Mikä on biokaasu ja miten tehdä biokaasulaitos omin käsin

Biokaasulaitoksen avulla voit hyödyntää yksityisten maatilojen jätteitä samalla, kun saat edullista sähköä tai polttoainetta kodin lämmitykseen ja muihin kotitalouksien tarpeisiin. Laite on koottu romumateriaaleista tai tehdasosista.

Biokaasun kuvaus ja ominaisuudet

Biokaasua syntyy kun biomassan anaerobinen (ilman ilmaa) metaanihajotus... Seos sisältää enintään 55-75% metaania, 25-45% hiilidioksidi, erilainen määrä epäpuhtauksia rikkivety, typpioksidit, ammoniakki ja muut yhdisteet.

Seoksen ominaisuudet riippuvat aineosista komponentit:

• metaani räjähtävä ja erittäin helposti syttyvä, sillä ei ole väriä tai hajua, kuluttajien ominaisuuksiin liittyy suuri lämmön vapautuminen palamisen aikana;
• hiilidioksidi hengitettynä (hiilidioksidi) aiheuttaa huomion menetystä ja väsymystä, mikä vähentää veren happisaturaatiota;
• rikkivety lopputuotteen pitoisuudessa se ei ole räjähdysalttiita, mutta on myrkyllistä ihmiskeholle;
• ammoniakki Se tuoksuu epämiellyttävältä, mutta vaarallisissa määrissä, jotka voivat vahingoittaa silmien limakalvoja ja hengityselimiä, sitä tuotetaan harvoin laitoksissa.

Fyysiset ominaisuudet:

• energiavaranto 5–6,5 kW / h yhdessä kuutiometrissä;
• lämpöarvo enintään 7500 kcal / m³;
• syttymislämpötila - 680–750 ° С;
• paine reaktorissa 0,05 atm.

Parametrien leviämisen määrää etukäteen raaka-aineiden erilainen koostumus, prosessointitekniikan valinta ja ilmasto-olosuhteet reaktion aikana.

Raaka-aineet biokaasun tuotantoon

Yksityisen talon biokaasulaitos käyttää raaka-aineena monenlaista maatalousjätettä. Biokaasuasema käsittelee:

• minkä tahansa jakeen lanta, lintujen ulosteet;
• kasvijäämät - rikkaruohot, olki, säilörehu;
• massa ja massa;
• oluen silta;
• huonolaatuiset viljakasvit;
• kalan tuotantojätteet;
• eri alkuperää olevat melassit;
• teurastamon jäännökset;
• rasva;
• juurikasvit, jotka ovat menettäneet ravintoarvonsa.

Biopolttoaineiden tarkka määrä kullekin raaka-ainetyypille riippuu käsittelytekniikasta.

Kaivosmenetelmät

Raaka-aine käy läpi valmistusvaiheen käymisprosessin tehostamiseksi ja tuottavuuden lisäämiseksi.

Lanta voi olla kahta tyyppiä: luonnollinen ja itseseostettu. Ensimmäinen laji otetaan eläimen alta yhdessä vuodevaatteiden kanssa. Itseseostetut lajit poistetaan tilalta vesivirralla.

Sellu ja sellu - nämä ovat murskattuja vihannesten, hedelmien ja juurien osia, joista puristetaan mehu.

Olutöljy, melassi - panimoiden, sokeritehtaiden sivutuote on arvokas elintarvikelisäaine, minkä vuoksi käyttökelpoisuus kaasun tuotantoon määräytyy tuotteen kustannusten perusteella.

Kasvijäämät leikataan tai siloitetaan.

Kuinka kauan riittää

Likimääräinen kaasun saanto eri substraateista on koottu taulukkoon.

Seuraava taulukko sisältää yhteenvedon raaka-aineiden määrästä, joka voidaan saada eläimistä ja hehtaarilta peltoa.

Taulukoissa annetut tiedot eivät voi toimia perustana tarkoille laskelmille, indikaattorit on keskitetty toimialalle.

Tehokkuus

Biokaasun hyödyt arvioidaan sen käytön eduista ja lämpö- tai sähköenergian tuotos.

Tehokkuusindikaattori riippuu seoksen metaanimäärästä, joka voi sisältää 45–75%. Keskimäärin 1 m³ biokaasua poltettaessa voidaan häviöt ja generaattorin hyötysuhde huomioon ottaen saada 1,5–2 kW / sähkö.

