μετρητές

Φτιάξτο μόνος σου εργοστάσιο βιοαερίου. Φτιάξτο μόνος σου εγκατάσταση βιοαερίου Πώς να φτιάξεις μια μονάδα βιοαερίου στο σπίτι

Ανάμεσα στα σημαντικά συστατικά της ζωής μας, μεγάλη σημασία έχουν οι ενεργειακοί πόροι, οι τιμές των οποίων αυξάνονται σχεδόν κάθε μήνα. Κάθε χειμερινή περίοδος κάνει μια τρύπα στους οικογενειακούς προϋπολογισμούς, αναγκάζοντάς τους να επιβαρύνουν το κόστος θέρμανσης, άρα και καυσίμων για σόμπες και λέβητες θέρμανσης. Αλλά τι να κάνουμε, τελικά, το ρεύμα, το φυσικό αέριο, το κάρβουνο ή τα καυσόξυλα κοστίζουν και όσο πιο απομακρυσμένα είναι τα σπίτια μας από μεγάλους ενεργειακούς αυτοκινητόδρομους, τόσο πιο ακριβή θα κοστίζει η θέρμανση... Εν τω μεταξύ, εναλλακτική θέρμανση, ανεξάρτητα από προμηθευτές και τιμολόγια , μπορεί να κατασκευαστεί με βιοαέριο, η εξόρυξη του οποίου δεν απαιτεί γεωλογική εξερεύνηση, γεώτρηση φρέατος ή ακριβό εξοπλισμό άντλησης.

Το βιοαέριο μπορεί να ληφθεί σχεδόν σε οικιακές συνθήκες, ενώ συνεπάγεται ελάχιστο κόστος που αποσβένεται γρήγορα - οι περισσότερες από τις απαντήσεις σε αυτό το ζήτημα περιέχονται σε αυτό το άρθρο.

Θέρμανση με βιοαέριο - ιστορία

Το ενδιαφέρον για το εύφλεκτο αέριο που σχηματίζεται σε βάλτους κατά τη διάρκεια της ζεστής εποχής του έτους προέκυψε μεταξύ των μακρινών προγόνων μας - οι προηγμένοι πολιτισμοί της Ινδίας, της Κίνας, της Περσίας και της Ασσυρίας πειραματίστηκαν με το βιοαέριο πριν από 3 χιλιάδες χρόνια. Την ίδια αρχαιότητα, στη φυλετική Ευρώπη, οι Alemanni Swabians παρατήρησαν ότι το αέριο που απελευθερώνεται στους βάλτους έκαιγε καλά - το χρησιμοποιούσαν για να ζεστάνουν τις καλύβες τους, παρέχοντάς τους αέριο μέσω δερμάτινων σωλήνων και καίγοντας τις στις εστίες. Οι Σουηβοί θεωρούσαν το βιοαέριο ως την «ανάσα των δράκων», που πίστευαν ότι ζούσε σε βάλτους.

Αιώνες και χιλιετίες αργότερα, το βιοαέριο γνώρισε τη δεύτερη ανακάλυψή του - τον 17ο και 18ο αιώνα, δύο Ευρωπαίοι επιστήμονες έδωσαν αμέσως προσοχή σε αυτό. Ο διάσημος χημικός της εποχής του, Jan Baptista van Helmont, διαπίστωσε ότι η αποσύνθεση οποιασδήποτε βιομάζας παράγει ένα εύφλεκτο αέριο και ο διάσημος φυσικός και χημικός Alessandro Volta καθιέρωσε μια άμεση σχέση μεταξύ της ποσότητας βιομάζας στην οποία λαμβάνουν χώρα οι διαδικασίες αποσύνθεσης και της ποσότητας του βιοαερίου που απελευθερώνεται. Το 1804, ο Άγγλος χημικός John Dalton ανακάλυψε τη φόρμουλα για το μεθάνιο και τέσσερα χρόνια αργότερα ο Άγγλος Humphry Davy το ανακάλυψε ως μέρος του αερίου βάλτου. Ενδιαφέρον για την πρακτική χρήση του βιοαερίου προέκυψε με την ανάπτυξη του φωτισμού οδών αερίου - στο τέλος του τον 19ο αιώνα, στους δρόμους μιας συνοικίας της αγγλικής πόλης του Έξετερ φωτίζονταν αέριο που ελήφθη από τον συλλέκτη λυμάτων.

Τον 20ο αιώνα, οι ενεργειακές απαιτήσεις που προκλήθηκαν από τον Δεύτερο Παγκόσμιο Πόλεμο ανάγκασαν τους Ευρωπαίους να αναζητήσουν εναλλακτικές πηγές ενέργειας. Οι μονάδες βιοαερίου, στις οποίες παρήχθη αέριο από κοπριά, εξαπλώθηκαν στη Γερμανία και τη Γαλλία και εν μέρει στην Ανατολική Ευρώπη. Ωστόσο, μετά τη νίκη των χωρών του αντιχιτλερικού συνασπισμού, το βιοαέριο ξεχάστηκε - ο ηλεκτρισμός, το φυσικό αέριο και τα προϊόντα πετρελαίου κάλυψαν πλήρως τις ανάγκες των βιομηχανιών και του πληθυσμού.

Σήμερα, η στάση απέναντι στις εναλλακτικές πηγές ενέργειας έχει αλλάξει δραματικά - έχουν γίνει ενδιαφέρουσες, καθώς το κόστος των συμβατικών ενεργειακών πόρων αυξάνεται από χρόνο σε χρόνο. Στον πυρήνα του, το βιοαέριο είναι ένας πραγματικός τρόπος για να αποφύγετε τα τιμολόγια και το κόστος για τις κλασικές πηγές ενέργειας, να αποκτήσετε τη δική σας πηγή καυσίμου, για οποιονδήποτε σκοπό και σε επαρκείς ποσότητες.

Ο μεγαλύτερος αριθμός μονάδων βιοαερίου έχει δημιουργηθεί και λειτουργεί στην Κίνα: 40 εκατομμύρια μονάδες μέσης και χαμηλής ισχύος, ο όγκος του παραγόμενου μεθανίου είναι περίπου 27 δισεκατομμύρια m3 ετησίως.

Βιοαέριο - τι είναι

Πρόκειται για ένα μείγμα αερίων που αποτελείται κυρίως από μεθάνιο (περιεκτικότητα από 50 έως 85%), διοξείδιο του άνθρακα (περιεκτικότητα από 15 έως 50%) και άλλα αέρια σε πολύ μικρότερα ποσοστά. Το βιοαέριο παράγεται από μια ομάδα τριών τύπων βακτηρίων που τρέφονται με βιομάζα - βακτήρια υδρόλυσης, τα οποία παράγουν τροφή για βακτήρια που σχηματίζουν οξύ, τα οποία με τη σειρά τους παρέχουν τροφή για βακτήρια που παράγουν μεθάνιο, τα οποία σχηματίζουν βιοαέριο.

Η ζύμωση του αρχικού οργανικού υλικού (για παράδειγμα, κοπριάς), το προϊόν του οποίου θα είναι το βιοαέριο, πραγματοποιείται χωρίς πρόσβαση σε εξωτερική ατμόσφαιρα και ονομάζεται αναερόβια. Ένα άλλο προϊόν μιας τέτοιας ζύμωσης, που ονομάζεται χούμο κομποστοποίησης, είναι πολύ γνωστό στους κατοίκους της υπαίθρου που το χρησιμοποιούν για να λιπάνουν χωράφια και λαχανόκηπους, αλλά το βιοαέριο και η θερμική ενέργεια που παράγονται σε σωρούς κομποστοποίησης συνήθως δεν χρησιμοποιούνται - και μάταια!

Ποιοι παράγοντες καθορίζουν την απόδοση βιοαερίου με υψηλότερη περιεκτικότητα σε μεθάνιο;

Πρώτα απ 'όλα, εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του περιβάλλοντός τους, τόσο μεγαλύτερη είναι η δραστηριότητα των βακτηρίων που ζυμώνουν οργανική ύλη· σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν, η ζύμωση επιβραδύνεται ή σταματά εντελώς. Για το λόγο αυτό, η παραγωγή βιοαερίου είναι πιο κοινή σε χώρες της Αφρικής και της Ασίας, που βρίσκονται στις υποτροπικές και τροπικές περιοχές. Στο ρωσικό κλίμα, η παραγωγή βιοαερίου και η πλήρης μετάβαση σε αυτό ως εναλλακτικό καύσιμο θα απαιτήσει τη θερμομόνωση του βιοαντιδραστήρα και την εισαγωγή ζεστού νερού στη μάζα της οργανικής ύλης όταν η θερμοκρασία της εξωτερικής ατμόσφαιρας πέσει κάτω από το μηδέν. Το οργανικό υλικό που τοποθετείται στον βιοαντιδραστήρα πρέπει να είναι βιοαποικοδομήσιμο, απαιτείται η εισαγωγή του να περιέχει σημαντική ποσότητα νερού - έως και το 90% της μάζας της οργανικής ύλης. Ένα σημαντικό σημείο θα είναι η ουδετερότητα του οργανικού περιβάλλοντος, η απουσία στη σύνθεσή του συστατικών που εμποδίζουν την ανάπτυξη βακτηρίων, όπως καθαριστικά και απορρυπαντικά και τυχόν αντιβιοτικά. Το βιοαέριο μπορεί να ληφθεί από σχεδόν κάθε απόβλητο οικονομικής και φυτικής προέλευσης, λύματα, κοπριά κ.λπ.

Η διαδικασία της αναερόβιας ζύμωσης της οργανικής ύλης λειτουργεί καλύτερα όταν η τιμή του pH είναι στην περιοχή 6,8-8,0 - η υψηλή οξύτητα θα επιβραδύνει τον σχηματισμό βιοαερίου, επειδή τα βακτήρια θα είναι απασχολημένα με την κατανάλωση οξέων και την παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα, το οποίο εξουδετερώνει την οξύτητα.

Η αναλογία αζώτου και άνθρακα στον βιοαντιδραστήρα πρέπει να υπολογιστεί ως 1 προς 30 - σε αυτήν την περίπτωση, τα βακτήρια θα λάβουν την ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα που χρειάζονται και η περιεκτικότητα σε μεθάνιο στο βιοαέριο θα είναι η υψηλότερη.

Η καλύτερη απόδοση βιοαερίου με επαρκώς υψηλή περιεκτικότητα σε μεθάνιο επιτυγχάνεται εάν η θερμοκρασία στη ζυμώσιμη οργανική ύλη είναι στην περιοχή 32-35 ° C· σε χαμηλότερες και υψηλότερες θερμοκρασίες, η περιεκτικότητα του βιοαερίου σε διοξείδιο του άνθρακα αυξάνεται και η ποιότητά του μειώνεται. Τα βακτήρια που παράγουν μεθάνιο χωρίζονται σε τρεις ομάδες: ψυχόφιλα, αποτελεσματικά σε θερμοκρασίες από +5 έως +20 ° C. μεσόφιλα, το εύρος θερμοκρασίας τους είναι από +30 έως +42 °C. θερμόφιλο, που λειτουργεί σε λειτουργία από +54 έως +56 °C. Για τον καταναλωτή βιοαερίου, τα μεσόφιλα και θερμόφιλα βακτήρια, τα οποία ζυμώνουν οργανική ύλη με υψηλότερη απόδοση αερίου, έχουν μεγαλύτερο ενδιαφέρον.

Η μεσόφιλη ζύμωση είναι λιγότερο ευαίσθητη στις αλλαγές της θερμοκρασίας κατά μερικές μοίρες από το βέλτιστο εύρος θερμοκρασίας και απαιτεί λιγότερη ενέργεια για τη θέρμανση του οργανικού υλικού στον βιοαντιδραστήρα. Τα μειονεκτήματά του, σε σύγκριση με τη θερμόφιλη ζύμωση, είναι η χαμηλότερη παραγωγή αερίου, η μεγαλύτερη περίοδος πλήρους επεξεργασίας του οργανικού υποστρώματος (περίπου 25 ημέρες) και το προκύπτον αποσυντιθέμενο οργανικό υλικό μπορεί να περιέχει επιβλαβή χλωρίδα, επειδή η χαμηλή θερμοκρασία στον βιοαντιδραστήρα δεν εξασφαλίζει 100% στειρότητα.

Η αύξηση και η διατήρηση της θερμοκρασίας εντός του αντιδραστήρα σε επίπεδο αποδεκτό για τα θερμόφιλα βακτήρια θα εξασφαλίσει τη μεγαλύτερη απόδοση βιοαερίου, η πλήρης ζύμωση της οργανικής ύλης θα πραγματοποιηθεί σε 12 ημέρες, τα προϊόντα αποσύνθεσης του οργανικού υποστρώματος είναι εντελώς στείρα. Αρνητικά χαρακτηριστικά: μια αλλαγή της θερμοκρασίας κατά 2 βαθμούς εκτός του εύρους που είναι αποδεκτό για τα θερμόφιλα βακτήρια θα μειώσει την απόδοση αερίου. υψηλή ανάγκη για θέρμανση, ως αποτέλεσμα - σημαντικό ενεργειακό κόστος.

Το περιεχόμενο του βιοαντιδραστήρα πρέπει να αναδεύεται δύο φορές την ημέρα, διαφορετικά θα σχηματιστεί κρούστα στην επιφάνειά του, δημιουργώντας ένα εμπόδιο στο βιοαέριο. Εκτός από την εξάλειψή του, η ανάδευση σάς επιτρέπει να εξισορροπήσετε τη θερμοκρασία και το επίπεδο οξύτητας μέσα στην οργανική μάζα.Στους βιοαντιδραστήρες συνεχούς κύκλου, η υψηλότερη απόδοση βιοαερίου εμφανίζεται με την ταυτόχρονη εκφόρτωση οργανικής ύλης που έχει υποστεί ζύμωση και τη φόρτωση όγκου νέα οργανική ύλη σε ποσότητα ίση με τον μη φορτωμένο όγκο. Στους βιοαντιδραστήρες μικρού όγκου, του είδους που χρησιμοποιούνται συνήθως στις φάρμες ντάτσα, είναι απαραίτητο να εκχυλίζεται και να εισάγεται οργανική ύλη σε όγκο περίπου ίσο με το 5% του εσωτερικού όγκου του θαλάμου ζύμωσης.

