מהו ביוגז וכיצד מייצרים מפעל ביוגז במו ידיך

מפעל ביוגז מאפשר לך לנצל פסולת מחוות פרטיות, תוך קבלת חשמל או דלק זולים לחימום הבית ולצרכים ביתיים אחרים. המכשיר מורכב מחומרי גרוטאות או מרכיבי מפעל.

תיאור ותכונות ביוגז

ביוגז נוצר כאשר עיכול מתאן אנאירובי (ללא אוויר) של ביומסה... התערובת מכילה עד 55-75% מתאן, 25-45% פחמן דו חמצני, כמות שונה זיהומים מימן גופרתי, תחמוצות חנקן, אמוניה ותרכובות אחרות.

תכונות התערובת תלויות במרכיבים רכיבים:

• מתאן נפץ ודליק ביותר, אין לו צבע או ריח, תכונות הצרכן קשורות לשחרור גדול של חום במהלך הבעירה;
• פחמן דו חמצני (פחמן דו חמצני) בשאיפה גורם לאובדן תשומת לב ועייפות, מה שמפחית את רווי החמצן בדם;
• מימן גופרתי בריכוז המתרחש במוצר המוגמר, הוא אינו נתון לפיצוץ, אלא רעיל לגוף האדם;
• אַמוֹנִיָה זה מריח לא נעים, אבל בכמויות מסוכנות שעלולות לפגוע בריריות העיניים ובאיברי הנשימה, הוא מיוצר לעתים רחוקות במתקנים.

תכונות גשמיות:

• מאגר אנרגיה 5–6.5 קילוואט / שעה במטר מעוקב אחד;
• ערך קלורי עד 7500 קק"ל / מ"ק;
• טמפרטורת הצתה - 680-750 מעלות צלזיוס;
• לחץ בכור מ- 0.05 אטמ.

התפשטות הפרמטרים נקבעת מראש על ידי הרכב שונה של חומרי גלם, בחירת טכנולוגיית עיבוד ותנאי אקלים במהלך התגובה.

חומרי גלם לייצור ביוגז

מפעל ביוגז לבית פרטי משתמש במגוון רחב של פסולת חקלאית כחומרי גלם. תהליכי תחנת הביו-גז:

• זבל מכל שבר, גללי ציפורים;
• שאריות צמחים - עשבים שוטים, קש, סילוב;
• עיסה ועיסה;
• סטילז בירה;
• גידולי תבואה לא תקניים;
• פסולת לייצור דגים;
• מולסה ממקורות שונים;
• שרידי בית המטבחיים;
• שמן;
• גידולי שורש שאיבדו את ערכם התזונתי.

הכמות המדויקת של דלק ביולוגי לכל סוג חומרי גלם תלויה בטכנולוגיית העיבוד.

שיטות כרייה

חומר הגלם עובר שלב הכנה כדי להפוך את תהליך התסיסה לאקטיבי ויצרני יותר.

דשן יכול להיות משני סוגים: טבעי ומסגסוג עצמי. המין הראשון נלקח מתחת לחיה יחד עם המצעים. המין מסגסוגת אוטומטית מוסר מהחווה על ידי זרם מים.

עיסה ועיסה - אלה חלקים כתושים של ירקות, פירות וגידולי שורש, שמהם נסחט מיץ.

בובות קטנות, מולסה - תוצר לוואי של מבשלות בירה, מפעלי סוכר, הם תוסף מזון רב ערך, ולכן היתכנות לשימוש לייצור גז נקבעת על ידי עלות המוצר.

שאריות צמחים נתונים לחיתוך או להטמעה.

כמה זמן זה מספיק

תפוקת הגז המשוערת ממצעים שונים נאספת בטבלה.

הטבלה הבאה מסכמת את כמות חומרי הגלם שניתן להשיג מבעלי חיים ומדונם אחד של אדמה חקלאית.

הנתונים המופיעים בטבלאות אינם יכולים לשמש בסיס לחישובים מדויקים, המדדים ממוצעים על פני הענף.

יְעִילוּת

היתרונות של ביוגז מוערכים על פי יתרונות השימוש בו ו תפוקה של אנרגיה תרמית או חשמלית.