Vertailu muihin energialähteisiin

Kuluttajaominaisuuksiltaan biokaasua voidaan verrata muihin energialähteisiin: luonnon- ja nesteytettyyn kaasuun, paineistettuun metaaniin.

Biokaasulaitoksen toimintaperiaate

Kaasuntuotantoteknologian taustalla olevat biokemialliset periaatteet ovat kolmen bakteeriryhmän elintärkeä toiminta... Käyttää hydrolyysi, hapon muodostus ja metaanin muodostus bakteerit. Monitasoisen prosessoinnin aikana syntyy lopputuote - kaasumainen palava seos.

Käytännössä kahden tyyppinen biopolttoaineiden tuotanto on yleistynyt: "kuiva" ja "märkä".

Märkä

Menetelmä on levinnein, koska se soveltuu biopolttoaineiden tuotantoon raaka-aineista, joiden kosteuspitoisuus on korkea... Näin lanta saadaan kaasua.

Raaka-aineet ovat kyllästetty vedellä jopa 90% kosteuteen. Itseseostuva lanta (poistettu maatiloilta vesivirroilla) on jo valmis käsittelyyn. Teollisuuslaitoksissa aine syötetään reaktoreihin ruuvikuljettimilla tai ulosteen pumpuilla. Säiliö on eristetty, ja biomassa sekoitetaan siihen jatkuvasti.

Hajoamisen edetessä syntyy kaasuseos, joka johdetaan varaajaan. Rikkipitoisuutta pienentävät säiliön seinämiä kolonisoivat erityiset bakteerit. Puhdistuksen jälkeen polttoaine pääsee yhteistuotantolaitokseen, jossa sähköä tuotetaan kaasumäntägeneraattoreilla. Muissa asemamuunnoksissa kaasu tuotetaan vaadittuun käyttöpaineeseen kompressoreilla ja se siirtyy jakeluverkkoon.

Osa energiasta otetaan reaktorin biomassan lämmittämiseksi lämpötilaan 41–43 ° C.

Sedimentti poistuu sen kerääntyessä.

Kotitalousmalleissa ei ole yhteistuotantojärjestelmää, kaikki kaasu käytetään lämmöntuotantotarpeisiin. Reaktorin lataaminen ja purkaminen tapahtuu manuaalisesti.

Kuiva

Mahdollistaa kaasun saannin raaka-aineista, joiden kosteuspitoisuus on alhainen. Substraatin laimennusta vedellä ei anneta, mutta käyminen tapahtuu 50%: lla kosteus reaktiovyöhykkeellä.

Fermentoinnin edetessä nestefraktio kerätään viemäröintijärjestelmään ja suihkutetaan kiertopumppujen avulla puolikuivan alustan päälle.Sekoittamista ja kääntämistä ei tapahdu, mikä vähentää energiankulutusta tuotantoon.

Käyminen tapahtuu lämpötilassa 34–37 ° С. Ulkoinen lämmitys on vähäistä, lämpöä vapautuu orgaanisten raaka-aineiden kemiallisissa reaktioissa.

Molempia menetelmiä voidaan käyttää itse rakennettua biokaasulaitosta käytettäessä.

Soveltamisala

Jalostuksen tavoitteet eroavat suurilla teollisuudenaloilla ja yksityisillä tiloilla.

Yksityiselle talolle

Kotitalouksissa ei yleensä ole riittävästi orgaanista jätettä asuinrakennuksen lämmitykseen. Yhden lehmän ja parin sian lanta riittää kuitenkin kaasun saamiseen. eläinten pitopaikkojen lämmittämiseen ja rehun valmistukseen... Polttamiseen käytetään kaasun infrapunapolttimia.

Käynyt massa jaetaan puutarhaan tai takapihalle.

Maatalouteen

Maatilalla on tarpeeksi kaasua kaikkien huoneiden lämmittämiseen kaasukattiloillajotka ovat turvallisempia kuin polttimet ja voivat toimia ympäri vuorokauden.

Tehdasasennusten kustannukset sähkögeneraattorilla ovat lähellä miljoona ruplaa, joten niitä ostetaan harvoin.

Lannan käsittely fermentoiduksi massaksi on viljelijälle hyödyllistä, koska se vähentää syntyneen lannoitteen toimittamisen pelloille kustannuksia.

