Vienkārša biogāzes stacijas diagramma. Biogāze un biogāzes stacijas. Video - Biogāzes stacija "dari pats".

Tehnoloģija nav jauna. Tas sāka attīstīties 18. gadsimtā, kad ķīmiķis Jans Helmonts atklāja, ka kūtsmēsli izdala viegli uzliesmojošas gāzes.

Viņa pētījumus turpināja Alesandro Volta un Hamfrijs Deivijs, kuri gāzu maisījumā atrada metānu. 19. gadsimta beigās Anglijā ielu lampās izmantoja biogāzi no kūtsmēsliem. 20. gadsimta vidū tika atklātas baktērijas, kas ražo metānu un tā prekursorus.

Fakts ir tāds, ka kūtsmēslos pārmaiņus darbojas trīs mikroorganismu grupas, kas barojas ar iepriekšējo baktēriju atkritumiem. Pirmās sāk darboties acetogēnās baktērijas, kas vircā izšķīdina ogļhidrātus, olbaltumvielas un taukus.

Pēc barības vielu piegādes apstrādes ar anaerobiem mikroorganismiem veidojas metāns, ūdens un oglekļa dioksīds. Ūdens klātbūtnes dēļ biogāze šajā posmā nav spējīga sadegt – tai nepieciešama attīrīšana, tāpēc tā tiek nodota caur attīrīšanas iekārtām.

Kas ir biometāns

Kūtsmēslu biomasas sadalīšanās rezultātā iegūtā gāze ir dabasgāzes analogs. Tas ir gandrīz 2 reizes vieglāks par gaisu, tāpēc vienmēr paceļas. Tas izskaidro mākslīgo ražošanas tehnoloģiju: augšpusē tiek atstāta brīva vieta, lai viela varētu izdalīties un uzkrāties, no kurienes to pēc tam izsūknē izmantošanai savām vajadzībām.

Metāns ļoti ietekmē siltumnīcas efektu – daudz vairāk nekā oglekļa dioksīds – 21 reizi. Tāpēc kūtsmēslu apstrādes tehnoloģija ir ne tikai ekonomisks, bet arī videi draudzīgs veids, kā atbrīvoties no dzīvnieku atkritumiem.

Biometānu izmanto šādām vajadzībām:

• ēdiena gatavošana;

• automobiļu iekšdedzes dzinējos;

• privātmājas apkurei.

Biogāze ražo lielu daudzumu siltuma. 1 kubikmetrs ir līdzvērtīgs 1,5 kg ogļu sadedzināšanai.

Kā tiek ražots biometāns?

To var iegūt ne tikai no kūtsmēsliem, bet arī aļģēm, augu vielām, taukiem un citiem dzīvnieku atkritumiem, kā arī zivju veikalu izejvielu pārstrādes atlikumiem. Atkarībā no izejmateriāla kvalitātes un tā enerģētiskās jaudas, ir atkarīga gāzes maisījuma galīgā iznākums.

Minimālais iegūtais gāzes daudzums ir 50 kubikmetri uz tonnu kūtsmēslu. Maksimums - 1300 kubikmetri pēc dzīvnieku tauku pārstrādes. Metāna saturs ir līdz 90%.

Viens no bioloģiskās gāzes veidiem ir poligona gāze. Tas veidojas atkritumu sadalīšanās laikā piepilsētas poligonos. Rietumos jau ir iekārtas, kas apstrādā iedzīvotāju atkritumus un pārvērš tos degvielā. Kā uzņēmējdarbības veidam tam ir neierobežoti resursi.

Tās izejvielu bāze ietver:

• pārtikas rūpniecība;

• lopkopība;

• putnkopība;

• zivsaimniecības un pārstrādes uzņēmumi;

• pienotavas;

• alkoholisko un zemo alkoholisko dzērienu ražošana.

Jebkura nozare ir spiesta izmest savus atkritumus – tas ir dārgi un nerentabli. Mājās ar nelielas paštaisītas instalācijas palīdzību jūs varat atrisināt vairākas problēmas vienlaikus: bezmaksas mājas apkure, mēslot zemi ar augstas kvalitātes barības vielām, kas palikušas no kūtsmēslu apstrādes, vietas atbrīvošana un smaku likvidēšana.

Biodegvielas ražošanas tehnoloģija

Visas baktērijas, kas piedalās biogāzes veidošanā, ir anaerobas, tas ir, to darbībai nav nepieciešams skābeklis. Lai to izdarītu, tiek konstruētas pilnībā noslēgtas fermentācijas tvertnes, kuru izplūdes caurules arī nelaiž cauri gaisu no ārpuses.

Pēc neapstrādāta šķidruma ieliešanas tvertnē un temperatūras paaugstināšanas līdz vajadzīgajai vērtībai baktērijas sāk darboties. Sāk izdalīties metāns, kas paceļas no vircas virsmas. Tas tiek nosūtīts uz īpašiem spilveniem vai tvertnēm, pēc tam tas tiek filtrēts un nonāk gāzes balonos.

Baktēriju šķidrie atkritumi uzkrājas apakšā, no kurienes tie periodiski tiek izsūknēti un arī nosūtīti uzglabāšanai. Pēc tam tvertnē tiek iesūknēta jauna kūtsmēslu daļa.

Baktēriju funkcionēšanas temperatūras režīms

Lai kūtsmēslus pārstrādātu biogāzē, ir jārada piemēroti apstākļi baktēriju darbībai. daži no tiem tiek aktivizēti temperatūrā virs 30 grādiem - mezofīli. Tajā pašā laikā process ir lēnāks un pirmo produktu var iegūt pēc 2 nedēļām.

