Установка для получения биогаза из бочки: Биогазовая установка своими руками — газ из отходов

Содержание

Биогазовая установка своими руками - газ из отходов


Как сделать биогазовую установку своими руками для дома.

Этот газ можно получать из навоза, помёта, а так же из различных отходов.

Домашний биогаз решает несколько задач:
Получение энергии и удобрения, утилизация отходов.

Биогаз — газ, получаемый водородным или метановым брожением биомассы. Метановое разложение биомассы происходит под воздействием трёх видов бактерий. В цепочке питания последующие бактерии питаются продуктами жизнедеятельности предыдущих. Первый вид — бактерии гидролизные, второй — кислотообразующие, третий — метанообразующие. В производстве биогаза участвуют не только бактерии класса метаногенов, а все три вида.

Состав биогаза:
50—87 % метана, 13—50 % CO2, незначительные примеси h3 и h3S. После очистки биогаза от СО2 получается биометан. Биометан — полный аналог природного газа, отличие только в происхождении.

Из чего сделана и как устроена биогазовая установка:

Как горит биогаз:

Система очистки биогаза:

Заполнение пропанового баллона биогазом:

Плюсы и минусы биогаза:

Получаем эффективное удобрение после выработки биогаза:

Сколько выделяется биогаза из 200 литровой бочки:

Электричество их биогаза:

[media=https://youtu.be/I3oRe5L6jF4]

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Биогазовая установка своими руками – почему бы и нет?

Универсальные биогазовые установки все чаще появляются на частных подворьях.

Они позволяют обособиться от поставщиков энергии и сократить расходы на отопление и освещение. Многие собирают биогазовые установки своими руками.

Обогрев жилых домов в сельской местности с помощью дровяных печей или природного газа постепенно уходит в прошлое. Ему на смену приходят промышленные биогазовые установки, с помощью которых люди уже производят газ метан, электроэнергию и удобрения для почвы.

Споры о производстве метана

В середине 60-х годов прошлого века на страницах журнала "Наука и жизнь" часто появлялись публикации ученых о технологиях и приборах будущего. Но чертежи "ветряных мельниц", кремниевых пластин, превращающих солнечный свет в электричество, а также наземные и подземные цистерны для складирования биологических отходов, которые потом должны были превратиться в газ метан, воспринимались как научная фантастика.

В конце ХХ века мнения о пользе и выгоде альтернативных источников энергии полностью изменились. Именно тогда в США, Франции, Великобритании и в ФРГ приступили к производству первых биогазовых установок.

Промышленные биогазовые установки используют на крупных животноводческих комплексах

И промышленная, и домашняя установка имеют схожие принципы работы

Рисунок наглядно поясняет принцип действия биогазовой установки, которая может обеспечить газом и электричеством населенный пункт, где есть своя животноводческая ферма.

По этой схеме во многих странах Западной Европы и в некоторых регионах СНГ уже построены самые современные комплексы по переработке фекалий животных и различных сельскохозяйственных отходов в газ метан с последующим его преобразованием в электроэнергию.

Принцип действия биогазовой установки прост.

  • Возле хлевов, конюшен, свинарников или курятников строится герметичный резервуар, в который будет поступать навоз или птичий помет, разбавленный водой с добавлением растительных смесей. Емкость с фекалиями должна быть хорошо герметизирована, чтобы неприятные запахи не распространялись.
  • Недалеко от сборника фекалий строится наземный или подземный железобетонный бункер со съемной, но герметичной крышкой в форме колокола или полукруга с отверстием для подключения трубы газопровода.
  • Сборник фекалий и бункер, куда будет загружаться навоз и другие отходы сельскохозяйственных продуктов, должны быть соединены трубой с установленным в ней насосом. Это во многом облегчит закладку биомассы и создаст автоматическую перекачку навоза в бетонный резервуар.
  • Любая собственная биогазовая установка свободно размещается на площади в 10 кв.м. Рядом с бункером устанавливается большой газовый баллон или цистерна, где постепенно будет накапливаться производимый в резервуаре метан.
  • Газосборник соединяется трубопроводом с газовой плитой или с печью, имеющей функцию газового генератора в котельной. В ней будет происходить сжигание метана для подогрева воды или выработки электроэнергии.

В железобетонном резервуаре, как видно на схеме, должно быть три отверстия:

1.

Для закачивания фекалий в бункер;

2. Для отвода газопровода;

3. Для выгрузки отработанного сырья, перегнившего навоза и растительных отходов.

Схема биореактора:

Опыт зарубежных и отечественных фермеров свидетельствует о том, что отработанная в бункере биологическая масса своих минеральных свойств не теряет, потом ее можно применять в качестве удобрений на полях.

Разнообразие конструкций частных биогазовых установок

Монтаж любой биогазовой установки промышленного масштаба и заводского производства оценивается в сотни тысяч долларов или евро, чего рядовые граждане себе позволить не могут.

Но есть немало примеров самостоятельной сборки подобных конструкций биогазовых установок, которые доказывают, что можно обойтись без сложных технических "наворотов".

Бочку-биореактор можн купить или сделать самому

Вот несколько примеров с использованием самых обычных бочек емкостью 200 и 650 литров.

Технология создания 200-литрового биореактора

Для создания небольшого биологического реактора вполне подойдет обычная металлическая бочка на 200 литров с запаянным верхом и с входным отверстием, через которое будет производиться загрузка коровьего навоза, разбавленного водой. Емкость должна быть установлена вертикально.

  1. Перед ее использованием в качестве бункера для сбраживания биомассы вверху в вертикальном положении необходимо вварить шаровой кран со штуцером, к которому затем будет подключен резиновый или пластиковый шланг, ведущий к газовой колонке или плите.

  2. Внизу бочки вырезается отверстие для выгрузки отработанной биомассы.

  3. Биологическая смесь, загружаемая в бочку, должна быть жидкой, как манная каша. Ею необходимо заполнить реактор на 70%.

  4. С помощью губки надо обмазать мыльным раствором всю поверхность, чтобы проверить ее на герметичность.

По словам автора этой конструкции, через 2 или 3 часа в бочке начнет скапливаться углекислый газ.

Для его отвода потребуется кусок шланга, соединенный со штуцером, и прозрачная пластиковая бутылка, заполненная водой. В нее необходимо опустить второй конец шланга. Бульканье в воде будет лучшим свидетельством того, что внутри реактора происходит сбраживание биомассы.

От надежности крана будет зависеть срок службы установки

Коровий навоз, смешанный с листвой и хорошо разбавленный водой, начинает выделять метан на 15 день, свиной или овечий – на 30 или 40 сутки.

Это устройство использовалось в Узбекистане, где дневная температура достигает 38°С, а ночная не опускается ниже 25°С. Процесс брожения, утверждает конструктор, проходил без дополнительного подогрева емкости. Только в районах с более холодным климатом под дном бочки потребуется установка обогревательного тента.

Биологический реактор в бочке на 650 литров

Более сложную конструкцию для получения метана из индюшиного и утиного помета предлагают мастера из России.

Резервуар находится во дворе рядом с птичником. В одну из боковых стенок бочки вмонтирован рычаг перемешивающего устройства. На противоположном конце емкости, сверху, приварен металлический сантехнический раструб с заглушкой. Он выполняет функцию загрузочного клапана.

Установка комплексного типа – подойдет как для домашних хозяйств, так и для небольших предприятий

Еще один раструб такой же формы приварен внизу второй боковой стенки. Это разгрузочный клапан. К нему подключается шланг с электронасосом, который выводит отработанную биомассу в специальную тару.

Посредине бочки приварена металлическая трубка, где установлен газовый сепаратор и подключен резиновый шланг, ведущий к газовой колонке.

Метан, поступающий из резервуара в колонку, воспламеняется мгновенно. Биологическим газом в этом хозяйстве подогревают воду до температуры 50-60°С, отапливают баню и готовят пищу на плите.

Газа, выработанного за день в реакторе, как утверждает хозяин, хватает на 4-5 часов работы одной конфорки. Однако конструктору пришлось самостоятельно увеличить диаметр форсунок в колонке и конфорок на газовой плите.

Заглубленный биологический реактор

Такая конструкция подойдет людям, которые планируют производить биологическое топливо в больших объемах, по всем правилам пожарной безопасности, но у которых ощущается острая нехватка земельных площадей.

Заглубленный биореактор можно смонтировать своими руками

Пошаговая инструкция:

1. На глубине 1,8 или 2 м выкопайте котлован круглой или квадратной формы, по обе его стороны сделайте рукава загрузки и выгрузки биомассы;

2. По контуру ямы установите опалубку и произведите монолитное бетонирование стен и пола;

3. Толщина стенок должна быть не менее 10-15 см;

4. Забетонированные стены для большей прочности обложите полнотелым кирпичом;

5. Если в качестве крышки-купола установки будет использоваться плотное резиновое покрытие, в стенках бункера реактора на полуметровой высоте от верха забетонируйте стальные крюки, на которые будет одеваться резиновое покрывало;

6. В прорезиненной накидке проделайте отверстие для подключения трубы или шланга газоотводной трубки и проведите его герметизацию;

7. Если в качестве покрытия будет использоваться стальная или алюминиевая крышка, в нее также необходимо вварить штуцер для подключения газоотводящего шланга или трубки.

Заглебленная биогазовая установка в разрезе

 

Моделей биогазовых установок, сделанных жителями России, Беларуси и Украины собственноручно для своих личных хозяйств, очень много. Люди охотно делятся своими индивидуальными ноу-хау с фотографиями и видеороликами на разных сайтах.
При строительстве биогазовой установки главное понять суть, назначение и посчитать прибыль от эксплуатации личного реактора.

Биогазовая установка с прорезиненным куполом

Жителям сельской местности хорошо знакомы случаи отключения электричества из-за сильного ветра, грозового ливня или снегопада. Но когда в хозяйстве будет функционировать индивидуальная биогазовая установка и газовый генератор отечественных или зарубежных производителей, работающий на метане, вопрос с выработкой электроэнергии для домашних нужд можно будет считать закрытым.

Биогазовая установка своими руками

Рост цен на энергоносители заставляет задуматься о возможности обеспечить себя ими самостоятельно. Один из вариантов — биогазовая установка. С ее помощью из  навоза, помета и растительных остатков получают биогаз, который после очистки можно использовать для газовых приборов (плиты, котла), закачивать в баллоны и использовать его как топливо для автомобилей или электрогенераторов. В общем — переработка навоза в биогаз может обеспечить все потребности дома или фермы в энергоносителях. 

Постройка биогазовой установки — способ самостоятельного обеспечения энергоресурсами

Содержание статьи

Общие принципы

Биогаз — продукт, который получается при разложении органических веществ. В процессе гниения/брожения выделяются газы, собрав которые, можно обеспечить нужды собственного хозяйства. Оборудование, в котором происходит данный процесс называю «биогазовая установка».

В некоторых случаях выход газа чрезмерный, тогда его запасают в газгольдерах — для использования в период его недостаточного количества. При грамотной организации процесса газа может быть слишком много, тогда его излишки можно продавать. Еще один источник дохода — перебродившие остатки. Это высокоэффективное и безопасное удобрение — в процессе сбраживания погибает большинство микроорганизмов, семена растений теряют свою всхожесть, яйца паразитов становятся нежизнеспособными. Вывоз на поля таких удобрений положительно влияет на урожайность.

Условия для выработки газа

Процесс образования биогаза происходит за счет жизнедеятельности разного рода бактерий, которые содержатся в самих отходах. Но для того чтобы они активно «работали» необходимо им создать определенные условия: влажность и температуру. Для их создания строятся биогазовая установка. Это комплекс устройств, основа которого — биореактор, в котором и происходит разложение отходов, который сопровождается газообразованием.

Организация цикла переработки навоза и растительных отходов в биогаз

Различают три режима переработки навоза в биогаз:

  • Психофильный режим. Температура в биогазовой установке от +5°C до +20°C. При таких условиях процесс разложения идет медленно,газа образуется намного, его качество низкое.
  • Мезофильный. На этот режим установка выходит при температуре от +30°C до +40°C. В этом случае активно размножаются мезофильные бактерии. Газа при этом образуется больше, процесс переработки занимает меньше времени — от 10 до 20 дней.
  • Термофильный. Эти бактерии размножаются при температуре от +50°C. Процесс идет быстрее всего (3-5 дней), выход газа — самый большой (при идеальных условиях с 1 кг завоза можно получить до 4,5 литров газа). Большинство справочных таблиц по выходу газа от переработки даны именно для этого режима, так что при использовании других режимов стоит делать корректировку в меньшую сторону.

Сложнее всего в биогазовых установках реализуется термофильный режим. Тут требуется качественная теплоизоляция биогазовой установки, подогрев и система контроля за температурой. Зато на выходе получаем максимальное количество биогаза. Еще одна особенность термофильной переработки — невозможность дозагрузки. Остальные два режима — психофильный и мезофильный — позволяют ежедневно добавлять свежую порцию подготовленного сырья. Но, при термофильном режиме, малый срок переработки позволяет разделить биореактор на зоны, в которых будет перерабатываться своя доля сырья с разными сроками загрузки.

Схема биогазовой установки

Основа биогазовой установки — биореактор или бункер. В нем происходит процесс брожения, в нем же скапливается полученный газ. Также есть бункер загрузки и выгрузки, выработанный газ выводится через вставленную в верхнюю часть трубу. Далее идет система доработки газа — ее очистка и повышение давления в газопроводе до рабочего.

Схема установки для переработки навоза в биогаз

Для мезофильных и термофильных режимов необходима также система подогрева биореактора — для выхода на требуемые режимы. Для этого обычно используются газовые котлы, работающие на произведенном топливе. От него система трубопроводов идет в биореактор. Обычно это полимерные трубы, так как они лучше всего переносят нахождение в агрессивной среде.

Еще биогазовая установка нуждается в системе для перемешивания субстанции. При брожении вверху образуется твердая корка, тяжелые частицы оседают вниз. Все это вместе ухудшает процесс газообразования. Для поддержания однородного состояния перерабатываемой массы и необходимы мешалки. Они могут быть механическими и даже ручными. Могут запускаться по таймеру или вручную. Все зависит от того, как сделана биогазовая установка. Автоматизированная система более дорога при монтаже, но требует минимума внимания при эксплуатации.