Yrityksen puolesta

Suuret maatalousyritykset saavat biokaasulaitosten raaka-aineita ympäri vuoden.

Tuloksena olevaa biokaasua käytetään kattiloiden sähkön ja polttoaineen tuottamiseen. Jätteet rakeistetaan ja jaetaan pellolle. Jotkut yritykset tuottavat nestemäisiä lannoitteita, joita myydään vähintään 5 litran pienissä astioissa.

Maatilat ratkaisevat samanaikaisesti kaasuntuotannon kanssa lannan ja siipikarjan jätteiden hyödyntämisongelman.

DIY biokaasuasema

Koska kokemusta monimutkaisten teknisten järjestelmien rakentamisesta puuttuu, he yrittävät noudattaa periaatetta: mitä yksinkertaisempi muotoilu, sitä luotettavampi ja kestävämpi se on... DIY biokaasulaitoksen valmistusohjeet sisältävät useita vaiheita:

• design käytettävissä olevien raaka-aineiden määrä ja tuottavuus huomioon ottaen;
• valinta ja Sivun valmistelu laitteiden sijoittaminen;
• tyhjä laitteet, kokoonpanot, kokoonpanot;
• asennus kontit;
• yhteys apuvälineet;
• kaasuputken asennus;
• käynnistys, määritys ja säätö.

Onnistuneen käynnistyksen jälkeen havaitut puutteet poistetaan ja järjestelmä otetaan käyttöön täydellä kuormalla.

Design

Kotitekoiset yksinkertaiset biokaasulaitokset eivät eroa suurella hyötysuhteella johtuen siitä, että reaktiot ovat väärässä tilassa.

Tämän perusteella oletetaan, että yksi kuutiometri käymissäiliö lähettää riittävästi kaasua lämmitykseen 10 m² asuntoa... Siksi 50 m²: n maalaistalon lämmittämiseen tarvitaan 5 m³ säiliö.

Raaka-aineiden lastaaminen ja purkaminen noin samanaikaisesti tuotetuissa koti-asennuksissa kerran 15-25 päivässä, kulutuksesta riippuen. Käyttötilaan siirtyminen voi kestää jopa 5 päivää.

Tällä hetkellä ne tarjoavat talon lämmittämisen muilla tavoin tai rakentavat 1-2 m³: n säiliön.

Sijainti

Aseta astia käyminen valitaan useiden olosuhteiden perusteella:

• raaka-aineiden toimittamisen ja jätehuollon helppous;
• raaka-aineiden ja jätteiden turvallinen varastointi asuntojen ulkopuolella;
• teknisten verkkojen toimittamisen vähimmäiskustannukset.

Oikea sijainti tulisi sijoittaa kätevästi ottaen huomioon sivuston infrastruktuuri.

Materiaalit bioreaktorin valmistamiseksi

Kotitalouksien biokaasuaseman perusta on bunkkeri... Käytetään säiliönä:

• betoni- tai tiilibunkkeri;
• suljetut muovi- ja lasikuitupakkaukset;
• polyeteeni, polypropeeni ja polyvinyylikloridiholkit;
• teräs tynnyrit, kuutiot, pylväät.

Reaktorivaatimukset:

• vedenpitävyys;
• riittävän vahva kestämään märän alustan painon ja tehokkaan maaperän paineen;
• palvelun helppous;
• vastustuskyky aggressiivisille ympäristöille.

Valitse raaka-aineen syöttöjärjestelmän valmistamiseksi muoviputketjoita käytetään viemärissä. Se on kannattavampaa käyttää HDPE-putket - ne on kytketty ilman kaasuhitsausta.

Kaasun keräys- ja poistojärjestelmä

Tee käymisäiliön korkeimmassa kohdassa putki pakokaasulle... Jos mahdollista, putki asennetaan ilmaan, mutta suojattu auringolta. Tarjoa pieni 1-2%: n nousu. Tässä tapauksessa poistoaukko on jääkaappi ja kondensaatti laskeutuu sisäseiniin ja virtaa säiliöön.

Kaasusäiliöön johtava haara on kytketty poistoputkeen.

Pienissä asemissa kojetelineet on valmistettu vahvistetusta polymeerikalvosta.

