Πώς να φτιάξετε έναν βιοαντιδραστήρα με τα χέρια σας

Οδηγίες για αυτοκατασκευή

Εάν δεν υπάρχει εμπειρία στη συναρμολόγηση σύνθετων συστημάτων, είναι λογικό να παραλάβετε στο δίκτυο ή να αναπτύξετε το απλούστερο σχέδιο μιας μονάδας βιοαερίου για μια ιδιωτική κατοικία.

Όσο πιο απλό είναι το σχέδιο, τόσο πιο αξιόπιστο και ανθεκτικό είναι. Αργότερα, όταν καταστούν διαθέσιμες οι δεξιότητες κατασκευής και χειρισμού συστημάτων, θα είναι δυνατή η τροποποίηση του εξοπλισμού ή η τοποθέτηση πρόσθετης εγκατάστασης.

Οι ακριβές δομές βιομηχανικής παραγωγής περιλαμβάνουν συστήματα ανάμειξης βιομάζας, αυτόματη θέρμανση, καθαρισμό αερίου κ.λπ. Ο οικιακός εξοπλισμός δεν είναι τόσο δύσκολος.Είναι καλύτερα να συναρμολογήσετε μια απλή εγκατάσταση και στη συνέχεια να προσθέσετε στοιχεία που πρέπει να προκύψουν.

Κατά τον υπολογισμό του όγκου του ζυμωτήρα, αξίζει να εστιάσετε σε 5 κυβικά μέτρα. Μια τέτοια εγκατάσταση σάς επιτρέπει να λαμβάνετε την ποσότητα αερίου που απαιτείται για τη θέρμανση ενός ιδιωτικού σπιτιού με έκταση ​​​50 τετραγωνικών μέτρων, εάν χρησιμοποιείται λέβητας αερίου ή σόμπα ως πηγή θερμότητας.

Αυτός είναι ένας μέσος δείκτης, γιατί η θερμογόνος δύναμη του βιοαερίου συνήθως δεν είναι μεγαλύτερη από 6000 kcal/m3.

Προκειμένου η διαδικασία της ζύμωσης να προχωρήσει περισσότερο ή λιγότερο σταθερά, είναι απαραίτητο να επιτευχθεί το σωστό καθεστώς θερμοκρασίας. Για να γίνει αυτό, ο βιοαντιδραστήρας εγκαθίσταται σε χωμάτινο λάκκο ή έχει σχεδιαστεί εκ των προτέρων αξιόπιστη θερμομόνωση. Η συνεχής θέρμανση του υποστρώματος μπορεί να εξασφαλιστεί με την τοποθέτηση ενός σωλήνα θέρμανσης νερού κάτω από τη βάση του ζυμωτήρα

Κατασκευή μονάδας βιοαερίου μπορεί να χωριστεί σε διάφορα στάδια.

Στάδιο 1 - προετοιμασία λάκκου για βιοαντιδραστήρα

Σχεδόν ολόκληρο το εργοστάσιο βιοαερίου βρίσκεται υπόγεια, επομένως πολλά εξαρτώνται από το πώς σκάφτηκε και τελείωσε ο λάκκος. Υπάρχουν πολλές επιλογές για την ενίσχυση των τοίχων και τη στεγανοποίηση του λάκκου - δακτύλιοι από πλαστικό, σκυρόδεμα, πολυμερές.

Η καλύτερη λύση είναι να αγοράσετε έτοιμους πολυμερείς δακτυλίους με κενό πάτο. Θα κοστίζουν περισσότερο από τα αυτοσχέδια υλικά, αλλά δεν απαιτείται πρόσθετη σφράγιση. Τα πολυμερή είναι ευαίσθητα στη μηχανική καταπόνηση, αλλά δεν φοβούνται την υγρασία και τις χημικά επιθετικές ουσίες. Δεν επισκευάζονται, αλλά εάν είναι απαραίτητο, μπορούν να αντικατασταθούν εύκολα.