Η απόδοση του βιοαερίου εξαρτάται άμεσα από τον τύπο του οργανικού υποστρώματος που τοποθετείται στον βιοαντιδραστήρα (τα μέσα δεδομένα ανά kg βάρους ξηρού υποστρώματος δίνονται παρακάτω):

Η κοπριά αλόγων παράγει 0,27 m3 βιοαερίου, περιεκτικότητα σε μεθάνιο 57%.
Η κοπριά βοοειδών παράγει 0,3 m3 βιοαερίου, περιεκτικότητα σε μεθάνιο 65%.
Η φρέσκια κοπριά βοοειδών παράγει 0,05 m3 βιοαερίου με 68% περιεκτικότητα σε μεθάνιο.
κοπριά κοτόπουλου - 0,5 m3, η περιεκτικότητα σε μεθάνιο σε αυτό θα είναι 60%.
χοιρινή κοπριά - 0,57 m3, το μερίδιο μεθανίου θα είναι 70%.
κοπριά προβάτων - 0,6 m3 με περιεκτικότητα σε μεθάνιο 70%.
άχυρο σίτου - 0,27 m3, με 58% περιεκτικότητα σε μεθάνιο.
άχυρο καλαμποκιού - 0,45 m3, περιεκτικότητα σε μεθάνιο 58%.
γρασίδι - 0,55 m3, με 70% περιεκτικότητα σε μεθάνιο.
φύλλωμα ξύλου - 0,27 m3, μερίδιο μεθανίου 58%.
λίπος - 1,3 m3, περιεκτικότητα σε μεθάνιο 88%.

Εγκαταστάσεις βιοαερίου

Αυτές οι συσκευές αποτελούνται από τα ακόλουθα κύρια στοιχεία - έναν αντιδραστήρα, μια χοάνη φόρτωσης οργανικών, μια έξοδο βιοαερίου και μια χοάνη εκφόρτωσης οργανικής ύλης που έχει υποστεί ζύμωση.

Ανάλογα με τον τύπο του σχεδιασμού, οι μονάδες βιοαερίου είναι των εξής τύπων:

χωρίς θέρμανση και χωρίς ανάδευση της ζυμωμένης οργανικής ύλης στον αντιδραστήρα.
χωρίς θέρμανση, αλλά με ανάδευση της οργανικής μάζας.
με θέρμανση και ανάδευση?
με θέρμανση, με ανάδευση και με συσκευές που σας επιτρέπουν να ελέγχετε και να διαχειρίζεστε τη διαδικασία της ζύμωσης.

Ο πρώτος τύπος μονάδας βιοαερίου είναι κατάλληλος για μια μικρή φάρμα και έχει σχεδιαστεί για ψυχόφιλα βακτήρια: ο εσωτερικός όγκος του βιοαντιδραστήρα είναι 1-10 m3 (επεξεργασία 50-200 kg κοπριάς την ημέρα), ελάχιστος εξοπλισμός, το βιοαέριο που προκύπτει δεν είναι αποθηκευμένο - πηγαίνει αμέσως στις οικιακές συσκευές που το καταναλώνουν. Αυτή η εγκατάσταση μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο σε νότιες περιοχές· έχει σχεδιαστεί για εσωτερική θερμοκρασία 5-20 ° C.

Η απομάκρυνση της ζυμωμένης (ζυμωμένης) οργανικής ύλης πραγματοποιείται ταυτόχρονα με τη φόρτωση μιας νέας παρτίδας· η αποστολή πραγματοποιείται σε δοχείο, ο όγκος του οποίου πρέπει να είναι ίσος ή μεγαλύτερος από τον εσωτερικό όγκο του βιοαντιδραστήρα. Τα περιεχόμενα του δοχείου αποθηκεύονται σε αυτό μέχρι να εισαχθούν στο γονιμοποιημένο έδαφος. Ο σχεδιασμός του δεύτερου τύπου είναι επίσης σχεδιασμένος για μικρά αγροκτήματα· η παραγωγικότητά του είναι ελαφρώς υψηλότερη από τις μονάδες βιοαερίου του πρώτου τύπου - είναι εξοπλισμένος με μια συσκευή ανάμειξης με χειροκίνητη ή μηχανική κίνηση.

Ο τρίτος τύπος μονάδων βιοαερίου είναι εξοπλισμένος, εκτός από τη συσκευή ανάμειξης, με εξαναγκασμένη θέρμανση του βιοαντιδραστήρα· ο λέβητας ζεστού νερού λειτουργεί με εναλλακτικό καύσιμο που παράγεται από τη μονάδα βιοαερίου. Η παραγωγή μεθανίου σε τέτοιες εγκαταστάσεις πραγματοποιείται από μεσόφιλα και θερμόφιλα βακτήρια, ανάλογα με την ένταση θέρμανσης και το επίπεδο θερμοκρασίας στον αντιδραστήρα.

Ο τελευταίος τύπος μονάδων βιοαερίου είναι ο πιο περίπλοκος και έχει σχεδιαστεί για πολλούς καταναλωτές βιοαερίου· ο σχεδιασμός των εγκαταστάσεων περιλαμβάνει μανόμετρο ηλεκτρικής επαφής, βαλβίδα ασφαλείας, λέβητα ζεστού νερού, συμπιεστή (πνευματική ανάμειξη οργανικής ύλης). έναν δέκτη, μια δεξαμενή αερίου, έναν μειωτήρα αερίου και μια έξοδο για τη φόρτωση βιοαερίου στη μεταφορά. Αυτές οι εγκαταστάσεις λειτουργούν συνεχώς, επιτρέπουν τη ρύθμιση οποιασδήποτε από τις τρεις συνθήκες θερμοκρασίας χάρη στην επακριβώς ρυθμιζόμενη θέρμανση και η επιλογή βιοαερίου πραγματοποιείται αυτόματα.

Μονάδα βιοαερίου DIY

Η θερμογόνος δύναμη του βιοαερίου που παράγεται σε μονάδες βιοαερίου είναι περίπου 5.500 kcal/m3, η οποία είναι ελαφρώς χαμηλότερη από τη θερμογόνο δύναμη του φυσικού αερίου (7.000 kcal/m3). Για τη θέρμανση 50 m2 ενός κτιρίου κατοικιών και τη χρήση σόμπας αερίου τεσσάρων καυστήρων για μία ώρα, θα απαιτηθούν κατά μέσο όρο 4 m3 βιοαερίου.

Οι βιομηχανικές μονάδες παραγωγής βιοαερίου που προσφέρονται στη ρωσική αγορά κοστίζουν από 200.000 ρούβλια. - παρά το φαινομενικά υψηλό κόστος τους, αξίζει να σημειωθεί ότι αυτές οι εγκαταστάσεις υπολογίζονται με ακρίβεια ανάλογα με τον όγκο του φορτωμένου οργανικού υποστρώματος και καλύπτονται από τις εγγυήσεις των κατασκευαστών.

Εάν προτιμάτε να δημιουργήσετε μόνοι σας μια μονάδα βιοαερίου, τότε περισσότερες πληροφορίες είναι για εσάς!

Μορφή βιοαντιδραστήρα

Το καλύτερο σχήμα για αυτό θα ήταν οβάλ (σχήμα αυγού), αλλά η κατασκευή ενός τέτοιου αντιδραστήρα είναι εξαιρετικά δύσκολη. Ένας κυλινδρικός βιοαντιδραστήρας, του οποίου το άνω και το κάτω μέρος είναι κατασκευασμένα με τη μορφή κώνου ή ημικυκλίου, θα είναι ευκολότερο να σχεδιαστεί. Οι τετράγωνοι ή ορθογώνιοι αντιδραστήρες από τούβλα ή σκυρόδεμα θα είναι αναποτελεσματικοί επειδή... Με την πάροδο του χρόνου, θα σχηματιστούν ρωγμές στις γωνίες τους, που προκαλούνται από την πίεση του υποστρώματος· σκληρυμένα θραύσματα οργανικής ύλης θα συσσωρευτούν στις γωνίες, παρεμποδίζοντας τη διαδικασία ζύμωσης. Οι χαλύβδινες δεξαμενές των βιοαντιδραστηρίων είναι αεροστεγείς, ανθεκτικές στην υψηλή πίεση και δεν είναι τόσο δύσκολο να κατασκευαστούν. Το μειονέκτημά τους είναι η κακή αντοχή τους στη σκουριά· απαιτούν μια προστατευτική επίστρωση, για παράδειγμα ρητίνη, για να εφαρμοστεί στα εσωτερικά τοιχώματα. Το εξωτερικό του χαλύβδινου βιοαντιδραστήρα πρέπει να καθαριστεί επιμελώς και να βαφτεί σε δύο στρώσεις.

Τα δοχεία βιοαντιδραστήρα από σκυρόδεμα, τούβλο ή πέτρα πρέπει να επικαλύπτονται προσεκτικά εσωτερικά με ένα στρώμα ρητίνης που μπορεί να εξασφαλίσει την αποτελεσματική αδιαπερατότητά τους από νερό και αέρια, να αντέχει σε θερμοκρασίες περίπου 60 °C και στην επιθετικότητα του υδρόθειου και των οργανικών οξέων. Εκτός από τη ρητίνη, για την προστασία των εσωτερικών επιφανειών του αντιδραστήρα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε παραφίνη, αραιωμένη με λάδι κινητήρα 4% (καινούργια) ή κηροζίνη και θερμαινόμενη στους 120-150 ° C - οι επιφάνειες του βιοαντιδραστήρα πρέπει να θερμαίνονται με καυστήρα πριν εφαρμόσετε ένα στρώμα παραφίνης σε αυτά.

Κατά τη δημιουργία ενός βιοαντιδραστήρα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε πλαστικά δοχεία που δεν είναι ευαίσθητα στη σκουριά, αλλά μόνο σκληρό πλαστικό με αρκετά ισχυρά τοιχώματα. Το μαλακό πλαστικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο τη ζεστή εποχή, γιατί... Με την έναρξη του κρύου καιρού, θα είναι δύσκολο να τοποθετήσετε μόνωση σε αυτό και οι τοίχοι του δεν είναι αρκετά ισχυροί. Οι πλαστικοί βιοαντιδραστήρες μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο για ψυχόφιλη ζύμωση οργανικής ύλης.

Θέση βιοαντιδραστήρα

Η τοποθέτησή του σχεδιάζεται ανάλογα με τον διαθέσιμο χώρο σε μια δεδομένη τοποθεσία, επαρκή απόσταση από κτίρια κατοικιών, απόσταση από το χώρο διάθεσης απορριμμάτων, από χώρους τοποθέτησης ζώων κ.λπ. Ο σχεδιασμός ενός επίγειου, πλήρως ή μερικώς βυθισμένου βιοαντιδραστήρα εξαρτάται από το επίπεδο των υπόγειων υδάτων, την ευκολία εισαγωγής και αφαίρεσης του οργανικού υποστρώματος στη δεξαμενή του αντιδραστήρα. Θα ήταν βέλτιστο να τοποθετηθεί το δοχείο του αντιδραστήρα κάτω από το επίπεδο του εδάφους - επιτυγχάνεται εξοικονόμηση σε εξοπλισμό για την εισαγωγή οργανικού υποστρώματος στη δεξαμενή του αντιδραστήρα, η θερμομόνωση αυξάνεται σημαντικά, για τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν φθηνά υλικά (άχυρο, άργιλος).

Εξοπλισμός βιοαντιδραστήρα

Η δεξαμενή του αντιδραστήρα πρέπει να είναι εξοπλισμένη με καταπακτή, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτέλεση εργασιών επισκευής και συντήρησης. Είναι απαραίτητο να τοποθετήσετε ένα ελαστικό παρέμβυσμα ή ένα στρώμα στεγανοποιητικού μεταξύ του σώματος του βιοαντιδραστήρα και του καλύμματος της καταπακτής. Είναι προαιρετικό, αλλά εξαιρετικά βολικό, ο εξοπλισμός του βιοαντιδραστήρα με αισθητήρα θερμοκρασίας, εσωτερικής πίεσης και στάθμης οργανικού υποστρώματος.

Θερμομόνωση βιοαντιδραστήρα

Η απουσία του δεν θα επιτρέψει τη λειτουργία της μονάδας βιοαερίου όλο το χρόνο, μόνο κατά τους θερμότερους μήνες. Για τη μόνωση ενός θαμμένου ή ημιθαμμένου βιοαντιδραστήρα, χρησιμοποιείται άργιλος, άχυρο, ξηρή κοπριά και σκωρία. Η μόνωση τοποθετείται σε στρώσεις - κατά την εγκατάσταση ενός θαμμένου αντιδραστήρα, ο λάκκος καλύπτεται με ένα στρώμα μεμβράνης PVC, το οποίο εμποδίζει την άμεση επαφή του θερμομονωτικού υλικού με το έδαφος. Πριν από την εγκατάσταση του βιοαντιδραστήρα, το άχυρο χύνεται στον πυθμένα του λάκκου με μια μεμβράνη PVC, ένα στρώμα πηλού τοποθετείται πάνω του και στη συνέχεια τοποθετείται ο βιοαντιδραστήρας. Μετά από αυτό, όλες οι ελεύθερες περιοχές μεταξύ της δεξαμενής του αντιδραστήρα και του λάκκου θεμελίωσης που είναι επενδεδυμένες με μεμβράνη PVC γεμίζονται με άχυρο σχεδόν μέχρι το τέλος της δεξαμενής και ένα στρώμα πηλού αναμεμειγμένο με σκωρία χύνεται πάνω από ένα στρώμα 300 mm.

Φόρτωση και εκφόρτωση οργανικού υποστρώματος

Η διάμετρος των σωλήνων για φόρτωση και εκφόρτωση από τον βιοαντιδραστήρα πρέπει να είναι τουλάχιστον 300 mm, διαφορετικά θα φράξουν. Προκειμένου να διατηρηθούν οι αναερόβιες συνθήκες μέσα στον αντιδραστήρα, καθένας από αυτούς τους σωλήνες θα πρέπει να είναι εξοπλισμένος με βιδωτές ή μισές βαλβίδες. Ο όγκος της δεξαμενής για την παροχή οργανικής ύλης, ανάλογα με τον τύπο της μονάδας βιοαερίου, θα πρέπει να είναι ίσος με τον ημερήσιο όγκο των εισροών πρώτων υλών. Η χοάνη τροφοδοσίας πρέπει να βρίσκεται στην ηλιόλουστη πλευρά του βιοαντιδραστήρα, γιατί Αυτό θα βοηθήσει στην αύξηση της θερμοκρασίας στο εισαγόμενο οργανικό υπόστρωμα, επιταχύνοντας τις διαδικασίες ζύμωσης. Εάν η μονάδα βιοαερίου συνδέεται απευθείας με το αγρόκτημα, τότε το bunker θα πρέπει να τοποθετηθεί κάτω από τη δομή του έτσι ώστε το οργανικό υπόστρωμα να εισέλθει σε αυτό υπό την επίδραση της βαρύτητας.

