Πώς να λάβετε βιοαέριο από την κοπριά: μια επισκόπηση των βασικών αρχών και του σχεδιασμού μιας μονάδας παραγωγής

Ο μηχανισμός σχηματισμού αερίου από οργανικές πρώτες ύλες

Το βιοαέριο είναι μια άχρωμη και άοσμη πτητική ουσία που περιέχει έως και 70% μεθάνιο. Ως προς τους δείκτες ποιότητας του προσεγγίζει τον παραδοσιακό τύπο καυσίμου – φυσικό αέριο. Έχει καλή θερμογόνο δύναμη, 1 m3 βιοαερίου εκπέμπει τόση θερμότητα όση λαμβάνεται από την καύση ενάμισι κιλού άνθρακα.

Οφείλουμε το σχηματισμό βιοαερίου σε αναερόβια βακτήρια που εργάζονται ενεργά στην αποσύνθεση οργανικών πρώτων υλών, οι οποίες χρησιμοποιούνται ως κοπριά ζώων εκτροφής, περιττώματα πτηνών, απόβλητα οποιωνδήποτε φυτών.

Σε αυτοπαραγόμενο βιοαέριο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν περιττώματα πτηνών και απόβλητα μικρών και μεγάλων ζώων. Η πρώτη ύλη μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε καθαρή μορφή και σε μορφή μείγματος με τη συμπερίληψη χόρτου, φυλλώματος, παλιού χαρτιού

Για να ενεργοποιηθεί η διαδικασία, είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν ευνοϊκές συνθήκες για τη ζωτική δραστηριότητα των βακτηρίων. Θα πρέπει να είναι παρόμοια με εκείνα στα οποία αναπτύσσονται μικροοργανισμοί σε μια φυσική δεξαμενή - στο στομάχι των ζώων, όπου είναι ζεστό και δεν υπάρχει οξυγόνο.

Στην πραγματικότητα, αυτές είναι οι δύο βασικές συνθήκες που συμβάλλουν στη θαυματουργή μετατροπή της σάπιας μάζας κοπριάς σε καύσιμο φιλικό προς το περιβάλλον και πολύτιμα λιπάσματα.

Για να αποκτήσετε βιοαέριο, χρειάζεστε έναν σφραγισμένο αντιδραστήρα χωρίς πρόσβαση αέρα, όπου θα πραγματοποιηθεί η διαδικασία ζύμωσης κοπριάς και η αποσύνθεσή του σε συστατικά:

• μεθάνιο (έως 70%).
• διοξείδιο του άνθρακα (περίπου 30%).
• άλλες αέριες ουσίες (1-2%).

Τα αέρια που προκύπτουν ανεβαίνουν στην κορυφή της δεξαμενής, από όπου στη συνέχεια αντλούνται και το υπολειμματικό προϊόν καθιζάνει - ένα υψηλής ποιότητας οργανικό λίπασμα, το οποίο, ως αποτέλεσμα της επεξεργασίας, έχει διατηρήσει όλες τις πολύτιμες ουσίες στην κοπριά - άζωτο και φώσφορο, και έχει χάσει σημαντικό μέρος των παθογόνων μικροοργανισμών.

Ο αντιδραστήρας βιοαερίου πρέπει να έχει πλήρως σφραγισμένο σχεδιασμό, στον οποίο δεν υπάρχει οξυγόνο, διαφορετικά η διαδικασία αποσύνθεσης της κοπριάς θα είναι εξαιρετικά αργή

Η δεύτερη σημαντική προϋπόθεση για την αποτελεσματική αποσύνθεση της κοπριάς και το σχηματισμό βιοαερίου είναι η συμμόρφωση με το καθεστώς θερμοκρασίας. Τα βακτήρια που συμμετέχουν στη διαδικασία ενεργοποιούνται σε θερμοκρασία +30 βαθμών

Επιπλέον, η κοπριά περιέχει δύο τύπους βακτηρίων:

• μεσόφιλος.Η ζωτική τους δραστηριότητα εμφανίζεται σε θερμοκρασία +30 - +40 μοίρες.
• θερμόφιλος. Για την αναπαραγωγή τους, είναι απαραίτητο να τηρηθεί το καθεστώς θερμοκρασίας των +50 (+60) βαθμών.

Ο χρόνος επεξεργασίας των πρώτων υλών σε φυτά πρώτου τύπου εξαρτάται από τη σύνθεση του μείγματος και κυμαίνεται από 12 έως 30 ημέρες. Ταυτόχρονα, 1 λίτρο χρήσιμης περιοχής του αντιδραστήρα δίνει 2 λίτρα βιοκαυσίμου. Όταν χρησιμοποιούνται εγκαταστάσεις του δεύτερου τύπου, ο χρόνος για την παραγωγή του τελικού προϊόντος μειώνεται σε τρεις ημέρες και η ποσότητα βιοαερίου αυξάνεται στα 4,5 λίτρα.

Η απόδοση των θερμόφιλων φυτών είναι ορατή με γυμνό μάτι, ωστόσο, το κόστος της συντήρησής τους είναι πολύ υψηλό, επομένως, πριν επιλέξετε μία ή άλλη μέθοδο λήψης βιοαερίου, είναι απαραίτητο να υπολογίσετε προσεκτικά τα πάντα

Παρά το γεγονός ότι η απόδοση των θερμόφιλων εγκαταστάσεων είναι δέκα φορές υψηλότερη, χρησιμοποιούνται πολύ λιγότερο συχνά, καθώς η διατήρηση υψηλών θερμοκρασιών στον αντιδραστήρα συνδέεται με υψηλό κόστος.

