Самостоятельно построенная биогазовая установка для частного дома

Содержание
  1. Специфика производства биогаза
  2. Преимущества и недостатки системы
  3. Биогазовые установки для отдельно стоящих домов: вы можете производить необходимую энергию своими руками
  4. Что такое биогаз и как его можно использовать?
  5. Как работает биогазовая установка?
  6. Что является правильным сырьем для биореактора?
  7. Что нельзя использовать в биогазовой установке?
  8. Биогазовые установки для дома
  9. Как подготовить метантенк
  10. Система сброса газа
  11. Система подачи и отвода воды
  12. Система отопления
  13. Система смешивания
  14. Получение биогаза
  15. Большой сельскохозяйственный реактор
  16. Система отопления и теплоизоляция
  17. Как нагревать и куда ставить
  18. СИСТЕМЫ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ
  19. На какой срок хватит полученного биогаза?
  20. Что можно перерабатывать и как добиться хороших результатов?
  21. Как рассчитать объем реактора?
  22. Система сбора и отвода биогаза
  23. Биогазовая установка: ручная подача и смешивание сырья
  24. Варианты дизайна
  25. С ручной подачей сырья, без нагрева и перемешивания.
  26. Специфика установки
  27. Без нагрева, но с перемешиванием
  28. Смешивание + нагрев
  29. Автоматизированные варианты
  30. Механизированная биогазовая установка
  31. Определение местоположения
  32. Принцип производства биогаза
  33. Расчет рентабельности завода
  34. Инструкции по строительству для самостоятельных мастеров
  35. Шаг 1 — Подготовка котлована для метантенка
  36. Шаг 2 — организация добычи газа
  37. Шаг 3 — Сборка купола и труб
  38. Выход биотоплива
  39. Похожие видео

Специфика производства биогаза

Процесс производства биогаза начинается с ферментации биологического субстрата. Он расщепляется гидролизом, кислотообразующими и метанообразующими бактериями. Газовая смесь, производимая бактериями, легко воспламеняется, поскольку содержит высокий процент метана.

По своим свойствам он практически не отличается от природного газа, который используется в промышленных и бытовых целях.

Биогазовая установка для промышленного производства

При желании каждый домовладелец может приобрести биогазовую установку промышленного производства, но это дорого, а инвестиции окупаются через 7-10 лет. Поэтому стоит приложить усилия, чтобы построить биореактор самостоятельно.

Биогаз является экологически чистым топливом, а сама технология не оказывает значительного воздействия на окружающую среду. Кроме того, биогаз производится из биологических отходов, которые необходимо утилизировать.

Они помещаются в биореактор, где происходит их переработка:

  • Биомасса подвергается воздействию бактерий в течение определенного периода времени. Время ферментации зависит от объема сырья;
  • Анаэробные бактерии производят горючую газовую смесь, состоящую из метана (60%), углекислого газа (35%) и некоторых других газов (5%). Во время ферментации также выделяется небольшое количество потенциально опасного сероводорода. Он ядовит, поэтому контакт с ним крайне нежелателен;
  • Газовая смесь из биореактора очищается и передается в газовый резервуар, где хранится до запланированного использования;
  • Газ из газового баллона можно использовать так же, как и природный газ. Он подается в бытовые приборы, такие как газовые плиты, котлы и т.д;
  • Разложившаяся биомасса должна удаляться из метантенка через регулярные промежутки времени. Это дополнительная трудоемкая задача, но усилия окупаются. После ферментации сырье превращается в высококачественное удобрение, которое можно использовать на полях и в огородах.

Биогазовая установка выгодна для домохозяйств только в том случае, если они имеют постоянный доступ к остаткам брожения с ферм. В среднем из 1 кубического метра субстрата можно получить 70-80 кубических метров биогаза, но производство газа неравномерно и зависит от многих факторов, включая температуру биомассы. Это усложняет расчеты.

Планировка производственного предприятия

Биогазовые установки идеально подходят для фермерских хозяйств. Отходы животноводства способны производить достаточно газа для отопления домов и сельскохозяйственных построек.

Для достижения стабильного и непрерывного процесса производства газа лучше всего построить несколько биогазовых установок и перемешивать субстраты в ферментерах в разное время. Такие установки работают параллельно, и субстраты подаются в ферментеры последовательно.

Это гарантирует непрерывное производство газа, обеспечивая тем самым постоянную подачу газа для бытовых приборов.

Эффективная планировка бытовых установок

В идеале биореактор должен быть обогреваемым. Каждые 10 градусов тепла удваивают выход газа. Хотя установка отопления требует инвестиций, она окупается за счет более высокой эффективности конструкции

Бытовое биогазовое оборудование, собранное из подручных материалов, намного дешевле промышленных установок. Его эффективность ниже, но она адекватна вложенным средствам. Если у вас есть доступ к навозу и вы готовы самостоятельно заниматься строительством и обслуживанием, это очень экономически выгодно.

