Biogaasi tootmine toimub spetsiaalsetes korrosioonikindlates silindrilistes suletud mahutites, mida nimetatakse ka käärititeks. Sellistes mahutites toimub käärimisprotsess. Kuid enne kääritusseadmesse sattumist laaditakse tooraine vastuvõtupaaki. Siin segatakse see spetsiaalse pumba abil veega kuni homogeensuseni. Edasi juhitakse vastuvõtupaagist fermenteritesse juba ettevalmistatud tooraine. Tuleb märkida, et segamisprotsess ei peatu ja jätkub seni, kuni vastuvõtja paaki ei jää midagi. Kui pump on tühi, peatub pump automaatselt. Pärast käärimisprotsessi algust hakkab eralduma biogaas, mis siseneb spetsiaalsete torude kaudu läheduses asuvasse gaasipaaki.
Joonis 5. Biogaasijaama üldistatud diagramm
Joonisel 6 on biogaasijaama diagramm. Orgaanilised heitveed, tavaliselt vedelsõnnik, sisenevad vastuvõtja-soojusvahetisse 1, kus neid soojendatakse kuumutatud mudaga, mis juhitakse läbi soojusvaheti toru pumba 9 kääritist 3 ja lahjendatakse kuuma veega.
Joonis 6. Biogaasijaama skeem
Reovee täiendav lahjendamine kuuma veega ja kuumutamine soovitud temperatuurini toimub aparaadis 2. Siia juhitakse ka põllukultuuride jäätmed, et luua soovitud C / N suhe. Kääritis 3 moodustunud biogaas põletatakse osaliselt veeboileris 4 ning põlemissaadused juhitakse välja toru 5 kaudu. Ülejäänud biogaas läbib puhastusseadme 6, surutakse kompressoriga 7 kokku ja siseneb gaasipaaki. 8. Seadmest 1 tulev muda siseneb soojusvahetisse 10, kus täiendav jahutus soojendab külma vett. Muda on desinfitseeritud ülitõhus looduslik väetis, millega saab asendada 3-4 tonni mineraalväetist nagu nitrofoska.
Tavaliselt väljub biogaas reaktoritest ebaühtlaselt ja madala rõhuga (mitte üle 5 kPa). See rõhk, võttes arvesse gaasi ülekandevõrgu hüdraulilisi kadusid, ei ole gaasi kasutavate seadmete normaalseks tööks piisav. Lisaks ei lange biogaasi tootmise ja tarbimise tipud ajaliselt kokku. Lihtsaim lahendus üleliigse biogaasi kõrvaldamiseks on põletada see põletusjaamas, kuid energia läheb pöördumatult kaotsi. Kallim, kuid lõppkokkuvõttes majanduslikult põhjendatud viis gaasi ebaühtlase tootmise ja tarbimise tasandamiseks on erinevat tüüpi gaasimahutite kasutamine. Tavapäraselt võib kõik gaasimahutid jagada "otsesteks" ja "kaudseteks". "Otsestes" gaasimahutites pumbatakse alati teatud kogus gaasi tarbimise languse perioodidel ja võetakse maha tippkoormusel. "Kaudsed" gaasihoidikud tagavad mitte gaasi enda, vaid põleva gaasi põlemisproduktide poolt kuumutatud vahepealse jahutusvedeliku (vee või õhu) energia akumuleerumise, s.o. soojendatava jahutusvedeliku kujul koguneb soojusenergiat.
Biogaasi, olenevalt selle kogusest ja edasise kasutamise suunast, saab hoida vastavalt erinevatel rõhkudel ning gaasihoidlaid nimetatakse madala (mitte üle 5 kPa), keskmise (5 kPa kuni 0,3 MPa) ja kõrge ( 0,3 kuni 1,8 MPa) rõhk. Madalrõhuga gaasihoidikud on ette nähtud gaasi hoidmiseks madala kõikuva gaasirõhu ja oluliselt muutuva mahuga gaasihoidlates, seetõttu nimetatakse neid mõnikord ka konstantse rõhu ja muutuva mahuga gaasihoidlateks (mis on tingitud konstruktsioonide liikuvusest). Keskmise ja kõrge rõhuga gaasihoidikud, vastupidi, on paigutatud konstantse mahu, kuid muutuva rõhu põhimõttel. Biogaasijaamade kasutamise praktikas kasutatakse kõige sagedamini madalrõhuga gaasihoidjaid.
Kõrgsurvegaasimahutite maht võib olla erinev – mõnest liitrist (silindrid) kuni kümnete tuhandete kuupmeetriteni (paigalseisvad gaasihoidlad). Gaasi kasutamise korral sõidukite kütusena kasutatakse reeglina biogaasi hoidmist balloonides. Kõrg- ja keskmise rõhuga gaasihoidikute peamised eelised on väikesed mõõtmed märkimisväärse gaasikoguse ja liikuvate osade puudumisega ning puuduseks on vajadus lisaseadmete järele: kompressoriseade keskmise või kõrge rõhu loomiseks ja rõhuregulaator. gaasirõhu vähendamine gaasi kasutavate seadmete põletite ees.
Farmid seisavad igal aastal silmitsi sõnniku kõrvaldamise probleemiga. Raisatakse märkimisväärseid vahendeid, mida kulub selle äraviimise ja matmise korraldamiseks. Kuid on olemas viis, mis võimaldab teil mitte ainult raha säästa, vaid ka panna see looduslik toode teid kasuks teenima.
Ettenägelikud omanikud on praktikas pikka aega kasutanud ökotehnoloogiat, mis võimaldab sõnnikust biogaasi saada ja saadud tulemust kütusena kasutada.
Seetõttu räägime oma materjalis biogaasi tootmise tehnoloogiast, räägime ka sellest, kuidas ehitada bioenergiajaama.
