Πώς να φτιάξετε βιοκαύσιμα με τα χέρια σας από κοπριά στο σπίτι

Οι σύγχρονες τεχνολογίες για την επεξεργασία όλων των ειδών πρώτων υλών ανοίγουν την προοπτική επιτυχούς επίλυσης του προβλήματος απόκτησης βιοκαυσίμων από την κοπριά απευθείας στο σπίτι. Επιπλέον, κάνοντας βιοκαύσιμα με τα χέρια σας στο σπίτι χάρη στις νέες αρχές επεξεργασίας αποβλήτων, μπορείτε ταυτόχρονα να παράγετε λιπάσματα για γεωργικές φυτείες.

Και τι χρειάζεται για αυτό και πώς να φτιάξουμε σωστά έναν βιοαντιδραστήρα - θα εξετάσουμε λεπτομερώς αυτά τα ζητήματα στο άρθρο μας. Θα δώσουμε συστάσεις για την επιλογή των καλύτερων πρώτων υλών για την παραγωγή βιοαερίου, θα αναλύσουμε τα χαρακτηριστικά της χρήσης του προκύπτοντος καυσίμου για οικιακές ανάγκες.

Φυσικά, ο ευκολότερος τρόπος είναι να αγοράσετε έτοιμα βιομηχανικά εργοστάσια. Ωστόσο, το υψηλό κόστος τους τους κάνει να εξετάσουν τις επιλογές για την κατασκευή συστημάτων παραγωγής με τα χέρια τους.

Εν συντομία για τον ορισμό του βιοαερίου

Σύμφωνα με επιστημονικούς ορισμούς, το βιοαέριο είναι ένα προϊόν που λαμβάνεται ως αποτέλεσμα της διαδικασίας ζύμωσης μάζας βιολογικών αποβλήτων. Σε αυτήν την περίπτωση, το προϊόν της ζύμωσης είναι μεθάνιο ή υδρογόνο.

Ο σχηματισμός μεθανίου (ή υδρογόνου) συμβαίνει ως αποτέλεσμα της δραστηριότητας τριών τύπων βακτηρίων:

• υδρόλυση;
• σχηματισμός οξέος
• σχηματίζοντας μεθάνιο.

Η ποιότητα του προϊόντος ζύμωσης είναι η σύνθεση του μείγματος αερίων, τα περιεχόμενα των οποίων κατανέμονται σε αναλογία: 50-85% μεθάνιο, 15-50% διοξείδιο του άνθρακα και λιγότερο από 5% υδρόθειο.

Το δομικό διάγραμμα της εναλλακτικής παραγωγής ενέργειας μοιάζει κάπως έτσι. Ταυτόχρονα, χρησιμοποιούνται πρώτες ύλες, παραδοσιακές για την καθημερινή ζωή, οι οποίες είναι κατάλληλες για την απόκτηση εναλλακτικής ενέργειας - βιοκαύσιμα

Αυτό το μείγμα αερίου διέρχεται μέσω φίλτρων για την απομάκρυνση του CO.² και Η²S, μετά το οποίο παραμένει καθαρό βιολογικό μεθάνιο. Το αέριο αυτό δεν διαφέρει από το φυσικό αέριο που χρησιμοποιείται στον οικιακό και βιομηχανικό τομέα.

Οι πρώτες ύλες για την απόκτηση ενός υψηλής ποιότητας μείγματος βιολογικού αερίου είναι συνήθως:

• κοπριά και περιττώματα πουλιών
• απόβλητα παραγωγής αλκοόλ (bard) ·
• πλεονασματικές βιομηχανίες ζυθοποιίας (σπόροι ζυθοποιίας) ·
• μάζα κοπράνων και απορρίμματα ψαριών ·
• πολτός τεύτλων, οικιακά απορρίμματα, γρασίδι και άλλα.

Αυτό είναι μόνο μέρος όλων των αποδεκτών πρώτων υλών για χρήση. Αλλά ακόμη και αυτή η λίστα δείχνει: πόσο διαφορετική είναι η λίστα των πρώτων υλών για να είναι σε θέση να καθιερώσει την παραγωγή βιοαερίου σε συνεχή βάση.

