Un proprietar gospodar visează la resurse energetice ieftine, la eliminarea eficientă a deșeurilor și la obținerea de îngrășăminte. O instalație de biogaz pentru casă este o modalitate ieftină de a-ți realiza visul.

Auto-asamblarea unui astfel de echipament va costa o sumă rezonabilă de bani, iar gazul produs va fi un ajutor bun în gospodărie: poate fi folosit pentru gătit, încălzirea casei și alte nevoi.

Să încercăm să înțelegem specificul acestui echipament, avantajele și dezavantajele sale. Și, de asemenea, dacă este posibil să construiți singur o instalație de biogaz și dacă va fi eficientă.

Biogazul se formează ca urmare a fermentației unui substrat biologic. Este descompus de bacterii hidrolitice, formatoare de acizi și metan. Amestecul de gaze produs de bacterii este inflamabil, deoarece contine un procent mare de metan.

Proprietățile sale nu sunt practic diferite de gazul natural, care este utilizat pentru nevoile industriale și casnice.

Dacă dorește, fiecare proprietar de casă poate achiziționa o instalație de biogaz fabricată industrial, dar este costisitoare, iar investiția se amortizează în 7-10 ani. Prin urmare, are sens să faci un efort și să faci un bioreactor cu propriile mâini

Biogazul este un combustibil prietenos cu mediul, iar tehnologia de producere a acestuia nu are un impact prea mare asupra mediului. În plus, deșeurile care trebuie eliminate sunt folosite ca materii prime pentru biogaz.

Ele sunt plasate într-un bioreactor, unde are loc procesarea:

• biomasa este expusă bacteriilor o perioadă de timp. Perioada de fermentare depinde de volumul de materii prime;
• Ca urmare a activității bacteriilor anaerobe, se eliberează un amestec inflamabil de gaze, care include metan (60%), dioxid de carbon (35%) și alte câteva gaze (5%). Fermentarea eliberează, de asemenea, hidrogen sulfurat potențial periculoasă în cantități mici. Este otrăvitor, deci este extrem de nedorit ca oamenii să fie expuși la ea;
• amestecul de gaze din bioreactor este purificat și furnizat într-un rezervor de gaz, unde este depozitat până când este utilizat în scopul propus;
• gazul dintr-un rezervor de gaz poate fi folosit în același mod ca și gazul natural. Merge la aparatele de uz casnic - sobe pe gaz, cazane de încălzire etc.;
• Biomasa descompusă trebuie îndepărtată în mod regulat din fermentator. Aceasta este forță suplimentară, dar efortul dă roade. După fermentare, materia primă se transformă în îngrășământ de înaltă calitate, care este folosit în câmpuri și grădini de legume.

O instalație de biogaz este benefică pentru proprietarul unei case private doar dacă are acces constant la deșeurile de la fermele de animale. În medie, de la 1 metru cub. Puteți obține 70-80 de metri cubi de substrat. biogaz, dar producția de gaz este inegală și depinde de mulți factori, inclusiv temperaturile biomasei. Acest lucru complică calculele.

Popularitatea tot mai mare a metodelor alternative de generare de căldură și energie electrică a dus la dorința multor proprietari de case de țară și cabane de a câștiga o anumită autonomie față de furnizorii externi de energie. Mai mult, energia „achiziționată” prezintă o tendință constantă de creștere a prețurilor, iar întreținerea unei ferme de la țară devine din ce în ce mai scumpă pe zi ce trece. Instalația de biogaz este o alternativă excelentă la sursele externe de energie. Cel putin, poate asigura casa cu gaz inflamabil pentru aragaz, iar cand creste puterea (daca sunt suficiente deseuri proprii sau achizitionate), poate asigura atat incalzirea cat si curentul electric atat pentru casa cat si pentru intreaga gospodarie.

Cine are nevoie de centrale de biogaz

Instalațiile de biogaz sunt folosite pentru a produce gaze combustibile din materii prime biologice. Deci sunt necesare oriunde sunt necesare gaze inflamabile. Adică pentru a obține energie termică și electrică.
În primul rând, instalațiile de biogaz sunt necesare pentru acele ferme în care există o mulțime de materii prime sub formă de deșeuri biologice. În acest fel, este posibil nu numai să faceți producția fără deșeuri, ci și să creșteți semnificativ profitabilitatea acesteia - datorită producției independente de energie și absenței costurilor pentru achiziționarea atât a energiei termice, cât și a energiei electrice.

Vladimir Rashin, proiectantul unei instalații de biogaz și fermier din Perm, a dovedit din propria experiență că producția agricolă, care elimină în mod independent deșeurile folosind un dispozitiv adecvat, își satisface pe deplin nevoile de energie termică și electrică, precum și de gaz combustibil. . În ferma sa de prepelițe, biogazul este folosit pentru a încălzi spațiile (atât rezidențiale, utilitare și industriale), pentru a genera electricitate, în sobele de bucătărie și, de asemenea, pentru a alimenta vehiculele - toate mașinile de la ferma Rashin funcționează cu biogaz. În acest caz, principala materie primă pentru instalația de biogaz sunt excrementele de prepeliță. Producția, pe lângă biogaz, produce și îngrășământ organic, care aduce și venituri suplimentare fermei.

Instalațiile de biogaz precum Vladimir Rashin pot crește semnificativ profitabilitatea oricărei producții agricole. Nu numai gunoiul de grajd, ci și diverse deșeuri din industriile de prelucrare a lemnului (scoarță, rumeguș etc.) și aproape orice substanță organică pot fi folosite ca materie primă pentru producerea biogazului.