Termofīlās baktērijas darbojas temperatūrā no 50 līdz 70 grādiem. Laiks, kas nepieciešams biogāzes iegūšanai no kūtsmēsliem, tiek samazināts līdz 3 dienām. Šajā gadījumā atkritumi ir raudzētas dūņas, ko izmanto laukos kā mēslojumu lauksaimniecības kultūrām. Dūņās nav patogēnu mikroorganismu, helmintu un nezāļu, jo tie iet bojā, pakļaujoties augstām temperatūrām.

Pastāv īpašs termofīlo baktēriju veids, kas spēj izdzīvot līdz 90 grādiem uzkarsētā vidē. Tos pievieno izejvielām, lai paātrinātu fermentācijas procesu.

Temperatūras pazemināšanās izraisa termofīlo vai mezofilo baktēriju aktivitātes samazināšanos. Privātajās mājsaimniecībās biežāk izmanto mezofilus, jo tiem nav nepieciešama īpaša šķidruma uzsildīšana un gāzes ražošana ir lētāka. Pēc tam, kad tiek saņemta pirmā gāzes partija, to var izmantot, lai sildītu reaktoru ar termofīliem mikroorganismiem.

Svarīgs! Metanogēni nepanes pēkšņas temperatūras izmaiņas, tāpēc ziemā tie visu laiku jātur silti.

Kā sagatavot izejvielas ieliešanai reaktorā

Lai no kūtsmēsliem ražotu biogāzi, nav nepieciešams speciāli šķidrumā ievadīt mikroorganismus, jo tie jau ir atrodami dzīvnieku ekskrementos. Jums vienkārši jāuztur temperatūra un savlaicīgi jāpievieno jauns kūtsmēslu šķīdums. Tas ir pareizi jāsagatavo.

Šķīduma mitrumam jābūt 90% (šķidra skābā krējuma konsistence), Tāpēc vispirms ar ūdeni tiek piepildīti sausie ekskrementi - trušu mēsli, zirgu mēsli, aitu mēsli, kazu mēsli. Cūku kūtsmēsli tīrā veidā nav jāatšķaida, jo tie satur daudz urīna.

Nākamais solis ir kūtsmēslu cietvielu sadalīšana. Jo smalkāka frakcija, jo labāk baktērijas apstrādās maisījumu un izdalīsies vairāk gāzes. Šim nolūkam iekārtās izmanto maisītāju, kas pastāvīgi darbojas. Tas samazina risku, ka uz šķidruma virsmas veidosies cieta garoza.

Biogāzes ražošanai ir piemēroti tie kūtsmēslu veidi, kuriem ir visaugstākais skābums. Tos sauc arī par aukstu - cūkgaļu un govs. Skābuma samazināšanās aptur mikroorganismu darbību, tāpēc sākumā jāseko līdzi, cik ilgā laikā tie pilnībā pārstrādā tvertnes tilpumu. Pēc tam pievienojiet nākamo devu.

Gāzes attīrīšanas tehnoloģija

Pārstrādājot kūtsmēslus biogāzē, iegūst:

• 70% metāna;

• 30% oglekļa dioksīda;

• 1% sērūdeņraža un citu gaistošu savienojumu piemaisījumi.

Lai biogāze kļūtu piemērota lietošanai saimniecībā, tā ir jāattīra no piemaisījumiem. Lai noņemtu sērūdeņradi, tiek izmantoti speciāli filtri. Fakts ir tāds, ka gaistošie sērūdeņraža savienojumi, izšķīdinot ūdenī, veido skābi. Tas veicina rūsas parādīšanos uz cauruļu vai tvertņu sienām, ja tās ir izgatavotas no metāla.

• Iegūtā gāze tiek saspiesta 9–11 atmosfēru spiedienā.

• Tas tiek ievadīts ūdens rezervuārā, kur šķidrumā tiek izšķīdināti piemaisījumi.

Rūpnieciskā mērogā tīrīšanai izmanto kaļķi vai aktivēto ogli, kā arī īpašus filtrus.

Kā samazināt mitruma saturu

Ir vairāki veidi, kā pašam atbrīvoties no ūdens piemaisījumiem gāzē. Viens no tiem ir moonshine still princips. Aukstā caurule virza gāzi uz augšu. Šķidrums kondensējas un plūst uz leju. Lai to izdarītu, caurule tiek novietota zem zemes, kur temperatūra dabiski samazinās. Paaugstinoties, paaugstinās arī temperatūra, un izžuvusī gāze nonāk krātuvē.

Otrā iespēja ir ūdens blīvējums. Pēc iziešanas gāze nonāk traukā ar ūdeni un tur tiek attīrīta no piemaisījumiem. Šo metodi sauc par vienpakāpes, kad biogāze tiek nekavējoties attīrīta no visām gaistošajām vielām un mitruma, izmantojot ūdeni.

Ūdens blīvējuma princips

Kādas iekārtas tiek izmantotas biogāzes ražošanai?

Ja instalāciju plānots izvietot netālu no fermas, tad labākais variants būtu saliekama konstrukcija, kuru var viegli transportēt uz citu vietu. Iekārtas galvenais elements ir bioreaktors, kurā ielej izejvielas un notiek fermentācijas process. Lielie uzņēmumi izmanto tvertnes tilpums 50 kubikmetri.

Privātajās saimniecībās pazemes rezervuārus būvē kā bioreaktoru. Tie ir izklāti no ķieģeļiem sagatavotā caurumā un pārklāti ar cementu. Betons palielina konstrukcijas drošību un novērš gaisa iekļūšanu. Apjoms ir atkarīgs no tā, cik daudz izejvielu dienā iegūst no mājdzīvniekiem.