Μια μονάδα παραγωγής βιοκαυσίμων που κατασκευάζεται για τις ανάγκες μιας από τις πολλές υπάρχουσες εκμεταλλεύσεις. Ένας μικρός σταθμός, αλλά ικανοποιεί πλήρως τις ανάγκες ενός ιδιωτικού αγροκτήματος

Οι ογκομετρικοί δείκτες της παραγωγής μείγματος αερίων εξαρτώνται άμεσα από τον τύπο των πρώτων υλών που χρησιμοποιούνται και την περιεκτικότητα σε ξηρά ύλη σε αυτό. Έτσι, εάν εφαρμόσουμε κοπριά βοοειδών, μπορούμε πραγματικά να πάρουμε 50-60 μέτρα από έναν τόνο κοπριάς³ βιοκαύσιμοπου περιέχει έως και 60% μεθάνιο.

Πιστεύεται ότι οι καλύτερες πρώτες ύλες είναι απόβλητα με υψηλή περιεκτικότητα σε λιπαρά. Η επεξεργασία ενός τόνου αποβλήτων λίπους μέσω ενός κλασικού εργοστασίου βιοκαυσίμων μπορεί να παράγει έως 1300 m³ μείγμα αερίων, όπου η περιεκτικότητα σε μεθάνιο φτάνει το 90%.

Πώς να φτιάξετε μια μονάδα επεξεργασίας;

Για να δημιουργήσετε ένα σύστημα επεξεργασίας αποβλήτων σε βιοκαύσιμα, τουλάχιστον πρέπει να γνωρίζετε την αρχή λειτουργίας τέτοιων συσκευών, καθώς και να έχετε μια ιδέα του κυκλώματος.

Σχέδιο εγκατάστασης βιοαντιδραστήρα: 1 - βιοαντιδραστήρας. 2 - μίξερ 3 - θερμαντήρας 4 - αντλία. 5 - στοιχείο φίλτρου. 6 - συμπιεστής αερίου. 7 - υποδοχή αερίου. 8 - μια συλλογή κοπριάς 9 - παραγωγή λιπασμάτων (λάσπη) · 10 - πίνακας ελέγχου θέρμανσης

Εξετάστε και τα δύο, αλλά πρέπει να σημειωθεί: η κατασκευή μιας πλήρους εγκατάστασης είναι μια μάλλον ενοχλητική και δαπανηρή επιχείρηση. Στο σπίτι, κατά κανόνα, μόνο κάτι παρόμοιο με τους σταθμούς επεξεργασίας μπορεί να γίνει. Ωστόσο, ορισμένες προσπάθειες είναι επιτυχείς.

Η αρχή του βιοσταθμού

Η τεχνολογία παραγωγής βιοκαυσίμων, κατά κανόνα, υποστηρίζει την ακόλουθη συστηματική προσέγγιση:

1. Ο βιοαντιδραστήρας (δεξαμενή) έχει κοπριά.
2. Κατά τη διάρκεια ορισμένου χρόνου, πραγματοποιείται διαδικασία ζύμωσης εντός του αντιδραστήρα.
3. Σχηματίζεται ένα αέριο μέσο.
4. Η έξοδος των αερίων από τον αντιδραστήρα.
5. Το μείγμα αερίου καθαρίζεται και αποστέλλεται για χρήση ως καύσιμο.

Η σύνθεση του προκύπτοντος αερίου μείγματος χαρακτηρίζεται από έναν αρκετά υψηλό κορεσμό με διάφορες ουσίες. Κυρίως στο ποσοστό συστατικού είναι το μεθάνιο (60%), το διοξείδιο του άνθρακα (35%) και άλλες ουσίες, συμπεριλαμβανομένου του υδρόθειου (5%).

