjų bus laikomas tam tikras kiekis dujų. Tačiau tai negali užtikrinti saugaus veikimo.

Būtina nuolat vartoti dujas, kitaip slėgis pasieks ribinį lygį ir įvyks sprogimas. Todėl būtina įrengti dujų baką. Jei reikia, tinkamas talpas pripildykite dujų, kad nepadidėtų slėgis.

Bioreaktorius turi būti hermetiškai uždarytas. Priešingu atveju dujos tiesiog pateks į atmosferą. Kad oras nepatektų į dujų mišinį, sistemoje turi būti vandens sandariklis. Tai taip pat užtikrins dujų valymą.

Projekte turi būti išleidimo vožtuvas. Jis turėtų automatiškai įsijungti, kai viršijamas leistinas slėgio lygis.

Kaip šildyti bioreaktorių?

Substrate nuolat yra bakterijų, kurios gamina dujas. Bet kad jos intensyviai daugintųsi, aplinkos temperatūra turi būti ne žemesnė kaip 38°C.

Todėl bioreaktorių reikia šildyti, ypač žiemą. Galite sumontuoti gyvatuką, prijungtą prie namų šildymo sistemos.

Kitas būdas – sumontuoti elektrinius šildymo elementus. Tačiau ekonomiškesnis sprendimas yra prijungti prie šildymo sistemos.

Paprasčiausias variantas yra įrengti šildymą iš apačios, tiesiant šildymo vamzdį. Tačiau tokio šilumokaičio efektyvumas bus palyginti mažas.

Biodujų jėgainė nebūtinai turi būti po žeme. Yra alternatyvių metodų. Pavyzdžiui, tai galima padaryti statinėje, kuri bus atskiroje patalpoje.

Taip pat galite naudoti, pavyzdžiui, baką. Ši parinktis supaprastins šildymą, tačiau tam reikia pakankamai vietos.

„Pasidaryk pats“ biodujų gamyklos nuotrauka

Privačių namų savininkai, esantys regionuose, kuriuose ribotos galimybės naudotis tradiciniu kuru, tikrai turėtų atkreipti dėmesį į modernias biodujų jėgaines. Tokie įrenginiai leidžia gauti biodujų iš įvairių organinių atliekų ir panaudoti asmeniniams poreikiams, įskaitant gyvenamųjų patalpų šildymą.

Dujų galima gauti iš beveik bet kokios biomasės – gyvulininkystės pramonės, maisto gamybos, žemės ūkio atliekų, žalumynų ir tt Tuo pačiu metu tokį įrenginį galite pastatyti savo rankomis.

Biodujoms gaminti tinka tiek vienarūšės žaliavos, tiek įvairios biomasės mišiniai. Biodujų gamykla – tai tūrinė sandari konstrukcija, aprūpinta žaliavų tiekimo, biomasės šildymo, komponentų maišymo, susidariusių biodujų išleidimo į dujų kolektorių ir, žinoma, konstrukcijos apsaugos įrenginiais.

Reaktoryje, veikiant anaerobinėms bakterijoms, vyksta greitas biomasės irimas. Organinių žaliavų fermentacijos metu išsiskiria biodujos. Maždaug 70% tokių dujų sudėties sudaro metanas, likusią dalį sudaro anglies dioksidas.

Biodujos pasižymi puikiu kaloringumu, neturi ryškaus kvapo ar spalvos. Savo savybėmis biodujos praktiškai niekuo nenusileidžia tradicinėms gamtinėms dujoms.

Išsivysčiusiose šalyse biodujoms valyti nuo anglies dioksido naudojami papildomi įrenginiai. Jei norite, galite nusipirkti tą patį įrenginį ir gauti gryno biometano.

