Bioplynová stanica - jednoduché nápady pre súkromný dom. Výkresy, schémy a projekty najlepších inštalácií. Všetky výhody a nevýhody inštalácie doma. Urob si sám domáca bioplynová stanica Bioreaktor doma

Bioplynové stanice pre farmy, cena závisí od počtu komponentov, rôznych parametrov charakteristických pre takéto zariadenia, sa pohybuje v rozmedzí 170 tisíc rubľov.

Pracujú na tom, aby ako výsledok spracovania konečného produktu získali ekologické palivo a hnojivá, ktoré sa vyrábajú v jednotke, ktorá zahŕňa technické konštrukcie a zariadenia spojené v jedinom technologickom cykle.

Bioplynové stanice pre domácnosti môžu jedného dňa úplne nahradiť drahé zdroje energie pre obyvateľov vidieka. Ekonomické kataklizmy si vyžadujú, aby vývojári poľnohospodárskych zariadení vyrábali analógy prírodných zdrojov vo forme improvizovaných surovín, aby sa znížili náklady na údržbu súkromnej farmy a farmárčenia.

Ciele farmárov sú rôzne – niektorí získavajú lacnú energiu, zatiaľ čo iní potrebujú na spracovanie odpadu použiť malú miniinštaláciu:

• dobytka

Výsledkom práce sú biohnojivá a vlastný zdroj energie. Okrem toho sa farmy musia zbaviť rôznych nahromadení domáceho odpadu, v tom im pomáha pohodlná, univerzálna štruktúra, ktorá namiesto nepotrebných produktov rozdáva užitočné.

Kto obsluhuje zariadenie

Malé bioplynové stanice sú užitočné v moderných vidieckych domácnostiach. Väčšie zariadenia používajú seriózni chovatelia dobytka, kde nie je možné existovať bez jednotiek, ktoré vyrábajú potrebné druhy energie.

Dôvodom na jeho inštaláciu na nádvorí súkromného domu alebo veľkej farmy je akumulácia organických látok, pretože každé zariadenie potrebuje energiu, aby fungovalo.

Svet bojuje za ekológiu životného prostredia, najprijateľnejším prostriedkom na to je výstavba bioplynových zariadení, ktoré uvoľňujú čisté látky a spotrebúvajú alternatívne palivo. Na tomto základe sa zariadenia stali žiadanými na farmách u nás aj v zahraničí.

Štandardná výbava

Inžinieri zostavujú mechanizmy rôznych veľkostí. Výroba závisí od požadovaného výkonu, ktorý má jednotka spracovať a vyrobiť výmenou. Štandardná inštalácia pozostáva z nasledujúcich komponentov:

• zásobná nádrž, prijíma materiál na spracovanie
• miešačky, mlyny, ktoré sú navzájom konštrukčne odlišné, drvia veľké úlomky suroviny
• plynojem, hermeticky uzavretý, hromadí sa tu plyn
• reaktor vo forme zásobníka, kde vzniká biopalivo
• zariadenia dodávajúce suroviny do kontajnera
• zariadenia, ktoré prenášajú výsledné palivo z jedného bodu do druhého na následnú konverziu
  automatické systémy, ktoré chránia a riadia výrobný proces

Fungovanie technologického cyklu je prepracované do najmenších detailov, aby človeku uľahčil údržbu jednotky počas doby spracovania.

Ako to funguje

Výkon jednotiek je založený na princípe vplyvu bakteriálnych útvarov rôzneho charakteru na organické látky, ktoré spôsobujú fermentáciu. Tieto procesy prebiehajú vo vnútri reaktora. Z rozkladu niektorých produktov sa získa ďalšia látka, ktorej zloženie zahŕňa:

• metán
• oxid uhličitý
• nečistoty čpavok, sírovodík, dusík

Princíp činnosti pozostáva z nasledujúcich krokov:

• suroviny sa dodávajú do zásobníka
• materiál sa rozdrví, pumpami a dopravníkmi sa presunie do nádrže na kyselinu, v tejto nádrži sa biomasa dodatočne zahrieva
• odolný, kyselinovzdorný, tesne uzavretý reaktor dostáva pripravené suroviny na výrobu bioplynu

V reaktore sú inštalované zariadenia, ktoré zabezpečujú dohrievanie do +40 stupňov, miešanie látok, vytváranie vhodných podmienok pre ne, urýchľujúce procesy rozkladu a fermentácie, z ktorých vzniká finálny produkt. Rýchlosť spracovania závisí od kapacity zariadenia a druhu odpadu.

Prebieha:

• akumulácia plynu sa vykonáva v plynových nádržiach; sú namontované ako samostatný prvok alebo spojené s puzdrom
• Nádrž reaktora sa zhromažďuje, po ukončení procesu rozkladu sa odovzdá na použitie
• v nádrži plynovej nádrže sa vytvorí dostatočný tlak na presun plynu do čistiaceho systému, v tejto forme ho spotrebiteľ využije v rôznych oblastiach činnosti
• pri použití na určený účel získavajú látky na hnojivá po ich rozdelení na zložky v tekutej alebo pevnej forme a ich presune do skladovacej časti

Rozhodnutie o začatí výstavby musí sprevádzať zohľadnenie podmienok, za ktorých bioplynové stanice pracujú s požadovanou účinnosťou.

Základné možnosti na výber

Zlá funkčnosť zariadení sa vyskytuje v dôsledku zlého plánovania. Chyby môžu byť zaznamenané okamžite alebo po určitom čase. Prostredníctvom starostlivého a komplexného výskumu zaisťujeme, že zariadenie nezlyhá. Postup začína po určení dostupnosti surovín a toho, koľko energie je potrebné na normálnu existenciu energetických zdrojov.

