Zariadenie na výrobu bioplynu pre súkromný dom: odporúčania na zariaďovanie domácnosti

Inteligentný majiteľ sníva o lacnej energii, efektívnom nakladaní s odpadom a hnojivách. Domáca elektráreň na výrobu bioplynu pripravená pre domácich majstrov je lacným spôsobom, ako splniť vaše sny.

Samostatná montáž takého zariadenia bude stáť primeranú cenu a vyprodukovaný plyn bude pre domácnosť dobrou pomocou: môže sa použiť na varenie, vykurovanie domu a ďalšie potreby.

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

Špecifiká výroby bioplynu

Bioplyn vzniká v dôsledku fermentácie biologického substrátu. Rozkladá sa hydrolýzou, kyslými a metánotvornými baktériami. Zmes plynov produkovaných baktériami je horľavá, pretože obsahuje veľké percento metánu.

Vo svojich vlastnostiach sa prakticky nelíši od zemného plynu, ktorý sa používa na priemyselné a domáce potreby.

V prípade potreby si môže každý vlastník domu kúpiť zariadenie na výrobu bioplynu na priemyselnú výrobu, je to však drahé a investícia sa vyplatí do 7-10 rokov. Preto má zmysel vynaložiť úsilie a urobiť bioreaktora vlastnými rukami

Bioplyn je palivo šetrné k životnému prostrediu a technológia jeho výroby nemá osobitný vplyv na životné prostredie. Odpadové materiály, ktoré je potrebné zlikvidovať, sa navyše používajú ako suroviny pre bioplyn.

Sú umiestnené v bioreaktore, kde prebieha spracovanie:

• biomasa bola už nejakú dobu vystavená baktériám. Doba fermentácie závisí od objemu surovín;
• v dôsledku aktivity anaeróbnych baktérií sa uvoľňuje horľavá zmes plynov, ktorá obsahuje metán (60%), oxid uhličitý (35%) a niektoré ďalšie plyny (5%). Počas fermentácie v malom množstve sa uvoľňuje aj potenciálne nebezpečný sírovodík.Je to jedovaté, takže je veľmi nežiaduce, aby mu boli ľudia vystavení;
• zmes plynov z bioreaktora sa čistí a vstupuje do plynovej nádrže, kde sa skladuje až do zamýšľaného použitia;
• plyn z plynovej nádrže sa môže používať rovnakým spôsobom ako zemný plyn. Prechádza do domácich spotrebičov - plynových sporákov, vykurovacích kotlov atď.
• rozpadnutá biomasa sa musí z fermentora pravidelne odstraňovať. Toto je ďalšia práca, ale úsilie sa oplatí. Po fermentácii sa suroviny premenia na vysoko kvalitné hnojivo, ktoré sa používa na poliach a záhradách.

Zariadenie na výrobu bioplynu je výhodné pre majiteľa súkromného domu, iba ak má stály prístup k odpadu z chovov hospodárskych zvierat. V priemere od 1 kubického metra. substrát je možné získať 70 až 80 metrov kubických. bioplyn, ale výroba plynu je nerovnomerná a závisí od mnohých faktorov vrátane teplota biomasy. To komplikuje výpočty.

Bioplynové stanice sú ideálne pre poľnohospodárov. Živočíšny odpad môže poskytnúť dostatok plynu na správne vykurovanie obytných a hospodárskych budov

Aby bol proces výroby plynu stabilný a kontinuálny, je najlepšie postaviť niekoľko zariadení na výrobu bioplynu a položiť substrát do fermentorov s časovým rozdielom. Takéto zariadenia pracujú paralelne a suroviny sa do nich vkladajú postupne.

To zaisťuje stálu výrobu plynu, takže sa môže nepretržite dodávať do domácich spotrebičov.

Ideálne by mal byť bioreaktor zahrievaný. Každých 10 stupňov tepla zdvojnásobuje produkciu plynu. Aj keď usporiadanie kúrenia vyžaduje investície, oplatí sa s väčšou účinnosťou konštrukcie

improvizovaný zariadenie na bioplyn, zostavené z improvizovaných materiálov, je oveľa lacnejšie ako závody priemyselnej výroby. Jeho účinnosť je nižšia, ale je v súlade s investovanými fondmi. Ak máte prístup k hnoji a chcete vynaložiť vlastné úsilie na zostavenie a údržbu konštrukcie, je to veľmi prospešné.