Простейшая биогазовая установка из пластиковой бочки

Биогазовая установка по типу расположения может быть:

  • Надземной.
  • Полузаглубленной.
  • Заглубленной.

Более затратны в установке заглубленные — требуется большой объем земельных работ. Но при эксплуатации в наших условиях они лучше — проще организовать утепление, меньше расходы на подогрев.

Что можно перерабатывать

Биогазовая установка по сути всеядна — перерабатываться может любая органика. Подходит любой навоз и моча, растительные остатки. Негативно влияют на процесс моющие вещества, антибиотики, химия. Их поступление желательно минимизировать, так как они убивают флору, которая занимается переработкой.

Сколько можно получить биогаза из различных отходов

Идеальным считается навоз КРС, так как в нем содержатся микроорганизмы в большом количестве. Если в хозяйстве нет коров, при загрузке биореактора желательно добавить некоторую часть помета, для заселения субстрата требуемой микрофлорой. Растительные остатки предварительно измельчаются, разводятся с водой. В биореакторе смешиваются растительное сырье и экскременты. Такая «заправка» перерабатывается дольше, но на выходе при правильном режиме, имеем наибольший выход продукта.

Определение местоположения

Чтобы минимизировать затраты на организацию процесса, имеет смысл расположить биогазовую установку неподалеку от источника отходов — возле построек, где содержится птица или животные. Разработать конструкцию желательно так, чтобы загрузка происходила самотеком. Из коровника или свинарника можно проложить под уклоном трубопровод, по которому навоз будет самотеком поступать в бункер. Это существенно облегчает задачу по обслуживанию реактора, да и уборку навоза тоже.

Наиболее целесообразно расположить биогазовую установку так, чтобы отходы с фермы могли поступать самотеком

Обычно строения с животными находятся на некотором отдалении от жилого дома. Потому выработанный газ нужно будет передавать к потребителям. Но протянуть одну газовую трубу дешевле и проще, чем организовывать линию по транспортировке и загрузке навоза.

Биореактор

К емкости для переработки навоза предъявляются довольно жесткие требования:

  • Она должна быть непроницаемой для воды и газов. Водонепроницаемость должна действовать в обе стороны: жидкость из биореактора не должна загрязнять почву, а подземные воды не должны изменять состояние сбраживаемой массы.
  • Биореактор должен обладать высокой прочностью. Он должен выдерживать массу полужидкого субстрата, давление газа внутри емкости, действующее снаружи давление грунта. В общем, при строительстве биореактора необходимо уделить особое внимание его прочности.

    Для домашнего использования и сезонного производства биотоплива (в теплое время года) в малых объемах подойдет пластиковый бак с крышкой

  • Удобство обслуживания. Более удобные в использовании цилиндрические емкости — горизонтальные или вертикальные. В них перемешивание можно организовать по всему объему, в них не образуется застойных зон. Прямоугольные емкости проще в реализации при строительстве своими руками, но в них в углах часто образуются трещины, там же застаивается субстрат. Перемешивать его по углам очень проблематично. 

Все эти требования по строительству биогазовой установки должны выполняться, так как они обеспечивают безопасность и создают нормальные условия для переработки навоза в биогаз.

Из каких материалов можно сделать

Стойкость к агрессивных средам — это основное требование к материалам, из которых можно сделать емкость. Субстрат в биореакторе может иметь кислую или щелочную реакцию. Соответственно материал, из которого изготавливают емкость, должен хорошо переносить различные среды.

Этим запросам отвечают не так много материалов. Первое что приходит на ум — металл. Он прочен, из него можно сделать емкость любой формы. Что хорошо, что использовать можно готовую емкость — какую-то старую цистерну. В этом случае строительство биогазовой установки займет совсем немного времени. Недостаток металла — он вступает в реакцию с химически активными веществами и начинает разрушаться. Для нейтрализации данного минуса металл покрывается защитным покрытием.

Отличный вариант — емкость биореактора из полимера. Пластик химически нейтрален, не гниет, не ржавеет. Только надо выбирать из таких материалов, которые выносят заморозку и нагрев до достаточно высоких температур. Стенки реактора должны быть толстыми, желательно армированными стекловолокном. Такие емкости недешевы, зато они служат долго.

Построить биореактор для выработки биогаза можно и из кирпича, но его надо хорошо заштукатурить с использованием присадок, обеспечивающих гидро- и газо- непроницаемость

Более дешевый вариант — биогазовая установка с емкостью из кирпича, бетонных блоков, камня. Для того чтобы кладка выдерживала высокие нагрузки, необходимо армирование кладки ( в каждом 3-5 ряду в зависимости от толщины стены и материала).  После завершения процесса возведения стен для обеспечения водо- и газо- непроницаемости необходима последующая многослойная обработка стен как изнутри, так и снаружи. Стены штукатурят цементно-песчаным составом с добавками (присадками), обеспечивающими требуемые свойства.

Определение размеров реактора

Объем реактора зависит от выбранной температуры переработки навоза в биогаз. Чаще всего выбирается мезофильная — ее легче поддерживать и она предполагает возможность ежедневной дозагрузки реактора. Выработка биогаза после выхода на нормальный режим (порядка 2 дней) идет стабильно, без всплесков и провалов (при создании нормальных условий). В этом случае имеет смысл рассчитать объем биогазовой установки в зависимости от количества навоза, образующегося в хозяйстве за сутки. Все легко подсчитывается, исходя из среднестатистических данных.

Порода животных Объем экскрементов за суткиИсходная влажность
КРС55 кг86%
Свинья 4,5 кг86%
Куры0,17 кг75%

Разложение навоза при мезофильных температурах идет от 10 до 20 дней. Соответственно, объем рассчитывается умножением на 10 или 20. При расчете необходимо учитывать количество воды, которое необходимо для приведения субстрата к идеальному состоянию — его влажность должна быть 85-90%. Найденный объем увеличивают на 50%, так как максимальная загрузка не должна превышать 2/3 по объему резервуара — под потолком должен скапливаться газ.

Например, в хозяйстве 5 коров, 10 свиней и 40 кур. За сути образуется 5 * 55 кг + 10 * 4,5 кг + 40 * 0,17 кг = 275 кг + 45 кг + 6,8 кг = 326,8 кг. Чтобы привести куриный помет к влажности 85% необходимо добавить чуть больше 5 литров воды (это еще 5 кг). Итого общая масса получается 331,8 кг.  Для переработки за 20 дней необходимо: 331,8 кг * 20 = 6636 кг — около 7 кубов только под субстрат. Найденную цифру умножаем на 1,5  (увеличиваем на 50%), получаем 10,5 куб. Это и будет расчетная величина объема реактора биогазовой установки.

Загрузка и выгрузка

Люки загрузки и разгрузки ведут непосредственно в емкость биореактора. Для того чтобы субстрат равномерно распределялся по всей площади, делают их в противоположных концах емкости.

Схема биогазового реактора без пологрева

При заглубленном способе установки биогазовой установки, загрузочные и разгрузочные трубы подходят к корпусу под острым углом. Причем нижний конец трубы должен находится ниже уровня жидкости в реакторе. Таким образом исключается попадание воздуха в емкость. Также на трубах ставят поворотные или отсечные задвижки, которые в нормальном положении закрыты. Открываются они только на время загрузки или выгрузки.

Так как в навозе могут содержаться крупные фрагменты (элементы подстилки, стебли травы и т.д.), трубы малого диаметра будут часто забиваться. Потому для загрузки-выгрузки они должны быть диаметром 20-30 см. Монтировать их необходимо до начала работ по утеплению биогазовой установки, но после того, как емкость установлена на место.

Формы биореакторов и варианты расположения люков загрузки и разгрузки

Наиболее удобный режим работы биогазовой установки — с регулярной загрузкой и выгрузкой субстрата. Данная операция может проводится раз в сутки или раз в двое суток. Навоз и другие компоненты предварительно собираются в накопительной емкости, где доводятся до требуемого состояний — измельчаются, при необходимости увлажняются и перемешиваются. Для удобства в данной емкости может быть механическая мешалка. Подготовленный субстрат выливается в приемный люк. Если расположить приемную емкость на солнце, субстрат будет предварительно нагреваться, что уменьшит затраты на поддержание требуемой температуры.

Глубину установки приемного бункера желательно рассчитать так, чтобы отходы стекали в него самотеком. То же касается выгрузки в биореактор. Лучший случай, если подготовленный субстрат будет двигаться самотеком. А отгораживать его на время подготовки будет заслонка.

Биогазовая установка с мешалкой и подогревом

Для обеспечения герметичности биогазовой установки, люки на приемном бункере и в зоне выгрузки должны иметь герметизирующий резиновый уплотнитель. Чем меньше будет в емкости воздуха, тем чище будет газ на выходе.

Сбор и отвод биогаза

Отведение биогаза из реактора происходит через трубу, один конец которой находится под крышей, второй обычно опущен в гидрозатвор. Это емкость с водой, в которую выводится полученный биогаз. В гидрозатворе есть вторая труба — она находится выше уровня жидкости. В нее выходит уже более чистый биогаз. На выходе их биореактора устанавливается отсечной газовый кран. Лучший вариант — шаровый.

Какие материалы можно использовать для системы передачи газа? Гальванизированные металлические трубы и газовые трубы из ПНД или ППР. Они должны обеспечивать герметичность, швы и стыки проверяются при помощи мыльной пены. Весь трубопровод собирается из труб и арматуры одного диаметра. Без сужений и расширений.

Очищение от примесей

Примерный состав получаемого биогаза такой:

Примерный состав биогаза

  • метан — до 60%;
  • углекислый газ — 35%;
  • другие газообразные вещества (в том числе и сероводород, придающий газу неприятный запах) — 5%.

Для того чтобы биогаз не имел запаха и хорошо горел, необходимо удалить из него углекислый газ, сероводород, пары воды. Удаление углекислого газа происходит в гидрозатворе, если на дно установки добавить гашеную известь. Такую закладку придется периодически менять (как станет газ гореть хуже — пора менять).

Осушение газа можно сделать двумя способами — сделав в газопроводе гидрозатворы — вставив в трубу изогнутые участки под гидрозатворы, в которых будет скапливаться конденсат. Недостаток такого способа — необходимость регулярного опорожнения гидрозатвора — при большом количестве собранной воды она может заблокировать проход газа.

Второй способ — поставить фильтр с силикагелем. Принцип тот же, что и в гидрозатворе — газ подается в силикагель, отводится осушенный из-под крышки. При таком способе осушения биогаза, силикагель приходится периодически осушать. Для этого его требуется прогреть некоторое время в микроволновке. Он нагревается, влага испаряется. Можно засыпать и снова использовать.

Фильтр для очистки биогаза от сероводорода

Для удаления сероводорода используется фильтр с загрузкой из металлической стружки. Можно в емкость загрузить старые металлические мочалки. Очищение происходит точно также: газ подается в нижнюю часть заполненной металлом емкости. Проходя, он очищается от сероводорода, собирается в верхней свободной части фильтра, откуда выводится по через другую трубу/шланг.

Газгольдер и компрессор

Прошедший очистку биогаз поступает в емкость для хранения — газгольдер. Это может быть герметичный полиэтиленовый мешок, пластиковая емкость. Основное условие — газонепроницаемость, форма и материал не имеют значения. В газгольдере хранится запас биогаза. Из него, при помощи компрессора, газ под определенным давлением (задается компрессором) поступает уже к потребителю — на газовую плиту или котел. Этот газ также может использоваться для выработки электроэнергии при помощи генератора.

Один из вариантов газгольдеров

Для создания стабильного давления в системе после компрессора желательно установить ресивер — небольшое устройство для нивелирования скачков давления.

Устройства для перемешивания

Чтобы биогазовая установка работала в нормальном режиме, необходимо регулярное перемешивание жидкости в биореакторе. Этот несложный процесс решает множество задач:

  • перемешивает свежую порцию загрузки с колонией бактерий;
  • способствует высвобождению выработанного газа;
  • выравнивает температуру жидкости, исключая более прогретые и более холодные участки;
  • поддерживает однородность субстрата, предотвращая оседание или всплытие некоторых составляющих.

Обычно небольшая самодельная биогазовая установка имеет механические мешалки, которые приводятся в движение при помощи мускульной силы. В системах с большим объемом приводить в движение мешалки могут моторы, которые включаются таймером.

Виды мешалок для биореакторов

Второй способ — перемешивать жидкость, пропуская через нее част выработанного газа. Для этого после выхода из метатенка ставится тройник и часть газа полается в нижнюю часть реактора, где через трубку с дырками выходит. Эту часть газа нельзя считать расходом, так как он все равно снова попадает в систему и, в результате, оказывается в газгольдере.

Третий способ перемешивания — при помощи фекальных насосов перекачивать субстрат их нижней части, выливать его вверху. Недостаток этого способа — зависимость от наличия электроэнергии.

Система подогрева и теплоизоляция

Без подогрева перерабатываемой жижи размножаться будут психофильные бактерии. Процесс переработки в этом случае займет от 30 дней, а выход газа будет небольшим. Летом, при наличии теплоизоляции и предварительном подогреве загрузки возможен выход на температуры до 40 градусов, когда начинается развитие мезофильных бактерий, но зимой такая установка практически неработоспособна — процессы протекают очень вяло. При температуре ниже +5°C они практически замирают.

Зависимость сроков переработки навоза в биогаз от температуры

Чем греть и где расположить

Для получения лучших результатов используют подогрев. Наиболее рациональный — водяной подогрев от котла. Работать котел может на электричестве, твердом или жидком топливе, также можно запустить его на вырабатываемом биогазе. Максимальная температура, до которой требуется греть воду — +60°C. Более горячие трубы могут вызвать налипание на поверхность частиц, что приведет к снижению эффективности обогрева.

Можно использовать и прямой подогрев — вставить ТЭНы, но во-первых, сложно организовать перемешивание, во-вторых, на поверхности будет налипать субстрат, снижая теплоотдачу, ТЭНы будут быстро перегорать

Обогреваться биогазовая установка может с использованием стандартных радиаторов отопления, просто трубами, закрученными в змеевик, сварными регистрами. Трубы использовать лучше полимерные — металлопластиковые или полипропиленовые. Подходят также трубы из гофрированной нержавейки, их проще укладывать, особенно в цилиндрических вертикальных биореакторах, но гофрированная поверхность провоцирует налипание осадка, что не очень хорошо для теплоотдачи.