Преимущества и недостатки системы

У биогазовых установок есть много преимуществ, но есть и недостатки, поэтому стоит рассмотреть их до начала процесса проектирования и строительства:

  • Утилизация отходов. С помощью биогазовой установки вы можете полностью использовать отходы, которые все равно пришлось бы утилизировать. Такая утилизация отходов наносит меньший вред окружающей среде, чем захоронение.
  • Возобновляемое сырье. Биомасса не похожа на уголь или природный газ, добыча которых истощает ресурсы. В сельском хозяйстве сырье создается постоянно.
  • Количество CO2 относительно невелико. При добыче газа не происходит загрязнения окружающей среды, но при его использовании в атмосферу выбрасывается небольшое количество углекислого газа. Он не вреден и не может оказать критического воздействия на окружающую среду, так как поглощается растениями в процессе роста.
  • Выбросы серы умеренные. При сжигании биогаза в атмосферу выбрасывается небольшое количество серы. Это негативное явление, но его можно сравнить только с количеством диоксида серы в процессе сжигания природного газа.
  • Стабильная работа. Производство биогаза более стабильно, чем при использовании солнечных батарей или ветряных турбин. Если энергию солнца и ветра невозможно контролировать, то биогазовые установки зависят от деятельности человека.
  • Можно использовать более одного растения. Газ — это всегда риск. Чтобы ограничить потенциальный ущерб в случае аварии, несколько биогазовых установок могут быть рассредоточены по участку. Если система из нескольких ферментеров правильно спроектирована и собрана, она будет более стабильной, чем один большой биореактор.
  • Преимущества для сельского хозяйства. Некоторые виды растений высаживаются для получения биомассы. Можно выбрать те, которые улучшают здоровье почвы. Например, сорго уменьшает эрозию почвы и улучшает ее качество.

У биогаза есть и недостатки. Хотя это относительно чистое топливо, оно все равно загрязняет атмосферу. Также могут возникнуть проблемы с поставками растительной биомассы.

Безответственные владельцы заводов часто производят биомассу таким образом, что она истощает ресурсы Земли и разрушает экологический баланс.

Биогазовые установки для отдельно стоящих домов: вы можете производить необходимую энергию своими руками

Многие домовладельцы задаются вопросом, как снизить расходы на отопление, приготовление пищи и электроэнергию у себя дома. Некоторые уже построили свои собственные биогазовые установки и частично или полностью независимы от поставщика энергии. Оказывается, получить биогаз бесплатно в частном хозяйстве не так уж сложно.

Что такое биогаз и как его можно использовать?

Владельцы приусадебных участков знают: они могут собирать всевозможный растительный материал, птичий помет и навоз и со временем производить ценное органическое удобрение. Однако мало кто понимает, что биомасса разлагается не сама по себе, а под воздействием различных бактерий.

Эти крошечные микроорганизмы перерабатывают биологический субстрат и выделяют продукты своей жизнедеятельности, включая смесь газов. Большинство из них (около 70 процентов) — это метан, тот самый газ, который сгорает в бытовых плитах и котлах.

Идея использования такого экотоплива для различных бытовых нужд не нова. Устройства для его извлечения использовались еще в Древнем Китае. Возможность использования биогаза была рассмотрена советскими новаторами в 1960-х годах. Однако настоящий ренессанс этой технологии произошел в начале 2000-х годов. Сегодня биогазовые установки активно используются в Европе и США для отопления домов и удовлетворения других потребностей.

Как работает биогазовая установка?

Принцип работы биогазовой установки довольно прост:

  • Разбавленная биомасса загружается в герметичный резервуар, где она начинает «бродить» и выделять газы;
  • Содержимое резервуара регулярно обновляется — переработанная биомасса выгружается и добавляется свежая (в среднем около 5-10% в день);
  • Собранный в верхней части резервуара газ поступает по специальной трубе в газовый коллектор, а затем в бытовые приборы.

Схема биогазовой установки.

Что является правильным сырьем для биореактора?

Биогазовые установки жизнеспособны только там, где ежедневно поступает свежее органическое вещество — навоз или помет скота и птицы. В биореактор также можно добавлять измельченную траву, листья и бытовые отходы (особенно овощечистку).

Эффективность установки во многом зависит от типа сырья. Было показано, что свиной и индюшиный навоз дают самый высокий выход биогаза при одинаковом весе. С другой стороны, коровий навоз и силосные отходы производят меньше газа при той же нагрузке.

Использование биоэнергии для отопления дома.

Что нельзя использовать в биогазовой установке?

Существуют факторы, которые могут значительно снизить активность анаэробных бактерий и даже остановить производство биогаза. Сырьевые материалы, содержащие:

  • антибиотики;
  • формы;
  • синтетические моющие средства, растворители и другие «химикаты»;
  • смолы (включая хвойные опилки).