Výhody a nevýhody systému

Zariadenia na výrobu bioplynu majú veľa výhod, ale je tu dosť nedostatkov, takže pred začatím projektovania a výstavby by sa malo zvážiť všetko:

• Likvidácia odpadu. Vďaka zariadeniu na výrobu bioplynu môžete získať maximálny úžitok z odpadu, ktorý by sa musel zlikvidovať. Táto likvidácia je menej nebezpečná pre životné prostredie ako skládka.
• Obnoviteľnosť surovín. Biomasa nie je uhlím ani zemným plynom, ktorého ťažba vyčerpáva zásoby zdrojov. Pri poľnohospodárstve sa suroviny objavujú neustále.
• Relatívne malé množstvo CO2. Pri prijímaní plynu nie je životné prostredie znečistené, ale pri jeho použití sa do atmosféry uvoľňuje malé množstvo oxidu uhličitého. Nie je to nebezpečné a nie je schopné kriticky zmeniť životné prostredie, pretože rastliny ju počas rastu absorbujú.
• Mierne uvoľňovanie síry. Pri spaľovaní bioplynu vstupuje do atmosféry malé množstvo síry. Je to negatívny jav, ale jeho porovnanie je známe porovnaním: pri spaľovaní zemného plynu je znečistenie životného prostredia oxidmi síry oveľa väčšie.
• Stabilná práca. Výroba bioplynu je stabilnejšia ako práca solárne panely alebo veterné mlyny. Ak nie je možné regulovať energiu slnka a vetra, zariadenia na výrobu bioplynu závisia od ľudskej činnosti.
• Môžete použiť niekoľko nastavení. Plyn je vždy riziko. Aby sa znížilo potenciálne poškodenie v prípade nehody, je možné na celom mieste rozptýliť niekoľko zariadení na výrobu bioplynu. Ak správne navrhnete a zostavíte systém niekoľkých fermentorov, bude fungovať stabilnejšie ako jeden veľký bioreaktor.
• Výhody pre poľnohospodárstvo. Na získanie biomasy sa vysádzajú určité druhy rastlín. Môžete si vybrať tie, ktoré zlepšujú stav pôdy.Napríklad cirok znižuje eróziu pôdy, zlepšuje jej kvalitu.

Bioplyn má svoje nevýhody. Aj keď ide o relatívne čisté palivo, stále znečisťuje atmosféru. Môžu sa vyskytnúť aj problémy s dodávkou rastlinnej biomasy.

Nezodpovední vlastníci rastlín ju často obstarávajú tak, že odčerpávajú pôdu a narušujú ekologickú rovnováhu.

Výpočet ziskovosti zariadenia

Krava sa obvykle používa ako surovina na výrobu bioplynu. Jedna dospelá krava mu môže dať dosť na to, aby poskytla 1,5 metrov kubických. palivá; prasa - 0,2 kubických metrov; kurča alebo plazenie (v závislosti od telesnej hmotnosti) - 0,01 až 0,02 cbm. Aby sme pochopili, či je to veľa alebo málo, možno ho porovnať s bežnejšími typmi zdrojov.

1 cbm bioplyn poskytuje rovnaké množstvo tepelnej energie ako:

• palivové drevo - 3,5 kg;
• uhlie - 1 - 2 kg;
• elektrina - 9-10 kW / h.

Ak viete približnú hmotnosť poľnohospodárskeho odpadu, ktorý bude k dispozícii v nasledujúcich rokoch, a množstvo potrebnej energie, môžete vypočítať ziskovosť zariadenia na výrobu bioplynu.

Jednou z hlavných nevýhod výroby bioplynu je zápach. Možnosť použitia malých kompostových haldy je veľkou výhodou, ale budete musieť znášať nepríjemnosti a starostlivo kontrolovať proces, aby ste nevyvolávali šírenie patogénov.

Na položenie do bioreaktora sa pripraví substrát, ktorý obsahuje niekoľko zložiek v nasledujúcich pomeroch:

• hnoj (najlepšia krava alebo bravčové mäso) - 1,5 t;
• organický odpad (môžu byť rozložené listy alebo iné zložky rastlinného pôvodu) - 3,5 t;
• zahrievaná na 35 stupňov vody (množstvo teplej vody sa vypočíta tak, aby jej hmotnosť predstavovala 65 - 75% z celkového množstva organických látok).