Чтобы снизить возможность осаждения частиц на греющих элементах, их располагают в зоне мешалки. Только при этом надо все спроектировать так, чтобы мешалка не могла задеть трубы. Часто кажется, что лучше нагреватели расположить снизу, но практика показала, что из-за осадка на дне такой обогрев неэффективен. Так что более рационально располагать нагреватели на стенках метатэнка биогазовой установки.

Способы водяного обогрева

По способу расположения труб обогрев может быть наружным или внутренним. При внутреннем расположении обогрев эффективен, но ремонт и обслуживание нагревателей невозможны без останова и откачки системы. Потому подбору материалов и качеству выполнения соединений уделяют особое внимание.

Обогрев повышает производительность биогазовой установки и сокращает сроки переработки сырья

При наружном расположении обогревателей, требуется больше тепла (затраты на подогрев содержимого биогазовой установки намного выше), так как много тепла уходит на обогрев стенок. Зато система всегда доступна для ремонта, а прогрев более равномерный, так как греется среда от стенок. Еще один плюс такого решения — мешалки не могут повредить систему обогрева.

Чем утеплять

На дно котлована насыпается сначала выравнивающий слой песка, затем теплоизоляционный слой. Это может быть глина, перемешанная с соломой и керамзитом, шлаком. Все эти компоненты можно смешать, можно насыпать отдельными слоями. Их выравнивают в горизонт, устанавливают емкость биогазовой установки.

Бока биореактора можно утеплять современными материалами или классическими дедовскими методами. Из дедовских методов — обмазка глиной с соломой. Наносится в несколько слоев.

Для утепления биореакторов используют современные материалы

Из современных материалов можно использовать экструдированный пенополистирол высокой плотности, газобетонные блоки малой плотности, вспененный пенополиуретан. Наиболее технологичен в данном случае пенополиуретан (ППУ), но услуги по его нанесению недешевы. Зато получается бесшовная теплоизоляция, которая минимизирует затраты на обогрев. Есть еще один теплоизоляционный материал — вспененное стекло. В плитах он очень дорог, но его бой или крошка стоит совсем немного, а по характеристикам он почти идеален: не впитывает влагу, не боится замерзания, хорошо переносит статические нагрузки, имеет низкую теплопроводность.

Биогазовая установка своими руками - Александр Черемных — LiveJournal

У нас в Сербии, да и в Европе в целом, люди не хотят зависить от энергетических и газовых компаний, поэтому стремятся приобрести альтернативные источники энергии. Будь то солнечные батареи, тепловые коллекторы, или биогазовые установки.

Я как-то уже рассказывал в своем журнале о биогазовых установках промышленного производства, теперь мой рассказ о самодельной установке, которая может вырабатывать газ для вашего дома или дачи. Принцип действия понятен из рисунка. Я лишь сделаю пояснения и сообщу назначение некоторых элементов.

Для изготовления установки вам потребуется:

*Две пластиковые бочки по 200 литров (в Сербии в таких бочках солят капусту), но могут быть и металлические бочки от дизельного топлива.

* Пять переходников-штуцеров для соединения элементов с шлангом толщиной не менее 13 мм.

* Пластиковый шланг (длина в зависимости от потребностей установки).

* Пластиковое ведро.

* Пластиковая канистра 3 - 5 литров (от автомобильного масла с завинчивающейся крышкой) для аварийного клапана.

* Две пластиковые трубки диаметром 5 см.


Элемент 1 - на рисунке, БИО газогенератор

Он состоит: из герметичного ствола, двух пластиковых труб и выходного штуцера для биогаза.

В генераторе органическая масса  распададатся в процессе гниения, освобождая 60% метана и 40% SO2.

Через первую пластиковую трубку с воронкой, мелко нарезанные отходы биомассы засыпаются, смешиваются с водой в соотношении 10% биомассы и 90% дождевой воды (мягкая вода).

Это могут быть все отходы из кухни и сада, или строго растительного происхождения. Не следует использовать отходы из мяса и мясных продуктов из-за возможности биологической опасности, то есть инфекции.

Хорошо, если бы ещё добавить естественную смесь свежего навоза от коров, свиней и птицы, чтобы таким образом ввести микроорганизмы от которых зависит производство биогаза. За неимением, можно добавить немного грязи из реки или пруда, чтобы ускорить процесс.

Процесс занимает около 3-х недель, чтобы газ был сформирован. На ранней стадии вы заметите, что газ выделяется, но знайте, что это SO2 - углекислый газ, который не является горючим. Только после того, как пройдет 3 недели, присходит образование метана, - биогаза.

В нижней части контейнера с течением времени появляется остаток, который является отличным натуральным удобрение для овощей в садоводстве.

Идеальная температура составляет от 12 до 36 градусов, защитите бочку от попадания прямых солнечных лучей в тени, а зимой от замерзания. Имейте в виду, что это бочка "живая", то есть она содержит миллиарды микроорганизмов, работающих на процесс разложения биомассы.

В случае, если вы БИО Газогенератор "пережарите" или "заморозите" - исчезнут микроорганизмы, так что весь процесс придется начинать заново.

Элемент 2 на рисунке представляет собой контейнер для сбора биогаза и гидрозатвор

Она состоит из открытй пластиковой бочки, ведра и двух штуцеров (вентил) для потока газа и разновеса (тегови).

В этом контейнере - бочке на 200 литров, собран газ, как это показано на рисунке. Обеспечивает простое и гибкое решение без потери газа. Кроме того, вода еще выполняет функцию фильтра, очищая метан от примесей.

Обратите внимание на то, что газ поднял емкость с водой, и это указывает на количество собранного газа.

Масса разновеса поможет сделать давление газа достаточным, который далее направляется в аварийный клапан, элемент № 4.

Держите этот контейнер наполненным водой и защищенным от замерзания.

Элемент 3 - горелка

Это может быть обычная газовая плита с горелкой и вентилем, для прерывания подача газа. Это место для приготовления пищи или отопительного котла. Держите горелку подальше от детей, в соответствии с основными мерами безопасности.

Элемент 4 - Аварийный клапан

Это наиболее важная часть СИСТЕМЫ !

Аварийный клапан состоит из пластиковой канистры с водой, с завинчивающейся крышкой и двух переходников.

Пустые канистры из под масла для автомобиля - хорошая импровизация.

Аварийный клапан предназначен для перехвата пламени, чтобы остановить обратный эффект. Аварийный клапан расположен между Элементом 3 - горелкой и контейнером для сбора газа, Элемент 2.

Крайне важно, чтобы вы установили аврийный клапан, чтобы предотвратить возможность зажигания контейнера  с газом, что привело бы к аварии или взрыву.

Все внимание необходимо направить на установку аврийного клапана!

Аварийный клапан работает по следующему принципу.

Первый впускной штуцер установлен в нижней части емкости, в то время как второй выходной штуцер смонтирован в верхней части канистры. Затем фильтр - на 3/4 из воды. Газ из Элемента 2 через входной шланг проходит через воду и собирает в верхней части контейнера.

В случае поворота пламени назад, клапан срабатывает и пламя не может добраться до Контейнера для сбора БИОгаза метана.

Мы также рекомендуем установить длинный шланг для подачи газа между Элементами 2 и 3 из профилактических соображений.

Убедитесь, что все элементы уплотнены селиконовым герметиком (на соединений шлангов и переходников, соединяющих систему).

Метан имеет очень неприятный запах, но при  сжигании запах нейтрализуется.

ПРИМЕЧАНИЕ

Опубликованный материал нельзя рассматривать, как Руководство к Действию. Он служит для образоватльных целей. Мы не несем никакой ответственности за последствия в результате неадекватной или непрофессиональной работы, связанной со строительством или использованием БИО газогенератора.

Михаило Вас. Нешић

БИО ГАС ГЕНЕРАТОР – Бесплатна енергија у домаћинству


Биогазовая установка для частного дома. Инструкция, фото, видео

В статье о получении биогаза приводились теоретические основы производства газа метана из биомассы путем анаэробного сбраживания.

Была объяснена роль бактерий в поэтапном преобразовании органических веществ с описанием необходимых условий для наиболее интенсивного получения биогаза. В данной статье будут приведены практические реализации биогазовых установок, с описанием некоторых самодельных конструкций.

Поскольку цены на энергоносители растут, и у многих собственников животноводческих ферм и малых хозяйств существуют проблемы с утилизацией отходов, появились в продаже промышленные комплексы по производству биогаза и небольшие  биогазовые установки для частного дома. Пользуясь поисковиками, пользователь сети Интернет сможет легко найти доступное готовое решение, чтобы биогазовая установка и цена на нее соответствовали запросам,  выйти на связь с поставщиками оборудования и договориться о постройке биогазового генератора у себя дома или на хозяйстве.

Промышленный комплекс по производству биогаза

Биореактор – основа биогазовой установки

Емкость, в которой происходит анаэробное разложение биомассы, называют биореактором, ферментатором, или метантанком. Биореакторы бывают полностью герметичными, с фиксированным или плавающим куполом, имеющие конструкцию водолазного колокола. Колокольные психрофильные (не требующие подогрева) биореакторы имеют вид открытого резервуара с жидкой биомассой, в которую погружена емкость в виде цилиндра или колокола, где собирается биогаз.

Собравшийся биогаз оказывает давление на цилиндр, из-за чего тот приподнимается над резервуаром. Таким образом, колокол также выполняет функцию газгольдера – временного хранилища образовавшегося газа.

Биореактор с плавающим куполом

Недостатком колокольной конструкции биогазового реактора является невозможность перемешивания субстрата и его подогрева в холодные периоды года. Также негативным фактором является сильный запах, и антисанитария из-за открытой поверхности части субстрата.

К тому же, часть образовавшегося газа улетучится в атмосферу, загрязняя окружающую среду. Поэтому данные биореакторы используются лишь в кустарных биогазовых установках в бедных странах с жарким климатом.

Еще один пример биореактора с плавающим куполом

Ради предотвращения загрязнения окружающей среды и исключения неприятного запаха реакторы биогазовых установок для дома и больших производств имеют конструкцию с фиксированным куполом. Форма конструкции в процессе газообразования большого значения не имеет, но при использовании цилиндра с крышей в виде купола достигается значительная экономия строительных материалов. Биореакторы с фиксированным куполом снабжаются патрубками для добавления новых порций биомассы и отбора отработанного субстрата.

Разновидность биореактора с фиксированным куполом

Основные типы биогазовых установок

Поскольку наиболее приемлемой является конструкция с фиксированным куполом, то большинство готовых решений биореакторов имеют данный тип. В зависимости от способа загрузки биореакторы имеют различную конструкцию и подразделяются на:

  • Порционные, с разовой загрузкой всей биомассы, и с последующей полной выгрузкой после отработки сырья. Основным недостатком данного типа биореакторов является неравномерность выделения газа в течение переработки субстрата;
  • непрерывной загрузкой и выгрузкой сырья, благодаря чему достигается равномерное выделение биогаза. Благодаря конструкции биореактора во время загрузки и выгрузки не прекращается производство биогаза и не происходит утечек, так как патрубки, по которым осуществляется добавление и удаление биомассы, выполнены в виде гидрозатвора, предотвращающего вытекание газа.
Пример порционного биореактора

Порционные биогазовые реакторы могут иметь любую конструкцию, предотвращающую утечку газа. Так, например, в свое время в Австралии были популярны канальные метантанки с эластичным надувающимся сводом, где небольшое избыточное давление внутри биореактора надувало пузырь из прочного полипропилена. При достижении определенного уровня давления внутри биореактора, включался компрессор, откачивающий выработанный биогаз.

Канальные биореакторы с эластичным газгольдером

Тип брожения в данной биогазовой установке может быть мезофильным (со слабым подогревом). Из-за большой площади раздувающегося купола, канальные биореакторы могут устанавливаться только в отапливаемых помещениях, или в регионах с жарким климатом. Достоинством конструкции является отсутствие необходимости в промежуточном ресивере, но большим недостатком является уязвимость эластичного купола к механическим повреждениям.

Большой канальный биореактор с эластичным газгольдером

В последнее время набирают популярности порционные биореакторы с сухой ферментацией навоза без добавления воды в субстрат. Поскольку в навозе имеется своя влажность, ее будет достаточно для жизнедеятельности организмов, хотя интенсивность реакций уменьшится.

Биореакторы сухого типа имеют вид герметичного гаража с плотно закрывающимися дверьми. Биомасса загружается в реактор при помощи фронтального погрузчика и остается в таком состоянии до завершения полного цикла газообразования (примерно полгода), при этом не требуется добавления субстрата и его перемешивания.

Порционный биореактор с загрузкой через герметично закрывающуюся дверь

Биогазовая установка своими руками

Следует заметить, что у большинства биореакторов, как правило, герметичной является только зона газообразования, а жидкая биомасса на входе и выходе пребывает под атмосферным давлением.  Избыточное давление внутри биореактора вытесняет часть жидкого субстрата в патрубки, из-за чего уровень биомассы в них несколько выше, чем внутри емкости.

Красными линиями на схеме указана разница уровней в биореакторе и патрубках

Данные конструкции самодельных биореакторов являются популярными среди народных мастеров, которые самостоятельно изготавливают биогазовые установки своими руками для дома, допускающие многоразовую ручную загрузку и выгрузку субстрата. При изготовлении биореакторов своими руками многие мастера ставят эксперименты с полностью герметичными емкостями, применяя в качестве газгольдера несколько резиновых камер от шин колес крупной автотехники.

Рисунок газгольдера, сделанного из тракторных камер

На видео ниже энтузиаст самодельного производства биогаза на примере бочек, заполненных птичьим пометом, доказывает возможность реального получения горючего газа в домашних условиях, перерабатывая в полезное удобрение отходы из птичника. Единственное, что можно добавить к конструкции, описанной в данном видеоролике, так это то, что нужно поставить манометр и предохранительный клапан на самодельный биореактор.


Расчеты продуктивности биореактора

Количество биогаза определяется массой и качеством используемого сырья. В сети интернет можно найти таблицы, где указано количество отходов, производимых различными животными, но хозяевам, которым приходится каждый день убирать навоз, данная теория ни к чему, так как они благодаря собственной практике знают количество и массу будущего субстрата. Исходя из наличия возобновляемых каждый день запасов сырья, можно рассчитать требуемый объем биореактора и ежедневное производство биогаза.