Η ένταση της ζύμωσης του υποστρώματος και η παραγωγή αερίου εξαρτώνται από την προετοιμασία των τοιχωμάτων και του πυθμένα του βιοαντιδραστήρα, επομένως ο λάκκος ενισχύεται προσεκτικά, μονώνεται και σφραγίζεται. Αυτό είναι το πιο δύσκολο και χρονοβόρο στάδιο εργασίας.

Στάδιο 2 - διάταξη αποστράγγισης αερίου

Η αγορά και η εγκατάσταση ειδικών αναδευτήρα για μονάδες βιοαερίου είναι δαπανηρή. Το κόστος του συστήματος μπορεί να μειωθεί με τον εξοπλισμό αποστράγγισης αερίου. Είναι κάθετα τοποθετημένοι πολυμερείς σωλήνες αποχέτευσης, στους οποίους έχουν γίνει πολλές τρύπες.

Κατά τον υπολογισμό του μήκους των σωλήνων αποστράγγισης, θα πρέπει να καθοδηγείται από το προγραμματισμένο βάθος πλήρωσης του βιοαντιδραστήρα. Οι κορυφές των σωλήνων πρέπει να είναι πάνω από αυτό το επίπεδο.

Για την αποστράγγιση αερίου, μπορείτε να επιλέξετε μεταλλικούς ή πολυμερείς σωλήνες. Τα πρώτα είναι ισχυρότερα, ενώ τα δεύτερα είναι πιο ανθεκτικά στη χημική επίθεση. Είναι προτιμότερο να προτιμάτε τα πολυμερή, γιατί. το μέταλλο θα σκουριάσει και θα σαπίσει γρήγορα

Το υπόστρωμα μπορεί να φορτωθεί αμέσως στον έτοιμο βιοαντιδραστήρα. Καλύπτεται με μεμβράνη έτσι ώστε το αέριο που απελευθερώνεται κατά τη διαδικασία της ζύμωσης να βρίσκεται υπό ελαφρά πίεση. Όταν ο θόλος είναι έτοιμος, θα εξασφαλίσει την κανονική παροχή βιομεθανίου μέσω του σωλήνα εξόδου.

Στάδιο 3 - εγκατάσταση θόλου και σωλήνων

Το τελευταίο στάδιο στη συναρμολόγηση της απλούστερης μονάδας βιοαερίου είναι η τοποθέτηση της κορυφής θόλου. Στο ψηλότερο σημείο του θόλου, τοποθετείται ένας σωλήνας εξόδου αερίου και έλκεται στη δεξαμενή αερίου, κάτι που είναι απαραίτητο.

Η χωρητικότητα του βιοαντιδραστήρα κλείνει με ένα σφιχτό καπάκι. Για να αποφευχθεί η ανάμειξη του βιομεθανίου με τον αέρα, είναι εξοπλισμένο ένα σφράγισμα νερού. Χρησιμεύει επίσης για τον καθαρισμό του αερίου. Είναι απαραίτητο να παρέχεται μια βαλβίδα απελευθέρωσης που θα λειτουργεί εάν η πίεση στον ζυμωτήρα είναι πολύ υψηλή.

Διαβάστε περισσότερα για το πώς να φτιάξετε βιοαέριο από κοπριά σε αυτό το υλικό.

Ο ελεύθερος χώρος του βιοαντιδραστήρα χρησιμεύει σε κάποιο βαθμό ως αποθήκη αερίου, αλλά αυτό δεν αρκεί για την ασφαλή λειτουργία της μονάδας. Το αέριο πρέπει να καταναλώνεται συνεχώς, διαφορετικά είναι πιθανή έκρηξη από υπερπίεση κάτω από τον θόλο

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.

Η αρχή της λειτουργίας του βιοαντιδραστήρα

Σχηματικό διάγραμμα μονάδας βιοαερίου Ο βιοαντιδραστήρας λειτουργεί σε οργανικά απόβλητα, επομένως για τη συνεχή λειτουργία του είναι απαραίτητη η συνεχής παρουσία κοπριάς και άλλων αγροτικών αποβλήτων. Το βιοαέριο που παράγεται από το εργοστάσιο είναι βιολογικά καθαρό καύσιμο και όσον αφορά τις επιδόσεις του είναι παρόμοιο με το φυσικό αέριο.