Reaktor a jeho rozmery sú ovplyvnené:

• množstvo spracovania
• kvalita materiálu
• druh suroviny
• teplotný režim
• obdobie fermentácie

V praxi by ste na konkrétnej farme mali venovať pozornosť nasledujúcim bodom:

• denné nakladanie materiálov vo vzťahu k veľkosti reaktora
• objem nádoby, v ktorej sa odpad spracováva
• vypočítať výstup
• schopnosť balansovať medzi výsledkom a skutočnou spotrebou

Pred inštaláciou zariadenia si musíte vybrať:

• najoptimálnejšie miesto pre inštaláciu
• model vhodný pre dizajnové prvky

Hlavnými kritériami, na ktoré sa spolieha pri konštruktívnom výbere, sú umiestnenie a definícia podzemnej alebo nadzemnej stavby. Okrem toho pri konštrukcii konštrukcie v hornej časti by ste sa mali rozhodnúť, ako nainštalovať reaktor vo vertikálnej alebo horizontálnej polohe.

Biohnojivá sa skladujú v budovách na mieste alebo v jamách a kovových sudoch. Náklady sa znížia o hotové časti inštalácie, ak sú na farme dostupné. Akumulácia materiálov určuje veľkosť a tvar nádrží, v ktorých sa miešajú, ako aj to, aký druh reaktora a zariadenia sú potrebné na ohrev látok, ich drvenie a miešanie.

Vybraná konštrukcia reaktora musí spĺňať:

• praktickosť
• jednoduchosť údržby
• plynotesné a vodotesné, aby sa eliminovali netesnosti a udržal sa plyn v plnom objeme

Predpokladom efektívneho výkonu je prítomnosť kvalitnej tepelnej izolácie. Náklady na výstavbu a tepelné straty možno znížiť minimálnymi plochami.

Konštrukcia musí byť stabilná a odolávať tlakovým zaťaženiam:

• suroviny

Inštalácie sú vybavené v nasledujúcich najoptimálnejších formách:

• vajcovitý
• cylindrický
• kužeľovitý
• polkruhový

Neodporúča sa vybaviť štvorcové betónové alebo tehlové formy. Surovina vyvíja tlak na rohy, čo spôsobuje vznik trhlín, narúšajúce procesy prebiehajúce vo vnútri a hromadenie pevných úlomkov. Materiály lepšie kvasia a v konštrukciách s vnútornými priečkami sa neobjavujú vysušené povrchy.

Najlepšie materiály na stavbu sú:

• Oceľ - v týchto kontajneroch dosiahnete absolútnu tesnosť, ľahko sa vyrábajú a vydržia zaťaženie. Problémom je zvýšená náchylnosť na koróziu. Aby sa zabránilo hrdzi, povrchy sú ošetrené. Ak má farma kovovú nádrž, mala by sa jej kvalita skontrolovať zo všetkých strán. Zbavte sa nedostatkov.
• Plast - nádrže z tohto materiálu sa vyrábajú mäkké a tvrdé. Prvá možnosť je menej vhodná, pretože poškodenie je ľahko spôsobené a je ťažké ho izolovať. Nádrže vyrobené z tvrdého plastu sú stabilné a nehrdzavejú.
• Betón používajú niektoré rozvojové krajiny. Nemajú žiadne obmedzenia na životnosť, špeciálne nátery môžu zabrániť vzniku trhlín.
• Tehla sa používa v Indii a Číne. Na to sa používajú iba dobre vypálené výrobky alebo sa kladú steny z betónových blokov alebo kameňa.

Pri inštalácii zariadení z betónu, tehál alebo kameňa je potrebné dbať na vnútornú protipožiarnu úpravu, ktorá je odolná voči organickým látkam a sírovodíku.

Umiestnenie konštrukcie by sa malo brať s osobitnou vážnosťou a mali by sa zohľadniť tieto faktory:

• voľné miesto
• vzdialenosť od bývania
• skladovanie
• umiestnenie maštalí, ošípaných, hydinární
• podzemnej vody
• pohodlné nakladanie a vykladanie materiálov

Reaktory sú umiestnené:

• na povrchu so základom
• pochovaný v zemi
• inštalované vo vnútri farmy

Zariadenia fungujúce pomocou chemickej alebo biologickej reakcie sú vybavené poklopmi, cez ktoré sa vykonávajú pravidelné opravy. Gumové tesnenie poskytuje tesnenie, keď je veko zatvorené. Tepelná izolácia je potrebná na vykonávanie prác bez ohľadu na ročné obdobie.
Konštrukcia je izolovaná improvizovanými materiálmi s úpravou vnútorných povrchov vrstva po vrstve.

Tu v Srbsku a v celej Európe ľudia nechcú byť závislí od energetických a plynárenských spoločností, preto sa snažia nakupovať alternatívne zdroje energie. Či už sú to solárne panely, tepelné kolektory, alebo bioplynové stanice.

Kedysi som už vo svojom časopise hovoril o priemyselných bioplynových staniciach, teraz je môj príbeh o domácej elektrárni, ktorá dokáže vyrobiť plyn pre váš dom alebo chatu. Princíp činnosti je zrejmý z obrázku. Urobím len niekoľko vysvetlení a poviem vám účel niektorých prvkov.

Na vykonanie inštalácie budete potrebovať:

*Dva plastové sudy po 200 litrov (v Srbsku sa v takýchto sudoch solí kapusta), ale môžu byť aj kovové sudy na naftu.

* Päť adaptérových tvaroviek pre spojenie prvkov s hadicou s hrúbkou minimálne 13 mm.

* Plastová hadica (dĺžka závisí od potrieb inštalácie).

* Plastové vedierko.

* Plastová nádoba 3 - 5 litrov (na automobilový olej so skrutkovacím uzáverom) pre núdzový ventil.

* Dve plastové rúrky s priemerom 5 cm.

Prvok 1 - na obrázku BIO generátor plynu

Pozostáva z: utesneného suda, dvoch plastových rúr a výtokovej armatúry na bioplyn.

V generátore sa organická hmota počas procesu rozpadu rozkladá, pričom sa uvoľňuje 60 % metánu a 40 % SO2.

Cez prvú plastovú trubicu s lievikom sa nasype nadrobno nasekaný odpad z biomasy a zmieša sa s vodou v pomere 10% biomasy a 90% dažďovej vody (mäkká voda).

Bolo by dobré, keby sme mohli pridať aj prírodnú zmes čerstvého hnoja od kráv, ošípaných a hydiny, čím by sme zaviedli mikroorganizmy, od ktorých závisí produkcia bioplynu. Ak sa tak nestane, môžete pridať trochu bahna z rieky alebo rybníka, aby ste proces urýchlili.