Таблица получения количества навоза от некоторых животным с приблизительным расчетом выхода биогаза

После произведенных расчетов и утвержденной конструкции биореактора можно приступить к его постройке. Материалом может служить железобетонная емкость, залитая в земле, или кирпичная кладка, герметизированная специальным покрытием, которым обрабатывают бассейны.

Также возможна постройка основной емкости домашней биогазовой установки из железа, покрытого антикоррозионным материалом. Малые промышленные биореакторы часто делают из химически стойких пластиковых резервуаров большого объема.

Строительство биореактора из кирпичной кладки

В промышленных биогазовых установках применяются электронные системы контроля и различные реактивы для коррекции химического состава субстрата и его уровня кислотности, а также добавляются в биомассу специальные вещества – энзимы и витамины, стимулирующие размножение и жизнедеятельность микроорганизмов внутри биореактора. В процессе развития микробиологии создаются все более устойчивые и эффективные штаммы бактерий метаногенов, которые можно приобрести у занимающихся производством биогаза фирм.

Из графика видно, что с применением энзимов максимальный выход биогаза наступает в два раза быстрее
Необходимость в откачивании и очистке биогаза

Постоянная выработка газа в биореакторе любой конструкции приводит к необходимости откачивания биогаза. Некоторые примитивные биогазовые установки могут сжигать полученный газ прямо в горелке, установленной неподалеку, но нестабильность избыточного давления в биореакторе может привести к исчезновению пламени с последующим выбросом ядовитого газа. Применение такой примитивной биогазовой установки, подключенной к плите категорически недопустимо из-за возможности отравления ядовитыми компонентами неочищенного биогаза.

Пламя горелки при горении биогаза должно быть чистым, ровным и стабильным

Поэтому практически любая схема биогазовой установки включает в себя емкости для хранения газа и систему его очистки. В качестве самодельного комплекса очистки можно применить водяной фильтр, и самодельную емкость, наполненную металлической стружкой, или приобрести профессиональные системы фильтрации. Емкость для временного хранения биогаза может быть выполнена из камер от автошин, из которых газ время от времени откачивается компрессором в стандартные пропановые баллоны для хранения и последующего употребления.

В некоторых африканских странах для хранения и транспортировки биогаза используют надувные газгольдеры в виде подушки

Как альтернативу обязательному применению газгольдера можно воспринимать усовершенствованный биореактор с плавающим куполом. Усовершенствование состоит в добавлении концентрической перегородки, которая образует водяной карман, действующий наподобие гидрозатвора и не допускающий соприкосновения биомассы с воздухом. Давление внутри плавающего купола будет зависеть от его веса. Пропуская газ через систему очистки и редуктор, его можно использовать в бытовой плите, периодически стравливая из биореактора.

Биореактор с плавающим куполом и водяным карманом
Измельчение и перемешивание субстрата в биореакторе

Перемешивание биомассы является важной составляющей процесса образования биогаза, обеспечивая бактериям доступ к питательным веществам, которые могут сбиться в ком на дне биореактора. Чтобы частицы биомассы лучше перемешивались в биореакторе, их нужно измельчить механическим или ручным способом до загрузки в метантанк. В настоящий момент в промышленных и самодельных биогазовых установках применяются три способа перемешивания субстрата:

  1. механические мешалки, приводимые в действие электродвигателем или вручную;
  2. циркуляционное перемешивание при помощи насоса или гребного винта, перекачивающего субстрат внутри биореактора;
  3. барботажное перемешивание при помощи продувки уже имеющимся биогазом жидкой биомассы. Недостатком данного способа является образование пены на поверхности субстрата.
Стрелкой указан перемешивающий циркуляционный винт в самодельном биореакторе

Механическое перемешивание субстрата внутри биореактора может осуществляться вручную, или автоматически, путем включения электродвигателя при помощи электронного таймера. Водоструйное или барботажное перемешивание биомассы может осуществляться только при помощи электродвигателей, управляемых вручную или при помощи программного алгоритма.

В данном биореакторе установлено механическое перемешивающее устройство
Подогрев субстрата в мезофильных и термофильных биогазовых установках

Оптимальной для газообразования является температура субстрата в пределах 35-50ºC. Для поддержания данной температуры в биореактор могут устанавливаться различные системы обогрева – водяные, паровые, электрические. Контроль температуры должен производиться при помощи термореле или термопар, подключенных к исполнительному механизму, регулирующему отопление биореактора.

Категорически запрещается подогревать биореактор открытым пламенем – в случае утечки биогаза возможен взрыв!

Также нужно помнить, что открытое пламя будет перегревать стенки биореактора, и внутри его биомасса будет пригорать. Пригоревший субстрат понизит теплоотдачу и качество подогрева, а раскаленная стенка биореактора будет быстро разрушаться. Одним из лучших вариантов является водяной подогрев из обратной трубы системы отопления дома. Нужно установить систему электрических вентилей для возможности отключения подогрева биореактора или подключения обогрева субстрата напрямую от котла, если будет слишком холодно.

Электрическая и водяная система обогрева биореактора

Подогрев субстрата в биореакторе при помощи ТЭНов будет выгоден лишь в случае наличия альтернативного электричества, получаемого от ветрогенератора или солнечных батарей. В данном случае ТЭНы могут быть подключены напрямую к генератору или батарее, что исключит из схемы дорогие преобразователи напряжения. Чтобы снизить потери тепла и уменьшить расходы на подогрев субстрата в биореакторе нужно его максимально утеплить с помощью различных утеплителей.

Утепление биореактора термоизоляционным материалом

Практические опыты, неизбежные при постройке биогазовых установок своими руками

Сколько бы литературы не прочитал начинающий энтузиаст самостоятельного производства биогаза, и сколько бы видеороликов не пересмотрел, на практике многое придется познавать самому, и результаты, как правило, будут далеки от расчетных.

Поэтому, многие начинающие мастера идут по пути самостоятельных экспериментов по получению биогаза, начиная с малых емкостей, определяя, сколько газа из имеющегося сырья дает его небольшая экспериментальная биогазовая установка. Цены на комплектующие, выход метана и будущие расходы на постройку полноценной рабочей биогазовой установки будут определять ее рентабельность и целесообразность.



В приведенном выше видеоролике мастер демонстрирует возможности своей биогазовой установки, засекая, сколько биогаза получится за одни сутки. В его случае, при закачке в ресивер компрессора восьми атмосфер, объем получившегося газа после перерасчетов с учетом объема емкости 24л будет около 0,2 м².

Данный объем биогаза, полученный из двухсотлитровой бочки, не является значительным, но, как показано в следующем видео этого мастера, такого количества газа хватит на час горения одной конфорки плиты (15 мин умножить на четыре атмосферы баллона, который в два раза больше ресивера).


В другом видеоролике ниже мастер рассказывает о получении биогаза и биологически чистых удобрений путем переработки в биогазовой установке органических отходов. Нужно иметь в виду, что ценность экологических удобрений может превысить стоимость полученного газа, и тогда биогаз станет полезным побочным продутом процесса изготовления качественных удобрений. Еще одним полезным свойством органического сырья является возможность его хранения некоторый период для использования в нужное время.

что это такое, расчет и чертежи, как сделать в домашних условиях

Содержание статьи:

Стационарная биогазовая установка предназначена для эффективной ликвидации отходов, получения сырья и недорогих энергоресурсов. Собрать такое оборудование можно своими руками и применять вырабатываемый газ с целью отопления помещения, приготовления пищи, а также других нужд. Перед строительством полезно узнать о принципе работы установки, подходящих для нее типах сырья, специфике получения биологического газа и всех этапах монтажа.

Определение биогаза

Биогазовая установка выделяет газ путем сбраживания отходов

Биогаз стандартного типа – это натуральное топливо, образуемое в результате процессов сбраживания биологических субстратов. Он разлагается под воздействием гидролизных, а также кислото- и метанообразующих бактериальных организмов. Полученная смесь обладает горючими свойствами из-за высокого содержания метана, благодаря своим характеристикам она почти не отличается от привычного природного сырья, применяемого для бытовых и промышленных целей. Биогаз представляет собой экологически чистое вещество, технология его производства также не оказывает негативного воздействия на окружающую среду. В качестве сырьевого компонента для него применяются отходы жизнедеятельности, которые необходимо утилизировать.

Установка с биогазом будет выгодна собственникам частных строений, имеющих доступ к отходам от животноводческих хозяйств. В этом случае оптимальным вариантом станет строительство сразу нескольких биогазовых станций.

Принцип работы биогазовой установки

Этот прибор может иметь различную комплектацию, которая зависит от его мощности, типа применяемого сырья и продукта, который получается в итоге. Монтаж стандартного типа включает в себя установку накопительной емкости, мельниц и миксеров, газгольдера накопления вырабатываемого газа, реактора и системы для подачи в него отходов, систем передачи топливного компонента, обработки, автоматики, контроля и защиты производственных процессов. Биогазовая домашняя станция работает по стандартному принципу:

  1. В герметичную емкость засыпают биомассу, которая разбавляется водой, там она начинает бродить и выделять газовое вещество.
  2. Содержимое емкости обновляют, сливая отработанные отходы и добавляя свежие.
  3. Накопленный в верхней части емкости газ по трубке переходит в газовый сборник и затем в подключенные бытовые приборы.

Главное преимущество этого альтернативного энергетического источника заключается в сокращении выбросов метана. После такой переработки и ее поэтапного процесса образуются эффективные удобрения, идеально подходящие для полей и огородов, а также не содержащие опасных примесей.

Какое сырье подходит для установки

В биогазовых установках используются отходы домашних животных, содержимое септиков

Любая установка для биогаза лучше всего работает на свежем органическом компоненте – навозе домашнего скота либо птицы, запасы которого должны пополняться каждый день. В реактор можно дополнительно добавлять измельченную траву, ботву либо листву, включая бытовые отходы, например, овощные очистки. Результативность работы станции напрямую зависит от вида используемого сырья. Наибольшее количество биологического газа получается из смеси помета свиней и индюшиного навоза. Сочетание отходов коров и силоса позволяет получить гораздо меньше газа при аналогичной нагрузке.

Некоторые факторы способны понижать активность анаэробных бактерий и даже полностью приостановить производство натурального биогаза. В резервуар не должно поступать сырье, содержащее антибиотики, плесень, синтетические компоненты моющего типа и смолы. Не стоит применять перегнивший навоз, загружать внутрь установки можно только свежие либо высушенные отходы. Помимо этого сырье не должно быть переувлажненным, критическим считают показатель в 95%.

С целью облегчения загрузки биологической массы и ускорения процессов сбраживания в отходы необходимо добавлять немного очищенной воды и разводить ее до нормальной консистенции.

Специфика получения биогаза

После получения газа отходы биогазовой установки применяют в качестве удобрения

Биогаз, произведенный в домашних условиях, перерабатывается в биологическом реакторе на протяжении нескольких этапов. На протяжении некоторого времени на биомассу воздействуют бактерии, точные сроки сбраживания будут зависеть от объемов сырья. За счет работы бактерий образуется горючая газовая смесь, содержащая метан, углекислый газ и ряд других веществ, включая сероводород. Далее смесь из реактора переходит в газгольдер, где сохраняется до начала целевого использования, газ оттуда можно применять и для обслуживания бытовых приборов, по свойствам он не уступает натуральному. Разложенную массу нужно своевременно убирать из ферментатора, чтобы в итоге получить высококачественное удобрение.

Расчет рентабельности биогазовой установки

Вырабатывать биогаз своими руками выгодно, поскольку 1 куб.м этого топлива предоставляет аналогичный объем энергии, как 3,5 кг дров, 1-2 кг угля или 9-10 кВт электричества. Если знать приблизительный вес доступных отходов и количество требуемой энергии, можно рассчитать возможные выгоды и минусы такой станции.

В качестве примера можно привести расчет субстрата, приготовленного из 1,5 навозного компонента, 3,5 тонн органических отходов и подогретой воды в количестве, равном 65-75% от стандартного объема органики.  Это сырье рассчитано на шесть месяцев умеренного использования газа. Процесс ферментации дает нужный результат спустя 10-15 суток, газ начнет вырабатываться в минимальном количестве и заполнить емкость. Через тридцать дней топливо будет вырабатываться в полноценном режиме. При отсутствии проблем и корректной работе станции объем увеличивается постепенно вплоть до полного перегнивания субстрата.

Производительность биогазовой станции будет зависеть от скорости перебраживания сырья, которая связана с повышенным уровнем влажности и температурой субстрата.

Этапы строительства своими руками

В качестве накопителей газа используются автомобильные камеры

Биологический газ своими руками полностью доступен каждому владельцу частного строения, который может самостоятельно сделать максимально простую и надежную установку. Ее монтаж осуществляется по чертежам и состоит из нескольких шагов.

Подготовка ямы

Поскольку биогазовая установка расположена под землей, эффективность ее работы будет зависеть от того, насколько качественно была проведена подготовка и отделка специальной ямы. Укрепить ее стенки можно с помощью пластика, бетона либо полимерных колец, которые должны быть оснащены глухим днищем. Они будут стоить дороже, чем подручные материалы, но при этом не потребуют дополнительного герметика. Полимерные компоненты не боятся воды и химических компонентов, но при этом чувствительны к механическим воздействиям, если понадобится, их всегда можно заменить.

Система отвода газа

Получение природного биогаза осуществляется с помощью патрубка, который устанавливают в верхнем элементе бочки. Вещество выходит на гидрозатвор по подсоединенной трубке, потом переходит в накопитель и перемещается к приборам бытового типа. Недалеко от отвода газа устанавливают спусковой клапан, в случае превышения давления внутри емкости он выпустит излишки вещества.

Система подачи и выгрузки сырья

Для постоянного вырабатывания газовой смеси в биогазогенератор бактерии внутри субстрата необходимо постоянно обеспечивать свежим навозом и органикой. Отработанное сырье убирают из бункера, чтобы оно не заняло лишнее место. В бочке проделывают отверстия с целью выгрузки и загрузки, в которые вваривают трубы с диаметром не меньше 300 мм. Трубопровод загрузочного типа должен быть направлен вверх, его дополняют воронкой, а сливную часть строят таким образом, чтобы во время работы было удобно собирать отходы после переработки.