Το έργο του βιοαντιδραστήρα είναι η επεξεργασία των οργανικών αποβλήτων σε αέριο και λίπασμα. Για να γίνει αυτό, φορτώνονται σε μια δεξαμενή βιοαντιδραστήρα, όπου τα αναερόβια βακτήρια επεξεργάζονται τη βιομάζα.Για να επιτευχθεί σωστή ζύμωση, ο αέρας δεν πρέπει να εισέλθει στη δεξαμενή. Ο χρόνος επεξεργασίας εξαρτάται από την ποσότητα των απορριμμάτων που φορτώνονται. Το εκπεμπόμενο αέριο αποτελείται από μεθάνιο 60%, και διοξείδιο του άνθρακα - 35%. Άλλες προσμίξεις αποτελούν το 5%. Το αέριο που προκύπτει καθαρίζεται και στη συνέχεια είναι έτοιμο για χρήση σε οικιακές συσκευές.

Πρόσθετες απαιτήσεις για πρώτες ύλες

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

Πρέπει να ειπωθεί ότι τα δεδομένα σχετικά με τη μέγιστη απόδοση αερίου από την τροφοδοσία αντιστοιχούν σε ιδανικές εργαστηριακές συνθήκες. Για να προσεγγίσουμε αυτούς τους αριθμούς στην πραγματική παραγωγή, είναι απαραίτητο να τηρούνται ορισμένες προϋποθέσεις: διατήρηση της απαιτούμενης θερμοκρασίας, περιοδική ανάμιξη λεπτοαλεσμένων πρώτων υλών, προσθήκη πρόσθετων που ενεργοποιούν τη ζύμωση κ.λπ. Σε μια αυτοσχέδια εγκατάσταση, συναρμολογημένη σύμφωνα με τις συστάσεις των άρθρων σχετικά με την «απόκτηση βιοαερίου με τα χέρια σας», μόλις και μετά βίας μπορείτε να φτάσετε το 20% του μέγιστου επιπέδου, οι εγκαταστάσεις υψηλής τεχνολογίας μπορούν να επιτύχουν τιμές​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​​

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

Κατασκευαστές και μοντέλα

Έχουμε ετοιμάσει μια σύντομη επισκόπηση των πιο δημοφιλών μοντέλων Ρώσων κατασκευαστών, επειδή δεν διαφέρουν από τους ξένους ομολόγους τους.

Επιπλέον, ορισμένοι κατασκευαστές προσφέρουν μια πλήρη λίστα εξαρτημάτων που απαιτούνται για τη δημιουργία μιας πλήρως αυτόνομης μονάδας βιοαερίου, ενώ άλλοι παράγουν μόνο έναν βιοαντιδραστήρα και ορισμένες σχετικές συσκευές.

BioMash-20

Η μονάδα βιοαερίου από το Klimov Design Bureau είναι κατάλληλη για επεξεργασία κοπριάς/κοπριάς με περιεκτικότητα σε υγρασία ≤90% με συνολικό βάρος 300–700 kg την ημέρα με την προσθήκη υλικού στρωμνής (μέγιστο 20% κατά βάρος).

Ο βιοαντιδραστήρας είναι κατασκευασμένος από πολυαιθυλένιο, επομένως δεν απαιτεί συντήρηση και επισκευή.

Μαζί με τον αντιδραστήρα, παρέχεται η κύρια βάση αερίου και μια αντλία για την άντλησή του (μέγιστη πίεση 2,8 MPa). Χάρη σε μια τέτοια υψηλή πίεση, το αέριο μπορεί να αντληθεί σε συνηθισμένους κυλίνδρους αερίου.