Использование уже перегнившего навоза неэффективно — загружайте только свежий или предварительно высушенный навоз. Также не следует допускать, чтобы сырье становилось слишком влажным, так как содержание 95% уже считается критическим. Однако для облегчения питания и ускорения процесса ферментации к биомассе следует добавить небольшое количество свежей воды. Разбавьте навоз и ил до консистенции мягкой манной крупы.

Читайте также Как почистить систему отопления в отдельно стоящем доме?

Узнайте об использовании нихромовой проволоки в быту.

Читайте, стоит ли ставить радиатор на лоджии.

Биогазовые установки для дома

Уже сегодня промышленность производит биогазовые установки в промышленных масштабах. Они дороги в приобретении и установке, и их стоимость в частном хозяйстве окупится не раньше, чем через 7-10 лет, при условии, что для переработки используется большое количество органических веществ. Опыт показывает, что небольшую биогазовую установку для дома на одну семью при необходимости можно построить своими руками, используя самые доступные материалы.

Как подготовить метантенк

Прежде всего, вам понадобится цилиндрический, герметичный и закрытый контейнер. Конечно, можно использовать большие кастрюли или сковороды, но их малая вместимость не позволит вам производить достаточное количество газа. Поэтому чаще всего для этих целей используются пластиковые бочки объемом от 1 м³ до 10 м³.

Вы можете сделать его сами. В продаже имеются листы ПВХ достаточной прочности и устойчивости к агрессивным средам, которые легко свариваются в конструкции с нужной конфигурацией. В качестве бункера можно также использовать металлическую бочку достаточного объема. Однако необходимо будет принять антикоррозийные меры, покрыв внутреннюю и внешнюю поверхность влагостойкой краской. Если бункер изготовлен из нержавеющей стали, этого делать не нужно.

Система сброса газа

Трубка для отвода газа устанавливается в верхней части бочки (обычно в крышке), где он собирается по законам физики. Подключенная труба транспортирует биогаз в сифон, затем в резервуар для хранения (в качестве альтернативы используется баллонный компрессор) и к бытовым приборам. Также рекомендуется установить предохранительный клапан — если давление внутри резервуара будет слишком высоким, он выпустит излишки газа.

Система подачи и отвода воды

Чтобы обеспечить непрерывное производство газовой смеси, бактерии в субстрате необходимо постоянно (ежедневно) «кормить», т.е. добавлять свежий навоз или другой органический материал. Переработанный материал должен быть удален из резервуара, чтобы он не занимал место в биореакторе.

Для этого в бункере делают два отверстия — одно (для опорожнения) почти у самого дна и одно (для загрузки) выше. В них ввариваются (спаиваются, склеиваются) трубы диаметром не менее 300 мм. Загрузочная труба направлена вверх и оснащена воронкой, а слив устроен так, чтобы было удобно собирать переработанный шлам (в дальнейшем он может быть использован в качестве удобрения). Стыки герметизированы.

Система отопления

Изолируйте бункер.

Если биореактор будет установлен на улице или в неотапливаемом помещении (что необходимо по соображениям безопасности), его необходимо утеплить, а грунт подогреть. Первое условие достигается путем «обертывания» барабана любым изолирующим материалом или вкапывания его в землю.

Когда речь идет об отоплении, можно рассмотреть различные варианты. Некоторые мастера подводят трубы, в которых циркулирует вода из системы отопления, внутрь реактора и укладывают их вдоль стенок бочки в виде змеевика. Другие помещают реактор в более крупный резервуар с водой внутри, подогреваемый электрическими нагревательными элементами. Первый вариант удобнее и гораздо экономичнее.

Для оптимизации работы реактора необходимо поддерживать температуру его содержимого на определенном уровне (не менее 38⁰C). Если температура поднимется выше 55⁰C, газообразующие бактерии просто «сварятся», и процесс брожения прекратится.

Система смешивания

Было показано, что в конструкциях любой конфигурации ручная мешалка значительно повышает эффективность биореактора. Ось, к которой приварены (прикручены) лопасти «мешалки», пропущена через крышку бочки. Затем к крышке прикрепляется ручка, и отверстие тщательно запечатывается. Однако такие устройства не всегда используются для оснащения ферментаторов домашними мастерами.

Мы советуем, как выбрать котел для отопления частного дома.

Читайте, как выбрать регулятор кулера.

Читайте, как установить гидроизоляцию крыши.

Получение биогаза

Когда установка готова, ее заполняют биомассой, разбавленной водой в соотношении примерно 2:3. Одновременно следует измельчить крупную фракцию — максимальный размер частиц не должен превышать 10 мм. Затем крышку закрывают и дают смеси «забродить» и выпустить биогаз. При оптимальных условиях первая вспышка будет видна через несколько дней после заполнения.