Τα μεσόφιλα φυτά είναι φθηνότερα στη συντήρηση και τη συντήρηση, γι' αυτό και τα περισσότερα αγροκτήματα τα χρησιμοποιούν για την παραγωγή βιοαερίου.

Το βιοαέριο σύμφωνα με τα κριτήρια του ενεργειακού δυναμικού είναι ελαφρώς κατώτερο από το συνηθισμένο αέριο καύσιμο. Ωστόσο, περιέχει αναθυμιάσεις θειικού οξέος, η παρουσία των οποίων θα πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά την επιλογή υλικών για την κατασκευή της εγκατάστασης.

Οφέλη από τη χρήση της βιοτεχνολογίας

Η τεχνολογία για την απόκτηση βιοκαυσίμων από διάφορες φυσικές πηγές δεν είναι νέα. Η έρευνα στον τομέα αυτό ξεκίνησε στα τέλη του 18ου αιώνα και αναπτύχθηκε με επιτυχία τον 19ο αιώνα. Στη Σοβιετική Ένωση, το πρώτο εργοστάσιο βιοενέργειας δημιουργήθηκε τη δεκαετία του σαράντα του περασμένου αιώνα.

Οι βιοτεχνολογίες έχουν χρησιμοποιηθεί από καιρό σε πολλές χώρες, αλλά σήμερα έχουν ιδιαίτερη σημασία.Λόγω της επιδείνωσης της περιβαλλοντικής κατάστασης στον πλανήτη και του υψηλού κόστους ενέργειας, πολλοί στρέφουν τα μάτια τους προς εναλλακτικές πηγές ενέργειας και θερμότητας.

Φυσικά, η κοπριά είναι ένα πολύτιμο λίπασμα και αν υπάρχουν δύο αγελάδες στο αγρόκτημα, τότε δεν υπάρχουν προβλήματα με τη χρήση της. Ένα άλλο πράγμα είναι όταν πρόκειται για εκμεταλλεύσεις με μεγάλη και μεσαία κτηνοτροφία, όπου σχηματίζονται τόνοι βλαβερού και σάπιου βιολογικού υλικού ετησίως.

Προκειμένου η κοπριά να μετατραπεί σε λίπασμα υψηλής ποιότητας, απαιτούνται περιοχές με ένα συγκεκριμένο καθεστώς θερμοκρασίας και αυτό είναι επιπλέον κόστος. Ως εκ τούτου, πολλοί αγρότες το αποθηκεύουν όπου χρειάζεται και στη συνέχεια το μεταφέρουν στα χωράφια.

Εάν δεν τηρούνται οι συνθήκες αποθήκευσης, έως και το 40% του αζώτου και το κύριο μέρος του φωσφόρου εξατμίζεται από την κοπριά, γεγονός που επιδεινώνει σημαντικά τους δείκτες ποιότητας. Επιπλέον, στην ατμόσφαιρα απελευθερώνεται αέριο μεθάνιο, το οποίο έχει αρνητικό αντίκτυπο στην οικολογική κατάσταση του πλανήτη.

Οι σύγχρονες βιοτεχνολογίες επιτρέπουν όχι μόνο την εξουδετέρωση των βλαβερών επιπτώσεων του μεθανίου στο περιβάλλον, αλλά και την ωφέλεια του ανθρώπου, αποκομίζοντας παράλληλα σημαντικά οικονομικά οφέλη. Ως αποτέλεσμα της επεξεργασίας της κοπριάς, σχηματίζεται βιοαέριο, από το οποίο μπορούν στη συνέχεια να ληφθούν χιλιάδες kW ενέργειας και τα απόβλητα παραγωγής είναι ένα πολύτιμο αναερόβιο λίπασμα.

Συλλογή εικόνωνΦωτογραφία από Η οργάνωση ενός συστήματος παραγωγής βιοαερίου είναι οικονομικά βιώσιμη για τις φάρμες. Εάν μόνο δύο αγελάδες παρέχουν πρώτες ύλες, είναι καλύτερα να το χρησιμοποιήσετε ως λίπασμα.Το αέριο που λαμβάνεται από την επεξεργασία της κοπριάς θα παρέχει θερμότητα και ενέργεια.Μετά τον καθαρισμό, μπορεί να τροφοδοτηθεί στη σόμπα και στο λέβητα, να αντληθεί στον κύλινδρο, που χρησιμοποιείται από την ηλεκτρική γεννήτρια.Δομικά, η απλούστερη μονάδα επεξεργασίας είναι εύκολο να κατασκευαστεί με τα χέρια σας. Το κύριο όργανό του είναι ένας βιοαντιδραστήρας, ο οποίος πρέπει να είναι καλά υδρο- και θερμομονωμένος.Για όσους επιθυμούν να μειώσουν τον χρόνο κατασκευής του συστήματος, είναι κατάλληλο ένα εργοστασιακό πλαστικό δοχείο. Κατά τη χρήση του ισχύουν παρόμοιες αρχές κατασκευής και απομόνωσης Τα αγροκτήματα είναι οι κύριοι προμηθευτές πρώτων υλών για την παραγωγή βιοαερίου Απόκτηση και χρήση αερίων βιοκαυσίμων Φτιάξτο μόνος σου Κατασκευή μονάδας επεξεργασίας Έτοιμο πλαστικό δοχείο σε συσκευή βιοαντιδραστήρα

2 Βιοαντιδραστήρας επεξεργασίας οργανικών αποβλήτων

Ένας βιοαντιδραστήρας χρησιμοποιείται για τη διάθεση βιολογικών αποβλήτων με την παραγωγή οργανικών λιπασμάτων και, ταυτόχρονα, βιοαερίου. Η εγκατάσταση BUG, ​​η οποία έχει αρκετές τροποποιήσεις, έχει γίνει ευρέως διαδεδομένη. Διαφέρουν στις επιδόσεις τους.