Περιλαμβάνεται επίσης στο κιτ:

• γεννήτρια θερμότητας αερίου που παράγει 100 kW ανά ημέρα.
• ηλεκτρική γεννήτρια μεθανίου με χωρητικότητα 11 kW.
• ένα πλήρες σετ εξοπλισμού για τη θέρμανση του χωνευτηρίου.
• πλήρες σύνολο αγωγών.

Σειρά "BIO"

Αυτές οι μονάδες που κατασκευάζονται από την Agrobiogas έχουν σχεδιαστεί για την επεξεργασία κοπριάς/κοπριάς βάρους 10-350 τόνων την ημέρα (ανάλογα με το μοντέλο).

Το πλεονέκτημα αυτής της σειράς είναι μια σχετικά χαμηλή τιμή, ωστόσο, μόνο ένα ελάχιστο σύνολο εξοπλισμού περιλαμβάνεται στη συσκευασία, επομένως οι δεξαμενές αερίου και πολλά άλλα θα πρέπει να αγοραστούν ξεχωριστά.

Σειρά "SBG"

Αυτή η σειρά συμπλεγμάτων βιοαερίου παράγεται από την εταιρεία Kirov SelkhozBioGaz.

Χάρη σε μια ατομική προσέγγιση σε κάθε πελάτη, η εταιρεία προσφέρει όχι μόνο έτοιμα κιτ, αλλά και την κατασκευή τέτοιων προϊόντων για συγκεκριμένες συνθήκες.

Η γκάμα μοντέλων περιλαμβάνει εγκαταστάσεις ικανές να επεξεργάζονται από 100 κιλά έως 1000 τόνους περιττωμάτων την ημέρα.

Η συσκευασία περιλαμβάνει όλο τον απαραίτητο εξοπλισμό για την ανάπτυξη μιας πλήρους γραμμής για την επεξεργασία της κοπριάς σε αέριο και τον καθαρισμό του προϊόντος.

Σειρά "BUG"

Μια σειρά μονάδων βιοαερίου "BUG" παράγεται από την ένωση επιχειρήσεων "BMP". Αυτή η σειρά περιλαμβάνει βιοαντιδραστήρες μικρού όγκου (0,5–12 m3) εξοπλισμένους με υποδοχές αερίου χωρητικότητας 1–2 m3.

Ως εκ τούτου, οι κύριοι αγοραστές αυτής της σειράς μονάδων βιοαερίου για την παραγωγή κοπριάς και κοπριάς είναι μικρές φάρμες ή νοικοκυριά με μεγάλο αριθμό πτηνών / ζώων.

Σειρά "BGR"

Μια σειρά μονάδων βιοαερίου "BGR" παράγεται από την επιχείρηση "BioGasRussia" που βρίσκεται στο Yaransk. Η μικρότερη μονάδα αυτής της σειράς (BGR-12) είναι ικανή να επεξεργάζεται 500-900 kg περιττωμάτων την ημέρα και ο όγκος του βιοαντιδραστήρα της είναι 12 m3.

Ο όγκος του αντιδραστήρα και η μάζα της ημερήσιας πρόσληψης κοπριάς για μεγαλύτερες εγκαταστάσεις αυτής της σειράς διαπραγματεύονται μεμονωμένα, χάρη στην οποία ο πελάτης λαμβάνει μια συσκευή ή ακόμα και μια εγκατάσταση που ταιριάζει καλύτερα στις ανάγκες του.

Ως μέρος των φυτών μεγάλου όγκου, μπορούν να συμπεριληφθούν τόσο κάθετοι όσο και οριζόντιοι χωνευτές, αυτό συζητείται κατά την παραγγελία.

Επιπλέον, η BioGasRussia προσφέρει την πλήρη γκάμα του απαραίτητου εξοπλισμού, χάρη στον οποίο η μονάδα βιοαερίου μπορεί να λειτουργεί σε εντελώς αυτόνομη λειτουργία - χωρίς να συνδέεται με ηλεκτρικά δίκτυα ή δίκτυα φυσικού αερίου.