На это указывает характерное бульканье в водяном уплотнении. Одновременно следует проверить герметичность барабана. Это можно сделать с помощью простого мыльного раствора — нанесите его на все стыки и посмотрите, не появляются ли пузырьки воздуха.

Первое обновление биочара должно произойти примерно через две недели. После заливки биомассы в воронку, такой же объем использованного органического вещества будет выливаться из выпускной трубы. Затем эту процедуру следует проводить ежедневно или раз в два дня.

Большой сельскохозяйственный реактор

Простая модель биореактора подходит для небольших ферм с 1-2 животными. Если у вас есть ферма, лучше установить промышленный метантенк, который может справиться с большим количеством топлива. Для проектирования и установки системы лучше всего привлекать специальные компании.

Мембранный биореактор

Промышленные комплексы состоят из:

  • Промежуточный резервуар;
  • смеситель; — смеситель; — биореактор; — мембранный биореактор;
  • Биореактор;
  • Небольшая теплоэлектростанция, вырабатывающая энергию для отопления зданий и теплиц, а также электричество;
  • Резервуар для переваренного навоза, который будет использоваться в качестве удобрения.

Наиболее эффективным решением является строительство одного комплекса для нескольких соседних ферм. Чем больше биомассы перерабатывается, тем больше энергии производится.

Перед началом производства биогаза промышленные предприятия должны получить разрешение от санитарной, пожарной и газовой инспекции. Они документируются, и существуют специальные стандарты для размещения всех компонентов.

Система отопления и теплоизоляция

Психрофильные бактерии размножаются без нагрева осадка. Процесс переработки займет не менее 30 дней, а выход газа будет низким. Летом, благодаря изоляции и предварительному подогреву сырья, можно достичь температуры до 40 градусов, когда начинается развитие мезофильных бактерий, но зимой такая установка практически не работает — процессы идут очень медленно. При температуре ниже +5°C они практически замерзают.

Температурная зависимость времени превращения навоза в биогаз

Как нагревать и куда ставить

Для достижения наилучших результатов используется нагрев. Наиболее эффективным способом является нагрев воды от бойлера. Котел может работать на электричестве, твердом или жидком топливе, а также на вырабатываемом биогазе. Максимальная температура, до которой следует нагревать воду, составляет +60°C. Горячие трубы могут вызвать прилипание частиц к поверхностям, что приведет к менее эффективному обогреву.

Можно использовать и прямой нагрев — с помощью нагревательных элементов, но, во-первых, сложно организовать перемешивание, во-вторых, подложки будут прилипать к поверхности, что снизит тепловую эффективность, а нагревательные элементы быстро перегорят.

Биогазовые установки можно обогревать с помощью стандартных радиаторов, простых трубных змеевиков или сварных регистров. Следует использовать полимерные трубы — металлопластик или полипропилен. Гофрированные трубы из нержавеющей стали также подходят, их легче устанавливать, особенно в цилиндрических вертикальных биореакторах, но гофрированная поверхность вызывает осаждение, что не очень хорошо для рассеивания тепла.

Чтобы минимизировать возможность оседания частиц на нагревательных элементах, их размещают в зоне мешалки. Однако конструкция должна быть такой, чтобы мешалка не мешала трубам. Часто кажется, что лучшим решением является размещение нагревателей на дне, но практика показывает, что такой тип нагрева неэффективен из-за отложений на дне. Поэтому более целесообразно размещать нагреватели на стене биогазовой установки.

СИСТЕМЫ ВОДЯНОГО ОТОПЛЕНИЯ

В зависимости от того, как расположены трубы, отопление может быть внутренним или внешним. Внутри система эффективна, но обслуживание и ремонт нагревателей невозможны без отключения и прокачки системы. Поэтому особое внимание следует уделять выбору материалов и качеству соединений.

Нагрев повышает эффективность биогазовой установки и сокращает время обработки

Внешние радиаторы требуют больше тепла (затраты на отопление содержимого биогазовой установки намного выше), поскольку большое количество тепла расходуется на обогрев стен. Однако система всегда доступна для ремонта, а обогрев происходит более равномерно, так как среда нагревается через стены. Еще одним преимуществом является то, что мешалки не могут повредить систему отопления.

На какой срок хватит полученного биогаза?

На небольшой ферме биогазовая установка не является полной альтернативой природному газу или другим доступным источникам энергии. Например, установка объемом 1 м³ может производить достаточно топлива для приготовления пищи в течение нескольких часов для небольшой семьи.

Биореактор объемом 5 м3 может обогреть площадь 50 м², но для этого необходимо ежедневно подавать не менее 300 кг сырья. Для этого потребуется около десяти свиней, пять коров и несколько десятков кур.

Чемпионы, которым удалось самостоятельно построить работающую биогазовую установку, снимают видеоролики с мастер-классами, доступными в Интернете:

Самодельная биогазовая установка

Самостоятельно построенные биогазовые установки - почему бы и нет?

