Bioplynová stanica pre súkromný dom. Svojpomocná inštalácia bioplynu na vykurovanie domu

Plyn je široko používaný v priemysle vrátane chemického (napríklad suroviny na výrobu plastov), ako aj v každodennom živote. V domácich podmienkach sa plyn využíva na vykurovanie obytných súkromných a bytových domov, varenie, ohrev vody, ako palivo do áut a pod.

Z hľadiska životného prostredia je plyn jedným z najčistejších palív. V porovnaní s inými druhmi palív má najnižšie množstvo škodlivých emisií.

Ale ak hovoríme o plyne, automaticky máme na mysli zemný plyn extrahovaný z útrob zeme.

Jedného dňa som narazil na článok v novinách, ktorý hovoril o tom, ako jeden starý otec zložil jednoduchú inštaláciu a získava plyn z hnoja. Táto téma ma veľmi zaujala. A rád by som hovoril o tejto alternatíve k zemnému plynu – bioplynu. Verím, že táto téma je pre bežných ľudí a najmä farmárov celkom zaujímavá a užitočná.

Na usadlosti akejkoľvek roľníckej farmy môžete využiť nielen energiu vetra, slnka, ale aj bioplynu.

Bioplyn- plynné palivo, produkt anaeróbneho mikrobiologického rozkladu organických látok. Technológia výroby plynu je ekologický, bezodpadový spôsob spracovania, recyklácie a dezinfekcie rôznych organických odpadov rastlinného a živočíšneho pôvodu.

Suroviny na výrobu bioplynu sú obyčajný hnoj, lístie, tráva, vo všeobecnosti akýkoľvek organický odpad: vrcholy, potravinový odpad, opadané lístie.

Výsledný plyn, metán, je výsledkom životne dôležitej činnosti metánových baktérií. Metán, nazývaný aj močiarny alebo banský plyn, tvorí 90 – 98 % zemného plynu, ktorý sa využíva v každodennom živote.

Zariadenie na výrobu plynu je veľmi jednoduché na výrobu. Potrebujeme hlavnú nádobu, môžete si ju uvariť sami alebo použiť nejakú hotovú, môže to byť čokoľvek. Na použitie jednotky v chladnom období musí byť na bokoch nádoby nainštalovaná tepelná izolácia. Na vrchu urobíme pár poklopov. Z jedného z nich pripájame rúrky na odvod plynu. Pre intenzívny proces fermentácie a uvoľňovanie plynu je potrebné zmes pravidelne miešať. Preto musíte nainštalovať miešacie zariadenie. Ďalej sa plyn musí zhromažďovať a skladovať alebo používať na určený účel. Na zber plynu môžete použiť bežnú autokomoru a potom, ak máte kompresor, stlačiť ho a načerpať do valcov.

Princíp činnosti je pomerne jednoduchý: hnoj sa nakladá cez jeden poklop. Vo vnútri túto biomasu rozkladajú špeciálne metánové baktérie. Aby bol proces intenzívnejší, je potrebné obsah premiešať a najlepšie zahriať. Na vykurovanie môžete vo vnútri nainštalovať rúrky, cez ktoré by mala cirkulovať horúca voda. Metán, ktorý sa uvoľňuje v dôsledku životnej činnosti baktérií, sa dostáva do komôr auta cez rúrky a keď sa nahromadí dostatočné množstvo, je stlačený pomocou kompresora a prečerpaný do valcov.

V teplom počasí alebo pri použití umelého vykurovania môže inštalácia produkovať pomerne veľké množstvo plynu, asi 8 m 3 / deň.

Plyn je možné získať aj z domového odpadu zo skládok, problémom sú však chemikálie používané v bežnom živote.

Metánové baktérie sa nachádzajú v črevách zvierat, a teda aj v hnoji. Aby však mohli začať pracovať, je potrebné obmedziť ich interakciu s kyslíkom, pretože inhibuje ich životné funkcie. Preto je potrebné vytvoriť špeciálne inštalácie, aby baktérie neprišli do kontaktu so vzduchom.

Vo výslednom bioplyne je koncentrácia metánu o niečo nižšia ako v zemnom plyne, preto pri spaľovaní vyprodukuje o niečo menej tepla. Pri spaľovaní 1 m 3 zemného plynu sa uvoľňuje 7-7,5 Gcal, potom pri spaľovaní bioplynu - 6-6,5 Gcal.

Tento plyn je vhodný ako na vykurovanie (máme aj všeobecné informácie o vykurovaní), tak aj na použitie v domácich kachliach. Náklady na bioplyn sú nízke a v niektorých prípadoch prakticky nulové, ak je všetko vyrobené zo šrotu a chováte napríklad kravu.

Odpadom z výroby plynu je vermikompost - organické hnojivo, v ktorom pri procese rozkladu bez prístupu kyslíka všetko zo semien burín hnije a ostávajú len užitočné mikroelementy potrebné pre rastliny.

V zahraničí dokonca existujú metódy na vytváranie umelých ložísk plynu. Vyzerá to takto. Keďže veľkú časť odpadu z domácností tvoria organické látky, ktoré môžu hniť a produkovať bioplyn. Aby sa plyn začal uvoľňovať, je potrebné zbaviť organickú hmotu interakcie so vzduchom. Preto sa odpad navíja po vrstvách a vrchná vrstva je vyrobená z plynotesného materiálu, ako je hlina. Potom robia studne a ťažia plyn ako z prírodných ložísk. A zároveň sa rieši viacero problémov, ako je likvidácia odpadu a výroba energie.

Za akých podmienok sa bioplyn vyrába?

Podmienky získavania a energetická hodnota bioplynu

Aby ste mohli zostaviť malú inštaláciu, musíte vedieť, z akých surovín a akou technológiou je možné získať bioplyn.

Plyn sa získava pri rozklade (kvasení) organických látok bez prístupu vzduchu (anaeróbny proces): trus domácich zvierat, slama, vršky, opadané lístie a iný organický odpad vznikajúci v jednotlivých domácnostiach. Z toho vyplýva, že bioplyn je možné získať z akéhokoľvek domáceho odpadu, ktorý sa môže rozkladať a kvasiť v tekutom alebo mokrom stave.

