Biogas fra gødning: hvor rentabelt det er, og hvordan man laver det. Gør-det-selv biogasanlæg til opvarmning af hus Biogas til opvarmning af hus

Typisk design

I de senere år er det blevet moderne at bruge forskellige biogasanlæg til eget behov, som giver dig mulighed for at hente energi fra affald. Som regel er et sådant design en forseglet beholder, hvor der ved en given temperatur sker gæring af de organiske komponenter i spildevand, forskelligt affald mv. Gør-det-selv biogasanlæg er svært, men muligt. Det vigtigste er at kende typerne af disse enheder og princippet om deres drift samt at forstå tegningerne.

Driftsprincip for installationen

Processen med at fremstille biogas af husdyrgødning eller andre råvarer kaldes gæring, og gæringen foregår ved hjælp af særlige bakteriers aktivitet. I dette tilfælde dannes en skorpe på overfladen af råmaterialet, som konstant skal ødelægges. Dette skal gøres ved at blande indholdet grundigt manuelt eller ved at bruge specielle anordninger inde i reaktoren. Som et resultat af sådanne manipulationer frigives biogas.

Den resulterende biogas, efter rensning, opsamles i en speciel beholder - en gasholder, hvorfra den føres gennem gasrør til brugsstedet. De forarbejdede råvarer omdannes til biogødning. Det læsses af gennem en speciel åbning og kan derefter påføres jorden eller bruges som fodertilsætningsstof til dyr, hvilket afhænger af råmaterialet.

For at opnå biogas med egne hænder skal flere betingelser ud over at observere det iltfrie regime også opfyldes:

Tilgængelighed af næringsstoffer til bakterier.
Opretholdelse af temperaturforhold.
Valg af det rigtige tidspunkt for gæring.
Opretholdelse af syre- og alkalibalance.
Opretholdelse af proportionerne af faste partikler i råmaterialerne og rettidig blanding.

Typer af biogasanlæg

Bemærk! I dag findes der en lang række designs af biogasanlæg for at gøre produktionen af biogas ikke kun bekvem, men også effektiv.

De er kendetegnet ved deres udseende såvel som ved deres konstituerende strukturelle elementer og materialer, der bruges i deres skabelse.

Efter downloadtype

Afhængig af typen af råvareladning er der to typer installation - kontinuerlig lastning og batchladning.

De adskiller sig fra hinanden i gæringstiden for råvarer og regelmæssigheden af læsning. Det mest effektive med hensyn til produktion af biogas er en kontinuerlig læsseinstallation.

Af udseende

Enhedens udseende afhænger af metoden til akkumulering og opbevaring af biogas. Det kan opsamles i en speciel gastank, i toppen af reaktoren eller under en fleksibel kuppel, flydende eller stående adskilt fra reaktoren.

Oprettelse af en gør-det-selv installation

At bygge en biogasstruktur med egne hænder er en ret kompleks og tidskrævende proces. En sådan installation gør produktionen af biogas til en alternativ mulighed, der giver dig mulighed for at spare penge på køb af brændstof og elektricitet.

Hvad har du brug for at vide?

Generaliseret skema

Du kan lave en struktur af de materialer, der er tilgængelige på gården, men som ikke bliver brugt. For eksempel kan en reaktor til en sådan installation nemt bygges af gamle gryder, kogninger og bassiner, men det er bedre at bruge cylindriske genstande.

Her er nogle vigtige krav, som en reaktor skal opfylde:

God termisk isolering.
Luft- og vandgennemtrængelighed. Når alt kommer til alt, når biogas og ilt blandes, sker der en reaktion, og dens ødelæggende kraft kan ikke kun bryde reaktoren, men også eksplodere den.
Pålidelighed og holdbarhed, da en enorm mængde energi frigives under reaktionen.

For at bygge en højkvalitets og effektiv biologisk installation skal du overholde følgende rækkefølge:

Vælg en placering til installation af den fremtidige reaktor. Og sørg for at beregne den nødvendige mængde affald i 1 dag. Dette er nødvendigt for at bestemme dimensionerne af strukturen.
Forbered bassinet, og installer derefter af- og pålæsningsrørene.
Installer og fastgør påfyldningstragten og gasudløbsrøret så fast som muligt.
Til brug, samt efterfølgende vedligeholdelse og reparation af biogasanlægget skal brønddækslet monteres.
Kontroller omhyggeligt reaktoren for termisk isolering og tæthed.

Væggene i den fremtidige installation bør ideelt set være lavet af beton, da styrken af strukturen er nøglen til din sikkerhed. Derudover er det meget vigtigt, at afstanden fra reaktoren til nærmeste bygning er mindst 500 meter. Når alt kommer til alt, under gæring frigives en giftig gas, som har en skadelig virkning på en person og kan dræbe ham i løbet af få minutter.

For at få biogas skal du bruge:

Princippet om opvarmning af et hus

Bland 2 tons kogødning og omkring 4,5 tons humus fra råddent affald, toppe og blade.
Tilsæt vand til blandingen, så luftfugtigheden i reaktoren er 70%.
Aflæs den resulterende masse i pit og opvarm den ved hjælp af en varmeenhed til +40 grader. Efter at blandingen begynder at gære, vil dens temperatur nå +70 grader.
Sæt en modvægt på kuplen, som skal være 2 gange tungere end blandingen, så kuplen ikke flyver af brønden på grund af den frigivne gas.

Det skal huskes, at den masse, der indlæses i reaktoren, ikke bør indeholde antibiotika, opløsningsmidler eller andre syntetiske stoffer. De vil ikke kun forstyrre reaktionen, men endda stoppe den helt, og vil også forårsage ødelæggelse af reaktorvæggene.

Udstyrsmuligheder

En hjemmelavet installation i dag er en sjælden type alternativ energikilde på gårde. Men i betragtning af effektiviteten og tilbagebetalingen af et sådant design, begyndte mange landmænd at tænke på at bygge et biogasanlæg på egen hånd for at forsyne sig med elektricitet og varme på denne måde.

I dag er der mange muligheder for denne type udstyr til produktion af biogas. Under hensyntagen til de klimatiske forhold i Rusland anbefales det at oprette følgende typer installationer.

Manuel påfyldning af reaktor uden omrøring

Dette er den enkleste installation til et hjem, hvis volumen kan variere fra 1 til 10 kubikmeter. Den er i stand til at behandle op til 200 kg gylle om dagen.

