Dane su teorijske osnove za proizvodnju plina metana iz biomase anaerobnom digestijom.

Objašnjena je uloga bakterija u postupnoj pretvorbi organskih tvari, uz opis potrebnih uvjeta za što intenzivniju proizvodnju bioplina. U ovom članku bit će dane praktične izvedbe bioplinskih postrojenja, uz opis nekih improviziranih projekata.

Kako cijene energije rastu, a mnogi vlasnici stoke i malih farmi imaju problema s odlaganjem otpada, na tržište su se pojavili bioplinski industrijski kompleksi i mala bioplinska postrojenja za privatne kuće. Koristeći tražilice, korisnik interneta može lako pronaći pristupačno rješenje po principu "ključ u ruke" koje odgovara bioplinskom postrojenju i njegovoj cijeni, stupiti u kontakt s dobavljačima opreme i dogovoriti izgradnju bioplinskog generatora kod kuće ili na gospodarstvu.

Bioplinski industrijski kompleks

Bioreaktor – osnova bioplinskog postrojenja

Spremnik u kojem se odvija anaerobna razgradnja biomase tzv bioreaktor, fermentor ili metanetank. Bioreaktori su potpuno zatvoreni, s fiksnom ili plutajućom kupolom, s dizajnom ronilačkog zvona. Zvonasti psihrofilni (ne zahtijevaju zagrijavanje) bioreaktori imaju oblik otvorenog rezervoara s tekućom biomasom u koji je uronjen spremnik u obliku cilindra ili zvona u koji se skuplja bioplin.

Sakupljeni bioplin vrši pritisak na cilindar, uzrokujući njegovo podizanje iznad spremnika. Dakle, zvono također obavlja funkciju spremnika plina - privremenog skladišta dobivenog plina.

Nedostatak zvonastog dizajna bioplinskog reaktora je nemogućnost miješanja supstrata i zagrijavanja u hladnim razdobljima godine. Također negativan čimbenik je jak miris i nehigijenski uvjeti zbog otvorene površine dijela podloge.

Osim toga, dio nastalog plina će pobjeći u atmosferu, zagađujući okoliš. Stoga se ovi bioreaktori koriste samo u zanatskim bioplinskim postrojenjima u siromašnim zemljama s vrućom klimom.

Kako bi se spriječilo onečišćenje okoliša i uklonili neugodni mirisi, reaktori bioplinskih postrojenja za kućnu i veliku industriju imaju fiksni dizajn kupole. Oblik konstrukcije u procesu stvaranja plina nije mnogo bitan, ali kada se koristi cilindar s kupolastim krovom, postižu se značajne uštede u građevinskom materijalu. Bioreaktori s fiksnom kupolom opremljeni su mlaznicama za dodavanje novih porcija biomase i uklanjanje istrošenog supstrata.

Glavne vrste bioplinskih postrojenja

Budući da je najprihvatljiviji dizajn fiksne kupole, većina gotovih rješenja bioreaktora je ovog tipa. Ovisno o načinu punjenja, bioreaktori imaju različit dizajn i dijele se na:

• Porcija, s jednokratnim utovarom cjelokupne biomase, te naknadnim potpunim istovarom nakon obrade sirovina. Glavni nedostatak ove vrste bioreaktora je neravnomjerno ispuštanje plina tijekom obrade supstrata;
• kontinuirani utovar i istovar sirovina, zbog čega se postiže ravnomjerno ispuštanje bioplina. Zahvaljujući dizajnu bioreaktora, tijekom utovara i istovara proizvodnja bioplina ne prestaje i nema curenja, budući da su mlaznice kroz koje se vrši dodavanje i uklanjanje biomase izvedene u obliku vodene brtve koja sprječava plin od bijega.

Šaržni reaktori za bioplin mogu biti bilo kojeg dizajna koji sprječava istjecanje plina. Tako su, primjerice, svojedobno u Australiji bili popularni kanalni metanetankovi s elastičnim lukom na napuhavanje, gdje je lagani nadtlak unutar bioreaktora napuhao mjehurić od izdržljivog polipropilena. Nakon postizanja određene razine tlaka unutar bioreaktora, uključivao se kompresor koji je ispumpavao generirani bioplin.

Vrsta fermentacije u ovom bioplinskom postrojenju može biti mezofilna (sa slabim zagrijavanjem). Zbog velike površine kupole za napuhavanje, kanalni bioreaktori mogu se instalirati samo u grijanim prostorijama ili u regijama s vrućom klimom. Prednost dizajna je nepostojanje potrebe za međuprijamnikom, ali veliki nedostatak je osjetljivost elastične kupole na mehanička oštećenja.

Nedavno su sve popularniji šaržni bioreaktori sa suhom fermentacijom stajnjaka bez dodavanja vode u supstrat. Budući da stajnjak ima vlastitu vlagu, bit će dovoljan za život organizama, iako će se intenzitet reakcija smanjiti.

Bioreaktori suhog tipa izgledaju kao zatvorena garaža s vratima koja se čvrsto zatvaraju. Biomasa se u reaktor puni prednjim utovarivačem i u tom stanju ostaje do završetka kompletnog ciklusa proizvodnje plina (oko pola godine), bez potrebe dodavanja supstrata i miješanja.

Uradi sam bioplinsko postrojenje

Treba napomenuti da je u većini bioreaktora u pravilu samo zona stvaranja plina zatvorena, a tekuća biomasa na ulazu i izlazu je pod atmosferskim tlakom. Pretlak unutar bioreaktora istiskuje dio tekućeg supstrata u mlaznice, zbog čega je razina biomase u njima nešto viša nego u spremniku.

Ovi dizajni domaćih bioreaktora popularni su među narodnim obrtnicima koji samostalno izrađuju bioplinska postrojenja vlastitim rukama za dom, omogućujući višekratnu upotrebu ručnog punjenja i pražnjenja supstrata. U proizvodnji bioreaktora vlastitim rukama, mnogi majstori eksperimentiraju s potpuno zatvorenim spremnicima, koristeći nekoliko gumenih komora od guma kotača velikih vozila kao spremnik plina.

U videu ispod, entuzijast domaće proizvodnje bioplina, na primjeru bačvi napunjenih ptičjim izmetom, dokazuje mogućnost stvarnog dobivanja zapaljivog plina kod kuće, preradom otpada peradi u korisno gnojivo. Jedino što se može dodati dizajnu opisanom u ovom videu je da trebate staviti manometar i sigurnosni ventil na bioreaktor domaće izrade.

Proračuni produktivnosti bioreaktora

Količina bioplina određena je masom i kvalitetom korištenih sirovina. Na internetu se mogu pronaći tablice u kojima je navedena količina otpada koju proizvedu razne životinje, ali vlasnicima koji svakodnevno moraju čistiti stajski gnoj ta teorija nije potrebna jer količinu i masu budućeg supstrata znaju kroz svoje vlastitu praksu. Na temelju raspoloživosti sirovina obnovljivih svaki dan, moguće je izračunati potreban volumen bioreaktora i dnevni proizvodnja bioplina.

Nakon što su proračuni napravljeni i odobren dizajn bioreaktora, možete nastaviti s njegovom izgradnjom. Materijal može biti armiranobetonski spremnik, izliven u zemlju, ili zidanje od opeke, zapečaćeno posebnim premazom koji se koristi za obradu bazena.

Također je moguće izgraditi glavni spremnik kućnog bioplinskog postrojenja od željeza obloženog antikorozivnim materijalom. Mali industrijski bioreaktori često se izrađuju od plastičnih spremnika velikog volumena otpornih na kemikalije.

U industrijskim bioplinskim postrojenjima koriste se elektronički sustavi upravljanja i različiti reagensi za korekciju kemijskog sastava supstrata i razine njegove kiselosti, a biomasi se dodaju posebne tvari - enzimi i vitamini koji potiču razmnožavanje i vitalnu aktivnost mikroorganizama unutar bioreaktora. . U procesu razvoja mikrobiologije stvaraju se sve otporniji i učinkovitiji sojevi bakterija metanogena koji se mogu nabaviti od tvrtki koje se bave proizvodnjom bioplina.