Virsmas sistēmas ir populāras arī mājās. Ja vēlaties, iekārtu var izjaukt un pārvietot uz citu vietu, atšķirībā no stacionāra pazemes reaktora. Kā tvertnes tiek izmantotas plastmasas, metāla vai polivinilhlorīda mucas.

Pēc kontroles veida ir:

• automātiskās stacijas, kurās atkritumu izejvielu iepildīšana un izsūknēšana tiek veikta bez cilvēka iejaukšanās;

• mehānisks, kur viss process tiek kontrolēts manuāli.

Izmantojot sūkni, jūs varat atvieglot tvertnes iztukšošanu, kurā pēc fermentācijas nonāk atkritumi. Daži amatnieki izmanto sūkņus, lai sūknētu gāzi no spilveniem (piemēram, automašīnu kamerām) apstrādes iekārtā.

Pašdarinātas iekārtas shēma biogāzes ražošanai no kūtsmēsliem

Pirms biogāzes stacijas būvniecības savā vietā jums ir jāiepazīstas ar iespējamiem apdraudējumiem, kas var izraisīt reaktora eksploziju. Galvenais nosacījums ir skābekļa trūkums.

Metāns ir sprādzienbīstama gāze un var aizdegties, taču, lai to izdarītu, tas ir jāuzsilda virs 500 grādiem. Ja biogāze sajaucas ar gaisu, radīsies pārspiediens, kas pārplīsīs reaktoru. Betons var saplaisāt un nebūs piemērots turpmākai lietošanai.

Video: Biogāze no putnu izkārnījumiem

Lai spiediens nenoplēstu vāku, izmantojiet pretsvaru, aizsargblīvi starp vāku un tvertni. Tvertne nav pilnībā piepildīta - vismaz vajadzētu būt 10% tilpuma gāzes izdalīšanai. Labāk - 20%.

Tātad, lai savā vietnē izveidotu bioreaktoru ar visiem piederumiem, jums ir nepieciešams:

• Ir labi izvēlēties vietu tā, lai tā atrastos tālāk no mājokļa (nekad nevar zināt).

• Aprēķiniet aptuveno kūtsmēslu daudzumu, ko dzīvnieki ražo katru dienu. Kā skaitīt - lasiet tālāk.

• Izlemiet, kur novietot iekraušanas un izkraušanas caurules, kā arī cauruli mitruma kondensēšanai iegūtajā gāzē.

• Izlemiet par atkritumu tvertnes atrašanās vietu (pēc noklusējuma mēslojums).

• Izrakt bedri, pamatojoties uz izejvielu daudzuma aprēķiniem.

• Izvēlieties konteineru, kas kalpos kā kūtsmēslu rezervuārs, un uzstādiet to bedrē. Ja paredzēts betona reaktors, tad bedres dibenu piepilda ar betonu, sienas apšūta ar ķieģeļiem un apmesta ar betona javu. Pēc tam jums jādod laiks nožūt.

• Savienojumi starp reaktoru un caurulēm tiek noslēgti arī tvertnes ielikšanas stadijā.

• Aprīkojiet lūku reaktora pārbaudei. Starp to ir ievietota noslēgta blīve.

Ja klimats ir auksts, tad pirms betonēšanas vai plastmasas tvertnes uzstādīšanas apsveriet veidus, kā to sildīt. Tās var būt sildierīces vai lentes, ko izmanto “siltās grīdas” tehnoloģijā.

Darba beigās pārbaudiet, vai reaktorā nav noplūdes.

Gāzes daudzuma aprēķins

No vienas tonnas kūtsmēslu var iegūt aptuveni 100 kubikmetru gāzes. Jautājums: Cik daudz pakaišu mājdzīvnieki saražo dienā?

• vistas gaļa - 165 g dienā;

• govs - 35 kg;

• kaza - 1 kg;

• zirgs - 15 kg;

• aita - 1 kg;

• cūka - 5 kg.

Reiziniet šos skaitļus ar galviņu skaitu un iegūsiet apstrādājamo ekskrementu dienas devu.

Vairāk gāzes nāk no govīm un cūkām. Ja maisījumam pievienosiet enerģētiski spēcīgus augus, piemēram, kukurūzu, biešu galotnes, prosu, palielināsies biogāzes daudzums. Purva augiem un aļģēm ir liels potenciāls.

Visaugstākais ir gaļas pārstrādes uzņēmumu atkritumiem. Ja tuvumā ir tādas fermas, tad varam kooperēties un uzstādīt vienu reaktoru katram. Bioreaktora atmaksāšanās laiks ir 1–2 gadi.

Biomasas atkritumi pēc gāzes ražošanas

Pēc kūtsmēslu apstrādes reaktorā blakusprodukts ir biodūņas. Atkritumu anaerobās apstrādes laikā baktērijas izšķīdina apmēram 30% organisko vielu. Pārējais tiek izlaists nemainīgs.

Šķidrā viela ir arī metāna fermentācijas blakusprodukts, un to izmanto arī lauksaimniecībā sakņu barošanai.

Oglekļa dioksīds ir atkritumu frakcija, ko biogāzes ražotāji cenšas noņemt. Bet, ja to izšķīdina ūdenī, tad arī šis šķidrums var noderēt.

Pilnīga biogāzes augu produktu izmantošana

Lai pilnībā izmantotu pēc kūtsmēslu apstrādes iegūtos produktus, ir jāuztur siltumnīca. Pirmkārt, organisko mēslojumu var izmantot visu gadu dārzeņu audzēšanai, kuru raža būs stabila.