Mulighed for manuel indlæsning

Den består af et minimum antal dele:

Bunker til friske råvarer.
Reaktor.
Udvælgelse af biogas.
Kapacitet til aflæsning af fermenterede råvarer.

Denne installation kan bruges til sydlige områder, da den fungerer uden omrøring eller opvarmning, og den er også designet til at fungere i psykofil tilstand. De brugte råvarer fjernes fra reaktoren gennem aflæsningsrøret under pålæsning af den næste portion gødning. Dette sker på grund af biogastrykket i reaktoren.

Når du laver en sådan struktur med dine egne hænder, anbefales det at følge følgende sekvens:

Efter at have beregnet den daglige mængde gødning og valgt en reaktor af den nødvendige størrelse, er det nødvendigt at bestemme placeringen af den fremtidige struktur samt forberede materialer til installation.
Så skal du bygge et læsse- og aflæsningsrør og også lave en grube til installation.
Efter installation af reaktoren i brønden er det nødvendigt at installere en læssetragt og et gasudtag samt et mandehulsdæksel.
Kontroller strukturen for utætheder, mal den og isoler den.
Sæt i drift.

Manuel påfyldning, opvarmning og omrøring design

Et biogasanlæg kan opføres med manuel pålæsning af råvarer og periodisk opblanding. Samtidig vil det ikke kræve store økonomiske investeringer fra ejeren. Designet er velegnet til en lille bedrift, da dens kapacitet er at behandle op til 200 kg gødning pr. dag. Tegningerne af en sådan installation ligner tegningerne i den tidligere version, og de kan laves ved at kontakte en specialist.

Denne enhed kan fungere i mesofile og termofile tilstande

For en stabil og maksimalt intensiv fermenteringsproces er der installeret et specielt reaktorvarmesystem. Biogasanlægget kan fungere i to tilstande. Reaktoren opvarmes ved hjælp af en varmtvandskedel, der kører på den producerede biogas. Resten af biogassen kan bruges til at betjene husholdningsapparater.

De forarbejdede råvarer opbevares i en speciel beholder, indtil de påføres jorden eller bruges som yngleplads for californiske orme.

Montering med gasholder, pneumatisk ladning, opvarmning og blanding af råvarer

Et lignende anlæg er beregnet til små og mellemstore bedrifter med oparbejdning af op til 1,5 tons gylle om dagen til biogas. Råvarerne opvarmes gennem en varmeveksler med en vandvarmekedel, som kører på den resulterende gas. Masseaflæsningsrørledningen er udstyret med en speciel afgrening til opsamling af biogødning på lager og til lastning i køretøjer med efterfølgende fjernelse til markerne.

Designet af en sådan hjemmelavet installation involverer pneumatisk påfyldning af gødning i reaktoren samt blanding med biogas, hvis udvælgelse udføres automatisk. Biogas opbevares i et særligt rum - en gasholder.

Konklusion

Biogas er en forholdsvis ny energikilde. Ved at bruge det kan du for evigt glemme alt om elektricitetstakster og endda løse problemer som metanproduktion. Korrekt udviklede tegninger og indsatsen i fremstillingen af installationen vil betydeligt spare penge for mere end én landmand, hvilket er særligt vigtigt i disse dage.

Relaterede indlæg

Du kan selv få en billig energikilde, derhjemme - du skal blot samle et biogasanlæg. Hvis du forstår princippet om dets drift og struktur, er dette ikke svært at gøre. Blandingen, den producerer, indeholder en stor mængde metan (afhængig af det påfyldte råmateriale - op til 70%), så det har en bred vifte af anvendelser.

Genopfyldning af bilcylindre, der kører på gas som brændstof til opvarmning af kedler, er ikke en komplet liste over alle mulige muligheder for at bruge det færdige produkt. Vores historie handler om, hvordan man installerer et biogasanlæg med egne hænder.

Der er flere designs af enheden. Når du vælger en bestemt ingeniørløsning, skal du forstå, hvor egnet denne installation er til lokale forhold. Dette er hovedkriteriet for vurdering af gennemførligheden af installation. Plus, du har dine egne evner, det vil sige, hvilken type råvarer og i hvilket volumen du kan bruge, hvad du kan gøre med dine egne hænder.

Biogas produceres ved nedbrydning af organisk stof, men dets "udbytte" (i volumetriske termer), og derfor effektiviteten af anlægget, afhænger af, hvad der præcist er læsset ind i det. Tabellen giver relevant information (vejledende data), som vil hjælpe med at bestemme valget af en specifik ingeniørløsning. Noget forklarende grafik ville også være nyttigt.

Design muligheder

Med manuel påfyldning af råvarer, uden opvarmning og omrøring

Til husholdningsbrug betragtes denne model som den mest bekvemme. Med en reaktorkapacitet på 1 til 10 m³ vil der være behov for ca. 50-220 kg gødning dagligt. Det er det, du skal gå ud fra, når du skal beslutte dig for størrelsen på beholderen.

Installationen er installeret i jorden, så det vil kræve en lille grube. En placering på stedet vælges i overensstemmelse med dens beregnede dimensioner. Sammensætningen og formålet med alle elementer i kredsløbet er ikke svært at forstå.

Installationsfunktion

Efter installation af reaktoren på stedet er det nødvendigt at kontrollere dens tæthed. Derefter skal metallet males (helst med en frostbestandig sammensætning) og isoleres.

Fjernelse af affald sker naturligt - enten under processen med at tilføje en ny portion, eller når der er et overskud af gas i reaktoren med lukket ventil. Derfor bør kapaciteten af affaldsbeholderen ikke være mindre end den arbejdende.
På trods af enhedens enkelhed og attraktiviteten til gør-det-selv-montering, på grund af det faktum, at blanding og opvarmning af massen ikke er tilvejebragt, er denne installationsmulighed tilrådelig at operere i områder med et mildt klima, det vil sige hovedsageligt i det sydlige Rusland. Selvom med højkvalitets termisk isolering i forhold, hvor underjordiske vandlag er dybe, er dette design ret velegnet til midterzonen.

Uden opvarmning, men under omrøring

Næsten det samme, kun en lille ændring, der markant øger installationens ydeevne.