Proces rozkladu (fermentácie) prebieha v dvoch fázach:

rozklad biomasy (hydrotácia);
Splyňovanie (uvoľňovanie bioplynu).

Tieto procesy prebiehajú vo fermentore (anaeróbna bioplynová stanica).

Kal získaný po rozklade v bioplynových staniciach zvyšuje úrodnosť pôdy a produktivita sa zvyšuje o 10-50%. Takto sa získa najcennejšie hnojivo.

Bioplyn pozostáva zo zmesi plynov:

metán - 55-75 %;
oxid uhličitý - 23-33%;
sírovodík - 7 %.

Metánová fermentácia je zložitý proces fermentácie organických látok - bakteriálny proces. Hlavnou podmienkou pre tento proces je prítomnosť tepla.

Pri rozklade biomasy vzniká teplo, ktoré postačuje na priebeh procesu, na udržanie tohto tepla musí byť fermentor tepelne izolovaný. Keď teplota vo fermentore klesá, intenzita vývoja plynu sa znižuje, pretože mikrobiologické procesy v organickej hmote sa spomaľujú. Spoľahlivá tepelná izolácia bioplynovej stanice (biofermentora) je preto jednou z najdôležitejších podmienok jej normálnej prevádzky. Pri nakladaní hnoja do fermentora ho treba zmiešať s horúcou vodou s teplotou 35-40 o C. To pomôže zabezpečiť potrebný prevádzkový režim.

Pri prekládke treba minimalizovať tepelné straty.Technická asistencia pre bioplyn

Pre lepšie zahriatie fermentora môžete použiť „skleníkový efekt“. Na tento účel je nad kupolou inštalovaný drevený alebo ľahký kovový rám a pokrytý plastovou fóliou. Najlepšie výsledky sa dosahujú pri teplote fermentovanej suroviny 30-32°C a vlhkosti 90-95%. V regiónoch strednej a severnej zóny sa časť vyprodukovaného plynu musí v chladných obdobiach roka minúť na dohrievanie fermentovanej hmoty, čo komplikuje projektovanie bioplynových staníc.

Inštalácie sa dajú ľahko vybudovať na jednotlivých farmách vo forme špeciálnych fermentorov na fermentáciu biomasy. Hlavnou organickou surovinou na nakladanie do fermentora je hnoj.

Pri prvom nakladaní maštaľného hnoja musí proces fermentácie trvať najmenej 20 dní, v prípade bravčového hnoja najmenej 30 dní. Pri nakladaní zmesi rôznych komponentov môžete získať viac plynu v porovnaní s nakladaním napríklad maštaľného hnoja.

Napríklad zmes trusu dobytka a hydinového trusu pri spracovaní produkuje až 70 % metánu v bioplyne.

Po stabilizácii fermentačného procesu je potrebné každý deň naložiť suroviny maximálne 10% z množstva spracovanej hmoty vo fermentore.

Počas fermentácie sa okrem produkcie plynu dezinfikujú organické látky. Organický odpad zbavuje patogénnej mikroflóry a dezodoruje nepríjemné pachy.

Vzniknutý kal sa musí pravidelne vykladať z fermentora, používa sa ako hnojivo.

Pri prvom naplnení bioplynovej stanice sa vyťažený plyn nespáli, stáva sa to preto, že prvý vyrobený plyn obsahuje veľké množstvo oxidu uhličitého, asi 60 %. Preto ho treba vypustiť do atmosféry a po 1-3 dňoch sa prevádzka bioplynovej stanice stabilizuje.

Tabuľka č.1 - množstvo plynu získaného za deň počas fermentácie exkrementov jedného zvieraťa

Z hľadiska množstva uvoľnenej energie sa 1 m 3 bioplynu rovná:

1,5 kg uhlia;
0,6 kg petroleja;
2 kW/h elektriny;
3,5 kg palivového dreva;
12 kg brikiet z hnoja.

Projektovanie malých bioplynových staníc

Obrázok 1 - Schéma najjednoduchšej bioplynovej stanice s pyramídovou kupolou: 1 - jama na hnoj; 2 - drážka - vodné tesnenie; 3 — zvon na zber plynu; 4, 5 - výstupné potrubie plynu; 6 - tlakomer.

Podľa rozmerov na obrázku 1 je vybavená jama 1 a kupola 3. Jama je obložená železobetónovými doskami s hrúbkou 10 cm, ktoré sú omietnuté cementovou maltou a pre tesnosť potiahnuté živicou. Zo strešnej krytiny je zvarený zvon vysoký 3 m, v ktorého hornej časti sa bude hromadiť bioplyn. Na ochranu pred koróziou je zvon pravidelne natieraný dvoma vrstvami olejovej farby. Ešte lepšie je najskôr potrieť vnútro zvončeka červeným olovom. V hornej časti zvona je inštalované potrubie 4 na odvádzanie bioplynu a manometer 5 na meranie jeho tlaku. Výstupná rúrka 6 plynu môže byť vyrobená z gumenej hadice, plastovej alebo kovovej rúrky.

Okolo fermentačnej jamy je osadená betónová drážka - vodný uzáver 2. naplnený vodou, do ktorej je spodná strana zvona ponorená 0,5 m.

Obrázok 2 - Zariadenie na odvádzanie kondenzátu: 1 - potrubie na odvádzanie plynu; 2 - potrubie v tvare U pre kondenzát; 3 - kondenzát.

Plyn je možné privádzať napríklad do kuchynského sporáka cez kovové, plastové alebo gumené rúrky. Aby ste zabránili zamrznutiu rúr v dôsledku zamrznutia kondenzovanej vody v zime, použite jednoduché zariadenie znázornené na obrázku 2: rúrka 2 v tvare U je pripojená k potrubiu 1 v najnižšom bode. Výška jeho voľnej časti musí byť väčšia ako tlak bioplynu (v mm vodného stĺpca). Kondenzát 3 sa odvádza cez voľný koniec trubice a nedochádza k úniku plynu.