În plus, instalațiile de biogaz pot fi folosite în case de țară și cabane, chiar dacă astfel de ferme nu au un accent pe agricultură. Deșeurile menajere ale oricărei ferme vor fi suficiente pentru a furniza materii prime pentru o instalație individuală de biogaz, iar dacă ferma nu este complet asigurată cu energie termică și electrică, atunci măcar reduceți costul achiziționării unei astfel de energie. În plus, pe lângă deșeurile menajere, orice fermă de țară conține și deșeuri din parcelă (buruieni, butași de ramuri etc.). Ei bine, poți chiar să oferi o sobă de bucătărie cu gaz inflamabil folosind o mini-instalație de biogaz într-o casă de țară.

Principiul producerii biogazului

Biogazul este produs prin fermentarea anaerobă (adică fără oxigen) a biomasei, care este furnizată de bacterii speciale. Trei tipuri de bacterii sunt implicate în proces: hidrolitice, acizi și metan.

O instalație de biogaz este formată din mai multe părți (containere). În primul rând, materia primă intră într-un recipient preliminar, unde este bine amestecată și zdrobită (în cazul fracțiunii solide) până la o masă omogenă. Apoi materia primă zdrobită intră în reactor (un recipient în care biomasa este fermentată direct).

Reactorul este de obicei realizat din beton armat, care este rezistent la acizi. Acest recipient este complet sigilat. Pentru a accelera procesul de fermentare, lichidul din recipient este încălzit și agitat. Cel mai adesea, o unitate de cogenerare este utilizată pentru a încălzi reactorul - într-o astfel de instalație este necesară răcirea generatorului de căldură și energie, iar căldura eliminată intră în reactor. Căldura poate proveni și de la un cazan special de apă caldă.

După finalizarea procesului de fermentație, gazul produs din reactor intră în rezervorul de gaz, unde presiunea este egalizată, iar apoi biogazul intră în generatorul de căldură și energie (gaz sau motorină-gaz), în urma căruia termică sau electrică. se produce energie.

Pe lângă biogaz, în reactor se depune o fracție solidă – îngrășămintele organice – care poate fi apoi folosită pe câmp. Îngrășămintele lichide se obțin și din reactor după eliberarea gazului. Atât îngrășămintele lichide, cât și cele solide sunt concentrate și sunt utilizate activ în agricultură.

Instalațiile industriale de biogaz au control automat. Automatizarea este responsabilă pentru fluxul de materii prime în instalație și pentru amestecare, controlează temperatura, funcționarea generatorului și așa mai departe. De asemenea, astfel de instalații sunt echipate cu dispozitive de aprindere de urgență - în cazul în care motorul se oprește, atunci gazul este pur și simplu ars. În plus, instalațiile industriale de biogaz sunt adesea echipate cu o linie de ambalare a îngrășămintelor lichide; în acest caz, îngrășămintele sunt îmbuteliate în sticle mici (până la 1 litru).

Instalație individuală de biogaz

Principiul de funcționare al unei instalații individuale de biogaz este același cu cel al uneia industriale. Adevărat, mini-instalațiile sunt rareori echipate cu dispozitive automate pentru amestecarea substratului și alte automatizări - din cauza creșterii semnificative a costului unei instalații de uz casnic cu astfel de echipamente. Cel mai adesea, aceste instalații au doar dispozitive pentru controlul temperaturii, funcționarea generatorului și așa mai departe, iar întreținerea mini-centralei de biogaz este efectuată manual.

Instalațiile de biogaz de uz casnic sunt utilizate în principal pentru producerea de gaz combustibil pentru nevoile bucătăriei, dacă ferma nu are producție de animale sau de recolte. Cu toate acestea, există o tendință din ce în ce mai mare de a folosi mini-instalații pentru a oferi caselor de țară și cabanelor un complex energetic complet, adică nu numai gazul „bucătărie”, ci și energie termică și electrică. Mai mult, acest lucru nu mai depinde de prezența animalelor mari sau mici în fermă; materiile prime pentru instalațiile de biogaz de acasă sunt pur și simplu achiziționate de la cea mai apropiată fermă. Acesta poate fi fie gunoi de grajd, fie deșeuri din industriile de prelucrare a lemnului.

Instalație de biogaz DIY

Construcția de centrale de biogaz, chiar și mini, pentru nevoi casnice, nu este ieftină. Și, deși perioada de rambursare pentru astfel de echipamente este relativ scurtă (5-7 ani), nu fiecare proprietar este pregătit sau are posibilitatea de a investi suma necesară. Da, avantajele sunt evidente: în scurt timp, cu ajutorul unei mini-instalații de biogaz, poți câștiga autonomie aproape completă față de sursele de energie achiziționate, poți transfera ferma în autosuficiență și chiar poți avea îngrășăminte gratuite ca bonusuri suplimentare. Cu toate acestea, trebuie să plătiți bani astăzi, iar beneficiile vor apărea abia peste câțiva ani. Prin urmare, mulți proprietari de case de țară și cabane se întreabă: cum să faci singur o instalație de biogaz?

O mini instalație de biogaz nu este atât de complicată, iar construcția ei este destul de ușor de gestionat. Acest lucru economisește o sumă semnificativă. În plus, există proiecte pentru centrale de biogaz care folosesc mijloace și materiale improvizate (de exemplu, cu un reactor cu clopot, iar clopotul poate fi din cauciuc etc.). Adică, instalațiile de casă pentru producția de biogaz înseamnă achiziționarea bonusurilor dorite pentru bani minimi.

Când construiți o instalație de biogaz, este necesar să faceți un calcul precis al productivității acesteia. Pentru a face acest lucru, ar trebui să luați în considerare toți consumatorii de biogaz doriti (de exemplu, un aragaz, echipamente auto și așa mai departe). Dacă biogazul este planificat să fie utilizat pentru a produce energie electrică și/sau termică, atunci calculul trebuie să includă toți consumatorii de energie. Pe baza calculului, se creează un proiect de instalație de biogaz.