Otrkārt, oglekļa dioksīds tiek izmantots kā mēslojums - saknes vai lapas, un tā izlaide ir aptuveni 30%. Augi absorbē oglekļa dioksīdu no gaisa un tajā pašā laikā labāk aug un iegūst zaļo masu. Ja konsultēsities ar šīs jomas speciālistiem, viņi palīdzēs uzstādīt iekārtas, kas pārvērš oglekļa dioksīdu no šķidras formas gaistošā vielā.

Video: Biogāze 2 dienās

Lieta tāda, ka lopkopības fermas uzturēšanai iegūto energoresursu var būt daudz, īpaši vasarā, kad kūts vai cūkkūtis nav vajadzīgas.

Tāpēc ieteicams nodarboties ar citu ienesīgu darbību – videi draudzīgu siltumnīcu. Atlikušos produktus var uzglabāt ledusskapī – izmantojot to pašu enerģiju. Saldēšanas vai jebkura cita iekārta var darboties ar elektrību, ko rada gāzes akumulators.

Izmantot kā mēslojumu

Papildus gāzes ražošanai bioreaktors ir noderīgs, jo atkritumi tiek izmantoti kā vērtīgs mēslojums, kas aiztur gandrīz visu slāpekli un fosfātus. Pievienojot kūtsmēslus augsnei, neatgriezeniski tiek zaudēti 30–40% slāpekļa.

Lai samazinātu slāpekļa vielu zudumus, augsnē tiek pievienoti svaigi ekskrementi, bet pēc tam izdalītais metāns bojā augu sakņu sistēmu. Pēc kūtsmēslu apstrādes metāns tiek izmantots savām vajadzībām, un visas barības vielas tiek saglabātas.

Pēc fermentācijas kālijs un fosfors pāriet helātu formā, ko augi absorbē par 90%. Ja paskatās kopumā, tad 1 tonna raudzētu kūtsmēslu var aizstāt 70 - 80 tonnas parasto dzīvnieku ekskrementu.

Anaerobā apstrāde saglabā visu kūtsmēslos esošo slāpekli, pārvēršot to amonija formā, kas palielina jebkuras kultūras ražu par 20%.

Šī viela nav bīstama sakņu sistēmai, un to var lietot 2 nedēļas pirms kultūru stādīšanas atklātā zemē, lai organiskās vielas varētu apstrādāt augsnes aerobos mikroorganismus.

Pirms lietošanas bioloģisko mēslojumu atšķaida ar ūdeni. proporcijā 1:60. Tam piemērotas gan sausās, gan šķidrās frakcijas, kas pēc fermentācijas arī nonāk atkritumu izejvielu tvertnē.

Uz hektāru nepieciešams no 700 līdz 1000 kg/l neatšķaidīta mēslojuma. Ņemot vērā, ka no viena kubikmetra reaktora platības dienā tiek iegūti līdz 40 kg mēslojuma, mēneša laikā, pārdodot organiskās vielas, var nodrošināt ne tikai savu, bet arī kaimiņa zemes gabalu.

Kādas barības vielas var iegūt pēc kūtsmēslu apstrādes?

Raudzēto kūtsmēslu kā mēslojuma galvenā vērtība ir humīnskābju klātbūtne, kas, tāpat kā apvalks, saglabā kālija un fosfora jonus. Ilgstošas ​​​​uzglabāšanas laikā, oksidējoties gaisā, mikroelementi zaudē savas labvēlīgās īpašības, bet anaerobās apstrādes laikā tie, gluži pretēji, iegūst.

Humātiem ir pozitīva ietekme uz augsnes fizikālo un ķīmisko sastāvu. Organisko vielu pievienošanas rezultātā pat vissmagākās augsnes kļūst mitruma caurlaidīgākas. Turklāt organiskās vielas nodrošina barību augsnes baktērijām. Viņi tālāk apstrādā atlikumus, ko anaerobi “nav apēsti”, un izdala humīnskābes. Šī procesa rezultātā augi saņem barības vielas, kas pilnībā uzsūcas.

Papildus galvenajiem - slāpeklim, kālijam un fosforam - biomēslojums satur mikroelementus. Bet to daudzums ir atkarīgs no izejmateriāla – augu vai dzīvnieku izcelsmes.

Dūņu uzglabāšanas metodes

Raudzētos kūtsmēslus vislabāk uzglabāt sausā veidā. Tas padara to ērtāku iesaiņošanu un transportēšanu. Sausā viela zaudē mazāk derīgās īpašības un to var uzglabāt slēgtā veidā. Lai gan šāds mēslojums gada laikā nemaz nebojājas, pēc tam tas jāieslēdz maisiņā vai traukā.

Šķidrās formas jāuzglabā slēgtos traukos ar cieši pieguļošu vāku, lai novērstu slāpekļa izplūšanu.

Galvenā biomēslojuma ražotāju problēma ir mārketings ziemā, kad augi ir miera stāvoklī. Pasaules tirgū šādas kvalitātes mēslošanas līdzekļu izmaksas svārstās ap 130 USD par tonnu. Ja izveidojat līniju koncentrātu iepakošanai, jūs varat samaksāt par savu reaktoru divu gadu laikā.