Reaktori maht määratakse farmis toodetava sõnniku päevase koguse alusel. Samuti on vaja arvestada tooraine tüüpi, temperatuuritingimusi ja käärimisaega. Paigalduse täielikuks toimimiseks täidetakse anum 85-90% mahust, vähemalt 10% peab jääma vabaks, et gaas välja pääseks.
Orgaanilise aine lagunemisprotsess mesofiilses taimes keskmisel temperatuuril 35 kraadi kestab alates 12 päevast, seejärel eemaldatakse käärinud jäägid ja reaktor täidetakse uue substraadi portsjoniga. Kuna jäätmed lahjendatakse enne reaktorisse suunamist veega kuni 90%, siis tuleb ööpäevase koormuse määramisel arvestada ka vedeliku kogust.
Antud näitajate alusel võrdub reaktori maht ettevalmistatud substraadi (sõnnik veega) päevase kogusega, mis on korrutatud 12-ga (biomassi lagunemiseks kuluv aeg) ja suurendatud 10% (mahuti vaba maht).
Nüüd räägime kõige lihtsamast paigaldusest, mis võimaldab teil saada kõige madalama hinnaga. Kaaluge maa-aluse süsteemi ehitamist. Selle valmistamiseks peate kaevama auku, selle alus ja seinad valatakse tugevdatud paisutatud savibetooniga.
Kambri vastaskülgedel kuvatakse sisse- ja väljalaskeavad, kuhu on paigaldatud kaldtorud aluspinna varustamiseks ja jäätmemassi väljapumpamiseks.
Umbes 7 cm läbimõõduga väljalasketoru peaks asuma peaaegu punkri põhjas, selle teine ots on paigaldatud ristkülikukujulisse kompensatsioonimahutisse, kuhu jäätmed välja pumbatakse. Substraadi etteande torujuhe asub põhjast ligikaudu 50 cm kaugusel ja selle läbimõõt on 25-35 cm. Toru ülemine osa siseneb tooraine vastuvõtmiseks mõeldud sektsiooni.
Reaktor peab olema täielikult suletud. Õhu sissepääsu välistamiseks tuleb anum katta bituumeni hüdroisolatsioonikihiga
Punkri ülemine osa on kupli- või koonusekujuline gaasipaak. See on valmistatud metallist lehtedest või katuserauast. Samuti on võimalik konstruktsiooni täiendada telliskiviga, mis seejärel polsterdatakse terasvõrguga ja krohvitakse. Gaasipaagi peale tuleb teha tihendatud luuk, eemaldada veetihendit läbiv gaasitoru ja paigaldada gaasirõhu leevendamiseks ventiil.
Substraadi segamiseks saab seadme varustada mullitamise põhimõttel töötava drenaažisüsteemiga. Selleks kinnitage plasttorud vertikaalselt konstruktsiooni sees nii, et nende ülemine serv oleks aluskihi kohal. Torka neisse palju auke. Rõhu all olev gaas langeb ja üles tõustes segavad gaasimullid paagis oleva biomassi.
Kui te ei soovi betoonpunkrit ehitada, võite osta valmis PVC konteineri. Soojuse säilitamiseks tuleb see ümber katta soojusisolatsioonikihiga - vahtpolüstüreen. Kaevu põhi on täidetud raudbetooniga, mille kiht on 10 cm Polüvinüülkloriidi mahuteid saab kasutada juhul, kui reaktori maht ei ületa 3 m3.
Kuidas tavalisest tünnist lihtsaimat paigaldust teha, saate teada, kui vaatate videot:
Lihtsaima reaktori saab olemasolevate tööriistade abil oma kätega valmistada mõne päevaga. Kui talu on suur, siis on kõige parem osta valmis paigaldus või pöörduda spetsialistide poole.
Traditsioonilistele kütustele piiratud juurdepääsuga piirkondades asuvate eramajade omanikel tasub kindlasti tähelepanu pöörata kaasaegsetele biogaasijaamadele. Sellised agregaadid võimaldavad saada biogaasi mitmesugustest orgaanilistest jäätmetest ja kasutada seda isiklikeks vajadusteks, sealhulgas eluruumide kütmiseks.
Gaasi saab peaaegu igast biomassist – loomakasvatuse, toiduainete tootmise, põllumajanduse, lehestiku jne jäätmed. Samal ajal saate sellise paigaldise ise ehitada.
Biogaasi tootmiseks sobivad nii homogeensed toorained kui ka erineva biomassi segud. Biogaasijaam on mahuline hermeetiline ehitis, mis on varustatud seadmetega toorme varustamiseks, biomassi soojendamiseks, komponentide segamiseks, tekkiva biogaasi suunamiseks gaasikollektorisse ja loomulikult konstruktsiooni kaitsmiseks.
Reaktoris anaeroobsete bakterite mõjul biomass kiiresti laguneb. Orgaanilise tooraine kääritamisel eraldub biogaas. Ligikaudu 70% sellise gaasi koostisest on metaan, ülejäänu süsinikdioksiid.
Biogaasi iseloomustab suurepärane kütteväärtus, sellel puudub väljendunud lõhn ja värvus. Oma omaduste poolest ei jää biogaas traditsioonilisemale maagaasile praktiliselt kuidagi alla.
Arenenud riikides kasutatakse biogaasi süsinikdioksiidist puhastamiseks lisaseadmeid. Soovi korral saate osta sama paigalduse ja saada puhast biometaani.
Biogaasijaamad silohoidlal. 1 Silohoidlad. 2 Biomassi laadimissüsteem. 3 reaktor. 4 Kääritusreaktor. 5 Substrater. 6 Küttesüsteem. 7 Elektrijaam. 8 Automatiseerimine ja juhtimissüsteem. 9 Gaasitorusüsteem
Keskmiselt on üks pool tonni kaaluv lehm või muu loom võimeline tootma päevas nii palju sõnnikut, et toota umbes 1,5 m3 biogaasi. Ühe keskmise sea päevast sõnnikut saab töödelda 0,2 m3 biogaasiks ja küüliku või kana - 0,01-0,02 m3 kütuseks.