Instalațiile de producție de biogaz de casă sunt disponibile pe scară largă pe internet. Puteți găsi exemple de calcule, un desen al dispozitivului și o descriere detaliată. O selecție uriașă de dispozitive vă va permite să creați atât o instalație complexă cu mai multe camere, cât și o versiune simplificată (de exemplu, un dispozitiv atât de simplu, cum ar fi un clopot acoperit cu un clopoțel de cauciuc cu un dispozitiv pentru evacuarea gazului). Oricine poate alege o instalație de casă în conformitate cu dorințele, capacitățile și abilitățile sale. Descrierile însoțite de fotografii sau videoclipuri pas cu pas sunt deosebit de utile în acest caz.

Realizarea unei instalații de biogaz cu propriile mâini vă permite să economisiți până la 50% din costul dispozitivului, ceea ce accelerează semnificativ recuperarea echipamentului. În plus, realizarea celei mai simple instalări pentru început vă permite să evaluați necesitatea unui astfel de echipament în gospodărie, precum și să investiți bani treptat, ceea ce pentru mulți este mult mai ușor decât să plătiți întreaga sumă necesară dintr-o dată.

Cum funcționează o instalație de biogaz?

La ferma oricărei ferme puteți folosi nu numai energia vântului, a soarelui, ci și a biogazului.

Biogaz- combustibil gazos, produs al descompunerii microbiologice anaerobe a substantelor organice. Tehnologiile de biogaz sunt cea mai radicală, prietenoasă cu mediul și fără deșeuri metodă de procesare, reciclare și dezinfecție a unei varietăți de deșeuri organice de origine vegetală și animală.

Conditii de obtinere si valoare energetica a biogazului.

Cei care doresc să construiască o fabrică de biogaz de dimensiuni mici la ferma lor trebuie să știe în detaliu ce materii prime și ce tehnologie poate fi folosită pentru a produce biogaz.

Se obține biogazîn procesul de fermentare (descompunere) anaerobă (fără acces la aer) a substanțelor organice (biomasă) de diverse origini: excremente de păsări, vârfuri, frunze, paie, tulpini de plante și alte deșeuri organice din gospodării individuale. Astfel, biogazul poate fi produs din toate deșeurile menajere care au capacitatea de a fermenta și de a se descompune în stare lichidă sau umedă fără acces la oxigen. Plantele anaerobe (fermentatoarele) fac posibilă prelucrarea oricărei mase organice în timpul procesului în două faze: descompunerea masei organice (hidratare) și gazeificarea acesteia.

Utilizarea materiei organice care a suferit descompunere microbiologică în instalațiile de biogaz crește fertilitatea solului și randamentul diferitelor culturi cu 10-50%.

Biogazul, care este eliberat în timpul fermentației complexe a deșeurilor organice, constă dintr-un amestec de gaze: metan (gazul de mlaștină) - 55-75%, dioxid de carbon - 23-33%, hidrogen sulfurat - 7%. Fermentarea metanului este un proces bacterian. Condiția principală pentru debitul și producerea de biogaz este prezența căldurii în biomasă fără acces la aer, care poate fi creată în simple instalații de biogaz. Instalațiile sunt ușor de construit pe ferme individuale sub formă de fermentatoare speciale pentru fermentarea biomasei.

În agricultura gospodăriei, principala materie primă organică pentru încărcarea în fermentator este gunoi.

La prima etapă de încărcare a gunoiului de grajd de bovine în recipientul de fermentare, durata procesului de fermentație ar trebui să fie de 20 de zile, gunoi de grajd de porc - 30 de zile. Se obține mai mult gaz la încărcarea diferitelor componente organice, comparativ cu încărcarea unei singure componente. De exemplu, la procesarea gunoiului de grajd de bovine și de pasăre, biogazul poate conține până la 70% metan, ceea ce crește semnificativ eficiența biogazului ca combustibil. După stabilizarea procesului de fermentație, materiile prime trebuie încărcate zilnic în fermentator, dar nu mai mult de 10% din cantitatea de masă procesată în acesta. Umiditatea recomandată a materiilor prime vara este de 92-95%, iarna - 88-90%.

În fermentator, împreună cu producția de gaze, deșeurile organice sunt dezinfectate de microflora patogenă și mirosurile neplăcute degajate sunt dezodorizate. Nămolul brun rezultat este evacuat periodic din fermentator și folosit ca îngrășământ.

Pentru a încălzi masa prelucrată, se folosește căldura care este eliberată în timpul descompunerii acesteia în biofermentator. Când temperatura în fermentator scade, intensitatea degajării gazului scade, deoarece procesele microbiologice din masa organică încetinesc. Prin urmare, izolarea termică fiabilă a unei instalații de biogaz (biofermentator) este una dintre cele mai importante condiții pentru funcționarea normală a acesteia.