Έτσι φαίνεται το διάγραμμα κατανομής αερίων του μείγματος: 1 - περιεκτικότητα σε μεθάνιο περίπου 63-65%. 2 - περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα περίπου 30-33%. 3 - περιεκτικότητα σε υδρόθειο περίπου 2%. 4 - περιεκτικότητα σε αμμωνία περίπου 1% · 5 - περιεκτικότητα σε υδρογόνο περίπου 1%

Εν τω μεταξύ, για την αποτελεσματική λειτουργία του σταθμού παραγωγής φυσικού αερίου εγχώριας παραγωγής, απαιτούνται σημαντικά αποθέματα ζωικών αποβλήτων.

Ως εκ τούτου, το πρώτο πράγμα που πρέπει να προσέξετε κατά την επίλυση του προβλήματος απόκτησης βιοκαυσίμων σε συνθήκες σπιτιού (εξοχικό σπίτι) είναι η διαθεσιμότητα πηγών πρώτων υλών για τη μονάδα επεξεργασίας.

Κατασκευή βιοαντιδραστήρων DIY

Αφού αποφασίσετε σχετικά με τις πηγές πρώτων υλών, τότε πρέπει να προσδιορίσετε τη θέση του βιοαντιδραστήρα κατοικίας (ή χώρας). Ο ίδιος ο αντιδραστήρας είναι ένα σφραγισμένο δοχείο, αρκετά ισχυρό, έχοντας έναν όγκο με βάση την ημερήσια τροφοδοσία κοπριάς για επεξεργασία (για αναφορά: για απόκτηση 100 m³ Το μείγμα αερίων απαιτεί περίπου 1 τόνο κόπρου).

Πίνακας της αναλογίας του τύπου κοπριάς και της ποσότητας του βιοαερίου που παράγεται

Πίνακας που δείχνει την αποτελεσματικότητα ενός συγκεκριμένου τύπου βιολογικών αποβλήτων ως προς τον όγκο του παραγόμενου αερίου. Όπως φαίνεται από τον πίνακα, η πιο αποτελεσματική είναι η κοπριά χοίρων, η οποία μπορεί να παράγει τη μεγαλύτερη ποσότητα βιοκαυσίμων

Ένα τέτοιο δοχείο θα πρέπει να εγκατασταθεί σε ισχυρή βάση, εξοπλισμένο με βαλβίδες διακοπής και άλλα τεχνικά χαρακτηριστικά σύμφωνα με το κλασικό σχήμα. Το άνω μέρος του δοχείου είναι κατά προτίμηση αφαιρούμενο, με βίδες στερέωσης και φλάντζα.

Για να διασφαλιστεί η συνέχεια του κύκλου, η δεξαμενή αποθήκευσης πρέπει να είναι εξοπλισμένη με μια τεχνητή μονάδα θέρμανσης. Εάν κατά τη θερινή περίοδο η αποτελεσματικότητα της ζύμωσης κοπριάς και ο ρυθμός παραγωγής φυσικού αερίου διασφαλίζονται πλήρως από εξωτερικές συνθήκες θερμοκρασίας, το χειμώνα η κατάσταση αλλάζει.

Για τη χειμερινή λειτουργία του βιοαντιδραστήρα, η τεχνητή θέρμανση είναι σίγουρα απαραίτητη, δεδομένης της παύσης της δραστηριότητας των βακτηρίων ζύμωσης ήδη στους 4-10 ° C πάνω από το μηδέν. Κατά συνέπεια, η δεξαμενή πρέπει να έχει καλοφτιαγμένη θερμομόνωση. Για αυτό, η κλασική μέθοδος μόνωσης με ορυκτό μαλλί είναι κατάλληλη.

Ένα καλό παράδειγμα απομόνωσης ενός βιοαντιδραστήρα για τη χειμερινή του λειτουργία. Το ορυκτό μαλλί χρησιμοποιήθηκε εδώ ως μονωτικό υλικό. Το άνω στρώμα βαμβακιού καλύπτεται με φύλλο αλουμινίου.

Υπάρχουν πολλές επιλογές για την οργάνωση της θέρμανσης. Για παράδειγμα, η χρήση ηλεκτρικών θερμαντήρων ή συστήματος θέρμανσης σε ψυκτικό νερό (μπουφάν νερού).