Biodujų gamyklos ant siloso. 1 siloso duobės. 2 Biomasės pakrovimo sistema. 3 reaktorius. 4 Pofermentacinis reaktorius. 5 Substratas. 6 Šildymo sistema. 7 Elektrinė. 8 Automatika ir valdymo sistema. 9 Dujotiekio sistema

Biodujų palyginimas su tradiciniais degalais

Vidutiniškai viena karvė ar kitas gyvulys, sveriantis pusę tonos, per dieną gali pagaminti tiek mėšlo, kad pagamintų apie 1,5 m3 biodujų. Vienos vidutinės kiaulės paros mėšlą galima perdirbti į 0,2 m3 biodujų, o triušio ar vištienos – į 0,01-0,02 m3 kuro.

Palyginimui: 1 m3 biodujų iš mėšlo suteikia maždaug tiek pat šiluminės energijos, kiek 3,5 kg malkų, 1-2 kg anglių, 9-10 kW/h elektros energijos.

Paprasčiausias mišinio, skirto biodujoms gaminti, receptas apima šiuos komponentus:

• karvių mėšlas - apie 1500 kg;
• supuvusių lapų ar kitų organinių atliekų – 3500 kg;
• vanduo – 65-75% visos ankstesnių komponentų masės. Vanduo pirmiausia turi būti pašildytas iki maždaug 35 laipsnių.

Tokio biomasės kiekio pakaks biodujoms gaminti šešiems eksploatacijos mėnesiams su saikingu vartojimu. Vidutiniškai biodujos pradeda išsiskirti per 1,5-2 savaites po mišinio pakrovimo į įrenginį.

Dujos gali būti naudojamos namams ir įvairiems komerciniams bei buitiniams pastatams šildyti.

Tipiškos biodujų gamyklos projektavimas

Pagrindinės visos biodujų sistemos sudedamosios dalys yra:

• reaktorius;
• humuso tiekimo sistema;
• maišytuvai;
• automatizuota biomasės šildymo sistema;
• dujų laikiklis;
• separatorius;
• apsauginė dalis.

Buitinė instaliacija turės kiek supaprastintą dizainą, tačiau, norint visapusiškai suprasti, kviečiame perskaityti visų išvardintų elementų aprašymą.

Reaktorius

Ši instaliacijos dalis dažniausiai surenkama iš nerūdijančio plieno arba betono. Išoriškai reaktorius atrodo kaip didelis sandarus konteineris, kurio viršuje yra kupolas, dažniausiai sferinės formos.

Šiuo metu populiariausi yra sulankstomos konstrukcijos reaktoriai, pagaminti naudojant novatoriškas technologijas. Tokį reaktorių galima lengvai surinkti savo rankomis su minimaliomis laiko investicijomis. Jei reikia, jį galima lengvai išardyti ir pervežti į kitą vietą.

Plienas patogus tuo, kad jame nesunkiai galima padaryti skylutes kitiems sistemos elementams sujungti. Betonas yra pranašesnis už plieną savo stiprumu ir ilgaamžiškumu.

Biomasės šėrimo sistema

Šią įrenginio dalį sudaro bunkeris atliekoms priimti, vandens tiekimo vamzdynas ir sraigtinis siurblys, skirtas humusui siųsti į reaktorių.

Priekinis krautuvas naudojamas sausam komponentui įkelti į bunkerį. Namuose su šia užduotimi galite susidoroti be krautuvo, naudodami įvairias improvizuotas priemones, pavyzdžiui, kastuvus.

Bunkeryje mišinys sudrėkinamas iki pusiau skystos būsenos. Pasiekęs norimą drėgmės lygį, sraigtas pusiau skystą masę perkelia į apatinį reaktoriaus skyrių.

Maišytuvai

Humuso fermentacija reaktoriuje turi vykti tolygiai. Tai viena iš svarbiausių sąlygų, užtikrinančių intensyvų biodujų išsiskyrimą iš mišinio. Norint pasiekti vienodesnį mišinio fermentacijos procesą, tipiškos biodujų gamyklos konstrukcijoje yra maišytuvai su elektra.