Μια τυπική μονάδα βιοαερίου περιλαμβάνει τον ακόλουθο εξοπλισμό για την επεξεργασία κοπριάς και άλλων οργανικών αποβλήτων:

• δοχείο για ομογενοποίηση?
• φορτωτές υγρών και στερεών πρώτων υλών.
• σύστημα ασφαλείας;
• όργανα και αυτοματισμός με οπτικοποίηση.
• βιοαντιδραστήρα με βάση αερίου.
• αναμικτήρες και διαχωριστές?
• αντλιοστάσιο;
• συστήματα θέρμανσης και ανάμειξης νερού.
• σύστημα αερίου.

2.1 Διεργασίες που συμβαίνουν στον βιοαντιδραστήρα

Ο βιοαντιδραστήρας αποτελείται από τρία χωρισμένα τμήματα:

Εγκαταστάσεις βιοαερίου

• μπότα;
• εργαζόμενος;
• εκφόρτωση.

Το τμήμα της εσωτερικής επιφάνειας του αντιδραστήρα δεν είναι λείο, αλλά είναι κατασκευασμένο με τη μορφή σωληνοειδούς δοχείου. Αυτό συμβάλλει στην επιτάχυνση και την πληρέστερη ροή της διαδικασίας επεξεργασίας. Από το τμήμα υποδοχής, το υπόστρωμα που επεξεργάζεται σε ομοιογενή βιομάζα και αναμιγνύεται με νερό μέσω της τεχνολογικής καταπακτής εισέρχεται στον βιοαντιδραστήρα.

Το άνω μεσαίο τμήμα του τμήματος εργασίας είναι επίσης εξοπλισμένο με σφραγισμένη καταπακτή, στην οποία υπάρχουν συσκευές για την παρακολούθηση του επιπέδου βιομάζας, τη δειγματοληψία βιοαερίου και την πίεση της. Όταν η πίεση στο εσωτερικό του αντιδραστήρα αυξάνεται, ο συμπιεστής ενεργοποιείται αυτόματα, γεγονός που αποτρέπει το σκάσιμο της δεξαμενής. Ο συμπιεστής αντλεί το βιοαέριο από τον αντιδραστήρα στη θήκη αερίου. Στον βιοαντιδραστήρα είναι εγκατεστημένο ένα θερμαντικό στοιχείο, το οποίο διατηρεί την απαραίτητη θερμοκρασία για τη ζύμωση της βιομάζας.

Στο τμήμα εργασίας του αντιδραστήρα, η θερμοκρασία είναι πάντα υψηλότερη από ό,τι στα άλλα δύο τμήματα. Αυτό εξασφαλίζει την πληρότητα του κύκλου της χημικής διαδικασίας και αυξάνει την παραγωγικότητα. Σε αυτό το τμήμα του αντιδραστήρα, η βιομάζα αναμειγνύεται συνεχώς, γεγονός που εμποδίζει το σχηματισμό μιας πλωτής κρούστας που εμποδίζει τη διαφυγή του βιοαερίου.

Το πλήρως επεξεργασμένο υπόστρωμα εισέρχεται στο τμήμα εκφόρτωσης του βιοαντιδραστήρα. Εδώ γίνεται ο τελικός διαχωρισμός των υπολειμμάτων αερίων και των υγρών λιπασμάτων.

Οι εγκαταστάσεις επεξεργασίας κοπριάς, περιττωμάτων πτηνών και άλλων οργανικών απορριμμάτων κάθε είδους δράσης είναι ευρέως σε ζήτηση και χρησιμοποιούνται στη γεωργία. Οι μονάδες βιοαερίου χρησιμοποιούνται σε αστικές επιχειρήσεις κοινής ωφέλειας για τη διάθεση οργανικών αποβλήτων και την παραγωγή βιοαερίου για θερμική ενέργεια.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της βιολογικής μεθόδου

Ο σχεδιασμός των μονάδων βιοαερίου είναι ένα υπεύθυνο στάδιο, επομένως, πριν λάβετε μια τελική απόφαση, είναι καλύτερο να σταθμίσετε τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα αυτής της μεθόδου.

Τα πλεονεκτήματα μιας τέτοιας παραγωγής περιλαμβάνουν:

1. Ορθολογική αξιοποίηση οργανικών απορριμμάτων. Χάρη στην εγκατάσταση, είναι δυνατό να τεθεί σε εφαρμογή κάτι που διαφορετικά θα ήταν απλώς σκουπίδια που μολύνουν το περιβάλλον.
2. Ανεξάντλητο πρώτων υλών. Το φυσικό αέριο και ο άνθρακας αργά ή γρήγορα θα τελειώσουν, αλλά για όσους έχουν τη δική τους οικονομία, θα εμφανίζονται συνεχώς τα απαραίτητα απόβλητα.
3. Μικρή ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα. Απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα όταν χρησιμοποιείται βιοαέριο, αλλά το διοξείδιο του άνθρακα δεν μπορεί να επηρεάσει αρνητικά την οικολογική κατάσταση.
4. Αδιάλειπτη και αποτελεσματική λειτουργία μονάδων βιοαερίου. Σε αντίθεση με τους ηλιακούς συλλέκτες ή τους ανεμόμυλους, η παραγωγή βιοαερίου δεν εξαρτάται από τις εξωτερικές συνθήκες.
5. Μειωμένος κίνδυνος μέσω της χρήσης πολλαπλών εγκαταστάσεων. Οι μεγάλοι βιοαντιδραστήρες είναι πάντα μια μεγάλη απειλή, αλλά μπορούν να εξαλειφθούν δημιουργώντας ένα σύστημα πολλών ζυμωτηρίων.
6. Απόκτηση λιπάσματος υψηλής ποιότητας.
7. Μικρή εξοικονόμηση ενέργειας.