Система подогрева

Если установка располагается на улице, необходимо обеспечить подогрев сырья

Если станцию размещают во дворе или в неотапливаемой комнате, ей понадобится обеспечить оптимальную теплоизоляцию и стабильный подогрев. Для этой цели можно завести внутрь установки трубки, по которым вода перемещается из отопительной системы, и установить их вдоль стен бочки. Также в реактор кладут резервуар, наполненный водой, подогретой электрическими ТЭНами, первый вариант считается более экономичным. Чтобы работа установки была стабильной, температура ее содержимого не должна опускаться ниже 38 и подниматься выше 55 градусов.

Система перемешивания

Дополнительная ручная мешалка с любой конструкцией способна заметно повысить эффективность станции. Для ее создания ось с приваренными к ней лопастями выводят сквозь крышку бочки наружу. Затем на нее надевают ручку-ворот и полностью герметизируют отверстие.

Монтаж купола и труб

На завершающем этапе понадобится сделать газгольдер своими руками для станции биогаза и установить купол ее верхнего элемента. В наиболее высокой купольной точке ставят трубу отвода газа и протягивают ее по направлению к газгольдеру.

Свободное пространство внутри реактора выполняет функции газового хранилища, но этого не хватит для полностью безопасного функционирования установки. Во избежание взрыва от повышенного давления под куполом газ должен использоваться постоянно. Для предотвращения смешивания биологического метана с воздухом ставят гидрозатвор, который также предназначен для очищения газа.

Преимущества и недостатки биогазовой установки

Биогазовая установка не загрязняет окружающую среду, поставляет органическое удобрение для огорода

В перечень преимуществ входит:

  • возможность безопасной утилизации отходов;
  • получение возобновляемых запасов экологичного сырья;
  • выделение минимального количества углекислого газа и серы по сравнению с обычными газовыми установками;
  • полноценная стабильность работы станции;
  • возможность использовать сразу несколько установок для снижения издержек и предотвращения ущерба;
  • максимальные выгоды для сельского хозяйства.

Помимо всех перечисленных достоинств у биогазовой установки есть и свои минусы. Такой газ является относительно чистым топливом, но он все же способен загрязнять окружающую среду. Также у владельцев таких станций могут возникать сложности с поставками биомассы, если они не позаботятся об этом заранее.

Как сделать биогазовую установку своими руками: назначение, принцип работы, изготовление

В условиях кризиса каждый владелец дома стремится к минимуму свести свои затраты на обогрев. Для этого используются альтернативные источники энергии. Одним из новых является получение биогаза, для производства которого используется обычный навоз. Биогазовая установка позволяет получать его, не прилагая особых усилий.

Установки для производства биогаза можно приобрести в специализированных фирмах. Однако если у вас возникнет желание, то вы можете создать ее своими силами. Использование такого оборудования позволит сэкономить на энергоносителях, стоимость которых год от года только возрастает. Когда у вас появится такая установка, то вы сможете получать и использовать в своих целях дешевую энергию, которая может применяться, в частности, для отопления вашего дома.

Кому нужны установки?

Это оборудование используется для получения из биологического сырья горючих газов. Нужны они повсеместно, где для выработки тепловой и электрической энергии используется такой вид топлива. Прежде всего, потребность в них есть в хозяйствах, где имеется большое количество биоотходов. Использование подобных установок позволяет сделать производство безотходным, а кроме этого значительно увеличить его рентабельность.

В этом случае исключаются затраты на покупку тепловой и электрической энергии. Используя оборудование для получения биогаза, животноводческие предприятия могут утилизировать отходы и получать электрическую энергию. Тепловая энергия, получаемая за счет биогаза, может использоваться для обогрева помещений — не только жилых, но и подсобных. Также этот вид топлива может применяться для выработки электроэнергии.

Выгодное использование

Используя биогазовую установку, можно получать электроэнергию, излишки которой можно продавать по рыночной стоимости, тем самым, превращая навоз в прибыль. Особенно выгодно использовать такое оборудование фермерам, которые содержат крупное хозяйство. Они могут приобрести готовую станцию, которая при работе будет вырабатывать биогаз. Однако стоимость такого оборудования, которое произведено на заводах, достаточно высокая. Но платя большие деньги, вы получаете надежную станцию, которая при соблюдении условий эксплуатации будет служить продолжительное время.

Если же вы не хотите тратить большие деньги на приобретение заводской станции, то можете потратить свое время и силы и построить такую установку своими руками. Для ее создания необходимы подручные материалы, что обеспечивает приемлемую стоимость оборудования станции, созданной своими силами. Работа самодельной установки ничем не будет отличаться от оборудования, которое изготовлено на заводе. Плюсом самостоятельного создания установки является еще и то, что при работах не придется тратиться на специальный инструмент. Можно вполне обойтись обычным, который есть у любого мастера.

Принцип образования биогаза

Тем, кто решил создать установку для производства биогаза, необходимо знать о технологии возникновения этого источника энергии. Процесс переработки биологических масс происходит в специальной емкости. Активное участие в нем принимают анаэробные бактерии.

Чтобы был запущен процесс производства биогаза, необходимо создать в нем определенные условия. Самое главное – в нем должен отсутствовать воздух. В этом случае возникает процесс брожения биомассы. Его продолжительность во многом зависит от количества сырья, которое используется для производства этого топлива.

Во время процесса брожения образуется газовая смесь. В её составе входят:

  • метан – 60%;
  • кислый газ – 35%.

На остальные компоненты газообразного вида, присутствующие в составе смеси, приходится 5%.

Именно так происходит образование газа, который потом отводится из реактора, подвергается процессу очистки. По ее завершении он может использоваться по назначению.

Особенности обслуживания

Отходы, подвергнутые такой переработке, потом могут использоваться в качестве хороших удобрений. Занимаясь производством биогаза, их необходимо периодически удалять из биореактора. Закладывать переработанное сырье можно на поля с овощными культурами. Создать биогазовую установку своими руками можно без особых проблем, если вы являетесь фермером или имеете доступ к предприятиям животноводства. Выгодным производство биогаза будет лишь в том случае, если у вас имеется источник поставки навоза или других отходов животноводческих предприятий.

Создание биореактора

Правильное создание биореактора возможно лишь в том случае, если вы знаете, из каких частей он состоит.

Устройство биореактора

За основу берут самую простую его конструкцию. Ею не предусмотрено наличие таких составляющих, как:

  • подогрев;
  • устройство для перемешивания биомассы.

В составе конструкции присутствует реактор, который известен еще и как метантенк. Благодаря ему происходит переработка навоза. Кроме этого, в составе биореактора присутствует бункер. Его посредством происходит загрузка органических отходов в реактор. Чтобы было удобно добавлять навоз, следует обустроить в конструкции этого оборудования входной люк. Также не помешает устройство гидрозатвора. А чтобы была возможность для выгрузки отработанного сырья, необходимо добавить в конструкцию трубу. Она также будет использоваться для отвода биогаза из установки.

Основные работы

Изготовить своими руками такую конструкцию довольно просто. Прежде чем заниматься работами, необходимо подобрать место на участке, где вы будете заниматься созданием биореактора. Там будет изготавливаться армированная емкость, основой для размещения которой будет выступать бетонная поверхность.

Сосуд, который будет создан впоследствии, и будет выступать в роли биореактора. В основании установки необходимо предусмотреть отверстия, через которые будет удаляться сырье, прошедшее процесс обработки. Отверстие должно быть сделано таким, чтобы иметь возможность для его плотного закрытия. Необходимость в этом связана с тем, что эффективность работы биореактора по переработке навоза обеспечивается только в условиях абсолютной герметичности.

Для того чтобы правильно рассчитать габариты бетонного цеха, необходимо учитывать количество одновременно используемых для переработки органических отходов. Для этого нужно еще до начала работы узнать, какое количество сырья на фермерском хозяйстве или в частном подворье будет появляться каждый день. Однако не стоит экономить на резервуаре, поскольку для полноценной работы биореактора необходимо, чтобы емкость была заполнена на две трети от имеющегося объема.

Для изготовления биореактора самый простой вариант — использование обычной бочки. В этом случае установка будет работать по следующему принципу:

Когда в резервуар биореактора, который находится на глубине в земле, попадают органические отходы, начинается процесс брожения. Это приводит к выделению биогаза.

Особенности изготовления емкостей

Биогазовые установки можно сделать небольшого объема для переработки органических отходов в незначительном количестве. Отличным вариантом будет использование не резервуара из железобетона, а стальной емкости, в качестве которой может выступать бочка.

Если вы решили использовать именно такой вариант, то при выборе металлического изделия необходимо учесть следующие моменты.

Прежде всего, внимание следует обратить на сварные швы. Они должны быть прочными и обеспечивать герметичность изделий. Если вы выбрали для создания биореактора бочку небольшой емкости, то не стоит рассчитывать на то, что в процессе ее работы количество полученного газа будет большим. Выход энергии будет во многом зависеть от массы одновременно перерабатываемых в реакторе органических отходов. Таким образом, для того чтобы получить 100 куб. м. биогаза, необходимо подвергнуть переработке навоз в количестве 1т.

Система подогрева в биогазовой установке своими руками

Изготовленная своими руками биогазовая установка будет наиболее эффективной в деле производства биогаза, если вы оборудуете ее подогревом. Это позволит ускорить процесс брожения биомассы. Если оборудование используется в южных районах, то необходимости в подогреве нет. Активацию процессов брожения обеспечивает температура наружного воздуха.

Однако если вы проживаете в районе с холодным климатом, тогда в зимнее время использование подогрева позволит вырабатывать достаточно большое количество газа. Следует знать о том, что при температуре брожения от 38 градусов Цельсия начинается этот процесс. Поэтому необходимо обеспечить, чтобы температура в бункере была не ниже этой отметки. В этом случае в биореакторе будет происходить процесс производства биогаза.

Способы оборудования установки подогревом

Установить подогрев в биореакторе можно несколькими методами.

  • Один из них предполагает подключение станции к системе отопления. Осуществляют это по типу змеевика. Его монтаж должен производиться под реактором.
  • Другой способ предусматривает установку электрического нагревательного элемента в основание резервуара.
  • Еще один метод организации подогрева предполагает применение электрических отопительных систем для нагрева резервуара.

Если для организации подогрева вы будете использовать автоматизированные системы, то включение устройства будет происходить без вашей помощи при поступлении в реактор холодной биомассы. Когда сырье прогреется до установленной температуры, то система нагрева отключится.

Чтобы качественно изготовить биогазовую установку своими руками, необходимо еще до начала работы подготовить чертежи, на которые необходимо ориентироваться при проведении работ. Элементы подогрева могут быть смонтированы в водогрейных котлах, поэтому необходимо позаботиться о приобретении необходимого газового оборудования.

Для того чтобы повысить количество вырабатываемого биогаза, можно кроме подогрева оснастить свою установку еще и устройством для перемешивания биомассы. Для этого придется потратить некоторое время и создать устройство, которое будет работать так же, как и обычный бытовой миксер. При помощи вала он будет приводиться в движение. Последний должен быть выведен сквозь отверстия в крышке.

Устройство системы вывода

Когда вы строите самостоятельно биогазовую установку, то не обойтись без создания системы отвода биогаза. Для этого необходимо в конструкции оборудования встроить специальное отверстие. Лучше всего сделать его в верхней части крышки. Последняя должна хорошо закрывать резервуар. Чтобы не произошло смешивания произведенного биогаза с воздухом, необходимо отводить готовый газ через гидрозатвор.

Заключение

Если вы владелец фермерского хозяйства, то у вас постоянно возникает большое количество органических отходов. Многие используют их в качестве удобрения на полях. Однако их можно применять с большей пользой для себя. Навоз можно использовать для производства тепловой и электроэнергии. Для этого необходимо установить биогазовую установку. Она перерабатывает навоз и производит биогаз. В специализированных компаниях можно приобрести её без особых проблем. Однако стоимость таких станций довольно высокая. Чтобы снизить свои расходы, можно устроить её своими руками.

Перерабатывая с её помощью навоз и другие органические отходы, вы можете получать топливо, которое можно использовать для обогрева своего жилища, а также помещений, где содержатся животные. Это позволит свести затраты на их содержание к минимуму и сделать производство более рентабельным.

баррелей биогаза | Biomassmagazine.com

Никогда не было запрета на инновации. Пивоварни, ликеро-водочные заводы и смежные отрасли промышленности используют биомассу и отходы для производства возобновляемой энергии.

Райан К. Кристиансен

В 30 милях к северу от Нового Орлеана развлекательная тропа Tammany Trace с 31 мостом проходит через заливы, ручьи и реки, отмечая путь бывшей Центральной железной дороги Иллинойса на севере берег озера Пончартрен.Одна остановка на маршруте - Абита-Спрингс, штат Луизиана, дом Abita Brewing Co., где вы можете пройти через французские двери в дегустационный зал, чтобы отведать образцы напитков Abita, Jockamo, Purple Haze, Restoration, Turbodog, Andygator, Abbey. Эль или один из нескольких сезонных сортов пива, выбор урожая или даже корневое пиво, сваренное с использованием природной родниковой воды из водоносного горизонта Южных холмов. Если вы решите совершить поездку по объекту площадью 49000 квадратных футов, президент пивоварни Дэвид Блоссман может показать вам, как пивоварня делает свое пиво и как она превращает отходы пивоварни в возобновляемые источники энергии.

Основанная в 1986 году, Abita Brewing является 30-й по величине коммерческой пивоварней в стране. В 2008 году компания ожидала, что добыча превысит 85 000 баррелей, а выручка составит 16,5 млн долларов.

Пиво варят путем первого измельчения соложеного ячменя в зерно, чтобы обнажить крахмал в зерне. Затем засыпку смешивают с теплой водой, чтобы сделать затор. Ферменты в заторе превращают крахмал в сахар. Затем сахарное сусло сливают, а оставшееся сусло опрыскивают горячей водой, чтобы удалить оставшееся сусло из затора.Затем сусло кипятят с хмелем и пропускают через водоворот для удаления твердых белков и волокон хмеля. Затем сусло охлаждают и ферментируют в пиво с использованием дрожжей. По мере того как пиво стареет, дрожжи оседают и сливаются. Наконец, пиво фильтруют, чтобы получить готовый продукт.