Yra panardinamieji ir pasvirieji maišytuvai. Povandeniniai mechanizmai gali būti nuleisti į biomasę iki reikiamo gylio, kad būtų užtikrintas intensyvus ir tolygus substrato maišymasis. Paprastai tokie maišytuvai dedami ant stiebo.

Pasvirusių maišytuvų montavimas atliekamas ant reaktoriaus šoninių paviršių. Elektros variklis yra atsakingas už sraigto sukimąsi fermentatoriuje.

Automatizuota šildymo sistema

Norint sėkmingai gaminti biodujas, sistemos viduje turi būti palaikoma +35-+40 laipsnių temperatūra. Šiuo tikslu į projektą įtrauktos automatizuotos šildymo sistemos.

Šilumos šaltinis šiuo atveju yra karšto vandens katilas, kai kuriais atvejais naudojami elektriniai šildymo įrenginiai.

Šiame konstrukciniame elemente surenkamos biodujos. Dažniausiai dujų laikiklis dedamas ant reaktoriaus stogo.

Šiuolaikinių dujų bakų gamybai dažniausiai naudojamas polivinilchloridas – medžiaga, atspari saulės spinduliams ir įvairiems nepalankiems gamtos reiškiniams.

Kai kuriose situacijose vietoj įprasto dujų bako naudojami specialūs maišeliai. Taip pat šie įrenginiai leidžia laikinai padidinti gaminamų biodujų kiekį.

Dujų laikiklio maišeliui gaminti naudojamas specialus elastingų savybių turintis polivinilchloridas, kuris didėjant biodujų kiekiui gali išsipūsti.

Ši sistemos dalis yra atsakinga už atliekų humuso džiovinimą ir, jei reikia, aukštos kokybės trąšų gavimą.

Paprasčiausias separatorius susideda iš varžto ir separatoriaus kameros. Kamera pagaminta sietelio pavidalu. Tai leidžia biomasę atskirti į kietąją ir skystąją dalis.

Išdžiovintas humusas siunčiamas į gabenimo skyrių. Sistema nukreipia skystą dalį atgal į priėmimo kamerą. Čia skystis naudojamas naujoms žaliavoms sudrėkinti.

Paprasčiausias „pasidaryk pats“ biodujų gamykla

Buitinis biodujų įrenginys bus šiek tiek supaprastintos konstrukcijos, tačiau į jo gamybą reikėtų žiūrėti maksimaliai atsakingai.

Pirmas žingsnis. Kasti duobę. Biodujų gamyklos esmė yra didelė duobė su specialia apdaila. Svarbiausia ir kartu sudėtingiausia aptariamos sistemos gamybos dalis yra teisingas bioreaktoriaus sienelių ir jo pagrindo paruošimas.

Duobė turi būti užplombuota. Sutvirtinkite pagrindą ir sienas plastiku arba betonu. Vietoj to galite įsigyti paruoštus polimerinius žiedus su kietu dugnu. Tokie įtaisai leidžia užtikrinti reikiamą sistemos sandarumą. Medžiaga daugelį metų išlaikys savo pirmines savybes, o prireikus seną žiedą nesunkiai pakeisite nauju.

Antras žingsnis. Įrengti dujų drenažo sistemą. Tai sutaupys jus nuo būtinybės įsigyti ir montuoti maišytuvus, dėl to žymiai sumažės laikas ir pinigai, skirti instaliacijos surinkimui.

Paprasčiausias dujų nuvedimo sistemos variantas – vertikaliai pritvirtinti kanalizacijos vamzdžiai iš polivinilchlorido su daugybe skylių visame korpuse.

Pasirinkite tokio ilgio vamzdžius, kad jų viršutiniai kraštai šiek tiek pakiltų virš viršutinio pakrauto humuso lygio.

Trečias žingsnis. Išorinį pagrindo sluoksnį uždenkite plėvele izoliacija. Plėvelės dėka bus sudarytos sąlygos biodujoms kauptis po kupolu esant nedideliam pertekliniam slėgiui.