Puhdistus epäpuhtauksista

Lämminvesikattiloiden tai -liesi käyttämiseen tarvitaan puhdistettua kaasua.

Kotona puhdistus ja kosteudenpoisto tapahtuu johtamalla polttoainetta läpi säiliö vesitiivisteellä... Toinen tapa on käyttää kotelot kotitalouksien vedensuodattimista silikageelillä kaadettiin niihin. Toinen suodatin on täynnä metalliviiloja tai pesulappuja - tämä on luotettava suoja ylimääräistä rikkia vastaan.

Sekoitusvälineet

Tehdasvalmisteisia monimutkaisilla vaihdelaatikoilla toimivia sekoittimia käytetään harvoin DIY-biokaasulaitoksissa korkeiden hinta- ja sähkökustannustensa vuoksi.

Toiset soveltavat tapoja:

• sekoittaminen käsin;
• ulostepumppujen säännöllinen kytkeminen päälle, pumppaamalla nestefraktio pohjasta pintaan;
• kompressorin käyttö, joka pumppaaa kaasua säiliön kannen alapuolelta alustaan, siirtää pohjakerrokset.

Ei tarvitse sekoittaa ympäri vuorokauden; käynnistysprosessin automatisoimiseksi pumput, kompressorit tai sekoittimet kytketään sopivan tehon ajastimilla.

Lämmitys ja eristys

Käymisreaktio tapahtuu aktiivisesti lämpötiloissa 34 - 43 ° C. Mikään tunnetuista biokaasun tuotantomenetelmistä ei pysty ylläpitämään näitä parametreja itsenäisesti koko vuoden. Jopa eteläisimmillä alueilla, ulkoinen lämmitys ja korkealaatuinen eristys.

Lämmönsuojausmenetelmät:

• reaktorin syventäminen maahan samanaikaisesti seinäeristyksen avulla;
• ulomman bunkkerin eristys moderneilla materiaaleilla - polystyreeni, paisutettu polystyreeni, kivivilla, kalvopäällysteinen vaahto.

Joskus laitteet asennetaan ulkorakennuksiin tai reaktorien ympärille rakennetaan puusta tai polykarbonaatista valmistettuja paviljongeja. Lämmitys tapahtuu sähkölämmityselementeillä tai käynnistetään kattila, joka kuluttaa osan tuotetusta kaasusta.

Kun substraatin lämpötila laskee alle 30 ° C, käyminen voi kestää jopa 30 päivää tai lopettaa kokonaan.

Arvioidut kustannuslaskelmat

Ennen asennuksen suunnittelua on tarpeen laskea huolellisesti kaikki siihen liittyvät kustannukset. Joissakin tapauksissa - ankara ilmasto, vähän raaka-aineita saatavilla - on kannattavampaa luopua rakentamisesta.

Biokaasun tuotantokustannukset

Biokaasun tuotantokustannukset koostuvat laitteistokustannukset, asennus- ja ylläpitokustannukset... Jos käytetään ostettuja raaka-aineita, toimituskulut otetaan huomioon.

Itse asennus on ostettu tehdasvalmisteinen tai tee se itse... Valmistetut tuotteet asentavat, konfiguroivat ja huoltavat erikoistuneet organisaatiot. Joissakin malleissa sinun on ostettava Kulutustarvikkeet - käymisen aktivaattorit tai bakteerit.

Käytön aikana kustannukset koostuvat sähkön kustannukset substraatin sekoittamiseksi ja reaktorin lämmittämiseksi.

Valmiiden ja kotitekoisten biokaasulaitosten kustannukset

Teollisuus tuottaa biokaasulaitoksia maatiloille. Bioreaktorin tilavuus vaihtelee välillä 0,5-30 m³... Täydellinen järjestelmä, jossa säiliö on päällä 1m³esimerkiksi BUG-M, joka sisältää kaikki tarvittavat komponentit, maksaa noin 180 tuhatta ruplaa... Asennukset maatiloille, joissa on karja 12 päätä tai 1000 lintua maksaa 2 miljoonaa ruplaa.

Harvoilla kotitalouksilla on varaa ostaa tällaisia ​​laitteita, joten he haluavat tehdä asennuksen itse.

Kodin generaattorit voi maksaa summan 50 tuhatta ruplaa, jonka avulla voit säästää merkittävästi ostoksessasi.