Биогазовые установки для частных домовладений: бытовые источники энергии

Самодельные биогазовые установки

Биогазовая установка для частного дома, сделанная своими руками

Самодельная биогазовая установка

Биогазовые установки для частных домовладений

Биогаз и биогазовые установки

Строительство, преимущества и недостатки, проектирование биогазовых установок

Самостоятельно построенные биогазовые установки - Руководство по эксплуатации!

Что можно перерабатывать и как добиться хороших результатов?

Навоз любого животного содержит организмы, необходимые для его переработки. Было обнаружено более тысячи различных микроорганизмов, участвующих в процессе ферментации и производстве газа. Наиболее важную роль играют метанобактерии. Считается также, что все эти микроорганизмы в оптимальных пропорциях содержатся в навозе крупного рогатого скота. В любом случае, наибольшее количество биогаза выделяется при переработке этого вида отходов в сочетании с растительной массой. В таблице приведены средние показатели для наиболее распространенных видов сельскохозяйственных отходов

Следует отметить, что такое количество газа может быть получено при идеальных условиях

Количество биогаза, которое можно получить из различных видов сырья

Для получения хорошего урожая необходимо поддерживать определенную влажность субстрата: 85-90%. Однако важно, чтобы используемая вода не содержала химикатов. Растворители, антибиотики, моющие средства и т.д. оказывают негативное влияние на процесс. Чтобы процесс проходил гладко, в суспензии не должно быть крупных твердых частиц. Максимальный размер фрагментов составляет: 1*2 см, маленькие лучше. Поэтому, если вы планируете добавить растительные ингредиенты, их необходимо измельчить.

Важно поддерживать оптимальный pH субстрата для нормальной переработки: между 6,7 и 7,6. При нормальных условиях субстрат имеет нормальную кислотность, и лишь изредка ацидогенные бактерии развиваются быстрее метанобактерий.

Затем среда становится кислой, и добыча газа снижается. Для получения оптимального значения в среду добавляют обычную известь или пищевую соду.

В таблице приведены составы, которые увеличивают количество производимого газа

Теперь несколько слов о времени, необходимом для переработки навоза. В целом, время зависит от условий, но первые газы могут появиться уже на третий день после начала пищеварения. Наиболее активное газообразование происходит, когда навоз разлагается на 30-33%. Чтобы получить представление о времени, предположим, что через две недели субстрат разложился на 20-25%. Другими словами, обработка должна длиться оптимально в течение одного месяца. Опять же, удобрения самого высокого качества.

Как рассчитать объем реактора?

Объем реактора зависит от количества отходов, производимых в день. Помните, что реактор должен быть заполнен только на 2/3, чтобы ферментация проходила эффективно. Также следует учитывать время ферментации, температуру и тип сырья.

Лучше всего разбавить навоз водой перед отправкой в реактор. Переработка навоза при температуре 35-40 градусов занимает около 2 недель. Для расчета объема определите исходный объем отходов с водой и добавьте 25-30%. Объем биомассы должен быть одинаковым каждые две недели.

Система сбора и отвода биогаза

Установите трубу для отвода газа в верхней части резервуара. Другой конец трубы попадает в герметичный резервуар, заполненный водой. Это так называемый поглотитель запаха. Во вторую трубу, расположенную над поверхностью жидкости, поступает очищенный газ. На выходе устанавливается запорный клапан, обычно рекомендуется шаровой кран.

Для удаления примесей из биогаза используются различные методы. Углекислый газ можно устранить, заполнив сифон негашеной известью, но ее необходимо периодически заменять. Сероводород удаляется с помощью фильтрующих контейнеров, заполненных металлической стружкой, которую заменяют старые металлические губки. Газ, проходя через металл, очищается от сероводорода, скапливается в верхней части емкости и затем проходит через другую трубу.

Газ осушается путем установки дополнительных осушителей в газопроводе для удаления конденсата. Недостатком этого метода является то, что воду необходимо время от времени сливать, иначе газовая труба может засориться. Другой вариант — резервуар с силикагелем. Опять же, необходима периодическая сушка — например, путем нагревания в микроволновой печи.

Для транспортировки газа используются газовые трубы из ППС или ПНД или оцинкованные металлические трубы. Любые работы с газовыми приборами должны быть проверены с помощью мыльной пены. Трубопроводы должны собираться из труб и фитингов одинакового диаметра.

Биогазовая установка: ручная подача и смешивание сырья

Этот вариант также очень удобен и не требует больших затрат. Однако, с точки зрения удобства использования и эффективности, эта модель с ручной подачей и перемешиванием сырья является большим победителем.

Установка такого типа больше подходит для небольших фермерских хозяйств. Рекомендуемый объем реактора составляет от 1 до 10 кубических метров. Установка способна перерабатывать от 50 до 200 кг навоза за один день.