Võrdluseks: 1 m3 sõnniku biogaasi annab umbes sama palju soojusenergiat kui 3,5 kg küttepuid, 1-2 kg kivisütt, 9-10 kWh elektrit.
Lihtsaim biogaasisegu retsept sisaldab järgmisi komponente:
Sellest biomassi kogusest jätkub mõõduka tarbimisega biogaasi tootmiseks pooleks aastaks. Keskmiselt hakkab biogaas eralduma 1,5-2 nädala jooksul pärast segu seadmesse laadimist.
Gaasi saab kasutada maja ja erinevate majapidamis- ja majapidamishoonete kütmiseks.
Täieliku biogaasisüsteemi põhikomponendid on:
Kodupaigaldisel on mõnevõrra lihtsustatud kujundus, kuid taju täielikkuse huvides palume teil lugeda kõigi loetletud elementide kirjeldust.
See paigaldusosa on tavaliselt kokku pandud roostevabast terasest või betoonist. Väliselt näeb reaktor välja nagu suur hermeetiline konteiner, mille peale on paigaldatud tavaliselt sfäärilise kujuga kuppel.
Praegu on populaarseimad uudsete tehnoloogiate abil valmistatud kokkupandavad disainreaktorid. Sellist reaktorit saab hõlpsasti oma kätega kokku panna minimaalse ajaga. Vajadusel on seda sama lihtne lahti võtta ja teise kohta transportida.
Teras on mugav selle poolest, et sellesse saab hõlpsasti teha auke süsteemi teiste elementide ühendamiseks. Tugevuse ja vastupidavuse poolest on betoon terasest parem.
See paigaldise osa sisaldab jäätmemahutit, vee sisselasketoru ja kruvipumpa, mis on mõeldud huumuse reaktorisse saatmiseks.
Kuiva komponendi punkrisse laadimiseks kasutatakse frontaallaadurit. Kodus saab seda ülesannet teha ilma laadurita, kasutades erinevaid improviseeritud vahendeid, näiteks labidaid.
Punkris niisutatakse segu poolvedelaks. Pärast soovitud niiskustaseme saavutamist kannab kruvi poolvedela massi reaktori alumisse kambrisse.
Huumuse käärimine reaktoris peaks toimuma ühtlaselt. See on üks olulisemaid tingimusi biogaasi intensiivse eraldumise tagamiseks segust. Just segu võimalikult ühtlase käärimisprotsessi saavutamiseks on tüüpilise biogaasijaama konstruktsioonis elektriajamiga segistid.
Seal on sukel- ja kaldtüüpi mikserid. Substraadi intensiivse ja ühtlase segunemise tagamiseks saab sukelmehhanismid biomassi vajaliku sügavusele langetada. Tavaliselt asetatakse sellised segistid mastile.
Kaldsegistid on paigaldatud reaktori külgpindadele. Elektrimootor vastutab kruvi pöörlemise eest fermenteris.
Biogaasi edukaks tootmiseks tuleb süsteemi sees hoida temperatuuri +35-+40 kraadi. Selleks on projektis kaasatud automatiseeritud küttesüsteemid.
Soojuseallikaks on sel juhul soojaveeboiler, mõnes olukorras kasutatakse elektrikütteseadmeid.
Selles konstruktsioonielemendis kogutakse biogaasi. Kõige sagedamini asetatakse gaasihoidik reaktori katusele.
Kaasaegsete gaasipaakide tootmisel kasutatakse tavaliselt polüvinüülkloriidi - materjali, mis on vastupidav päikesevalgusele ja mitmesugustele ebasoodsatele loodusnähtustele.
Mõnes olukorras kasutatakse tavapärase gaasipaagi asemel spetsiaalseid kotte. Samuti võimaldavad need seadmed ajutiselt suurendada toodetava biogaasi kogust.
Gaasipaagi koti valmistamiseks kasutatakse spetsiaalset elastsete omadustega polüvinüülkloriidi, mis võib biogaasi mahu suurenedes paisuda.
See süsteemi osa vastutab kasutatud huumuse kuivatamise ja vajadusel kvaliteetsete väetiste hankimise eest.
Lihtsaim separaator koosneb kruvist ja separaatorikambrist. Kamber on valmistatud sõela kujul. See võimaldab biomassi eraldada tahkeks komponendiks ja vedelaks osaks.
Kuivendatud huumus saadetakse veoruumi. Süsteem saadab vedeliku osa tagasi vastuvõtukambrisse. Siin kantakse vedelik uue lähteaine niisutamiseks.
Kodumaine biogaasijaam saab küll mõnevõrra lihtsustatud konstruktsiooniga, kuid selle valmistamisele tuleks suhtuda ülima vastutustundega.
Esimene samm. Kaeva auk. Biogaasijaam on oma tuumaks suur spetsiaalse viimistlusega kaev. Vaadeldava süsteemi valmistamise kõige olulisem ja samas ka keerulisem osa on bioreaktori seinte ja selle aluse korrektne ettevalmistamine.
Kaev tuleb tihendada. Tugevdage alust ja seinu plasti või betooniga. Selle asemel saate osta valmis tugeva põhjaga polümeerrõngaid. Sellised seadmed tagavad süsteemi vajaliku tiheduse. Materjal säilitab oma esialgsed omadused mitu aastat ja vajadusel saate vana rõnga hõlpsalt uuega asendada.
Teine samm. Varustage gaasi äravoolusüsteem. Nii säästate segistite ostmise ja paigaldamise vaevast, mis vähendab tehase kokkupanekuks kuluvat aega ja raha.
Gaasi äravoolusüsteemi lihtsaim versioon on vertikaalselt fikseeritud PVC kanalisatsioonitorud, mille korpuses on palju auke.