Vai jums patika raksts? Kopīgojiet ar saviem draugiem:

Sveiki, dārgie lasītāji! Esmu projekta Fertilizers.NET radītājs. Es priecājos redzēt katru no jums savās lapās. Es ceru, ka informācija no raksta bija noderīga. Vienmēr atvērts saziņai - komentāri, ieteikumi, ko vēl vēlaties redzēt vietnē un pat kritika, varat rakstīt man VKontakte, Instagram vai Facebook (apaļās ikonas zemāk). Mieru un laimi visiem! 🙂

Iespējams, jūs interesē arī lasīšana:

Nelielas instalācijas var uzstādīt arī mājās. Pieminēšu, ka biogāzes ražošana ar savām rokām nav nekāds jaunums. Pat senos laikos biogāze tika aktīvi ražota mājās Ķīnā. Šī valsts joprojām ir līdere biogāzes iekārtu skaita ziņā. Bet šeit kā ar savām rokām izgatavot biogāzes staciju, kas tam nepieciešams, cik tas maksās - to visu mēģināšu pastāstīt šajā un turpmākajos rakstos.

Biogāzes stacijas provizoriskais aprēķins

Pirms uzsākt biogāzes stacijas iegādi vai patstāvīgu montāžu, adekvāti jāizvērtē izejvielu pieejamība, to veids, kvalitāte un nepārtrauktas piegādes iespēja. Ne visas izejvielas ir piemērotas biogāzes ražošanai. Izejvielas, kas nav piemērotas:

• izejvielas ar augstu lignīna saturu;
• izejvielas, kas satur skujkoku zāģu skaidas (ar sveķu klātbūtni)
• ar mitrumu virs 94%
• puves kūtsmēsli, kā arī izejvielas, kas satur pelējumu vai sintētiskos mazgāšanas līdzekļus.

Ja izejviela ir piemērota pārstrādei, varat sākt noteikt bioreaktora tilpumu. Kopējais izejvielu apjoms mezofīlajam režīmam (biomasas temperatūra svārstās no 25-40 grādiem, visizplatītākais režīms) nepārsniedz 2/3 no reaktora tilpuma. Dienas deva ir ne vairāk kā 10% no kopējām iekrautajām izejvielām.

Jebkuru izejvielu raksturo trīs svarīgi parametri:

• blīvums;
• pelnu saturs;
• mitrums.

Pēdējie divi parametri tiek noteikti no statistikas tabulām. Izejvielu atšķaida ar ūdeni, lai sasniegtu 80-92% mitrumu. Ūdens un izejvielu daudzuma attiecība var svārstīties no 1:3 līdz 2:1. Tas tiek darīts, lai substrātam nodrošinātu nepieciešamo plūstamību. Tie. nodrošināt pamatnes iekļūšanu caur caurulēm un iespēju to sajaukt. Mazām biogāzes stacijām substrāta blīvumu var pieņemt vienādu ar ūdens blīvumu.

Mēģināsim noteikt reaktora tilpumu, izmantojot piemēru.

Pieņemsim, ka fermā ir 10 liellopu galvas, 20 cūkas un 35 vistas. Dienā tiek ražoti šādi ekskrementi: no 1 liellopa 55 kg, no 1 cūkas 4,5 kg un no vistas 0,17 kg. Diennakts atkritumu apjoms būs: 10x55+20x4,5+0,17x35 = 550+90+5,95 =645,95 kg. Noapaļosim līdz 646 kg. Cūku un liellopu ekskrementu mitruma saturs ir 86%, bet vistu izkārnījumos - 75%. Lai sasniegtu 85% mitruma vistas kūtsmēslos, jums jāpievieno 3,9 litri ūdens (apmēram 4 kg).

Izrādās, ka izejvielu iekraušanas dienas deva būs aptuveni 650 kg. Pilna reaktora noslodze: OS=10x0,65=6,5 tonnas un reaktora tilpums VAI=1,5x6,5=9,75 m³. Tie. mums būs nepieciešams reaktors ar tilpumu 10 m³.

Biogāzes ieguves aprēķins

Tabula biogāzes ieguves aprēķināšanai atkarībā no izejvielas veida.

Izejvielu veids	Gāzes izlaide, m³ uz 1 kg sausnas	Gāzes jauda m³ uz 1 tonnu pie mitruma 85%
Liellopu kūtsmēsli	0,25-0,34	38-51,5
Cūku kūtsmēsli	0,34-0,58	51,5-88
Putnu izkārnījumi	0,31-0,62	47-94
Zirgu mēsli	0,2-0,3	30,3-45,5
Aitu mēsli	0,3-0,62	45,5-94

Ja ņemam to pašu piemēru, tad reizinot katra izejmateriāla veida svaru ar atbilstošajiem tabulas datiem un summējot visas trīs sastāvdaļas, iegūstam biogāzes iznākumu aptuveni 27-36,5 m³ dienā.

Lai gūtu priekšstatu par nepieciešamo biogāzes daudzumu, teikšu, ka vidēji 4 cilvēku ģimenei ēdiena gatavošanai vajadzēs 1,8-3,6 m³. 100 m² telpas apsildīšanai – 20 m³ biogāzes dienā.

Reaktoru uzstādīšana un izgatavošana

Kā reaktoru var izmantot metāla tvertni, plastmasas konteineru, vai to var būvēt no ķieģeļiem vai betona. Daži avoti vēsta, ka vēlamā forma ir cilindrs, bet kvadrātveida konstrukcijās, kas būvētas no akmens vai ķieģeļiem, izejvielu spiediena dēļ veidojas plaisas. Neatkarīgi no formas, materiāla un uzstādīšanas vietas reaktoram ir:

• jābūt ūdens un gāzes necaurlaidīgam. Reaktorā nedrīkst notikt gaisa un gāzes sajaukšanās. Starp vāku un korpusu jābūt blīvei, kas izgatavota no hermētiska materiāla;
• jābūt termiski izolētam;
• izturēt visas slodzes (gāzes spiedienu, svaru utt.);
• ir lūka remontdarbu veikšanai.