Ένα άλλο πλεονέκτημα είναι το πιθανό όφελος για την κατάσταση του εδάφους. Ορισμένα φυτά φυτεύονται στην τοποθεσία ειδικά για βιομάζα. Σε αυτή την περίπτωση, μπορείτε να επιλέξετε αυτά που μπορούν να βελτιώσουν την ποιότητα του εδάφους. Ένα παράδειγμα είναι το σόργο, το οποίο μειώνει τη διάβρωση του.

Κάθε τύπος εναλλακτικών πηγών έχει τα μειονεκτήματά του. Οι μονάδες βιοαερίου δεν αποτελούν εξαίρεση. Το μειονέκτημα είναι:

• αυξημένος κίνδυνος εξοπλισμού.
• το ενεργειακό κόστος που απαιτείται για την επεξεργασία των πρώτων υλών·
• αμελητέα παραγωγή βιοαερίου λόγω του μικρού όγκου των οικιακών συστημάτων.

Το πιο δύσκολο πράγμα είναι να φτιάξεις μια μονάδα βιοαερίου σχεδιασμένη για το πιο αποτελεσματικό, θερμόφιλο καθεστώς. Το κόστος σε αυτή την περίπτωση υπόσχεται να είναι σοβαρό.Αυτός ο σχεδιασμός μονάδων βιοαερίου είναι καλύτερο να αφεθεί σε έναν επαγγελματία.

Συλλογή και διάθεση βιοαερίου

Η απομάκρυνση του βιοαερίου από τον αντιδραστήρα πραγματοποιείται μέσω ενός σωλήνα, το ένα άκρο του οποίου βρίσκεται κάτω από την οροφή, το άλλο συνήθως χαμηλώνει σε μια στεγανοποίηση νερού. Αυτό είναι ένα δοχείο με νερό στο οποίο απορρίπτεται το βιοαέριο που προκύπτει. Υπάρχει ένας δεύτερος σωλήνας στη σφράγιση νερού - βρίσκεται πάνω από τη στάθμη του υγρού. Περισσότερο καθαρό βιοαέριο βγαίνει σε αυτό. Μια βαλβίδα διακοπής αερίου είναι εγκατεστημένη στην έξοδο του βιοαντιδραστήρα τους. Η καλύτερη επιλογή είναι η μπάλα.

Ποια υλικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για το σύστημα μεταφοράς αερίου; Γαλβανισμένοι μεταλλικοί σωλήνες και σωλήνες αερίου από HDPE ή PPR. Πρέπει να διασφαλίζουν ότι η στεγανότητα, οι ραφές και οι αρμοί ελέγχονται με σαπουνάδα. Ολόκληρος ο αγωγός συναρμολογείται από σωλήνες και εξαρτήματα της ίδιας διαμέτρου. Χωρίς συστολές ή διαστολές.

Καθαρισμός ακαθαρσιών

Η κατά προσέγγιση σύνθεση του βιοαερίου που προκύπτει είναι η εξής:

Κατά προσέγγιση σύνθεση βιοαερίου

• μεθάνιο - έως και 60%.
• διοξείδιο του άνθρακα - 35%;
• άλλες αέριες ουσίες (συμπεριλαμβανομένου του υδρόθειου, που δίνει στο αέριο μια δυσάρεστη οσμή) - 5%.

Προκειμένου το βιοαέριο να μην έχει μυρωδιά και να καίγεται καλά, είναι απαραίτητο να αφαιρέσετε το διοξείδιο του άνθρακα, το υδρόθειο και τους υδρατμούς από αυτό. Το διοξείδιο του άνθρακα αφαιρείται σε στεγανοποίηση νερού εάν προστεθεί σβησμένος ασβέστης στο κάτω μέρος της εγκατάστασης. Ένας τέτοιος σελιδοδείκτης θα πρέπει να αλλάζει περιοδικά (καθώς το αέριο αρχίζει να καίγεται χειρότερα, ήρθε η ώρα να τον αλλάξετε).

Η αφυδάτωση του αερίου μπορεί να γίνει με δύο τρόπους - με την κατασκευή υδραυλικών στεγανοποιήσεων στον αγωγό αερίου - με την εισαγωγή καμπύλων τμημάτων κάτω από τις υδραυλικές στεγανοποιήσεις στον σωλήνα, μέσα στα οποία θα συσσωρευτεί συμπύκνωμα. Το μειονέκτημα αυτής της μεθόδου είναι η ανάγκη για τακτικό άδειασμα της σφράγισης νερού - με μεγάλη ποσότητα νερού που συλλέγεται, μπορεί να εμποδίσει τη διέλευση αερίου.

Ο δεύτερος τρόπος είναι να βάλετε ένα φίλτρο με silica gel. Η αρχή είναι η ίδια όπως και στη σφράγιση νερού - το αέριο τροφοδοτείται στο σιλικαζέλ, στεγνώνει κάτω από το κάλυμμα. Με αυτή τη μέθοδο ξήρανσης βιοαερίου, η γέλη πυριτίου πρέπει να στεγνώνεται περιοδικά. Για να γίνει αυτό, πρέπει να ζεσταθεί για κάποιο χρονικό διάστημα στο φούρνο μικροκυμάτων. Θερμαίνεται, η υγρασία εξατμίζεται. Μπορείτε να αποκοιμηθείτε και να το χρησιμοποιήσετε ξανά.