Výpočet substrátu sa robí pre jednu záložku počas šiestich mesiacov na základe miernej spotreby plynu. Po približne 10 - 15 dňoch bude proces fermentácie priniesť prvé výsledky: plyn sa objaví v malom množstve a začne naplňovať zásobník. Po 30 dňoch môžete očakávať plnú výrobu paliva.

Zariadenia na výrobu bioplynu v našej krajine ešte nie sú bežné. Je to najmä z dôvodu nízkej informovanosti ľudí o výhodách a vlastnostiach bioplynových systémov. V Číne a Indii je veľa malých fariem vybavených ručnými výrobkami, ktoré poskytujú ďalšie čisté palivo.

Ak inštalácia funguje správne, objem bioplynu sa bude postupne zvyšovať až do rozpadu substrátu.Konštrukčná produktivita priamo závisí od rýchlosti fermentácie biomasy, ktorá zase súvisí s teplotou a vlhkosťou substrátu.

Výučba stavby

Ak nie sú skúsenosti s montážou zložitých systémov, má zmysel vybrať sieť alebo vyvinúť najjednoduchšie zariadenie na výrobu bioplynu pre súkromný dom.

Čím je konštrukcia jednoduchšia, tým je spoľahlivejšia a odolnejšia. Neskôr, keď budú mať skúsenosti s budovaním a manipuláciou so systémom, bude možné prepracovať zariadenie alebo namontovať ďalšiu inštaláciu.

V drahých návrhoch priemyselnej výroby sú k dispozícii systémy na miešanie biomasy, automatické vykurovanie, čistenie plynu atď. Domáce spotrebiče nie sú také komplikované. Je lepšie zostaviť jednoduchú inštaláciu a potom pridať potrebné prvky

Pri výpočte objemu fermentora je vhodné zamerať sa na 5 metrov kubických. Táto inštalácia umožňuje získať množstvo plynu potrebné na vykurovanie súkromného domu s rozlohou 50 metrov štvorcových, ak sa ako zdroj tepla používa plynový kotol alebo sporák.

Toto je priemerný ukazovateľ, keďže výhrevná hodnota bioplynu obvykle nie je vyššia ako 6 000 kcal / m3.

Aby fermentačný proces prebiehal viac-menej stabilne, je potrebné dosiahnuť správny teplotný režim. Na tento účel je bioreaktor inštalovaný v hlinenej jame alebo vopred premyslenej spoľahlivej tepelnej izolácii. Ak je pod dno fermentora umiestnené potrubie na ohrev vody, môže byť zabezpečené trvalé zahrievanie substrátu

Výstavba zariadenia na výrobu bioplynu sa dá rozdeliť do niekoľkých etáp.

1. fáza - príprava jamy pre bioreaktora

Takmer celá bioplynová stanica je pod zemou, toľko záleží na tom, ako bola vykopaná a dokončená jama. Existuje niekoľko možností na zosilnenie stien a utesnenie jamy - plastové, betónové, polymérové ​​krúžky.

Najlepším riešením je kúpiť hotové polymérne krúžky s prázdnym dnom. Budú stáť viac ako improvizované materiály, ale ďalšie tesnenie nebude potrebné. Polyméry sú citlivé na mechanické namáhanie, ale nebojí sa vlhkosti a chemicky agresívnych látok. Nemôžu sa opraviť, ale v prípade potreby sa dajú ľahko vymeniť.

Intenzita fermentácie substrátu a odtoku plynu závisia od prípravy stien a dna bioreaktora, preto je jamka starostlivo zosilnená, izolovaná a utesnená. Toto je najťažšia a časovo najnáročnejšia fáza práce.

Etapa 2 - odtok plynu

Nákup a inštalácia špeciálnych miešačiek pre bioplynové stanice je drahá radosť. Systém je možné zlacniť usporiadaním odtoku plynu. Je to vertikálne namontovaný polymér kanalizačné potrubiav ktorých bolo urobených veľa dier.