Τρόποι για τον εξοπλισμό της εγκατάστασης με θέρμανση

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι εγκατάστασης θέρμανσης σε βιοαντιδραστήρα.

• Ένα από αυτά περιλαμβάνει τη σύνδεση του σταθμού με το σύστημα θέρμανσης. Αυτό γίνεται με τη μορφή πηνίου. Η εγκατάστασή του θα πρέπει να γίνει κάτω από τον αντιδραστήρα.
• Μια άλλη μέθοδος περιλαμβάνει την εγκατάσταση ενός ηλεκτρικού στοιχείου θέρμανσης στη βάση της δεξαμενής.
• Μια άλλη μέθοδος οργάνωσης της θέρμανσης περιλαμβάνει τη χρήση ηλεκτρικών συστημάτων θέρμανσης για τη θέρμανση της δεξαμενής.

Εάν χρησιμοποιείτε αυτοματοποιημένα συστήματα για την οργάνωση της θέρμανσης, τότε η συσκευή θα ενεργοποιηθεί χωρίς τη βοήθειά σας όταν εισέλθει ψυχρή βιομάζα στον αντιδραστήρα. Όταν η πρώτη ύλη ζεσταθεί στην καθορισμένη θερμοκρασία, το σύστημα θέρμανσης θα απενεργοποιηθεί.

Για να φτιάξετε μια μονάδα βιοαερίου υψηλής ποιότητας με τα χέρια σας, είναι απαραίτητο να προετοιμάσετε σχέδια πριν ξεκινήσετε την εργασία, στα οποία πρέπει να εστιάσετε κατά την εκτέλεση εργασιών. Τα θερμαντικά στοιχεία μπορούν να τοποθετηθούν σε λέβητες ζεστού νερού, επομένως πρέπει να φροντίσετε να αγοράσετε τον απαραίτητο εξοπλισμό αερίου.

Για να αυξήσετε την ποσότητα του παραγόμενου βιοαερίου, εκτός από τη θέρμανση, μπορείτε να εξοπλίσετε την εγκατάστασή σας και με μια συσκευή ανάμειξης βιομάζας. Για να το κάνετε αυτό, θα πρέπει να αφιερώσετε λίγο χρόνο και να δημιουργήσετε μια συσκευή που θα λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο όπως ένας κανονικός οικιακός μίξερ. Με τη βοήθεια ενός άξονα θα τεθεί σε κίνηση. Το τελευταίο πρέπει να βγαίνει έξω από τις τρύπες στο καπάκι.

Πώς να φτιάξετε έναν βιοαντιδραστήρα (εγκατάσταση) με τα χέρια σας

Οι εγκαταστάσεις βιοαερίου που εξάγουν αέριο από την κοπριά μπορούν εύκολα να συναρμολογηθούν με τα χέρια σας στον δικό σας χώρο. Πριν συναρμολογήσετε έναν βιοαντιδραστήρα για την επεξεργασία κοπριάς, αξίζει να σχεδιάσετε σχέδια και να μελετήσετε προσεκτικά όλες τις αποχρώσεις, γιατί.Ένα δοχείο που περιέχει μεγάλη ποσότητα εκρηκτικού αερίου μπορεί να αποτελέσει πηγή μεγάλου κινδύνου εάν χρησιμοποιηθεί λανθασμένα ή εάν υπάρχουν σφάλματα στο σχεδιασμό της εγκατάστασης.