Hvordan laver man en mekanisme? For en, der for eksempel har samlet det med egne hænder, er dette ikke et problem. Der skal monteres en aksel med vinger i reaktoren. Derfor er det nødvendigt at installere støttelejer. Det er godt at bruge en kæde som transmissionsled mellem akslen og håndtaget.

Biogasanlægget kan drives i næsten alle regioner med undtagelse af de nordlige egne. Men i modsætning til den tidligere model kræver det opsyn.

Omrøring + opvarmning

Den termiske effekt på biomasse øger intensiteten af de nedbrydnings- og fermenteringsprocesser, der finder sted i den. Biogasenheden er mere alsidig i brug, da den kan fungere i to tilstande - mesofil og termofil, det vil sige i temperaturområdet (ca.) 25 - 65 ºС (se graferne ovenfor).

I ovenstående diagram kører kedlen på den resulterende gas, selvom dette ikke er den eneste mulighed. Opvarmning af biomasse kan udføres på forskellige måder, afhængigt af hvordan det er mere bekvemt for ejeren at organisere det.

Automatiserede muligheder

Forskellen mellem denne ordning er, at den er forbundet med installationen. Dette giver dig mulighed for at akkumulere gasreserver i stedet for at bruge den med det samme til det tilsigtede formål. Brugervenlighed skyldes også, at næsten ethvert temperaturregime er egnet til intensiv gæring.

Denne installation er endnu mere produktiv. Den er i stand til at behandle op til 1,3 ton råmaterialer om dagen med et tilsvarende reaktorvolumen. Ladning, blanding - pneumatik er ansvarlig for dette. Udløbskanalen gør det muligt at fjerne affald enten i en bunker til korttidsopbevaring eller i mobile beholdere til øjeblikkelig fjernelse. For eksempel til gødskning af marker.

Disse muligheder for biogasanlæg er næppe egnede til husholdningsbrug. At installere dem, især med dine egne hænder, er meget vanskeligere. Men for et lille landbrug er det en god løsning.

Mekaniseret biogasanlæg

Forskellen fra tidligere modeller er i den ekstra tank, hvor den foreløbige forberedelse af råvaremassen finder sted.

Komprimeret biogas føres ind i læssetragten og derefter ind i reaktoren. Det bruges også til opvarmning.

Det eneste, der er nødvendigt, når du samler nogen af installationerne med dine egne hænder, er nøjagtige tekniske beregninger. Du skal muligvis konsultere en specialist. Ellers er alt ret simpelt. Hvis mindst en af læserne bliver interesseret i en biogasenhed og selv installerer den, har forfatteren ikke arbejdet forgæves på denne artikel. Held og lykke!

Produktionen af biogas (metan) er vigtig for ejere af husdyr- og fjerkræavlsbedrifter. På gårde med fjerkræ og kvæg er spørgsmålet om bortskaffelse af affald altid akut. For at komme af med affald og gødning skal du sørge for opsamling, fjernelse, desinfektion og behandling. Alle disse procedurer kræver visse materielle udgifter, tid og kræfter.

For at processen med genanvendelse af gødning begynder at give overskud frem for tab, er det tilrådeligt at tænke på at forarbejde gødning til biogas. Hjemmelavet biogas fra fugle- og dyreklatter består af 50-80 % metan. Det er den samme gas, der brænder i kedler, komfurer og bruges til biler. Metan frigives fra gødning tilfældigt, alene. Hvis du lader ekskrementer rådne i solen i et år, begynder den at "gære" og frigive biogas. Du skal blot optimere denne proces for at øge mængden af frigivet metan og fremskynde produktionstiden.

For at øge effektiviteten af biogasproduktion er det nødvendigt at fremskynde processen med nedbrydning og gæring af råmaterialer. For at gøre dette skal du skabe de mest gunstige betingelser for spredning af de nødvendige bakterier. For at gøre dette skal du placere gødningen i en speciel beholder - en reaktor. Beholderen skal være lukket - under sådanne forhold vil bakterier formere sig mere aktivt. Allerede i reaktoren knuses gyllen og blandes derefter med vand. Vandet skal være rent. Ellers vil fremmede mikrober trænge ind i substratet, hvilket kan bremse fermenteringsprocessen.

Under industrielle forhold er den udstyret med et reaktorvarmesystem, en surhedsregulator og specielle blade til blanding af substratet. Blanding af gødning giver dig mulighed for at slippe af med dannelsen af en hård skorpe, som blokerer iltstrømmen udefra og frigivelsen af metan indefra. Perioden for fremstilling af metan under industrielle forhold er mindst femten dage. I løbet af denne tid kan gødning nedbrydes op til 25%. Den maksimale udstrømning af metan sker ved en nedbrydningsgrad på 33 %.

Det skal tages i betragtning, at der dannes råddent slam i bunden af reaktoren. Det udtømmes ved hjælp af et specielt rør, som fører det til en separat slamtank. Slammet renses efterfølgende ud og fjernes. Metanen, der stiger op i tanken, renses af et dampbad og sendes derefter til gasopsamleren.

Industriel metanproduktion involverer daglig indsprøjtning af frisk substrat, som blandes med det, der allerede er begyndt at gære. Du kan tilsætte 5 % frisk gylle om dagen i stedet for 5 % brugt gylle. Gødning fjernet fra reaktoren kan bruges som jordgødning. På den måde får du en affaldsfri produktion, hvor du kan få både biogas og kunstgødning.

Oprettelse af et biogasanlæg af husdyrgødning

For at designe et anlæg til forarbejdning af gødning til biogas skal du bruge:

en hermetisk forseglet beholder (lavet af metal, beton, plast) med et volumen på mindst en kubikmeter;
dæksel til reaktoren med en forseglet passage til rørehåndtaget;
materiale til termisk isolering af bunden (spiller rollen som et varmesystem);
en håndmixer lavet af skrotmaterialer (du kan bruge en skovl eller en skruesnegl);
rør til fodring/udvinding af substrat og til fjernelse af biogas.

Under byggeprocessen kan du få brug for yderligere materialer: rør, filtre, ventiler. Alt dette kan findes i en byggemarked. Designet er ret simpelt, og du kan forbedre det, mens du bygger det.