Obrázok 3 - Schéma najjednoduchšej bioplynovej stanice s kužeľovou kupolou: 1 - jama na hnoj; 2 — kupola (zvon); 3 — rozšírená časť potrubia; 4 - výstupné potrubie plynu; 5 - drážka - vodné tesnenie.

V inštalácii znázornenej na obrázku 3 je jama 1 s priemerom 4 mm a hĺbkou 2 m vo vnútri obložená strešnou krytinou, ktorej plechy sú pevne zvarené. Vnútorný povrch zváranej nádrže je potiahnutý živicou pre antikoróznu ochranu. Na vonkajšej strane horného okraja betónovej nádrže je osadená kruhová drážka s hĺbkou 5 až 1 m, ktorá sa naplní vodou. Vertikálna časť kupoly 2, zakrývajúca nádrž, je do nej voľne inštalovaná. Drážka s vodou naliatou do nej teda slúži ako vodný uzáver. Bioplyn sa zhromažďuje v hornej časti kupoly, odkiaľ je privádzaný výstupným potrubím 3 a následne potrubím 4 (alebo hadicou) na miesto použitia.

Asi 12 metrov kubických organickej hmoty (najlepšie čerstvého hnoja) sa naplní do kruhovej nádrže 1, ktorá sa naplní tekutou frakciou hnoja (moču) bez pridania vody. Týždeň po naplnení začne fermentor pracovať. V tomto zariadení je kapacita fermentora 12 metrov kubických, čo umožňuje postaviť ho pre 2-3 rodiny, ktorých domy sa nachádzajú v blízkosti. Takáto inštalácia môže byť postavená na farme, ak rodina chová napríklad býky alebo chová niekoľko kráv.

Obrázok 4 - Schémy variantov najjednoduchších inštalácií: 1 - dodávka organického odpadu; 2 - nádoba na organický odpad; 3 - priestor na zber plynu pod kupolou; 4 - výstupné potrubie plynu; 5 - odvodnenie kalu; 6 — tlakomer; 7 — kupola vyrobená z polyetylénovej fólie; 8 - vodný uzáver a; 9 — náklad; 10 — jednodielne lepené polyetylénové vrecko.

Návrh a technologické schémy najjednoduchších malých zariadení sú znázornené na obrázku 4. Šípky označujú technologické pohyby počiatočnej organickej hmoty, plynu a kalu. Konštrukčne môže byť kupola pevná alebo vyrobená z polyetylénovej fólie. Pevná kupola môže byť vyrobená s dlhou valcovou časťou na hlboké ponorenie do spracovávanej hmoty, plávajúca, obrázok 4, d, alebo vložená do hydraulického tesnenia, obrázok 4, e. Do hydraulického tesnenia možno vložiť fóliovú kupolu, obrázok 4, e, alebo vyrobené vo forme hladko zlepeného veľkého vrecka, obr. 4, a. V poslednej verzii je na fóliové vrecúško umiestnené závažie 9, aby sa vrecúško príliš nenafúklo a tiež aby sa vytvoril dostatočný tlak pod fóliou.

Plyn, ktorý sa zhromažďuje pod kupolou alebo fóliou, sa privádza cez plynovod na miesto použitia. Aby sa zabránilo výbuchu plynu, môže byť na výstupnom potrubí nainštalovaný ventil nastavený na určitý tlak. Nebezpečenstvo výbuchu plynu je však nepravdepodobné, pretože pri výraznom zvýšení tlaku plynu pod kupolou sa táto zdvihne v hydraulickom tesnení do kritickej výšky a prevráti sa, čím sa uvoľní plyn.

Produkcia bioplynu sa môže znížiť v dôsledku skutočnosti, že sa na povrchu organickej suroviny vo fermentore počas fermentácie vytvorí kôra. Aby sa zabezpečilo, že nebude prekážať úniku plynu, rozbije sa miešaním hmoty vo fermentore. Môžete miešať nie ručne, ale pripevnením kovovej vidlice na kupolu zospodu. Kupola stúpa v hydraulickom tesnení do určitej výšky, keď sa hromadí plyn a klesá, keď sa používa.

Vďaka systematickému pohybu kupoly zhora nadol vidlice spojené s kupolou zničia kôru.

Vysoká vlhkosť a prítomnosť sírovodíka (do 0,5 %) prispieva k zvýšenej korózii kovových častí bioplynových staníc. Preto sa pravidelne kontroluje stav všetkých kovových prvkov fermentora a poškodené miesta sa starostlivo chránia, najlepšie olovom v jednej alebo dvoch vrstvách a následne sa v dvoch vrstvách natierajú ľubovoľnou olejovou farbou.

Obrázok 5. Schéma vykurovanej bioplynovej stanice: 1 - fermentor; 2 — drevený štít; 3 - plniace hrdlo; 4 — nádrž na metán; 5 - miešadlo; 6 — odbočka na výber bioplynu; 7 - tepelnoizolačná vrstva; 8 - rošt; 9 - vypúšťací ventil pre spracovanú hmotu; 10 — kanál na prívod vzduchu; 11 - dúchadlo.

Bioplynová stanica s ohrevom fermentovanej hmoty teplom , uvoľnený pri rozklade hnoja v aeróbnom fermentore, je znázornený na obrázku 5. Jeho súčasťou je vyhnívacia nádrž - valcová kovová nádoba s plniacim hrdlom 3. vypúšťací ventil 9. mechanické miešadlo 5 a tryska 6 na výber bioplynu.

Fermentor 1 môže byť vyrobený obdĺžnikový a 3 drevené materiály. Na vykladanie spracovaného hnoja sú steny šťavy odnímateľné. Podlaha fermentora je mriežková, cez technologický kanál 10 je vzduch vháňaný z dúchadla 11. Horná časť fermentora je pokrytá drevenými doskami 2. Pre zníženie tepelných strát sú steny a dno opatrené tepelne izolačnou vrstvou 7.