Potreba za crpljenjem i čišćenjem bioplina

Stalna proizvodnja plina u bioreaktoru bilo koje izvedbe dovodi do potrebe za ispumpavanjem bioplina. Neka primitivna bioplinska postrojenja mogu izgorjeti dobiveni plin izravno u plameniku instaliranom u blizini, ali nestabilnost nadtlaka u bioreaktoru može dovesti do nestanka plamena i kasnijeg oslobađanja otrovni plin. Korištenje ovako primitivnog bioplinskog postrojenja spojenog na štednjak je kategorički neprihvatljivo zbog mogućnosti trovanja toksičnim sastojcima sirovog bioplina.

Stoga gotovo svaka shema bioplinskog postrojenja uključuje spremnike plina i sustav za pročišćavanje plina. Kao domaći kompleks za čišćenje možete koristiti filtar za vodu i domaći spremnik napunjen metalnim strugotinama ili kupiti profesionalne sustave za filtriranje. Spremnik za privremeno skladištenje bioplina može biti izrađen od komora od guma, iz kojih se plin s vremena na vrijeme pumpa kompresorom u standardne propanske boce za skladištenje i kasniju upotrebu.

Kao alternativa obveznoj uporabi plinskog spremnika može se uočiti poboljšani bioreaktor s plutajućom kupolom. Poboljšanje se sastoji u dodatku koncentrične pregrade koja tvori vodeni džep koji djeluje poput vodene brtve i sprječava biomasu da dođe u kontakt sa zrakom. Tlak unutar plutajuće kupole ovisit će o njezinoj težini. Prolaskom plina kroz sustav za pročišćavanje i reduktor, može se koristiti u kućanskom štednjaku, povremeno ispuštajući iz bioreaktora.

Usitnjavanje i miješanje supstrata u bioreaktoru

Miješanje biomase važan je dio procesa stvaranja bioplina, osiguravajući bakterijama pristup hranjivim tvarima koje se mogu nakupiti na dnu bioreaktora. Kako bi se čestice biomase bolje izmiješale u bioreaktoru, potrebno ih je usitniti mehanički ili ručno prije utovara u metan spremnik. Trenutno se u industrijskim i domaćim bioplinskim postrojenjima koriste tri metode miješanja supstrata:

1. mehaničke mješalice koje pokreće elektromotor ili ručno;
2. cirkulirajuće miješanje s pumpom ili propelerom koji pumpa supstrat unutar bioreaktora;
3. miješanje s mjehurićima upuhivanjem već postojećeg bioplina u tekuću biomasu. Nedostatak ove metode je stvaranje pjene na površini podloge.

Mehaničko miješanje supstrata unutar bioreaktora može se izvršiti ručno ili automatski uključivanjem elektromotora pomoću elektroničkog mjerača vremena. Mješanje biomase vodenim mlazom ili mjehurićima može se izvesti samo pomoću elektromotora kojima se upravlja ručno ili pomoću softverskog algoritma.

Ovaj bioreaktor ima mehaničku mješalicu

Zagrijavanje supstrata u mezofilnim i termofilnim bioplinskim postrojenjima

Optimalna temperatura za stvaranje plina je temperatura podloge u rasponu od 35-50ºC. Za održavanje ove temperature, razne sustavi grijanja- vodeni, parni, električni. Kontrolu temperature treba provoditi pomoću termoprekidača ili termoparova spojenih na aktuator koji regulira zagrijavanje bioreaktora.

Također morate zapamtiti da će otvoreni plamen pregrijati zidove bioreaktora, a unutar njega će izgorjeti biomasa. Spaljena podloga smanjit će prijenos topline i kvalitetu grijanja, a vruća stijenka bioreaktora brzo će se urušiti. Jedna od najboljih opcija je grijanje vode iz povratne cijevi sustava kućnog grijanja. Potrebno je ugraditi sustav električnih ventila kako bi se moglo isključiti grijanje bioreaktora ili spojiti grijanje supstrata direktno iz kotla ako je prehladno.

Zagrijavanje podloge u bioreaktoru uz pomoć grijaćih tijela bit će korisno samo ako postoji alternativna električna energija dobivena iz vjetrogeneratora ili solarnih panela. U ovom slučaju, grijaći elementi mogu se spojiti izravno na generator ili bateriju, što će isključiti skupe pretvarače napona iz kruga. Kako bi se smanjili gubici topline i smanjili troškovi zagrijavanja supstrata u bioreaktoru, potrebno ga je što bolje izolirati raznim grijačima.

Praktična iskustva koja su neizbježna pri izgradnji bioplinskih postrojenja vlastitim rukama

Koliko god početnik zaljubljenik u samostalnu proizvodnju bioplina pročitao literature i koliko god videa pogledao, u praksi ćete sami morati puno naučiti, a rezultati će u pravilu biti daleko od proračunatih.

Stoga mnogi majstori početnici idu putem samostalnih eksperimenata u dobivanju bioplina, počevši od malih spremnika, utvrđujući koliko plina iz raspoloživih sirovina proizvede njihovo malo eksperimentalno bioplinsko postrojenje. Cijene komponenti, proizvodnja metana i budući troškovi izgradnje kompletnog funkcionalnog bioplinskog postrojenja odredit će njegovu održivost i izvedivost.

U gornjem videu majstor demonstrira mogućnosti svog bioplinskog postrojenja, bilježeći koliko će se bioplina proizvesti u jednom danu. U njegovom slučaju, pri pumpanju osam atmosfera u prijemnik kompresora, volumen dobivenog plina nakon ponovnih izračuna, uzimajući u obzir volumen spremnika od 24 l, bit će oko 0,2 m².

Ova količina bioplina dobivena iz bačve od 200 litara nije značajna, ali, kao što je prikazano u sljedećem videu ovog čarobnjaka, ova količina plina dovoljna je za sat vremena gorenja jednog plamenika peći (15 minuta pomnoženo s četiri atmosfere cilindra , što je dvostruko veće od prijemnika).

U drugom videu ispod, majstor govori o dobivanju bioplina i biološki čistih gnojiva preradom organskog otpada u bioplinskom postrojenju. Mora se imati na umu da vrijednost organskih gnojiva može premašiti cijenu dobivenog plina, a tada će bioplin postati koristan nusprodukt procesa proizvodnje kvalitetnih gnojiva. Još jedno korisno svojstvo organskih sirovina je sposobnost njihovog skladištenja na određeno vrijeme za korištenje u pravo vrijeme.

Tehnologija nije nova. Počeo se razvijati još u 18. stoljeću, kada je kemičar Jan Helmont otkrio da stajsko gnojivo ispušta plinove koji se mogu zapaliti.

Njegovo istraživanje nastavili su Alessandro Volta i Humphry Devi, koji su pronašli metan u mješavini plinova. Krajem 19. stoljeća u Engleskoj se bioplin iz stajnjaka koristio u uličnim svjetiljkama. Sredinom 20. stoljeća otkrivene su bakterije koje proizvode metan i njegove prethodnike.

Činjenica je da u gnoju naizmjenično djeluju tri skupine mikroorganizama koji se hrane otpadnim produktima prijašnjih bakterija. Prve počinju s radom acetogene bakterije koje otapaju ugljikohidrate, bjelančevine i masti u kaši.

Nakon prerade rezerve hranjivih tvari anaerobnim mikroorganizmima nastaju metan, voda i ugljikov dioksid. Zbog prisutnosti vode, bioplin u ovoj fazi nije u stanju sagorijevati - potrebno ga je očistiti, pa se propušta kroz uređaj za pročišćavanje.

Što je biometan

Plin dobiven kao rezultat razgradnje biomase stajnjaka je analog prirodnog plina. Gotovo je 2 puta lakši od zraka, pa se uvijek diže. To objašnjava tehnologiju proizvodnje umjetnom metodom: ostavljaju slobodan prostor na vrhu kako bi se tvar mogla osloboditi i akumulirati, odakle se zatim pumpama ispumpava za korištenje u vlastitim potrebama.

Metan snažno pridonosi pojavi efekta staklenika - puno više od ugljičnog dioksida - 21 puta. Stoga tehnologija prerade gnojiva nije samo ekonomičan, već i ekološki prihvatljiv način zbrinjavanja životinjskog otpada.