Pri výpočte dĺžky drenážnych potrubí by sa malo vychádzať z plánovanej hĺbky naplnenia bioreaktora. Horné časti rúr musia byť nad touto úrovňou.

Pre odtok plynu si môžete zvoliť kovové alebo polymérové ​​rúry. Prvé sú silnejšie a druhé odolnejšie voči chemickým vplyvom. Je lepšie uprednostniť polyméry, napríklad kov rýchlo hrdzaví a hnije

Podklad môžete okamžite vložiť do hotového bioreaktora. Zakrýva sa filmom, takže plyn uvoľňovaný počas procesu fermentácie je pod miernym tlakom. Keď je kupola pripravená, zaistí sa tým normálny tok biometánu výstupnou trubicou.

Etapa 3 - inštalácia kupoly a potrubí

Poslednou etapou montáže najjednoduchšej bioplynovej stanice je inštalácia kupolovitého vrchu. V najvyššom bode kupoly je inštalované a ťahané plynové výfukové potrubie držiak plynu, čo je nevyhnutné.

Kapacita bioreaktora je uzatvorená pevným vekom. Aby ste zabránili zmiešaniu biometánu so vzduchom, vybavte odlučovač vody. Slúži tiež na čistenie plynu. Je potrebné zabezpečiť uvoľňovací ventil, ktorý bude fungovať, ak je tlak vo fermentore príliš vysoký.

Prečítajte si viac o tom, ako vyrobiť bioplyn z hnoja. v tomto materiáli.

Voľný priestor bioreaktora do istej miery slúži ako zásobník plynu, ale to nestačí na bezpečnú prevádzku zariadenia. Plyn sa musí spotrebovávať neustále, inak môže dôjsť k výbuchu pri nadmernom tlaku pod kupolou

Metódy zahrievania bioreaktora

Mikroorganizmy spracovávajúce substrát sú stále prítomné v biomase, avšak na ich intenzívnu reprodukciu je potrebná teplota 38 stupňov a vyššia.

Na vykurovanie v chladnom období môžete použiť cievku pripojenú k vykurovaciemu systému doma alebo elektrické ohrievače. Prvá metóda je ekonomicky výhodnejšia, preto sa používa najčastejšie.

Nie je potrebné vykopávať bioplynovú stanicu do zeme, existujú aj iné možnosti jej usporiadania. Príklad systému zostaveného z sudov je uvedený v nižšie uvedenom videu.

Najjednoduchším spôsobom je usporiadanie vykurovania zdola, položenie potrubia z vykurovacieho systému, ale účinnosť takého výmenníka tepla je pomerne nízka. Je lepšie vybaviť vonkajší ohrev, ideálne paru, aby sa biomasa neprehriala

Závery a užitočné video na túto tému

Aj keď nie je nič zložité pri montáži a vybavení bioplynového zariadenia, musíte byť veľmi pozorní k detailom. Chyby nie sú povolené, pretože môže spôsobiť výbuch a zničenie. Ponúkame video pokyny, ktoré vám pomôžu pochopiť nastavenie zariadenia, správne ich zostaviť a doplniť užitočnými zariadeniami pre pohodlnejšie využívanie bioplynu.

Video hovorí o usporiadaní a fungovaní štandardnej bioplynovej stanice:

Príklad domácej bioplynovej stanice. Výukový program pre domácich majstrov o usporiadaní systému:

Video inštrukcia na zostavenie zariadenia na výrobu bioplynu z hlavne:

Opis postupu výroby miešačov pre substrát:

Podrobný opis práce dočasného skladu plynu:

Bez ohľadu na to, aká jednoduchá je bioplynová stanica vybraná pre súkromný dom, nemali by ste ju šetriť. Pokiaľ je to možné, je lepšie kúpiť skladací bioreaktor pre priemyselnú výrobu.

Ak nie, sú vyrobené z vysoko kvalitných a odolných materiálov: polyméry, betón alebo nehrdzavejúca oceľ. Tým sa doma vytvorí skutočne spoľahlivý a bezpečný systém dodávok plynu.

Máte otázky týkajúce sa témy článku, nájdite nejaké chyby alebo existujú nejaké cenné informácie, ktoré môžete zdieľať s našimi čitateľmi? Zanechajte prosím svoje komentáre, opýtajte sa, zdieľajte skúsenosti.