Οι σωληνώσεις για τη φόρτωση και εκφόρτωση του οργανικού υποστρώματος θα πρέπει να βρίσκονται σε αντίθετες πλευρές του βιοαντιδραστήρα - σε αυτήν την περίπτωση, οι πρώτες ύλες εισόδου θα κατανεμηθούν ομοιόμορφα και η ζυμωμένη οργανική ύλη θα αφαιρεθεί εύκολα υπό την επίδραση των βαρυτικών δυνάμεων και της μάζας του φρέσκου υποστρώματος. Οι οπές και η εγκατάσταση του αγωγού φόρτωσης και εκφόρτωσης οργανικής ύλης θα πρέπει να ολοκληρωθούν πριν από την εγκατάσταση του βιοαντιδραστήρα στο χώρο εγκατάστασης και πριν από την τοποθέτηση στρώσεων θερμομόνωσης σε αυτόν. Η στεγανότητα του εσωτερικού όγκου του βιοαντιδραστήρα επιτυγχάνεται από το γεγονός ότι οι είσοδοι των σωλήνων φόρτωσης και εκφόρτωσης του υποστρώματος βρίσκονται σε οξεία γωνία, ενώ η στάθμη του υγρού μέσα στον αντιδραστήρα είναι υψηλότερη από τα σημεία εισόδου του σωλήνα - μπλοκ υδραυλικής σφράγισης την πρόσβαση στον αέρα.

Είναι ευκολότερο να εισάγετε νέο και να αφαιρέσετε οργανικό υλικό που έχει υποστεί ζύμωση χρησιμοποιώντας την αρχή υπερχείλισης, δηλ. μια αύξηση στο επίπεδο της οργανικής ύλης μέσα στον αντιδραστήρα όταν εισάγεται ένα νέο τμήμα θα αφαιρέσει το υπόστρωμα μέσω του σωλήνα εκφόρτωσης σε όγκο ίσο με τον όγκο του εισαγόμενου υλικού.

Με τις παγκόσμιες τιμές της ενέργειας να αυξάνονται, πολλοί κάτοικοι της υπαίθρου σκέφτονται εναλλακτικές μεθόδους για να τις αντικαταστήσουν. Ορισμένοι εφευρέτες έχουν εγκαταστήσει ανεμογεννήτριες για να παρέχουν ηλεκτρική ενέργεια στα σπίτια τους. Τι γίνεται όμως με το φυσικό αέριο; Άλλωστε, η μερίδα του λέοντος στο κόστος θέρμανσης πηγαίνει για την πληρωμή του φυσικού αερίου που καταναλώνεται. Οι άνθρωποι άρχισαν να σκέφτονται πώς να πάρουν αέριο μόνοι τους. Για το σκοπό αυτό, δημιουργήθηκε ένας βιοαντιδραστήρας που λειτουργεί με αγροτικά απόβλητα. Για έναν απλό κάτοικο της υπαίθρου αυτή είναι μια πολύ ακριβή εγκατάσταση. Αλλά ορισμένοι εφευρέτες ισχυρίζονται ότι σχεδόν κάθε ιδιοκτήτης της δικής του αυλής μπορεί να φτιάξει έναν βιοαντιδραστήρα με τα χέρια του.

Η αρχή λειτουργίας του βιοαντιδραστήρα

Ο βιοαντιδραστήρας λειτουργεί με οργανικά απόβλητα, επομένως για τη συνεχή λειτουργία του απαιτεί συνεχή παρουσία κοπριάς και άλλων αγροτικών απορριμμάτων. Το βιοαέριο που παράγεται από την εγκατάσταση είναι βιολογικά καθαρό καύσιμο και η απόδοσή του είναι παρόμοια με το φυσικό αέριο.

Η δουλειά ενός βιοαντιδραστήρα είναι να επεξεργάζεται οργανικά απόβλητα σε αέριο και λίπασμα. Για να γίνει αυτό, φορτώνονται σε μια δεξαμενή βιοαντιδραστήρα, όπου τα αναερόβια βακτήρια επεξεργάζονται τη βιομάζα. Για να επιτευχθεί σωστή ζύμωση, ο αέρας δεν πρέπει να εισέλθει στη δεξαμενή. Ο χρόνος επεξεργασίας εξαρτάται από τον όγκο των φορτωμένων απορριμμάτων. Το αέριο που απελευθερώνεται αποτελείται από 60% μεθάνιο και 35% διοξείδιο του άνθρακα. Άλλες προσμίξεις αντιπροσωπεύουν το 5%. Το αέριο που προκύπτει καθαρίζεται και στη συνέχεια είναι έτοιμο για χρήση σε οικιακές συσκευές.

Σημείωση! Το ανακυκλωμένο υλικό αφαιρείται από τη δεξαμενή και χρησιμοποιείται ως λίπασμα στη γεωργία και στη θέση του φορτώνονται νέα απόβλητα.

Σχεδιασμός απλού βιοαντιδραστήρα

Η απλούστερη συσκευή που μπορείτε να φτιάξετε με τα χέρια σας αποτελείται από έναν αντιδραστήρα για επεξεργασία, μια δεξαμενή φόρτωσης, μια καταπακτή εισόδου, μια καταπακτή για τη συλλογή απορριμμάτων, μια σφράγιση νερού και έναν σωλήνα εξάτμισης αερίου. Για καλύτερη ιδέα, υπάρχει ένα διάγραμμα βιοαντιδραστήρα σε απλό σχέδιο.

Ο βιοαντιδραστήρας είναι κατασκευασμένος από οπλισμένο σκυρόδεμα ή μεταλλικό δοχείο και τοποθετείται σε επιλεγμένο χώρο της αυλής. Το πιο σημαντικό είναι ότι η εγκατάσταση είναι πλήρως σφραγισμένη. Το μέγεθος της δεξαμενής εξαρτάται από τη σταθερή ποσότητα απορριμμάτων που είναι διαθέσιμη για επεξεργασία, η οποία φορτώνεται στα 2/3 του μεγέθους της. Για αναφορά: από 1 τόνο απορριμμάτων κατά την επεξεργασία, λαμβάνονται 100 m 3 αερίου. Με βάση αυτούς τους υπολογισμούς, δεν συνιστάται η εγκατάσταση ενός μικρού δοχείου. Εξάλλου, η ποσότητα του αερίου που λαμβάνεται εξαρτάται από την ποσότητα των απορριμμάτων που φορτώνονται για επεξεργασία. Μία από τις κύριες συσκευές στη δεξαμενή είναι η καταπακτή συλλογής απορριμμάτων, η οποία πρέπει να σφραγιστεί.

Σημείωση! Τα χρησιμοποιημένα απόβλητα πρέπει να ξεφορτώνονται συνεχώς. Για να διασφαλιστεί ότι η καταπακτή δεν παραμορφώνεται λόγω συχνού ανοίγματος και δεν υπάρχει διαρροή αερίου, είναι απαραίτητο να προβλεφθεί ο αξιόπιστος σχεδιασμός της.

Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στην κατασκευή της δεξαμενής. Οι τοίχοι και ο πυθμένας πρέπει να έχουν συμπαγή βάση από σκυρόδεμα. Κατά τη διάρκεια της έκχυσης, πρέπει να γίνει ενίσχυση. Μετά τη σκλήρυνση του διαλύματος, η επιφάνεια επεξεργάζεται με στεγανωτικά μέσα. Το πάνω μέρος της δεξαμενής είναι κατασκευασμένο από πυρίμαχο τούβλο τοποθετημένο σε μεταλλικό σκελετό.

Θέρμανση βιομάζας

Η συνεχής λειτουργία του αντιδραστήρα εξαρτάται από τη δραστηριότητα των βακτηρίων που προκαλούν τη ζύμωση της βιομάζας. Σε ψυχρή μάζα βρίσκονται σε κατάσταση αδράνειας. Μόλις θερμανθεί στην απαιτούμενη θερμοκρασία, τα βακτήρια θα ξαναρχίσουν τη δουλειά τους. Η βέλτιστη θερμοκρασία ζύμωσης είναι +38 º C. Σε θερμές περιοχές, η εξωτερική θερμοκρασία του αέρα είναι επαρκής για να λειτουργεί ο αντιδραστήρας χωρίς θέρμανση. Και για τις ψυχρές περιοχές θα πρέπει να εγκαταστήσετε ένα σύστημα θέρμανσης. Ένα πηνίο θέρμανσης που είναι εγκατεστημένο κάτω από το δοχείο μπορεί να λύσει αυτό το πρόβλημα. Συνδέεται με το σύστημα θέρμανσης και οι βρύσες (ή ένας θερμοστάτης) ρυθμίζουν την κυκλοφορία του ζεστού νερού για τη διατήρηση της επιθυμητής θερμοκρασίας.

Σημείωση! Επίσης, προαιρετικά, μπορείτε να εγκαταστήσετε ένα πηνίο με ηλεκτρικά στοιχεία θέρμανσης. Συνδέονται με ένα σύστημα αυτοματισμού που ρυθμίζει τη θερμοκρασία θέρμανσης. Για να το κάνετε αυτό, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε συμβατικό αυτοματισμό από λέβητες ζεστού νερού.

Μίξερ για βιοαντιδραστήρα

Κατά τη λειτουργία του αντιδραστήρα, για καλύτερη βακτηριακή δραστηριότητα, η πρώτη ύλη πρέπει να αναδεύεται περιοδικά. Αυτός ο ρόλος μπορεί να εκτελεστεί από μια συσκευή με τη μορφή μίκτη. Οι λεπίδες του βρίσκονται μέσα στο δοχείο και ο άξονας πηγαίνει έξω. Το μίξερ κινείται από έναν ηλεκτροκινητήρα. Στο σημείο που εξέρχεται ο άξονας θα πρέπει να υπάρχουν στεγανοποιήσεις που να διατηρούν τη στεγανότητα του θαλάμου.

Σημείωση! Σε ορισμένες περιπτώσεις, ο σφραγισμένος ηλεκτροκινητήρας τοποθετείται απευθείας στο δοχείο.

Λήψη αερίου

Το αέριο που παράγεται κατά τη διάρκεια της αντίδρασης απελευθερώνεται μέσω ενός σωλήνα εξόδου αερίου που συνδέεται με το επάνω κάλυμμα. Τροφοδοτείται μέσω ενός σωλήνα σε μια στεγανοποίηση νερού, η οποία θα αποτρέψει την είσοδο αέρα στο αέριο. Το αέριο που καθαρίζεται σε μια στεγανοποίηση νερού αποστέλλεται σε μια δεξαμενή αερίου για περαιτέρω μεταφορά στον καταναλωτή. Για να βελτιώσετε το σύστημα, μπορείτε να εγκαταστήσετε δύο δεξαμενές αερίου. Σε αυτό το σύστημα, το συμπύκνωμα θα καθιζάνει στο πρώτο δοχείο και το αέριο υπό πίεση αντλείται στο δεύτερο δοχείο. Για τον έλεγχο της πίεσης του αερίου, είναι απαραίτητο να εγκαταστήσετε ένα μανόμετρο και μια βαλβίδα απελευθέρωσης. Η υπέρβαση της πίεσης αερίου θα ανοίξει τη βαλβίδα και θα εξαλείψει την περίσσεια.

Το αέριο χρησιμοποιείται ευρέως τόσο στη βιομηχανία, συμπεριλαμβανομένων των χημικών (για παράδειγμα, πρώτων υλών για την παραγωγή πλαστικών) όσο και στην καθημερινή ζωή. Σε οικιακές συνθήκες, το αέριο χρησιμοποιείται για θέρμανση κατοικιών ιδιωτικών και πολυκατοικιών, μαγείρεμα, θέρμανση νερού, ως καύσιμο για αυτοκίνητα κ.λπ.

Από περιβαλλοντική άποψη, το αέριο είναι ένα από τα καθαρότερα καύσιμα. Σε σύγκριση με άλλους τύπους καυσίμων, έχει τη χαμηλότερη ποσότητα επιβλαβών εκπομπών.

Αλλά αν μιλάμε για αέριο, εννοούμε αυτόματα το φυσικό αέριο που εξάγεται από τα έγκατα της γης.

Μια μέρα έπεσα πάνω σε ένα άρθρο στην εφημερίδα που έλεγε πώς ένας παππούς έφτιαξε μια απλή εγκατάσταση και παίρνει αέριο από την κοπριά. Αυτό το θέμα με ενδιέφερε πολύ. Και θα ήθελα να μιλήσω για αυτήν την εναλλακτική στο φυσικό αέριο - το βιοαέριο. Πιστεύω ότι αυτό το θέμα είναι αρκετά ενδιαφέρον και χρήσιμο για τους απλούς ανθρώπους και ιδιαίτερα τους αγρότες.

Στο αγρόκτημα οποιουδήποτε αγροτικού αγροκτήματος, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε όχι μόνο την ενέργεια του ανέμου, του ήλιου, αλλά και το βιοαέριο.

Βιοαέριο- αέριο καύσιμο, προϊόν αναερόβιας μικροβιολογικής αποσύνθεσης οργανικών ουσιών. Η τεχνολογία παραγωγής αερίου είναι μια φιλική προς το περιβάλλον, χωρίς απόβλητα μέθοδος επεξεργασίας, ανακύκλωσης και απολύμανσης διαφόρων οργανικών αποβλήτων φυτικής και ζωικής προέλευσης.

Οι πρώτες ύλες για την παραγωγή βιοαερίου είναι η συνηθισμένη κοπριά, τα φύλλα, το γρασίδι, γενικά, τα οργανικά απόβλητα: κορυφές, υπολείμματα τροφίμων, πεσμένα φύλλα.