Biometan se koristi za sljedeće potrebe:

• kuhanje;

• u motorima s unutarnjim izgaranjem automobila;

• za grijanje privatne kuće.

Bioplin oslobađa puno topline. 1 kubni metar ekvivalentan je sagorijevanju 1,5 kg ugljena.

Kako se proizvodi biometan?

Može se dobiti ne samo iz gnoja, već i iz algi, biljne mase, masti i drugog životinjskog otpada, ostataka prerade sirovina iz ribarnica. Ovisno o kvaliteti izvornog materijala, njegovom energetskom kapacitetu, ovisi konačni učinak plinske smjese.

Minimum se dobiva od 50 kubika plina po toni stočnog gnoja. Maksimalno - 1300 kubnih metara nakon prerade životinjske masti. Sadržaj metana u ovom slučaju je do 90%.

Jedna od vrsta biološkog plina je i deponijski plin. Nastaje tijekom razgradnje smeća na prigradskim odlagalištima. Zapad već ima opremu koja prerađuje otpad stanovništva i pretvara ga u gorivo. Kao vrsta posla, to su neograničeni resursi.

Pod njegovu sirovinsku bazu spadaju:

• industrija hrane;

• stočarstvo;

• uzgoj peradi;

• postrojenja za ribolov i preradu;

• mljekare;

• proizvodnja alkoholnih i slaboalkoholnih pića.

Svaka industrija je prisiljena zbrinjavati svoj otpad - to je skupo i neisplativo. Kod kuće, uz pomoć male kućne instalacije, može se riješiti nekoliko problema odjednom: besplatno grijanje kuće, gnojidba zemlje visokokvalitetnim hranjivim tvarima preostalim od obrade gnoja, oslobađanje prostora i uklanjanje neugodnih mirisa.

Tehnologija biogoriva

Sve bakterije koje sudjeluju u stvaranju bioplina su anaerobne, odnosno ne trebaju kisik za život. Za to su izgrađeni potpuno zatvoreni spremnici za fermentaciju, čije izlazne cijevi također ne dopuštaju prolaz zraka izvana.

Nakon ulijevanja sirove tekućine u spremnik i podizanja temperature na željenu vrijednost, bakterije počinju djelovati. Počinje se oslobađati metan koji se diže s površine gnojnice. Šalje se u posebne jastuke ili spremnike, nakon čega se filtrira i ulazi u plinske cilindre.

Tekućina koju koriste bakterije nakuplja se na dnu, odakle se povremeno ispumpava i šalje u skladište. Nakon toga se u spremnik pumpa nova porcija stajnjaka.

Temperaturni režim funkcioniranja bakterija

Za preradu stajnjaka u bioplin potrebno je stvoriti pogodne uvjete za rad bakterija. neki od njih se aktiviraju na temperaturama iznad 30 stupnjeva – mezofilni. U isto vrijeme, proces je sporiji i prvi proizvodi se mogu dobiti za 2 tjedna.

Termofilne bakterije djeluju na temperaturama od 50 do 70 stupnjeva. Rokovi za dobivanje bioplina iz stajnjaka smanjeni su na 3 dana. U ovom slučaju, otpad je fermentirani mulj, koji se koristi u poljima kao gnojivo za usjeve. U mulju nema patogenih mikroorganizama, helminta i korova, koji umiru kada su izloženi visokim temperaturama.

Postoji posebna vrsta termofilnih bakterija koje mogu preživjeti u okolini zagrijanoj na 90 stupnjeva. Dodaju se sirovinama kako bi se ubrzao proces fermentacije.

Snižavanje temperature dovodi do smanjenja aktivnosti termofilnih ili mezofilnih bakterija. U privatnim kućanstvima mezofili se češće koriste, jer ne moraju posebno zagrijavati tekućinu, a proizvodnja plina je jeftinija. Nakon toga, kada se dobije prva serija plina, može se koristiti za zagrijavanje reaktora s termofilnim mikroorganizmima.

Važno! Metanogeni ne podnose nagle promjene temperature, pa se zimi moraju stalno grijati.

Kako pripremiti sirovine za ulijevanje u reaktor

Za proizvodnju bioplina iz stajnjaka nije potrebno posebno dodavati mikroorganizme u tekućinu jer se oni već nalaze u izmetu životinja. Potrebno je samo održavati temperaturni režim i na vrijeme dodati novu otopinu gnoja. Mora se pravilno pripremiti.

Vlažnost otopine treba biti 90% (konzistencija tekućeg kiselog vrhnja), stoga se suhe vrste izmeta najprije napune vodom - zečji izmet, konjski, ovčji, kozji. Svinjski gnoj u svom čistom obliku ne treba razrijeđivati, jer sadrži puno urina.

Sljedeći korak je razbijanje krutog gnojiva. Što je manja frakcija, to će bakterije bolje obraditi smjesu i više će plina biti izlaz. Da biste to učinili, u instalacijama se koristi mješalica koja stalno radi. Smanjuje rizik od stvaranja tvrde kore na površini tekućine.

Za proizvodnju bioplina pogodne su one vrste stajnjaka koje imaju najveću kiselost. Nazivaju ih i hladnim - svinjskim i kravljim. Smanjenje kiselosti zaustavlja aktivnost mikroorganizama, pa je potrebno u početku pratiti koliko im je vremena potrebno da potpuno obrade volumen spremnika. Zatim dodajte sljedeću dozu.

Tehnologija obrade plina

Prilikom prerade stajnjaka u bioplin ispada:

• 70% metana;

• 30% ugljikov dioksid;

• 1% nečistoća sumporovodika i drugih hlapljivih spojeva.

Kako bi bioplin postao pogodan za korištenje na farmi, potrebno ga je pročistiti od nečistoća. Za uklanjanje sumporovodika koriste se posebni filtri. Činjenica je da hlapljivi spojevi sumporovodika, kada se otope u vodi, tvore kiselinu. Doprinosi pojavi hrđe na zidovima cijevi ili spremnika, ako su izrađeni od metala.

• Dobiveni plin se komprimira pod tlakom od 9 - 11 atmosfera.

• Dovodi se u spremnik za vodu gdje se nečistoće otapaju u tekućini.

U industrijskim razmjerima za čišćenje se koristi vapno ili aktivni ugljen, kao i posebni filtri.

Kako smanjiti sadržaj vlage

Postoji nekoliko načina da se sami riješite vodenih nečistoća u plinu. Jedan od njih je princip mjesečine. Plin teče prema gore kroz hladnu cijev. Tekućina se kondenzira i teče prema dolje. Da biste to učinili, cijev se nosi pod zemljom, gdje se temperatura prirodno smanjuje. Kako se diže, raste i temperatura, a osušeni plin ulazi u skladište.

Druga opcija je vodena brtva. Nakon izlaska, plin ulazi u spremnik s vodom i tamo se pročišćava od nečistoća. Ova metoda se naziva jednostupanjska, kada se bioplin uz pomoć vode odmah čisti od svih hlapljivih tvari i vlage.

Koja se postrojenja koriste za proizvodnju bioplina

Ako se instalacija planira nalaziti u blizini farme, tada bi najbolja opcija bila sklopiva konstrukcija koja se lako transportira na drugo mjesto. Glavni element instalacije je bioreaktor, u koji se ulijevaju sirovine i odvija proces fermentacije. Velika poduzeća koriste spremnike zapremine 50 kubnih metara.

Privatna gospodarstva grade podzemne spremnike kao bioreaktor. Postavljeni su od opeke u pripremljenu jamu i obloženi cementom. Beton povećava sigurnost konstrukcije i sprječava ulazak zraka. Volumen ovisi o tome koliko sirovina dnevno dobijete od kućnih ljubimaca.

Površinski sustavi također su popularni u kući. Po želji se instalacija može rastaviti i premjestiti na drugo mjesto, za razliku od stacionarnog podzemnog reaktora. Kao spremnik koriste se plastične, metalne ili polivinilkloridne bačve.

Prema vrsti upravljanja postoje:

• automatske stanice u kojima se dopunjavanje i ispumpavanje otpadnih sirovina obavlja bez ljudske intervencije;

• mehanički, gdje se cijelim procesom upravlja ručno.