Som et eksperiment kan du prøve at lave en installation fra en almindelig plastiktønde. De fås i volumener fra 100 til 200 liter. Tønden skal fungere som en reaktor. Lav to huller i det til indløb og udløb af rørene. Indløbshullet er lavet tættere på bunden, og udløbshullet er lavet ovenfra. Hullernes diameter afhænger af diameteren på de anvendte rør. Plastrør kan købes i en byggemarked. Vi indsætter dem i hullerne og isolerer dem sikkert. Et buet rør (med en forbindelse) er velegnet til indløbet, og et kort lige rør til udløbet.

Rollen som et reservoir for den resulterende biogas gives til en beholder med et mindre volumen. Du kan for eksempel tage en spand med en volumen på 20 liter eller mere. Spanden fastgøres ved hjælp af en VVS-ventil. Vi tager røret fra det til en metalholder med en ventil, hvorfra gassen frigives.

Glem ikke tøndens termiske isolering. Det kan pakkes ind med mineraluld, polyethylenskum eller ethvert andet materiale. Det er bedst at placere tønden i solen for at øge temperaturen inde i reaktoren. Vi hælder råvarer indeni i et forhold på 0,7 liter vand pr. 1 kg gødning. Vi sætter enhver passende beholder til fjernelse af slam, lægger en spand ovenpå og venter på gæring. Vi venter omkring tre uger på det første parti af vores hjemmebiogas. Husk at metan skal fjernes for kuldioxid før brug. Et særligt filter, der sælges i butikken som et "filter til rensning af trykluft, kuldioxid og damp", vil klare denne opgave.

Gør-det-selv biogas fra gødning: opbygning af en underjordisk installation

En anden nem måde at bygge dit eget gødning-til-biogasanlæg på er at bygge et underjordisk system. Først skal du grave et hul med et volumen på mindst en kubikmeter. Dens vægge og bund er fyldt med ekspanderet lerbeton. Fra modstående vægge er der ét rør til tilførsel af biomasse og fjernelse af slam. Udløbsrøret skal placeres tættere på bunden, og indløbsrøret skal være 50 cm over bunden. Enden af udløbsrøret er forbundet med en affaldsbeholder. Enden af indløbsrøret skal placeres på en sådan måde, at det er bekvemt for dig at pumpe nye råmaterialer igennem det.

Den øverste del af denne "bunker" er en kuppel- eller kegleformet gasholder. Det er nemmest at lave af metalplader eller murværk. En forseglet luge og et gasrør med vandtætning er monteret på toppen af gasholderen. Vi råder dig til at angive en så vigtig detalje som en overtryksventil. Det vil sikre sikkerheden, når der arbejdes med installationen og vil opretholde et optimalt tryk inde i reaktoren.

Blanding af underlaget i en sådan installation sker efter bobleprincippet. For at gøre dette skal du tage flere plastikrør og lave så mange huller i dem som muligt. Herefter fastgøres rørene inde i reaktoren i lodret position. Når gassen stiger, vil den udsende bobler, som vil begynde at boble i substratet og derved blande det.

Biogas fra husdyrgødning er en rentabel investering

For dem, der ikke er klar til at lave sådan et kamera, er der altid en anden mulighed - du kan købe et færdiglavet. Konstruktion af installationen vil stadig kræve en lille investering fra dig. Hvis du ikke er sikker på dine evner eller ikke har alle materialerne, er det tilrådeligt blot at købe en PVC-installation. Som følge heraf vil du stadig organisere din egen hjemmeproduktion til forarbejdning af gylle og produktion af biogas.

Blandt de vigtige komponenter i vores liv er energiressourcer af stor betydning, som priserne stiger næsten hver måned. Hver vintersæson laver et hul i familiens budgetter, hvilket tvinger dem til at pådrage sig varmeomkostninger og derfor brændstof til komfurer og varmekedler. Men hvad skal man gøre, når alt kommer til alt, koster elektricitet, gas, kul eller brænde penge, og jo mere fjerntliggende vores hjem er fra større energimotorveje, jo dyrere vil opvarmning koste... I mellemtiden, alternativ opvarmning, uafhængig af eventuelle leverandører og tariffer , kan bygges på biogas, hvis udvinding ikke kræver geologisk efterforskning, brøndboring eller dyrt pumpeudstyr.

Biogas kan fås i næsten hjemmeforhold, mens det pådrager sig minimale omkostninger, der hurtigt tjener sig ind - de fleste af svarene om dette spørgsmål er indeholdt i denne artikel.

Biogas opvarmning - historie

Interessen for brændbar gas dannet i sumpe i årets varme årstid opstod blandt vores fjerne forfædre - avancerede kulturer i Indien, Kina, Persien og Assyrien eksperimenterede med biogas for over 3 tusinde år siden. I de samme gamle tider, i stamme-Europa, bemærkede de alemanniske schwabere, at gassen, der blev frigivet i sumpene, brændte godt - de brugte den til at opvarme deres hytter, levere gas til dem gennem læderrør og brænde dem i ildstederne. Schwaberne anså biogas for at være "dragernes ånde", som de troede levede i sumpe.

Århundreder og årtusinder senere oplevede biogas sin anden opdagelse - i det 17. og 18. århundrede var to europæiske videnskabsmænd straks opmærksomme på det. Den berømte kemiker på sin tid, Jan Baptista van Helmont, fastslog, at nedbrydning af enhver biomasse producerer en brændbar gas, og den berømte fysiker og kemiker Alessandro Volta etablerede en direkte sammenhæng mellem mængden af biomasse, hvori nedbrydningsprocesser finder sted, og mængden af frigivet biogas. I 1804 opdagede den engelske kemiker John Dalton formlen for metan, og fire år senere opdagede englænderen Humphry Davy det som en del af sumpgas.Interessen for den praktiske anvendelse af biogas opstod med udviklingen af gasgadebelysning - i slutningen af I det 19. århundrede var gaderne i et distrikt i den engelske by Exeter oplyst gas opnået fra spildevandsopsamleren.

I det 20. århundrede tvang energibehov forårsaget af Anden Verdenskrig europæere til at lede efter alternative energikilder. Biogasanlæg, hvor der blev produceret gas fra husdyrgødning, spredte sig i Tyskland og Frankrig, og til dels i Østeuropa. Efter sejren for landene i anti-Hitler-koalitionen blev biogas imidlertid glemt - elektricitet, naturgas og olieprodukter dækkede fuldstændigt industriernes og befolkningens behov.