Το αέριο που προκύπτει, το μεθάνιο, είναι το αποτέλεσμα της ζωτικής δραστηριότητας των βακτηρίων του μεθανίου. Το μεθάνιο, που ονομάζεται επίσης αέριο βάλτου ή ορυχείου, αποτελεί το 90-98% του φυσικού αερίου, το οποίο χρησιμοποιείται στην καθημερινή ζωή.

Η εγκατάσταση για την παραγωγή αερίου είναι πολύ απλή στην κατασκευή. Χρειαζόμαστε ένα κύριο δοχείο, μπορείτε να το μαγειρέψετε μόνοι σας ή να χρησιμοποιήσετε κάποιο έτοιμο, μπορεί να είναι οτιδήποτε. Πρέπει να τοποθετηθεί θερμομόνωση στα πλαϊνά του δοχείου για να χρησιμοποιηθεί η μονάδα την κρύα εποχή. Κάνουμε μια-δυο καταπακτές από πάνω. Από ένα από αυτά συνδέουμε σωλήνες για αφαίρεση αερίου. Για μια εντατική διαδικασία ζύμωσης και απελευθέρωση αερίου, το μείγμα πρέπει να αναδεύεται περιοδικά. Επομένως, πρέπει να εγκαταστήσετε μια συσκευή ανάμειξης. Στη συνέχεια, το αέριο πρέπει να συλλεχθεί και να αποθηκευτεί ή να χρησιμοποιηθεί για τον προορισμό του. Για να συλλέξετε αέριο, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν κανονικό θάλαμο αυτοκινήτου και, στη συνέχεια, εάν έχετε συμπιεστή, συμπιέστε τον και αντλήστε τον σε κυλίνδρους.

Η αρχή της λειτουργίας είναι αρκετά απλή: η κοπριά φορτώνεται μέσω μιας καταπακτής. Στο εσωτερικό, αυτή η βιομάζα αποσυντίθεται από ειδικά βακτήρια μεθανίου. Για να γίνει πιο έντονη η διαδικασία, το περιεχόμενο πρέπει να ανακατευτεί και κατά προτίμηση να θερμανθεί. Για θέρμανση, μπορείτε να εγκαταστήσετε σωλήνες στο εσωτερικό των οποίων θα πρέπει να κυκλοφορεί ζεστό νερό. Το μεθάνιο που απελευθερώνεται ως αποτέλεσμα της ζωτικής δραστηριότητας των βακτηρίων εισέρχεται στους θαλάμους του αυτοκινήτου μέσω σωλήνων και όταν συσσωρεύεται επαρκής ποσότητα, συμπιέζεται χρησιμοποιώντας συμπιεστή και αντλείται σε κυλίνδρους.

Σε ζεστό καιρό ή όταν χρησιμοποιείται τεχνητή θέρμανση, η εγκατάσταση μπορεί να παράγει μια αρκετά μεγάλη ποσότητα αερίου, περίπου 8 m 3 / ημέρα.

Είναι επίσης δυνατό να ληφθεί αέριο από οικιακά απορρίμματα από χωματερές, αλλά το πρόβλημα είναι οι χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται στην καθημερινή ζωή.

Τα βακτήρια μεθανίου βρίσκονται στα έντερα των ζώων και, ως εκ τούτου, στην κοπριά. Για να αρχίσουν όμως να εργάζονται, είναι απαραίτητο να περιοριστεί η αλληλεπίδρασή τους με το οξυγόνο, αφού αναστέλλει τις ζωτικές τους λειτουργίες. Γι' αυτό είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν ειδικές εγκαταστάσεις ώστε τα βακτήρια να μην έρχονται σε επαφή με τον αέρα.

Στο βιοαέριο που προκύπτει, η συγκέντρωση του μεθανίου είναι ελαφρώς χαμηλότερη από ό,τι στο φυσικό αέριο, επομένως, όταν καίγεται, θα παράγει ελαφρώς λιγότερη θερμότητα. Κατά την καύση 1 m 3 φυσικού αερίου, απελευθερώνονται 7-7,5 Gcal, στη συνέχεια κατά την καύση βιοαερίου - 6-6,5 Gcal.

Αυτό το αέριο είναι κατάλληλο τόσο για θέρμανση (έχουμε και γενικές πληροφορίες για τη θέρμανση) όσο και για χρήση σε οικιακές σόμπες. Το κόστος του βιοαερίου είναι χαμηλό και σε ορισμένες περιπτώσεις πρακτικά ίσο με μηδέν, αν όλα είναι φτιαγμένα από παλιοσίδερα και κρατάτε, για παράδειγμα, μια αγελάδα.

Τα απόβλητα από την παραγωγή αερίου είναι το vermicompost - ένα οργανικό λίπασμα στο οποίο, κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αποσύνθεσης χωρίς πρόσβαση σε οξυγόνο, σαπίζουν τα πάντα από τους σπόρους των ζιζανίων και παραμένουν μόνο χρήσιμα μικροστοιχεία που είναι απαραίτητα για τα φυτά.

Υπάρχουν ακόμη και μέθοδοι για τη δημιουργία τεχνητών κοιτασμάτων αερίου στο εξωτερικό. Μοιάζει με αυτό. Δεδομένου ότι ένα μεγάλο ποσοστό των απορριπτόμενων οικιακών απορριμμάτων είναι οργανική ύλη, η οποία μπορεί να σαπίσει και να παράγει βιοαέριο. Για να αρχίσει να απελευθερώνεται το αέριο, είναι απαραίτητο να στερηθεί η οργανική ύλη από την αλληλεπίδραση με τον αέρα. Ως εκ τούτου, τα απόβλητα τυλίγονται σε στρώσεις και το επάνω στρώμα είναι κατασκευασμένο από αδιάβροχο υλικό, όπως πηλός. Στη συνέχεια ανοίγουν πηγάδια και εξάγουν αέριο σαν από φυσικά κοιτάσματα. Και πολλά προβλήματα λύνονται ταυτόχρονα, όπως η διάθεση απορριμμάτων και η παραγωγή ενέργειας.

Κάτω από ποιες συνθήκες παράγεται το βιοαέριο;

Προϋποθέσεις απόκτησης και ενεργειακή αξία βιοαερίου

Για να συναρμολογήσετε μια εγκατάσταση μικρού μεγέθους, πρέπει να γνωρίζετε από ποιες πρώτες ύλες και με ποια τεχνολογία μπορεί να ληφθεί βιοαέριο.

Το αέριο λαμβάνεται κατά την αποσύνθεση (ζύμωση) οργανικών ουσιών χωρίς πρόσβαση στον αέρα (αναερόβια διαδικασία): περιττώματα κατοικίδιων ζώων, άχυρα, κορυφές, πεσμένα φύλλα και άλλα οργανικά απόβλητα που παράγονται σε μεμονωμένα νοικοκυριά. Ως εκ τούτου, το βιοαέριο μπορεί να ληφθεί από οποιοδήποτε οικιακό απόβλητο που μπορεί να αποσυντεθεί και να ζυμωθεί σε υγρή ή υγρή κατάσταση.

Η διαδικασία της αποσύνθεσης (ζύμωσης) λαμβάνει χώρα σε δύο φάσεις:

Αποσύνθεση βιομάζας (υδροτόνωση);
Αεριοποίηση (απελευθέρωση βιοαερίου).

Αυτές οι διεργασίες συμβαίνουν σε έναν ζυμωτήρα (αναερόβια εγκατάσταση βιοαερίου).

Η λάσπη που λαμβάνεται μετά την αποσύνθεση σε μονάδες βιοαερίου αυξάνει τη γονιμότητα του εδάφους και η παραγωγικότητα αυξάνεται κατά 10-50%. Έτσι, λαμβάνεται το πιο πολύτιμο λίπασμα.

Το βιοαέριο αποτελείται από ένα μείγμα αερίων:

μεθάνιο-55-75%;
διοξείδιο του άνθρακα - 23-33%;
υδρόθειο-7%.

Η ζύμωση μεθανίου είναι μια πολύπλοκη διαδικασία ζύμωσης οργανικών ουσιών - μια βακτηριακή διαδικασία. Η κύρια προϋπόθεση για να συμβεί αυτή η διαδικασία είναι η παρουσία θερμότητας.

Κατά την αποσύνθεση της βιομάζας, παράγεται θερμότητα, η οποία είναι επαρκής για να προχωρήσει η διαδικασία· για να διατηρήσει αυτή τη θερμότητα, ο ζυμωτήρας πρέπει να είναι θερμικά μονωμένος. Όταν η θερμοκρασία στον ζυμωτήρα μειώνεται, η ένταση της έκλυσης αερίων μειώνεται, καθώς οι μικροβιολογικές διεργασίες στην οργανική μάζα επιβραδύνονται. Επομένως, η αξιόπιστη θερμομόνωση μιας μονάδας βιοαερίου (βιοζυμωτήρα) είναι μια από τις σημαντικότερες προϋποθέσεις για την κανονική λειτουργία της. Κατά τη φόρτωση κοπριάς στον ζυμωτήρα, πρέπει να αναμιγνύεται με ζεστό νερό σε θερμοκρασία 35-40 o C. Αυτό θα βοηθήσει να διασφαλιστεί ο απαραίτητος τρόπος λειτουργίας.

Κατά την επαναφόρτωση, η απώλεια θερμότητας πρέπει να ελαχιστοποιείται.Βοήθεια μηχανικής για το βιοαέριο

Για καλύτερη θέρμανση του ζυμωτήρα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το «φαινόμενο του θερμοκηπίου». Για να γίνει αυτό, ένα ξύλινο ή ελαφρύ μεταλλικό πλαίσιο τοποθετείται πάνω από τον θόλο και καλύπτεται με πλαστική μεμβράνη. Τα καλύτερα αποτελέσματα επιτυγχάνονται σε θερμοκρασία της πρώτης ύλης που ζυμώνεται στους 30-32°C και υγρασία 90-95%. Στις περιοχές της μεσαίας και βόρειας ζώνης, μέρος του παραγόμενου αερίου πρέπει να δαπανάται κατά τις ψυχρές περιόδους του έτους σε πρόσθετη θέρμανση της ζυμωμένης μάζας, γεγονός που περιπλέκει τον σχεδιασμό των μονάδων βιοαερίου.

Οι εγκαταστάσεις είναι εύκολο να κατασκευαστούν σε μεμονωμένες φάρμες με τη μορφή ειδικών ζυμωτηρίων για τη ζύμωση βιομάζας. Η κύρια οργανική πρώτη ύλη για φόρτωση στον ζυμωτήρα είναι η κοπριά.

Κατά τη φόρτωση κοπριάς βοοειδών για πρώτη φορά, η διαδικασία ζύμωσης πρέπει να διαρκεί τουλάχιστον 20 ημέρες και για την κοπριά χοιρινού τουλάχιστον 30 ημέρες. Μπορείτε να πάρετε περισσότερο αέριο κατά τη φόρτωση ενός μείγματος διαφόρων συστατικών σε σύγκριση με τη φόρτωση, για παράδειγμα, κοπριάς βοοειδών.

Για παράδειγμα, ένα μείγμα κοπριάς βοοειδών και κοπριάς πουλερικών, όταν υποβάλλεται σε επεξεργασία, παράγει έως και 70% μεθάνιο σε βιοαέριο.

Αφού σταθεροποιηθεί η διαδικασία ζύμωσης, πρέπει να φορτώνετε τις πρώτες ύλες κάθε μέρα με όχι περισσότερο από το 10% της ποσότητας της μάζας που επεξεργάζεται στον ζυμωτήρα.

Κατά τη διάρκεια της ζύμωσης, εκτός από την παραγωγή αερίου, απολυμαίνονται και οργανικές ουσίες. Τα οργανικά απόβλητα απαλλάσσονται από την παθογόνο μικροχλωρίδα και αποσμούν δυσάρεστες οσμές.

Η προκύπτουσα λάσπη πρέπει να εκφορτώνεται περιοδικά από τον ζυμωτήρα· χρησιμοποιείται ως λίπασμα.

Όταν γεμίσει για πρώτη φορά η μονάδα βιοαερίου, το εξαγόμενο αέριο δεν καίγεται, αυτό συμβαίνει επειδή το πρώτο αέριο που παράγεται περιέχει μεγάλη ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα, περίπου 60%. Επομένως, πρέπει να απελευθερωθεί στην ατμόσφαιρα και μετά από 1-3 ημέρες η λειτουργία της μονάδας βιοαερίου θα σταθεροποιηθεί.

Πίνακας Νο. 1 - η ποσότητα αερίου που λαμβάνεται ανά ημέρα κατά τη ζύμωση των περιττωμάτων ενός ζώου

Όσον αφορά την ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται, 1 m 3 βιοαερίου ισοδυναμεί με:

1,5 κιλό άνθρακα?
0,6 kg κηροζίνη;
2 kW/h ηλεκτρικής ενέργειας.
3,5 κιλά καυσόξυλα.
12 κιλά μπρικέτες κοπριάς.

Σχεδιασμός μονάδων βιοαερίου μικρού μεγέθους

Σχήμα 1 - Διάγραμμα της απλούστερης μονάδας βιοαερίου με πυραμιδοειδή θόλο: 1 - λάκκο για κοπριά. 2 - αυλάκωση - σφράγιση νερού. 3 — κουδούνι συλλογής αερίου. 4, 5 - σωλήνας εξόδου αερίου. 6 - μανόμετρο.

Σύμφωνα με τις διαστάσεις που φαίνονται στο σχήμα 1, είναι εξοπλισμένος ο λάκκος 1 και ο θόλος 3. Ο λάκκος είναι επενδεδυμένος με πλάκες από οπλισμένο σκυρόδεμα πάχους 10 cm, οι οποίες είναι επιχρισμένες με τσιμεντοκονία και επικαλυμμένες με ρητίνη για στεγανότητα. Ένα κουδούνι ύψους 3 m είναι συγκολλημένο από σίδερο στέγης, στο πάνω μέρος του οποίου θα συσσωρευτεί βιοαέριο. Για την προστασία του από τη διάβρωση, το κουδούνι βάφεται περιοδικά με δύο στρώσεις λαδομπογιά. Είναι ακόμη καλύτερο να καλύψετε πρώτα το εσωτερικό του κουδουνιού με κόκκινο μόλυβδο. Στο πάνω μέρος του κουδουνιού, τοποθετείται ένας σωλήνας 4 για την αφαίρεση του βιοαερίου και ένας μετρητής πίεσης 5 για τη μέτρηση της πίεσής του. Ο σωλήνας εξόδου αερίου 6 μπορεί να είναι κατασκευασμένος από ελαστικό σωλήνα, πλαστικό ή μεταλλικό σωλήνα.