Uz pomoć pumpe moguće je olakšati pražnjenje spremnika u koji ulazi otpad nakon fermentacije. Neki obrtnici koriste pumpe za pumpanje plina iz jastuka (na primjer, komore automobila) u postrojenje za pročišćavanje.

Shema domaćeg postrojenja za proizvodnju bioplina iz stajnjaka

Prije izgradnje bioplinskog postrojenja u vašem području, trebali biste se upoznati s potencijalnom opasnošću koja bi mogla raznijeti reaktor. Glavni uvjet je odsutnost kisika.

Metan je eksplozivan plin i može se zapaliti, ali za to se mora zagrijati iznad 500 stupnjeva. Ako se bioplin pomiješa sa zrakom, razvit će se nadtlak koji će puknuti reaktor. Beton može popucati i neće biti prikladan za daljnju upotrebu.

Video: Bioplin iz ptičjeg izmeta

Kako pritisak ne bi otkinuo poklopac, koristi se protuuteg, zaštitna brtva između poklopca i spremnika. Spremnik nije potpuno napunjen - trebao bi biti najmanje 10% volumena za izlaz plina. Bolje - 20%.

Dakle, da biste napravili bioreaktor sa svim uređajima na svom mjestu, potrebno vam je:

• Dobro je odabrati mjesto tako da bude udaljeno od stanovanja (nikad se ne zna čega).

• Izračunajte procijenjenu količinu stajskog gnoja koju životinje izdaju dnevno. Kako brojati - pročitajte u nastavku.

• Odlučite gdje ćete postaviti cijev za utovar i istovar, kao i cijev za kondenzaciju vlage u nastalom plinu.

• Odlučite o mjestu spremnika za otpad (zadano gnojivo).

• Iskopajte jamu, na temelju izračuna količine sirovina.

• Odaberite posudu koja će služiti kao spremnik za gnoj i postavite je u jamu. Ako se planira betonski reaktor, tada se dno jame izlije betonom, zidovi su obloženi opekom i ožbukani betonskim mortom. Nakon toga, morate dati vremena da se osuši.

• Spojevi između reaktora i cijevi također su zapečaćeni u fazi polaganja spremnika.

• Opremite otvor za pregled reaktora. Između njega je postavljena hermetička brtva.

Ako je klima hladna, tada prije betoniranja ili ugradnje plastičnog spremnika razmišljaju o načinima zagrijavanja. To mogu biti uređaji za grijanje ili traka koja se koristi u tehnologiji "toplog poda".

Na kraju rada provjerite nepropusnost reaktora.

Izračun količine plina

Od jedne tone stajnjaka može se dobiti oko 100 kubika plina. Pitanje je koliko smeća daju kućni ljubimci dnevno:

• piletina - 165 g dnevno;

• krava - 35 kg;

• koza - 1 kg;

• konj - 15 kg;

• ovce - 1 kg;

• svinja - 5 kg.

Pomnožite ove brojke s brojem grla i dobit ćete dnevnu dozu izmeta za preradu.

Više plina dobiva se od krava i svinja. Ako u smjesu dodate tako energetski moćne biljke kao što su kukuruz, vrhovi repe, proso, tada će se količina bioplina povećati. Vlažne biljke i alge imaju veliki potencijal.

Najviše je u otpadu mesnih pogona. Ako postoje takve farme u blizini, onda možete surađivati ​​i instalirati jedan reaktor za sve. Rok povrata bioreaktora je 1-2 godine.

Otpadna biomasa nakon proizvodnje plina

Nakon obrade stajnjaka u reaktoru, nusproizvod je biomulj. Tijekom anaerobne obrade otpada bakterije otapaju oko 30% organske tvari. Ostalo stoji nepromijenjeno.

Tekuća tvar također je nusproizvod metanske fermentacije i također se koristi u poljoprivredi za uzgoj korijena.

Ugljični dioksid dio je otpada koji proizvođači bioplina nastoje ukloniti. Ali ako ga otopite u vodi, onda ova tekućina također može biti korisna.

Puno korištenje proizvoda bioplinskog postrojenja

Za potpuno iskorištavanje proizvoda dobivenih preradom stajnjaka potrebno je održavati staklenik. Prvo, organsko gnojivo može se koristiti za cjelogodišnji uzgoj povrća, čiji će prinos biti stabilan.

Drugo, ugljični dioksid se koristi kao prihrana - korijenska ili folijarna, a njegova proizvodnja je oko 30%. Biljke apsorbiraju ugljični dioksid iz zraka i pritom bolje rastu i dobivaju zelenu masu. Ako se posavjetujete sa stručnjacima na tom području, oni će vam pomoći u instaliranju opreme koja pretvara ugljični dioksid iz tekućeg oblika u hlapljivu tvar.

Video: Bioplin u 2 dana

Činjenica je da se za održavanje farme stoke može dobiti mnogo energije, posebno ljeti, kada nema potrebe za grijanjem štale ili svinjca.

Stoga se preporučuje baviti se još jednom profitabilnom djelatnošću - ekološki prihvatljivim staklenikom. Ostali proizvodi mogu se čuvati u rashladnim prostorijama - zbog iste energije. Rashladni uređaj ili bilo koja druga oprema može raditi na električnu energiju koju proizvodi plinska baterija.

Koristiti kao gnojivo

Osim za stvaranje plina, bioreaktor je koristan jer se otpad koristi kao vrijedno gnojivo koje zadržava gotovo sav dušik i fosfate. Unošenjem stajnjaka u tlo nepovratno se gubi 30-40% dušika.

Kako bi se smanjio gubitak dušičnih tvari, svježi izmet se unosi u tlo, ali tada oslobođeni metan oštećuje korijenski sustav biljaka. Nakon prerade stajnjaka, metan se koristi za vlastite potrebe, a sva hranjiva su sačuvana.

Kalij i fosfor nakon fermentacije prelaze u kelatni oblik, koji biljke apsorbiraju 90%. Kada se gleda općenito, tada 1 tona fermentiranog gnoja može zamijeniti 70 - 80 tona običnog životinjskog izmeta.

Anaerobna obrada čuva sav dušik u gnoju, pretvarajući ga u amonijev oblik, što povećava prinos bilo kojeg usjeva za 20%.

Takva tvar nije opasna za korijenski sustav i može se primijeniti 2 tjedna prije sadnje usjeva u otvorenom tlu, tako da organsku tvar ovaj put mogu obraditi aerobni mikroorganizmi tla.

Biognojivo se prije upotrebe razrjeđuje vodom u omjeru 1:60. Za to su prikladne i suhe i tekuće frakcije, koje nakon fermentacije također ulaze u spremnik otpadnih sirovina.

Po hektaru je potrebno od 700 do 1000 kg/l nerazrijeđenog gnojiva. S obzirom da se dnevno iz jednog kubnog metra reaktorske površine dobije i do 40 kg gnojiva, u mjesec dana prodajom organske mase moguće je osigurati ne samo vlastitu parcelu, već i susjednu.

Koja se hranjiva mogu dobiti nakon razrade stajnjaka

Glavna vrijednost fermentiranog stajnjaka kao gnojiva je u prisutnosti huminskih kiselina, koje kao ljuska zadržavaju ione kalija i fosfora. Oksidirajući na zraku tijekom dugotrajnog skladištenja, mikroelementi gube svoje korisne kvalitete, ali, naprotiv, stječu ih tijekom anaerobne obrade.

Humati pozitivno djeluju na fizikalni i kemijski sastav tla. Kao rezultat unošenja organske tvari, čak i najteža tla postaju propusnija za vlagu. Osim toga, organska tvar je hrana za bakterije u tlu. Oni dalje prerađuju ostatke koje anaerobi nisu pojeli i oslobađaju huminske kiseline. Kao rezultat ovog procesa, biljke dobivaju hranjive tvari koje se potpuno apsorbiraju.

Osim glavnih - dušika, kalija i fosfora - u biognojivu postoje i elementi u tragovima. Ali njihov broj ovisi o sirovini - biljnom ili životinjskom podrijetlu.

Metode skladištenja mulja

Najbolje je fermentirani stajnjak čuvati u suhom stanju. To olakšava pakiranje i transport. Suha tvar gubi manje korisna svojstva i može se skladištiti zatvorena. Iako se tijekom godine takvo gnojivo uopće ne kvari, mora se dodatno zatvoriti u vrećicu ili spremnik.