Proces trvá asi 3 týždne, kým sa vytvorí plyn. Čoskoro si všimnete uvoľňovanie plynu, ale uvedomte si, že ide o SO2 - oxid uhličitý, ktorý nie je horľavý. Až po uplynutí 3 týždňov dochádza k tvorbe metánu alebo bioplynu.

Na dne nádoby sa časom objaví zvyšok, ktorý je výborným prírodným hnojivom pre zeleninu v záhradníctve.

Ideálna teplota je od 12 do 36 stupňov, sud chráňte pred priamym slnečným žiarením v tieni, v zime pred mrazom. Majte na pamäti, že ide o „živý“ sud, to znamená, že obsahuje miliardy mikroorganizmov, ktoré pracujú na procese rozkladu biomasy.

Ak BIO Generátor plynu „prevaríte“ alebo „zmrazíte“, mikroorganizmy zmiznú, takže celý proces bude musieť začať odznova.

Prvok 2 na obrázku je nádoba na zber bioplynu a vodný uzáver

Skladá sa z otvoreného plastového suda, vedra a dvoch armatúr (ventil) pre prietok a hmotnosť plynu (značka).

V tejto nádobe - 200 litrovom sude sa zbiera plyn, ako je znázornené na obrázku. Poskytuje jednoduché a flexibilné riešenie bez plytvania plynom. Voda navyše funguje aj ako filter, ktorý čistí metán od nečistôt.

Všimnite si, že plyn zdvihol nádobu na vodu a to indikuje množstvo nazbieraného plynu.

Hmotnosť závažia dopomôže k dostatočnému tlaku plynu, ktorý je následne odoslaný do núdzového ventilu, prvok č.4.

Udržujte túto nádobu naplnenú vodou a chráňte ju pred mrazom.

Prvok 3 - horák

Prvok 4 - Núdzový ventil

Núdzový ventil pozostáva z plastovej nádoby na vodu so skrutkovacím uzáverom a dvoch adaptérov.

Dobrou improvizáciou sú prázdne plechovky od oleja do auta.

Poistný ventil je navrhnutý tak, aby zachytil plameň a zastavil spätný efekt. Núdzový ventil sa nachádza medzi prvkom 3 - horákom a nádobou na zber plynu, prvok 2.

Je nevyhnutné, aby ste nainštalovali núdzový ventil, aby sa zabránilo vznieteniu plynovej nádoby, čo by spôsobilo nehodu alebo výbuch.

Jedným z problémov, ktoré treba v poľnohospodárstve vyriešiť, je likvidácia hnoja a rastlinného odpadu. A to je dosť vážny problém, ktorý si vyžaduje neustálu pozornosť. Recyklácia si vyžaduje nielen čas a námahu, ale aj značné sumy. Dnes existuje aspoň jeden spôsob, ako zmeniť túto bolesť hlavy na zdroj príjmu: spracovanie hnoja na bioplyn. Technológia je založená na prirodzenom procese rozkladu hnoja a rastlinných zvyškov vďaka baktériám, ktoré obsahujú. Celá úloha spočíva vo vytvorení špeciálnych podmienok pre čo najkompletnejší rozklad. Týmito podmienkami sú absencia prístupu kyslíka a optimálna teplota (40-50 o C).

Každý vie, ako sa hnoj najčastejšie likviduje: ukladajú ho na kopy, potom ho po vykvasení vyvezú na pole. Vzniknutý plyn sa v tomto prípade uvoľní do atmosféry a unikne tam aj 40 % dusíka obsiahnutého v pôvodnej látke a väčšina fosforu. Výsledné hnojivo má ďaleko od ideálu.

Na získanie bioplynu je potrebné, aby proces rozkladu hnoja prebiehal bez prístupu kyslíka, v uzavretom objeme. V tomto prípade zostáva vo zvyškovom produkte dusík aj fosfor a plyn sa hromadí v hornej časti nádoby, odkiaľ sa dá ľahko odčerpať. Zdroje zisku sú dva: samotný plyn a účinné hnojivo. Okrem toho je hnojivo najvyššej kvality a na 99 % bezpečné: väčšina patogénnych mikroorganizmov a vajíčok hlíst odumiera a semená burín obsiahnuté v hnoji strácajú svoju životaschopnosť. Existujú dokonca linky na balenie týchto zvyškov.

Druhým predpokladom procesu spracovania hnoja na bioplyn je udržiavanie optimálnej teploty. Baktérie obsiahnuté v biomase sú pri nízkych teplotách neaktívne. Začínajú pôsobiť pri teplote okolia +30 o C. Hnoj navyše obsahuje dva druhy baktérií:

Najúčinnejšie sú teplomilné zariadenia s teplotami od +43 o C do +52 o C: v nich sa hnoj spracováva 3 dni a výstup z 1 litra úžitkovej plochy bioreaktora je až 4,5 litra bioplynu (tj. maximálny výkon). Ale udržiavanie teploty +50 o C vyžaduje značné energetické výdavky, čo nie je nákladovo efektívne v každej klíme. Preto bioplynové stanice často pracujú pri mezofilných teplotách. V tomto prípade môže byť doba spracovania 12-30 dní, výťažnosť je približne 2 litre bioplynu na 1 liter objemu bioreaktora.

Zloženie plynu sa mení v závislosti od surovín a podmienok spracovania, ale je približne nasledovné: metán - 50-70%, oxid uhličitý - 30-50% a obsahuje aj malé množstvo sírovodíka (menej ako 1 %) a veľmi malé množstvá amoniaku, vodíka a zlúčenín dusíka. V závislosti od konštrukcie zariadenia môže bioplyn obsahovať značné množstvo vodnej pary, čo bude vyžadovať sušenie (inak jednoducho nebude horieť). Ako vyzerá priemyselná inštalácia, ukazuje video.