אינדיקטור היעילות תלוי בכמות המתאן בתערובת, שעשויה להכיל 45–75%. בממוצע, כאשר שורפים 1 מ"ק ביוגז, תוך התחשבות בהפסדים וביעילות הגנרטורים, ניתן להשיג 1.5-2 קילוואט / חשמל.

השוואה עם מקורות אנרגיה אחרים

לפי תכונות הצריכה שלו, ניתן להשוות ביוגז עם מקורות אנרגיה אחרים: גז טבעי ונוזל, מתאן דחוס.

עקרון הפעולה של מפעל ביוגז

העקרונות הביוכימיים העומדים בבסיס טכנולוגיית ייצור הגז הם פעילות חיונית של שלוש קבוצות חיידקים... להשתמש הידרוליזה, יוצרים חומצה ויוצרים מתאן בַּקטֶרִיָה. במהלך עיבוד רב-מפלסי מיוצר המוצר הסופי - תערובת דליקה גזית.

בפועל, שני סוגים של ייצור דלק ביולוגי הפכו נפוצים: "יבש" ו"רטוב ".

רָטוֹב

השיטה נפוצה ביותר, מכיוון שהיא מתאימה לייצור דלקים ביולוגיים מחומרי גלם עם תכולת לחות גבוהה... כך מתקבל גז מדשן.

חומרי גלם רוויים במים עד 90% לחות. זבל מסגסוג עצמי (הוסר מחוות על ידי זרמי מים) כבר מוכן לעיבוד. במפעלי תעשייה, החומר מוזר לכורים באמצעות מסועי בורג או משאבות צואה. המיכל מבודד, והביומסה מעורבת בו כל הזמן.

עם התקדמות הפירוק נוצרת תערובת גז המוזרמת למצבר. תכולת הגופרית מופחתת על ידי חיידקים מיוחדים המיישבים את קירות המכל. לאחר הניקוי, הדלק נכנס למחלקת הקוגנרציה, שם נוצר חשמל על ידי מחוללי גז בוכנה. בגרסאות אחרות של תחנות, הגז מועבר ללחץ התפעול הנדרש על ידי מדחסים ונכנס לרשת ההפצה.

חלק מהאנרגיה נלקחת לחימום הביומסה בכור ל-41-43 מעלות צלזיוס.

המשקע מוסר כשהוא מצטבר.

במודלים ביתיים אין מערכת קוגנרציה, כל הגז משמש לצרכי ייצור חום. טעינה ופריקה של הכור מתבצעת באופן ידני.

יָבֵשׁ

מאפשר להשיג גז מחומרי גלם עם אחוזי לחות נמוכים. דילול המצע במים אינו מסופק, אך התסיסה מתרחשת ב 50% לחות באזור התגובה.

עם התקדמות התסיסה, חלקי הנוזל נאספים במערכת ניקוז ובאמצעות משאבות סירקולציה מרוססים על גבי מצע יבש למחצה.ערבוב והתהפכות לא מתרחשים, מה שמקטין את צריכת האנרגיה לייצור.

התסיסה מתבצעת בטמפרטורה של 34–37 מעלות צלזיוס. חימום חיצוני הוא מינימלי, חום משתחרר במהלך תגובות כימיות של חומרי גלם אורגניים.

ניתן ליישם את שתי השיטות בעת הפעלת מפעל ביוגז בנוי עצמי.

היקף היישום

יעדי העיבוד שונים בענפים גדולים ובמשקים פרטיים.

לבית פרטי

במשקי בית פרטיים, ככלל, אין מספיק פסולת אורגנית בכדי לספק חימום לבניין מגורים. עם זאת, די בזבל של פרה אחת וכמה חזירים כדי להשיג דלק. לחימום מקומות בהם מחזיקים בעלי חיים ולהכנת מזון... מבערי אינפרא אדום לגז משמשים לבעירה.

המסה המותססת מופצת על פני הגן או החצר האחורית.

לחקלאות

יהיה מספיק גז בחווה לחימום כל החדרים עם דודי גזשהם בטוחים יותר מבערים ויכולים לעבוד מסביב לשעון.

עלות התקנות המפעל עם מחולל חשמל מתקרבת למיליון רובל, ולכן הם נרכשים לעיתים נדירות.