Σχέδιο βιοαερίου

Η χωρητικότητα του βιοαντιδραστήρα υπολογίζεται με βάση την ποσότητα της πρώτης ύλης που χρησιμοποιείται για την παραγωγή μεθανίου. Προκειμένου οι συνθήκες λειτουργίας να είναι βέλτιστες, το δοχείο του αντιδραστήρα γεμίζει με απόβλητα τουλάχιστον τα δύο τρίτα. Για τους σκοπούς αυτούς, χρησιμοποιείται μια βαθιά τρύπα. Για να είναι υψηλή η στεγανότητα, τα τοιχώματα του λάκκου ενισχύονται με σκυρόδεμα ή ενισχύονται με πλαστικό, μερικές φορές τοποθετούνται δακτύλιοι από σκυρόδεμα στο λάκκο. Η επιφάνεια των τοίχων επεξεργάζεται με μονωτικά διαλύματα υγρασίας. Η στεγανότητα είναι απαραίτητη προϋπόθεση για την αποτελεσματική λειτουργία της εγκατάστασης. Όσο καλύτερα είναι μονωμένο το δοχείο, τόσο υψηλότερη είναι η ποιότητα και η ποσότητα του παραγόμενου αερίου. Επιπλέον, τα προϊόντα αποσύνθεσης των απορριμμάτων είναι τοξικά και, εάν διαρρεύσουν, μπορεί να είναι επιβλαβή για την υγεία.

Ένας αναδευτήρας είναι εγκατεστημένος στο δοχείο απορριμμάτων. Είναι υπεύθυνο για την ανάμειξη των απορριμμάτων κατά τη ζύμωση, αποτρέποντας την άνιση κατανομή των πρώτων υλών και το σχηματισμό κρούστας. Μετά τον αναδευτήρα, τοποθετείται μια δομή αποστράγγισης στον αεριοποιητή κοπριάς, η οποία διευκολύνει την απομάκρυνση του αερίου στη δεξαμενή αποθήκευσης και αποτρέπει τη διαρροή. Είναι απαραίτητο να αφαιρεθεί το αέριο για λόγους ασφαλείας, καθώς και να βελτιωθεί η ποιότητα των λιπασμάτων που παραμένουν στον αντιδραστήρα μετά την ολοκλήρωση της επεξεργασίας. Στο κάτω μέρος του αντιδραστήρα γίνεται μια τρύπα για την έξοδο των χρησιμοποιημένων πρώτων υλών. Η τρύπα είναι εξοπλισμένη με ένα σφιχτό κάλυμμα, έτσι ώστε ο εξοπλισμός να παραμένει αεροστεγής.

Πώς να εξασφαλίσετε δραστηριότητα βιομάζας

Για σωστή ζύμωση βιομάζας, είναι καλύτερο να θερμάνετε το μείγμα. Στις νότιες περιοχές, η θερμοκρασία του αέρα συμβάλλει στην έναρξη της ζύμωσης. Αν ένα ζεις βόρεια ή στη μεσαία λωρίδα, μπορείτε να συνδέσετε πρόσθετα στοιχεία θέρμανσης.

Για να ξεκινήσει η διαδικασία χρειάζεται θερμοκρασία 38 βαθμών. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι παροχής:

• Πηνίο κάτω από τον αντιδραστήρα, συνδεδεμένο με το σύστημα θέρμανσης.
• Θερμαντικά στοιχεία μέσα στη δεξαμενή.
• Άμεση θέρμανση της δεξαμενής με ηλεκτρικές θερμάστρες.

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

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

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

Ένας άλλος τρόπος για να ενεργοποιηθούν τα αναερόβια βακτήρια είναι η ανάμειξη βιομάζας. Μπορείτε να εγκαταστήσετε ανεξάρτητα τους άξονες στο λέβητα και να βγάλετε τη λαβή για να ανακατέψετε τη μάζα εάν είναι απαραίτητο. Αλλά είναι πολύ πιο βολικό να σχεδιάσετε ένα αυτόματο σύστημα που θα ανακατεύει τη μάζα χωρίς τη συμμετοχή σας.

Τι είναι αυτό?

Το βιοαέριο, το οποίο είναι φιλικό προς το περιβάλλον καύσιμο, λαμβάνεται σε μονάδες βιοαερίου, μονάδες, οι οποίες αποτελούν ένα σύμπλεγμα τεχνικών δομών και συσκευών που συνδυάζονται σε έναν ενιαίο τεχνολογικό κύκλο.