Dá sa povedať, že ide o celý závod na výrobu plynu. Ale pre súkromnú farmu alebo malú farmu sú takéto objemy zbytočné. Najjednoduchšiu bioplynovú stanicu je ľahké vyrobiť vlastnými rukami. Otázka však znie: "Kam by sa mal bioplyn poslať ďalej?" Spalné teplo vzniknutého plynu je od 5340 kcal/m3 do 6230 kcal/m3 (6,21 - 7,24 kWh/m3). Preto môže byť dodávaný do plynového kotla na výrobu tepla (kúrenie a ohrev vody), alebo do zariadenia na výrobu elektriny, do plynového sporáka atď. Takto využíva hnoj zo svojej prepeličej farmy konštruktér bioplynovej stanice Vladimír Rašin.

Ukazuje sa, že ak máte aspoň slušné množstvo dobytka a hydiny, môžete plne uspokojiť potreby svojej farmy na teplo, plyn a elektrinu. A ak nainštalujete plynové inštalácie na autá, bude to tiež poskytovať palivo pre vozový park. Vzhľadom na to, že podiel energetických zdrojov na výrobných nákladoch je 70-80%, môžete ušetriť iba na bioreaktore a potom zarobiť veľa peňazí. Nižšie je uvedený screenshot ekonomického výpočtu rentability bioplynovej stanice pre malú farmu (stav k septembru 2014). Farma sa nedá nazvať malou, no rozhodne nie je ani veľká. Ospravedlňujeme sa za terminológiu - to je štýl autora.

Toto je približný rozpis požadovaných nákladov a možných príjmov Schémy pre domáce bioplynové stanice

Schémy domácich bioplynových staníc

Najjednoduchšou schémou bioplynovej stanice je uzavretá nádoba - bioreaktor, do ktorej sa naleje pripravená kaša. V súlade s tým existuje poklop na nakladanie hnoja a poklop na vykladanie spracovaných surovín.

Najjednoduchšia schéma bioplynovej stanice bez akýchkoľvek zvončekov a píšťaliek

Nádoba nie je úplne naplnená substrátom: 10-15% objemu by malo zostať voľných na zachytávanie plynu. Vo veku nádrže je zabudované potrubie na výstup plynu. Keďže výsledný plyn obsahuje pomerne veľké množstvo vodnej pary, v tejto forme nebude horieť. Preto je potrebné prejsť cez vodný uzáver, aby sa vysušil. V tomto jednoduchom zariadení bude väčšina vodnej pary kondenzovať a plyn bude dobre horieť. Potom je vhodné plyn očistiť od nehorľavého sírovodíka a až potom ho možno privádzať do plynojemu - nádoby na zachytávanie plynu. A odtiaľ môže byť distribuovaný spotrebiteľom: privádzaný do kotla alebo plynovej rúry. Pozrite si video a zistite, ako vyrobiť filtre pre bioplynovú stanicu vlastnými rukami.

Veľké priemyselné inštalácie sú umiestnené na povrchu. A to je v zásade pochopiteľné - objem pozemkových prác je príliš veľký. Ale na malých farmách je miska bunkra zakopaná v zemi. To vám po prvé umožňuje znížiť náklady na udržiavanie požadovanej teploty a po druhé, na súkromnom dvore je už dostatok všetkých druhov zariadení.

Nádobu je možné odobrať už hotovú alebo z tehly, betónu atď. vo vykopanej jame. Ale v tomto prípade sa budete musieť postarať o tesnosť a nepriepustnosť vzduchu: proces je anaeróbny - bez prístupu vzduchu, preto je potrebné vytvoriť vrstvu nepriepustnú pre kyslík. Štruktúra sa ukáže ako viacvrstvová a výroba takéhoto bunkra je dlhý a nákladný proces. Preto je lacnejšie a jednoduchšie zakopať hotovú nádobu. Predtým to boli nevyhnutne kovové sudy, často vyrobené z nehrdzavejúcej ocele. Dnes, s príchodom PVC kontajnerov na trh, ich môžete použiť. Sú chemicky neutrálne, majú nízku tepelnú vodivosť, dlhú životnosť a sú niekoľkonásobne lacnejšie ako nerez.

Vyššie opísaná bioplynová stanica však bude mať nízku produktivitu. Na aktiváciu procesu spracovania je potrebné aktívne premiešavanie hmoty umiestnenej v násypke. V opačnom prípade sa na povrchu alebo v hrúbke substrátu vytvorí kôra, ktorá spomaľuje proces rozkladu a na výstupe sa tvorí menej plynu. Miešanie sa vykonáva akýmkoľvek dostupným spôsobom. Napríklad, ako to ukazuje video. V tomto prípade je možné vykonať akýkoľvek pohon.

Existuje aj iný spôsob miešania vrstiev, ktorý je však nemechanický – barbitácia: vzniknutý plyn sa pod tlakom privádza do spodnej časti nádoby s hnojom. Plynové bubliny, ktoré stúpajú nahor, rozbijú kôru. Keďže sa dodáva rovnaký bioplyn, nedôjde k žiadnym zmenám v podmienkach spracovania. Taktiež tento plyn nemožno považovať za spotrebu – opäť skončí v plynojeme.

Ako je uvedené vyššie, dobrý výkon vyžaduje zvýšené teploty. Aby ste nevynaložili príliš veľa peňazí na udržiavanie tejto teploty, musíte sa postarať o izoláciu. Aký typ tepelného izolátora si vybrať, je samozrejme na vás, ale dnes je najoptimálnejší polystyrén. Nebojí sa vody, nie je ovplyvnený hubami a hlodavcami, má dlhú životnosť a vynikajúce tepelnoizolačné vlastnosti.

Tvar bioreaktora môže byť rôzny, no najbežnejší je valcový. Nie je to ideálne z hľadiska náročnosti miešania substrátu, ale používa sa to častejšie, pretože ľudia nazbierali veľa skúseností so stavbou takýchto nádob. A ak je takýto valec rozdelený prepážkou, potom môžu byť použité ako dva samostatné zásobníky, v ktorých sa proces posúva v čase. V tomto prípade môže byť do priečky zabudované vykurovacie teleso, čím sa vyrieši problém s udržiavaním teploty v dvoch komorách naraz.