В процессе пивоварения все, что не помещается в бочонки или бутылки, считается отходами, включая отработанное зерно, отработанный хмель, сахар, белки и дрожжи. «У нас много дрожжей, потому что мы производим намного больше дрожжей, чем можем использовать», - говорит Блоссман.Специальные сорта пива, для аромата которых используются малиновое пюре или клубничный сок, также производят отходы из этих ингредиентов. «И когда мы фильтруем и разливаем, мы теряем и настоящее пиво», - говорит он. Но мусор для одного человека - это сокровище для другого, поэтому Abita Brewing превращает отходы в энергию.

Часть отходов, производимых Abita Brewing, превращается в энергию в виде корма для животных. Белки из отходов пивоварни смешивают с отработанным зерном и продают местному молочному фермеру.Остальное «уходит в канализацию», говорит Блоссман, но не в канализацию. Вместо этого отходы поступают в анаэробный варочный котел Siemens Water Technologies на 570 000 галлонов, который может превращать 75 000 галлонов пивоваренных отходов в день в биогаз. Затем богатый метаном газ подается в котел пивоварни, устраняя потребность в ископаемом природном газе. Установленная в апреле 2008 года, система в настоящее время перерабатывает 45 000 галлонов пивоваренных отходов в день и производит 490 миллионов кубических футов биогаза каждый месяц.

Блоссман говорит, что доволен тем, как хорошо работает варочный котел.«Пока что мы очень добиваемся качества газа», - говорит он. «Мы тестировали его три или четыре раза, и каждый раз он показывает нам, что у нас около 92 процентов метана, что невероятно. У нас очень чистый газ». Blossman отмечает, что биогаз может быть очень агрессивным. «У нас нет, но мы все еще проходим этапы сушки и пропускания через железную губку, которая предназначена для удаления любых природных кислот, содержащихся в газе, что не позволяет ему разъедать сталь нашей котлы ", - говорит он.

До установки варочного котла Abita Brewing использовала аэробную систему для очистки сточных вод, говорит Блоссман. «Это была хорошая система, и она работала, - говорит он, - но мы довольно быстро переросли систему, и поэтому нам нужно было добавить емкость. И когда мы решили добавить емкость, мы решили изменить технологии и перейти на анаэробную система."

Помимо возможности улавливания и использования биогаза, переход на анаэробный варочный котел дал Abita Brewing дополнительные преимущества: система требует меньше рабочей силы, меньше энергии и лучше пахнет.

«В аэробной системе у вас есть популяция ошибок, которые на самом деле растут намного больше, - говорит Блоссман. «Это как дрожжи, они продолжают расти и расти, и вы должны постоянно извлекать твердые частицы из системы и обезвоживать их, тогда как в анаэробной системе у вас почти не наблюдается роста насекомых.

«Другое дело, что для этого требуется намного меньше энергии», - говорит он. «В аэробной системе были эти огромные воздуходувки для стимуляции аэробных бактерий, и для этого требовалась энергия.

«И мне нравится тот факт, что он полностью герметичен, и у нас есть система удаления запаха, и поэтому мы стали лучшими соседями», - говорит он. «Когда аэробная система работает безупречно, у вас не будет особого запаха, но вы неизбежно будете - я знаю по опыту, что вы чувствуете - тогда как с этой системой у нас не было ни одной жалобы от соседа. не нюхайте его, потому что все закрыто. Все, что вы теряете, вы не хотите терять, потому что это газ, и вы хотите его сохранить."

Переход с аэробной системы очистки на анаэробную стоил недешево. Blossman говорит, что анаэробный варочный котел обошелся Abita приблизительно в 1,5 миллиона долларов, тогда как аэробная система аналогичного размера стоила бы 900 000 долларов или меньше. «Но в конечном итоге мы подумали, что он нам больше подходит», - говорит Блоссман. «Нам понравилась идея использовать наш собственный газ. Мы стараемся быть максимально экологичными здесь, и у нас была роскошь ведения бизнеса в течение 23 лет, поэтому мы можем делать такие вещи.Если бы мы попытались сделать это 15 или 20 лет назад, у нас не было бы для этого ресурсов. Но теперь нам не нужно так требовательно относиться к окупаемости ».

Бакарди Лимитед
Пивоварни - не единственные предприятия, перерабатывающие отходы для получения энергии. Винокурни тоже производят энергию вместе с спиртными напитками. Компания Bacardi Limited, имеющая 31 завод по всему миру, производит ром Bacardi, водку Grey Goose, купажированный шотландский виски Dewar's, джин Bombay Sapphire, текилу Cazadores и многое другое.Компания также производит энергию. По словам Стивена Харви, директора Bacardi по вопросам окружающей среды, здоровья и безопасности, компания запатентовала собственную технологию использования анаэробного сбраживания для очистки сточных вод заводов по производству рома и получения энергии из биогаза. Компания предоставила лицензию на свою технологию нескольким другим компаниям, включая Cervecera India Inc. в Пуэрто-Рико и Brugal & Co., C. por A. в Санто-Доминго.

Харви говорит, что первый анаэробный варочный котел компании был введен в эксплуатацию в 1982 году на крупнейшем ликеро-водочном заводе Bacardi в Катао, Пуэрто-Рико, с дополнительными варочными котлами, построенными в 1992, 2000 и 2003 годах.Система, разработанная Black & Veatch Holding Co., ежедневно обрабатывает 1,2 миллиона галлонов кубового остатка, неферментированной патоки и воды с ликеро-водочного завода и может обрабатывать 2 миллиона галлонов. Ежегодно производимое 7 миллионов кубометров биогаза подается в котлы для производства пара, который используется на ликероводочном заводе для производства рома.

«В прошлом году завод в Катао получал более 30 процентов своей потребности в энергии из природного биогаза», - говорит Харви. «[Мы] избегали потребления более 5 миллионов литров невозобновляемого жидкого топлива, которое привело бы к образованию более 16 000 метрических тонн CO2.Завод в настоящее время инвестирует почти 7 миллионов долларов в строительство когенерационной установки, которая будет производить электроэнергию из биогаза, чтобы еще больше повысить энергоэффективность предприятия и снизить углеродный след ».

Еще одно предприятие Bacardi, использующее анаэробное сбраживание, - это завод Martini & Rossi в Пессионе, Италия, недалеко от Турина, который производит 12 миллионов ящиков в год и является крупнейшим предприятием Bacardi по розливу в бутылки. Харви говорит, что система, разработанная Biotechnical Processes International Ltd. , была введена в эксплуатацию в 1998 году для очистки сточных вод, образующихся во время операций смешивания, фильтрации, осветления и розлива, в основном от моечного оборудования. Сточные воды содержат сахар, вермут, спирт и другие растворенные органические вещества. Система обрабатывает 200 000 галлонов в день на своей мощности. 180 000 кубических метров биогаза, производимого ежегодно, направляются на когенерационную установку, производящую электричество и горячую воду.

Электроэнергия питает систему очистки сточных вод, а также производственные площади.Горячая вода обеспечивает 50 процентов тепла для системы очистки.

В целом предприятие Martini & Rossi интенсивно использует возобновляемые источники энергии: «92,5 процента производственных отходов перерабатываются, - говорит Харви, - включая твердые частицы, такие как бумага, дерево, стекло, картон, металл и пластик».

Третьим предприятием Bacardi с анаэробным варочным котлом является Gemini Distillers, партнер Bacardi, в Нанджангуде, Индия. Gemini поставляет алкоголь для Bacardi, а Bacardi владеет и управляет установкой для производства рома.Анаэробный варочный котел был введен в эксплуатацию в 1990 году для обработки 110 000 галлонов кубового остатка в день с мощностью обработки 130 000 кубометров. 3 миллиона кубических метров биогаза, производимого ежегодно, сжигаются для выработки пара высокого давления для питания турбины, вырабатывающей 90 процентов электроэнергии завода. Отработанный пар используется для перегонки рома. Первоначально эта система представляла собой технологию фиксированной пленки и случайного воспроизведения мультимедиа, созданную Shakthi Sugars Ltd., позже преобразованную в организованную мультимедийную технологию, созданную Lars Enviro Pvt.ООО

«Все три объекта выигрывают от получения стабильного источника энергии из того, что иначе было бы потоком отходов», - говорит Харви. «Биогаз - это устойчивая форма возобновляемой энергии, которая помогает Bacardi сократить углеродный след с дополнительным преимуществом обеспечения стабильности затрат на объектах в то время, когда цены на ископаемое топливо значительно колеблются».

Райан К. Кристиансен, штатный корреспондент журнала Biomass Magazine. Свяжитесь с ним по адресу rchristiansen @ bbiinternational.com или (701) 373-8042.

Как построить барабанный биогазовый реактор емкостью 55 галлонов

В маломасштабном и микромасштабном биогазе одним из классических подходов является использовать бочки на 55– (или 30–) галлонов в той или иной конфигурации, сделать варочный котел. Действительно, многие это сделали (например, Ларри Ромесберг), и на самом деле информации довольно много. около 55-галлонных барабанных варочных котлов (некоторые из которых весьма интересны) в Полное руководство по биогазу (TCBH): но следует отметить четыре важных момента:

Прежде всего, имейте в виду, что, как правило, варочный котел, поддерживаемый теплым и сытым, будет производить собственный объем в биогазе ежедневно .Так что подумайте о том, что пятьдесят пять галлонов биогаза составляет ~ 7.3 футов 3 , ~ 200 литров. Одноконфорочная плита, в зависимости от количество факторов, будет потреблять примерно вдвое больше биогаза каждый час, а это означает, что нужно производить биогаз из бочки емкостью 55 галлонов (теплой!) для полного день, чтобы на полчаса поработала одноконфорочная печь. Следовательно, это первая точка:

  • Барабанные варочные котлы емкостью 55 галлонов, сделанные из одной бочки, обычно слишком малы для производства практическое количество биогаза.Штраф за экспериментирую ; наверное не много Помогите с живыми .

Можно производить больше биогаза, «объединив» бочки, как показано ниже. но ключевая трудность, как мы подразумевали выше, заключается в том, что получить много биогаза из варочного котла необходимо хранить теплым (температура вашей кишки - наша цель). Конечно, любой варочный котел можно нагреть (получить тепло) от солнце или воздух на его поверхности, но там, где погода не в оптимальном диапазоне - «Мезофильный» диапазон, от 70 ° до 104 ° F, от 21 ° до 40 ° C - варочный котел также будет терять тепла со всех своих поверхностей, и практически говоря, это делает его труднее удерживать тепло, потому что (скажем) четыре бочки емкостью 55 галлонов будут иметь гораздо большую площадь поверхности чем один 200+ галлоновый контейнер. Для большей части мира, выше или ниже экваториального пояса или на большой высоте (Европа, США, лучшая часть Азии, Австралия и небольшая Новая Зеландия: Антарктида!) Такая погода бывает только в отдельные дни в течение нескольких месяцев в году, если вообще бывает. Следовательно, это вторая точка:

  • Варочные котлы, изготовленные из бочек емкостью 55 галлонов, требуют большего количества тепла / энергии для поддержания заданная температура в варочном котле (ах) по сравнению с тем же объемом в более крупном контейнер; и для многих из нас достаточно сложно поддерживать оптимальную оптимальную температура как есть.

Нелегко построить с непрерывным кормлением варочный котел при запуске с бочкой емкостью 55 галлонов. TCBH имеет дизайн, который делает это - стр. 215; и см. ниже . Это означает - на случай, если это еще не очевидно - что большинство варочных котлов, изготовленных из бочек емкостью 55 галлонов, будут загружать партиями ; Oни нужно будет залить, они будут вырабатывать биогаз пару месяцев (может быть), и они будут затем нужно опорожнить. Может показаться, что ничего страшного, но не забывайте что барабан на 55 галлонов, заполненный всем, что действительно будет производить биогаз, будет весить около 420 фунтов, 190 кг или больше.(С каким весом вы можете жать лежа?) В качестве примера конструкции варочного котла с использованием нескольких бочек емкостью 55 галлонов, но при этом не упоминается значительный сложность борьбы с ними, учтите Вот этот.

Дело в том, что после того, как вы его заполните, вы не сможете опустошить этот 55-галлонный барабан без какой-либо механической помощи. Многие люди даже не смогли бы переверните его, если он был на устойчивом основании. У тебя есть трактор?

А если как-нибудь узнаешь, можно их оттолкнуть и все такое… вещи … выходит из них прямо там, где они есть, потому что вы просто не может переместить их более чем на два фута… Это будет подходящее место для вещей ? (мы называем это Кстати, « сточных вод » в биогазовом бизнесе. )

Итак, это третья точка:

  • Варочные котлы, сделанные из бочек емкостью 55 галлонов, могут быть чертовски неудобными в работе.

Это изображение / дизайн из The Complete Biogas Handbook было использовано на обложке публикации VITA под названием «Понимание производства биогаза», и вполне может иметь послужила основой для дизайна ECHO (обсуждается здесь.) Другой конструкция с непрерывной подачей с использованием барабанов очень кратко описана это издание.

И наконец, хотя по этому поводу можно было бы сказать больше, позвольте мне сказать, что в моем области мира (северный Орегон, США), бесплатные барабаны найти нелегко, а другие Добрый - тот, за который нужно платить - стоит не менее 10 долларов, а часто и больше. Учитывая некоторые из другие альтернативы, упомянутые ниже, это приводит нас к заключительному, возможно, удивительному пункт о варочных котлах, изготовленных из бочек емкостью 55 галлонов:

  • В расчете на объем варочные котлы, изготовленные из бочек емкостью 55 галлонов, могут быть относительно дорого .

Рекомендация: возможно классический образец в отношении изготовления варочного котла из бочки емкостью 55 галлонов - от Организации Объединенных Наций » Продовольственная и сельскохозяйственная организация (ФАО), «Биогаз 2: Создание лучшая биогазовая установка »(опубл. 1986), одна версия которой найдена здесь. (Вы также можете получить публикация, предшествующая этой, называлась «Биогаз: что это такое, как производится; Как им пользоваться ».)