Φίλτρο καθαρισμού βιοαερίου από υδρόθειο

Για την απομάκρυνση του υδρόθειου, χρησιμοποιείται ένα φίλτρο φορτωμένο με μεταλλικά ρινίσματα. Μπορείτε να τοποθετήσετε παλιές μεταλλικές πετσέτες στο δοχείο. Ο καθαρισμός γίνεται με τον ίδιο ακριβώς τρόπο: αέριο τροφοδοτείται στο κάτω μέρος του δοχείου που είναι γεμάτο με μέταλλο. Περνώντας, καθαρίζεται από υδρόθειο, συγκεντρώνεται στο πάνω ελεύθερο μέρος του φίλτρου, από όπου εκκενώνεται μέσω άλλου σωλήνα/λάστιχου.

Υποδοχή αερίου και συμπιεστής

Το καθαρισμένο βιοαέριο εισέρχεται στη δεξαμενή αποθήκευσης - δεξαμενή αερίου. Μπορεί να είναι μια σφραγισμένη πλαστική σακούλα, ένα πλαστικό δοχείο. Η κύρια προϋπόθεση είναι η αεροστεγανότητα, το σχήμα και το υλικό δεν έχουν σημασία. Το βιοαέριο αποθηκεύεται στη δεξαμενή αερίου. Από αυτό, με τη βοήθεια ενός συμπιεστή, αέριο υπό μια ορισμένη πίεση (ρυθμισμένη από τον συμπιεστή) παρέχεται ήδη στον καταναλωτή - σε σόμπα αερίου ή λέβητα. Αυτό το αέριο μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας χρησιμοποιώντας μια γεννήτρια.

Μία από τις επιλογές για δεξαμενές αερίου

Για να δημιουργήσετε μια σταθερή πίεση στο σύστημα μετά τον συμπιεστή, είναι επιθυμητό να εγκαταστήσετε έναν δέκτη - μια μικρή συσκευή για την εξομάλυνση των υπερτάσεων πίεσης.

Τι είναι το βιοαέριο

Το βιοαέριο είναι μια άχρωμη και άοσμη πτητική ουσία που περιέχει έως και 70% μεθάνιο. Ως προς τους δείκτες ποιότητας του προσεγγίζει τον παραδοσιακό τύπο καυσίμου – φυσικό αέριο. Έχει καλή θερμογόνο δύναμη, 1 m3 βιοαερίου εκπέμπει τόση θερμότητα όση λαμβάνεται από την καύση ενάμισι κιλού άνθρακα.

Οφείλουμε το σχηματισμό βιοαερίου σε αναερόβια βακτήρια που εργάζονται ενεργά στην αποσύνθεση οργανικών πρώτων υλών, οι οποίες χρησιμοποιούνται ως κοπριά ζώων εκτροφής, περιττώματα πτηνών, απόβλητα οποιωνδήποτε φυτών.

Σε αυτοπαραγόμενο βιοαέριο, μπορούν να χρησιμοποιηθούν περιττώματα πτηνών και απόβλητα μικρών και μεγάλων ζώων. Η πρώτη ύλη μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε καθαρή μορφή και σε μορφή μείγματος με τη συμπερίληψη χόρτου, φυλλώματος, παλιού χαρτιού

Για να ενεργοποιηθεί η διαδικασία, είναι απαραίτητο να δημιουργηθούν ευνοϊκές συνθήκες για τη ζωτική δραστηριότητα των βακτηρίων. Θα πρέπει να είναι παρόμοια με εκείνα στα οποία αναπτύσσονται μικροοργανισμοί σε μια φυσική δεξαμενή - στο στομάχι των ζώων, όπου είναι ζεστό και δεν υπάρχει οξυγόνο. Στην πραγματικότητα, αυτές είναι οι δύο βασικές συνθήκες που συμβάλλουν στη θαυματουργή μετατροπή της σάπιας μάζας κοπριάς σε καύσιμο φιλικό προς το περιβάλλον και πολύτιμα λιπάσματα.

Γενικές πληροφορίες για το βιοαέριο

Προερχόμενο από διάφορες κοπριά και περιττώματα πτηνών, το οικιακό βιοαέριο αποτελείται κυρίως από μεθάνιο. Εκεί είναι από 50 έως 80%, ανάλογα με το ποια απόβλητα χρησιμοποιήθηκαν για την παραγωγή. Το ίδιο μεθάνιο που καίει στις σόμπες και τους λέβητες μας και για το οποίο μερικές φορές πληρώνουμε πολλά χρήματα σύμφωνα με τις ενδείξεις του μετρητή.

Για να δώσουμε μια ιδέα της ποσότητας καυσίμου που μπορεί θεωρητικά να ληφθεί με τη διατήρηση ζώων στο σπίτι ή στη χώρα, παρουσιάζουμε έναν πίνακα με δεδομένα σχετικά με την απόδοση βιοαερίου και την περιεκτικότητα σε καθαρό μεθάνιο σε αυτό:

Οι υπόλοιπες ουσίες (25-45%) που συνθέτουν το οικιακό βιοαέριο είναι το διοξείδιο του άνθρακα (έως 43%) και το υδρόθειο (1%). Επίσης στη σύνθεση του καυσίμου υπάρχει άζωτο, αμμωνία και οξυγόνο, αλλά σε μικρές ποσότητες. Παρεμπιπτόντως, χάρη στην απελευθέρωση υδρόθειου και αμμωνίας η κοπριά εκπέμπει μια τόσο οικεία «ευχάριστη» μυρωδιά. Όσον αφορά το ενεργειακό περιεχόμενο, 1 m3 μεθανίου μπορεί θεωρητικά να απελευθερώσει έως και 25 MJ (6,95 kW) θερμικής ενέργειας κατά την καύση. Η ειδική θερμότητα της καύσης του βιοαερίου εξαρτάται από την αναλογία μεθανίου στη σύνθεσή του.