V najjednoduchšej verzii sú domáce bioplynové stanice obdĺžniková jama, ktorej steny sú vyrobené z betónu a pre tesnosť sú ošetrené vrstvou sklenených vlákien a polyesterovej živice. Táto nádoba je vybavená vekom. Použitie je mimoriadne nepohodlné: zahrievanie, miešanie a odstraňovanie fermentovanej hmoty sa ťažko realizuje a nie je možné dosiahnuť úplné spracovanie a vysokú účinnosť.

O niečo lepšia je situácia so zákopovými zariadeniami na spracovanie hnoja na bioplyn. Majú skosené hrany, čo uľahčuje nakladanie čerstvého hnoja. Ak spravíte spodok naklonený, tak sa vám vykvasená hmota samospádom posunie na jednu stranu a bude sa ľahšie vyberať. Pri takýchto inštaláciách je potrebné zabezpečiť tepelnú izoláciu nielen stien, ale aj veka. Realizovať takúto bioplynovú stanicu vlastnými rukami nie je ťažké. Ale úplné spracovanie a maximálne množstvo plynu sa v ňom dosiahnuť nedá. Aj s kúrením.

Základné technické otázky boli vyriešené a teraz poznáte niekoľko spôsobov, ako postaviť zariadenie na výrobu bioplynu z hnoja. Stále existujú technologické nuansy.

Čo sa dá recyklovať a ako dosiahnuť dobré výsledky

Hnoj akéhokoľvek zvieraťa obsahuje organizmy potrebné na jeho spracovanie. Zistilo sa, že na fermentačnom procese a produkcii plynu sa podieľa viac ako tisíc rôznych mikroorganizmov. Najdôležitejšiu úlohu zohrávajú látky tvoriace metán. Tiež sa predpokladá, že všetky tieto mikroorganizmy sa nachádzajú v optimálnych pomeroch v hnoji dobytka. V každom prípade pri spracovaní tohto druhu odpadu v kombinácii s rastlinnou hmotou sa uvoľňuje najväčšie množstvo bioplynu. V tabuľke sú uvedené priemerné údaje pre najbežnejšie druhy poľnohospodárskeho odpadu. Upozorňujeme, že toto množstvo plynu je možné získať za ideálnych podmienok.

Pre dobrú produktivitu je potrebné udržiavať určitú vlhkosť podkladu: 85-90%. Ale treba použiť vodu, ktorá neobsahuje cudzie chemikálie. Negatívny vplyv na procesy majú rozpúšťadlá, antibiotiká, čistiace prostriedky atď. Tiež, aby proces prebiehal normálne, kvapalina by nemala obsahovať veľké fragmenty. Maximálne veľkosti fragmentov: 1*2 cm, menšie sú lepšie. Preto, ak plánujete pridať bylinné zložky, musíte ich rozdrviť.

Pre normálne spracovanie v substráte je dôležité udržiavať optimálnu úroveň pH: v rozmedzí 6,7-7,6. Prostredie má zvyčajne normálnu kyslosť a len občas sa kyselinotvorné baktérie vyvinú rýchlejšie ako baktérie tvoriace metán. Potom sa prostredie stáva kyslým, produkcia plynu klesá. Na dosiahnutie optimálnej hodnoty pridajte do substrátu bežné vápno alebo sódu.

Teraz trochu o čase, ktorý je potrebný na spracovanie hnoja. Vo všeobecnosti čas závisí od vytvorených podmienok, ale prvý plyn môže začať prúdiť už na tretí deň po začiatku fermentácie. Najaktívnejšia tvorba plynu nastáva, keď sa hnoj rozkladá o 30-33%. Aby ste mali predstavu o čase, povedzme, že po dvoch týždňoch sa substrát rozloží o 20 – 25 %. To znamená, že optimálne by spracovanie malo trvať mesiac. V tomto prípade je hnojivo najvyššej kvality.

Výpočet objemu zásobníka na spracovanie

Pre malé farmy je optimálna inštalácia konštantná - vtedy sa čerstvý hnoj dodáva v malých dávkach denne a odstraňuje sa v rovnakých dávkach. Aby sa proces nenarušil, podiel dennej záťaže by nemal presiahnuť 5 % spracovaného objemu.

Domáce zariadenia na spracovanie hnoja na bioplyn nie sú vrcholom dokonalosti, ale sú dosť efektívne

Na základe toho ľahko určíte potrebný objem nádrže pre domácu bioplynovú stanicu. Denný objem hnoja z vašej farmy (už v zriedenom stave s vlhkosťou 85-90%) musíte vynásobiť 20 (to je pre mezofilné teploty, pre teplomilné budete musieť násobiť 30). K výslednému údaju je potrebné pridať ďalších 15-20% - voľný priestor na zber bioplynu pod kupolou. Poznáte hlavný parameter. Všetky ďalšie náklady a parametre systému závisia od toho, ktorá schéma bioplynovej stanice je zvolená na implementáciu a ako všetko urobíte. Je celkom možné vystačiť si s improvizovanými materiálmi alebo si môžete objednať inštaláciu na kľúč. Vývoj továrne bude stáť od 1,5 milióna eur, inštalácie od Kulibinovcov budú lacnejšie.

Zákonná registrácia

Inštalácia bude musieť byť koordinovaná s SES, plynárenským inšpektorátom a hasičmi. Budete potrebovať:

• Technologická schéma inštalácie.
• Plán usporiadania zariadení a komponentov s ohľadom na samotnú inštaláciu, miesto inštalácie tepelnej jednotky, umiestnenie potrubí a energetických rozvodov a prípojky čerpadiel. Diagram by mal označovať bleskozvod a prístupové cesty.
• Ak bude inštalácia umiestnená v interiéri, potom bude potrebný aj plán vetrania, ktorý zabezpečí minimálne osemnásobnú výmenu všetkého vzduchu v miestnosti.

Ako vidíme, bez byrokracie sa tu nezaobídeme.

Na záver trochu o výkone inštalácie. V priemere za deň vyprodukuje bioplynová stanica objem plynu dvojnásobok užitočného objemu zásobníka. To znamená, že 40 m 3 kalu vyprodukuje 80 m 3 plynu za deň. Na zabezpečenie samotného procesu (hlavnou nákladovou položkou je vykurovanie) pôjde približne 30 %. Tie. na výstupe dostanete 56 m 3 bioplynu za deň. Podľa štatistík je na pokrytie potrieb trojčlennej rodiny a na vykurovanie priemerne veľkého domu potrebných 10 m 3 . V čistom zostatku máte 46 m3 za deň. A to s malou inštaláciou.