Το πλήρες σύνολο μιας μονάδας βιοαερίου μπορεί να είναι διαφορετικό, ανάλογα με την χωρητικότητά της, τον τύπο της πρώτης ύλης και το τελικό προϊόν που λαμβάνεται με τη μορφή θερμικής ή ηλεκτρικής ενέργειας, και των δύο τύπων ενέργειας ή μόνο βιοαερίου που χρησιμοποιούνται σε οικιακές σόμπες αερίου και ως καύσιμο για αυτοκίνητα.

Η τυπική εγκατάσταση αποτελείται από τα ακόλουθα εξαρτήματα και συγκροτήματα:

• Δεξαμενή αποθήκευσης, στην οποία συσσωρεύονται πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή βιοαερίου.
• Μίξερ και μύλοι διαφόρων σχεδίων, που χωρίζουν μεγάλα κλάσματα πρώτων υλών σε μικρότερα.
• Θήκη αερίου, ένα ερμητικά σφραγισμένο δοχείο που χρησιμεύει ως δεξαμενή αποθήκευσης για το αέριο που προκύπτει.
• Αντιδραστήρας, δοχείο ή δεξαμενή στην οποία λαμβάνει χώρα η διαδικασία σχηματισμού βιοκαυσίμων·
• Συστήματα για την προμήθεια πρώτων υλών στον αντιδραστήρα του εργοστασίου.
• Το σύστημα μεταφοράς του προκύπτοντος καυσίμου από τον αντιδραστήρα και τη θήκη αερίου, μετά από τα στάδια επεξεργασίας και μετατροπής σε άλλα είδη ενέργειας.
• Συστήματα αυτοματισμού, προστασίας και ελέγχου για την παραγωγή αερίου και προϊόντων επεξεργασίας του.

Το παραπάνω διάγραμμα δείχνει συμβατικά τον τεχνολογικό κύκλο παραγωγής βιοαερίου με χρήση υγρών και στερεών πρώτων υλών, με την περαιτέρω επεξεργασία και παραγωγή θερμικής και ηλεκτρικής ενέργειας.

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.

Η τεχνολογία επεξεργασίας κοπριάς σε βιοαέριο καθιστά δυνατή τη μείωση της ποσότητας των επιβλαβών εκπομπών μεθανίου στην ατμόσφαιρα και την απόκτηση πρόσθετης πηγής θερμικής ενέργειας

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.

Ανάλογα με τον όγκο των πρώτων υλών που παράγονται ανά ημέρα, είναι απαραίτητο να επιλέξετε τις διαστάσεις της εγκατάστασης και τον βαθμό αυτοματοποίησής της.

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.

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.

Τι συνθήκες πρέπει να δημιουργήσει η βιοεγκατάσταση;

Οι πιο σημαντικές συνθήκες που παρέχουν τις πιο άνετες συνθήκες για τη δραστηριότητα των μεθανογόνων είναι:

• έλλειψη παροχής οξυγόνου (στεγανότητα).
• σταθερή θερμοκρασία που αντιστοιχεί στον τύπο των διεργασιών που λαμβάνουν χώρα στον αντιδραστήρα·
• ρυθμιζόμενη εισροή φρέσκου υλικού.
• Ρυθμιζόμενη αφαίρεση αερίων και απορριμμάτων χωριστά για υγρά και στερεά κλάσματα.
• τακτική ανάμειξη των περιεχομένων, αποτρέποντας τον διαχωρισμό σε στερεά και υγρά κλάσματα.

Η στεγανότητα θα πρέπει να συνδυάζεται με τη δυνατότητα συντήρησης και επισκευής του εσωτερικού χώρου, γιατί το περιεχόμενο του βιοαντιδραστήρα είναι πολύ επιθετικές ουσίες.

Για να δημιουργηθεί επαρκής θερμοκρασία, η οποία στις περισσότερες περιπτώσεις υπερβαίνει κατά πολύ την εξωτερική θερμοκρασία, οι χωνευτές είναι μονωμένοι και εξοπλισμένοι με θερμαντικά στοιχεία.