Pentru a asigura regimul de fermentare necesar, se recomandă amestecarea gunoiului de grajd pus în fermentator cu apă fierbinte (de preferință 35-40 °C). Pierderile de căldură trebuie, de asemenea, reduse la minimum în timpul reîncărcării și curățării periodice a fermentatorului. Pentru o încălzire mai bună a fermentatorului, puteți folosi „ efect de sera" Pentru a face acest lucru, un cadru din lemn sau metal ușor este instalat deasupra domului și acoperit cu folie de plastic. Cele mai bune rezultate se obțin la o temperatură a materiei prime care este fermentată, 30-32 ° C și o umiditate de 90-95%. În sudul Ucrainei, instalațiile de biogaz pot funcționa eficient fără încălzirea suplimentară a masei organice din fermentator. În regiunile din zona de mijloc și de nord, o parte din gazul produs trebuie cheltuit în perioadele reci ale anului pentru încălzirea suplimentară a masei fermentate, ceea ce complică proiectarea instalațiilor de biogaz. Este posibil ca după prima umplere a fermentatorului și începerea extracției gazului, acesta din urmă să nu se ardă. Acest lucru se explică prin faptul că gazul produs inițial conține mai mult de 60% dioxid de carbon. În acest caz, acesta trebuie eliberat în atmosferă și după 1-3 zile instalația de biogaz va funcționa într-o manieră stabilă.

La fermentarea excrementelor de la un animal, puteți obține pe zi: bovine (greutate în viu 500-600 kg) - 1,5 metri cubi de biogaz, porci (greutate în viu 80-100 kg) - 0,2 metri cubi, pui sau iepure - 0,015 metri cubi .

Într-o zi de fermentație, 36% din biogaz se formează din gunoi de grajd de bovine, iar 57% din gunoi de grajd de porc. Din punct de vedere energetic, 1 metru cub de biogaz echivalează cu 1,5 kg cărbune, 0,6 kg kerosen, 2 kW/h energie electrică, 3,5 kg lemn de foc, 12 kg brichete de gunoi de grajd.

Tehnologiile de biogaz au fost dezvoltate pe scară largă în China; ele sunt implementate activ într-un număr de țări din Europa, America, Asia și Africa. În Europa de Vest, de exemplu în România și Italia, în urmă cu mai bine de 10 ani au început să folosească pe scară largă instalații de biogaz de dimensiuni mici, cu un volum de materii prime prelucrate de 6-12 metri cubi.

Proprietarii de gospodării și ferme din Ucraina au început, de asemenea, să manifeste interes pentru astfel de instalații. Pe teritoriul oricărei moșii este posibilă dotarea uneia dintre cele mai simple instalații de biogaz, care, de exemplu, sunt folosite în ferme individuale din România. Conform celor prezentate în Fig. 1-a, groapa 1 si cupola 3 sunt dotate dupa dimensiuni.Groana este captusita cu placi de beton armat de 10 cm grosime, care sunt tencuite cu mortar de ciment si acoperite cu rasina pentru etansitate. Un clopot de 3 m înălțime este sudat din fier de acoperiș, în partea superioară a căruia se va acumula biogaz. Pentru a proteja împotriva coroziunii, clopotul este vopsit periodic cu două straturi de vopsea în ulei. Este chiar mai bine să acoperiți mai întâi interiorul clopotului cu plumb roșu.

În partea superioară a clopotului este instalată o conductă 4 pentru îndepărtarea biogazului și un manometru 5 pentru măsurarea presiunii acestuia. Țeava de evacuare a gazului 6 poate fi realizată dintr-un furtun de cauciuc, țeavă din plastic sau metal.

În jurul gropii de fermentație, este instalată o garnitură de beton canelura-apă 2, umplută cu apă, în care partea inferioară a clopotului este scufundată la o adâncime de 0,5 m.

Gazul poate fi alimentat la sobă prin tuburi de metal, plastic sau cauciuc. Pentru a preveni ruperea conductelor din cauza înghețului apei de condensare în timpul iernii, se folosește un dispozitiv simplu (Fig. 1-b): tubul în formă de U 2 este conectat la conducta 1 în punctul cel mai de jos. Înălțimea părții libere trebuie să fie mai mare decât presiunea biogazului (în mm coloană de apă). Condensul 3 este evacuat prin capătul liber al tubului și nu vor exista scurgeri de gaz.

În a doua opțiune de instalare (Fig. 1-c), groapa 1 cu un diametru de 4 mm și o adâncime de 2 m este căptușită în interior cu fier pentru acoperiș, ale cărui foi sunt strâns sudate. Suprafața interioară a rezervorului sudat este acoperită cu rășină pentru protecție anticorozivă. Pe partea exterioară a marginii superioare a rezervorului de beton este instalată o canelură circulară de 5 până la 1 m adâncime, care este umplută cu apă. Partea verticală a cupolei 2, care acoperă rezervorul, este instalată liber în ea. Astfel, canelura cu apă turnată în ea servește ca sigiliu de apă. Biogazul este colectat în partea superioară a domului, de unde este alimentat prin conducta de evacuare 3 și apoi prin conducta 4 (sau furtun) până la locul de utilizare.

Aproximativ 12 metri cubi de masă organică (de preferință gunoi de grajd proaspăt) este încărcat în rezervorul rotund 1, care este umplut cu fracțiunea lichidă a gunoiului de grajd (urină) fără a adăuga apă. La o săptămână după umplere, fermentatorul începe să funcționeze. În această instalație, capacitatea fermentatorului este de 12 metri cubi, ceea ce face posibilă construirea lui pentru 2-3 familii ale căror case sunt situate în apropiere. O astfel de instalație poate fi construită pe o fermă dacă familia crește tauri pe bază de contract sau păstrează mai multe vaci.

Schemele de proiectare și tehnologice ale celor mai simple instalații de dimensiuni mici sunt prezentate în Fig. 1-d, d, f, g. Săgețile indică mișcările tehnologice ale masei organice inițiale, gazului și nămolului. Din punct de vedere structural, cupola poate fi rigidă sau realizată din folie de polietilenă. Domul rigid poate fi realizat cu o parte cilindrică lungă pentru imersarea adâncă în masa prelucrată, „plutitoare” (Fig. 1-d) sau introdusă într-o supapă hidraulică (Fig. 1-e). O cupolă de film poate fi introdusă într-un sigiliu de apă (Fig. 1-e) sau realizată sub forma unei pungi mari lipite dintr-o singură bucată (Fig. 1-g). În ultima versiune, o greutate 9 este plasată pe punga de film, astfel încât punga să nu se umfle prea mult și, de asemenea, pentru a crea o presiune suficientă sub film.