Výsledky

Investíciou určitej sumy peňazí do zriadenia bioplynovej stanice (vlastnými rukami alebo na kľúč) uspokojíte nielen vlastné potreby a potreby tepla a plynu, ale budete môcť aj predávať plyn, napr. ako aj vysokokvalitné hnojivá vznikajúce pri spracovaní.

Malé inštalácie je možné inštalovať aj doma. Na okraj poviem, že výroba bioplynu vlastnými rukami nie je nejaký nový vynález. Dokonca aj v dávnych dobách sa bioplyn aktívne vyrábal doma v Číne. Táto krajina je stále lídrom v počte zariadení na výrobu bioplynu. Ale tu ako vyrobiť bioplynovú stanicu vlastnými rukami, čo je k tomu potrebné, koľko to bude stáť - to všetko sa vám pokúsim povedať v tomto a nasledujúcich článkoch.

Predbežný výpočet bioplynovej stanice

Predtým, ako sa pustíte do nákupu alebo samostatnej montáže bioplynovej stanice, musíte adekvátne posúdiť dostupnosť surovín, ich druh, kvalitu a možnosť nepretržitej dodávky. Nie každá surovina je vhodná na výrobu bioplynu. Nevhodné suroviny:

• suroviny s vysokým obsahom lignínu;
• suroviny, ktoré obsahujú piliny z ihličnatých stromov (s prítomnosťou živíc)
• s vlhkosťou nad 94%
• hnijúci hnoj, ako aj suroviny obsahujúce plesne alebo syntetické čistiace prostriedky.

Ak je surovina vhodná na spracovanie, môžete začať určovať objem bioreaktora. Celkový objem surovín pre mezofilný režim (teplota biomasy sa pohybuje od 25-40 stupňov, najbežnejší režim) nepresahuje 2/3 objemu reaktora. Denná dávka nie je väčšia ako 10% z celkovo naložených surovín.

Každá surovina sa vyznačuje tromi dôležitými parametrami:

• hustota;
• obsah popola;
• vlhkosť.

Posledné dva parametre sú určené zo štatistických tabuliek. Surovina sa riedi vodou na dosiahnutie 80-92% vlhkosti. Pomer množstva vody a surovín sa môže meniť od 1:3 do 2:1. To sa robí, aby substrát získal požadovanú tekutosť. Tie. zabezpečiť prechod substrátu potrubím a možnosť jeho premiešania. Pre malé bioplynové stanice sa hustota substrátu môže rovnať hustote vody.

Skúsme na príklade určiť objem reaktora.

Povedzme, že farma má 10 kusov hovädzieho dobytka, 20 ošípaných a 35 kurčiat. Za deň sa vyprodukujú tieto exkrementy: 55 kg z 1 hovädzieho dobytka, 4,5 kg z 1 ošípanej a 0,17 kg z kurčiat. Objem denného odpadu bude: 10x55+20x4,5+0,17x35 = 550+90+5,95 =645,95 kg. Zaokrúhlime na 646 kg. Obsah vlhkosti v exkrementoch ošípaných a hovädzieho dobytka je 86 % a v trusu kurčiat 75 %. Na dosiahnutie 85% vlhkosti kuracieho hnoja je potrebné pridať 3,9 litra vody (asi 4 kg).

Ukazuje sa, že denná dávka nakladania suroviny bude asi 650 kg. Plné zaťaženie reaktora: OS=10x0,65=6,5 tony a objem reaktora OR=1,5x6,5=9,75 m³. Tie. budeme potrebovať reaktor s objemom 10 m³.

Výpočet výnosu bioplynu

Tabuľka pre výpočet výťažnosti bioplynu v závislosti od druhu suroviny.

Ak vezmeme rovnaký príklad, potom vynásobíme hmotnosť každého druhu suroviny príslušnými tabuľkovými údajmi a sčítame všetky tri zložky, dostaneme výťažok bioplynu približne 27-36,5 m³ za deň.

Aby som mal predstavu o požadovanom množstve bioplynu, poviem, že priemerná 4-členná rodina bude potrebovať na varenie 1,8-3,6 m³. Na ohrev miestnosti 100 m² – 20 m³ bioplynu za deň.

Inštalácia a výroba reaktora

Ako reaktor môže byť použitá kovová nádrž, plastová nádoba, alebo môže byť postavená z tehly alebo betónu. Niektoré zdroje uvádzajú, že preferovaný tvar je valec, ale v štvorcových konštrukciách postavených z kameňa alebo tehál sa vplyvom tlaku surovín tvoria trhliny. Bez ohľadu na tvar, materiál a miesto inštalácie musí reaktor:

• byť vodotesné a plynotesné. V reaktore by nemalo dochádzať k miešaniu vzduchu a plynu. Medzi krytom a telesom musí byť tesnenie vyrobené z utesneného materiálu;
• byť tepelne izolovaný;
• odolávať všetkým zaťaženiam (tlak plynu, hmotnosť atď.);
• mať poklop na vykonávanie opráv.

Inštalácia a výber tvaru reaktora sa vykonáva individuálne pre každú farmu.

Výrobná téma DIY bioplynová stanica veľmi rozsiahle. Preto sa v tomto článku budem venovať práve tomuto. V ďalšom článku si povieme o výbere zvyšných prvkov bioplynovej stanice, cenách a kde sa dá kúpiť.

Ekológia spotreby: Je výhodné vyrábať biopalivo doma v malých množstvách na súkromnom pozemku? Ak máte niekoľko kovových sudov a iného železného odpadu, ako aj veľa voľného času a neviete, ako s ním zaobchádzať - áno.