עיבוד זבל למסה מותססת מועיל לחקלאי, מכיוון שהוא מפחית את עלות מסירת הדשן שנוצר לשדות.

עבור המיזם

מפעלים חקלאיים גדולים מקבלים חומרי גלם למפעלי ביוגז כל השנה.

הביוגז שנוצר משמש לייצור חשמל ודלק לדודים. פסולת מגורענת ומופצת על אדמה חקלאית. חלק מהארגונים מייצרים דשנים נוזליים, הנמכרים במיכלים קטנים של 5 ליטר ומעלה.

במקביל לייצור הגז, פתרונות האחזקות החקלאיות פותרים את בעיית ניצול הזבל והשלל של העופות.

תחנת ביוגז DIY

עם חוסר ניסיון בבניית מערכות הנדסיות מורכבות, הם מנסים לדבוק בעקרון: ככל שהעיצוב פשוט יותר, כך הוא אמין ועמיד יותר... הוראות לייצור מפעל ביוגז DIY כוללות מספר שלבים:

• לְעַצֵב תוך התחשבות בכמות חומרי הגלם הזמינים ובתפוקה;
• בחירה ו הכנת האתר מיקום ציוד;
• רֵיק מכשירים, מכלולים, מכלולים;
• הַתקָנָה מכולות;
• חיבור ציוד עזר;
• התקנת צינור גז;
• הפעלה, התקנה והתאמה.

לאחר הפעלה מוצלחת, הליקויים שזוהו מתבטלים והמערכת מופעלת בעומס מלא.

לְעַצֵב

מפעלי ביוגז פשוטים תוצרת בית אינם נבדלים ביעילות גבוהה בשל העובדה שהתגובות במצב לא נכון.

על סמך זה, ההנחה היא כי מטר מעוקב אחד מיכל התסיסה פולט גז מספיק לחימום 10 מ"ר דיור... לפיכך, כדי לחמם בית כפרי בשטח של 50 מ"ר, תזדקק למיכל של 5 מ"ר.

העמסה ופריקה של חומרי גלם במתקנים ביתיים המיוצרים באותו זמן בערך פעם ב-15-25 יום, תלוי בצריכה. ייתכן שיידרשו עד 5 ימים להיכנס למצב ההפעלה.

בשלב זה הם מספקים חימום הבית בדרכים אחרות או בונים מאגר של 1-2 מ"ר.

מקום

מניחים למיכל התסיסה נבחרת על פי מספר תנאים:

• קלות אספקת חומרי גלם ופינוי פסולת;
• אחסון בטוח של חומרי גלם ופסולת הרחק מהדיור;
• עלויות מינימליות להקמת רשתות הנדסיות.

המיקום הנכון צריך להיות ממוקם בנוחות תוך התחשבות בתשתית האתר.

חומרים להכנת ביו-ריאקטור

הבסיס של תחנת ביו-גז במשקי בית פרטיים הוא בּוּנקֶר... משמש כמאגר:

• בונקר בטון או לבנים;
• מיכלים אטומים מפלסטיק ופיברגלס;
• שרוולי פוליאתילן, פוליפרופילן ופוליוויניל כלוריד;
• חביות פלדה, קוביות, עמודים.

דרישות הכור:

• אטימות;
• חזק מספיק בכדי לעמוד במשקל המצע הרטוב ולחץ הקרקע היעיל;
• קלות שירות;
• התנגדות לסביבות אגרסיביות.

לייצור מערכת אספקת חומרי הגלם, בחר צינורות פלסטיקהמשמשים לביוב. זה יותר משתלם לשימוש צינורות HDPE - הם מחוברים ללא שימוש בריתוך גז.

מערכת איסוף ופינוי גז

בנקודה הגבוהה ביותר של הופר התסיסה, הכינו צינור גומי לגז פליטה... במידת האפשר, הצינור מותקן באוויר, אך מוגן מפני השמש. ספק עלייה קטנה של 1-2%. במקרה זה, היציאה היא מקרר ועיבוי מים מתיישב על הקירות הפנימיים וזורם למיכל.

ענף המוביל למיכל אחסון הגז מחובר לצינור היציאה.