Valige sellise pikkusega torud, et nende ülemised servad tõuseksid veidi üle koormatud huumuse ülemise taseme.
Kolmas samm. Katke aluspinna välimine kiht fooliumisolatsiooniga. Tänu kilele luuakse tingimused biogaasi akumuleerumiseks kupli alla vähese ülerõhu tingimustes.
Neljas samm. Paigaldage kuppel ja paigaldage väljalasketoru kõrgeimasse punkti.
Gaasi tarbimine peaks olema regulaarne. Vastasel juhul võib biomassipaagi kohal olev kuppel lihtsalt plahvatada. Suvel tekib gaasi intensiivsemalt kui talvel. Viimase probleemi lahendamiseks ostke ja paigaldage sobivad kütteseadmed.
Seega pole lihtsat biogaasijaama iseseisvalt keeruline kokku panna. Selle edukaks toimimiseks peate siiski meeles pidama ja järgima mõnda lihtsat reeglit.
Üks olulisemaid nõudeid on, et koormatud orgaaniline mass ei tohi sisaldada aineid, mis võivad negatiivselt mõjutada anaeroobsete mikroorganismide elutegevust. Keelatud lisandite hulka kuuluvad mitmesugused lahustid, antibakteriaalsed preparaadid ja muud sarnased ained.
Mitmed anorgaanilised ained võivad samuti põhjustada elujõu ja bakterite halvenemist. Seda silmas pidades on keelatud näiteks huumuse lahjendamine veega, mis on jäänud pärast pesu või autopesu.
Pidage meeles: biogaasijaam on potentsiaalselt plahvatusohtlik seade, seega järgige kõiki gaasiseadmete tööga seotud ohutusnõudeid.
Seega võib talus kasuks tulla isegi sõnnik ja põhimõtteliselt peaaegu kõik, millest varem kõigest väest lahti püüdsid. Peate lihtsalt korralikult ehitama kodu biogaasijaama ja varsti on teie maja soe. Järgige saadud soovitusi ja te ei pea enam küttele suuri summasid kulutama.
Edukat tööd!
Suurfarmide omanike jaoks on terav probleem sõnniku, lindude väljaheidete ja loomajäänuste näol. Probleemi lahendamiseks võite kasutada spetsiaalseid biogaasi tootmiseks mõeldud seadmeid. Neid on lihtne kodus valmistada ja need toimivad pika aja jooksul suure kasutusvalmis toote saagisega.
Biogaas on looduslikust toorainest biomassi kujul (sõnnik, lindude väljaheited) oma käärimise tõttu saadud aine. Selles protsessis osalevad erinevad bakterid, millest igaüks toitub eelmiste jääkainetest. On selliseid mikroorganisme, mis osalevad aktiivselt biogaasi tootmise protsessis:
Valmis biomassist biogaasi saamise tehnoloogia on looduslike protsesside stimuleerimine. Sõnnikus olevatele bakteritele tuleks luua optimaalsed tingimused kiireks paljunemiseks ja ainete tõhusaks töötlemiseks. Selleks asetatakse bioloogilised toorained hapnikust suletud paaki.
Pärast seda siseneb töösse rühm anaeroobseid mikroobe. Need võimaldavad teil muuta fosforit, kaaliumit ja lämmastikku sisaldavad ühendid puhasteks vormideks. Töötlemise tulemusena ei moodustu mitte ainult biogaas, vaid ka kvaliteedikinnitused. Need sobivad ideaalselt põllumajanduslikuks kasutamiseks ja on tõhusamad kui traditsiooniline sõnnik.
Tänu bioloogiliste jäätmete tõhusale töötlemisele saadakse väärtuslikku kütust. Selle protsessi sisseseadmine aitab vältida metaani eraldumist atmosfääri, millel on negatiivne mõju keskkonnale. See ühend stimuleerib kasvuhooneefekti 21 korda rohkem kui süsihappegaas. Metaan võib atmosfääris püsida 12 aastat.
Globaalseks probleemiks oleva globaalse soojenemise vältimiseks on vaja piirata selle aine sattumist ja levikut keskkonda. Taaskasutusprotsessi käigus saadud jäätmed on kvaliteetse tunnustusega. Selle kasutamine võimaldab vähendada kasutatavate keemiliste ühendite hulka. Sünteetiliselt toodetud väetised saastavad põhjavett ja mõjutavad keskkonda ebasoodsalt.
Tootmisprotsessi korrektse korraldamisega biogaasi tootmiseks alates 1 cu. m orgaanilist toorainet saab umbes 2-3 kuupmeetrit. m puhast toodet. Selle tõhusust mõjutavad paljud tegurid:
Biogaasi saamine pole võimalik ainult sõnnikust või lindude väljaheidetest. Keskkonnasõbraliku kütuse tootmiseks saab kasutada ka muid tooraineid:
Biogaasi koostis pärast kõigi järgnevate läbimist:
Pärast toote puhastamist lisanditest saadakse biometaan. See on analoog, kuid sellel on erinev päritolu. Kütuse kvaliteedi parandamiseks normaliseeritakse metaani sisaldus selle koostises, mis on peamine energiaallikas.
Toodetud gaaside mahtude arvutamisel võetakse arvesse ümbritseva õhu temperatuuri. Selle suurenemisega suureneb toote saagis ja selle kalorisisaldus väheneb. Biogaasi omadusi mõjutab negatiivselt õhuniiskuse tõus.
Biogaasi tootmine ei mängi olulist rolli mitte ainult keskkonna hoidmisel, vaid varustab ka riigi majandust kütusega. Sellel on lai valik rakendusi:
Biogaasi tootmiseks tuleks võtta meetmeid, mis kiirendavad orgaanilise aine loomuliku lagunemise protsessi. Enne piiratud hapnikuvaruga suletud anumasse asetamist purustatakse looduslikud toorained hoolikalt ja segatakse teatud koguse veega.