Gazul, care este colectat sub dom sau film, este furnizat printr-o conductă de gaz la locul de utilizare. Pentru a evita o explozie de gaz, pe conducta de evacuare poate fi instalată o supapă reglată la o anumită presiune. Cu toate acestea, pericolul unei explozii de gaz este puțin probabil, deoarece cu o creștere semnificativă a presiunii gazului sub dom, acesta din urmă va fi ridicat în etanșarea hidraulică la o înălțime critică și se va răsturna, eliberând gazul.

Producția de biogaz poate fi redusă datorită faptului că pe suprafața materiei prime organice din fermentator se formează o crustă în timpul fermentației. Pentru a se asigura că nu interferează cu evacuarea gazului, se sparge prin amestecarea masei în fermentator. Puteți amesteca nu cu mâna, ci prin atașarea unei furculițe metalice pe cupolă de dedesubt. Domul se ridică în etanșarea hidraulică la o anumită înălțime atunci când gazul se acumulează și coboară pe măsură ce este utilizat.

Datorită mișcării sistematice a domului de sus în jos, furcile conectate la dom vor distruge crusta.

Umiditatea ridicată și prezența hidrogenului sulfurat (până la 0,5%) contribuie la creșterea coroziunii pieselor metalice instalatii de biogaz. Prin urmare, starea tuturor elementelor metalice ale fermentatorului este monitorizată în mod regulat și locurile de deteriorare sunt protejate cu grijă, de preferință cu plumb de plumb în unul sau două straturi, apoi vopsite în două straturi cu orice vopsea de ulei.

Orez. 1. Scheme ale celor mai simple instalații de biogaz:

A). cu cupolă piramidală: 1 - groapă pentru gunoi de grajd; 2 - etanșare canal-apă; 3 - sonerie pentru colectarea gazelor; 4, 5 - conducta de evacuare a gazelor; 6 - manometru;

b). dispozitiv pentru îndepărtarea condensului: 1 - conductă pentru îndepărtarea gazelor; 2 - teava in forma de U pentru condens; 3 - condens;

V). cu cupolă conică: 1 - groapă pentru gunoi de grajd; 2 - dom (clopot); 3 - parte extinsă a țevii; 4 - conducta de evacuare a gazelor; 5 - etanșare canal-apă;

d, e, f, g - scheme de variante ale celor mai simple instalații: 1 - alimentare cu deșeuri organice; 2 - container pentru deseuri organice; 3 - zona de colectare a gazelor sub dom; 4 - conducta de evacuare a gazelor; 5 - îndepărtarea nămolului; 6 - manometru; 7 - dom din folie de polietilenă; 8 - etanșare cu apă; 9 - sarcina; 10 - pungă dintr-o singură bucată din polietilenă.

Uzina de biogaz cu încălzirea masei fermentescibile prin căldura degajată în timpul descompunerii gunoiului de grajd într-un fermentator aerob, este prezentat în Fig. 2, include un rezervor de metan - un recipient metalic cilindric cu un gât de umplere 3, o supapă de scurgere 9, un agitator mecanic 5 și o conductă de selecție a biogazului 6.

Fermentatorul 1 poate fi realizat dreptunghiular din materiale lemnoase. Pentru a descărca gunoiul de grajd tratat, pereții laterali sunt detașabili. Podeaua fermentatorului este zăbrele, aerul este suflat prin canalul tehnologic 10 de la o suflantă 11. Partea superioară a fermentatorului este acoperită cu panouri din lemn 2. Pentru a reduce pierderile de căldură, pereții și fundul sunt realizate cu un strat termoizolant. 7.

Instalarea funcționează așa. În rezervorul de metan 4 prin capul 3 se toarnă gunoiul de grajd lichid pre-preparat cu un conținut de umiditate de 88-92%, nivelul lichidului este determinat de partea inferioară a gâtului de umplere. Fermentatorul aerob 1 este umplut prin partea superioară cu gunoi de grajd sau un amestec de gunoi de grajd cu umplutură organică uscată (paie, rumeguș) cu un conținut de umiditate de 65-69%. Când aerul este furnizat prin canalul tehnologic din fermentator, masa organică începe să se descompună și se eliberează căldură. Este suficient să încălziți conținutul rezervorului de metan. Ca urmare, se eliberează biogaz. Se acumulează în partea superioară a rezervorului digestorului. Prin conducta 6 se foloseste pentru nevoile casnice. În timpul procesului de fermentație, gunoiul de grajd din digestor este amestecat cu un mixer 5.

O astfel de instalație se va amortiza în decurs de un an numai datorită eliminării deșeurilor în gospodăriile personale.

Orez. 2. Schema unei instalații de biogaz încălzit:
1 - fermentator; 2 - scut din lemn; 3 - gât de umplere; 4 - rezervor de metan; 5 - agitator; 6 - conducta pentru prelevarea biogazului; 7 - strat termoizolant; 8 - grătar; 9 - supapă de scurgere pentru masa prelucrată; 10 - canal pentru alimentarea cu aer; 11 - suflantă.

Instalație individuală de biogaz(IBGU-1) pentru o familie de țărani cu 2 până la 6 vaci sau 20-60 de porci, sau 100-300 de păsări (Fig. 3). Instalația poate procesa de la 100 la 300 kg de gunoi de grajd în fiecare zi și produce 100-300 kg de îngrășăminte organice ecologice și 3-12 metri cubi de biogaz.