Ketvirtas žingsnis. Sumontuokite kupolą ir sumontuokite dujų išmetimo vamzdį aukščiausiame taške.

Dujų suvartojimas turėtų būti reguliarus. Priešingu atveju virš biomasės konteinerio esantis kupolas gali tiesiog sprogti. Vasarą dujos susidaro intensyviau nei žiemą. Norėdami išspręsti pastarąją problemą, įsigykite ir sumontuokite tinkamus šildytuvus.

Sėkmingo biodujų gamyklos naudojimo tvarka ir sąlygos

Taigi nesudėtinga patiems surinkti paprastą biodujų gamyklą. Tačiau norint, kad jis veiktų sėkmingai, turite atsiminti ir laikytis kelių paprastų taisyklių.

Vienas iš svarbiausių reikalavimų – pakrautoje organinėje masėje neturėtų būti medžiagų, galinčių turėti neigiamos įtakos anaerobinių mikroorganizmų gyvybei. Draudžiami intarpai yra įvairių tipų tirpikliai, antibakteriniai vaistai ir kitos panašios medžiagos.

Kai kurios neorganinės medžiagos taip pat gali pabloginti bakterijų veiklą. Atsižvelgiant į tai, draudžiama, pavyzdžiui, humusą skiesti vandeniu, likusiu po drabužių ar automobilio plovimo.

Atminkite: biodujų įrenginys yra potencialiai sprogus įrenginys, todėl laikykitės visų saugos taisyklių, susijusių su bet kurios dujų įrangos eksploatavimu.

Taigi ūkyje gali praversti net mėšlas ir, iš esmės, beveik viskas, ko anksčiau iš visų jėgų stengėtės atsikratyti. Jums tereikia tinkamai pastatyti namo biodujų instaliaciją, ir labai greitai jūsų namai bus šilti. Vykdykite gautas rekomendacijas ir jums nebereikės išleisti milžiniškų sumų šildymui.

Sėkmės!

Mažus įrenginius galima montuoti ir namuose. Atskirai pasakysiu, kad biodujų gamyba savo rankomis nėra kažkoks naujas išradimas. Net senovėje biodujos buvo aktyviai gaminamos namuose Kinijoje. Ši šalis vis dar pirmauja pagal biodujų įrenginių skaičių. Bet čia kaip savo rankomis pasidaryti biodujų gamyklą, ko tam reikia, kiek tai kainuos - pabandysiu visa tai papasakoti šiame ir tolesniuose straipsniuose.

Preliminarus biodujų gamyklos skaičiavimas

Prieš pradėdami pirkti ar savarankiškai montuoti biodujų gamyklą, turite adekvačiai įvertinti žaliavų prieinamumą, jų rūšį, kokybę ir nepertraukiamo tiekimo galimybę. Ne kiekviena žaliava yra tinkama biodujoms gaminti. Netinkamos žaliavos:

• žaliavos su dideliu lignino kiekiu;
• žaliavos, kuriose yra spygliuočių medžių pjuvenų (su dervų)
• kai drėgmė viršija 94 %
• pūvantis mėšlas, taip pat žaliavos, kuriose yra pelėsių arba sintetinių ploviklių.

Jei žaliava tinkama perdirbti, galite pradėti nustatyti bioreaktoriaus tūrį. Bendras mezofilinio režimo (biomasės temperatūra svyruoja nuo 25-40 laipsnių, dažniausias režimas) žaliavų tūris neviršija 2/3 reaktoriaus tūrio. Paros dozė yra ne didesnė kaip 10% visos pakrautos žaliavos.

Bet kuriai žaliavai būdingi trys svarbūs parametrai:

• tankis;
• pelenų kiekis;
• drėgmės.