Tulemuseks on algne substraat. Vee olemasolu selle koostises on vajalik, et vältida negatiivset mõju bakteritele, mis võivad tekkida keskkonnast pärit ainete sisenemisel. Ilma vedela komponendita aeglustub fermentatsiooniprotsess oluliselt ja väheneb kogu bioloogilise käitise efektiivsus.
Tööstuslikku tüüpi mahepõllumajanduslike toorainete töötlemise seadmed on lisaks varustatud:
Need seadmed suurendavad oluliselt bioreaktorite efektiivsust. Segamisel eemaldatakse biomassi pinnalt kõva koorik, mis suurendab eralduva gaasi hulka. Orgaanilise massi töötlemise kestus on umbes 15 päeva. Selle aja jooksul laguneb see ainult 25%. Maagaasi maksimaalne kogus vabaneb, kui substraadi lõhenemisaste jõuab 33% -ni.
Biogaasi tootmistehnoloogia eeldab substraadi igapäevast uuendamist. Selleks eemaldatakse bioreaktorist 5% massist ja selle asemele asetatakse uus portsjon toorainet. Jäätmeid kasutatakse kinnitusena.
Biogaasi tootmine kodus toimub vastavalt järgmisele skeemile:
Biomassi töötlemiseks vajaliku reaktori mahu määramiseks on vaja arvutada päeva jooksul toodetud sõnniku kogus. Kohustuslik on arvestada kasutatava tooraine tüübiga, temperatuurirežiimiga, mida paigalduses säilitatakse. Kasutatav paak tuleb täita 85–90% mahust. Ülejäänud 10% on vajalik saadud bioloogilise gaasi akumuleerimiseks.
Töötlemistsükli kestust võetakse tingimata arvesse. Temperatuuri +35°C hoidmisel on see 12 päeva. Ei tohi unustada, et kasutatud toorained lahjendatakse enne reaktorisse saatmist veega. Seetõttu võetakse enne paagi mahu arvutamist arvesse selle kogust.
Koduseks biogaasi tootmiseks on vaja luua optimaalsed tingimused bioloogilist massi lagundavatele mikroorganismidele. Esiteks on soovitav korraldada generaatori küte, mis toob kaasa lisakulusid.
Biogaasi tootmiseks saate paigaldada kõige lihtsama paigalduse, süvendades selle maasse. Sellise paagi tootmistehnoloogia on järgmine:
Bioloogilise gaasi saagis sõltub kuivaine sisaldusest tooraines ja selle tüübist:
Tootmise efektiivsuse määramiseks viiakse läbi kasutatud tooraine laboratoorsed testid. Selle koostis on arvutatud, mis mõjutab biogaasi kvaliteediomadusi.
Tõusvad energiahinnad panevad mõtlema isevarustatuse võimalusele. Üks võimalus on biogaasijaam. Selle abil saadakse sõnnikust, allapanust ja taimejääkidest biogaasi, mida saab peale puhastamist kasutada gaasiseadmetes (pliit, boiler), pumbata balloonidesse ning kasutada autode või elektrigeneraatorite kütusena. Üldiselt võib sõnniku biogaasiks töötlemine rahuldada kogu kodu või talu energiavajaduse.
Biogaasijaama ehitamine on võimalus iseseisvalt energiaressursse hankida
Biogaas on produkt, mis saadakse orgaanilise aine lagunemisel. Lagunemise/käärimise käigus eralduvad gaasid, mida kogudes saate rahuldada oma majapidamise vajadused. Seadmeid, milles see protsess toimub, nimetatakse "biogaasijaamaks".
Biogaasi moodustumise protsess toimub jäätmetes endas sisalduvate mitmesuguste bakterite elulise aktiivsuse tõttu. Kuid selleks, et nad saaksid aktiivselt "töötada", peavad nad looma teatud tingimused: niiskuse ja temperatuuri. Nende loomiseks ehitatakse biogaasijaama. See on seadmete kompleks, mille aluseks on bioreaktor, milles toimub jäätmete lagunemine, millega kaasneb gaasi moodustumine.
Sõnniku biogaasiks töötlemiseks on kolm viisi:
Biogaasijaamades on kõige keerulisem termofiilne režiim. Selleks on vaja kvaliteetset biogaasijaama soojapidavust, kütet ja temperatuuri reguleerimise süsteemi. Kuid väljundis saame maksimaalselt biogaasi. Termofiilse töötlemise teine tunnus on ümberlaadimise võimatus. Ülejäänud kaks režiimi - psühhofiilne ja mesofiilne - võimaldavad teil iga päev lisada värske portsjoni valmistatud toorainet. Kuid termofiilses režiimis võimaldab lühike töötlemisaeg jagada bioreaktori tsoonideks, milles töödeldakse selle osa erineva laadimisajaga toorainet.
Biogaasijaama aluseks on bioreaktor ehk punker. Selles toimub käärimisprotsess, millesse koguneb tekkiv gaas. Samuti on peale- ja mahalaadimispunker, tekkiv gaas juhitakse välja ülemisse ossa sisestatud toru kaudu. Järgmiseks tuleb gaasi rafineerimissüsteem - selle puhastamine ja rõhu tõstmine gaasitorustikus töötavasse.
Mesofiilsete ja termofiilsete režiimide puhul on vajalike režiimide saavutamiseks vajalik ka bioreaktori küttesüsteem. Selleks kasutatakse tavaliselt gaasiküttel töötavaid katlaid. Sellest läheb torusüsteem bioreaktorisse. Tavaliselt on need polümeertorud, kuna need taluvad kõige paremini viibimist agressiivses keskkonnas.