Pentru a găti alimente pentru o familie de 3-4 persoane, este necesar să ardeți 3-4 metri cubi de biogaz pe zi, pentru a încălzi o casă cu o suprafață de 50-60 mp - 10-11 metri cubi. Instalația poate funcționa în orice zonă climatică. Uzina Tula Stroytekhnika și uzina de reparații și mecanice Orlovsky (Orel) și-au început producția în serie.

Orez. 3. Schema unei instalații individuale de biogaz IBGU-1:
1 - gât de umplere; 2 - agitator; 3 - conducta de prelevare a gazelor; 4 - strat termoizolant; 5 - conductă cu robinet pentru descărcarea masei prelucrate; 6 - termometru.

Producția de biogaz (metan) este importantă pentru proprietarii de ferme de creștere a animalelor și a păsărilor de curte. La fermele cu păsări de curte și bovine, problema eliminării deșeurilor este întotdeauna acută. Pentru a scăpa de gunoi și gunoi de grajd, trebuie să aveți grijă de colectare, îndepărtare, dezinfecție și procesare. Toate aceste proceduri necesită anumite cheltuieli materiale, timp și efort.

Pentru ca procesul de reciclare a gunoiului de grajd să înceapă să aducă profit și nu pierderi, este recomandabil să ne gândim la procesarea gunoiului de grajd în biogaz. Biogazul de casă din excremente de păsări și animale constă în 50-80% metan. Acesta este același gaz care arde în cazane, sobe și este folosit pentru mașini. Metanul este eliberat din gunoi de grajd în mod aleatoriu, singur. Dacă lăsați excrementele să putrezească la soare timp de un an, va începe să „fermenteze” și să elibereze biogaz. Trebuie doar să optimizați acest proces pentru a crește cantitatea de metan eliberată și pentru a accelera timpul de producție.

Pentru a crește eficiența producției de biogaz, este necesară accelerarea procesului de descompunere și fermentare a materiilor prime. Pentru a face acest lucru, trebuie să creați cele mai favorabile condiții pentru proliferarea bacteriilor necesare. Pentru a face acest lucru, va trebui să plasați gunoiul de grajd într-un recipient special - un reactor. Recipientul trebuie închis - în astfel de condiții bacteriile se vor înmulți mai activ. Deja în reactor, gunoiul de grajd este zdrobit și apoi amestecat cu apă. Apa trebuie să fie curată. În caz contrar, microbii străini vor intra în substrat, ceea ce poate încetini procesul de fermentație.

In conditii industriale, este echipat cu un sistem de incalzire cu reactor, un regulator de aciditate si lame speciale pentru amestecarea substratului. Amestecarea gunoiului de grajd vă permite să scăpați de formarea unei cruste dure, care blochează fluxul de oxigen din exterior și eliberarea de metan din interior. Perioada de producere a metanului în condiții industriale este de cel puțin cincisprezece zile. În acest timp, gunoiul de grajd se poate descompune până la 25%. Debitul maxim de metan are loc la un grad de descompunere de 33%.

Ar trebui să se țină seama de faptul că în partea de jos a reactorului se formează nămol putrezit. Este evacuat folosind un tub special, care îl duce într-un rezervor de nămol separat. Nămolul este ulterior curățat și îndepărtat. Metanul care se ridică în rezervor este purificat printr-o baie de aburi și apoi trimis la colectorul de gaz.

Producția industrială de metan presupune injectarea zilnică de substrat proaspăt, care este amestecat cu ceea ce a început deja să fermenteze. Puteți adăuga 5% gunoi de grajd proaspăt pe zi în loc de 5% gunoi de grajd uzat. Gunoiul de grajd îndepărtat din reactor poate fi folosit ca îngrășământ pentru sol. Astfel vei avea o producție fără deșeuri, de unde poți obține atât biogaz, cât și îngrășăminte.

Crearea unei instalații de biogaz din gunoi de grajd acasă

Pentru a proiecta o instalație de procesare a gunoiului de grajd în biogaz, veți avea nevoie de:

• un recipient închis ermetic (din metal, beton, plastic) cu un volum de cel puțin un metru cub;
• capac pentru reactor cu un pasaj etanș pentru mânerul agitatorului;
• material pentru izolarea termică a fundului (joacă rolul unui sistem de încălzire);
• un mixer manual din materiale vechi (puteți folosi o lopată sau un șnec cu șurub);
• conducte pentru alimentarea/extracția substratului și pentru îndepărtarea biogazului.

În timpul procesului de construcție, este posibil să aveți nevoie de materiale suplimentare: țevi, filtre, supape. Toate acestea pot fi găsite la un magazin de hardware. Designul este destul de simplu și îl puteți îmbunătăți pe măsură ce îl construiți.

Ca experiment, puteți încerca să faceți o instalație dintr-un butoi de plastic obișnuit. Sunt disponibile în volume de la 100 la 200 de litri. Butoiul va servi drept reactor. Faceți două găuri în el pentru intrarea și ieșirea țevilor. Orificiul de intrare este făcut mai aproape de partea inferioară, iar orificiul de evacuare este făcut de sus. Diametrul orificiilor depinde de diametrul conductelor folosite. Țevile din plastic pot fi achiziționate de la un magazin de hardware. Le introducem în găuri și le izolăm bine. O țeavă curbată (cu un conector) este potrivită pentru intrare și o țeavă dreaptă scurtă pentru ieșire.

Rolul unui rezervor pentru biogazul rezultat este acordat unui recipient cu un volum mai mic. De exemplu, puteți lua o găleată cu un volum de 20 de litri sau mai mult. Găleata este fixată cu ajutorul unei supape de instalații sanitare. Luăm tubul din el într-un suport metalic cu supapă, de unde va fi eliberat gazul.

