Hva er biogass og hvordan lage et biogassanlegg med egne hender

Et biogassanlegg lar deg bruke avfall fra private gårder, mens du mottar billig strøm eller drivstoff til oppvarming av hjemmet og andre husholdningsbehov. Enheten er sammensatt av skrapmaterialer eller fra fabrikkomponenter.

Beskrivelse og egenskaper av biogass

Biogass genereres når anaerob (uten luft) metan fordøyelse av biomasse... Blandingen inneholder opptil 55-75% metan, 25-45% karbondioksid, annen mengde urenheter hydrogensulfid, nitrogenoksider, ammoniakk og andre forbindelser.

Blandingens egenskaper avhenger av bestanddelene komponenter:

• metan eksplosivt og ekstremt brannfarlig, har ingen farge eller lukt, forbrukeregenskaper er forbundet med en stor frigjøring av varme under forbrenning;
• karbondioksid (karbondioksid) inhalert forårsaker tap av oppmerksomhet og utmattelse, og reduserer oksygenmetning i blodet;
• hydrogensulfid i konsentrasjonen som er i det ferdige produktet, er det ikke utsatt for eksplosjon, men er giftig for menneskekroppen;
• ammoniakk Det lukter ubehagelig, men i farlige mengder som kan skade slimhinnene i øynene og luftveiene, produseres det sjelden i installasjoner.

Fysiske egenskaper:

• energireserve 5–6,5 kW / t i en kubikkmeter;
• brennverdi opp til 7500 kcal / m³;
• antennelsestemperatur - 680-750 ° С;
• trykk i reaktoren fra 0,05 atm.

Spredningen av parametere bestemmes på forhånd av den forskjellige sammensetningen av råvarer, valg av prosesseringsteknologi og klimatiske forhold under reaksjonen.

Råvarer for produksjon av biogass

Et biogassanlegg for et privat hus bruker et bredt utvalg av jordbruksavfall som råvarer. Biogassstasjonen prosesser:

• gjødsel av hvilken som helst brøkdel, fugleskitt;
• planterester - ugress, halm, ensilasje;
• masse og masse;
• øl stillas;
• underordnede kornavlinger;
• fiskeproduksjon avfall;
• melasse av forskjellig opprinnelse;
• restene av slakteriet;
• fett;
• rotvekster som har mistet næringsverdien.

Den nøyaktige mengden biodrivstoff for hver type råstoff avhenger av prosesseringsteknologien.

Gruvedrift metoder

Råmaterialet går gjennom et forberedelsesfase for å gjøre gjæringsprosessen mer aktiv og produktiv.

Gjødsel kan være av to typer: naturlig og selv-legert. Den første arten er hentet under dyret sammen med sengetøyet. De selvlegerte artene blir fjernet fra gården ved en strøm av vann.

Masse og masse - dette er knuste deler av grønnsaker, frukt og rotvekster som juice presses ut fra.

Øl stillage, melasse - et biprodukt fra bryggerier, sukkerfabrikker, er et verdifullt tilsetningsstoff, derfor blir muligheten for bruk for gassproduksjon bestemt av produktets kostnad.

Planterester utsatt for skjæring eller innstigning.

Hvor lenge er nok

Det omtrentlige gassutbyttet fra forskjellige underlag er samlet i tabellen.

Tabellen nedenfor oppsummerer mengden råvarer som kan fås fra dyr og fra en hektar dyrkbar mark.

Dataene gitt i tabellene kan ikke tjene som grunnlag for nøyaktige beregninger, indikatorene er gjennomsnittet over bransjen.

Effektivitet

Fordelene med biogass blir vurdert av fordelene ved bruk og produksjon av termisk eller elektrisk energi.

Effektivitetsindikatoren avhenger av mengden metan i blandingen, som kan inneholde 45–75%. I gjennomsnitt kan man oppnå 1,5–2 kW / elektrisitet når man brenner 1 m³ biogass, med tanke på tap og generatoreffektivitet.

Sammenligning med andre energikilder

Med sine forbrukeregenskaper kan biogass sammenlignes med andre energikilder: naturlig og flytende gass, komprimert metan.

Prinsippet om drift av et biogassanlegg

De biokjemiske prinsippene som ligger til grunn for gassproduksjonsteknologi er vital aktivitet av tre grupper av bakterier... Bruk hydrolyse, syredannende og metandannende bakterie. Under prosessering på flere nivåer blir det endelige produktet produsert - en gassformig brennbar blanding.

I praksis har to typer produksjon av biodrivstoff blitt utbredt: "tørr" og "våt".

Våt

Metoden er mest utbredt, da den er egnet for produksjon av biodrivstoff fra råvarer med høyt fuktighetsinnhold... Slik oppnås gass fra gjødsel.