Tekuće oblike treba čuvati u zatvorenim spremnicima s poklopcima koji se čvrsto prianjaju kako bi se spriječilo ispuštanje dušika.

Glavni problem proizvođača biognojiva je plasman zimi, kada biljke miruju. Na svjetskom tržištu cijena gnojiva ove kvalitete kreće se od 130 dolara po toni. Ako postavite liniju za pakiranje koncentrata, svoj reaktor možete otplatiti u roku od dvije godine.

Pozdrav, dragi čitatelji! Kreator sam projekta Fertilizers.NET. Drago mi je vidjeti svakoga od vas na njegovim stranicama. Nadam se da su informacije u članku bile korisne. Uvijek otvoren za komunikaciju - komentare, prijedloge, što još želite vidjeti na stranici, pa čak i kritike, možete mi pisati na VKontakte, Instagram ili Facebook (okrugle ikone ispod). Svima mir i sreca! 🙂

Suvremeni svijet izgrađen je na sve većoj potrošnji, zbog čega se posebno brzo troše mineralni i sirovinski resursi. Istodobno, na brojnim stočarskim farmama godišnje se akumuliraju milijuni tona smrdljivog gnoja za čije se zbrinjavanje troše znatna sredstva. Ljudi također ne zaostaju u proizvodnji biološkog otpada. Srećom, razvijena je tehnologija koja omogućuje istovremeno rješavanje ovih problema: korištenje biootpada (prvenstveno gnojiva) kao sirovine, dobivanje ekološki prihvatljivog obnovljivog goriva - bioplina. Korištenje takvih inovativnih tehnologija dovelo je do nove perspektivne industrije - bioenergije.

Što je bioplin

Bioplin je hlapljiva plinovita tvar bez boje i mirisa. Sastoji se od 50-70 posto metana, do 30 posto je ugljični dioksid CO2 i još 1-2 posto - plinovite tvari - nečistoće (kada se od njih očisti, dobiva se najčišći biometan).

Kvalitativni fizikalno-kemijski pokazatelji ove tvari približavaju se uobičajenom visokokvalitetnom prirodnom plinu. Prema znanstvenicima, bioplin ima vrlo visoka kalorična svojstva: na primjer, toplina koja se oslobađa tijekom izgaranja jednog kubnog metra ovog prirodnog goriva ekvivalentna je toplini od jednog i pol kilograma ugljena.

Oslobađanje bioplina nastaje zbog vitalne aktivnosti posebne vrste bakterija - anaerobnih, dok se mezofilne bakterije aktiviraju kada se okolina zagrije na 30-40 stupnjeva Celzijusa, a termofilne bakterije razmnožavaju se na višoj temperaturi - do +50 stupnjeva .

Pod djelovanjem svojih enzima organske sirovine se razgrađuju uz oslobađanje biološkog plina.

Sirovine za bioplin

Nije sav organski otpad prikladan za preradu u bioplin. Na primjer, stelja s farmi peradi i farmi svinja u čistom obliku ne može se koristiti kategorički, jer ima visoku razinu toksičnosti. Za dobivanje bioplina iz njih potrebno je takvom otpadu dodati tvari za razrjeđivanje: silažnu masu, zelenu travnu masu, kao i kravlji gnoj. Posljednja komponenta je najprikladnija sirovina za dobivanje ekološki prihvatljivog goriva, jer krave jedu samo biljnu hranu. Međutim, mora se kontrolirati i sadržaj nečistoća teških metala, kemijskih komponenti, površinski aktivnih tvari, kojih u sirovini u načelu ne bi trebalo biti. Vrlo važna točka je kontrola antibiotika i dezinficijensa. Njihova prisutnost u gnoju može spriječiti proces razgradnje sirove mase i stvaranje hlapljivog plina.

Dodatne informacije. Nemoguće je u potpunosti bez sredstava za dezinfekciju, jer se inače pod utjecajem visokih temperatura na biomasi počinje stvarati plijesan. Također je potrebno pratiti i pravovremeno čistiti stajnjak od mehaničkih nečistoća (čavli, vijci, kamenčići itd.) koji mogu brzo oštetiti bioplinsku opremu. Vlažnost sirovina za dobivanje bioplina treba biti najmanje 80-90%.

Mehanizam stvaranja plina

Da bi se bioplin oslobodio iz organskih sirovina tijekom bezračne fermentacije (znanstveno nazvane anaerobna fermentacija), potrebni su odgovarajući uvjeti: zatvorena posuda i povišena temperatura. Ako se radi ispravno, proizvedeni plin se diže do vrha gdje se odabire za upotrebu, a ono što ostaje je izvrsno bioorgansko poljoprivredno gnojivo, bogato dušikom i fosforom, ali bez štetnih mikroorganizama. Za pravilan i cjelovit tijek procesa vrlo je važan temperaturni režim.

Puni ciklus pretvaranja stajnjaka u ekološko gorivo je od 12 dana do mjesec dana, ovisno o sastavu sirovine. Iz jedne litre korisnog volumena reaktora dobiva se oko dvije litre bioplina. Ako se koriste naprednije modernizirane instalacije, tada se proces proizvodnje biogoriva ubrzava na 3 dana, a proizvodnja bioplina se povećava na 4,5-5 litara.

Ljudi su počeli proučavati i koristiti tehnologiju ekstrakcije biogoriva iz organskih prirodnih izvora još od kraja 18. stoljeća, au bivšem SSSR-u prvi uređaj za proizvodnju bioplina razvijen je još 40-ih godina prošlog stoljeća. U današnje vrijeme ove tehnologije postaju sve važnije i popularnije.

Prednosti i nedostaci bioplina

Bioplin kao izvor energije ima neosporne prednosti:

• služi za poboljšanje ekološke situacije u onim područjima gdje se naširoko koristi, jer uz smanjenje upotrebe zagađujućeg goriva, dolazi do vrlo učinkovitog uništavanja biootpada i dezinfekcije otpadnih voda, tj. oprema za bioplin djeluje kao stanica za čišćenje;
• sirovine za proizvodnju ovog fosilnog goriva su obnovljive i praktički besplatne – sve dok su životinje na farmama hranjene proizvodit će biomasu, a time i gorivo za bioplinska postrojenja;
• nabava i korištenje opreme je ekonomski isplativo - jednom kupljeno bioplinsko postrojenje više ne zahtijeva nikakva ulaganja, jednostavno je i jeftino za održavanje; na primjer, bioplinsko postrojenje za korištenje na farmi počinje se isplaćivati ​​već tri godine nakon pokretanja; nema potrebe za izgradnjom inženjerskih komunikacija i vodova za prijenos električne energije, trošak pokretanja biostanice smanjen je za 20 posto;
• nema potrebe za dovođenjem takvih inženjerskih komunikacija kao što su vodovi i plinovodi;
• Proizvodnja bioplina na stanici korištenjem lokalnih organskih sirovina je poduzeće bez otpada, za razliku od poduzeća koja koriste tradicionalne energente (plinovodi, kotlovnice itd.), otpad ne zagađuje okoliš i ne zahtijeva mjesto za njegovo skladištenje;
• pri korištenju bioplina u atmosferu se ispušta određena količina ugljičnog dioksida, ali i sumpora, no te količine su minimalne u odnosu na isti prirodni plin te ih zelene površine asimiliraju disanjem, pa doprinos bioetanola u učinak staklenika je minimalan;
• u usporedbi s drugim alternativnim izvorima energije, proizvodnja bioplina je uvijek stabilna, aktivnost i produktivnost postrojenja za proizvodnju bioplina može kontrolirati osoba (za razliku od npr. solarnih baterija), spajanjem više postrojenja u jedno ili, obrnuto, razdvajanjem na odvojeni dijelovi za smanjenje rizika od nezgoda;
• u ispušnim plinovima pri korištenju biogoriva sadržaj ugljičnog monoksida smanjuje se za 25 posto, a dušikovih oksida - za 15;
• osim stajskog gnoja, neke vrste biljaka mogu se koristiti za dobivanje biomase za gorivo, na primjer, sirak će pomoći u poboljšanju uvjeta tla;
• Dodavanjem bioetanola u benzin povećava se njegov oktanski broj, a samo gorivo postaje otpornije na detonaciju, temperatura samozapaljenja mu se znatno smanjuje.