рассмотрение биогазовой установки с плавающим барабаном

TLEP Международный журнал исследований в области машиностроения

Vol.1, № 3, 2015

www.tlepub.org

ИННОВАЦИОННЫЙ ПОДХОД К СТРОИТЕЛЬСТВУ И ЭКСПЛУАТАЦИИ БИОДИГЕСТЕРОВ: СОХРАНЕНИЕ

БИОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА С ПЛАВАЮЩИМ БАРАБАНОМ

: www.tlepub.org СТРАНИЦА 12

ССЫЛКИ

[

] ] Агуланна, К.Н., Онуоха, Г.Н., Аньянву, Э.Э., Эджике, Н.О. и Огеке, Н.В. (2012).

Экспериментальные исследования анаэробного сбраживания органической фракции твердых бытовых отходов

с использованием биореактора с функциями интегрального потока. Journal of Emerging Trends in Engineering and

Applied Sciences (JETEAS) 3 (3): 461-469.

[2] Бонвиллани П., Феррари М. П., Дурос Э. М. и Орегас Дж. А. (2006). Теоретическое и

экспериментальное исследование влияния увеличения масштаба на время перемешивания для биореактора с перемешиваемым резервуаром.

Бразильский журнал химической инженерии. Vol. 23 No. 1 Сан-Паулу, янв. / Март. 2006.

[3] Фонд для аккредитации клеточной терапии (FACT). (2012). Руководство по строительству и эксплуатации малых и средних биогазовых систем

. ADPP - Clube de

Agricultores Bilibiza, Cabo Delgado.

[4] Информационно-консультационная служба по соответствующей технологии, ISAT, (2005). Основы биогаза,

том I.

[5] Itodo, I.Н., Филлипс Т. (2009). Определение подходящего материала для анаэробного биогаза

метантенка: 2-я международная конференция и 23-е ежегодное общее собрание нигерийского института

сельскохозяйственного машиностроения.

[6] Джейсон Д. и Чарли Ф. (2001). Технологии, продемонстрированные на «Эхо»: биогазовый реактор с плавающим барабаном

. ECHO, 17391 Durrance Rd., North Ft. Myers FL 33917, США Телефон: (239) 543-3246;

Факс: (239) 543-5317. электронная почта: echo @ echonet.org; сайт - http://www.echonet.org.

[7] Наджафпур, Г.Д., Таджалхпур, М., Комейли, М. и Мохаммади, М. (2009). Кинетическая модель для анаэробного биореактора с восходящим потоком

: обработка молочных отходов. Африканский журнал

Биотехнология Vol. 8 (15), стр. 3590-3596

[8] Намаскарам А. Г. (2014). Биогазовая установка, использующая кухонные и пищевые отходы. www.instructables.com

[9] Фараон Д.М. (1976). Варочные котлы и производство метанового газа.Сидней; Новый Южный Уэльс

Департамент сельского хозяйства, Секция сельскохозяйственного машиностроения.

[10] Риденур, В., Бороле, А.П., Классон, К.Т. и Холланд Дж. (2006). Влияние перемешивания в анаэробном варочном котле

на преобразование сельскохозяйственных отходов в метан в 100-литровом биореакторе с восходящим потоком: 27-й симпозиум по

Биотехнология для топлива и химикатов. Документ № 5-53.

Сделайте генератор биогаза для производства собственного природного газа

Вы можете использовать многие домашние органические «отходы» для производства собственного природного газа для приготовления пищи, освещения, отопления помещений и воды.Этот газ, известный как «биогаз», также может заменить ископаемый природный газ в качестве топлива для двигателя или абсорбционной системы охлаждения, такой как газовый холодильник или чиллер. Некоторые бензиновые двигатели разработаны или могут быть модифицированы для использования с природным газом, пропаном или биогазом. Дизельные двигатели могут принимать до 80 процентов биогаза.

Биогаз представляет собой смесь в первую очередь горючих газов, в основном метана, и углекислого газа, который образуется везде, где органический материал разлагается анаэробно (без кислорода), например, в воде, глубоко на свалке или в кишечниках животных, включая вас.

Я предпочитаю термин «генератор» для системы, потому что он передает намерение произвести что-то. Построив домашний биогазовый генератор, вы сможете производить достаточно топлива, по крайней мере, для получения энергии для приготовления пищи. Семье со скромными ежедневными потребностями в приготовлении пищи потребуется как минимум теплый, сытый генератор объемом 200 галлонов (27 кубических футов). Такое количество биогаза позволит ежедневно готовить на плите около часа. Начните с малого, чтобы получить представление о биогазе, сделав небольшой генератор из одной бочки емкостью 55 галлонов.Найдите планы в Справочнике домовладельца по энергетике.

Home Много энергии домашнего биогаза вы можете произвести?

Хорошо управляемый метановый котел может производить примерно собственный объем биогаза каждый день. В любом месте от 10 до 60 процентов твердых веществ будут превращаться в биогаз во время сбраживания, поэтому ожидайте от 3 до 18 кубических футов доступной энергии биогаза на каждый фунт сухого материала.


Точный состав биогаза зависит от того, что вы подаете в варочный котел. Основным ингредиентом биогаза является метан. Метан (химически известный как Ch5) является основным компонентом обычного природного газа, обычно используемого для приготовления пищи и отопления, хотя биогаз не так энергоемок. Содержание метана в биогазе, вероятно, будет составлять от 50 до 80 процентов, по сравнению с примерно 70-90 процентами в природном газе, поставляемом коммунальными предприятиями. Природный газ содержит до 20 процентов других горючих газов, таких как пропан, бутан и этан, а биогаз - нет. Основными негорючими компонентами биогаза являются диоксид углерода, некоторое количество водяного пара, азот и, возможно, следы сероводорода.

Хорошим материалом для производства биогаза как с точки зрения производства, так и с точки зрения наличия, является свежесрезанная скошенная трава, из которой можно производить около 1–1⁄2 кубических футов биогаза на фунт. При такой скорости около 20 фунтов скошенной травы будут производить один час топлива для приготовления пищи (силос из травы еще лучше, для производства такого же количества биогаза требуется всего около 10 фунтов). Пищевые отходы могут давать немного большее количество биогаза на фунт, чем трава, но большинство людей будут иметь доступ к обрезкам травы в больших количествах (см. Слайд-шоу для сравнения различных материалов).Если у вас есть корова, свежий навоз хорошо подходит для производства метана на ферме, несмотря на его относительно низкий выход на фунт сухого веса. Одна корова будет производить около 140 фунтов (18 галлонов) навоза каждый день, что в конечном итоге может дать в среднем 85 кубических футов биогаза или около трех часов ежедневного топлива для приготовления пищи. (Имейте в виду, что навоз, производимый в те часы, когда ваша корова находится на пастбище, будет трудно собрать.)

Производство биогаза в метановом котле

Если вы можете компостировать его, вы сможете его переварить.Идеальные ингредиенты биогаза - это те материалы, которых у вас есть в изобилии, удобные и постоянные поставки, поэтому вы можете производить стабильные и полезные количества биогаза. Практически любое сочетание овощей, пищевых отходов, обрезков травы, навоза, мяса, отходов скотобойни и жиров будет работать, если в вашем рецепте будет правильное соотношение углерода и азота. Избегайте использования слишком большого количества древесных продуктов, таких как древесная щепа и солома, которые содержат большое количество лигнина (часть стенок растительных клеток, устойчивых к микробному разрушению), который имеет тенденцию затруднять процесс пищеварения.

Генератор метана обычно содержит подающую трубку для заполнения емкости варочного котла, выпускное отверстие для сточных вод для удаления сброженных твердых и жидких веществ (называемое «дигестатом»), выпускное отверстие для газа и сборный резервуар для хранения биогаза.

Для производства биогаза в домашних условиях сначала смешайте воду с органическим материалом или «сырьем». Диапазон общего содержания твердых веществ в смеси для оптимального производства биогаза составляет от 2 до 10 процентов, что означает, что от 90 до 98 процентов материала внутри вашего генератора может быть водой, включая воду, которая является частью вашего сырья.Измельчите или измельчите твердый материал на кусочки размером 1 дюйм или меньше. Наличие большей площади поверхности, доступной для микробов, будет способствовать лучшему усвоению органического материала. Волокнистый материал может легче перевариваться, если он стареет в течение нескольких дней (позволяя грибкам и бактериям начать расщепление волокна) перед тем, как попасть в генератор.

После добавления сырья добавьте воды, достаточной для приготовления суспензии, а затем добавьте заквасочную культуру организмов, производящих метан. Эти микробы, известные как «метаногены», естественным образом присутствуют в навозе большинства животных, поэтому, если вы используете навоз, вам не нужно их добавлять.Но если вы хотите переваривать только пищевые отходы или траву, вам нужно будет засеять смесь, чтобы запустить биологические процессы (в идеале, вам нужно будет сделать это только один раз).

Поддерживайте температуру в контейнере, близкую к температуре тела, от 90 до 100 градусов по Фаренгейту, и вы должны будете производить биогаз примерно через неделю. Чтобы уменьшить количество необходимого внешнего тепла, поместите генератор на солнце или в теплицу. Для дополнительной изоляции оберните генератор тонкой, гибкой изоляцией из вспененного материала или даже пузырчатой ​​пленкой, покрытой устойчивым к УФ излучению черным или прозрачным полиэтиленовым пластиком толщиной 6 мил.

Когда вы производите биогаз, направляйте его в простой контейнер для хранения, такой как небольшая бочка, перевернутая в большую бочку, наполненную водой (см. Слайд-шоу). Можно использовать любой контейнер для хранения, который является воздухонепроницаемым и расширяемым при поступлении и выходе газа. Прикрепите внешний груз к резервуару для хранения, чтобы достичь нужного давления, требуемого вашей газовой установкой.

Вы определите время удерживания - время, необходимое генератору для преобразования твердых веществ в биогаз - путем прямого наблюдения.После того, как ваш генератор загружен и заработает, отслеживайте скорость производства газа, наблюдая за расширением бочки для сбора газа. Когда расширение замедляется, производительность падает, и пора кормить. Возможно, вам потребуется кормить каждый день или раз в неделю, в зависимости от смеси материалов и условий внутри генератора. Кормить лучше всего по рецепту. (Узнайте о разработке рецептов в The Homeowner's Energy Handbook.)

Effluent - это смесь компостируемых твердых веществ и богатой питательными веществами жидкости из вашего биогазового генератора со слабым запахом.Вы можете вносить сточные воды прямо в свой сад в качестве улучшения почвы, но разумно сначала слить сточные воды в компост, чтобы уничтожить любые патогены.



Температура биогазового генератора: самая важная деталь

В большинстве случаев материал, который вы помещаете в хорошо обслуживаемый метановый генератор, работающий в диапазоне температур от 70 до 105 градусов, будет достаточно хорошо перевариваться примерно через месяц (вы будете постоянно добавлять сырье по мере разложения материала). Условия, которые вы попытаетесь имитировать в генераторе, аналогичны условиям в кишечнике животного.Биологическая активность в генераторе будет производить некоторое количество тепла, но в зависимости от вашего климата вам может потребоваться дополнительное тепло.

Для производства газа зимой в холодном климате вам потребуется дополнительный источник тепла. Более крупный генератор может производить достаточно газа, чтобы часть его могла непрерывно нагревать воду, которая может циркулировать по закрытым трубопроводам и действовать как теплообменник. Или вы можете обернуть внешнюю часть бочки гибкой трубкой, покрытой изоляцией, и прокачивать через нее горячую воду (узнайте, как построить солнечный коллектор).Другой вариант - это погружной электрический водонагреватель с термостатическим управлением, предназначенный для предотвращения замерзания поилок домашнего скота.

Оцените затраты на обеспечение теплом и преимущества добычи газа. Если вы живете в жарком климате, обеспечьте тень, чтобы температура внутри генератора не поднималась намного выше 105 градусов.

Соображения безопасности

Никогда не производите биогаз в помещении или в закрытых помещениях. Метан - горючий газ, который воспламеняется при смешивании с воздухом и при воздействии пламени.Генератор биогаза может взорваться, если давление упадет, и пламя будет возвращено через трубопровод. Риски такие же, как при обращении с обычным природным газом и его хранении.

Бесплатные планы

В Полном справочнике по биогазу вы можете найти в Интернете планы по созданию генераторов объемом до 2640 галлонов. Генератор биогаза - это как еще один рот, который нужно кормить, но при правильной настройке и стабильной поставке сырья вы сможете производить природный газ, не содержащий ископаемых углеводородов, для удовлетворения различных потребностей в энергии на своем участке.


Энергия биогаза из метана со свалок

Городские свалки твердых отходов составляют третий по величине источник выбросов метана в США. Но вместо того, чтобы выбрасывать метан в атмосферу, где он усугубляет изменение климата, его можно улавливать для производства электроэнергии. По данным Агентства по охране окружающей среды США, около 600 свалок в США улавливают метан для использования в различных целях, в том числе для обжига стеклодувных и гончарных изделий, обогрева теплиц и даже питания ледового катка.Другие запланированные проекты будут преобразовывать свалочный газ в метанол для использования в качестве альтернативного топлива для автомобилей. - Кале Робертс


Пол Шекель (Paul Scheckel) - практический помощник по дому, работающий вне сети, и консультант по вопросам эффективности для коммунальных предприятий, домовладельцев и предприятий. Закажите его книгу The Homeowner’s Energy Handbook .

Что такое биогаз? Руководство для начинающих | Homebiogas

Биогаз - это вид биотоплива, который естественным образом образуется в результате разложения органических отходов.Когда органические вещества, такие как пищевые отходы и отходы животных, распадаются в анаэробной среде (среде, в которой отсутствует кислород), они выделяют смесь газов, в первую очередь метана и диоксида углерода. Поскольку это разложение происходит в анаэробной среде, процесс производства биогаза также известен как анаэробное сбраживание.

Анаэробное сбраживание - это естественная форма преобразования отходов в энергию, которая использует процесс ферментации для разложения органических веществ. Навоз, пищевые отходы, сточные воды и сточные воды - все это примеры органических веществ, которые могут производить биогаз путем анаэробного сбраживания.Из-за высокого содержания метана в биогазе (обычно 50-75%) биогаз легко воспламеняется, поэтому образует темно-синее пламя и может использоваться в качестве источника энергии.