Paskutiniai du parametrai nustatomi pagal statistines lenteles. Žaliava skiedžiama vandeniu, kad būtų pasiekta 80-92% drėgmė. Vandens ir žaliavų kiekio santykis gali svyruoti nuo 1:3 iki 2:1. Tai daroma siekiant suteikti substratui reikiamą sklandumą. Tie. užtikrinti pagrindo praėjimą per vamzdžius ir galimybę jį maišyti. Mažoms biodujų gamykloms substrato tankis gali būti lygus vandens tankiui.

Pabandykime nustatyti reaktoriaus tūrį naudodami pavyzdį.

Tarkime, ūkyje yra 10 galvijų, 20 kiaulių ir 35 vištos. Per parą susidaro šie ekskrementai: 1 galvijai 55 kg, 1 kiaulė 4,5 kg ir vištiena 0,17 kg. Paros atliekų tūris bus: 10x55+20x4,5+0,17x35 = 550+90+5,95 =645,95 kg. Suapvalinkime iki 646 kg. Kiaulių ir galvijų ekskrementų drėgnumas – 86 proc., vištų išmatų – 75 proc. Kad vištienos mėšle būtų 85 % drėgmės, reikia įpilti 3,9 litro vandens (apie 4 kg).

Pasirodo, paros žaliavos pakrovimo dozė bus apie 650 kg. Pilna reaktoriaus apkrova: OS=10x0,65=6,5 tonos, o reaktoriaus tūris AR=1,5x6,5=9,75 m³. Tie. mums reikės 10 m³ tūrio reaktoriaus.

Biodujų išeigos skaičiavimas

Lentelė biodujų išeigai apskaičiuoti priklausomai nuo žaliavos rūšies.

Žaliavos tipas	Dujų išeiga, m³ 1 kg sausos medžiagos	Dujų išeiga m³ 1 tonai esant 85% drėgnumui
Galvijų mėšlas	0,25-0,34	38-51,5
Kiaulių mėšlas	0,34-0,58	51,5-88
Paukščių išmatos	0,31-0,62	47-94
Arklio mėšlas	0,2-0,3	30,3-45,5
Avių mėšlas	0,3-0,62	45,5-94

Jei imtume tą patį pavyzdį, tada kiekvienos rūšies žaliavos masę padauginus iš atitinkamų lentelės duomenų ir susumavus visus tris komponentus, gauname maždaug 27-36,5 m³ per dieną biodujų išeiga.

Norint susidaryti supratimą apie reikiamą biodujų kiekį, pasakysiu, kad vidutinei 4 asmenų šeimai maisto ruošimui reikės 1,8-3,6 m³. 100 m² patalpai šildyti – 20 m³ biodujų per dieną.

Reaktoriaus montavimas ir gamyba

Kaip reaktorius gali būti naudojamas metalinis rezervuaras, plastikinis konteineris arba jis gali būti pastatytas iš plytų ar betono. Kai kuriuose šaltiniuose teigiama, kad pageidaujama cilindro forma, tačiau kvadratinėse konstrukcijose, pastatytose iš akmens ar plytų, dėl žaliavų slėgio susidaro įtrūkimai. Nepriklausomai nuo formos, medžiagos ir įrengimo vietos, reaktorius turi:

• būti nepralaidūs vandeniui ir dujoms. Oro ir dujų maišymas reaktoriuje neturėtų vykti. Tarp dangtelio ir korpuso turi būti tarpiklis, pagamintas iš sandarios medžiagos;
• būti šilumos izoliacija;
• atlaikyti visas apkrovas (dujų slėgį, svorį ir kt.);
• turi liuką remonto darbams atlikti.

Reaktoriaus formos montavimas ir parinkimas atliekamas individualiai kiekvienam ūkiui.

Gamybos tema „Pasidaryk pats“ biodujų gamykla labai platus. Todėl šiame straipsnyje aš sutelksiu dėmesį į tai. Kitame straipsnyje kalbėsime apie likusių biodujų gamyklos elementų pasirinkimą, kainas ir kur jį galima įsigyti.