Nu uitați de izolația termică a butoiului. Poate fi împachetat cu vată minerală, spumă de polietilenă sau orice alt material. Cel mai bine este să plasați butoiul la soare pentru a crește temperatura din interiorul reactorului. Turnăm materii prime în interior într-un raport de 0,7 litri de apă la 1 kg de gunoi de grajd. Punem orice recipient potrivit pentru îndepărtarea nămolului, punem deasupra o găleată și așteptăm fermentarea. Așteptăm aproximativ trei săptămâni pentru primul lot de biogaz de acasă. Rețineți că metanul trebuie îndepărtat de dioxid de carbon înainte de utilizare. Un filtru special, care este vândut în magazin ca „filtru pentru purificarea aerului comprimat, dioxidului de carbon și aburului”, va face față acestei sarcini.

Biogaz din gunoi de grajd: construirea unei instalații subterane

O altă modalitate ușoară de a vă construi propria instalație de dejecții în biogaz este construirea unui sistem subteran. Mai întâi trebuie să săpați o groapă cu un volum de cel puțin un metru cub. Pereții și fundul său sunt umpluți cu beton de argilă expandată. Din pereții opuși există o conductă pentru alimentarea cu biomasă și îndepărtarea nămolului. Conducta de evacuare ar trebui să fie situată mai aproape de partea inferioară, iar conducta de intrare trebuie să fie la 50 cm deasupra fundului. Capătul conductei de evacuare este conectat la un recipient pentru deșeuri. Capătul conductei de admisie ar trebui să fie amplasat astfel încât să vă fie convenabil să pompați noi materii prime prin ea.

Partea superioară a acestui „buncăr” este un suport de gaz în formă de cupolă sau con. Cel mai ușor este de făcut din foi de metal sau zidărie. Pe partea superioară a suportului de gaz sunt montate o trapă etanșată și o conductă de gaz cu etanșare pentru apă. Vă sfătuim să furnizați un detaliu atât de important precum o supapă de limitare a presiunii. Va asigura siguranta la lucrul cu instalatia si va mentine presiunea optima in interiorul reactorului.

Amestecarea substratului într-o astfel de instalație are loc conform principiului de barbotare. Pentru a face acest lucru, luați mai multe țevi de plastic și faceți cât mai multe găuri în ele. După aceasta, asigurați conductele din interiorul reactorului într-o poziție verticală. Când gazul crește, va emite bule, care vor începe să bule în substrat, amestecându-l astfel.

Biogazul din gunoi de grajd este o investiție profitabilă

Pentru cei care nu sunt pregătiți să facă o astfel de cameră, există întotdeauna o altă opțiune - puteți cumpăra una gata făcută. Construcția instalației va necesita totuși o mică investiție din partea dvs. Dacă nu ai încredere în abilitățile tale sau nu ai toate materialele, este indicat să cumperi pur și simplu o instalație din PVC. Ca urmare, veți organiza în continuare propria producție la domiciliu pentru procesarea gunoiului de grajd și producerea de biogaz.

Biogaz este un amestec de gaze care se formează în timpul descompunerii materiei organice de către bacteriile anaerobe. Biogazul este foarte inflamabil și produce o flacără curată atunci când este ars, astfel încât poate fi folosit nu numai pentru gătit, ci și pentru motoarele cu ardere internă (de exemplu, pentru generarea de energie electrică).

Avantajele unei instalații de biogaz acasă:
– puteți obține cu ușurință biogaz acasă fără a utiliza echipamente scumpe;
– o excelentă energie alternativă pentru cei a căror locuință este situată departe de civilizație, sau pentru cei care doresc să fie independenți de stat;
– materii prime disponibile (balegar, deseuri de bucatarie, vegetatie tocata etc.);
– preocupare pentru mediu, întrucât în ​​procesul de descompunere a substanțelor organice din natură intră gazul în atmosferă, ceea ce atrage după sine efect de seră, iar în acest caz, biogazul va fi ars, producând CO2;
– producerea de îngrășăminte ca produs secundar al unei instalații de biogaz.

Dar pe lângă avantaje, instalația de biogaz are dezavantajele sale:
– bacteriile lucrează la o temperatură de 18-40 de grade, așa că poți obține biogaz vara. Dacă izolați o instalație de biogaz și o dotați cu încălzire, puteți obține biogaz în perioada primăvară-toamnă, dar costurile izolației și încălzirii pot anula beneficiile primite.
– este necesar să se introducă în mod constant noi materii prime, și prin urmare să se scurgă îngrășămintele.

Pentru a face o instalație de biogaz cu propriile mâini, vom avea nevoie de:
1. Două butoaie de 200l
2. Butoi de 30-60 l, sau găleată mare de plastic
3. Conducte de canalizare din plastic
4. Furtun de gaz
5. Macara

Pentru claritate, voi da schema instalatiei biogaz la domiciliu

Principiul de funcționare al unei instalații de biogaz.În reactor sunt încărcate materiile prime (dejecții de grajd, deșeuri de bucătărie, vegetație tocată etc.) și apa. Instalația de biogaz nu va începe să funcționeze imediat, ci după câteva zile, când numărul bacteriilor anaerobe crește la maxim.

În timpul vieții bacteriilor anaerobe, este eliberat biogaz, care va fi colectat în punctul de sus al butoiului (un robinet ar trebui să fie amplasat în acest loc). Din reactor, biogazul intră în colector printr-un furtun de gaz.