I dag har holdningen til alternative energikilder ændret sig dramatisk - de er blevet interessante, da prisen på konventionelle energiressourcer stiger fra år til år. Biogas er i sin kerne en reel måde at undgå tariffer og omkostninger for klassiske energikilder, for at få din egen brændstofkilde, til ethvert formål og i tilstrækkelig mængde.

Det største antal biogasanlæg er blevet skabt og drevet i Kina: 40 millioner anlæg med mellem- og laveffekt, mængden af produceret metan er omkring 27 milliarder m3 om året.

Biogas - hvad er det

Dette er en gasblanding, der hovedsageligt består af metan (indhold fra 50 til 85%), kuldioxid (indhold fra 15 til 50%) og andre gasser i meget mindre procenter. Biogas produceres af et hold af tre typer bakterier, der lever af biomasse - hydrolysebakterier, som producerer mad til syredannende bakterier, som igen giver mad til metanproducerende bakterier, som danner biogas.

Fermentering af det oprindelige organiske materiale (for eksempel gylle), hvis produkt vil være biogas, foregår uden adgang til en ekstern atmosfære og kaldes anaerob. Et andet produkt af en sådan gæring, kaldet komposthumus, er velkendt for landbeboere, der bruger det til at gøde marker og køkkenhaver, men biogas og termisk energi, der produceres i kompostdynger, bruges normalt ikke - og forgæves!

Hvilke faktorer bestemmer udbyttet af biogas med et højere metanindhold?

Først og fremmest afhænger det af temperaturen. Jo højere temperaturen i deres omgivelser er, desto højere er aktiviteten af bakterier, der fermenterer organisk materiale; ved minusgrader bremses fermenteringen eller stopper helt. Af denne grund er biogasproduktion mest almindelig i lande i Afrika og Asien, der ligger i subtroperne og troperne. I det russiske klima vil produktionen af biogas og en fuldstændig overgang til den som et alternativt brændsel kræve termisk isolering af bioreaktoren og indføring af varmt vand i massen af organisk stof, når temperaturen i den ydre atmosfære falder til under nul. organisk materiale placeret i bioreaktoren skal være biologisk nedbrydeligt, det er påkrævet at indføre det indeholder en betydelig mængde vand - op til 90% af massen af organisk stof. Et vigtigt punkt vil være neutraliteten af det organiske miljø, fraværet i dets sammensætning af komponenter, der forhindrer udviklingen af bakterier, såsom rengørings- og rengøringsmidler, og eventuelle antibiotika. Biogas kan fås fra næsten ethvert affald af økonomisk og plantemæssig oprindelse, spildevand, gødning mv.

Processen med anaerob fermentering af organisk stof fungerer bedst, når pH-værdien ligger i intervallet 6,8-8,0 - høj surhed vil bremse dannelsen af biogas, pga. bakterierne vil have travlt med at indtage syrer og producere kuldioxid, som neutraliserer surhedsgraden.

Forholdet mellem kvælstof og kulstof i bioreaktoren skal beregnes til 1 til 30 - i dette tilfælde vil bakterierne få den mængde kuldioxid, de har brug for, og metanindholdet i biogassen vil være det højeste.

Det bedste udbytte af biogas med et tilstrækkeligt højt metanindhold opnås, hvis temperaturen i det fermenterbare organiske stof ligger i intervallet 32-35 ° C; ved lavere og højere temperaturer stiger indholdet af kuldioxid i biogassen og dens kvalitet falder. Bakterier, der producerer metan, er opdelt i tre grupper: psykrofile, effektive ved temperaturer fra +5 til +20 ° C; mesofile, deres temperaturområde er fra +30 til +42 °C; termofil, fungerer i tilstanden fra +54 til +56 °C. For biogasforbrugeren er mesofile og termofile bakterier, som fermenterer organisk stof med et højere gasudbytte, af størst interesse.

Mesofil fermentering er mindre følsom over for ændringer i temperatur med et par grader fra det optimale temperaturområde og kræver mindre energi for at opvarme organisk materiale i bioreaktoren. Dens ulemper sammenlignet med termofil gæring er lavere gasproduktion, en længere periode med fuldstændig bearbejdning af det organiske substrat (ca. 25 dage), og det resulterende nedbrudte organiske materiale kan indeholde skadelig flora, fordi den lave temperatur i bioreaktoren sikrer ikke 100 % sterilitet.

Forhøjelse og opretholdelse af intra-reaktortemperaturen på et niveau, der er acceptabelt for termofile bakterier, vil sikre det største udbytte af biogas, fuldstændig gæring af organisk stof vil finde sted på 12 dage, nedbrydningsprodukterne af det organiske substrat er fuldstændig sterile. Negative egenskaber: en ændring i temperaturen med 2 grader uden for det område, der er acceptable for termofile bakterier, vil reducere gasudbyttet; stort behov for opvarmning, som et resultat - betydelige energiomkostninger.

Bioreaktorens indhold skal omrøres to gange dagligt, ellers vil der dannes en skorpe på overfladen, som danner en barriere for biogas. Ud over at eliminere det, giver omrøring dig mulighed for at udligne temperatur og surhedsgrad inde i den organiske masse.I bioreaktorer med kontinuerlig cyklus opstår det højeste biogasudbytte ved samtidig aflæsning af organisk stof, der har gennemgået gæring og belastning af et volumen på nyt organisk stof i en mængde svarende til det aflæssede volumen. I små volumen bioreaktorer, den slags, der normalt bruges i dacha gårde, er det hver dag nødvendigt at udvinde og indføre organisk materiale i et volumen, der svarer til 5% af det indre volumen af fermenteringskammeret.

Udbyttet af biogas afhænger direkte af typen af organisk substrat placeret i bioreaktoren (de gennemsnitlige data pr. kg tørt substratvægt er angivet nedenfor):

hestegødning producerer 0,27 m3 biogas, metanindhold 57 %;
kvæggylle producerer 0,3 m3 biogas, metanindhold 65 %;
frisk kvæggylle producerer 0,05 m3 biogas med 68 % metanindhold;
hønsegødning - 0,5 m3, metanindholdet i det vil være 60%;
svinegødning - 0,57 m3, andelen af metan vil være 70%;
fåregødning - 0,6 m3 med et metanindhold på 70%;
hvedehalm - 0,27 m3, med 58% metanindhold;
majshalm - 0,45 m3, metanindhold 58%;
græs - 0,55 m3, med 70% metanindhold;
træløv - 0,27 m3, metanandel 58%;
fedt - 1,3 m3, metanindhold 88%.