Η ισχύς του κυκλώματος θέρμανσης πρέπει να υπολογίζεται βάσει του βέλτιστου κανόνα θερμοκρασίας μέσα στον αντιδραστήρα 25-40 ° C, απαραίτητο για την επίτευξη μιας αποτελεσματικής διαδικασίας ζύμωσης βιομάζας.

Εκτός από τους θερμαντήρες, ο βαθμός στασιμότητας επηρεάζει επίσης τη δραστηριότητα ζύμωσης βιομάζας. Στην πραγματικότητα, μέσα στη δεξαμενή, η κοπριά πρέπει να είναι πάντα σε κίνηση. Η κίνηση της βιομάζας ενισχύει τη διαδικασία ζύμωσης και μειώνει το χρόνο απόκτησης του συστατικού αερίου.

Παραλλαγή θερινής εγκατάστασης για την επεξεργασία κοπριάς και βιοκαυσίμων. Σε αυτήν την περίπτωση, η θέρμανση γίνεται με τη μορφή υδατόλουτρου από σκυρόδεμα, όπου το δοχείο του αντιδραστήρα βυθίζεται. Ωστόσο, αυτή η εγκατάσταση δεν μπορεί να λειτουργήσει το χειμώνα.

Το πρόβλημα της οργάνωσης της κίνησης επιλύεται με την εισαγωγή ενός ειδικού μηχανικού μίκτη στο σχεδιασμό του βιοαντιδραστήρα. Ο άξονας αυτής της συσκευής συνδέεται με τον άξονα ενός κινητήρα χαμηλής ταχύτητας, ο οποίος πραγματοποιεί την περιστροφή. Η ενεργοποίηση και απενεργοποίηση της διαδικασίας ανάμιξης μπορεί να γίνει χειροκίνητα ή αυτόματα.

Έχουμε ένα άλλο άρθρο στον ιστότοπο που περιέχει οδηγίες εγκατάστασης για βιοαέριο για τις ανάγκες μιας ιδιωτικής κατοικίας.

Η διαδικασία παραγωγής βιοαερίου και λιπασμάτων

Ο σχεδιασμός του συστήματος παραγωγής βιοκαυσίμων στο σπίτι περιλαμβάνει τεχνολογικά τη φόρτωση του σκάφους με κοπριά περίπου στο 1/3 της χωρητικότητας. Για τη φόρτωση κοπριάς, κατασκευάζεται μια πόρτα φόρτωσης με ερμητικά κλειστή πόρτα. Η εναπομένουσα άνω περιοχή του βιοαντιδραστήρα χρησιμοποιείται για τη συσσώρευση των εκπεμπόμενων αερίων.

Σπιτικό μικροσκοπικό βιοαντιδραστήρα, κατασκευασμένο με βάση ένα συμβατικό βαρέλι 200 ​​λίτρων. Κατ 'αρχήν, για να ικανοποιηθούν οι μέτριες ανάγκες σε βιοκαύσιμα, είναι αρκετά κατάλληλο για χρήση στον ιδιωτικό τομέα. Αυτός είναι ο σχεδιασμός που μπορεί πραγματικά να γίνει στο σπίτι για την απόκτηση βιοκαυσίμων.

Στο άνω και κάτω επίπεδο του σκάφους, πρέπει να κάνετε τρύπες εξόδου. Στην κορυφή υπάρχει έξοδος αερίου, στο κάτω μέρος υπάρχει έξοδος για την απόρριψη κοπριάς (λιπάσματα). Επίσης στην περιοχή της άνω περιοχής του σκάφους, είναι επιθυμητό να τοποθετήσετε ένα παράθυρο προβολής για την παρακολούθηση της διαδικασίας.

Ο σωλήνας για την έξοδο του μείγματος αερίου συνδέεται με έναν σφραγισμένο σωλήνα με μια συσκευή που ταυτόχρονα εκτελεί τις λειτουργίες ενός διαχωριστή και ενός στεγανοποιητικού νερού. Για επικοινωνία, χρησιμοποιείται ένας σωλήνας (μέταλλο ή πολυαιθυλένιο) μικρής διαμέτρου (25-32 mm).