Γύρω από το λάκκο του ζυμωτήρα, τοποθετείται μια αυλάκωση από σκυρόδεμα - μια σφράγιση νερού 2. γεμάτη με νερό, στην οποία βυθίζεται η κάτω πλευρά του κουδουνιού 0,5 m.

Σχήμα 2 - Συσκευή αφαίρεσης συμπυκνώματος: 1 - αγωγός αφαίρεσης αερίου. 2 - Σωλήνας σχήματος U για συμπύκνωμα. 3 - συμπύκνωμα.

Το αέριο μπορεί να τροφοδοτηθεί, για παράδειγμα, σε μια σόμπα κουζίνας μέσω μεταλλικών, πλαστικών ή ελαστικών σωλήνων. Για να αποτρέψετε το πάγωμα των σωλήνων λόγω του παγώματος του νερού συμπύκνωσης το χειμώνα, χρησιμοποιήστε μια απλή συσκευή που φαίνεται στο Σχήμα 2: ένας σωλήνας σχήματος U 2 συνδέεται με τον αγωγό 1 στο χαμηλότερο σημείο. Το ύψος του ελεύθερου μέρους του πρέπει να είναι μεγαλύτερο από την πίεση του βιοαερίου (σε mm στήλη νερού). Το συμπύκνωμα 3 αποστραγγίζεται μέσω του ελεύθερου άκρου του σωλήνα και δεν θα υπάρξει διαρροή αερίου.

Εικόνα 3 - Διάγραμμα της απλούστερης μονάδας βιοαερίου με κωνικό θόλο: 1 - λάκκο για κοπριά. 2 — θόλος (καμπάνα). 3 — διογκωμένο τμήμα του σωλήνα. 4 - σωλήνας εξόδου αερίου. 5 - αυλάκωση - σφράγιση νερού.

Στην εγκατάσταση που φαίνεται στο σχήμα 3, ο λάκκος 1 με διάμετρο 4 mm και βάθος 2 m είναι επενδεδυμένος εσωτερικά με σίδερο στέγης, τα φύλλα του οποίου είναι σφιχτά συγκολλημένα. Η εσωτερική επιφάνεια της συγκολλημένης δεξαμενής είναι επικαλυμμένη με ρητίνη για αντιδιαβρωτική προστασία. Στην εξωτερική πλευρά του άνω χείλους της δεξαμενής από σκυρόδεμα τοποθετείται κυκλικό αυλάκι βάθους 5 έως 1 m, το οποίο γεμίζει με νερό. Το κατακόρυφο τμήμα του θόλου 2, που καλύπτει τη δεξαμενή, τοποθετείται ελεύθερα σε αυτό. Έτσι, η αυλάκωση με νερό που χύνεται σε αυτήν χρησιμεύει ως στεγανοποίηση νερού. Το βιοαέριο συλλέγεται στο πάνω μέρος του θόλου, από όπου τροφοδοτείται μέσω του σωλήνα εξόδου 3 και στη συνέχεια μέσω του αγωγού 4 (ή εύκαμπτου σωλήνα) στον τόπο χρήσης.

Περίπου 12 κυβικά μέτρα οργανικής μάζας (κατά προτίμηση φρέσκιας κοπριάς) φορτώνονται στη στρογγυλή δεξαμενή 1, η οποία γεμίζει με το υγρό κλάσμα κοπριάς (ούρα) χωρίς προσθήκη νερού. Μια εβδομάδα μετά το γέμισμα, ο ζυμωτήρας αρχίζει να λειτουργεί. Σε αυτή την εγκατάσταση, η χωρητικότητα του ζυμωτήρα είναι 12 κυβικά μέτρα, γεγονός που καθιστά δυνατή την κατασκευή του για 2-3 οικογένειες των οποίων τα σπίτια βρίσκονται κοντά. Μια τέτοια εγκατάσταση μπορεί να κατασκευαστεί σε αγρόκτημα, εάν η οικογένεια εκτρέφει, για παράδειγμα, ταύρους ή διατηρεί πολλές αγελάδες.

Σχήμα 4 - Σχέδια παραλλαγών των απλούστερων εγκαταστάσεων: 1 - παροχή οργανικών αποβλήτων. 2 - δοχείο για οργανικά απόβλητα. 3 - περιοχή συλλογής αερίου κάτω από τον θόλο. 4 - σωλήνας εξόδου αερίου. 5 - αποστράγγιση λάσπης. 6 — μανόμετρο. 7 — θόλος από φιλμ πολυαιθυλενίου. 8 - σφράγιση νερού και? 9 — φορτίο. 10—μονοκόλλητη κολλημένη σακούλα πολυαιθυλενίου.

Ο σχεδιασμός και τα τεχνολογικά διαγράμματα των απλούστερων μικρού μεγέθους εγκαταστάσεων φαίνονται στο Σχήμα 4. Τα βέλη δείχνουν τις τεχνολογικές κινήσεις της αρχικής οργανικής μάζας, αερίου και λάσπης. Δομικά, ο θόλος μπορεί να είναι άκαμπτος ή κατασκευασμένος από φιλμ πολυαιθυλενίου. Ένας άκαμπτος θόλος μπορεί να κατασκευαστεί με ένα μακρύ κυλινδρικό τμήμα για βαθιά βύθιση στην επεξεργασμένη μάζα, να επιπλέει, Εικόνα 4, d, ή να εισαχθεί σε μια υδραυλική σφράγιση, Εικόνα 4, ε. Ένας θόλος μεμβράνης μπορεί να εισαχθεί σε μια υδραυλική σφράγιση, Εικόνα 4, e, ή φτιαγμένο με τη μορφή μιας απρόσκοπτα κολλημένης μεγάλης τσάντας, Εικόνα 4 και. Στην τελευταία έκδοση, τοποθετείται ένα βάρος 9 στη σακούλα μεμβράνης, έτσι ώστε η σακούλα να μην φουσκώνει πολύ, αλλά και για να δημιουργείται επαρκής πίεση κάτω από τη μεμβράνη.

Το αέριο, το οποίο συλλέγεται κάτω από τον θόλο ή το φιλμ, τροφοδοτείται μέσω αγωγού αερίου στον τόπο χρήσης. Για την αποφυγή έκρηξης αερίου, μπορεί να εγκατασταθεί μια βαλβίδα προσαρμοσμένη σε μια συγκεκριμένη πίεση στον σωλήνα εξόδου. Ωστόσο, ο κίνδυνος έκρηξης αερίου είναι απίθανος, καθώς με σημαντική αύξηση της πίεσης του αερίου κάτω από τον θόλο, το τελευταίο θα ανυψωθεί στην υδραυλική τσιμούχα σε κρίσιμο ύψος και θα ανατραπεί, απελευθερώνοντας το αέριο.

Η παραγωγή βιοαερίου μπορεί να μειωθεί λόγω του γεγονότος ότι σχηματίζεται κρούστα στην επιφάνεια της οργανικής πρώτης ύλης στον ζυμωτήρα κατά τη διάρκεια της ζύμωσης. Για να εξασφαλιστεί ότι δεν παρεμβαίνει στη διαφυγή αερίου, σπάει με ανάμειξη της μάζας στον ζυμωτήρα. Μπορείτε να αναμίξετε όχι με το χέρι, αλλά συνδέοντας ένα μεταλλικό πιρούνι στον θόλο από κάτω. Ο θόλος ανεβαίνει στην υδραυλική σφράγιση σε ένα ορισμένο ύψος όταν συσσωρεύεται αέριο και χαμηλώνει καθώς χρησιμοποιείται.

Χάρη στη συστηματική κίνηση του θόλου από πάνω προς τα κάτω, οι περόνες που συνδέονται με τον θόλο θα καταστρέψουν τον φλοιό.

Η υψηλή υγρασία και η παρουσία υδρόθειου (έως 0,5%) συμβάλλουν στην αυξημένη διάβρωση των μεταλλικών μερών των μονάδων βιοαερίου. Επομένως, η κατάσταση όλων των μεταλλικών στοιχείων του ζυμωτήρα παρακολουθείται τακτικά και οι κατεστραμμένες περιοχές προστατεύονται προσεκτικά, κατά προτίμηση με μόλυβδο σε μία ή δύο στρώσεις και στη συνέχεια βάφονται σε δύο στρώσεις με οποιαδήποτε λαδομπογιά.

Εικόνα 5. Διάγραμμα θερμαινόμενης μονάδας βιοαερίου: 1 - ζυμωτήρας. 2 — ξύλινη ασπίδα. 3 - λαιμό πλήρωσης? 4 — δεξαμενή μεθανίου. 5 - αναδευτήρας. 6 — σωλήνας διακλάδωσης για επιλογή βιοαερίου. 7 - θερμομονωτικό στρώμα. 8 - σχάρα? 9 - βαλβίδα αποστράγγισης για επεξεργασμένη μάζα. 10 — κανάλι παροχής αέρα. 11 - φυσητήρας.

Εγκατάσταση βιοαερίου με θέρμανση της ζυμωμένης μάζας με θερμότητα , που απελευθερώνεται κατά την αποσύνθεση της κοπριάς σε αερόβιο ζυμωτήρα, φαίνεται στο Σχήμα 5. Περιλαμβάνει μια δεξαμενή χωνευτή - ένα κυλινδρικό μεταλλικό δοχείο με λαιμό πλήρωσης 3. μια βαλβίδα αποστράγγισης 9. έναν μηχανικό αναδευτήρα 5 και ένα ακροφύσιο 6 για επιλογή βιοαερίου.

Ο ζυμωτήρας 1 μπορεί να γίνει ορθογώνιος και 3 ξύλινα υλικά. Για την εκφόρτωση της επεξεργασμένης κοπριάς, τα τοιχώματα του χυμού είναι αφαιρούμενα. Το δάπεδο του ζυμωτήρα είναι δικτυωτό· ο αέρας διοχετεύεται μέσω του τεχνολογικού καναλιού 10 από έναν φυσητήρα 11. Το πάνω μέρος του ζυμωτήρα καλύπτεται με ξύλινα φύλλα 2. Για να μειωθεί η απώλεια θερμότητας, οι τοίχοι και ο πυθμένας είναι κατασκευασμένοι με ένα θερμομονωτικό στρώμα 7.

Η εγκατάσταση λειτουργεί έτσι. Η προπαρασκευασμένη υγρή κοπριά με περιεκτικότητα σε υγρασία 88-92% χύνεται στη δεξαμενή μεθανίου 4 μέσω της κεφαλής 3, η στάθμη του υγρού προσδιορίζεται από το κάτω μέρος του λαιμού πλήρωσης. Ο αερόβιος ζυμωτήρας 1 γεμίζεται μέσω του άνω τμήματος ανοίγματος με κοπριά στρωμνής ή μείγμα κοπριάς με χαλαρό ξηρό οργανικό πληρωτικό (άχυρο, πριονίδι) με περιεκτικότητα σε υγρασία 65-69%. Όταν ο αέρας παρέχεται μέσω του τεχνολογικού καναλιού στον ζυμωτήρα, η οργανική μάζα αρχίζει να αποσυντίθεται και απελευθερώνεται θερμότητα. Αρκεί να θερμάνετε το περιεχόμενο της δεξαμενής μεθανίου. Ως αποτέλεσμα, απελευθερώνεται βιοαέριο. Συσσωρεύεται στο πάνω μέρος της δεξαμενής του χωνευτηρίου. Μέσω σωλήνα 6 χρησιμοποιείται για οικιακές ανάγκες. Κατά τη διαδικασία της ζύμωσης, η κοπριά στο χωνευτήριο αναμειγνύεται με ένα μίξερ 5.

Μια τέτοια εγκατάσταση θα εξοφληθεί εντός ενός έτους μόνο λόγω της διάθεσης απορριμμάτων σε προσωπικά νοικοκυριά. Οι κατά προσέγγιση τιμές για την κατανάλωση βιοαερίου δίνονται στον Πίνακα 2.

Πίνακας Νο. 2 – κατά προσέγγιση τιμές για την κατανάλωση βιοαερίου

Σημείωση: η εγκατάσταση μπορεί να λειτουργήσει σε οποιαδήποτε κλιματική ζώνη.

Εικόνα 6 - Διάγραμμα της μεμονωμένης μονάδας βιοαερίου IBGU-1: 1 - λαιμός πλήρωσης. 2 - αναδευτήρας; 3 - σωλήνας για δειγματοληψία αερίου. 4 - θερμομονωτικό στρώμα. 5 — σωλήνας με βρύση για εκφόρτωση επεξεργασμένης μάζας. 6 - θερμόμετρο.

Ατομική μονάδα βιοαερίου (IBGU-1) για οικογένεια με 2 έως 6 αγελάδες ή 20-60 χοίρους ή 100-300 πουλερικά (Εικόνα 6). Η εγκατάσταση μπορεί να επεξεργάζεται από 100 έως 300 kg κοπριάς καθημερινά και παράγει 100-300 kg φιλικά προς το περιβάλλον οργανικά λιπάσματα και 3-12 m 3 βιοαέριο.

Το θέμα των εναλλακτικών καυσίμων είναι επίκαιρο εδώ και αρκετές δεκαετίες. Το βιοαέριο είναι μια φυσική πηγή καυσίμου που μπορείτε να παράγετε και να χρησιμοποιήσετε μόνοι σας, ειδικά εάν έχετε ζώα.

Τι είναι

Η σύνθεση του βιοαερίου είναι παρόμοια με αυτή που παράγεται σε βιομηχανική κλίμακα. Στάδια παραγωγής βιοαερίου:

Ένας βιοαντιδραστήρας είναι ένα δοχείο στο οποίο η βιολογική μάζα επεξεργάζεται από αναερόβια βακτήρια σε κενό.
Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, απελευθερώνεται ένα αέριο που αποτελείται από μεθάνιο, διοξείδιο του άνθρακα, υδρόθειο και άλλες αέριες ουσίες.
Αυτό το αέριο καθαρίζεται και απομακρύνεται από τον αντιδραστήρα.
Η ανακυκλωμένη βιομάζα είναι ένα εξαιρετικό λίπασμα που αφαιρείται από τον αντιδραστήρα για να εμπλουτιστούν τα χωράφια.