Biogasanlæg

Disse enheder består af følgende hovedelementer - en reaktor, en organisk læssetragt, et biogasudtag og en fermenteret organisk materialetømningstragt.

Alt efter designtypen er biogasanlæg af følgende typer:

uden opvarmning og uden omrøring af det fermenterede organiske stof i reaktoren;
uden opvarmning, men med omrøring af den organiske masse;
med opvarmning og omrøring;
med opvarmning, med omrøring og med enheder, der giver dig mulighed for at styre og styre gæringsprocessen.

Den første type biogasanlæg er velegnet til en lille gård og er designet til psykrofile bakterier: bioreaktorens indre volumen er 1-10 m3 (behandler 50-200 kg gødning pr. dag), minimalt udstyr, den resulterende biogas er ikke opbevares - det går straks til de husholdningsapparater, der forbruger det. Denne installation kan kun bruges i sydlige områder; den er designet til en indvendig temperatur på 5-20 ° C.

Fjernelse af fermenteret (fermenteret) organisk materiale sker samtidig med pålæsning af et nyt parti, forsendelsen udføres i en container, hvis volumen skal være lig med eller større end bioreaktorens indre volumen. Indholdet af beholderen opbevares i den, indtil den indføres i den gødede jord. Designet af den anden type er også designet til små gårde; dens produktivitet er lidt højere end biogasanlæggene af den første type - den er udstyret med en blandeanordning med manuel eller mekanisk drev.

Den tredje type biogasanlæg er udover blandeanordningen udstyret med tvungen opvarmning af bioreaktoren, varmtvandskedlen kører på alternativt brændsel produceret af biogasanlægget. Metanproduktion i sådanne installationer udføres af mesofile og termofile bakterier, afhængigt af opvarmningsintensiteten og temperaturniveauet i reaktoren.

Den sidste type biogasanlæg er den mest komplekse og er designet til flere forbrugere af biogas; anlæggenes design omfatter en elektrisk kontakttrykmåler, en sikkerhedsventil, en varmtvandskedel, en kompressor (pneumatisk blanding af organisk stof), en modtager, en gastank, en gasreducer og et udtag til pålæsning af biogas til transport. Disse installationer fungerer kontinuerligt, tillader indstilling af en hvilken som helst af tre temperaturforhold takket være præcis justerbar opvarmning, og biogasvalg udføres automatisk.

DIY biogasanlæg

Brændværdien af biogas produceret i biogasanlæg er cirka 5.500 kcal/m3, hvilket er lidt lavere end brændværdien af naturgas (7.000 kcal/m3). For at opvarme 50 m2 af en boligbygning og bruge et fire-brænder gaskomfur i en time, vil der i gennemsnit være brug for 4 m3 biogas.

Industrielle biogasproduktionsanlæg, der tilbydes på det russiske marked, koster fra 200.000 rubler. - på trods af deres tilsyneladende høje omkostninger, er det værd at bemærke, at disse installationer er præcist beregnet i henhold til mængden af belastet organisk substrat og er dækket af producentens garantier.

Hvis du foretrækker at lave et biogasanlæg selv, så er yderligere information noget for dig!

Bioreaktor form

Den bedste form for det ville være oval (ægformet), men at bygge en sådan reaktor er ekstremt vanskelig. En cylindrisk bioreaktor, hvis øvre og nedre dele er lavet i form af en kegle eller halvcirkel, vil være lettere at designe. Firkantede eller rektangulære reaktorer lavet af mursten eller beton vil være ineffektive, fordi... Over tid vil der dannes revner i hjørnerne i dem, forårsaget af trykket fra substratet; hærdede fragmenter af organisk materiale vil samle sig i hjørnerne, hvilket forstyrrer gæringsprocessen. Ståltanke i bioreaktorer er lufttætte, modstandsdygtige over for højt tryk og de er ikke så svære at bygge. Deres ulempe er deres dårlige modstandsdygtighed over for rust; de kræver en beskyttende belægning, for eksempel harpiks, der skal påføres de indvendige vægge. Ydersiden af stålbioreaktoren skal rengøres grundigt og males i to lag.

Bioreaktorbeholdere lavet af beton, mursten eller sten skal omhyggeligt belægges på indersiden med et lag af harpiks, der kan sikre deres effektive vand- og gasuigennemtrængelighed, modstå temperaturer på omkring 60 ° C og aggression af svovlbrinte og organiske syrer. Ud over harpiks kan du for at beskytte reaktorens indre overflader bruge paraffin, fortyndet med 4% motorolie (ny) eller petroleum og opvarmet til 120-150 ° C - bioreaktorens overflader skal opvarmes med en brænder før du påfører dem et paraffinlag.

Når du laver en bioreaktor, kan du bruge plastikbeholdere, der ikke er modtagelige for rust, men kun hård plast med tilstrækkeligt stærke vægge. Blød plast kan kun bruges i den varme årstid, fordi... Med begyndelsen af koldt vejr vil det være svært at fastgøre isolering til det, og dets vægge er ikke stærke nok. Plastikbioreaktorer kan kun bruges til psykrofil fermentering af organisk stof.

Bioreaktor placering

Dens placering er planlagt afhængigt af den tilgængelige plads på en given plads, tilstrækkelig afstand fra beboelsesbygninger, afstand fra affaldsdeponeringspladsen, fra dyreplaceringspladser osv. Planlægning af en jordbaseret, helt eller delvist neddykket bioreaktor afhænger af grundvandsniveauet, bekvemmeligheden ved at indføre og fjerne det organiske substrat i reaktortanken. Det ville være optimalt at placere reaktorbeholderen under jordoverfladen - der opnås besparelser på udstyr til at indføre et organisk substrat i reaktortanken, varmeisoleringen øges væsentligt, hvortil der kan anvendes billige materialer (halm, ler).

Bioreaktor udstyr

Reaktortanken skal være forsynet med en luge, som kan bruges til at udføre reparations- og vedligeholdelsesarbejder. Det er nødvendigt at lægge en gummipakning eller et lag tætningsmiddel mellem bioreaktorlegemet og lugedækslet. Det er valgfrit, men yderst praktisk, at udstyre bioreaktoren med en sensor for temperatur, indre tryk og organisk substratniveau.