Colectorul este un butoi de apă de 200 de litri și o găleată inversată în el pentru a colecta gaz, precum și pentru a crea presiunea necesară funcționării unui cuptor cu gaz. Pe măsură ce gazul intră, găleata va pluti. Dacă cantitatea de biogaz este mai mare decât poate conține găleata de plastic, atunci gazul va ieși pur și simplu prin apă.

Pentru realizarea unui reactor Veți avea nevoie de un butoi sigilat de 200 de litri. Facem mai multe găuri în partea superioară a butoiului și instalăm:
– Teava din plastic pentru turnarea materiilor prime. La capătul țevii este necesar să instalați o tranziție la o țeavă mare (un fel de adăpatoare, pentru confortul turnării materiilor prime)
– Teava din plastic pentru scurgerea ingrasamintelor. Deoarece o instalație de biogaz nu este o mașină cu mișcare perpetuă, este necesar să adăugați în mod constant materii prime. La introducerea de noi materii prime, excesul (materii prime deja prelucrate - îngrășăminte) va ieși prin conducta de scurgere.
– Un robinet în cel mai înalt punct al butoiului de biogaz.

La fabricarea unui reactor, este foarte important ca toate conexiunile să fie sigilate, altfel, sub presiunea rezultată, se poate scurge gaz. Conducta de scurgere trebuie să fie situată sub nivelul de instalare al robinetului de gaz. Conductele de scurgere și de umplere trebuie să fie bine astupate atunci când nu sunt utilizate.

Pentru a realiza colectorul veți avea nevoie de un butoi de plastic de 200 de litri fără capac. Turnați 3/4 din apă în butoi și instalați un alt butoi, cu capul în jos, mai mic ca volum. În partea de jos a unui butoi mai mic tăiem un fiting pentru conectarea furtunului de la reactor și un robinet pentru conectarea furtunului care merge la cuptorul cu gaz.

Pentru a umple materiile prime, deschideți orificiile de admisie și de scurgere și umpleți materiile prime. Cel mai bine este să folosiți gunoi de grajd diluat în apă. Cel mai bine este să folosiți apă de ploaie sau apă decantată, astfel încât conținutul de clor din alimentarea cu apă să nu reducă coloniile de bacterii. De asemenea, dacă folosiți resturi de bucătărie, asigurați-vă că țineți departe detergenții, cojile de ouă, oasele și coaja de ceapă, deoarece acestea pot afecta funcționarea instalației de biogaz în mai rău.

Biogazul în sine are un miros foarte neplăcut, dar atunci când este ars nu există miros. Dacă ardeți gaz fără să amestecați cu aerul, veți obține o flacără galbenă cu funingine, care va afumat ușor fundul tigaii.

Dacă amesteci biogazul cu aer și apoi îi dai foc, vei obține o flacără albastră curată, fără funingine. Deci, de exemplu, în sobele cu gaz din fabrică, instrucțiunile spun că, atunci când treceți de la gazul principal la gazul îmbuteliat și invers, este necesar să schimbați jeturile (care diferă în diametrul găurii), altfel arzătorul va fuma. Alternativ, puteți utiliza arzător bunsen de laborator.

Dacă nu aveți un arzător de laborator, puteți face cu ușurință unul dintr-o bucată de țeavă făcând găuri la bază. Astfel, gazul, trecând prin conductă, se va amesteca cu aerul, iar la ieșirea din tub vom obține un gaz mixt.

Puteți experimenta bucăți de lemn sub formă de jeturi, ascuțindu-le pentru a semăna cu un creion și găurind găuri de diferite diametre în ele. În acest fel, se poate obține dimensiunea optimă a pistoletului.

Pentru experiment, un grătar vechi a fost folosit ca sobă, a fost tăiată o gaură în fund și a fost instalat un arzător Bunsen. Și ulterior, grătarul a fost înlocuit cu o sobă cu un singur arzător.

Pentru a crea presiunea gazului, o greutate este plasată pe colector (un butoi mic pentru colectarea gazului). De exemplu, dacă setați o încărcătură de 5 kg, atunci 1 litru de apă poate fi fiert în 15 minute. Dacă setați o încărcătură de 10 kg, atunci 1 litru de apă va fierbe în 10 minute.

Pentru a rezuma, trebuie remarcat faptul că instalația de biogaz de casă produce biogaz pentru 30 de minute de funcționare a arzătorului pe zi, dacă materia primă este gunoiul de grajd. Dacă folosiți resturi de bucătărie ca materie primă, atunci productivitatea este de numai 15 minute pe zi.

Gazul eliberat nu este atât de mult, dar veți fi de acord că nici instalația de biogaz nu este atât de mare. Prin urmare, dacă doriți să creșteți cantitatea de gaz produsă, va trebui să creșteți volumele reactorului și ale colectorului.

Dimensiunile colectorului nu trebuie mărite dacă pompați biogazul în timp util într-un alt recipient (de exemplu, într-un cilindru). Cel mai simplu, acest lucru se poate face folosind un compresor de la un frigider, care are o intrare și o ieșire. Conectam intrarea la colector și ieșirea la cilindru.

Compresorul poate fi echipat cu automatizare, de exemplu, atunci când colectorul este umplut cu gaz, cilindrul se ridică, închide contactele, pornind astfel compresorul. Și compresorul, la rândul său, s-a oprit când cilindrul a scăzut la nivelul minim.

Reactorul unei centrale de biogaz trebuie să fie din plastic, dar în niciun caz din metal, deoarece din cauza proceselor oxidative metalul va rugini rapid. Opțional, puteți utiliza butoaie de plastic de mare volum (de exemplu, un Eurocube). Și pentru ca volume mari de butoaie să nu ocupe mult spațiu în curte, acestea pot fi îngropate.

19 noiembrie 2016 Gennady