Inštalácia funguje takto. Do metánovej nádrže 4 sa cez hlavu 3 naleje vopred pripravený tekutý hnoj s vlhkosťou 88-92%, výška hladiny je určená spodnou časťou plniaceho hrdla. Aeróbny fermentor 1 je naplnený cez hornú otváraciu časť podstielkovým hnojom alebo zmesou hnoja so sypkým suchým organickým plnivom (slama, piliny) s vlhkosťou 65-69%. Pri privádzaní vzduchu cez technologický kanál vo fermentore sa organická hmota začína rozkladať a uvoľňuje sa teplo. Stačí zohriať obsah nádoby na metán. V dôsledku toho sa uvoľňuje bioplyn. Zhromažďuje sa v hornej časti nádrže digestora. Cez potrubie 6 sa používa pre domáce potreby. Počas procesu fermentácie sa hnoj vo vyhnívacom zariadení mieša miešadlom 5.

Takáto inštalácia sa zaplatí do jedného roka len vďaka likvidácii odpadu v osobných domácnostiach. Približné hodnoty spotreby bioplynu sú uvedené v tabuľke 2.

Tabuľka č. 2 – približné hodnoty spotreby bioplynu

Poznámka: inštalácia môže fungovať v akomkoľvek klimatickom pásme.

Obrázok 6 - Schéma jednotlivej bioplynovej stanice IBGU-1: 1 - plniace hrdlo; 2 - miešadlo; 3 - potrubie na odber vzoriek plynu; 4 - tepelnoizolačná vrstva; 5 — potrubie s kohútikom na vykladanie spracovanej hmoty; 6 - teplomer.

Samostatná bioplynová stanica (IBGU-1) pre rodinu s 2 až 6 kravami alebo 20-60 ošípanými alebo 100-300 hydinou (obrázok 6). Zariadenie dokáže spracovať od 100 do 300 kg hnoja každý deň a vyprodukuje 100-300 kg ekologických organických hnojív a 3-12 m 3 bioplynu.

Samozrejme, DIY bioplyn nie je pre každého. Po prvé, musíte byť vlastníkom súkromného domu. Domáca inštalácia má rozmery a možnosti inštalácie, pre ktoré podmienky bytu absolútne nevyhovujú. Po druhé, doma je to možné len vtedy, ak je veľké množstvo organického odpadu. A po tretie, možno najdôležitejšie, potrebujete vedomosti.

Nemá zmysel vymýšľať inštaláciu - všetko je už dávno vynájdené. Ale aby ste mohli realizovať hotový nápad pomocou hotových výkresov, musíte to pochopiť. Nástroj, vynaliezavosť, pochopenie a povedomie o dizajne zariadenia a tiež túžba, ktorá vám umožní neodchýliť sa od zamýšľaného cieľa - to všetko je veľmi dôležité.

Poďme si to zhrnúť:

Miesto. Len súkromné dvory s rozlohou do 10 m2 bez budov a stromov. Oplatí sa zvážiť aj také možnosti, keď je v budúcnosti možné nad samotnou inštaláciou postaviť budovu obchodného alebo dokonca obytného typu.
Materiál. Nerezová oceľ, tehla, betón, rúry (kovové a/alebo plastové) – to sú základy. Do tohto zoznamu pridajte nástroje: zváracie zariadenia, miešačky betónu, nástroje na rezanie kovov.
Suroviny. Hlavným zdrojom bioplynu môže byť len organická hmota – hnoj, rastlinný odpad, odpad z bitúnkov. Každý druh suroviny produkuje vlastné množstvo bioplynu určitej kvality. V každom prípade musí byť dostatok surovín na zvýšenie ziskovosti.
Pochopenie a uvedomenie si myšlienky. Dá sa to aj bez tohto: pozvaný, zaplatený, prijatý – prečo rozumieť? Ale aj to najprimitívnejšie zariadenie určené na výrobu bioplynu v malom je drahé a ide o to, aby ste si všetko potrebné zaobstarali vlastnými silami. Takže tu musíte byť nositeľom nevysloveného titulu „ľudový remeselník“.

Mnoho európskych farmárov už dlho prešlo na tento alternatívny druh paliva. Doba návratnosti biogenerátora je 3-5 rokov, všetko závisí od rozsahu spotreby. Napríklad dánski majitelia minifariem s počtom hospodárskych zvierat len 50 – 100 kusov dokážu vyrobiť bioplyn vlastnými zariadeniami, čo plne uspokojuje potreby obytnej budovy aj samotnej farmy. Pohodlie doma aj na farme vďaka vlastnému bioplynovému systému vnímajú ako niečo bežné.

Ako to funguje

V celej biologickej inštalácii je dôležitý takmer každý prvok:

Zásobník je nádoba, v ktorej dochádza ku fermentácii biomasy pôsobením baktérií. Nádrž, rôznych veľkostí a vyrobená z rôznych materiálov, slúži ako druh panvice. Správnejšie by bolo nazvať to bioreaktorom. Táto komplexná štruktúra musí nielen obsahovať biomasu na fermentáciu, ale musí mať aj také vlastnosti, ako je spoľahlivosť a trvanlivosť. Zariadenie na výrobu bioplynu nie je budova na opakované použitie. Musíte to urobiť raz a iba vylepšiť dizajn, inak ziskovosť klesne pod nulu.
Spojovacie prvky, ktoré nesmú vypúšťať plyn. Metán je výbušný plyn a náhodná iskra môže mať katastrofálne následky.
Systém miešania hmoty surovín. Je dosť ťažké vyrobiť v remeselných podmienkach, ale veľmi žiaduce. Pravidelné miešanie zvyšuje produktivitu.
Systém izolácie reaktora. Spoľahlivá a kvalitná izolácia umožňuje udržiavať požadovanú teplotu vo vnútri reaktora. Baktérie môžu prežiť pri nízkych teplotách, ale nie sú životaschopné. A hoci teplota vo vnútri bude vždy nad nulou, musí sa dať udržiavať a kontrolovať.
Plynojem je nádoba na dočasné (do spotreby) skladovanie plynu. V remeselných podmienkach je zastúpená oceľovou nádržou.
Filtračný systém alebo filtračný systém. Plyn vznikajúci pri fermentácii je vhodné vyčistiť od CO2.