Bioplin– nije idealno gorivo, ono i tehnologija njegove proizvodnje također nisu bez nedostataka:

• brzina obrade organskih sirovina u opremi za proizvodnju bioplina slaba je točka tehnologije u usporedbi s tradicionalnim izvorima energije;
• bioetanol ima manju kaloričnu vrijednost od goriva iz nafte - oslobađa se 30 posto manje energije;
• proces je prilično nestabilan, za njegovo održavanje potrebna je velika količina enzima određene kvalitete (npr. promjena u prehrani krava uvelike utječe na kvalitetu gnojnih sirovina);
• beskrupulozni proizvođači biomase za preradbene stanice mogu značajno iscrpiti tlo povećanom sjetvom, što narušava ekološku ravnotežu teritorija;
• cijevi i spremnici s bioplinom mogu pasti pod pritiskom, što će dovesti do naglog pada kvalitete biogoriva.

Gdje se koristi bioplin?

Prije svega, ovo ekološko biogorivo koristi se za potrebe kućanstva stanovništva, kao zamjena za prirodni plin, za grijanje i kuhanje. Poduzeća mogu koristiti bioplin za pokretanje zatvorenog proizvodnog ciklusa: njegova upotreba je posebno učinkovita u plinskim turbinama. Uz pravilnu prilagodbu i potpunu kombinaciju takve turbine s postrojenjem za biogorivo, njezina se cijena natječe s najjeftinijom nuklearnom energijom.

Učinkovitost korištenja bioplina vrlo je lako izračunati. Primjerice, od jedne jedinke goveda može se dobiti do 40 kilograma stajskog gnoja iz kojeg se proizvodi jedan i pol kubični metar bioplina, dovoljnog za proizvodnju 3 kilovatsata električne energije.

Određivanjem potreba farme za električnom energijom moguće je odrediti koju vrstu bioplinskog postrojenja koristiti. Uz mali broj krava, najbolje je proizvoditi bioplin kod kuće pomoću jednostavnog bioplinskog postrojenja malog kapaciteta.

Ako je farma vrlo velika i na njoj se konstantno stvara velika količina biootpada, korisno je instalirati automatizirani bioplinski sustav industrijskog tipa.

Bilješka! Prilikom projektiranja i puštanja u pogon bit će potrebna pomoć kvalificiranih stručnjaka.

Izgradnja bioplinskog postrojenja

Svaka bioinstalacija sastoji se od sljedećih glavnih dijelova:

• bioreaktor, gdje se odvija biorazgradnja gnojne smjese;
• sustav opskrbe organskim gorivom;
• jedinica za miješanje bioloških masa;
• uređaji za stvaranje i održavanje željene razine temperature;
• spremnici za odlaganje dobivenog bioplina u njih (gasholderi);

• spremnici za postavljanje formiranih čvrstih frakcija tamo.

Ovo je kompletan popis elemenata za industrijska automatizirana postrojenja, dok je bioplinsko postrojenje za privatnu kuću mnogo jednostavnije dizajnirano.

Bioreaktor mora biti potpuno zatvoren, tj. pristup kisiku nije dopušten. To može biti metalni spremnik u obliku cilindra, postavljen na površinu tla; bivši spremnici goriva kapaciteta 50 kubičnih metara dobro su prikladni za te svrhe. Gotovi sklopivi bioreaktori brzo se montiraju / rastavljaju i lako premještaju na novo mjesto.

Ukoliko se očekuje malo bioplinsko postrojenje, tada je preporučljivo reaktor smjestiti pod zemlju i to u obliku spremnika od cigle ili betona, kao i metalne ili PVC bačve. Takav bioreaktor moguće je smjestiti iu zatvorenom prostoru, ali potrebno je osigurati stalnu ventilaciju zraka.

Bunkeri za pripremu bioloških sirovina neophodan su element sustava, jer se prije ulaska u reaktor moraju pripremiti: usitniti u čestice do 0,7 milimetara i potopiti u vodu kako bi se vlažnost sirovine dovela do 90. postotak.

Sustavi za opskrbu sirovinama sastoje se od prijemnika sirovina, cjevovoda za vodu i pumpe za dovod pripremljene mase u reaktor.

Ako se bioreaktor radi pod zemljom, spremnik sa sirovinom se postavlja na površinu tako da pripremljeni supstrat sam teče u reaktor pod djelovanjem gravitacije. Također je moguće postaviti prijemnik sirovina na vrh spremnika, u kojem slučaju je potrebna pumpa.

Otvor za otpad nalazi se bliže dnu, nasuprot ulazu za sirovinu. Prijemnik za čvrste frakcije izrađen je u obliku pravokutne kutije, gdje vodi izlazna cijev. Kada novi dio pripremljenog biosupstrata uđe u bioreaktor, šarža krutog otpada istog volumena se dovodi u prijemnik. U budućnosti se koriste na farmama kao izvrsna biognojiva.

Dobiveni bioplin pohranjuje se u spremnike plina, koji se u pravilu nalaze na vrhu reaktora i imaju konusni ili kupolasti oblik. Držači plina izrađeni su od željeza i obojeni uljanom bojom u nekoliko slojeva (ovo pomaže u izbjegavanju korozivnog uništenja). U velikim industrijskim biopostrojenjima spremnici za bioplin izrađuju se u obliku zasebnih spremnika povezanih s reaktorom.

Da bi dobiveni plin dobio zapaljiva svojstva, potrebno ga je osloboditi vodene pare. Biogorivo se kroz cijev vodi kroz spremnik za vodu (hidraulička brava), nakon čega se može puniti plastičnim cijevima izravno za potrošnju.

Ponekad možete pronaći posebne PVC držače plina u obliku vrećice. Nalaze se u neposrednoj blizini instalacije. Kako se vreće pune bioplinom, otvaraju se, njihov volumen se dovoljno povećava da primi sav proizvedeni plin.

Za učinkovito odvijanje procesa biofermentacije potrebno je stalno miješanje supstrata. Kako bi se spriječilo stvaranje kore na površini biomase i usporili procesi fermentacije, potrebno ju je stalno aktivno miješati. U tu svrhu na bočnoj strani reaktora montiraju se potopne ili kose mješalice u obliku miješalice za mehaničko miješanje mase. Za male stanice su ručne, za industrijske - s automatskim upravljanjem.

Temperatura potrebna za vitalnu aktivnost anaerobnih bakterija održava se pomoću automatiziranih sustava grijanja (za stacionarne reaktore), počinju grijati kada toplina padne ispod norme i automatski se isključuju kada se postigne normalna temperatura. Također možete koristiti kotlovnice, električne grijače ili ugraditi poseban grijač na dno spremnika sa sirovinama. Istodobno je potrebno smanjiti gubitke topline iz bioreaktora, za to je omotan slojem staklene vune ili se izvodi druga toplinska izolacija, na primjer, od ekspandiranog polistirena.

Bioplin učini sam

Za privatne kuće korištenje bioplina sada je vrlo relevantno - iz gotovo besplatnog gnoja možete dobiti plin za kućanske potrebe i grijanje kuća i farmi. Vlastito bioplinsko postrojenje jamstvo je protiv nestanka struje i poskupljenja plina, ali i odličan način zbrinjavanja biootpada, ali i nepotrebnog papira.

Za izgradnju po prvi put, najlogičnije je koristiti jednostavne sheme, takve će strukture biti pouzdanije i trajati dulje. U budućnosti se instalacija može nadopuniti složenijim detaljima. Za kuću od 50 četvornih metara dobiva se dovoljna količina plina s volumenom spremnika za fermentaciju od 5 kubičnih metara. Kako bi se osigurao stalni temperaturni režim, potreban za pravilnu fermentaciju, može se koristiti grijaća cijev.

U prvoj fazi izgradnje kopaju rov za bioreaktor, čiji zidovi moraju biti ojačani i zabrtvljeni plastičnim, betonskom mješavinom ili polimernim prstenovima (po mogućnosti s praznim dnom - morat će se povremeno mijenjati kako se koriste ).