Predpokladajme, že vo vašej obci zemný plyn nebol a nikdy nebude. A ak aj existuje, stojí to peniaze. Aj keď je to rádovo lacnejšie ako nákladné vykurovanie elektrinou a kvapalným palivom. Najbližšia dielňa na výrobu peliet je vzdialená niekoľko stoviek kilometrov a doprava je drahá. Kúpiť palivové drevo je každým rokom čoraz ťažšie a je tiež problematické s ním horieť. Na tomto pozadí vyzerá myšlienka získavania bezplatného bioplynu na vlastnom dvore z buriny, kuracieho trusu, hnoja z vášho obľúbeného prasaťa alebo z obsahu majiteľského prístavku veľmi lákavo. Jediné, čo musíte urobiť, je vyrobiť bioreaktor! V televízii hovoria o tom, ako sa šetrní nemeckí farmári zahrejú „hnojovými“ zdrojmi a teraz nepotrebujú žiaden „Gazprom“. Toto je miesto, kde platí príslovie „odstráni film z výkalov“. Internet je plný článkov a videí na tému „bioplyn z biomasy“ a „urob si sám bioplynová stanica“. O praktickej aplikácii technológie však vieme málo: každý hovorí o výrobe bioplynu doma, no konkrétne príklady v dedine videl málokto, rovnako ako legendárny Yo-Mobile na cestách. Skúsme prísť na to, prečo je to tak a aké sú vyhliadky progresívnych bioenergetických technológií vo vidieckych oblastiach.

Čo je to bioplyn + trochu histórie

Bioplyn vzniká následkom postupného trojstupňového rozkladu (hydrolýza, tvorba kyseliny a metánu) biomasy rôznymi druhmi baktérií. Užitočnou horľavou zložkou je metán a môže byť prítomný aj vodík.

Proces bakteriálneho rozkladu, pri ktorom vzniká horľavý metán

Pri rozklade akýchkoľvek zvyškov živočíšneho a rastlinného pôvodu vo väčšej či menšej miere vznikajú horľavé plyny.

Približné zloženie bioplynu, konkrétne pomery zložiek závisia od použitých surovín a technológie

Ľudia sa už dlho pokúšali používať tento druh prírodného paliva, stredoveké kroniky obsahujú zmienky o tom, že obyvatelia nízko položených oblastí dnešného Nemecka pred tisícročím dostávali bioplyn z hnijúcej vegetácie ponorením kožených kožušín do močiarnej kaše. V temnom stredoveku a dokonca aj v osvietených storočiach vzbudzovali neustálu radosť verejnosti z veselých jarmočných vystúpení tí najtalentovanejší meteoristi, ktorí vďaka špeciálne vybranej strave dokázali včas uvoľniť a zapáliť výdatné metánu. Priemyselné bioplynové stanice sa začali stavať s rôznym úspechom v polovici 19. storočia. V ZSSR v 80. rokoch minulého storočia bol prijatý štátny program rozvoja priemyslu, ktorý sa však nerealizoval, hoci bolo spustených tucet výrobných zariadení. V zahraničí sa technológia výroby bioplynu zdokonaľuje a pomerne aktívne presadzuje, celkový počet prevádzkovaných zariadení sa pohybuje v desiatkach tisíc. Vo vyspelých krajinách (EHS, USA, Kanada, Austrália) ide o vysoko automatizované veľké komplexy, v rozvojových krajinách (Čína, India) - poloremeselné bioplynové stanice pre domácnosti a malé farmy.

Percento počtu bioplynových staníc v Európskej únii. Je jasne viditeľné, že technológia sa aktívne rozvíja len v Nemecku, dôvodom sú solídne štátne dotácie a daňové stimuly

Aké využitie má bioplyn?

Je jasné, že sa používa ako palivo, pretože horí. Vykurovanie priemyselných a obytných budov, výroba elektriny, varenie. Nie všetko je však také jednoduché, ako ukazujú videá roztrúsené na YouTube. Bioplyn musí v zariadeniach na výrobu tepla stabilne horieť. Aby to bolo možné, musia byť jeho parametre plynového prostredia zosúladené s pomerne prísnymi normami. Obsah metánu musí byť minimálne 65 % (optimálne 90 – 95 %), nesmie chýbať vodík, vodná para bola odstránená, oxid uhličitý odstránený, zvyšné zložky sú inertné voči vysokým teplotám.

V obytných budovách nie je možné používať bioplyn „živočíšneho trusu“, zbavený zapáchajúcich nečistôt.

Normalizovaný tlak je 12,5 bar, ak je hodnota menšia ako 8-10 bar, automatizácia v moderných modeloch vykurovacích zariadení a kuchynských zariadení zastaví prívod plynu. Je veľmi dôležité, aby charakteristiky plynu vstupujúceho do generátora tepla boli stabilné. Ak tlak vyskočí za normálne limity, ventil bude fungovať a budete ho musieť znova zapnúť manuálne. Je zlé, ak používate zastarané plynové spotrebiče, ktoré nie sú vybavené systémom regulácie plynu. V najlepšom prípade môže horák kotla zlyhať. Najhorší scenár je, že plyn vypadne, no jeho dodávka sa nezastaví. A to je už plné tragédie. Zhrňme, čo bolo povedané: charakteristiky bioplynu sa musia prispôsobiť požadovaným parametrom a musia sa prísne dodržiavať bezpečnostné opatrenia. Zjednodušený technologický reťazec na výrobu bioplynu. Dôležitou etapou je separácia a separácia plynov

Aké suroviny sa používajú na výrobu bioplynu

Rastlinné a živočíšne suroviny

• Rastlinné suroviny sú vynikajúce na výrobu bioplynu: z čerstvej trávy môžete získať maximálnu výťažnosť paliva - až 250 m3 na tonu suroviny, obsah metánu až 70%. O niečo menej, do 220 m3 sa dá získať z kukuričnej siláže, do 180 m3 z repných vrškov. Vhodné sú akékoľvek zelené rastliny, riasy a seno sú dobré (100 m3 na tonu), ale má zmysel používať cenné krmivo na palivo iba vtedy, ak je ich zjavný nadbytok. Výťažnosť metánu z dužiny vznikajúcej pri výrobe štiav, olejov a bionafty je nízka, no materiál je tiež voľný. Nedostatok rastlinných surovín je dlhý výrobný cyklus, 1,5-2 mesiace. Z celulózy a iného pomaly sa rozkladajúceho rastlinného odpadu je možné získavať bioplyn, ale účinnosť je extrémne nízka, vzniká málo metánu a výrobný cyklus je veľmi dlhý. Na záver hovoríme, že rastlinné suroviny musia byť nasekané nadrobno.
• Vhodné sú aj suroviny živočíšneho pôvodu: tradičné rohy a kopytá, odpad z mliekarní, bitúnkov a spracovateľských závodov a tiež v drvenej forme. Najbohatšou „rudou“ sú živočíšne tuky, výťažnosť kvalitného bioplynu s koncentráciou metánu až 87 % dosahuje 1500 m3 na tonu. Živočíšnych surovín je však nedostatok a spravidla sa pre ne nachádza iné využitie.