Από τη φύση του είναι διατεταγμένο με τέτοιο τρόπο ώστε το βιοαέριο από την κοπριά να σχηματίζεται αυθόρμητα και ανεξάρτητα από το αν θέλουμε να το λάβουμε ή όχι. Ο σωρός της κοπριάς σαπίζει μέσα σε ένα χρόνο - ενάμιση χρόνο, μόνο που βρίσκεται στο ύπαιθρο και ακόμη και σε θερμοκρασίες κάτω από το μηδέν. Όλο αυτό το διάστημα εκπέμπει βιοαέριο, αλλά μόνο σε μικρές ποσότητες, αφού η διαδικασία παρατείνεται χρονικά. Ο λόγος είναι εκατοντάδες είδη μικροοργανισμών που βρίσκονται στα περιττώματα των ζώων. Δηλαδή, δεν χρειάζεται τίποτα για να ξεκινήσει το αέριο, θα συμβεί από μόνο του. Αλλά για να βελτιστοποιηθεί η διαδικασία και να επιταχυνθεί, θα χρειαστεί ειδικός εξοπλισμός, ο οποίος θα συζητηθεί αργότερα.

Βίντεο σχετικά με τη λήψη βιοαερίου από κοπριά

Πώς εξελίσσεται η κατασκευή ενός υπόγειου αντιδραστήρα, μπορείτε να δείτε στο βίντεο:

Μια εγκατάσταση παραγωγής βιοαερίου από κοπριά θα εξοικονομήσει σημαντικά την πληρωμή για θερμότητα και ηλεκτρισμό και θα χρησιμοποιήσει οργανικό υλικό, το οποίο είναι διαθέσιμο σε αφθονία σε κάθε αγρόκτημα, για καλό σκοπό. Πριν ξεκινήσετε την κατασκευή, όλα πρέπει να υπολογιστούν και να προετοιμαστούν προσεκτικά.

Ο απλούστερος αντιδραστήρας μπορεί να κατασκευαστεί σε λίγες μέρες με τα χέρια σας, χρησιμοποιώντας διαθέσιμα εργαλεία. Εάν το αγρόκτημα είναι μεγάλο, τότε είναι καλύτερο να αγοράσετε μια έτοιμη εγκατάσταση ή να επικοινωνήσετε με ειδικούς.

Επιλογές για εγκαταστάσεις βιοκαυσίμων

Αφού πραγματοποιήσετε τους υπολογισμούς, είναι απαραίτητο να αποφασίσετε πώς θα κάνετε μια εγκατάσταση προκειμένου να λάβετε βιοαέριο σύμφωνα με τις ανάγκες της φάρμας σας. Εάν το ζωικό κεφάλαιο είναι μικρό, τότε είναι κατάλληλη η απλούστερη επιλογή, η οποία είναι εύκολο να γίνει από αυτοσχέδια μέσα με τα χέρια σας.

Για μεγάλες εκμεταλλεύσεις που έχουν σταθερή πηγή μεγάλης ποσότητας πρώτων υλών, συνιστάται η κατασκευή ενός βιομηχανικού αυτοματοποιημένου συστήματος βιοαερίου. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι απίθανο να είναι δυνατό να γίνει χωρίς τη συμμετοχή ειδικών που θα αναπτύξουν το έργο και θα τοποθετήσουν την εγκατάσταση σε επαγγελματικό επίπεδο.

Σήμερα, υπάρχουν δεκάδες εταιρείες που μπορούν να προσφέρουν πολλές επιλογές: από έτοιμες λύσεις μέχρι την ανάπτυξη ενός μεμονωμένου έργου. Για να μειώσετε το κόστος κατασκευής, μπορείτε να συνεργαστείτε με γειτονικές φάρμες (εάν υπάρχουν εκεί κοντά) και να κατασκευάσετε μια μονάδα για όλη την παραγωγή βιοαερίου.

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι για την κατασκευή έστω και μικρής εγκατάστασης, είναι απαραίτητο να συνταχθούν τα σχετικά έγγραφα, να γίνει ένα τεχνολογικό σχέδιο, ένα σχέδιο για την τοποθέτηση εξοπλισμού και εξαερισμού (εάν ο εξοπλισμός είναι εγκατεστημένος σε εσωτερικούς χώρους), διαδικασίες συντονισμού με την SES, επιθεώρηση πυρκαγιάς και αερίου.

Μια μίνι μονάδα παραγωγής φυσικού αερίου για την κάλυψη των αναγκών ενός μικρού ιδιωτικού νοικοκυριού μπορεί να κατασκευαστεί με τα χέρια σας, εστιάζοντας στο σχεδιασμό και τις ιδιαιτερότητες της εγκατάστασης εγκαταστάσεων που παράγονται σε βιομηχανική κλίμακα.

Ανεξάρτητοι τεχνίτες που αποφασίζουν να ξεκινήσουν την κατασκευή της δικής τους εγκατάστασης πρέπει να εφοδιαστούν με δεξαμενή νερού, πλαστικούς σωλήνες νερού ή αποχέτευσης, γωνιακές στροφές, σφραγίδες και έναν κύλινδρο για την αποθήκευση του αερίου που λαμβάνεται στην εγκατάσταση.