Варианты дизайна

С ручной подачей сырья, без нагрева и перемешивания.

Эта модель считается наиболее удобной для бытового использования. Для метантенка объемом от 1 до 10 м3 требуется примерно 50 — 220 кг навоза в день. Это основной фактор, определяющий размер резервуара.

Устройство будет установлено в земле, поэтому потребуется небольшой котлован. Место на участке должно быть выбрано в соответствии с рассчитанными размерами. Состав и назначение всех элементов программы легко понять.

Специфика установки

После установки реактора на месте его необходимо проверить на наличие утечек. Затем металл необходимо покрасить (предпочтительно морозостойким средством) и изолировать.

Рекомендации:

  • Отходы удаляются естественным образом во время заполнения или при избытке газа в реакторе при закрытом клапане. Поэтому емкость сборного резервуара не должна быть меньше емкости рабочего резервуара.
  • Несмотря на простоту установки и ее привлекательность для самостоятельной сборки, из-за отсутствия перемешивания массы и подогрева, данный вариант установки показан для эксплуатации в регионах с мягким климатом, т.е. преимущественно на юге России. Однако благодаря хорошей теплоизоляции и в условиях глубокого залегания подземных водоносных горизонтов этот вариант подходит и для районов на севере страны.

Без нагрева, но с перемешиванием

Практически то же самое, только немного измененное, что значительно повышает эффективность установки.

Как настроить механизм? Для человека, который, например, вручную собрал бетономешалку на основе бочки, это не проблема. В реакторе должен быть установлен вал с лопастями. Это требует установки опорных подшипников. В качестве передаточного звена между валом и рычагом целесообразно использовать цепь.

Смешивание + нагрев

Тепловое воздействие на биомассу интенсифицирует процессы разложения и ферментации, происходящие в биомассе. Биогазовые установки более универсальны, поскольку могут работать в двух режимах — мезофильном и термофильном, т.е. в диапазоне температур (приблизительно) 25-65ºC (см. диаграммы выше).

На приведенной выше схеме котел работает на отходящем газе, хотя это не единственный вариант. Отопление биомассой может осуществляться различными способами и может быть организовано так, как удобнее для пользователя.

Автоматизированные варианты

Отличие этой схемы в том, что установка подключается к газгольдеру. Это позволяет накапливать запасы газа и не расходовать его сразу по назначению. Он также удобен тем, что для интенсивной ферментации подходит практически любая температура.

Ферментатор имеет еще большую емкость. Ферментатор может перерабатывать до 1,3 т сырья в день и имеет такой же объем реактора. Загрузка, смешивание — пневматика «в ответе». Разгрузочный канал позволяет сбрасывать отходы в бункер для краткосрочного хранения или в мобильные контейнеры для немедленной утилизации. Например, для удобрения полей.

Механизированная биогазовая установка

Он отличается от предыдущих моделей наличием дополнительного резервуара, который используется для предварительной обработки сырой муки.

Он подается в бункер, а оттуда в реактор с использованием сжатого биогаза. Он также используется для предварительного нагрева.

Единственное, что необходимо для самостоятельного строительства любого завода, — это точные инженерные расчеты. Может потребоваться консультация специалиста. В остальном все очень просто. Если хотя бы один читатель заинтересуется биогазовой установкой и сам ее установит, значит, автор не зря работал над этой статьей. Удачи!

Определение местоположения

Чтобы минимизировать затраты на запуск процесса, рекомендуется размещать биогазовую установку рядом с источником отходов, недалеко от зданий, где есть домашняя птица или животные. Конструкция должна обеспечивать подачу воды самотеком. От коровника или свинарника можно провести трубопровод, чтобы навоз самотеком поступал в резервуар. Это значительно облегчает эксплуатацию метантенка и очистку навоза.

Лучшее решение — расположить биогазовую установку таким образом, чтобы отходы с фермы могли поступать самотеком

Обычно постройки, в которых содержатся животные, расположены на некотором расстоянии от дома. Поэтому добытый газ должен быть доставлен потребителям. Однако дешевле и проще проложить одну газовую трубу, чем организовать линию для транспортировки и погрузки навоза.

Принцип производства биогаза

Тем, кто решил построить биогазовую установку, необходимо знать технологию создания этого источника энергии. Процесс производства биогаза происходит в специальном резервуаре. Анаэробные бактерии активно участвуют в этом процессе.

Чтобы начать процесс производства биогаза, необходимо создать определенные условия. Самое главное, в нем не должно быть воздуха. В этом случае происходит процесс ферментации биомассы. Его продолжительность во многом зависит от количества сырья, используемого для производства этого топлива.

В процессе ферментации образуется смесь газов. Она состоит из:

  • метан — 60%;
  • кислотный газ — 35%.

Остальные газовые компоненты в смеси составляют 5 процентов.