Druga faza sastoji se od postavljanja plinske drenaže u obliku polimernih cijevi s brojnim rupama. Prilikom ugradnje treba voditi računa da vrhovi cijevi moraju prelaziti planiranu dubinu punjenja reaktora. Promjer izlaznih cijevi ne smije biti veći od 7-8 centimetara.

Sljedeći korak je izolacija. Nakon toga, moguće je napuniti reaktor pripremljenom podlogom, nakon čega se zamota u film za povećanje tlaka.

U četvrtom stupnju montiraju se kupole i izlazna cijev koja se nalazi na najvišoj točki kupole i povezuje reaktor sa spremnikom plina. Spremnik plina može se obložiti opekom, na vrhu se montira mreža od nehrđajućeg čelika i prekriva žbukom.

U gornjem dijelu spremnika plina nalazi se otvor koji se hermetički zatvara, iz njega se izvodi plinska cijev s ventilom za izjednačavanje tlaka.

Važno! Nastali plin mora se stalno uklanjati i trošiti, budući da njegovo dugotrajno skladištenje u slobodnom dijelu bioreaktora može izazvati eksploziju visokog tlaka. Potrebno je osigurati vodenu brtvu kako se bioplin ne bi miješao sa zrakom.

Za zagrijavanje biomase možete instalirati zavojnicu koja dolazi iz sustava grijanja kuće - to je mnogo ekonomski isplativije od korištenja električnih grijača. Vanjsko grijanje može se osigurati uz pomoć pare, što će isključiti pregrijavanje sirovina iznad norme.

Općenito, bioplinsko postrojenje "uradi sam" nije tako složena struktura, ali pri njegovom uređenju morate obratiti pozornost na najmanje detalje kako biste izbjegli požare i uništenje.

Dodatne informacije. Izgradnja čak i najjednostavnije biološke instalacije mora biti formalizirana odgovarajućim dokumentima, potrebno je imati tehnološku shemu i mapu ugradnje opreme, a potrebno je dobiti i odobrenje sanitarne i epidemiološke stanice, vatrogasne i plinske službe.

U današnje vrijeme korištenje alternativnih izvora energije uzima sve više maha. Među njima, vrlo perspektivan podsektor bioenergije je proizvodnja bioplina iz organskog otpada kao što su stajnjak i silaža. Bioplinske proizvodne stanice (industrijske ili kućne) mogu riješiti probleme zbrinjavanja otpada, dobivanja ekološkog goriva i topline, kao i visokokvalitetnih poljoprivrednih gnojiva.

Video

Bioplinska postrojenja za farme, cijena ovisi o broju komponenti, različitim parametrima karakterističnim za takve uređaje, varira unutar 170 tisuća rubalja.

Oni rade na dobivanju, kao rezultat prerade konačnog proizvoda, ekološki prihvatljivog goriva, gnojiva, koji se proizvode u jedinici, koja uključuje tehničke strukture, uređaje, kombinirane u jednom tehnološkom ciklusu.

Bioplinska postrojenja za kućanstva jednog bi dana mogla u potpunosti zamijeniti skupe izvore energije ruralnom stanovniku. Ekonomske kataklizme zahtijevaju od programera opreme za poljoprivredu da proizvode analoge prirodnih resursa u obliku improviziranih sirovina kako bi smanjili troškove održavanja privatnog imanja, poljoprivrede.

Ciljevi poljoprivrednika su različiti - jedni dobivaju jeftinu energiju za druge, važno je prerađivati ​​otpad uz pomoć male mini instalacije:

• goveda

Kao rezultat rada dobivaju se biognojiva i vlastiti izvor energije. Osim toga, farme se moraju riješiti raznih nakupina kućnog smeća, u tome im pomaže prikladna, univerzalna struktura koja daje korisne proizvode umjesto nepotrebnih.

Tko upravlja opremom

Mala bioplinska postrojenja bit će korisna u modernim farmama ruralnih stanovnika. Veće uređaje koriste ozbiljni stočari, gdje je nemoguće postojati bez jedinica koje proizvode potrebne vrste energije.

Opravdanje za ugradnju u dvorištu privatne kuće ili velike farme je nakupljanje organske tvari, budući da svaka oprema treba snagu za rad.

Svijet se bori za ekologiju okoliša, najprihvatljivija sredstva za to su izgradnja bioplinskih postrojenja, ispuštaju čiste tvari i troše alternativna goriva. Na temelju toga, uređaji su dobili potražnju u farmama naše zemlje i inozemstva.

Standardna oprema

Inženjeri dovršavaju mehanizme različitih veličina. Proizvodnja ovisi o potrebnoj snazi, koju jedinica treba preraditi i izdati u zamjenu. Instalacija standardnog prikaza sastoji se od sljedećih komponenti:

• skladišni spremnik, prima materijal za rudarenje
• miješalice, mlinovi strukturno različiti jedni od drugih, melju velike sirove fragmente
• spremnik za plin, hermetički zatvoren, ovdje se nakuplja plin
• reaktor u obliku spremnika gdje nastaje biogorivo
• uređaji koji ubacuju sirovine u spremnik
• postrojenja koja prenose primljeno gorivo s jedne točke na drugu za naknadnu pretvorbu
  automatski sustavi koji štite i kontroliraju proces proizvodnje

Rad tehnološkog ciklusa razrađen je do najsitnijih detalja kako bi se osobi olakšalo održavanje jedinice tijekom razdoblja obrade.

Kako radi

Učinak agregata temelji se na principu utjecaja bakterijskih formacija različite prirode na organsku tvar, uzrokujući fermentaciju. Ti se procesi odvijaju unutar reaktora. Razgradnjom nekih proizvoda dobiva se druga tvar koja se sastoji od:

• metan
• ugljični dioksid
• nečistoće amonijaka, sumporovodika, dušika

Princip rada sastoji se od sljedećih radnji:

• sirovine se unose u spremnik za skladištenje
• materijal se usitnjava, pumpe, transporteri se pomiču u spremnik kiseline, u ovom spremniku biomasa se dodatno zagrijava
• izdržljiv, otporan na kiseline, čvrsto zatvoren reaktor prihvaća pripremljene sirovine za stvaranje bioplina

U reaktoru su ugrađeni uređaji koji osiguravaju dodatno zagrijavanje, unutar +40 stupnjeva, tvari za miješanje, stvaraju odgovarajuće uvjete za njih, ubrzavajući procese razgradnje i fermentacije, iz kojih nastaje konačni proizvod. Brzina obrade ovisi o kapacitetu postrojenja i vrsti otpada.

U procesu:

• akumulacija plina provodi se u spremnicima plina, montirani su kao zasebni element ili povezani zajedno s tijelom
• kapacitet reaktora skuplja, nakon završetka postupka razgradnje predaje na korištenje
• u spremniku plinskog držača stvara se dovoljan tlak za pomicanje plina u sustav za pročišćavanje, u ovom obliku će ga potrošač koristiti u različitim područjima djelatnosti
• namjenskom uporabom stječu tvari za gnojiva nakon njihovog razdvajanja na komponente u tekućem ili krutom obliku i prenose u skladišni dio

Odluku o početku izgradnje treba popratiti razmatranjem uvjeta pod kojima bioplinska postrojenja rade s potrebnom učinkovitošću.

Osnovne opcije za odabir

Loša funkcionalnost uređaja posljedica je lošeg planiranja. Pogreške se mogu primijetiti odmah ili nakon nekog vremena. Radi se temeljita i sveobuhvatna studija kako bi se isključio kvar opreme. Procedura počinje nakon utvrđivanja raspoloživosti sirovine i koliko je potrebno za normalno postojanje energenata.

Na reaktor i njegove dimenzije utječu:

• količina obrade
• kvaliteta materijala
• sirovina
• temperaturni režim
• razdoblje fermentacije

U praksi, u određenoj farmi, pozornost treba obratiti na sljedeće točke:

• dnevno opterećenje materijala u odnosu na veličinu reaktora
• volumen spremnika u kojem se otpad obrađuje
• izračunati izlaz
• mogućnost balansiranja između rezultata i stvarne potrošnje

Prije instaliranja opreme morate odabrati:

• najbolje mjesto za instalaciju
• modeli prikladni za značajke dizajna

Glavni kriteriji na kojima se temelji konstruktivni izbor su mjesto i definicija podzemne ili površinske građevine. Osim toga, pri postavljanju konstrukcije na vrhu, treba odlučiti kako instalirati reaktor u okomitom ili vodoravnom položaju.