Suroviny vstupujúce do bioreaktora začnú kvasiť. Uvoľňovaný plyn nie je čistý. Obsahuje podiel metánu (do 80-90%), oxidu uhličitého (do 20-30%), vodíka (do 5-10%). Pravidelné miešanie podporuje frekvenciu uvoľňovania plynu. Plyn vstupuje do plynovej nádrže, potom cez filtračný systém a potom do spotrebovanej jednotky (kotol, pec atď.).

Základné momenty

Bioplyn je možné získať doma v rôznych objemoch a rôznych kvalitách. To je ovplyvnené niekoľkými faktormi:

Množstvo surovín. Pre nepretržitú prevádzku bioreaktora musí byť biomasa pravidelne privádzaná dovnútra. Frekvencia plnenia závisí od veľkosti reaktora. Vysoký výkon sa dosiahne naplnením nádoby na 75%. Nižšia hodnota znižuje efektivitu výroby, rovnako ako zaťaženie nad 75 %.
Pôvod surovín. Hnoj alebo kukuričná drť – rozdiel je výrazný. Zvyčajne začínajú prítomnosťou jedného alebo druhého druhu suroviny. Napríklad zo živočíšnych tukov sa dá získať obrovské množstvo kvalitného metánu – až 1500 m3 z tony surovín. Zároveň bude aj obsah metánu maximálny možný – až 90 %. Produkcia bioplynu z rias má nižšie čísla – do 250-300 m3 na tonu.
Frekvencia dodávky surovín. Fermentácia musí byť takmer úplne ukončená, uvoľnená voda sa musí vypustiť, nevykvasené zvyšky zlikvidovať a až potom môže byť možná nová dodávka určitého množstva. V remeselných podmienkach je tento proces dosť ťažko kontrolovateľný. Priemyselné inštalácie sú progresívnejšie a celý proces je riadený automaticky.
Kombinácia surovín. Niektoré druhy biomasy sa môžu navzájom dopĺňať a pôsobiť ako katalyzátory chemických procesov vo vnútri reaktora. Niektorí naopak dokážu reakciu spomaliť. Napríklad výpalky z obilia v kombinácii s hnojom poskytujú dobré výsledky ako výsledok kombinácie. Pričom tuky sa nekombinujú takmer so žiadnym iným druhom suroviny.

V tabuľke je uvedený objem vyprodukovaného plynu (v m3) z jednej tony suroviny:

Ako použiť

Bioplyn je možné podľa jeho množstva a kvality využívať aj doma. Zvyčajne ide o vykurovanie hospodárskych budov alebo obytných budov. Pri malých objemoch plynu to môže stačiť len na ohrev vody, no v tomto prípade treba prehodnotiť rentabilitu inštalácie. Niektorí remeselníci posunuli svoje návrhy na enormnú úroveň produktivity a úplne zabudli na spotrebu vládnej elektriny a zemného plynu.

V každom prípade sa prostredníctvom zariadenia na výrobu bioplynu realizuje niekoľko pozitívnych aspektov tak pre spotrebiteľa plynu, ako aj pre celé ľudstvo ako celok:

prechod na nízkonákladovú výrobu,
šetrenie peňazí,
čiastočná likvidácia odpadu,
predchádzanie globálnemu otepľovaniu.

Ľudstvo urobilo obrovský skok vpred, naučilo sa ovládať prírodu a každodenný život. Bioplyn ako alternatívne palivo a forma energie je teraz možné získať doma. Samozrejme, vysoké náklady na zariadenie sú trochu skľučujúce, ale výpočty návratnosti ukazujú, že bioreaktor doma je ziskové a účelné riešenie.

V čase krízy sa každý majiteľ domu snaží minimalizovať svoje náklady na vykurovanie. Na tento účel sa používajú alternatívne zdroje energie. Jednou z nových je výroba bioplynu, na výrobu ktorého sa používa obyčajný hnoj. Bioplynová stanica vám ho umožňuje získať bez veľkého úsilia.

Zariadenia na výrobu bioplynu je možné zakúpiť u špecializovaných firiem. Ak však máte túžbu, môžete si ju vytvoriť sami. Použitie takéhoto zariadenia umožní ušetriť na energiách, ktorej náklady sa z roka na rok len zvyšujú. Keď budete mať takúto inštaláciu, budete môcť získať a využiť lacnú energiu pre vlastné účely, ktorú môžete využiť najmä na vykurovanie vášho domova.

Kto potrebuje inštalácie?

Toto zariadenie sa používa na výrobu horľavých plynov z biologických surovín. Sú potrebné všade tam, kde sa tento druh paliva používa na výrobu tepla a elektriny. V prvom rade je ich potreba na farmách, kde je veľké množstvo bioodpadu. Použitie takýchto zariadení umožňuje výrobu bez odpadu a okrem toho výrazne zvýšiť jej ziskovosť.

V tomto prípade sú náklady vylúčené na nákup tepelnej a elektrickej energie. Pomocou zariadení na výrobu bioplynu môžu podniky živočíšnej výroby recyklovať odpad a vyrábať elektrickú energiu. Tepelnú energiu získanú z bioplynu je možné využiť na vykurovanie priestorov – nielen obytných, ale aj úžitkových priestorov. Tento typ paliva je možné použiť aj na výrobu elektriny.

Pomocou bioplynovej stanice môžete vyrábať elektrinu, ktorej prebytok je možné predať za trhovú hodnotu, čím sa hnoj premieňa na zisk. Obzvlášť výhodné je použitie takéhoto zariadenia pre farmárov, ktorí prevádzkujú veľké farmy. Môžu kúpiť hotovú stanicu, ktorá bude počas prevádzky produkovať bioplyn. Náklady na takéto zariadenie, ktoré sa vyrába v továrňach, sú však pomerne vysoké. Zaplatením veľkého množstva peňazí však získate spoľahlivú stanicu, ktorá bude za prevádzkových podmienok slúžiť dlhú dobu.