Экология биогаза

Биогаз известен как экологически чистый источник энергии, потому что он одновременно решает две основные экологические проблемы:

  1. Глобальная эпидемия отходов, которая ежедневно выделяет опасные уровни метана
  2. энергия ископаемого топлива для удовлетворения глобального спроса на энергию

Преобразовывая органические отходы в энергию, биогаз использует элегантную тенденцию природы перерабатывать вещества в производственные ресурсы.Производство биогаза восстанавливает отходы, которые в противном случае загрязнили бы свалки; предотвращает использование токсичных химикатов на очистных сооружениях и экономит деньги, энергию и материалы за счет обработки отходов на месте. Более того, использование биогаза не требует добычи ископаемого топлива для производства энергии.

Вместо этого биогаз берет проблемный газ и преобразует его в более безопасную форму. Более конкретно, метан, присутствующий в разлагающихся отходах, превращается в диоксид углерода. Газообразный метан примерно в 20–30 раз больше улавливает тепло, чем диоксид углерода.Это означает, что когда гниющая буханка хлеба превращается в биогаз, ее воздействие на окружающую среду будет примерно в 10 раз меньше, чем если бы ее оставили гнить на свалке.

Биогазовые котлы

Биогазовые варочные котлы - это системы, которые не позволяют выпускать газ метан в атмосферу, они перерабатывают отходы в биогаз, а затем направляют этот биогаз, чтобы можно было продуктивно использовать энергию. Существует несколько типов биогазовых систем и установок, которые были разработаны для эффективного использования биогаза.Хотя каждая модель различается в зависимости от входа, выхода, размера и типа, биологический процесс преобразования органических отходов в биогаз является единообразным. Биогазовые дигестеры получают органические вещества, которые разлагаются в варочной камере. Камера для разложения полностью погружена в воду, что делает ее анаэробной (бескислородной) средой. Анаэробная среда позволяет микроорганизмам расщеплять органический материал и превращать его в биогаз.

Полностью натуральное удобрение

Поскольку органический материал разлагается в жидкой среде, питательные вещества, содержащиеся в отходах, растворяются в воде и образуют богатый питательными веществами отстой, обычно используемый в качестве удобрения для растений.Эти удобрения производятся ежедневно и поэтому являются высокопродуктивным побочным продуктом анаэробного сбраживания.

Биологический распад

Для производства биогаза органические вещества ферментируются с помощью бактериальных сообществ. Четыре стадии ферментации переводят органический материал из исходного состава в состояние биогаза.

  1. Первая стадия процесса разложения - стадия гидролиза. На стадии гидролиза нерастворимые органические полимеры (например, углеводы) расщепляются, делая их доступными для следующей стадии бактерий, называемых ацидогенными бактериями.
  2. Ацидогенные бактерии превращают сахара и аминокислоты в диоксид углерода, водород, аммиак и органические кислоты.
  3. На третьем этапе ацетогенные бактерии превращают органические кислоты в уксусную кислоту, водород, аммиак и углекислый газ, а на последней стадии - метаногены.
  4. Метаногены превращают эти конечные компоненты в метан и двуокись углерода, которые затем можно использовать в качестве горючей зеленой энергии.

История биогаза

Этот анаэробный процесс разложения (или ферментации) органических веществ происходит повсюду вокруг нас в природе и продолжается уже очень годы.Фактически, бактерии, которые разлагают органический материал до биогаза, являются одними из самых старых многоклеточных организмов на планете. Использование биогаза человеком, конечно, не начинается с и годов, однако некоторые анекдотические свидетельства прослеживают первое использование биогаза ассирийцами в 10- веках и персами в 16 веках. Совсем недавно 20 - века ознаменовали возрождение как промышленных, так и малых биогазовых систем.

В 18 веках фламандскому химику Яну Баптизу ван Гельмонту стало ясно, что при разложении органических веществ образуется горючий газ.Вскоре после этого Джон Далтон и Хамфри Дэви пояснили, что этот горючий газ был метаном. Первый крупный завод по анаэробному сбраживанию появился в 1859 году в Бомбее. Вскоре после этого, в 1898 году, Великобритания применила анаэробное сбраживание для преобразования сточных вод в биогаз, который затем использовался для освещения уличных фонарей. В следующем столетии анаэробное сбраживание в основном использовалось как средство очистки городских сточных вод. Когда в 1970-х годах цены на ископаемое топливо выросли, популярность и эффективность промышленных установок для анаэробного сбраживания возросли.

И Индия, и Китай начали разработку небольших биогазовых реакторов для фермеров примерно в 1960-х годах. Цель состояла в том, чтобы уменьшить энергетическую бедность в сельских районах и сделать более чистые виды топлива для приготовления пищи более доступными в отдаленных районах. Около одной трети мирового населения по-прежнему использует дрова и другую биомассу для производства энергии, вызывая разрушительные проблемы для здоровья и окружающей среды. (Ссылка на сообщение в блоге о развивающихся странах)

В Индии популярная модель известна как варочный котел с плавающим барабаном, а предпочтительная модель биогаза в Китае - варочный котел с фиксированным куполом.

С тех пор биогазовые установки для семейного использования приобретают все большее внимание и популярность как средство сокращения бытовых отходов и как средство обеспечения экологически чистой возобновляемой энергией семьи во всем мире. За последние 15 лет страны по всему миру принимают программы по биогазу, чтобы сделать как домашние биогазовые системы, так и более крупные установки для анаэробного сбраживания доступными, эффективными и удобными. Поскольку свалки незаконно перегружаются, а выброс метана создает все более тревожные проблемы, преимущества использования биогазовых систем для преобразования отходов в энергию становятся все более актуальными и важными.

Биогаз для многих целей:

Биогаз может производиться из различных типов органических веществ, поэтому существует несколько типов моделей биогазовых варочных котлов. Некоторые промышленные системы предназначены для очистки: городских сточных вод, промышленных сточных вод, твердых бытовых отходов и сельскохозяйственных отходов.

Мелкомасштабные системы обычно используются для переработки отходов животноводства. А новые семейные системы предназначены для переваривания пищевых отходов. Полученный биогаз можно использовать несколькими способами, в том числе: газ, электричество, тепло и транспортное топливо.

Например, в Швеции сотни автомобилей и автобусов работают на очищенном биогазе. Биогаз в Швеции производится в основном на очистных сооружениях и на свалках.

Еще одним примером разнообразного использования биогаза является завод First Milk. Один из крупнейших производителей сыра в Великобритании строит завод по анаэробному сбраживанию, который будет перерабатывать остатки молочных продуктов и превращать их в биометан для газовой сети. Новые заводы по анаэробному пищеварению, подобные этим, с увлекательными историями появляются каждый день!

Малые биогазовые системы

Мелкие или семейные биогазовые установки чаще всего встречаются в Индии и Китае.Однако спрос на такие устройства во всем мире быстро растет благодаря более совершенным и удобным технологиям, таким как HomeBiogas . Поскольку современный мир производит все больше и больше отходов, люди стремятся найти экологически безопасные способы обращения с мусором.

Традиционные системы, обычно используемые в Индии и Китае, ориентированы на отходы животноводства. Из-за нехватки энергии в сельской местности в сочетании с избытком навоза биогазовые установки очень популярны, полезны и даже меняют жизнь.Во многих развивающихся странах установки для производства биогаза даже субсидируются и поддерживаются правительством и местными министерствами, которые видят разнообразие выгод, получаемых от использования биогаза. Помимо получения газа на кухне из экологически чистых возобновляемых источников энергии, многие семьи широко используют побочные продукты удобрений, которые вырабатываются биогазовыми метантенками.

В африканских странах некоторые пользователи биогаза даже получают прибыль, продавая побочный продукт биошлама, производимый биогазовыми системами.Этот био-суспензия отличается от жидких удобрений, которые производятся ежедневно. Биологическая суспензия относится к наиболее разложившейся стадии органического вещества после того, как оно было разложено в системе. Биошлам опускается на дно биогазовой системы и с помощью современных устройств, таких как HomeBiogas, легко сливается после накопления (обычно это ежегодный процесс). Этот биошлам на самом деле представляет собой насыщенный питательными веществами ил, который приносит много пользы почве и может повысить продуктивность огородов.

Биогаз - это технология, которая имитирует способность природы отдавать. Биогазовые установки промышленного и семейного размера становятся невероятно популярными и актуальными в современном мире. По мере роста сферы применения и повышения эффективности биогаз может оказывать значительное влияние на сокращение выбросов парниковых газов. В качестве чистого источника энергии и возобновляемого средства обработки органических отходов биогаз применим как в слаборазвитых, так и в промышленно развитых странах.

Производство биогаза с использованием маломасштабного реактора с поршневым потоком и расчет размеров биоразлагаемых твердых отходов

После того, как варочный котел проработал в течение нескольких недель после первоначального заполнения, значение pH достигло стабильного значения 6.5, который оставался неизменным в период отбора проб. pH 7 - нейтральный, менее 7 - кислый, более 7 - щелочной.

Идеальное значение pH от 6,5 до 7,5. Для оптимального функционирования анаэробное пищеварение требует нейтральной среды (pH около 7). В районе Бангалора (где эксплуатируется реактор с поршневым потоком) это будет поддерживаться в течение всего года, поскольку колебания температуры в течение года очень незначительны. Во время запуска биогазовой установки суспензия из других работающих биогазовых установок добавляется в установку для инокуляции, чтобы получить желаемое значение pH.В этом рабочем цикле рабочего биогаза достигается стабильный pH.

Температура была постоянной от 35 до 40 в течение дня и от 25 до 30 в течение ночи. Следовательно, эти два параметра считались константами по отношению к разработке модели. Основываясь на наших полевых данных, эти два параметра существенно не колебались в климате Бангалора (Таблицы 1 и 2) (Рисунки 3 и 4).

Таблица 1 Процент твердых частиц, присутствующих в сырье Таблица 2 Выход биогаза относительно исходного сырья Рисунок 3

Общее содержание твердых веществ в сравнении с летучими.

Рисунок 4

Расчеты

Расчет (коровий навоз)

Итак, 20 кг жидкого навоза дает 0,18 м3 3 биогаза; альтернативно, 0,68 кг VS дает 0,18 м 3 биогаза. Следовательно, из 1 кг ВС будет 0,018 / 0,68 = 0,264 м 3 биогаза.

Таким образом, выход биогаза составляет 0,264 м 3 / кг ТС из жидкого навоза коров.

Расчет (бытовые отходы)
  • Шаг II: поиск VS

    $$ \ mathrm {V} \ mathrm {S} = 0.8 \ \ mathrm {x} \ \ mathrm {T} \ mathrm {S} = 0,8 \ times 1 = 0,8 \ \ mathrm {kg} $$

Итак, 10 кг жидкого навоза дает 0,17 м3 3 биогаза; в качестве альтернативы 0,4 кг VS дает 0,17 м3 3 биогаза.

Следовательно, из 1 кг ВС будет 0,017 / 0,4 = 0,425 м 3 биогаза.

Таким образом, выход биогаза составляет 0,425 м3 3 / кг ТС из жидкого навоза бытовых отходов.

Биогазовый реактор - обзор

Биогазовый реактор в Непале: важность культуры в ориентированном на пользователя дизайне (успехи)

В 2008 году студенческое отделение EWB в Технионе - Израильском технологическом институте (далее Технион) тесно сотрудничало вместе с деревней Намсалинг, Непал, с населением 8000 человек, для улучшения конструкции и создания биогазовых варочных котлов - устройств, используемых для производства газа для приготовления пищи и удобрений для выращивания.Благодаря консультациям и работе с местными заинтересованными сторонами команда студентов получила представление о культуре, потребностях и ценностях жителей Намсалинга, что привело к внедрению менее дорогостоящих варочных котлов.

Биогазовые реакторы могут решать различные проблемы энергетики, окружающей среды и здоровья в сельских общинах. Биологические отходы - животные, а иногда и человеческие экскременты, а также сорняки или другие биологические отходы - помещаются в метантенк. По мере разложения материала выделяется газ, который можно откачивать и использовать в качестве топлива для приготовления пищи и обогрева домов.Оставшиеся отходы можно использовать в качестве удобрения для местных ферм и садов. Этот газ уменьшает количество сожженной древесины, тем самым уменьшая вырубку лесов и подвергая воздействию токсичного дыма и паров, производимых традиционными дровяными печами, что, в свою очередь, снижает респираторные проблемы (Tugend, 2011). Следовательно, использование природного газа из биогазовых котлов способствует экологической устойчивости и здоровью сельских жителей. 124

Когда в 2008 году начался студенческий проект Техниона, в Непале уже использовалось 200 000 биогазовых реакторов (Stricker, 2010), хотя их строительство стоило значительных затрат времени и денег.Чтобы построить такой варочный котел, вырыли большую яму и использовали землю для создания купола, часто детьми общины. Затем на купол положили бетон и удалили почву, чтобы создать главную камеру варочного котла. Выкопка ямы, изготовление почвенного купола, укладка бетона и последующее удаление почвы потребовали огромных усилий и времени. Студенты Техниона считали, что они могут разработать более дешевый и простой способ создания биогазовых реакторов.

Студенты совершили несколько поездок в деревню, «чтобы поработать с сельскими жителями над определением и сбором данных, необходимых для разработки устойчивых и подходящих проектов» (Lichtman, n.г.). Кроме того, они тесно сотрудничали с Центром развития общины Намсалинга (NCDC), Партнерством сектора биогаза (BSP) и семьями из Намсалинга. NCDC и семьи в Намсалинге не только помогли в разработке решения, но и профинансировали треть проекта (Tugend, 2011). С этими партнерами команда переработала форму купола, используемую в процессе строительства.

Вместо того, чтобы использовать почву для постройки купола, команда использовала бамбук - материал, широко доступный в Намсалинге.После того, как бетон наверху затвердеет, форму можно было бы легче удалить из ямы и повторно использовать для создания других камер варочного котла. Это значительно сократило количество денег и время, необходимое для создания варочных котлов. После внедрения этого нового проекта жители деревни сообщили о сокращении ежедневного использования древесины на 36 кг на семью (Lichtman, n.d.). «Глубокое знакомство команды Техниона с сообществом» в Намсалинге, несомненно, способствовало успеху этого проекта (EWB, n.d.).

Студенты Техниона провели много времени с заинтересованными сторонами сообщества, узнав больше об их ценностях и экономических потребностях, например, об акценте непальцев на семье и уважении к членам сообщества, что было важно для строительства и использования варочных котлов.