Συλλογή εικόνωνΦωτογραφία από Το κύριο στοιχείο της μελλοντικής εγκατάστασης είναι μια πλαστική δεξαμενή με καλά γειωμένο καπάκι. Στη φωτογραφία υπάρχει χωρητικότητα 700 λίτρων, πρέπει να προετοιμαστεί για εργασία: σημειώστε και τραβήξτε τρύπες για την είσοδο σωλήνων Θα απαιτηθούν σωλήνες PVC για να εισέλθουν στη δεξαμενή, προσαρμογέας ως χοάνη, πλαστικές γωνίες, σωλήνας για την παροχή νερού στη δεξαμενή, κόλλα, εξάρτημα για τη στερέωσή της σε αυτήν είναι πιο βολικό να περιγράψετε το περίγραμμα των οπών χρησιμοποιώντας έναν σωλήνα που θα εισαχθεί σε αυτό. Η οπή πρέπει να κόβεται με τη μέγιστη προσοχή.Οι σωλήνες εισάγονται προσεκτικά στις κομμένες τρύπες. Δεν πρέπει να καταστραφούν από γρέζια που προκύπτουν από τη διαδικασία κοπής. Η διασταύρωση γεμίζεται με κόλλα και στεγανωτικό. Ο σωλήνας που προορίζεται για τη φόρτωση πρώτων υλών για επεξεργασία τοποθετείται έτσι ώστε να παραμένουν 2–5 cm μεταξύ του πυθμένα του δοχείου και της κάτω άκρης του. Ο προσαρμογέας χρησιμοποιείται ως χοάνη για τη φόρτωση πρώτων υλών. επειδή.η μονάδα που κατασκευάζεται έχει σχεδιαστεί για την επεξεργασία υπολειμμάτων τροφίμων. Για τη φόρτωση της κοπριάς χρειάζονται μεγαλύτερο χωνί και σωλήνες.Ομοίως σχηματίζεται οπή και τοποθετείται οριζόντιος σωλήνας εξαγωγής. Η άκρη του σωλήνα που εισάγεται στη δεξαμενή είναι εξοπλισμένη με μια γωνία. Μια τρύπα κόβεται στο καπάκι στο οποίο είναι εγκατεστημένος ένας εύκαμπτος σωλήνας για την παροχή του νερού που απαιτείται για την επεξεργασία. Βήμα 1: Σπιτική μίνι μονάδα βιοαερίου Βήμα 2: Σύνδεση εξαρτημάτων για φορητό εγκατάσταση σωλήνων PVC στην οπή που κόπηκαν στη δεξαμενή Βήμα 5: Κανόνες για την εγκατάσταση του σωλήνα φόρτωσης πρώτων υλών Βήμα 6: Εγκατάσταση του προσαρμογέα ως χοάνη στον σωλήνα Βήμα 7: Εγκατάσταση και στερέωση του σωλήνα εξόδου της μονάδας

Κατασκευή τυπικής μονάδας βιοαερίου

Η μονάδα αποτελείται από πολλές τεχνολογικές μονάδες.

Αντιδραστήρας

Αντιπροσωπεύει την ενσωματωμένη χωρητικότητα οπλισμένου σκυροδέματος με επένδυση με θερμομόνωση με πολλά τεχνολογικά ανοίγματα. Ο αντιδραστήρας πρέπει να είναι ερμητικά σφραγισμένος για να αποτρέπεται η είσοδος αέρα στο εσωτερικό του.

Σύστημα Τροφοδοσίας Βιομάζας

Για τη φόρτωση πρώτων υλών, το εργοστάσιο είναι εξοπλισμένο με αποθήκη. Τα απόβλητα τροφοδοτούνται εδώ με το χέρι ή με τη βοήθεια ενός μεταφορέα.

Επίσης, ένας σωλήνας με ζεστό νερό τροφοδοτείται στον αντιδραστήρα.

Αναδευτήρες

Οι λεπίδες ανάμειξης είναι τοποθετημένες σε έναν κατακόρυφο άξονα, το στέλεχος του οποίου βγαίνει μέσα από μια σφραγισμένη οπή στο καπάκι του αντιδραστήρα.

Η συσκευή κινείται από έναν ηλεκτρικό κινητήρα μέσω ενός μειωτήρα ταχυτήτων.

Ο κινητήρας μπορεί να ενεργοποιηθεί χειροκίνητα ή αυτόματα.

Αυτοματοποιημένο σύστημα θέρμανσης

Η θέρμανση εγκαθίσταται στο κάτω μέρος του αντιδραστήρα. Ο φορέας θερμότητας μπορεί να είναι νερό ή ηλεκτρισμός. Τα στοιχεία θέρμανσης ενεργοποιούνται από έναν θερμοστάτη που έχει ρυθμιστεί σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία.

Διαχωριστής

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το βιοαέριο είναι ένα μείγμα από διάφορα αέρια. Ο διαχωριστής σάς επιτρέπει να διαχωρίζετε το μεθάνιο από τις ακαθαρσίες για μετέπειτα παροχή στον καταναλωτή.

Γενικές αρχές

Το βιοαέριο είναι ένα προϊόν που λαμβάνεται από την αποσύνθεση οργανικής ύλης. Στη διαδικασία της αποσύνθεσης / ζύμωσης απελευθερώνονται αέρια, με τη συλλογή των οποίων μπορείτε να καλύψετε τις ανάγκες του δικού σας νοικοκυριού. Ο εξοπλισμός στον οποίο λαμβάνει χώρα αυτή η διαδικασία ονομάζεται «μονάδα βιοαερίου».