Ak nechcete minúť veľa peňazí na nákup továrenskej stanice, môžete minúť čas a úsilie a postaviť takúto inštaláciu vlastnými rukami. Na jeho vytvorenie potrebujete dostupné materiály, čo zaisťuje prijateľné náklady na vybavenie pre stanicu vytvorenú svojpomocne. Prevádzka domácej inštalácie sa nebude líšiť od zariadenia vyrobeného v továrni. Ďalšou výhodou vlastnej inštalácie je, že nemusíte míňať peniaze špeciálny nástroj. Môžete si vystačiť s obvyklou, ktorú má každý majster.

Princíp tvorby bioplynu

Tí, ktorí sa rozhodli vytvoriť zariadenie na výrobu bioplynu, musia vedieť o technológii tohto zdroja energie. Proces spracovania biologických hmôt prebieha v špeciálnej nádobe. Aktívne sa na ňom podieľajú anaeróbne baktérie.

Aby sa proces výroby bioplynu rozbehol, je potrebné v ňom vytvoriť určité podmienky. To najdôležitejšie je v ňom nesmie tam byť vzduch. V tomto prípade nastáva proces fermentácie biomasy. Jeho trvanie do značnej miery závisí od množstva surovín, ktoré sa na výrobu tohto paliva používajú.

Počas fermentačného procesu vzniká zmes plynov. Obsahuje:

metán – 60 %;
kyslý plyn – 35 %.

Zvyšné plynné zložky prítomné v zmesi predstavujú 5 %.

Takto sa tvorí plyn, ktorý sa potom odstraňuje z reaktora, prechádza procesom čistenia. Po dokončení môže byť použitý na určený účel.

Funkcie služby

Odpad podrobený takémuto spracovaniu sa potom môže použiť ako dobré hnojivo. Pri výrobe bioplynu sa musia pravidelne odstraňovať z bioreaktora. Spracované suroviny môžete umiestniť na polia so zeleninovými plodinami. Bioplynovú stanicu si môžete bez problémov vytvoriť vlastnými rukami, ak ste farmár alebo máte prístup k chovom hospodárskych zvierat. Produkcia bioplynu bude zisková iba vtedy, ak budete mať zdroj hnoja alebo iného odpadu z podnikov živočíšnej výroby.

Vytvorenie bioreaktora

Správne vytvorenie bioreaktora je možné len vtedy, ak viete z akých častí sa skladá?.

Bioreaktorové zariadenie

Ako základ sa berie najjednoduchší dizajn. Nestanovuje prítomnosť takých komponentov, ako sú:

vykurovanie;
zariadenie na miešanie biomasy.

Konštrukcia zahŕňa reaktor, ktorý je známy aj ako digestor. Vďaka nemu sa spracováva hnoj. Súčasťou bioreaktora je navyše bunker. Používa sa na nakladanie organického odpadu do reaktora. Aby bolo pridávanie hnoja pohodlné, v dizajne tohto zariadenia by mal byť nainštalovaný vstupný poklop. Vodný uzáver by bol tiež dobrý nápad. A aby bolo možné vyložiť odpadové suroviny, je potrebné pridať do konštrukcie potrubie. Bude sa tiež používať na odstraňovanie bioplynu zo zariadenia.

Hlavné diela

Vytvorenie takéhoto dizajnu vlastnými rukami je celkom jednoduché. Pred začatím práce musíte vybrať miesto na mieste, kde vytvoríte bioreaktor. Vyrobí sa tam vystužený kontajner, ktorého základom bude betónová plocha.

Nádoba, ktorá vznikne následne, bude fungovať ako bioreaktor. Na základni inštalácie musia byť zabezpečené otvory, prostredníctvom ktorého budú odstránené suroviny, ktoré prešli procesom spracovania. Otvor musí byť vyrobený tak, aby sa dal tesne uzavrieť. Táto potreba je spôsobená skutočnosťou, že účinnosť bioreaktora na spracovanie hnoja je zabezpečená iba za podmienok absolútnej tesnosti.

Aby bolo možné správne vypočítať rozmery betónovej dielne, je potrebné vziať do úvahy množstvo organického odpadu súčasne používaného na spracovanie. Aby ste to dosiahli, musíte si pred začatím práce zistiť, koľko suroviny sa denne objaví na farme alebo v súkromnej farme. Na nádrži by ste však nemali šetriť, keďže pre plnú prevádzku bioreaktora je potrebné, aby bola nádrž naplnená do dvoch tretín dostupného objemu.

Najjednoduchšou možnosťou je vytvoriť bioreaktor pomocou bežného suda. V tomto prípade bude inštalácia fungovať podľa nasledujúceho princípu:

Keď sa organický odpad dostane do nádrže bioreaktora, ktorá sa nachádza hlboko v zemi, začne proces fermentácie. To vedie k uvoľňovaniu bioplynu.

Vlastnosti výroby kontajnerov

Bioplynové stanice môžu byť vyrobené v malých objemoch na spracovanie organického odpadu v malých množstvách. Vynikajúcou možnosťou by bolo použiť nie železobetónovú nádrž, ale oceľový kontajner, ktorým môže byť sud.

Ak sa rozhodnete použiť túto možnosť, potom pri výbere kovového výrobku musíte zvážiť nasledujúce body.

V prvom rade by sa mala venovať pozornosť dávajte pozor na zvary. Musia byť odolné a zabezpečiť tesnosť výrobkov. Ak ste si na vytvorenie bioreaktora vybrali sud s malou kapacitou, nemali by ste počítať s tým, že počas jeho prevádzky bude množstvo vyprodukovaného plynu veľké. Energetický výstup bude do značnej miery závisieť od množstva organického odpadu súčasne spracovaného v reaktore. Teda s cieľom získať 100 metrov kubických. m bioplynu je potrebné spracovať maštaľný hnoj v množstve 1t.

Urob si svoj vykurovací systém v bioplynovej stanici

Vlastnoručne vyrobené zariadenie na bioplyn bude najúčinnejšie pri výrobe bioplynu, ak ho vybavíte vykurovaním. Tým sa urýchli proces fermentácie biomasy. Ak sa zariadenie používa v južných oblastiach, potom nie je potrebné vykurovanie. Aktivácia fermentačných procesov je zabezpečená vonkajšou teplotou vzduchu.