בתחנות קטנות מחזיקי אשפה עשויים סרט פולימרי מחוזק.

טיהור מזיהומים

להפעלת דודי מים חמים או כיריים, נדרש גז מטוהר.

בבית, ניקוי ולחות מתבצע על ידי העברת דלק מיכל עם חותם מים... דרך נוספת היא להשתמש בתים ממסנני מים ביתיים עם סיליקה ג'ל שנשפך לתוכם. הפילטר השני מלא בתיקי מתכת או מטליות כביסה - זו הגנה אמינה מפני עודף גופרית.

ציוד ערבוב

מערבבים חשמליים תוצרת מפעל עם תיבות הילוכים מורכבות משמשים לעיתים רחוקות במפעלי ביוגז עשה זאת בעצמך בשל מחירם הגבוה ועלויות החשמל.

אחרים חלים דרכים:

• ערבוב ביד;
• הפעלה תקופתית של משאבות צואה, שאיבת חלק הנוזל מלמטה אל פני השטח;
• השימוש במדחס, המשאב גז מתחת למכסה המאגר למצע, מזיז את השכבות התחתונות.

אין צורך לערבב מסביב לשעון; כדי להפוך את תהליך ההפעלה לאוטומטי, מחברים משאבות, מדחסים או מערבלים באמצעות טיימרים בעלי הספק מתאים.

חימום ובידוד תרמי

תגובת התסיסה מתרחשת באופן פעיל בטמפרטורות של 34 עד 43 מעלות צלזיוס. אף אחת מהשיטות המוכרות לייצור ביוגז לא תוכל לשמור על פרמטרים כאלה באופן עצמאי לאורך כל השנה. אפילו באזורים הדרומיים ביותר, חיצוניים חימום ובידוד איכותי.

שיטות שימור חום:

• העמקת הכור בקרקע עם בידוד קירות בו זמנית;
• בידוד הבונקר החיצוני בחומרים מודרניים - פוליסטירן, פוליסטירן מורחב, צמר אבן, קצף מוקצף.

לעיתים מותקן ציוד בבנייני חוץ או בביתנים המוצבים מעץ או פוליקרבונט סביב הכורים. החימום מתבצע על ידי גופי חימום חשמליים או שמפעילים דוד שצורך חלק מהגז המיוצר.

כאשר טמפרטורת המצע יורדת מתחת ל -30 מעלות צלזיוס, התסיסה יכולה להימשך עד 30 יום או להפסיק לחלוטין.

חישוב עלויות משוער

לפני שתמשיך בתכנון ההתקנה, יש לחשב היטב את כל העלויות הכרוכות בכך. במקרים מסוימים - אקלים קשה, מעט חומרי גלם זמינים - משתלם יותר לנטוש את הבנייה.

עלויות ייצור ביוגז

עלויות ייצור ביוגז מורכבות מ עלות הציוד, עלויות התקנה ותחזוקה... אם משתמשים בחומרי גלם קנויים, עלות המסירה נלקחת בחשבון.

ההתקנה עצמה נקנית תוצרת המפעל או עשה זאת בעצמך... מוצרים מיוצרים מותקנים, מוגדרים ומטופלים על ידי ארגונים מיוחדים. עבור דגמים מסוימים תצטרך לרכוש מתכלים - מפעילי תסיסה או חיידקים.

במהלך הפעולה העלויות מורכבות מ עלויות חשמל לערבוב המצע וחימום הכור.

עלות מפעל ביוגז מוכן וביתי

התעשייה מייצרת מפעלי ביוגז לחוות. נפח הכור הביולוגי משתנה מ 0.5 עד 30 מ"ר... מערכת שלמה עם מאגר פועל 1m³, למשל, BUG-M, המכיל את כל הרכיבים הדרושים, עולה בערך 180 אלף רובל... מתקנים לחוות עם עדרי בקר 12 ראשים או 1000 ציפורים יעלה 2 מיליון רובל.

מעטים ממשקי הבית שיכולים להרשות לעצמם לרכוש ציוד כזה, ולכן הם מעדיפים לבצע את ההתקנה בעצמם.

גנרטורים לבית יכול לעלות בסכום מ- 50 אלף רובל, המאפשר לך לחסוך משמעותית ברכישה שלך.