Προκειμένου η παραγωγή μεθανίου να είναι σε υψηλό επίπεδο, είναι απαραίτητο να απομακρύνονται έγκαιρα τα απόβλητα αυτής της διαδικασίας, δηλαδή να γίνεται επεξεργασία νερού και λάσπης (sapropel). Αυτό γίνεται χρησιμοποιώντας σωλήνες και στεγανοποιήσεις νερού ή άλλες συσκευές ασφάλισης που εμποδίζουν την έξοδο του παραγόμενου αερίου.

Η ανάδευση πραγματοποιείται μηχανικά, φέρνοντας όλο το περιεχόμενο του χωνευτήρα σε κυκλική και κάθετη κίνηση, λόγω της οποίας τα διαχωρισμένα στρώματα διαφορετικών πυκνοτήτων αναμειγνύονται και σχηματίζουν ένα ενιαίο στρώμα με την ίδια περιεκτικότητα σε υγρασία σε οποιαδήποτε περιοχή.

Τι είναι το βιοαέριο και πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί;

Οι ιδιοκτήτες οικιακών οικοπέδων γνωρίζουν ότι συνδυάζοντας οποιεσδήποτε φυτικές πρώτες ύλες, περιττώματα πτηνών και κοπριά, μετά από λίγο μπορείτε να πάρετε πολύτιμο οργανικό λίπασμα. Αλλά λίγοι από αυτούς γνωρίζουν ότι η βιομάζα δεν αποσυντίθεται από μόνη της, αλλά υπό την επίδραση διαφόρων βακτηρίων.

Επεξεργάζοντας το βιολογικό υπόστρωμα, αυτοί οι μικροσκοπικοί μικροοργανισμοί απελευθερώνουν άχρηστα προϊόντα, συμπεριλαμβανομένου ενός μείγματος αερίων. Το μεγαλύτερο μέρος του (περίπου 70%) είναι μεθάνιο - το ίδιο αέριο που καίγεται στους καυστήρες των οικιακών εστιών και των λεβήτων θέρμανσης.

Η ιδέα της χρήσης τέτοιων οικολογικών καυσίμων για διάφορες οικιακές ανάγκες δεν είναι νέα. Συσκευές για την εξαγωγή του χρησιμοποιήθηκαν στην αρχαία Κίνα. Η δυνατότητα χρήσης βιοαερίου διερευνήθηκε επίσης από Σοβιετικούς καινοτόμους στη δεκαετία του '60 του περασμένου αιώνα. Αλλά η τεχνολογία γνώρισε μια πραγματική αναβίωση στις αρχές της δεκαετίας του 2000. Επί του παρόντος, οι μονάδες βιοαερίου χρησιμοποιούνται ενεργά στην Ευρώπη και τις ΗΠΑ για θέρμανση κατοικιών και άλλες ανάγκες.

Συνιστώμενος όγκος βιοαντιδραστήρα

Για να προσδιοριστεί ο απαιτούμενος όγκος του αντιδραστήρα για την επεξεργασία της βιομάζας, είναι απαραίτητο να υπολογιστεί η ποσότητα κοπριάς που παράγεται κατά τη διάρκεια της ημέρας. Είναι υποχρεωτικό να λαμβάνεται υπόψη το είδος των πρώτων υλών που χρησιμοποιούνται, το καθεστώς θερμοκρασίας που θα διατηρηθεί στην εγκατάσταση. Η δεξαμενή που χρησιμοποιείται θα πρέπει να γεμίσει στο 85-90% του όγκου της. Το υπόλοιπο 10% είναι απαραίτητο για τη συσσώρευση του λαμβανόμενου βιολογικού αερίου.

Η διάρκεια του κύκλου επεξεργασίας λαμβάνεται απαραίτητα υπόψη. Όταν διατηρείται η θερμοκρασία στους +35°C, είναι 12 ημέρες. Δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι οι πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται αραιώνονται με νερό πριν σταλούν στον αντιδραστήρα. Επομένως, η ποσότητα του λαμβάνεται υπόψη πριν τον υπολογισμό του όγκου της δεξαμενής.