Ak však žijete v oblasti s chladnou klímou, potom použitie vykurovania v zime vám umožní produkovať pomerne veľké množstvo plynu. Mali by ste vedieť, že pri teplote kvasenia 38 stupňov Celzia sa tento proces začína. Preto je potrebné zabezpečiť, aby teplota v bunkri neklesla pod túto značku. V tomto prípade bude proces výroby bioplynu prebiehať v bioreaktore.

Spôsoby vybavenia inštalácie vykurovaním

Nainštalujte vykurovanie v bioreaktore možné niekoľkými spôsobmi.

Ak na organizáciu vykurovania používate automatizované systémy, potom sa zariadenie zapne bez vašej pomoci, keď do reaktora vstúpi studená biomasa. Keď sa surovina zohreje na nastavenú teplotu, vykurovací systém sa vypne.

Ak chcete vyrobiť kvalitnú bioplynovú stanicu vlastnými rukami, je potrebné ešte pred začatím práce pripraviť výkresy, na ktoré treba prihliadať pri vykonávaní prác. Do teplovodných kotlov je možné inštalovať vykurovacie telesá, preto si treba dať pozor na nákup potrebného plynového zariadenia.

Aby ste zvýšili množstvo vyprodukovaného bioplynu, okrem vykurovania môžete svoju inštaláciu vybaviť aj zariadením na miešanie biomasy. Aby ste to dosiahli, budete musieť stráviť nejaký čas a vytvoriť zariadenie, ktoré bude fungovať rovnako ako bežný domáci mixér. Poháňaný bude hriadeľom. Ten musí byť vyvedený cez otvory vo veku.

Návrh výstupného systému

Keď si sami postavíte bioplynovú stanicu, nezaobídete sa bez vytvorenia systému na odstraňovanie bioplynu. Na tento účel je potrebné do konštrukcie zariadenia zabudovať špeciálny otvor. Najlepšie je to urobiť v hornej časti veka. To druhé by malo nádrž dobre uzavrite. Aby sa zabránilo zmiešaniu vyrobeného bioplynu so vzduchom, je potrebné odstrániť hotový plyn cez vodný uzáver.

Záver

Ak ste majiteľom farmy, tak neustále vytvárate veľké množstvo organického odpadu. Mnoho ľudí ich používa ako hnojivo na poliach. Môžete ich však využiť vo väčší úžitok pre seba. Hnoj sa dá použiť na výrobu tepla a elektriny. K tomu je potrebné nainštalovať bioplynovú stanicu. Spracováva hnoj a produkuje bioplyn. Bez problémov si ho môžete zakúpiť v špecializovaných firmách. Náklady na takéto stanice sú však dosť vysoké. Ak chcete znížiť svoje náklady, môžete si to zariadiť sami.

Spracovaním hnoja a iného organického odpadu s ním získate palivo, ktoré môžete použiť na vykurovanie vášho domova, ale aj priestorov, kde sa chovajú zvieratá. Tým sa znížia náklady na ich údržbu na minimum a výroba bude ziskovejšia.

Šetrný majiteľ sníva o lacných zdrojoch energie, efektívnej likvidácii odpadu a získavaní hnojív. Domáca bioplynová stanica pre domácich majstrov je lacný spôsob, ako si splniť svoj sen.

Vlastná montáž takéhoto zariadenia bude stáť primerané množstvo peňazí a vyrobený plyn bude dobrým pomocníkom v domácnosti: dá sa použiť na varenie, vykurovanie domu a iné potreby.

Pokúsme sa pochopiť špecifiká tohto zariadenia, jeho výhody a nevýhody. A tiež, či je možné postaviť si bioplynovú stanicu svojpomocne a či to bude efektívne.

Bioplyn vzniká ako výsledok fermentácie biologického substrátu. Rozkladajú ho hydrolytické, kyselinotvorné a metánotvorné baktérie. Zmes plynov produkovaných baktériami je horľavá, pretože obsahuje veľké percento metánu.

Jeho vlastnosti sa prakticky nelíšia od zemného plynu, ktorý sa používa na priemyselné a domáce potreby.

Ak je to žiaduce, každý majiteľ domu si môže kúpiť priemyselnú bioplynovú stanicu, ale je to drahé a investícia sa vráti do 7-10 rokov. Preto má zmysel vynaložiť úsilie a vyrobiť bioreaktor vlastnými rukami

Bioplyn je ekologické palivo a technológia jeho výroby nemá veľký vplyv na životné prostredie. Okrem toho sa odpadové produkty, ktoré je potrebné zneškodniť, používajú ako suroviny na výrobu bioplynu.

Sú umiestnené v bioreaktore, kde dochádza k spracovaniu:

biomasa je nejaký čas vystavená baktériám. Doba fermentácie závisí od objemu surovín;
V dôsledku činnosti anaeróbnych baktérií sa uvoľňuje horľavá zmes plynov, ktorá zahŕňa metán (60 %), oxid uhličitý (35 %) a niektoré ďalšie plyny (5 %). Fermentáciou sa v malých množstvách uvoľňuje aj potenciálne nebezpečný sírovodík. Je jedovatý, preto je veľmi nežiaduce, aby mu boli ľudia vystavení;
zmes plynov z bioreaktora sa čistí a dodáva do plynovej nádrže, kde sa skladuje, kým sa nepoužije na určený účel;
plyn z plynojemu možno použiť rovnako ako zemný plyn. Ide do domácich spotrebičov - plynové sporáky, vykurovacie kotly atď.;
Rozložená biomasa sa musí z fermentora pravidelne odstraňovať. Ide o dodatočnú prácu, ale vynaložené úsilie sa vypláca. Po fermentácii sa surovina mení na kvalitné hnojivo, ktoré sa používa na poliach a zeleninových záhradách.

Bioplynová stanica je pre majiteľa súkromného domu výhodná len vtedy, ak má neustály prístup k odpadu z chovov hospodárskych zvierat. V priemere od 1 kubického metra. Môžete získať 70-80 metrov kubických substrátu. bioplyn, ale produkcia plynu je nerovnomerná a závisí od mnohých faktorov, vrátane teploty biomasy. To komplikuje výpočty.