В результате образуется газ, который затем удаляется из реактора и подвергается процессу очистки. После очистки его можно использовать по назначению.

Расчет рентабельности завода

Навоз крупного рогатого скота обычно используется в качестве сырья для производства биогаза. Одна взрослая корова может произвести достаточно навоза для 1,5 кубических метров топлива; свинья — 0,2 кубических метров; курица или кролик (в зависимости от массы тела) — 0,01-0,02 кубических метров. Чтобы понять, насколько это много или мало, вы можете сравнить его с более привычными ресурсами.

ФотогалереяФото Иногда системы устанавливаются в подсобном помещении. Это удобно для контроля и обслуживания, но опасно, поскольку биометан может взорваться. Транспортировка биометана — это особый вопрос, который необходимо учитывать при планировании биогазовой установки. Для транспортировки по участку лучше использовать специальные автомобили или прицепы. Если требуется транспортировка на дальние расстояния, рассчитайте расходы на топливо и проверьте, будет ли это рентабельно. Приобретая емкости для биогазовой установки, а тем более изготавливая их самостоятельно, обращайте внимание на их качество. Биогазовая установка может стать настоящим спасителем для фермера. Это экономит расходы на топливо для отопления и/или освещения коровника. Это также отличный способ утилизации отходов безвредным способом. Однако на первых порах все преимущества вряд ли будут реализованыБиореактор из изолированных пластиковых баковУдобная транспортировка субстратовКомпактная промышленная установкаБиогазовая установка для молочных ферм

1 кубический метр биогаза производит столько же тепла, сколько

  • дрова — 3,5 кг
  • уголь — 1-2 кг; — электроэнергия — 9-10 кВтч;
  • электроэнергия — 9-10 кВт/ч.

Зная примерную массу сельскохозяйственных отходов, которая будет доступна в ближайшие несколько лет, и количество необходимой энергии, можно рассчитать рентабельность строительства биогазовой установки.

Простое растение на компостной куче

Одним из основных недостатков производства биогаза является неприятный запах. Возможность использования небольших компостных куч — большой плюс, но вам придется мириться с неудобствами и тщательно следить за процессом, чтобы избежать распространения болезнетворных микроорганизмов.

Для заполнения биореактора готовится субстрат, который содержит несколько ингредиентов в таких пропорциях

  • навоз (предпочтительно коровий или свиной) — 1,5 т;
  • органические отходы (это могут быть разложившиеся листья или другой растительный материал) — 3,5 т
  • вода, нагретая до температуры 35 градусов (количество горячей воды рассчитывается так, чтобы ее масса составляла 65-75% от общего количества органических веществ).

Расчет субстрата был произведен для одной кровати на шесть месяцев, предполагая умеренное потребление газа. Примерно через 10-15 дней процесс брожения даст первые результаты: газ появится в небольших количествах и начнет заполнять хранилище. Через 30 дней можно ожидать полной выработки топлива.

Индийский вариант простой биогазовой установки

Биогазовые установки еще не получили широкого распространения в нашей стране. В основном это связано с тем, что люди недостаточно хорошо информированы о преимуществах и особенностях биогазовых систем. В Китае и Индии многие небольшие фермы оснащены устройствами ручной работы для получения дополнительного чистого топлива.

Если установка работает правильно, объем биогаза будет постепенно увеличиваться, пока субстрат не разложится. Эффективность установки напрямую зависит от скорости ферментации биомассы, которая, в свою очередь, связана с температурой и влажностью субстрата.

Инструкции по строительству для самостоятельных мастеров

Если у человека нет опыта сборки сложных систем, имеет смысл найти или разработать в Интернете простейший чертеж биогазовой установки для частного дома.

Чем проще конструкция, тем она надежнее и долговечнее. Позже, когда вы приобретете навыки строительства и эксплуатации системы, вы сможете модифицировать оборудование или установить дополнительные установки.

Рисунок простого комнатного растения

Более дорогие промышленные конструкции включают системы смешивания биомассы, автоматическое отопление, очистку газа и т.д. Бытовое оборудование не такое сложное. Лучше собрать простую установку, а затем добавлять компоненты по мере необходимости

При расчете объема метантенка полезно ориентироваться на 5 м³. Эта установка дает количество газа, необходимое для отопления частного дома площадью 50 кв. м, если источником тепла является газовый котел или плита.

Это среднее значение, так как теплотворная способность биогаза обычно не превышает 6000 ккал/м3.

Закапывание биореакторов в землю

Чтобы процесс брожения был более или менее стабильным, температура должна быть правильной. Для этого биореактор должен быть помещен в земляную яму или предварительно теплоизолирован. Постоянный нагрев субстрата можно обеспечить, поместив под дно ферментера трубу для нагрева воды.

Строительство биогазовой установки можно разделить на несколько этапов.