Bioreaktor termisk isolering

Dets fravær vil ikke tillade, at biogasanlægget kan drives hele året rundt, kun i de varmere måneder. Til isolering af en nedgravet eller semi-nedgravet bioreaktor anvendes ler, halm, tør gødning og slagger. Isoleringen lægges i lag - ved installation af en nedgravet reaktor er brønden dækket af et lag af PVC-film, som forhindrer direkte kontakt af det varmeisolerende materiale med jorden. Inden bioreaktoren installeres, hældes halm på bunden af brønden med en PVC-film lagt, et lag ler lægges ovenpå, hvorefter bioreaktoren placeres. Herefter fyldes alle frie områder mellem reaktortanken og fundamentsgruben beklædt med PVC-film med halm næsten til enden af tanken, og et lag ler blandet med slagger hældes ovenpå et 300 mm lag.

På- og aflæsning af organisk underlag

Diameteren på rørene til ind- og aflæsning fra bioreaktoren skal være mindst 300 mm, ellers tilstoppes de. For at opretholde anaerobe forhold inde i reaktoren bør hvert af disse rør være udstyret med skrue- eller halvdrejningsventiler. Volumenet af bunkeren til tilførsel af organisk stof, afhængigt af typen af biogasanlæg, bør svare til den daglige mængde råmaterialer, der tilføres. Fodertragten skal placeres på solsiden af bioreaktoren, pga dette vil bidrage til at øge temperaturen i det indførte organiske substrat, hvilket accelererer fermenteringsprocesserne. Hvis biogasanlægget er forbundet direkte med gården, skal bunkeren placeres under sin struktur, så det organiske substrat kommer ind i det under påvirkning af tyngdekraften.

Rørledningerne til lastning og aflæsning af det organiske substrat skal placeres på modsatte sider af bioreaktoren - i dette tilfælde vil de tilførte råmaterialer blive fordelt jævnt, og det fermenterede organiske stof vil let blive fjernet under påvirkning af gravitationskræfter og massen af det friske underlag. Huller og installation af rørledningen til lastning og losning af organisk materiale skal afsluttes, før bioreaktoren installeres på installationsstedet, og før der placeres lag af termisk isolering på den. Tætheden af bioreaktorens indre volumen opnås ved, at indgangene til substratpåfyldnings- og aflæsningsrørene er placeret i en spids vinkel, mens væskeniveauet inde i reaktoren er højere end rørindgangspunkterne - en hydraulisk tætning blokerer luftens adgang.

Det er lettest at indføre nyt og fjerne fermenteret organisk materiale ved hjælp af overløbsprincippet, dvs. en stigning i niveauet af organisk stof inde i reaktoren, når en ny portion indføres, vil fjerne substratet gennem aflæsningsrøret i et volumen svarende til volumenet af det indførte materiale.

Emnet alternative brændstoffer har været aktuelt i flere årtier. Biogas er en naturlig brændselskilde, som du selv kan producere og bruge, især hvis du har husdyr.

Hvad er det

Sammensætningen af biogas svarer til den, der produceres i industriel skala. Stadier af biogasproduktion:

En bioreaktor er en beholder, hvori biologisk masse behandles af anaerobe bakterier i et vakuum.
Efter nogen tid frigives en gas bestående af metan, kuldioxid, svovlbrinte og andre gasformige stoffer.
Denne gas renses og fjernes fra reaktoren.
Genanvendt biomasse er en fremragende gødning, der fjernes fra reaktoren for at berige marker.

Det er muligt at producere biogas med egne hænder derhjemme, forudsat at du bor i en landsby og har adgang til animalsk affald. Det er en god brændstofmulighed for husdyrbrug og landbrugsvirksomheder.

Fordelen ved biogas er, at den reducerer metanudledningen og giver en alternativ energikilde. Som et resultat af biomasseforarbejdning dannes gødning til køkkenhaver og marker, hvilket er en yderligere fordel.

For at lave din egen biogas skal du bygge en bioreaktor til at behandle gylle, fugleklatter og andet organisk affald. De anvendte råvarer er:

spildevand;
strå;
græs;
flodslam

Det er vigtigt at forhindre kemiske urenheder i at trænge ind i reaktoren, da de forstyrrer forarbejdningsprocessen.

Brug Cases

Forarbejdning af gylle til biogas gør det muligt at opnå elektrisk, termisk og mekanisk energi. Dette brændstof bruges i industriel skala eller i private hjem. Det bruges til:

opvarmning;
belysning;
opvarmning af vand;
drift af forbrændingsmotorer.

Ved hjælp af en bioreaktor kan du skabe din egen energibase til at drive dit private hjem eller landbrugsproduktion.

Termiske kraftværker, der bruger biogas, er en alternativ måde at opvarme en privat gård eller lille landsby på. Organisk affald kan omdannes til elektricitet, hvilket er meget billigere end at køre det til stedet og betale forsyningsregninger. Biogas kan bruges til madlavning på gaskomfurer. Den store fordel ved biobrændstof er, at det er en uudtømmelig, vedvarende energikilde.

Biobrændstofeffektivitet

Biogas fra affald og gødning er farve- og lugtfri. Det giver samme mængde varme som naturgas. En kubikmeter biogas giver samme mængde energi som 1,5 kg kul.

Oftest bortskaffer gårde ikke affald fra husdyr, men opbevarer det i ét område. Som følge heraf frigives metan til atmosfæren, og gødning mister sine egenskaber som gødning. Rettidig behandlet affald vil give gården meget flere fordele.

Det er nemt at beregne effektiviteten af bortskaffelse af gødning på denne måde. Den gennemsnitlige ko producerer 30-40 kg gylle om dagen. Denne masse producerer 1,5 kubikmeter gas. Fra denne mængde produceres 3 kW/h el.

Hvordan man bygger en biomaterialereaktor

Bioreaktorer er betonbeholdere med huller til fjernelse af råmaterialer. Før byggeriet skal du vælge en placering på stedet. Reaktorens størrelse afhænger af mængden af biomasse, du har dagligt. Den skal fylde beholderen 2/3 op.

Hvis der er lidt biomasse, kan du i stedet for en betonbeholder tage en jerntønde, for eksempel en almindelig tønde. Men det skal være stærkt med svejsninger af høj kvalitet.