Η παραγωγή βιοαερίου με τα χέρια σας στο σπίτι είναι δυνατή με την προϋπόθεση ότι ζείτε σε χωριό και έχετε πρόσβαση σε ζωικά απόβλητα. Είναι μια καλή επιλογή καυσίμου για κτηνοτροφικές εκμεταλλεύσεις και αγροτικές επιχειρήσεις.

Το πλεονέκτημα του βιοαερίου είναι ότι μειώνει τις εκπομπές μεθανίου και παρέχει μια εναλλακτική πηγή ενέργειας. Ως αποτέλεσμα της επεξεργασίας της βιομάζας, σχηματίζεται λίπασμα για λαχανόκηπους και χωράφια, κάτι που αποτελεί επιπλέον πλεονέκτημα.

Για να φτιάξετε το δικό σας βιοαέριο, πρέπει να κατασκευάσετε έναν βιοαντιδραστήρα για την επεξεργασία κοπριάς, περιττωμάτων πτηνών και άλλων οργανικών απορριμμάτων. Οι πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται είναι:

λύματα?
άχυρο;
γρασίδι;
λάσπη ποταμού

Είναι σημαντικό να αποτραπεί η είσοδος χημικών ακαθαρσιών στον αντιδραστήρα, καθώς παρεμβαίνουν στη διαδικασία επεξεργασίας.

Περιπτώσεις χρήσης

Η επεξεργασία της κοπριάς σε βιοαέριο καθιστά δυνατή την απόκτηση ηλεκτρικής, θερμικής και μηχανικής ενέργειας. Αυτό το καύσιμο χρησιμοποιείται σε βιομηχανική κλίμακα ή σε ιδιωτικές κατοικίες. Χρησιμοποιείται για:

θέρμανση;
φωτισμός;
νερό θέρμανσης?
λειτουργία κινητήρων εσωτερικής καύσης.

Χρησιμοποιώντας έναν βιοαντιδραστήρα, μπορείτε να δημιουργήσετε τη δική σας ενεργειακή βάση για την τροφοδοσία του ιδιωτικού σας σπιτιού ή της γεωργικής παραγωγής σας.

Οι θερμοηλεκτρικοί σταθμοί που χρησιμοποιούν βιοαέριο είναι ένας εναλλακτικός τρόπος θέρμανσης μιας ιδιωτικής φάρμας ή ενός μικρού χωριού. Τα οργανικά απόβλητα μπορούν να μετατραπούν σε ηλεκτρική ενέργεια, η οποία είναι πολύ φθηνότερη από τη μεταφορά τους στην τοποθεσία και την πληρωμή λογαριασμών κοινής ωφέλειας. Το βιοαέριο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για μαγείρεμα σε εστίες αερίου. Το μεγάλο πλεονέκτημα του βιοκαυσίμου είναι ότι είναι μια ανεξάντλητη, ανανεώσιμη πηγή ενέργειας.

Αποδοτικότητα βιοκαυσίμων

Το βιοαέριο από τα απορρίμματα και την κοπριά είναι άχρωμο και άοσμο. Παρέχει την ίδια ποσότητα θερμότητας με το φυσικό αέριο. Ένα κυβικό μέτρο βιοαερίου παρέχει την ίδια ποσότητα ενέργειας με 1,5 κιλό άνθρακα.

Τις περισσότερες φορές, τα αγροκτήματα δεν απορρίπτουν απόβλητα από τα ζώα, αλλά τα αποθηκεύουν σε μια περιοχή. Ως αποτέλεσμα, το μεθάνιο απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα και η κοπριά χάνει τις ιδιότητές της ως λίπασμα. Τα έγκαιρα επεξεργασμένα απόβλητα θα αποφέρουν πολύ περισσότερα οφέλη στο αγρόκτημα.

Είναι εύκολο να υπολογιστεί η αποτελεσματικότητα της απόρριψης κοπριάς με αυτόν τον τρόπο. Η μέση αγελάδα παράγει 30-40 κιλά κοπριάς την ημέρα. Αυτή η μάζα παράγει 1,5 κυβικά μέτρα αερίου. Από αυτή την ποσότητα παράγονται 3 kW/h ηλεκτρικής ενέργειας.

Πώς να φτιάξετε έναν αντιδραστήρα βιοϋλικών

Οι βιοαντιδραστήρες είναι δοχεία από σκυρόδεμα με οπές για την αφαίρεση πρώτων υλών. Πριν από την κατασκευή, πρέπει να επιλέξετε μια τοποθεσία στον ιστότοπο. Το μέγεθος του αντιδραστήρα εξαρτάται από την ποσότητα βιομάζας που διαθέτετε καθημερινά. Θα πρέπει να γεμίσει το δοχείο κατά τα 2/3.

Εάν υπάρχει λίγη βιομάζα, αντί για ένα δοχείο από σκυρόδεμα, μπορείτε να πάρετε ένα σιδερένιο βαρέλι, για παράδειγμα, ένα συνηθισμένο βαρέλι. Αλλά πρέπει να είναι ισχυρό, με υψηλής ποιότητας συγκολλήσεις.

Η ποσότητα του παραγόμενου αερίου εξαρτάται άμεσα από τον όγκο των πρώτων υλών. Σε ένα μικρό δοχείο θα πάρετε λίγο από αυτό. Για να πάρετε 100 κυβικά μέτρα βιοαερίου, πρέπει να επεξεργαστείτε έναν τόνο βιολογικής μάζας.

Για να αυξηθεί η αντοχή της εγκατάστασης, συνήθως θάβεται στο έδαφος. Ο αντιδραστήρας πρέπει να διαθέτει σωλήνα εισόδου για τη φόρτωση βιομάζας και έξοδο για την απομάκρυνση των απορριμμάτων. Θα πρέπει να υπάρχει μια τρύπα στο πάνω μέρος της δεξαμενής μέσω της οποίας εκκενώνεται το βιοαέριο. Είναι καλύτερα να το κλείσετε με στεγανοποιητικό νερό.

Για σωστή αντίδραση, το δοχείο πρέπει να είναι ερμητικά σφραγισμένο, χωρίς πρόσβαση αέρα. Η στεγανοποίηση νερού θα εξασφαλίσει την έγκαιρη απομάκρυνση των αερίων, η οποία θα αποτρέψει την έκρηξη του συστήματος.

Αντιδραστήρας για ένα μεγάλο αγρόκτημα

Ένας απλός σχεδιασμός βιοαντιδραστήρα είναι κατάλληλος για μικρές φάρμες με 1-2 ζώα. Εάν είστε ιδιοκτήτης μιας φάρμας, είναι καλύτερο να εγκαταστήσετε έναν βιομηχανικό αντιδραστήρα που μπορεί να χειριστεί μεγάλους όγκους καυσίμου. Είναι καλύτερο να εμπλέκονται ειδικές εταιρείες που συμμετέχουν στην ανάπτυξη του έργου και στην εγκατάσταση του συστήματος.

Τα βιομηχανικά συγκροτήματα αποτελούνται από:

Δεξαμενές προσωρινής αποθήκευσης.
Εγκαταστάσεις ανάμειξης;
Ένας μικρός θερμοηλεκτρικός σταθμός που παρέχει ενέργεια για θέρμανση κτιρίων και θερμοκηπίων, καθώς και ηλεκτρική ενέργεια.
Δοχεία για κοπριά που έχει υποστεί ζύμωση που χρησιμοποιούνται ως λίπασμα.

Η πιο αποτελεσματική επιλογή είναι η κατασκευή ενός συγκροτήματος για πολλά γειτονικά αγροκτήματα. Όσο περισσότερο βιοϋλικό υποβάλλεται σε επεξεργασία, τόσο περισσότερη ενέργεια παράγεται ως αποτέλεσμα.

Πριν από τη λήψη βιοαερίου, οι βιομηχανικές εγκαταστάσεις πρέπει να έχουν εγκριθεί από τον υγειονομικό και επιδημιολογικό σταθμό, την επιθεώρηση πυρκαγιάς και αερίου. Είναι τεκμηριωμένα· υπάρχουν ειδικά πρότυπα για τη θέση όλων των στοιχείων.

Πώς να υπολογίσετε τον όγκο του αντιδραστήρα

Ο όγκος του αντιδραστήρα εξαρτάται από την ποσότητα των απορριμμάτων που παράγονται καθημερινά. Να θυμάστε ότι το δοχείο χρειάζεται μόνο να είναι γεμάτο τα 2/3 για αποτελεσματική ζύμωση. Λάβετε επίσης υπόψη τον χρόνο ζύμωσης, τη θερμοκρασία και τον τύπο της πρώτης ύλης.

Είναι καλύτερο να αραιώσετε την κοπριά με νερό πριν την στείλετε στο χωνευτήριο. Θα χρειαστούν περίπου 2 εβδομάδες για την επεξεργασία της κοπριάς σε θερμοκρασία 35-40 βαθμών. Για να υπολογίσετε τον όγκο, προσδιορίστε τον αρχικό όγκο των αποβλήτων με νερό και προσθέστε 25-30%. Ο όγκος της βιομάζας πρέπει να είναι ο ίδιος κάθε δύο εβδομάδες.

Πώς να εξασφαλίσετε δραστηριότητα βιομάζας

Για τη σωστή ζύμωση της βιομάζας, είναι καλύτερο να θερμάνετε το μείγμα. Στις νότιες περιοχές, η θερμοκρασία του αέρα ευνοεί την έναρξη της ζύμωσης. Εάν ζείτε στο βορρά ή στη μεσαία ζώνη, μπορείτε να συνδέσετε πρόσθετα στοιχεία θέρμανσης.

Για να ξεκινήσει η διαδικασία απαιτείται θερμοκρασία 38 βαθμών. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να διασφαλιστεί αυτό:

Ένα πηνίο κάτω από τον αντιδραστήρα που συνδέεται με το σύστημα θέρμανσης.
Θερμαντικά στοιχεία μέσα στο δοχείο.
Άμεση θέρμανση του δοχείου με ηλεκτρικές συσκευές θέρμανσης.

Η βιολογική μάζα περιέχει ήδη βακτήρια που χρειάζονται για την παραγωγή βιοαερίου. Ξυπνούν και ξεκινούν τη δραστηριότητα όταν η θερμοκρασία του αέρα αυξάνεται.

Είναι καλύτερο να τα θερμαίνετε με αυτόματα συστήματα θέρμανσης. Ανάβουν όταν η ψυχρή μάζα εισέρχεται στον αντιδραστήρα και απενεργοποιούνται αυτόματα όταν η θερμοκρασία φτάσει στην επιθυμητή τιμή. Τέτοια συστήματα εγκαθίστανται σε λέβητες θέρμανσης νερού, μπορούν να αγοραστούν σε καταστήματα εξοπλισμού αερίου.

Εάν παρέχετε θέρμανση στους 30-40 βαθμούς, τότε η επεξεργασία θα διαρκέσει 12-30 ημέρες. Εξαρτάται από τη σύνθεση και τον όγκο της μάζας. Όταν θερμαίνεται στους 50 βαθμούς, η βακτηριακή δραστηριότητα αυξάνεται και η επεξεργασία διαρκεί 3-7 ημέρες. Το μειονέκτημα τέτοιων εγκαταστάσεων είναι το υψηλό κόστος διατήρησης υψηλών θερμοκρασιών. Είναι συγκρίσιμα με την ποσότητα καυσίμου που λαμβάνεται, επομένως το σύστημα καθίσταται αναποτελεσματικό.

Ένας άλλος τρόπος για να ενεργοποιήσετε τα αναερόβια βακτήρια είναι η ανάδευση της βιομάζας. Μπορείτε να εγκαταστήσετε μόνοι σας τους άξονες στο λέβητα και να μετακινήσετε τη λαβή προς τα έξω για να ανακατέψετε τη μάζα εάν είναι απαραίτητο. Αλλά είναι πολύ πιο βολικό να σχεδιάσετε ένα αυτόματο σύστημα που θα ανακατεύει τη μάζα χωρίς τη συμμετοχή σας.

Σωστή αφαίρεση αερίου

Το βιοαέριο από την κοπριά απομακρύνεται μέσω του επάνω καλύμματος του αντιδραστήρα. Πρέπει να κλείσει καλά κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ζύμωσης. Συνήθως χρησιμοποιείται σφράγισμα νερού. Ελέγχει την πίεση στο σύστημα, όταν αυξάνεται, το καπάκι ανεβαίνει και η βαλβίδα απελευθέρωσης ενεργοποιείται. Ένα βάρος χρησιμοποιείται ως αντίβαρο. Στην έξοδο, το αέριο καθαρίζεται με νερό και ρέει περαιτέρω μέσω των σωλήνων. Ο καθαρισμός με νερό είναι απαραίτητος για την απομάκρυνση των υδρατμών από το αέριο, διαφορετικά δεν θα καεί.

Για να μπορέσει το βιοαέριο να μετατραπεί σε ενέργεια, πρέπει να συσσωρευτεί. Πρέπει να φυλάσσεται σε δεξαμενή αερίου:

Είναι κατασκευασμένο σε σχήμα θόλου και τοποθετείται στην έξοδο του αντιδραστήρα.
Τις περισσότερες φορές είναι κατασκευασμένο από σίδηρο και επικαλύπτεται με πολλά στρώματα χρώματος για την αποφυγή διάβρωσης.
Στα βιομηχανικά συγκροτήματα, η δεξαμενή αερίου είναι μια ξεχωριστή δεξαμενή.

Μια άλλη επιλογή για την κατασκευή μιας βάσης αερίου: χρησιμοποιήστε μια τσάντα PVC. Αυτό το ελαστικό υλικό τεντώνεται καθώς γεμίζει η σακούλα. Εάν είναι απαραίτητο, μπορεί να αποθηκεύσει μεγάλες ποσότητες βιοαερίου.

Υπόγεια μονάδα παραγωγής βιοκαυσίμων

Για να εξοικονομήσετε χώρο, είναι καλύτερο να χτίσετε υπόγειες εγκαταστάσεις. Αυτός είναι ο ευκολότερος τρόπος για να πάρετε βιοαέριο στο σπίτι. Για να εγκαταστήσετε έναν υπόγειο βιοαντιδραστήρα, πρέπει να σκάψετε μια τρύπα και να γεμίσετε τους τοίχους και τον πυθμένα του με οπλισμένο σκυρόδεμα.