Teine biogaasijaam vajab aine segamise süsteemi. Käärimise käigus moodustub ülaossa kõva koorik, rasked osakesed settivad maha. Kõik see kokku halvendab gaasi moodustumise protsessi. Töödeldud massi homogeense oleku säilitamiseks on vaja segajaid. Need võivad olla mehaanilised või isegi käsitsi. Käivitada saab taimeriga või käsitsi. Kõik oleneb sellest, kuidas biogaasijaam on tehtud. Automatiseeritud süsteemi paigaldamine on kallim, kuid nõuab töö ajal minimaalset tähelepanu.
Biogaasijaam asukoha tüübi järgi võib olla:
Kallim paigaldada maetud - vaja on palju maatööd. Kuid meie tingimustes tegutsedes on need paremad - soojustust on lihtsam korraldada, küttekulud väiksemad.
Biogaasijaam on oma olemuselt kõigesööja – töödelda saab igasugust orgaanilist ainet. Sobib igasugune sõnnik ja uriin, taimejäänused. Detergendid, antibiootikumid, kemikaalid mõjutavad protsessi negatiivselt. Soovitav on nende tarbimist minimeerida, kuna nad tapavad töötlemisega seotud taimestiku.
Veisõnnikut peetakse ideaalseks, kuna see sisaldab suurtes kogustes mikroorganisme. Kui farmis lehmi ei ole, on bioreaktori laadimisel soovitav lisada allapanu, et asustada substraat vajaliku mikroflooraga. Taimejäägid eelnevalt purustatakse, lahjendatakse veega. Bioreaktoris segatakse taimne tooraine ja väljaheited. Sellise “tankimise” töötlemine võtab kauem aega, kuid väljumisel on õige režiimiga toote saagis kõrgeim.
Protsessi korraldamise kulude minimeerimiseks on mõttekas paigutada biogaasijaam jäätmeallika lähedusse – hoonete lähedusse, kus peetakse linde või loomi. Soovitav on välja töötada konstruktsioon nii, et laadimine toimuks raskusjõu mõjul. Lehmalaudast või sealaudast saab nõlva alla paigaldada torustiku, mille kaudu voolab sõnnik raskusjõu mõjul punkrisse. See lihtsustab oluliselt reaktori hooldamist ja ka sõnniku puhastamist.
Kõige soovitatavam on biogaasijaam paigutada nii, et farmi jäätmed saaksid gravitatsioonijõul voolata
Tavaliselt asuvad loomadega hooned elumajast mõnel kaugusel. Seetõttu tuleb toodetud gaas tarbijatele üle anda. Kuid ühe gaasitoru venitamine on odavam ja lihtsam kui sõnniku transportimise ja laadimise liini korraldamine.
Sõnnikutöötlemismahutile on kehtestatud üsna ranged nõuded:
Kõik need nõuded biogaasijaama rajamisel peavad olema täidetud, kuna need tagavad ohutuse ja loovad normaalsed tingimused sõnniku töötlemiseks biogaasiks.
Materjalidele, millest mahuteid saab valmistada, on põhinõue vastupidavus agressiivsele keskkonnale. Bioreaktori substraat võib olla happeline või aluseline. Sellest tulenevalt peab materjal, millest konteiner on valmistatud, olema erinevate kandjate poolt hästi talutav.
Nendele taotlustele ei vasta paljud materjalid. Esimene asi, mis meelde tuleb, on metall. See on vastupidav, sellest saab valmistada mis tahes kujuga anumat. Hea on see, et saab kasutada valmis anumat – mingit vana paaki. Sel juhul võtab biogaasijaama ehitamine väga vähe aega. Metalli puudus seisneb selles, et see reageerib keemiliselt aktiivsete ainetega ja hakkab lagunema. Selle miinuse neutraliseerimiseks kaetakse metall kaitsekattega.
Suurepärane võimalus on polümeeri bioreaktori võimsus. Plastik on keemiliselt neutraalne, ei mädane, ei roosteta. Tuleb vaid valida selliste materjalide hulgast, mis taluvad külmumist ja piisavalt kõrge temperatuurini kuumutamist. Reaktori seinad peaksid olema paksud, eelistatavalt tugevdatud klaaskiuga. Sellised konteinerid ei ole odavad, kuid kestavad kaua.
Odavam variant on tellistest, betoonplokkidest, kivist paagiga biogaasijaam. Selleks, et müüritis taluks suuri koormusi, on vaja müüritist armeerida (igas 3-5 reas, olenevalt seina paksusest ja materjalist). Pärast seina püstitamise protsessi lõppu on vee- ja gaasitiheduse tagamiseks vajalik seinte järgnev mitmekihiline töötlemine nii seest kui väljast. Seinad on krohvitud tsemendi-liiva koostisega koos lisanditega (lisaained), mis annavad vajalikud omadused.
Reaktori maht sõltub sõnniku biogaasiks töötlemiseks valitud temperatuurist. Kõige sagedamini valitakse mesofiilne - seda on lihtsam hooldada ja see eeldab reaktori igapäevase lisakoormuse võimalust. Biogaasi tootmine pärast normaalrežiimi saavutamist (umbes 2 päeva) on stabiilne, ilma purunemiste ja langusteta (normaalsete tingimuste loomisel). Sel juhul on mõttekas arvutada biogaasijaama maht sõltuvalt farmis päevas tekkiva sõnniku kogusest. Keskmiste andmete põhjal on kõik lihtne välja arvutada.
Sõnniku lagunemine mesofiilsetel temperatuuridel võtab aega 10 kuni 20 päeva. Vastavalt sellele arvutatakse maht, korrutades 10 või 20-ga. Arvutamisel tuleb arvestada veekogusega, mis on vajalik substraadi ideaalsesse olekusse viimiseks - selle niiskus peaks olema 85-90%. Leitud mahtu suurendatakse 50%, kuna maksimaalne koormus ei tohiks ületada 2/3 paagi mahust - gaas peaks kogunema lae alla.