Reaktora formas uzstādīšana un izvēle katrai saimniecībai tiek veikta individuāli.

Ražošanas tēma DIY biogāzes stacijaļoti plašs. Tāpēc šajā rakstā es pievērsīšos tam. Nākamajā rakstā mēs runāsim par atlikušo biogāzes stacijas elementu izvēli, cenām un to, kur to var iegādāties.

Jūs varat iegūt lētu enerģijas avotu pats, mājās - jums tikai jāsamontē biogāzes stacija. Ja jūs saprotat tā darbības principu un struktūru, tad to nav grūti izdarīt. Tā ražotais maisījums satur lielu daudzumu metāna (atkarībā no iekrautās izejvielas - līdz 70%), tāpēc tam ir plašs pielietojums.

Automašīnu cilindru, kas darbojas ar gāzi kā degvielu apkures katliem, uzpildīšana nav pilnīgs visu iespējamo gatavā produkta izmantošanas iespēju saraksts. Mūsu stāsts ir par to, kā ar savām rokām uzstādīt biogāzes staciju.

Ir vairāki ierīces modeļi. Izvēloties konkrētu inženiertehnisko risinājumu, jums ir jāsaprot, cik šī iekārta ir piemērota vietējiem apstākļiem. Tas ir galvenais kritērijs uzstādīšanas iespējamības novērtēšanai. Turklāt jums ir savas iespējas, tas ir, kāda veida izejvielas un kādā apjomā jūs varat izmantot, ko jūs varat darīt ar savām rokām.

Biogāze rodas, sadaloties organiskajām vielām, bet tās “raža” (tilpuma izteiksmē) un līdz ar to arī iekārtas efektivitāte ir atkarīga no tā, kas tieši tajā tiek iekrauts. Tabulā sniegta atbilstoša informācija (orientējoši dati), kas palīdzēs noteikt konkrēta inženiertehniskā risinājuma izvēli. Noderētu arī dažas paskaidrojošas grafikas.

Dizaina iespējas

Ar manuālu izejvielu iekraušanu, bez karsēšanas un maisīšanas

Mājas lietošanai šis modelis tiek uzskatīts par ērtāko. Ar reaktora jaudu no 1 līdz 10 m³ katru dienu būs nepieciešami aptuveni 50–220 kg kūtsmēslu. Tas ir tas, kas jums jārīkojas, lemjot par konteinera izmēru.

Instalācija ir uzstādīta zemē, tāpēc tai būs nepieciešama neliela bedre. Vieta tiek izvēlēta atbilstoši tās aprēķinātajiem izmēriem. Visu ķēdes elementu sastāvu un mērķi nav grūti saprast.

Uzstādīšanas funkcija

Pēc reaktora uzstādīšanas uz vietas nepieciešams pārbaudīt tā hermētiskumu. Pēc tam metāls ir jākrāso (vēlams ar salizturīgu sastāvu) un jāizolē.

• Atkritumu izvadīšana notiek dabiski – vai nu jaunas porcijas pievienošanas procesā, vai arī tad, kad reaktorā ar aizvērtu vārstu ir gāzes pārpalikums. Tāpēc atkritumu savākšanas konteinera ietilpībai nevajadzētu būt mazākai par strādājošā.
• Neskatoties uz ierīces vienkāršību un pievilcību montēt pats, jo netiek nodrošināta masas sajaukšana un sildīšana, šī uzstādīšanas iespēja ir ieteicama darbam reģionos ar maigu klimatu, tas ir, galvenokārt Krievijas dienvidos. Lai gan ar augstas kvalitātes siltumizolāciju, apstākļos, kad pazemes ūdens slāņi ir dziļi, šis dizains ir diezgan piemērots vidējai zonai.

Bez karsēšanas, bet maisot

Gandrīz tas pats, tikai neliela modifikācija, kas ievērojami palielina instalācijas veiktspēju.

Kā izveidot mehānismu? Piemēram, kādam, kurš to ir samontējis ar savām rokām, tā nav problēma. Reaktorā būs jāuzstāda vārpsta ar lāpstiņām. Tāpēc ir nepieciešams uzstādīt atbalsta gultņus. Kā transmisijas saiti starp vārpstu un sviru ir labi izmantot ķēdi.

Biogāzes staciju var darbināt gandrīz visos reģionos, izņemot ziemeļu reģionus. Bet atšķirībā no iepriekšējā modeļa tam nepieciešama uzraudzība.

Maisīšana + karsēšana

Termiskā ietekme uz biomasu palielina tajā notiekošo sadalīšanās un fermentācijas procesu intensitāti. Biogāzes iekārta ir daudzpusīgāka lietošanā, jo tā var darboties divos režīmos - mezofilajā un termofīlajā, tas ir, temperatūras diapazonā (aptuveni) 25 - 65 ºС (skat. grafikus augstāk).

Iepriekš redzamajā diagrammā katls darbojas ar iegūto gāzi, lai gan šī nav vienīgā iespēja. Biomasas sildīšanu var veikt dažādos veidos, atkarībā no tā, kā īpašniekam ērtāk to organizēt.

Automatizētās opcijas

Atšķirība starp šo shēmu ir tāda, ka tā ir savienota ar instalāciju. Tas ļauj uzkrāt gāzes rezerves, nevis izmantot to nekavējoties paredzētajam mērķim. Lietošanas ērtums ir saistīts arī ar to, ka gandrīz jebkurš temperatūras režīms ir piemērots intensīvai fermentācijai.