Γίνονται οπές και στις δύο πλευρές του δοχείου για τους σωλήνες εισόδου και εξόδου. Επιπλέον, ο σωλήνας εξόδου θα πρέπει να βρίσκεται στη βάση του δοχείου για την άντληση της μάζας απορριμμάτων. Η διάμετρός του είναι 7-10 εκ. Η τρύπα εισόδου με διάμετρο 25-30 εκ. βρίσκεται καλύτερα στο πάνω μέρος.

Η εγκατάσταση καλύπτεται με πλινθοδομή από πάνω και τοποθετείται δεξαμενή αερίου για τη λήψη βιοαερίου. Στην έξοδο του δοχείου πρέπει να φτιάξετε μια βαλβίδα για να ρυθμίσετε την πίεση.

Μια μονάδα βιοαερίου μπορεί να θαφτεί στην αυλή μιας ιδιωτικής κατοικίας και σε αυτήν να συνδεθούν λύματα και κτηνοτροφικά απόβλητα. Οι αντιδραστήρες ανακύκλωσης μπορούν να καλύψουν πλήρως τις ανάγκες ηλεκτρικής ενέργειας και θέρμανσης μιας οικογένειας. Ένα επιπλέον όφελος είναι η λήψη λιπάσματος για τον κήπο σας.

Ένας βιοαντιδραστήρας DIY είναι ένας τρόπος να παίρνετε ενέργεια από τα βοσκοτόπια και να βγάλετε χρήματα από την κοπριά. Μειώνει το ενεργειακό κόστος του αγροκτήματος και αυξάνει την κερδοφορία. Μπορείτε να το κάνετε μόνοι σας ή να παραγγείλετε εγκατάσταση. Η τιμή εξαρτάται από τον όγκο, ξεκινώντας από 7.000 ρούβλια.

Ας υποθέσουμε ότι δεν υπήρχε φυσικό αέριο στο χωριό σας και δεν θα υπάρξει ποτέ. Και ακόμα κι αν υπάρχει, κοστίζει. Αν και είναι μια τάξη μεγέθους φθηνότερο από την δαπανηρή θέρμανση με ηλεκτρική ενέργεια και υγρά καύσιμα. Το πλησιέστερο συνεργείο παραγωγής πέλλετ απέχει μερικές εκατοντάδες χιλιόμετρα και η μεταφορά είναι ακριβή. Κάθε χρόνο γίνεται ολοένα και πιο δύσκολο να αγοράσεις καυσόξυλα και είναι επίσης ενοχλητικό να καείς μαζί τους. Σε αυτό το πλαίσιο, η ιδέα να αποκτήσετε δωρεάν βιοαέριο στη δική σας αυλή από ζιζάνια, περιττώματα κοτόπουλου, κοπριά από το αγαπημένο σας γουρούνι ή το περιεχόμενο του σπιτιού του ιδιοκτήτη φαίνεται πολύ δελεαστική. Το μόνο που έχετε να κάνετε είναι να φτιάξετε έναν βιοαντιδραστήρα! Στην τηλεόραση μιλούν για το πόσο οικονομικοί Γερμανοί αγρότες ζεσταίνονται με πόρους «κοπριάς» και τώρα δεν χρειάζονται καμία «Gazprom». Εδώ είναι αλήθεια το ρητό «βγάζει την ταινία από τα κόπρανα». Το Διαδίκτυο είναι γεμάτο με άρθρα και βίντεο με θέμα «βιοαέριο από βιομάζα» και «φτιάξ' το μόνος σου εργοστάσιο βιοαερίου». Αλλά γνωρίζουμε λίγα για την πρακτική εφαρμογή της τεχνολογίας: όλοι μιλούν για την παραγωγή βιοαερίου στο σπίτι, αλλά λίγοι άνθρωποι έχουν δει συγκεκριμένα παραδείγματα στο χωριό, καθώς και το θρυλικό Yo-Mobile στο δρόμο. Ας προσπαθήσουμε να καταλάβουμε γιατί συμβαίνει αυτό και ποιες είναι οι προοπτικές για προοδευτικές τεχνολογίες βιοενέργειας στις αγροτικές περιοχές.

Πόσο υπέροχο θα ήταν: Ονειρεύτηκα λίγο στην τουαλέτα και ο βραστήρας έβραζε ήδη

Τι είναι βιοαέριο + λίγη ιστορία

Το βιοαέριο σχηματίζεται ως αποτέλεσμα της διαδοχικής αποσύνθεσης τριών σταδίων (υδρόλυση, σχηματισμός οξέος και μεθανίου) της βιομάζας από διάφορους τύπους βακτηρίων. Το χρήσιμο εύφλεκτο συστατικό είναι το μεθάνιο και μπορεί επίσης να υπάρχει υδρογόνο.

Η διαδικασία της βακτηριακής αποσύνθεσης που παράγει εύφλεκτο μεθάνιο

Σε μεγαλύτερο ή μικρότερο βαθμό, σχηματίζονται εύφλεκτα αέρια κατά την αποσύνθεση τυχόν υπολειμμάτων ζωικής και φυτικής προέλευσης.

Η κατά προσέγγιση σύνθεση του βιοαερίου, οι ειδικές αναλογίες των συστατικών εξαρτώνται από τις πρώτες ύλες και την τεχνολογία που χρησιμοποιούνται

Οι άνθρωποι προσπαθούσαν από καιρό να χρησιμοποιήσουν αυτό το είδος φυσικού καυσίμου· τα μεσαιωνικά χρονικά περιέχουν αναφορές στο γεγονός ότι οι κάτοικοι των χαμηλών περιοχών της σημερινής Γερμανίας πριν από μια χιλιετία λάμβαναν βιοαέριο από σάπια βλάστηση βυθίζοντας δερμάτινες γούνες σε πολτό βάλτου. Στο σκοτεινό Μεσαίωνα και ακόμη και στους φωτισμένους αιώνες, οι πιο ταλαντούχοι μετεωρίτες, οι οποίοι χάρη σε μια ειδικά επιλεγμένη δίαιτα, κατάφεραν να απελευθερώσουν και να ανάψουν άφθονα μελάνια μεθανίου εγκαίρως, προκάλεσαν τη διαρκή χαρά του κοινού με χαρούμενες παραστάσεις. Οι βιομηχανικές μονάδες βιοαερίου άρχισαν να κατασκευάζονται με ποικίλους βαθμούς επιτυχίας στα μέσα του 19ου αιώνα. Στην ΕΣΣΔ τη δεκαετία του '80 του περασμένου αιώνα, εγκρίθηκε ένα κρατικό πρόγραμμα για την ανάπτυξη της βιομηχανίας, αλλά δεν εφαρμόστηκε, αν και ξεκίνησαν δώδεκα εγκαταστάσεις παραγωγής. Στο εξωτερικό, η τεχνολογία παραγωγής βιοαερίου βελτιώνεται και προωθείται σχετικά ενεργά· ο συνολικός αριθμός των λειτουργικών εγκαταστάσεων ανέρχεται σε δεκάδες χιλιάδες. Στις ανεπτυγμένες χώρες (ΕΟΚ, ΗΠΑ, Καναδάς, Αυστραλία) πρόκειται για εξαιρετικά αυτοματοποιημένα μεγάλα συγκροτήματα, στις αναπτυσσόμενες χώρες (Κίνα, Ινδία) - ημι-χειροτεχνικές μονάδες βιοαερίου για κατοικίες και μικρές φάρμες.

Ποσοστό του αριθμού των μονάδων βιοαερίου στην Ευρωπαϊκή Ένωση. Είναι ξεκάθαρα ορατό ότι η τεχνολογία αναπτύσσεται ενεργά μόνο στη Γερμανία, ο λόγος είναι οι ισχυρές κρατικές επιδοτήσεις και τα φορολογικά κίνητρα

Τι χρήσεις έχει το βιοαέριο;

Είναι σαφές ότι χρησιμοποιείται ως καύσιμο, αφού καίγεται. Θέρμανση βιομηχανικών και οικιστικών κτιρίων, ηλεκτροπαραγωγή, μαγείρεμα. Ωστόσο, δεν είναι όλα τόσο απλά όσο δείχνουν στα βίντεο που είναι διάσπαρτα στο YouTube. Το βιοαέριο πρέπει να καίγεται σταθερά σε εγκαταστάσεις παραγωγής θερμότητας. Για να γίνει αυτό, οι παράμετροι του περιβάλλοντος αερίου του πρέπει να τεθούν σε αρκετά αυστηρά πρότυπα. Η περιεκτικότητα σε μεθάνιο πρέπει να είναι τουλάχιστον 65% (βέλτιστη 90-95%), το υδρογόνο πρέπει να απουσιάζει, οι υδρατμοί έχουν αφαιρεθεί, το διοξείδιο του άνθρακα έχει αφαιρεθεί, τα υπόλοιπα συστατικά είναι αδρανή σε υψηλές θερμοκρασίες. Είναι αδύνατο να χρησιμοποιηθεί βιοαέριο προέλευσης «ζωικής κοπριάς», μη απαλλαγμένο από δύσοσμες ακαθαρσίες, σε κτίρια κατοικιών.

Η κανονικοποιημένη πίεση είναι 12,5 bar, εάν η τιμή είναι μικρότερη από 8-10 bar, ο αυτοματισμός στα σύγχρονα μοντέλα εξοπλισμού θέρμανσης και εξοπλισμού κουζίνας σταματά την παροχή αερίου. Είναι πολύ σημαντικό τα χαρακτηριστικά του αερίου που εισέρχεται στη γεννήτρια θερμότητας να είναι σταθερά. Εάν η πίεση υπερβεί τα κανονικά όρια, η βαλβίδα θα λειτουργήσει και θα πρέπει να την ενεργοποιήσετε ξανά χειροκίνητα. Είναι κακό αν χρησιμοποιείτε ξεπερασμένες συσκευές αερίου που δεν είναι εξοπλισμένες με σύστημα ελέγχου αερίου. Στην καλύτερη περίπτωση, ο καυστήρας του λέβητα μπορεί να αποτύχει. Το χειρότερο σενάριο είναι να σβήσει το φυσικό αέριο, αλλά να μην σταματήσει η παροχή του. Και αυτό είναι ήδη γεμάτο με τραγωδία. Ας συνοψίσουμε όσα ειπώθηκαν: τα χαρακτηριστικά του βιοαερίου πρέπει να φέρουν τις απαιτούμενες παραμέτρους και να τηρούνται αυστηρά οι προφυλάξεις ασφαλείας.

Απλοποιημένη τεχνολογική αλυσίδα παραγωγής βιοαερίου. Ένα σημαντικό στάδιο είναι ο διαχωρισμός και ο διαχωρισμός αερίων

Ποιες πρώτες ύλες χρησιμοποιούνται για την παραγωγή βιοαερίου

Οι φυτικές πρώτες ύλες είναι εξαιρετικές για την παραγωγή βιοαερίου: από φρέσκο γρασίδι μπορείτε να πάρετε τη μέγιστη απόδοση καυσίμου - έως 250 m3 ανά τόνο πρώτης ύλης, περιεκτικότητα σε μεθάνιο έως 70%. Κάπως λιγότερο, έως 220 m3 μπορούν να ληφθούν από ενσίρωση καλαμποκιού, έως 180 m3 από κορυφές τεύτλων. Οποιαδήποτε πράσινα φυτά είναι κατάλληλα, τα φύκια και ο σανός είναι καλά (100 m3 ανά τόνο), αλλά είναι λογικό να χρησιμοποιείται πολύτιμη τροφή για καύσιμο μόνο εάν υπάρχει σαφής περίσσεια. Η απόδοση μεθανίου από τον πολτό που σχηματίζεται κατά την παραγωγή χυμών, ελαίων και βιοντίζελ είναι χαμηλή, αλλά το υλικό είναι επίσης ελεύθερο. Η έλλειψη φυτικών πρώτων υλών είναι ένας μακρύς κύκλος παραγωγής, 1,5-2 μήνες. Είναι δυνατό να ληφθεί βιοαέριο από κυτταρίνη και άλλα αργά αποσυντιθέμενα φυτικά απόβλητα, αλλά η απόδοση είναι εξαιρετικά χαμηλή, παράγεται λίγο μεθάνιο και ο κύκλος παραγωγής είναι πολύ μεγάλος. Συμπερασματικά, λέμε ότι οι φυτικές πρώτες ύλες πρέπει να είναι ψιλοκομμένες.
Πρώτες ύλες ζωικής προέλευσης: παραδοσιακά κέρατα και οπλές, απόβλητα γαλακτοκομείων, σφαγείων και μεταποιητικών μονάδων είναι επίσης κατάλληλες και επίσης σε θρυμματισμένη μορφή. Το πλουσιότερο «μετάλλευμα» είναι τα ζωικά λίπη· η απόδοση βιοαερίου υψηλής ποιότητας με συγκέντρωση μεθανίου έως και 87% φτάνει τα 1500 m3 ανά τόνο. Ωστόσο, οι ζωικές πρώτες ύλες είναι ελλιπείς και κατά κανόνα εντοπίζονται άλλες χρήσεις για αυτές.