Ο ίδιος ο διαχωριστής είναι ένα δοχείο σχετικά μικρής χωρητικότητας, γεμάτο με νερό. Το αέριο που διέρχεται από τη στήλη νερού καθαρίζεται, εκκενώνεται δεξαμενή αερίου και στη συνέχεια σερβίρεται στους καταναλωτές.

Ένα παράδειγμα συσκευής διαχωρισμού δύο σταδίων - ένα υδραυλικό κλείστρο για την τροφοδοσία ενός μείγματος αερίων που προέρχεται από βιοαντιδραστήρα. Αυτή η επιλογή φιλτραρίσματος σάς επιτρέπει να αποκτήσετε ένα υψηλής ποιότητας προϊόν καθαρισμού.

Ο κάτω σωλήνας στον αντιδραστήρα (για την απόσυρση της χρησιμοποιημένης κοπριάς - λάσπης) είναι επιθυμητός για τη μεγαλύτερη δυνατή διάμετρο. Οι βαλβίδες διακοπής (βαλβίδες) συνδέονται με αυτήν και γίνεται βρύση στη δεξαμενή για τη συλλογή της λάσπης. Η μάζα αποβλήτων στο αγρόκτημα μπορεί να χρησιμοποιηθεί επιτυχώς ως λίπασμα.

Λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με τον προσδιορισμό του απαιτούμενου όγκου χωρητικότητας, καθώς και για τους υπολογισμούς της αποδοτικότητας του βιοαντιδραστήρα και την καταλληλότητα χρήσης βιοαερίου, εξετάσαμε στο επόμενο άρθρο.

Ποια πρέπει να είναι η σύνθεση της μάζας κοπριάς;

Η μάζα φόρτωσης κοπριάς εντός του βιοαντιδραστήρα δεν πρέπει να θεωρείται απλώς ως πρώτες ύλες κατάλληλες σε οποιαδήποτε ποιότητα. Το συστατικό της ουσίας έχει θεμελιώδη σημασία για τη διαδικασία ζύμωσης. Στην πράξη, παρατηρήθηκε ότι η μείωση των σωματιδίων υποστρώματος συνοδεύεται από καλύτερη απόδοση της διαδικασίας.

Η έντονη ινώδης φύση του υποστρώματος και η αύξηση στην περιοχή αλληλεπίδρασης των βακτηρίων είναι τα κύρια κριτήρια που συμβάλλουν στην ταχεία αποσύνθεση της κοπριάς. Σε αυτήν την κατάσταση, όταν θερμαίνεται και αναμιγνύεται, η κοπριά δεν σχηματίζει ίζημα ή φιλμ στην επιφάνεια, γεγονός που απλοποιεί σημαντικά τη διήθηση του αερίου μείγματος.

Προετοιμασία κοπριάς για φόρτωση στον αντιδραστήρα. Δεν δίνεται λιγότερη προσοχή σε αυτή τη διαδικασία από ό, τι σε όλα τα άλλα, εάν υπάρχει η επιθυμία για απόκτηση σημαντικής ποσότητας βιοκαυσίμων σε σύντομο χρονικό διάστημα.

Ο βαθμός άλεσης των πρώτων υλών καθορίζει τη διάρκεια της ζύμωσης, η οποία με τη σειρά της επηρεάζει τον όγκο του παραγόμενου αερίου. Έτσι, για να μειωθεί ο χρόνος ζύμωσης, είναι απαραίτητο να αλέσουμε καλά τις πρώτες ύλες: όσο καλύτερη είναι η ποιότητα λείανσης, τόσο μικρότερη είναι η περίοδος ζύμωσης.

Χαρακτηριστικά της χρήσης βιοαερίου για οικιακές ανάγκες

Το πεδίο αυτού του τύπου ενέργειας είναι αρκετά εκτεταμένο. Χάρη στη χρήση του βιοαερίου ως καυσίμου, παράγουν ηλεκτρική ενέργεια, παράγουν ζεστό νερό ή ατμό. Υπάρχουν πολλά παραδείγματα από την πρακτική όπου η μεταφορά αυτοκινήτων καυσίμων βιοκαυσίμων.