Biognojiva se skladište u zgradama na gradilištu ili u jamama, metalnim bačvama. Troškovi će smanjiti gotove dijelove instalacije, ako su na farmi. Akumulacija materijala određuje veličinu i oblik spremnika u kojima se miješaju, kao i kakav je reaktor potreban, uređaje za zagrijavanje tvari, njihovo usitnjavanje i miješanje.

Odabrani dizajn reaktora mora biti u skladu sa:

• praktičnost
• jednostavnost održavanja
• nepropusno za plin i vodu kako bi se spriječilo curenje i zadržao puni plin

Preduvjet za učinkovit rad je prisutnost visokokvalitetne toplinske izolacije. S minimalnim površinama moguće je smanjiti troškove izgradnje i gubitke topline.

Konstrukcija mora biti stabilna, izdržati tlačna opterećenja:

• sirovine

Instalacije su opremljene u sljedećim najoptimalnijim oblicima:

• jajastog oblika
• cilindričan
• stožast
• polukružni

Ne preporučuje se opremanje kvadratnih oblika od betona ili opeke. Sirovina vrši pritisak na uglove, uzrokujući pojavu pukotina, remete procese koji se odvijaju unutar, čvrste akumulirajuće fragmente. Materijali bolje lutaju, osušene površine se ne pojavljuju u strukturama s unutarnjim pregradama.

Najbolji građevinski materijali su:

• Čelik - u ovim spremnicima možete postići apsolutnu nepropusnost, lako ih je izraditi, podnose opterećenja. Problem je povećana osjetljivost na koroziju. Površine su tretirane za sprječavanje hrđe. Ako farma ima metalni spremnik, njegovu kvalitetu treba provjeriti sa svih strana. Riješite se nesavršenosti.
• Plastika - spremnici od ovog materijala proizvode se meki i tvrdi. Prva opcija je manje prikladna, jer se lako uzrokuje šteta, teško je izolirati. Spremnici od tvrde plastike su stabilni i neće hrđati.
• Neke zemlje u razvoju koriste beton. Nemaju ograničenja u pogledu rada, posebni premazi mogu eliminirati pojavu pukotina.
• Opeku koriste Indija i Kina. Za to se koriste samo dobro spaljeni proizvodi ili se postavljaju zidovi od betonskih blokova ili kamena.

Kod ugradnje opreme od betona, opeke ili kamena potrebno je voditi računa o unutarnjoj vatrostalnoj završnoj obradi koja je otporna na organske tvari i sumporovodik.

Položaj strukture treba uzeti s posebnom ozbiljnošću kako bi se osigurali čimbenici:

• prazna područja
• udaljenost od stanovanja
• skladištenje
• mjesto staja, svinjaca, peradarnika
• podzemne vode
• pogodan utovar i istovar materijala

Domaćin reaktora:

• na površini s temeljcem
• zakopan u zemlju
• instaliran unutar farme

Uređaji koji rade uz pomoć kemijske, biološke reakcije opremljeni su otvorima kroz koje se provode periodični popravci. Gumena brtva osigurava brtvljenje kada je poklopac zatvoren. Toplinska izolacija je neophodna za izvođenje radova bez obzira na godišnje doba.
Zgrada je izolirana improviziranim materijalima s slojevitom obradom unutarnjih površina.

Male instalacije možete montirati kod kuće. Za digresiju, reći ću da dobivanje bioplina vlastitim rukama nije nikakav novi izum. Čak iu davna vremena, bioplin kod kuće aktivno se dobivao u Kini. Ova je zemlja i dalje vodeća po broju bioplinskih postrojenja. Ali ovdje kako napraviti bioplinsko postrojenje vlastitim rukama, što je za to potrebno, koliko će to koštati - sve ću to pokušati reći u ovom i sljedećim člancima.

Preliminarni proračun bioplinskog postrojenja

Prije nego što se pristupi kupnji ili samostalnoj montaži bioplinskog postrojenja, potrebno je adekvatno procijeniti dostupnost sirovina, njihovu vrstu, kvalitetu i mogućnost nesmetane opskrbe. Nije svaka sirovina prikladna za proizvodnju bioplina. Sirovine koje ne odgovaraju:

• sirovine s visokim sadržajem lignina;
• sirovine koje sadrže piljevinu crnogoričnog drveća (s prisutnošću smola)
• s vlagom većom od 94%
• truli gnoj, kao i sirovine s plijesni ili sintetičkim deterdžentima.

Ako je sirovina prikladna za preradu, tada možete nastaviti s određivanjem volumena bioreaktora. Ukupni volumen sirovina za mezofilni način (temperatura biomase kreće se od 25-40 stupnjeva, najčešći način) ne prelazi 2/3 volumena reaktora. Dnevna doza nije veća od 10% od ukupno opterećenih sirovina.

Svaku sirovinu karakteriziraju tri važna parametra:

• gustoća;
• sadržaj pepela;
• vlažnost.

Zadnja dva parametra utvrđuju se iz statističkih tablica. Sirovina se razrjeđuje vodom vodeći računa o postizanju 80-92% vlažnosti. Omjer količine vode i sirovine može varirati od 1:3 do 2:1. To se radi kako bi podloga dobila potrebnu fluidnost. Oni. osigurati prolazak podloge kroz cijevi i mogućnost miješanja. Za mala bioplinska postrojenja gustoća supstrata može se uzeti jednakom gustoći vode.

Pokušajmo odrediti volumen reaktora pomoću primjera.

Recimo da farma ima 10 goveda, 20 svinja i 35 kokoši. Izmet izlazi dnevno: 55 kg od 1 goveda, od 1 svinje - 4,5 kg i 0,17 kg od piletine. Volumen dnevnog otpada bit će: 10x55 + 20x4,5 + 0,17x35 = 550 + 90 + 5,95 = 645,95 kg. Zaokruži na 646 kg. Vlažnost izmeta svinja i goveda je 86%, a kokošjeg izmeta 75%. Za postizanje 85% vlage u kokošji gnoj dodajte 3,9 litara vode (oko 4 kg).

Ispada da će dnevna doza utovara sirovina biti oko 650 kg. Puno opterećenje reaktora: OS=10x0,65=6,5 tona, a volumen reaktora OP=1,5x6,5=9,75 m³. Oni. trebamo reaktor zapremine 10 m³.

Proračun prinosa bioplina

Tablica za izračun prinosa bioplina ovisno o vrsti sirovine.

Ako uzmemo isti primjer, pomnožimo težinu svake vrste sirovine s odgovarajućim tabličnim podacima i zbrojimo sve tri komponente, dobivamo prinos bioplina od približno 27-36,5 m³ dnevno.

Kako bismo odredili potrebnu količinu bioplina, reći ću da će prosječnoj obitelji od 4 osobe trebati 1,8-3,6 m³ za kuhanje. Za grijanje prostorije od 100 m² - 20 m³ bioplina dnevno.

Montaža i izrada reaktora

Kao reaktor može poslužiti metalni spremnik, plastična posuda ili se može graditi od cigle, betona. Neki izvori kažu da je preferirani oblik cilindra, ali u kvadratnim strukturama izgrađenim od kamena ili opeke dolazi do stvaranja pukotina zbog pritiska sirovina. Bez obzira na oblik, materijal i mjesto ugradnje, reaktor mora:

• biti nepropustan za vodu i plin. U reaktoru ne bi trebalo doći do miješanja zraka i plina. Između poklopca i tijela mora postojati brtva od zapečaćenog materijala;
• biti toplinski izolirani;
• izdržati sva opterećenja (tlak plina, težina itd.);
• imati otvor za popravke.

Ugradnja i izbor oblika reaktora vrši se za svaku farmu pojedinačno.

Tema izrade uradi sam bioplinsko postrojenje vrlo opsežna. Stoga ću se u ovom članku usredotočiti na to. U sljedećem članku ćemo govoriti o izboru ostalih elemenata bioplinskog postrojenja, cijenama i gdje se može nabaviti.