Råvarer er mettet med vann opp til 90% fuktighet. Selvlegerende gjødsel (fjernet fra gårder ved vannstrømmer) er allerede klar for behandling. I industrianlegg mates stoffet til reaktorer ved hjelp av skruetransportører eller fekale pumper. Tanken er isolert, og biomassen blandes konstant i den.

Når nedbrytningen utvikler seg, genereres en gassblanding som slippes ut i akkumulatoren. Svovelinnholdet reduseres av spesielle bakterier som koloniserer tankveggene. Etter rengjøring kommer drivstoffet inn i kraftvarmeavdelingen, hvor elektrisitet genereres av gass-stempelgeneratorer. I andre varianter av stasjoner bringes gassen til det nødvendige driftstrykket av kompressorer og går inn i distribusjonsnettet.

En del av energien tas til oppvarming av biomassen i reaktoren til 41–43 ° С.

Sedimentet fjernes når det akkumuleres.

I husholdningsmodeller er det ikke noe kraftvarmesystem, all gassen brukes til behovet for å generere varme. Lasting og lossing av reaktoren utføres manuelt.

Tørke

Tillater å skaffe gass fra råvarer med lavt fuktighetsinnhold. Fortynning av underlaget med vann er ikke gitt, men gjæring skjer ved 50% fuktighet i reaksjonssonen.

Etter hvert som gjæringen utvikler seg, samles væskefraksjonen i et dreneringssystem og sprøytes over et halvtørt underlag ved hjelp av sirkulasjonspumper.Omrøring og vending skjer ikke, noe som reduserer energiforbruket til produksjonen.

Gjæring finner sted ved en temperatur på 34–37 ° С. Ekstern oppvarming er minimal, varme frigjøres under kjemiske reaksjoner av organiske råvarer.

Begge metodene kan brukes når man driver et selvbygd biogassanlegg.

Anvendelsesområde

Målene for prosessering er forskjellige for store næringer og private gårder.

For et privat hus

I private husholdninger er det som regel ikke nok organisk avfall til å gi oppvarming til et boligbygg. Gjødsel av en ku og et par griser er imidlertid nok til å få bensin. for oppvarming av steder der dyr holdes og for tilberedning av fôr... Gassinfrarøde brennere brukes til forbrenning.

Den gjærede massen fordeles over hagen eller bakgården.

For oppdrett

Det vil være nok gass på gården for oppvarming av alle rom med gasskjelersom er tryggere enn brennere og som kan fungere døgnet rundt.

Kostnaden for fabrikkinstallasjoner med en strømgenerator nærmer seg 1 million rubler, så de blir sjelden kjøpt.

Å bearbeide gjødsel til en gjæret masse er gunstig for bonden, da det reduserer kostnadene ved å levere den resulterende gjødsel til markene.

For bedriften

Store landbruksbedrifter mottar råvarer til biogassanlegg hele året.

Den resulterende biogassen brukes til å generere strøm og drivstoff til kjeler. Avfall granuleres og fordeles over dyrkbar mark. Noen bedrifter produserer flytende gjødsel, som selges i små beholdere på 5 liter eller mer.

Samtidig med produksjon av gass løser landbruksbedrifter problemet med å bruke gjødsel og fjørfe.

DIY biogassstasjon

Med mangel på erfaring med å bygge komplekse tekniske systemer, prøver de å følge prinsippet: jo enklere design, jo mer pålitelig og holdbar er den... Produksjonsinstruksjoner for DIY biogassanlegg inkluderer flere trinn:

• design tar hensyn til mengden tilgjengelige råvarer og produktivitet;
• valg og forberedelse av nettstedet plassering av utstyr;
• blank enheter, forsamlinger, forsamlinger;
• installasjon containere;
• forbindelse tilleggsutstyr;
• installasjon av gassrørledninger;
• oppstart, oppsett og justering.

Etter en vellykket oppstart elimineres de identifiserte manglene og systemet settes i drift ved full belastning.

Design

Hjemmelagde enkle biogassanlegg ikke skiller seg i høy effektivitet på grunn av at reaksjonene er i feil modus.

Basert på dette antas det at en kubikkmeter gjæringstanken avgir tilstrekkelig gass for oppvarming 10 m² med boliger... For å varme opp et landsted med et areal på 50 m², trenger du en 5 m³ tank.

Lasting og lossing av råvarer i hjemmeanlegg produsert samtidig, ca. en gang hver 15.-25. dag, avhengig av forbruk. Det kan ta opptil 5 dager å gå inn i driftsmodus.

På dette tidspunktet sørger de for å varme opp huset på andre måter eller bygge et reservoar på 1–2 m³.

plassering

Plasser for beholderen gjæring velges ut fra flere forhold:

• enkel levering av råvarer og avfallshåndtering;
• sikker lagring av råvarer og avfall borte fra huset;
• minimumskostnader for levering av tekniske nettverk.