Εύφλεκτο αέριο από περιττώματα

Η κοπριά είναι φθηνή και διατίθεται σε αφθονία σε πολλά αγροκτήματα, αλλά η απόδοση και η ποιότητα του βιοαερίου είναι σημαντικά χαμηλότερη από ό,τι άλλων τύπων. Οι αγελάδες και τα μήλα αλόγου μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην καθαρή τους μορφή, η ζύμωση ξεκινά αμέσως, η απόδοση βιοαερίου είναι 60 m2 ανά τόνο πρώτης ύλης με χαμηλή περιεκτικότητα σε μεθάνιο (έως 60%). Ο κύκλος παραγωγής είναι σύντομος, 10-15 ημέρες. Η κοπριά χοίρων και τα περιττώματα κοτόπουλου είναι τοξικά - για να αναπτυχθούν ευεργετικά βακτήρια, αναμιγνύεται με φυτικά απόβλητα και ενσίρωση. Ένα μεγάλο πρόβλημα αντιπροσωπεύουν οι απορρυπαντικές συνθέσεις και τα επιφανειοδραστικά, τα οποία χρησιμοποιούνται για τον καθαρισμό των κτηνοτροφικών κτιρίων. Μαζί με τα αντιβιοτικά, τα οποία εισέρχονται στην κοπριά σε μεγάλες ποσότητες, αναστέλλουν το βακτηριακό περιβάλλον και αναστέλλουν τον σχηματισμό μεθανίου. Είναι εντελώς αδύνατο να μην χρησιμοποιηθούν απολυμαντικά και οι γεωργικές επιχειρήσεις που έχουν επενδύσει στην παραγωγή αερίου από κοπριά αναγκάζονται να επιδιώξουν έναν συμβιβασμό μεταξύ της υγιεινής και του ελέγχου των ασθενειών των ζώων, αφενός, και της διατήρησης της παραγωγικότητας των βιοαντιδραστήρων, αφετέρου. άλλα.
Τα ανθρώπινα περιττώματα, εντελώς ελεύθερα, είναι επίσης κατάλληλα. Αλλά η χρήση συνηθισμένων λυμάτων είναι ασύμφορη, η συγκέντρωση περιττωμάτων είναι πολύ χαμηλή και η συγκέντρωση απολυμαντικών και επιφανειοδραστικών είναι υψηλή. Οι τεχνολόγοι ισχυρίζονται ότι θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν μόνο εάν τα «προϊόντα» ρέουν μόνο από την τουαλέτα στο αποχετευτικό σύστημα, υπό την προϋπόθεση ότι το μπολ ξεπλένεται με ένα μόνο λίτρο νερό (κανονική 4/8 λίτρα). Και φυσικά χωρίς απορρυπαντικά.

Πρόσθετες απαιτήσεις για πρώτες ύλες

Ένα σοβαρό πρόβλημα που αντιμετωπίζουν τα αγροκτήματα που έχουν εγκαταστήσει σύγχρονο εξοπλισμό για την παραγωγή βιοαερίου είναι ότι η πρώτη ύλη δεν πρέπει να περιέχει στερεά εγκλείσματα· μια πέτρα, παξιμάδι, κομμάτι σύρμα ή σανίδα που εισέρχεται κατά λάθος στη μάζα θα φράξει τον αγωγό και θα απενεργοποιήσει ένα ακριβό κόπρανα αντλία ή μίξερ.

Πρέπει να ειπωθεί ότι τα δεδομένα σχετικά με τη μέγιστη απόδοση αερίου από την πρώτη ύλη αντιστοιχούν σε ιδανικές εργαστηριακές συνθήκες. Για να προσεγγίσουμε αυτά τα στοιχεία στην πραγματική παραγωγή, πρέπει να πληρούνται ορισμένες προϋποθέσεις: διατήρηση της απαιτούμενης θερμοκρασίας, περιοδική ανάδευση λεπτοαλεσμένων πρώτων υλών, πρόσθετα που ενεργοποιούν τη ζύμωση κ.λπ. Σε μια αυτοσχέδια εγκατάσταση, συναρμολογημένη σύμφωνα με τις συστάσεις των άρθρων σχετικά με την «παραγωγή βιοαερίου με τα χέρια σας», είναι σχεδόν εφικτό να επιτευχθεί το 20% του μέγιστου επιπέδου, ενώ οι εγκαταστάσεις υψηλής τεχνολογίας σας επιτρέπουν να επιτύχετε τιμές 60- 95%.

Αρκετά αντικειμενικά δεδομένα για τη μέγιστη απόδοση βιοαερίου για διάφορους τύπους πρώτων υλών

Σχεδιασμός μονάδας βιοαερίου

Μονάδα βιοαερίου «Σπίτι». Τουλάχιστον, είναι απαραίτητο να υπάρχουν δύο σφραγισμένα δοχεία, ένας βιοαντιδραστήρας και μια δεξαμενή αποθήκευσης στην οποία εκκενώνεται αέριο μέσω ενός σωλήνα. Συνιστάται να έχετε ένα τρίτο δοχείο μέσα στο οποίο θα αντλείται βιοαέριο υπό πίεση και στη συνέχεια η υγρασία θα καθιζάνει εν μέρει στο δεύτερο. Το σχέδιο δεν διαφέρει πολύ από ένα φεγγαρόφωτο. Καλό θα ήταν να ανακατεύετε συνεχώς τις πρώτες ύλες· για αυτό χρειάζεστε ένα μίξερ και έναν ηλεκτροκινητήρα ή έναν υγιή, ανθεκτικό άνδρα. Δεν έχει νόημα να υπολογίζουμε σε υψηλή παραγωγικότητα και καλή ποιότητα βιοαερίου.
Βιομηχανική εγκατάσταση παραγωγής βιοαερίου. Δεν θα μπούμε σε λεπτομέρειες, είναι καλύτερο να δώσουμε ένα σχηματικό διάγραμμα:

Ο εξοπλισμός περιλαμβάνει, τουλάχιστον, έναν αντιδραστήρα και μια δεξαμενή αερίου, έναν διαχωριστή, αναμικτήρες, αντλίες, έναν σταθμό συμπίεσης, ένα σύστημα διατήρησης σταθερής θερμοκρασίας, συσκευές ασφαλείας και έλεγχο. Για την εντατικοποίηση των διεργασιών χρησιμοποιούνται επίσης σπηλαιωτές, συσκευές για την ανάλυση του περιβάλλοντος και την προσθήκη ενεργοποιητών κ.λπ.

Η σύνθεση του προκύπτοντος βιοαερίου πρέπει να ομαλοποιηθεί· μετά την αποθήκευση, τροφοδοτείται σε στήλες διαχωρισμού και προσρόφησης, στη συνέχεια φέρεται στην απαιτούμενη πίεση στη δεξαμενή αερίου και μόνο τότε εισέρχεται στον αγωγό που οδηγεί στις γεννήτριες θερμότητας.

Παραγωγή βιοενέργειας ως μέρος ενός σύγχρονου κτηνοτροφικού συγκροτήματος. Η ένταξη θερμοκηπίων και εργαστηρίου παραγωγής λιπασμάτων αυξάνει την κερδοφορία.

Είναι επικερδής η παραγωγή βιοαερίου;

Έχουμε ήδη αναφέρει ότι στις ανεπτυγμένες χώρες κατασκευάζονται μεγάλες βιομηχανικές εγκαταστάσεις, ενώ στις αναπτυσσόμενες χώρες κατασκευάζονται κυρίως μικρές για μικρές φάρμες. Ας εξηγήσουμε γιατί συμβαίνει αυτό:

Φτωχές χώρες. Σε μια αυτοσχέδια εγκατάσταση, δεδομένης της τερατώδους αναποτελεσματικότητάς της, όλη η εργασία μπορεί να γίνει χειροκίνητα. Για τις χώρες όπου οι αγρότες αμείβονται μόνο με πένες για τη σκληρή δουλειά τους, αυτό έχει οφέλη. Επιπλέον, σε θερμές περιοχές η συγκομιδή μπορεί να γίνει πολλές φορές το χρόνο και φτηνές φυτικές πρώτες ύλες είναι διαθέσιμες σε αφθονία. Οι επενδύσεις σε ένα απλό σύστημα είναι σχετικά μικρές· οι άνθρωποι είναι πρόθυμοι να ανεχτούν τη χαμηλή ποιότητα του βιοαερίου. Είναι φθηνότερο για τον ιδιοκτήτη να αναθέσει έναν «επόπτη» σε έναν λέβητα ή σόμπα πριν από τη διάλυση παρά να αγοράσει εξοπλισμό για την ομαλοποίηση του βιοαερίου.

Οι Κινέζοι αγρότες συλλέγουν πρώτες ύλες για την παραγωγή βιοαερίου

Πλούσιες χώρες. Στη Γερμανία, ηγέτη παγκοσμίως στην παραγωγή βιοαερίου, σχεδόν τα μισά πουλερικά και μεγάλες κτηνοτροφικές εκμεταλλεύσεις παράγουν το δικό τους μεθάνιο. Οι διαδικασίες είναι πλήρως αυτοματοποιημένες, η ποιότητα του βιοαερίου είναι υψηλή και η παραγωγική ικανότητα μεγάλη. Τα απόβλητα πρώτων υλών υποβάλλονται σε πρόσθετη επεξεργασία, μεταλλοποιούνται και ως αποτέλεσμα, το αγρόκτημα λαμβάνει ένα απολυμασμένο, μη επιθετικό σύνθετο λίπασμα. Παρά τα υψηλά ποσοστά απόδοσης μεθανίου από τις πρώτες ύλες και τις σημαντικές τιμές ενέργειας, οι ειδικοί υποστηρίζουν ότι για τους αγρότες, η ενέργεια από βιοαέριο δικαιολογείται μόνο επειδή το κράτος επιδοτεί το 50% του κόστους του εξοπλισμού. Πρόσθετα οφέλη μπορούν να ληφθούν με την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από αέριο. Πρώτον, η κυβέρνηση το αγοράζει σε διογκωμένες τιμές. δεύτερον, με αυτόν τον τρόπο μπορούν να ελαχιστοποιηθούν οι συνέπειες της άνισης εποχικής παραγωγής βιοαερίου. Το κράτος πληρώνει επιπλέον για τη βελτίωση της οικολογικής κατάστασης των εδαφών ως αποτέλεσμα της χρήσης «μαλακών» λιπασμάτων και όχι επιθετικής κοπριάς.

Παραγωγή βιοαερίου στη Γερμανία: φιλική προς το περιβάλλον, αισθητικά ευχάριστη, δυνατή μόνο χάρη στην οικονομική βοήθεια από την ομοσπονδιακή κυβέρνηση

Ρωσία. Τουλάχιστον, η ενέργεια από το βιοαέριο αναπτύσσεται και στη χώρα μας. Κατά καιρούς, τα μέσα ενημέρωσης αναφέρουν για την έναρξη της επόμενης παραγωγής· σε μια συνέντευξη, ένας χαρούμενος επιστήμονας, σχεδιαστής ή διευθυντής φάρμας αναφέρει ότι η περίοδος απόσβεσης για την εγκατάσταση είναι ένας χρόνος. Όμως η ζωή κάνει τις δικές της προσαρμογές. Με την πάροδο του χρόνου, αποδεικνύεται ότι κατά την κατάρτιση του επιχειρηματικού σχεδίου δεν ελήφθησαν υπόψη τα λειτουργικά έξοδα · στην πράξη, η απόδοση αερίου είναι πολύ χαμηλότερη από την προγραμματισμένη και ο χρόνος ζύμωσης είναι πολύ μεγαλύτερος. Όσοι έχουν εργαστεί για έξι μήνες ήδη λένε ότι η περίοδος απόσβεσης των επενδύσεων είναι 5 χρόνια. Και μετά από αυτό το διάστημα, οι άνθρωποι γενικά προσπαθούν να μην δίνουν συνεντεύξεις. Δυστυχώς, ο κλάδος της βιοενέργειας μας πραγματοποιείται από διαφορετικές ομάδες και δεν υπάρχουν αξιόπιστα δεδομένα σχετικά με την κερδοφορία σε ρωσικές συνθήκες. Γενικά, μπορεί να υποτεθεί ότι, λαμβάνοντας υπόψη τις χαμηλότερες τιμές ενέργειας από τη Δύση και τη διαθεσιμότητα τοπικών καυσίμων, η παραγωγή βιοαερίου στη χώρα μας βρίσκεται στα όρια της κερδοφορίας, γεγονός που δεν συμβάλλει στην ανάπτυξή της χωρίς κρατική υποστήριξη.

Έχει νόημα η παραγωγή βιοκαυσίμων στο σπίτι;

Είναι επικερδής η παραγωγή βιοκαυσίμων στο σπίτι σε μικρές ποσότητες σε ιδιωτικό οικόπεδο; Εάν έχετε πολλά μεταλλικά βαρέλια και άλλα σκουπίδια σιδήρου, καθώς και πολύ ελεύθερο χρόνο και δεν ξέρετε πώς να το διαχειριστείτε - ναι. Αλλά οι οικονομίες, δυστυχώς, είναι πενιχρές. Και η επένδυση σε εξοπλισμό υψηλής τεχνολογίας με μικρούς όγκους πρώτων υλών και παραγωγή μεθανίου δεν έχει νόημα σε καμία περίπτωση.

Άλλο ένα βίντεο από τον εγχώριο Kulibin

Χωρίς την ανάμειξη των πρώτων υλών και την ενεργοποίηση της διαδικασίας ζύμωσης, η απόδοση μεθανίου δεν θα είναι μεγαλύτερη από το 20% της πιθανής. Αυτό σημαίνει ότι, στην καλύτερη περίπτωση, με 100 kg (φόρτωση χοάνης) επιλεγμένου γρασιδιού μπορείτε να πάρετε 5 m3 αερίου χωρίς να λάβετε υπόψη τη συμπίεση. Και καλό θα είναι η περιεκτικότητα σε μεθάνιο να ξεπεράσει το 50% και δεν είναι γεγονός ότι θα καεί στη γεννήτρια θερμότητας. Σύμφωνα με τον συγγραφέα, οι πρώτες ύλες φορτώνονται καθημερινά, δηλαδή ο κύκλος παραγωγής του είναι μία ημέρα. Μάλιστα, ο απαιτούμενος χρόνος είναι 60 ημέρες. Η ποσότητα βιοαερίου που έλαβε ο εφευρέτης, που περιέχεται σε έναν κύλινδρο 50 λίτρων, τον οποίο κατάφερε να γεμίσει, σε παγωμένο καιρό για ένα λέβητα θέρμανσης χωρητικότητας 15 kW (ένα κτίριο κατοικιών περίπου 150 m2) είναι αρκετή για 2 λεπτά. .

Όσοι ενδιαφέρονται για τη δυνατότητα παραγωγής βιοαερίου συνιστάται να μελετήσουν προσεκτικά το πρόβλημα, ειδικά από οικονομική άποψη, και να επικοινωνήσουν με ειδικούς με εμπειρία σε τέτοιες εργασίες με τεχνικές ερωτήσεις. Οι πρακτικές πληροφορίες που λαμβάνονται από τις εκμεταλλεύσεις όπου οι τεχνολογίες βιοενέργειας έχουν ήδη χρησιμοποιηθεί εδώ και αρκετό καιρό θα είναι πολύ πολύτιμες.