Όμως, για να μην υπάρχουν προβλήματα στην οικονομία κατά τη χρήση τέτοιων καυσίμων, είναι εξαιρετικά σημαντικό να εξοπλίζεται η αποθήκευση για το βιοαέριο που λαμβάνεται, επισημαίνοντας το σωστό μέρος κάτω από τη βάση αερίου στον ιστότοπο.

Οι εγκαταστάσεις βιοαερίου αυτού του τύπου είναι ο εξοπλισμός που ανοίγει τη δυνατότητα δημιουργίας εγκαταστάσεων παραγωγής χωρίς απόβλητα. Από αυτήν την άποψη, ένα καλό παράδειγμα καταδεικνύεται από μεμονωμένες χώρες της Δυτικής Ευρώπης.

Για παράδειγμα, στη Δανία, η παραγωγή αυτού του τύπου καυσίμου έχει φθάσει στο επίπεδο σχεδόν του 20% των συνολικών ενεργειακών πόρων της χώρας. Σε μεγάλες περιοχές του κόσμου - την Ινδία και την Κίνα - το κόστος των μονάδων βιοαερίου ανέρχεται σε εκατοντάδες χιλιάδες.

Ισχυρές βιομηχανικές μονάδες παραγωγής βιοκαυσίμων. Τέτοιες δομές είναι σε θέση να παρέχουν πλήρως μεγάλες γεωργικές δομές με βιοκαύσιμα. Ένας τεράστιος αριθμός τέτοιων συστημάτων χρησιμοποιείται σε όλο τον κόσμο. Και η ποσοτική ανάπτυξη συνεχίζεται ενεργά

Όχι μόνο έτσι, υπήρξε σημαντική αύξηση του παγκόσμιου ενδιαφέροντος για τις διαδικασίες παραγωγής βιοαερίου.

Πρόκειται για μία από τις ενεργειακές επιλογές που αποδίδονται σε εναλλακτικές πηγές και για τις οποίες βλέπουν το μέλλον, επομένως οι αγρότες και οι διαχειριστές κατοικιών και κοινοτικών υπηρεσιών, ιδιοκτήτες ιδιωτικών νοικοκυριών και μικρών επιχειρήσεων παρακολουθούν στενά την ανάπτυξη της τεχνολογίας.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο σχετικά με το θέμα

Επισκόπηση της μονάδας βιοαερίου, η κατασκευή της οποίας χρησιμοποίησε πλαστική δεξαμενή 127 λίτρων. Χαρακτηριστικά συσκευής και συμβουλές λειτουργίας.

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει η χρήση των εγκαταστάσεων μεταξύ των ιδιοκτητών του εστιατορίου και του γαστρονομικού τομέα, όπου το θέμα της επεξεργασίας απορριμμάτων τροφίμων παραμένει σχετικό. Σε αυτή τη βάση, υπάρχει μια καλή ευκαιρία για τη δημιουργία φθηνής ανακύκλωσης οργανικών αποβλήτων προς όφελος των αγροκτημάτων.Τέλος, η τεχνολογία παραγωγής βιοκαυσίμων είναι μια πραγματική διατήρηση του περιβάλλοντος, η οποία δεν μπορεί να ειπωθεί για την παραγωγή άλλων μηχανικών ισχύος.

Σας ενδιαφέρει η παραγωγή βιοκαυσίμων και θέλετε να διευκρινίσετε ορισμένα σημεία; Υποβάλετε αμφιλεγόμενες ερωτήσεις στα σχόλια - οι ειδικοί μας θα προσπαθήσουν να διευκρινίσουν τέτοια σημεία.

Ή μήπως δεν είστε εξοικειωμένοι με την κατασκευή ενός βιοαντιδραστήρα και τη διαδικασία παραγωγής βιοαερίου; Μοιραστείτε πρακτικές γνώσεις και τη γνώμη σας για αυτό το ζήτημα στο άρθρο μας - πολλά στελέχη επιχειρήσεων θα ενδιαφέρονται για την εμπειρία και τις προτάσεις σας.