Den riktige plasseringen bør være beleilig plassert, med tanke på infrastrukturen til nettstedet.

Materialer for å lage en bioreaktor

Grunnlaget for en biogassstasjon i private husholdninger er bunker... Brukt som reservoar:

• betong eller murstein bunker;
• plast- og glassfiberforseglede beholdere;
• ermer av polyetylen, polypropylen og polyvinylklorid;
• stålfat, kuber, søyler.

Reaktorkrav:

• vanntetthet;
• sterk nok til å tåle vekten av det våte underlaget og det effektive jordtrykket;
• enkel service;
• motstand mot aggressive miljøer.

Velg for å produsere råvareforsyningssystemet plastrørsom brukes i kloakken. Det er mer lønnsomt å bruke HDPE-rør - de er koblet til uten bruk av gassveising.

System for innsamling og fjerning av gass

Gjør på det høyeste punktet i gjæringstrakten stubrør for avgass... Om mulig er røret montert i luften, men beskyttet mot solen. Gi en liten 1-2% økning. I dette tilfellet er utløpet et kjøleskap og kondensat legger seg på de indre veggene og strømmer inn i tanken.

En gren som fører til gasslagertanken er koblet til utløpsrøret.

I små stasjoner er gasholdere laget av forsterket polymerfilm.

Rensing fra urenheter

For drift av varmtvannsbereder eller kokeplater er det nødvendig med renset gass.

Hjemme utføres rengjøring og avfukting ved å føre drivstoff gjennom tank med vanntetning... En annen måte er å bruke hus fra husholdningsvannfiltre med silikagel strømmet i dem. Det andre filteret er fylt med metallfilter eller vaskekluter - dette er en pålitelig beskyttelse mot overflødig svovel.

Blandingsutstyr

Fabrikkproduserte elektriske omrørere med komplekse girkasser brukes sjelden i DIY biogassanlegg på grunn av deres høye pris og strømkostnader.

Andre gjelder måter:

• blanding for hånd;
• periodisk innkobling av avføringspumper, pumping av væskefraksjonen fra bunnen til overflaten;
• bruken av en kompressor, som pumper gass fra under reservoarlokket inn i underlaget, beveger bunnlagene.

Det er ikke nødvendig å røre hele døgnet; for å automatisere oppstartsprosessen kobles pumper, kompressorer eller miksere via tidtakere med passende effekt.

Oppvarming og isolasjon

Gjæringsreaksjonen foregår aktivt ved temperaturer fra 34 til 43 ° C. Ingen av de kjente metodene for biogassproduksjon vil være i stand til å opprettholde slike parametere uavhengig av året. Selv i de sørligste regionene, eksterne varme og isolasjon av høy kvalitet.

Metoder for oppbevaring av varme:

• utdype reaktoren i bakken med samtidig veggisolering;
• isolasjon av den ytre bunkeren med moderne materialer - polystyren, ekspandert polystyren, steinull, foliebelagt skum.

Noen ganger installeres utstyr i uthus eller paviljonger laget av tre eller polykarbonat rundt reaktorene. Oppvarming utføres av elektriske varmeelementer eller en kjele startes, som bruker en del av den produserte gassen.

Når substrattemperaturen synker under 30 ° C, kan gjæringen ta opptil 30 dager eller stoppe helt.

Anslått kostnadsberegning

Før du fortsetter med utformingen av installasjonen, er det nødvendig å beregne alle kostnadene nøye. I noen tilfeller - hardt klima, få råvarer tilgjengelig - det er mer lønnsomt å forlate konstruksjonen.

Produksjonskostnader for biogass

Produksjonskostnader for biogass består av utstyrskostnader, installasjons- og vedlikeholdskostnader... Hvis innkjøpte råvarer brukes, blir kostnadene for levering tatt i betraktning.

Selve installasjonen er kjøpt fabrikkprodusert eller gjør det selv... Produserte produkter installeres, konfigureres og betjenes av spesialiserte organisasjoner. For noen modeller må du kjøpe Forbruksvarer - gjæringsaktivatorer eller bakterier.

Under drift består kostnadene av strømkostnader for blanding av substratet og oppvarming av reaktoren.

Kostnaden for et ferdig og hjemmelaget biogassanlegg

Industrien produserer biogassanlegg for gårder. Volumet til bioreaktoren varierer fra 0,5 til 30 m³... Komplett system med reservoar på 1m³koster for eksempel BUG-M, som inneholder alle nødvendige komponenter, ca. 180 tusen rubler... Installasjoner for gårder med storfe 12 hoder eller 1000 fugler vil koste 2 millioner rubler.

Få husholdninger har råd til å kjøpe slikt utstyr, så de foretrekker å lage installasjonen selv.

Hjemmegeneratorer kan koste beløpet fra 50 tusen rubler, som lar deg spare betydelig på kjøpet.