Шаг 1 — Подготовка котлована для метантенка

Почти вся биогазовая установка размещается под землей, поэтому многое зависит от того, как вырыт и отделан котлован. Существует несколько вариантов укрепления стен и герметизации ямы — пластик, бетон, пластиковые кольца.

Лучший вариант — купить готовые пластиковые кольца с закрытым дном. Они дороже используемых материалов, но не требуют дополнительной герметизации. Полимер чувствителен к механическим нагрузкам, но не боится влаги и химически агрессивных веществ. Они не подлежат ремонту, но при необходимости их можно легко заменить.

Рытье траншеи для биогазовой установки

Подготовка стенок и дна биореактора определяет скорость ферментации субстрата и выход газа, поэтому дно тщательно укрепляется, изолируется и герметизируется. Это самый сложный и трудоемкий этап

Шаг 2 — организация добычи газа

Покупка и установка специальных мешалок для биогазовой установки стоит дорого. Система может быть удешевлена за счет установки газоотвода. Он состоит из вертикально уложенных пластиковых дренажных труб с рядом перфораций.

При расчете длины дренажных труб следует учитывать планируемую глубину заполнения биореактора. Верхушки труб должны быть выше этого уровня.

Полимерные канализационные трубы

Для отвода газа можно выбрать металлические или пластиковые трубы. Первые более прочные, а вторые более устойчивы к химическому воздействию. Лучше отдать предпочтение полимерам, так как металл быстро ржавеет и гниет.

Субстрат может быть сразу загружен в готовый биореактор. Субстрат следует накрыть фольгой, чтобы сохранить низкое давление ферментационного газа. Когда купол готов, это обеспечивает правильный поток биометана через выпускную трубу.

Шаг 3 — Сборка купола и труб

Завершающим этапом сборки простой биогазовой установки является установка купола. В самой высокой точке купола устанавливается газоотводная труба, которая подводится к газгольдеру, что крайне важно.

Биореактор закрывается герметичной крышкой. Чтобы биометан не смешивался с воздухом, установлен сифон. Он также служит для очистки газа. Необходимо установить предохранительный клапан, который сработает, если давление в ферментере станет слишком высоким.

Более подробную информацию о производстве биогаза из навоза смотрите в этом материале.

Временная биогазовая установка на земельном участке

Свободное пространство в метантенке в некоторой степени служит хранилищем газа, но его недостаточно для безопасной работы установки. Газ должен потребляться непрерывно, иначе существует опасность взрыва из-за избыточного давления под куполом.

Выход биотоплива

Биогаз из навоза и навозной жижи не имеет цвета и запаха. Он производит столько же тепла, сколько и природный газ. Один кубический метр биогаза дает столько же энергии, сколько 1,5 килограмма угля.

Чаще всего фермы не утилизируют отходы жизнедеятельности животных, а складируют их в одном и том же месте. В результате в атмосферу выделяется газ метан, а навоз теряет свои удобрительные свойства. Своевременная переработка отходов принесет ферме гораздо больше пользы.

Рассчитать эффективность использования навоза таким образом очень просто. В среднем корова дает 30-40 кг навоза в день. Из этой массы получается 1,5 кубометра газа. Из этого количества вырабатывается 3 кВт/ч электроэнергии.

Похожие видео

Биогазовая установка для домашнего использования позволяет экономить на расходах на электроэнергию. Это устройство можно сконструировать самостоятельно.

Стоимость компонентов вполне доступна, а полученный газ можно использовать для различных целей — отопления, приготовления пищи и т.д.

Краткое содержание статьи:

Источники

  • https://sovet-ingenera.com/eco-energy/bio-fuel/biogazovaya-ustanovka-svoimi-rukami.html
  • https://gazifikaciya.com/biogazovaya-ustanovka-svoimi-rukami-dlya-otopleniya-doma/
  • https://kachestvolife.club/ekologiya/biogazovaya-ustanovka-v-domashnih-usloviyah
  • https://stroychik.ru/raznoe/proizvodstvo-biogaza
  • https://oboiman.ru/teplo/biogaz-svoimi-rukami-v-domasnih-usloviah-shema-biogazovoj-ustanovki.html
  • https://market-crimea.com/biogazovaa-ustanovka-svoimi-rukami/
  • https://altenergiya.ru/poleznye-stati/proizvodstvo-biogaza-iz-navoza-gotovoe-oborudovanie-i-samodelnaya-ustanovka.html
  • https://gazsnabstroy.ru/prochee/biogazovaya-ustanovka-svoimi-rukami-dlya-otopleniya-doma
  • https://stoki.guru/kanalizaciya/vygrebnaya-yama/izgotovlenie-biogazovyh-ustanovok-svoimi-rukami.html
  • https://odstroy.ru/kak-sdelat-biogazovuu-ustanovku-dla-otoplenia-castnogo-doma/
  • https://generator98.ru/cvetmet/bioreaktor-svoimi-rukami.html

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Строй портал электрика и не только