Lacný zdroj energie si môžete zaobstarať sami, doma – stačí si len zložiť bioplynovú stanicu. Ak pochopíte princíp jeho fungovania a štruktúry, potom to nie je ťažké. Zmes, ktorú vyrába, obsahuje veľké množstvo metánu (v závislosti od nakladanej suroviny – až 70 %), preto má široké uplatnenie.

Dopĺňanie automobilových fliaš na plyn ako palivo do vykurovacích kotlov nie je úplný zoznam všetkých možných možností použitia hotového výrobku. Náš príbeh je o tom, ako nainštalovať bioplynovú stanicu vlastnými rukami.

Existuje niekoľko dizajnov jednotky. Pri výbere konkrétneho inžinierskeho riešenia musíte pochopiť, ako je táto inštalácia vhodná pre miestne podmienky. Toto je hlavné kritérium na posúdenie realizovateľnosti inštalácie. Navyše máte svoje vlastné schopnosti, to znamená, aký druh surovín a v akom objeme môžete použiť, čo môžete urobiť vlastnými rukami.

Bioplyn vzniká rozkladom organickej hmoty, ale jeho „výťažnosť“ (v objemovom vyjadrení), a teda aj účinnosť zariadenia, závisí od toho, čo presne je do neho naložené. V tabuľke sú uvedené relevantné informácie (orientačné údaje), ktoré pomôžu určiť výber konkrétneho inžinierskeho riešenia. Užitočná by bola aj nejaká vysvetľujúca grafika.

Možnosti dizajnu

S ručným vkladaním surovín, bez zahrievania a miešania

Pre domáce použitie sa tento model považuje za najpohodlnejší. Pri kapacite reaktora 1 až 10 m³ bude denne potrebných približne 50–220 kg hnoja. Z toho je potrebné vychádzať pri rozhodovaní o veľkosti nádoby.

Inštalácia je inštalovaná v zemi, takže bude vyžadovať malú jamu. Miesto na mieste sa vyberá v súlade s jeho vypočítanými rozmermi. Zloženie a účel všetkých prvkov obvodu nie je ťažké pochopiť.

Funkcia inštalácie

Po inštalácii reaktora na mieste je potrebné skontrolovať jeho tesnosť. Potom musí byť kov natretý (najlepšie mrazuvzdornou kompozíciou) a izolovaný.

K odstraňovaniu odpadu dochádza prirodzene – buď počas procesu pridávania novej dávky, alebo keď je v reaktore prebytok plynu so zatvoreným ventilom. Kapacita nádoby na zber odpadu by preto nemala byť menšia ako kapacita pracovnej nádoby.
Napriek jednoduchosti zariadenia a príťažlivosti pre montáž vlastnými rukami, vzhľadom na to, že nie je zabezpečené miešanie a zahrievanie hmoty, je vhodné túto možnosť inštalácie prevádzkovať v oblastiach s miernym podnebím, t.j. na juhu Ruska. Hoci s vysokokvalitnou tepelnou izoláciou, v podmienkach, kde sú podzemné vodné vrstvy hlboké, je tento dizajn celkom vhodný pre strednú zónu.

Bez zahrievania, ale s miešaním

Takmer to isté, len malá úprava, ktorá výrazne zvyšuje výkon inštalácie.

Ako vytvoriť mechanizmus? Pre niekoho, kto si to montoval napríklad vlastnými rukami, to nie je problém. V reaktore bude potrebné namontovať hriadeľ s lopatkami. Preto je potrebné nainštalovať nosné ložiská. Ako prevodový článok medzi hriadeľom a pákou je dobré použiť reťaz.

Bioplynová stanica môže byť prevádzkovaná takmer vo všetkých regiónoch, s výnimkou severných regiónov. Ale na rozdiel od predchádzajúceho modelu vyžaduje dohľad.

Miešanie + zahrievanie

Tepelné pôsobenie na biomasu zvyšuje intenzitu v nej prebiehajúcich rozkladných a fermentačných procesov. Bioplynová jednotka je pri použití všestrannejšia, pretože môže pracovať v dvoch režimoch - mezofilnom a termofilnom, to znamená v teplotnom rozsahu (približne) 25 - 65 ºС (pozri grafy vyššie).

Vo vyššie uvedenom diagrame kotol beží na výsledný plyn, aj keď to nie je jediná možnosť. Ohrev biomasy sa môže vykonávať rôznymi spôsobmi, v závislosti od toho, ako je pre majiteľa pohodlnejšie ho organizovať.

Automatizované možnosti

Rozdiel medzi touto schémou je v tom, že je pripojená k inštalácii. To vám umožňuje akumulovať zásoby plynu namiesto toho, aby ste ich okamžite použili na určený účel. Jednoduché použitie je spôsobené aj tým, že takmer každý teplotný režim je vhodný na intenzívne kvasenie.

Táto inštalácia je ešte produktívnejšia. Pri podobnom objeme reaktora je schopný spracovať až 1,3 tony surovín za deň. Za to zodpovedá nakladanie, miešanie – pneumatika. Výstupný kanál umožňuje odvoz odpadu buď do bunkra na krátkodobé uskladnenie, alebo do mobilných kontajnerov na okamžitý odvoz. Napríklad na hnojenie polí.

Tieto možnosti bioplynových staníc sú len ťažko vhodné na domáce použitie. Ich inštalácia, najmä vlastnými rukami, je oveľa ťažšia. Ale pre malú farmu je to dobré riešenie.

Mechanizovaná bioplynová stanica

Rozdiel od predchádzajúcich modelov je v prídavnej nádrži, v ktorej prebieha predbežná príprava suroviny.

Stlačený bioplyn sa privádza do násypky a potom do reaktora. Používa sa aj na vykurovanie.

Jediná vec, ktorá je potrebná pri montáži niektorej z inštalácií vlastnými rukami, sú presné technické výpočty. Možno sa budete musieť poradiť s odborníkom. Inak je všetko celkom jednoduché. Ak sa aspoň jeden z čitateľov začne zaujímať o bioplynovú jednotku a sám si ju nainštaluje, tak autor na tomto článku nepracoval márne. Veľa štastia!