Σε ορισμένες περιπτώσεις, η παραγωγή αερίου είναι υπερβολική, στη συνέχεια αποθηκεύεται σε δεξαμενές αερίου - για χρήση κατά την περίοδο της ανεπαρκούς ποσότητας του. Με σωστή οργάνωση της διαδικασίας αερίου, μπορεί να υπάρχει πάρα πολύ αέριο, τότε το πλεόνασμα του μπορεί να πωληθεί. Μια άλλη πηγή εισοδήματος είναι τα υπολείμματα που έχουν υποστεί ζύμωση. Αυτό είναι ένα εξαιρετικά αποτελεσματικό και ασφαλές λίπασμα - κατά τη διαδικασία της ζύμωσης, οι περισσότεροι μικροοργανισμοί πεθαίνουν, οι σπόροι των φυτών χάνουν την ικανότητα βλάστησής τους, τα αυγά των παρασίτων γίνονται μη βιώσιμα. Η εξαγωγή τέτοιων λιπασμάτων στα χωράφια έχει θετική επίδραση στην παραγωγικότητα.

Προϋποθέσεις παραγωγής αερίου

Η διαδικασία σχηματισμού βιοαερίου συμβαίνει λόγω της ζωτικής δραστηριότητας διαφόρων ειδών βακτηρίων που περιέχονται στα ίδια τα απόβλητα. Αλλά για να «δουλέψουν» ενεργά, πρέπει να δημιουργήσουν ορισμένες συνθήκες: υγρασία και θερμοκρασία. Για τη δημιουργία τους κατασκευάζεται μονάδα βιοαερίου. Αυτό είναι ένα σύμπλεγμα συσκευών, η βάση του οποίου είναι ένας βιοαντιδραστήρας, στον οποίο συμβαίνει η αποσύνθεση των αποβλήτων, η οποία συνοδεύεται από σχηματισμό αερίου.

Οργάνωση του κύκλου επεξεργασίας κοπριάς και φυτικών αποβλήτων σε βιοαέριο

Υπάρχουν τρεις τρόποι επεξεργασίας της κοπριάς σε βιοαέριο:

• Ψυχοφιλικός τρόπος. Η θερμοκρασία στη μονάδα βιοαερίου είναι από +5°C έως +20°C. Κάτω από τέτοιες συνθήκες, η διαδικασία αποσύνθεσης είναι αργή, σχηματίζεται πολύ αέριο, η ποιότητά του είναι χαμηλή.
• Μεσόφιλος. Η μονάδα εισέρχεται σε αυτή τη λειτουργία σε θερμοκρασίες από +30°C έως +40°C. Σε αυτή την περίπτωση, τα μεσόφιλα βακτήρια πολλαπλασιάζονται ενεργά. Σε αυτή την περίπτωση, σχηματίζεται περισσότερο αέριο, η διαδικασία επεξεργασίας διαρκεί λιγότερο χρόνο - από 10 έως 20 ημέρες.
• Θερμοφιλικό. Αυτά τα βακτήρια πολλαπλασιάζονται σε θερμοκρασίες άνω των +50°C. Η διαδικασία είναι η ταχύτερη (3-5 ημέρες), η απόδοση αερίου είναι η μεγαλύτερη (υπό ιδανικές συνθήκες, μπορούν να ληφθούν έως και 4,5 λίτρα αερίου από 1 κιλό παράδοσης). Οι περισσότεροι πίνακες αναφοράς για την απόδοση αερίου από την επεξεργασία δίνονται ειδικά για αυτόν τον τρόπο λειτουργίας, επομένως όταν χρησιμοποιείτε άλλους τρόπους λειτουργίας, αξίζει να κάνετε μια προσαρμογή προς τα κάτω.

Το πιο δύσκολο πράγμα στις μονάδες βιοαερίου είναι το θερμόφιλο καθεστώς. Αυτό απαιτεί θερμομόνωση υψηλής ποιότητας μιας μονάδας βιοαερίου, θέρμανση και σύστημα ελέγχου θερμοκρασίας. Αλλά στην έξοδο παίρνουμε τη μέγιστη ποσότητα βιοαερίου. Ένα άλλο χαρακτηριστικό της θερμόφιλης επεξεργασίας είναι η αδυναμία επαναφόρτωσης. Οι υπόλοιποι δύο τρόποι - ψυχοφιλικός και μεσόφιλος - σας επιτρέπουν να προσθέτετε μια φρέσκια μερίδα προετοιμασμένων πρώτων υλών καθημερινά. Όμως, στη θερμόφιλη λειτουργία, ένας σύντομος χρόνος επεξεργασίας καθιστά δυνατή τη διαίρεση του βιοαντιδραστήρα σε ζώνες στις οποίες θα υποστεί επεξεργασία το μερίδιό του σε πρώτες ύλες με διαφορετικούς χρόνους φόρτωσης.

Τι είναι

Η σύνθεση του βιοαερίου είναι παρόμοια με το φυσικό αέριο που παράγεται στο εμπόριο. Στάδια παραγωγής βιοαερίου:

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

Φτιάξτο μόνος σου η παραγωγή βιοαερίου στο σπίτι είναι δυνατή, με την προϋπόθεση ότι ζεις σε χωριό και έχεις πρόσβαση σε ζωικά απόβλητα. Είναι μια καλή επιλογή καυσίμου για κτηνοτροφικές εκμεταλλεύσεις και αγροτικές επιχειρήσεις.

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

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

• λυμάτων?
• άχυρο;
• γρασίδι;
• λάσπη ποταμού.

Χρήση άχυρου για παραγωγή βιοαερίου

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