Horľavý plyn z exkrementov

• Hnoj je lacný a na mnohých farmách je dostupný v hojnom množstve, ale výťažnosť a kvalita bioplynu je výrazne nižšia ako u iných druhov. Kravské pagáče a konské jablká je možné použiť v čistej forme, fermentácia začína okamžite, výťažnosť bioplynu je 60 m2 na tonu suroviny s nízkym obsahom metánu (až 60 %). Výrobný cyklus je krátky, 10-15 dní. Prasací hnoj a slepačí trus sú toxické – aby sa mohli vyvinúť prospešné baktérie, zmiešava sa s rastlinným odpadom a silážou. Veľký problém predstavujú detergentné kompozície a povrchovo aktívne látky, ktoré sa používajú pri čistení budov pre hospodárske zvieratá. Spolu s antibiotikami, ktoré sa do hnoja dostávajú vo veľkom množstve, inhibujú bakteriálne prostredie a brzdia tvorbu metánu. Je úplne nemožné nepoužívať dezinfekčné prostriedky a poľnohospodárske podniky, ktoré investovali do výroby plynu z hnoja, sú nútené hľadať kompromis medzi hygienou a kontrolou chorôb zvierat na jednej strane a zachovaním produktivity bioreaktorov na strane druhej. iné.
• Vhodné sú aj ľudské exkrementy, úplne zadarmo. Ale používanie bežnej odpadovej vody je nerentabilné, koncentrácia výkalov je príliš nízka a koncentrácia dezinfekčných a povrchovo aktívnych látok je vysoká. Technológovia tvrdia, že by sa dali použiť len vtedy, ak „produkty“ tečú z toalety len do kanalizácie, za predpokladu, že misa sa spláchne iba jedným litrom vody (štandardne 4/8 l). A samozrejme bez čistiacich prostriedkov.

Ďalšie požiadavky na suroviny

Vážnym problémom, ktorému čelia farmy, ktoré majú nainštalované moderné zariadenia na výrobu bioplynu, je, že surovina by nemala obsahovať pevné inklúzie, kamienok, orech, kus drôtu alebo doska, ktoré sa náhodne dostanú do hmoty, upchajú potrubie a znefunkčnia drahý fekál; čerpadlo alebo mixér. Treba povedať, že uvedené údaje o maximálnej výťažnosti plynu zo suroviny zodpovedajú ideálnym laboratórnym podmienkam. Na priblíženie sa k týmto číslam v reálnej výrobe je potrebné splniť niekoľko podmienok: udržiavať požadovanú teplotu, pravidelne miešať jemne mleté ​​suroviny, pridávať prísady, ktoré aktivujú fermentáciu atď. V provizórnej inštalácii zostavenej podľa odporúčaní článkov o „výrobe bioplynu vlastnými rukami“ je sotva možné dosiahnuť 20% maximálnej úrovne, zatiaľ čo high-tech inštalácie umožňujú dosiahnuť hodnoty 60- 95 %.

Celkom objektívne údaje o maximálnej výťažnosti bioplynu pre rôzne druhy surovín

Návrh bioplynovej stanice

Je rentabilné vyrábať bioplyn?

Už sme spomenuli, že vo vyspelých krajinách sa stavajú veľké priemyselné zariadenia, zatiaľ čo v rozvojových krajinách stavajú najmä malé pre malé farmy. Vysvetlime si, prečo je to tak:

Má zmysel vyrábať biopalivo doma?

Je výhodné vyrábať biopalivo doma v malých množstvách na súkromnom pozemku? Ak máte niekoľko kovových sudov a iného železného odpadu, ako aj veľa voľného času a neviete, ako s ním zaobchádzať - áno. Ale úspory sú, bohužiaľ, mizivé. A investovať do high-tech zariadení s malými objemami surovín a produkciou metánu nemá zmysel za žiadnych okolností.

Ďalšie video od domáceho Kulibina

PRIHLÁSTE SA na odber nášho kanála YouTube Ekonet.ru, ktorý vám umožňuje sledovať online a sťahovať bezplatné videá z YouTube o ľudskom zdraví a omladzovaní.

Dajte LIKE a zdieľajte so svojimi PRIATEĽMI!

https://www.youtube.com/channel/UCXd71u0w04qcwk32c8kY2BA/videos

Bez zmiešania surovín a aktivácie fermentačného procesu nebude výťažok metánu väčší ako 20 % možného. To znamená, že v najlepšom prípade pri 100 kg (naloženie zásobníka) vybranej trávy získate 5 m3 plynu bez zohľadnenia kompresie. A bude dobré, ak obsah metánu presiahne 50% a nie je skutočnosťou, že bude horieť v generátore tepla. Suroviny sa podľa autora nakladajú denne, to znamená, že jeho výrobný cyklus je jeden deň. V skutočnosti je požadovaný čas 60 dní. Množstvo bioplynu získané vynálezcom obsiahnutého v 50-litrovej nádobe, ktorú sa mu podarilo naplniť, v mrazivom počasí pre vykurovací kotol s výkonom 15 kW (bytový dom cca 150 m2) vystačí na 2 minúty. .

Záujemcom o možnosti výroby bioplynu odporúčame dôkladne si preštudovať problematiku najmä z finančného hľadiska a s technickými otázkami sa obrátiť na odborníkov so skúsenosťami v takejto práci. Veľmi cenné budú praktické informácie získané z tých fariem, kde sa bioenergetické technológie už nejaký čas využívajú. publikovaný