Mængden af produceret gas afhænger direkte af mængden af råvarer. I en lille beholder får du lidt af det. For at få 100 kubikmeter biogas skal du behandle et ton biologisk masse.

For at øge styrken af installationen bliver den normalt begravet i jorden. Reaktoren skal have et indløbsrør til pålæsning af biomasse og et udløb til fjernelse af affaldsmateriale. Der skal være et hul i toppen af tanken, hvorigennem biogas udledes. Det er bedre at lukke det med en vandtætning.

For en korrekt reaktion skal beholderen være hermetisk lukket uden luftadgang. Vandtætningen vil sikre rettidig fjernelse af gasser, hvilket forhindrer systemet i at eksplodere.

Reaktor til en stor gård

Et simpelt bioreaktordesign er velegnet til små gårde med 1-2 dyr. Hvis du ejer en gård, er det bedst at installere en industriel reaktor, der kan håndtere store mængder brændsel. Det er bedst at involvere særlige virksomheder, der er involveret i udviklingen af projektet og installationen af systemet.

Industrielle komplekser består af:

Mellemlagertanke;
Blandingsinstallationer;
Et lille termisk kraftværk, der leverer energi til opvarmning af bygninger og drivhuse, samt elektricitet;
Beholdere til fermenteret gødning brugt som gødning.

Den mest effektive mulighed er at bygge et kompleks til flere nabogårde. Jo mere biomateriale der forarbejdes, jo mere energi produceres der som resultat.

Inden modtagelse af biogas skal industrianlæg godkendes af sanitets- og epidemiologisk station, brand- og gassyn. De er dokumenterede, og der er særlige standarder for placeringen af alle elementer.

Sådan beregnes reaktorvolumen

Reaktorens volumen afhænger af mængden af affald, der genereres dagligt. Husk, at beholderen kun skal være 2/3 fuld for effektiv gæring. Overvej også gæringstid, temperatur og type råvare.

Det er bedst at fortynde gødningen med vand, før den sendes til rådnetanken. Det vil tage omkring 2 uger at behandle gylle ved en temperatur på 35-40 grader. For at beregne volumen skal du bestemme den indledende mængde affald med vand og tilføje 25-30%. Mængden af biomasse bør være den samme hver anden uge.

Sådan sikres biomasseaktivitet

For korrekt gæring af biomasse er det bedst at opvarme blandingen. I de sydlige regioner fremmer lufttemperaturen begyndelsen af gæringen. Bor du i nord eller i mellemzonen, kan du tilslutte yderligere varmeelementer.

For at starte processen kræves en temperatur på 38 grader. Der er flere måder at sikre dette på:

En spole under reaktoren forbundet til varmesystemet;
Varmeelementer inde i beholderen;
Direkte opvarmning af beholderen med elektriske varmeanordninger.

Den biologiske masse indeholder allerede bakterier, der skal til for at producere biogas. De vågner op og begynder aktivitet, når lufttemperaturen stiger.

Det er bedst at opvarme dem med automatiske varmesystemer. De tænder, når kold masse kommer ind i reaktoren og slukker automatisk, når temperaturen når den ønskede værdi. Sådanne systemer er installeret i vandvarmekedler; de kan købes i gasudstyrsbutikker.

Hvis du giver opvarmning til 30-40 grader, vil behandlingen tage 12-30 dage. Det afhænger af massens sammensætning og volumen. Ved opvarmning til 50 grader øges bakterieaktiviteten, og behandlingen tager 3-7 dage. Ulempen ved sådanne installationer er de høje omkostninger ved at opretholde høje temperaturer. De er sammenlignelige med mængden af modtaget brændstof, så systemet bliver ineffektivt.

En anden måde at aktivere anaerobe bakterier på er ved at omrøre biomassen. Du kan selv installere akslerne i kedlen og flytte håndtaget ud for at røre massen om nødvendigt. Men det er meget mere praktisk at designe et automatisk system, der blander massen uden din deltagelse.

Korrekt gasfjernelse

Biogas fra gyllen fjernes gennem reaktorens topdæksel. Den skal være tæt lukket under gæringsprocessen. Typisk bruges en vandtætning. Den styrer trykket i systemet; når det stiger, løftes låget, og udløsningsventilen aktiveres. En vægt bruges som modvægt. Ved udløbet renses gassen med vand og strømmer videre gennem rørene. Rensning med vand er nødvendig for at fjerne vanddamp fra gassen, ellers vil den ikke brænde.

Før biogas kan forarbejdes til energi, skal den akkumuleres. Det skal opbevares i en benzintank:

Den er lavet i form af en kuppel og installeret ved reaktorens udløb.
Oftest er den lavet af jern og belagt med flere lag maling for at forhindre korrosion.
I industrielle komplekser er gastanken en separat tank.

En anden mulighed for at lave en gasholder: brug en PVC-pose. Dette elastiske materiale strækkes efterhånden som posen fyldes. Om nødvendigt kan den opbevare store mængder biogas.

Underjordisk biobrændstofproduktionsanlæg

For at spare plads er det bedst at bygge underjordiske installationer. Dette er den nemmeste måde at få biogas derhjemme. For at opsætte en underjordisk bioreaktor skal du grave et hul og fylde dens vægge og bund med armeret beton.

Der laves huller på begge sider af beholderen til indløbs- og udløbsrør. Desuden skal udløbsrøret være placeret i bunden af beholderen til udpumpning af affaldsmassen. Dens diameter er 7-10 cm Indgangshullet med en diameter på 25-30 cm er bedst placeret i den øverste del.

Installationen er beklædt med murværk ovenpå, og der er installeret en gastank til modtagelse af biogas. Ved udgangen af beholderen skal du lave en ventil til at regulere trykket.

Et biogasanlæg kan nedgraves i gården til et privat hus, og der kan tilsluttes spildevand og husdyraffald. Genbrugsreaktorer kan helt dække en families el- og varmebehov. En yderligere fordel er at få gødning til din have.

En gør-det-selv-bioreaktor er en måde at få energi fra græs og tjene penge på gødning. Det reducerer landbrugets energiomkostninger og øger rentabiliteten. Du kan gøre det selv eller bestille installation. Prisen afhænger af volumen, startende fra 7.000 rubler.