Näiteks on talus 5 lehma, 10 siga ja 40 kana. Tegelikult moodustub 5 * 55 kg + 10 * 4,5 kg + 40 * 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Kanasõnniku niiskusesisalduse 85% saavutamiseks peate lisama veidi rohkem kui 5 liitrit vett (see on veel 5 kg). Kogumass 331,8 kg. Töötlemiseks 20 päeva jooksul on vaja: 331,8 kg * 20 \u003d 6636 kg - umbes 7 kuubikut ainult substraadi jaoks. Leitud arvu korrutame 1,5-ga (kasv 50%), saame 10,5 kuupmeetrit. See on biogaasijaama reaktori mahu arvutatud väärtus.
Laadimis- ja mahalaadimisluugid viivad otse bioreaktori paaki. Selleks, et aluspind oleks ühtlaselt jaotunud kogu ala ulatuses, tehakse need konteineri vastasotstes.
Biogaasijaama maetud paigaldusmeetodiga lähenevad peale- ja mahalaadimistorud kerele terava nurga all. Veelgi enam, toru alumine ots peaks olema allpool vedeliku taset reaktoris. See hoiab ära õhu sisenemise mahutisse. Samuti paigaldatakse torudele pöörd- või sulgeventiilid, mis on tavaasendis suletud. Need on avatud ainult peale- või mahalaadimiseks.
Kuna sõnnik võib sisaldada suuri tükke (allapanuelemendid, rohuvarred jne), ummistuvad sageli väikese läbimõõduga torud. Seega peale- ja mahalaadimiseks peavad need olema 20-30 cm läbimõõduga.Paigaldada tuleb enne biogaasijaama soojustustööde algust, kuid pärast konteineri paika paigaldamist.
Biogaasijaama kõige mugavam töörežiim on regulaarne substraadi peale- ja mahalaadimine. Seda operatsiooni saab teha üks kord päevas või üks kord kahe päeva jooksul. Sõnnik ja muud komponendid kogutakse eelkogumismahutisse, kus need viiakse nõutavasse olekusse - purustatakse, vajadusel niisutatakse ja segatakse. Mugavuse huvides võib sellel konteineril olla mehaaniline segaja. Valmistatud substraat valatakse vastuvõtuluuki. Kui asetate vastuvõtuanuma päikese kätte, soojendatakse aluspinda eelsoojendusega, mis vähendab vajaliku temperatuuri hoidmise kulusid.
Soovitav on arvutada vastuvõtupunkri paigaldussügavus nii, et jäätmed voolaksid sinna raskusjõu mõjul. Sama kehtib ka bioreaktorisse mahalaadimise kohta. Parim on see, kui ettevalmistatud substraat liigub gravitatsiooni mõjul. Ja siiber blokeerib selle ettevalmistamise ajal.
Biogaasijaama tiheduse tagamiseks peavad vastuvõtupunkril ja mahalaadimisalal olevad luugid olema varustatud kummitihendiga. Mida vähem õhku paagis on, seda puhtam on gaas väljalaskeavas.
Biogaasi eemaldamine reaktorist toimub toru kaudu, mille üks ots on katuse all, teine lastakse tavaliselt vesisulgurisse. See on veega anum, kuhu juhitakse tekkiv biogaas. Vesitihendis on teine toru - see asub vedeliku taseme kohal. Sellesse tuleb rohkem puhast biogaasi. Nende bioreaktori väljalaskeavasse on paigaldatud gaasisulgventiil. Parim variant on pall.
Milliseid materjale saab kasutada gaasiülekandesüsteemi jaoks? HDPE-st või PPR-st valmistatud galvaniseeritud metalltorud ja gaasitorud. Need peavad tagama tiheduse, õmblusi ja liitekohti kontrollitakse seebivahuga. Kogu torujuhe on kokku pandud sama läbimõõduga torudest ja liitmikest. Ei mingeid kokkutõmbeid ega laienemisi.
Saadud biogaasi ligikaudne koostis on järgmine:
Selleks, et biogaas ei haiseks ja põleks hästi, tuleb sellest eemaldada süsihappegaas, vesiniksulfiid ja veeaur. Süsinikdioksiid eemaldatakse vesisulguris, kui paigaldise põhja lisatakse kustutatud lubi. Sellist järjehoidjat tuleb perioodiliselt muuta (kuna gaas hakkab halvemini põlema, on aeg seda muuta).
Gaasi dehüdratsiooni saab teha kahel viisil - tehes gaasitorustikus hüdrotihendeid - sisestades torusse hüdrotihendite all kumerad lõigud, millesse koguneb kondensaat. Selle meetodi puuduseks on vajadus veetihendi regulaarse tühjendamise järele - suure koguse kogutud vee korral võib see blokeerida gaasi läbipääsu.
Teine võimalus on panna silikageeliga filter. Põhimõte on sama, mis vesitihendil - gaas juhitakse silikageeli sisse, kuivatatakse kaane alt ära. Selle biogaasi kuivatamise meetodi puhul tuleb silikageeli perioodiliselt kuivatada. Selleks tuleb seda mõnda aega mikrolaineahjus soojendada. See kuumeneb, niiskus aurustub. Võite magama jääda ja uuesti kasutada.
Vesiniksulfiidi eemaldamiseks kasutatakse metallilaastudega täidetud filtrit. Konteinerisse saate laadida vanu metallist pesulappe. Puhastamine toimub täpselt samamoodi: gaas juhitakse metalliga täidetud anuma alumisse ossa. Läbimisel puhastatakse see vesiniksulfiidist, koguneb filtri ülemisse vabasse ossa, kust see juhitakse teise toru / vooliku kaudu välja.