Šī instalācija ir vēl produktīvāka. Tas spēj pārstrādāt līdz 1,3 tonnām izejvielu dienā ar līdzīgu reaktora tilpumu. Iekraušana, sajaukšana - par to ir atbildīga pneimatika. Izplūdes kanāls ļauj izņemt atkritumus vai nu bunkurā īslaicīgai uzglabāšanai, vai mobilajos konteineros tūlītējai izvešanai. Piemēram, lai mēslotu laukus.

Šīs biogāzes stacijas iespējas nav piemērotas lietošanai mājās. To uzstādīšana, it īpaši ar savām rokām, ir daudz grūtāka. Bet mazai saimniecībai tas ir labs risinājums.

Mehanizētā biogāzes stacija

Atšķirība no iepriekšējiem modeļiem ir papildu tvertnē, kurā notiek iepriekšēja izejmateriālu masas sagatavošana.

Saspiestā biogāze tiek ievadīta iekraušanas piltuvē un pēc tam reaktorā. To izmanto arī apkurei.

Vienīgais, kas nepieciešams, montējot kādu no instalācijām ar savām rokām, ir precīzi inženiertehniskie aprēķini. Jums var būt nepieciešams konsultēties ar speciālistu. Citādi viss ir pavisam vienkārši. Ja kaut viens no lasītājiem sāk interesēties par biogāzes agregātu un pats to uzstāda, tad autors pie šī raksta nestrādāja velti. Veiksmi!

Šeit, Serbijā un Eiropā kopumā, cilvēki nevēlas būt atkarīgi no enerģijas un gāzes uzņēmumiem, tāpēc viņi cenšas iegādāties alternatīvus enerģijas avotus. Vai tie būtu saules paneļi, siltuma kolektori vai biogāzes stacijas.

Kādreiz jau savā žurnālā runāju par rūpnieciskajām biogāzes stacijām, tagad mans stāsts ir par paštaisītu iekārtu, kas spēj ražot gāzi Jūsu mājai vai mājai. Darbības princips ir skaidrs no attēla. Es tikai sniegšu dažus paskaidrojumus un pastāstīšu dažu elementu mērķi.

Lai veiktu instalāciju, jums būs nepieciešams:

*Divas plastmasas mucas pa 200 litriem katrā (Serbijā šādās mucās kāpostus sālī), bet var būt arī metāla mucas dīzeļdegvielai.

* Pieci adapteri elementu savienošanai ar šļūteni, kuras biezums ir vismaz 13 mm.

* Plastmasas šļūtene (garums atkarībā no uzstādīšanas vajadzībām).

* Plastmasas spainis.

* Plastmasas tvertne 3 - 5 litri (automobiļu eļļai ar skrūvējamu vāciņu) avārijas vārstam.

* Divas plastmasas caurules ar diametru 5 cm.

1. elements - attēlā, BIO gāzes ģenerators

Tas sastāv no: noslēgtas mucas, divām plastmasas caurulēm un biogāzes izplūdes armatūras.

Ģeneratorā organiskā masa sadalās sabrukšanas procesā, izdalot 60% metāna un 40% SO2.

Caur pirmo plastmasas cauruli ar piltuvi ielej smalki sagrieztus biomasas atkritumus un sajauc ar ūdeni proporcijā 10% biomasas un 90% lietus ūdens (mīkstais ūdens).

Būtu labi, ja mēs varētu pievienot arī dabīgu svaigu kūtsmēslu maisījumu no govīm, cūkām un mājputniem, tādējādi ieviešot mikroorganismus, no kuriem atkarīga biogāzes ražošana. Ja tas neizdodas, varat pievienot nedaudz dubļu no upes vai dīķa, lai paātrinātu procesu.

Process aizņem apmēram 3 nedēļas, līdz veidojas gāzes. Jau agri pamanīsit, ka izdalās gāze, taču ņemiet vērā, ka tā ir SO2 – oglekļa dioksīds, kas nav uzliesmojošs. Tikai pēc 3 nedēļām veidojas metāns jeb biogāze.

Tvertnes apakšā ar laiku parādās atliekas, kas ir lielisks dabīgais mēslojums dārzeņiem dārzkopībā.

Ideālā temperatūra ir no 12 līdz 36 grādiem, sargājiet mucu no tiešiem saules stariem ēnā un ziemā no sasalšanas. Paturiet prātā, ka šī ir “dzīva” muca, tas ir, tajā ir miljardiem mikroorganismu, kas strādā pie biomasas sadalīšanās procesa.

Ja BIO gāzes ģeneratoru “pārvārīsi” vai “saldēsi”, mikroorganismi pazudīs, tāpēc viss process būs jāsāk no jauna.

Attēlā 2. elements ir konteiners biogāzes savākšanai un ūdens blīvējums

Tas sastāv no atvērtas plastmasas mucas, spaiņa un diviem piederumiem (vārsts) gāzes plūsmai un svaram (birka).

Šajā konteinerā - 200 litru mucā, tiek savākta gāze, kā parādīts attēlā. Nodrošina vienkāršu un elastīgu risinājumu, netērējot gāzi. Turklāt ūdens darbojas arī kā filtrs, attīrot metānu no piemaisījumiem.

Ievērojiet, ka gāze ir pacēlusi ūdens tvertni, un tas norāda savāktās gāzes daudzumu.

Atsvara svars palīdzēs nodrošināt pietiekamu gāzes spiedienu, kas pēc tam tiek nosūtīts uz avārijas vārstu, elementu Nr.4.

Glabājiet šo konteineru piepildītu ar ūdeni un sargājiet no sasalšanas.

3. elements - deglis

4. elements — avārijas vārsts

Avārijas vārsts sastāv no plastmasas ūdens tvertnes ar skrūvējamu vāciņu un diviem adapteriem.