Puhastatud biogaas siseneb mahutisse - gaasimahutisse. See võib olla suletud kilekott, plastmahuti. Peamine tingimus on gaasitihedus, kuju ja materjal ei oma tähtsust. Biogaasi hoitakse gaasipaagis. Sellest tarnitakse kompressori abil teatud rõhu all (kompressori poolt seatud) gaas juba tarbijale - gaasipliidile või katlale. Seda gaasi saab kasutada ka elektri tootmiseks generaatori abil.
Süsteemis pärast kompressorit stabiilse rõhu loomiseks on soovitav paigaldada vastuvõtja - väike seade rõhutõusude tasandamiseks.
Biogaasijaama normaalseks tööks on vaja vedelikku regulaarselt segada bioreaktoris. See lihtne protsess lahendab palju probleeme:
Tavaliselt on väikesel omatehtud biogaasijaamal mehaanilised segistid, mida juhib lihasjõud. Suure mahuga süsteemides saab segajaid käitada mootoritega, mis lülitatakse sisse taimeriga.
Teine võimalus on vedeliku segamine, juhtides selle läbi osa tekkivast gaasist. Selleks asetatakse pärast metatankist väljumist tee ja osa gaasist valatakse reaktori alumisse ossa, kust see väljub läbi aukudega toru. Seda osa gaasist ei saa pidada tarbimiseks, kuna see siseneb ikkagi uuesti süsteemi ja selle tulemusena jõuab gaasipaaki.
Kolmas segamisviis on fekaalipumpade abil substraat alumisest osast välja pumbata, ülevalt välja valada. Selle meetodi puuduseks on sõltuvus elektri olemasolust.
Ilma töödeldud läga kuumutamata paljunevad psühhofiilsed bakterid. Töötlemisprotsess võtab sel juhul 30 päeva ja gaasi saagis on väike. Suvel on soojusisolatsiooni ja koormuse eelsoojenduse juures võimalik saavutada temperatuur kuni 40 kraadini, mil algab mesofiilsete bakterite areng, kuid talvel on selline paigaldus praktiliselt kasutuskõlbmatu - protsessid on väga loid. Temperatuuril alla +5°C nad praktiliselt jäätuvad.
Parimate tulemuste saavutamiseks kasutatakse soojust. Kõige ratsionaalsem on vee soojendamine boilerist. Katel võib töötada elektri-, tahke- või vedelkütusel, samuti võib see töötada tekkival biogaasil. Maksimaalne temperatuur, milleni tuleb vett soojendada, on +60°C. Kuumemad torud võivad põhjustada osakeste pinnale kleepumist, mille tulemuseks on kütte efektiivsuse vähenemine.
Võite kasutada ka otsekütet - sisestage kütteelemendid, kuid esiteks on segamist keeruline korraldada ja teiseks kleepub aluspind pinna külge, vähendades soojusülekannet, kütteelemendid põlevad kiiresti läbi.
Biogaasijaama saab kütta tavaliste kütteradiaatorite, lihtsalt mähisesse keeratud torude, keevitatud registrite abil. Parem on kasutada polümeertorusid - metallplastist või polüpropüleenist. Sobivad ka gofreeritud roostevabast terasest torud, neid on lihtsam paigaldada, eriti silindrilistes vertikaalsetes bioreaktorites, kuid gofreeritud pind provotseerib setete kogunemist, mis ei ole soojusülekandeks kuigi hea.
Et vähendada kütteelementidele osakeste sadestumise võimalust, asetatakse need segistitsooni. Ainult sel juhul on vaja kõik kujundada nii, et segisti ei saaks torusid puudutada. Sageli tundub, et küttekehad on parem paigutada altpoolt, kuid praktika on näidanud, et põhjas olevate setete tõttu on selline küte ebaefektiivne. Seega on ratsionaalsem paigutada küttekehad biogaasijaama metapaagi seintele.
Vastavalt torude asukohale võib küte olla välimine või sisemine. Siseruumides paiknedes on küte tõhus, kuid küttekehade remont ja hooldus on võimatu ilma süsteemi väljalülitamise ja väljapumpamiseta. Seetõttu pööratakse erilist tähelepanu materjalide valikule ja ühenduste kvaliteedile.
Kütmine tõstab biogaasijaama tootlikkust ja vähendab tooraine töötlemise aega
Kui küttekehad asuvad õues, on vaja rohkem soojust (biogaasijaama sisu kütmise maksumus on palju suurem), kuna palju soojust kulub seinte soojendamiseks. Kuid süsteem on alati remondiks saadaval ja küte on ühtlasem, kuna keskkonda soojendatakse seintelt. Selle lahenduse plussiks on ka see, et segistid ei saa küttesüsteemi kahjustada.
Kaevu põhja valatakse kõigepealt liiva tasanduskiht, seejärel soojusisolatsioonikiht. See võib olla põhuga segatud savi ja paisutatud savi, räbu. Kõiki neid komponente saab segada, valada eraldi kihtidena. Need tasandatakse horisonti, paigaldatakse biogaasijaama võimsus.
Bioreaktori külgi saab soojustada kaasaegsete materjalidega või klassikaliste vanaaegsete meetoditega. Vanamoodsatest meetoditest - savi ja õlgedega katmine. Seda rakendatakse mitmes kihis.
Kaasaegsetest materjalidest saate kasutada suure tihedusega pressitud vahtpolüstürooli, madala tihedusega poorbetoonplokke,. Tehnoloogiliselt kõige arenenum on sel juhul polüuretaanvaht (PPU), kuid selle rakendusteenused pole odavad. Kuid selgub, et see on õmblusteta soojusisolatsioon, mis minimeerib küttekulusid. On veel üks soojusisolatsioonimaterjal - vahtklaas. Plaatides on see väga kallis, kuid selle lahing või puru maksab üsna palju ja omaduste poolest on see peaaegu täiuslik: see ei ima niiskust, ei karda külmumist, talub hästi staatilist koormust ja on madala soojusjuhtivusega. .