Tukšas eļļas kannas automašīnai ir laba improvizācija.

Drošības vārsts ir paredzēts liesmas pārtveršanai, lai apturētu pretējo efektu. Avārijas vārsts atrodas starp 3. elementu - degli un gāzes savākšanas tvertni, 2. elementu.

Ir obligāti jāuzstāda avārijas vārsts, lai novērstu gāzes tvertnes aizdegšanos, negadījumu vai sprādzienu.

Lauksaimnieki katru gadu saskaras ar kūtsmēslu iznīcināšanas problēmu. Ievērojamie līdzekļi, kas nepieciešami tā izvešanas un apbedīšanas organizēšanai, tiek izšķiesti. Bet ir veids, kas ļauj ne tikai ietaupīt naudu, bet arī likt šim dabīgajam produktam kalpot jūsu labā.

Taupīgi īpašnieki jau sen ir ieviesuši praksē ekotehnoloģiju, kas ļauj iegūt biogāzi no kūtsmēsliem un iegūto rezultātu izmantot kā degvielu.

Tāpēc mūsu materiālā mēs runāsim par biogāzes ražošanas tehnoloģiju, kā arī runāsim par to, kā būvēt bioenerģijas staciju.

Nepieciešamā tilpuma noteikšana

Reaktora tilpumu nosaka, pamatojoties uz saimniecībā saražoto kūtsmēslu daudzumu dienā. Jāņem vērā arī izejmateriāla veids, temperatūra un fermentācijas laiks. Lai iekārta pilnībā darbotos, tvertne ir piepildīta līdz 85-90% no tilpuma, vismaz 10% jāpaliek brīvam, lai gāze varētu izplūst.

Organisko vielu sadalīšanās process mezofilā iekārtā pie vidējās temperatūras 35 grādi ilgst no 12 dienām, pēc tam tiek noņemti fermentētie atlikumi un reaktors tiek piepildīts ar jaunu substrāta daļu. Tā kā atkritumi pirms nosūtīšanas uz reaktoru tiek atšķaidīti ar ūdeni līdz 90%, tad, nosakot ikdienas slodzi, jāņem vērā arī šķidruma daudzums.

Pamatojoties uz dotajiem rādītājiem, reaktora tilpums būs vienāds ar sagatavotā substrāta (kūtsmēslu ar ūdeni) dienas daudzumu, kas reizināts ar 12 (laiks, kas nepieciešams biomasas sadalīšanai) un palielināts par 10% (konteinera brīvais tilpums).

Pazemes būves celtniecība

Tagad parunāsim par vienkāršāko instalāciju, kas ļauj to iegūt par viszemākajām izmaksām. Apsveriet iespēju izveidot pazemes sistēmu. Lai to izgatavotu, ir jāizrok bedre, tās pamatne un sienas ir piepildītas ar armētu keramzītbetonu.

Ieplūdes un izplūdes atveres atrodas kameras pretējās pusēs, kur tiek montētas slīpas caurules substrāta padevei un atkritumu masas izsūknēšanai.

Izplūdes caurulei ar diametru aptuveni 7 cm jāatrodas gandrīz pašā bunkura apakšā, tās otrs gals ir uzstādīts taisnstūrveida kompensācijas tvertnē, kurā tiks iesūknēti atkritumi. Cauruļvads pamatnes padevei atrodas aptuveni 50 cm no apakšas, un tā diametrs ir 25-35 cm. Caurules augšējā daļa nonāk izejvielu saņemšanas nodalījumā.

Reaktoram jābūt pilnībā noslēgtam. Lai izslēgtu gaisa iekļūšanas iespēju, tvertne jāpārklāj ar bitumena hidroizolācijas slāni

Bunkura augšdaļa ir gāzes turētājs, kam ir kupola vai konusa forma. Tas ir izgatavots no metāla loksnēm vai jumta dzelzs. Jūs varat arī pabeigt konstrukciju ar ķieģeļu mūri, kas pēc tam tiek pārklāta ar tērauda sietu un apmesta. Gāzes tvertnes augšpusē ir jāizveido noslēgta lūka, jānoņem gāzes caurule, kas iet caur ūdens blīvējumu, un jāuzstāda vārsts, lai atbrīvotu gāzes spiedienu.

Lai sajauktu substrātu, jūs varat aprīkot instalāciju ar drenāžas sistēmu, kas darbojas pēc burbuļošanas principa. Lai to izdarītu, vertikāli piestipriniet plastmasas caurules konstrukcijas iekšpusē tā, lai to augšējā mala būtu virs pamatnes slāņa. Izveidojiet tajos daudz caurumu. Gāze zem spiediena kritīsies uz leju, un, ceļoties uz augšu, gāzes burbuļi sajauc biomasu tvertnē.

Ja nevēlaties būvēt betona bunkuru, varat iegādāties gatavu PVC konteineru. Lai saglabātu siltumu, tam jābūt ieskautam ar siltumizolācijas slāni - putupolistirolu. Bedres dibens ir piepildīts ar 10 cm biezu dzelzsbetona slāni. Tvertnes, kas izgatavotas no polivinilhlorīda, var izmantot, ja reaktora tilpums nepārsniedz 3 m3.

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Jūs uzzināsit, kā veikt vienkāršāko uzstādīšanu no parastas mucas, ja noskatīsities videoklipu:

Vienkāršāko reaktoru var izgatavot dažu dienu laikā ar savām rokām, izmantojot pieejamos materiālus. Ja saimniecība ir liela, tad vislabāk ir iegādāties gatavu instalāciju vai sazināties ar speciālistiem.