Биогаз своими руками в домашних условиях, схема биогазовой установки

Биогаз своими руками в домашних условиях, схема биогазовой установки

Получаем биогаз своими руками

Исходное сырье

Сделать биогаз из навоза своими руками довольно просто. Как показали исследования, навоз любого животного изначально содержит огромное количество микроорганизмов, которых достаточно для его переработки. Подавляющее большинство таких организмов относятся к метаногенерирующей группе, поэтому добыча газа стала возможной. Чтобы извлечение веществ было максимально эффективным, важно знать, какое сырье лучше всего использовать. Доказано, что сочетание растительного вещества с биомассой крупного рогатого скота позволяет получить максимальное количество летучих веществ.

Однако просто объединить эти вещества и залить их в реактор недостаточно. Для поддержания высокой эффективности самодельного производства биогаза из навоза субстрат всегда должен быть влажным, примерно 85-90%.

Важно знать, что вам нужно использовать только воду, не содержащую других химических примесей. Другой важный аспект заключается в том, что для того, чтобы процесс был эффективным, в субстрате не должно быть крупных частиц.

Если в биомассу добавляется еще и часть растения, ее сначала нужно срезать.

Кроме того, одним из важных факторов было поддержание pH на соответствующем уровне. Пределы, которые считаются нормальными, составляют 6,7-7,6. Обычно количество кислоты само по себе является нормальным и редко растет быстрее, чем метаногенные бактерии. Однако, если это произойдет и кислота накапливается быстрее, добыча газа упадет. Для стабилизации процесса в субстрат следует добавить обычную пищевую соду или известь.

Очистка

Как упоминалось ранее, после обработки биомассы выделяются не только вещества, образующие метан. Чтобы избавиться от неприятного запаха, а также получить от вещества максимальное сгорание, его необходимо очистить. Загрязняющие вещества, такие как углекислый газ, сероводород и водяной пар, должны быть удалены. Удаление CO 2 удаляется в поглотителе запаха. Устроено довольно просто – на дно бродильного барабана кладем гашеную известь. Однако такую ​​вкладку нужно будет время от времени менять. Когда газ начинает хуже гореть, пора его заменить.

Осушить газ можно двумя способами. В первом случае в газовую трубу можно установить сифоны. В трубу вставляются изогнутые участки, которые будут использоваться как ворота. В этих местах скапливается конденсат. Однако этот метод имеет недостаток, заключающийся в необходимости периодически очищать конденсат от затвора, потому что, если жидкости слишком много, газ перестанет течь.

Второй способ – установить фильтр из силикагеля. Принцип действия такой же, как и у гидрозатвора. Газ проходит через него, а затем стекает в него как осушенный газ. Если вы воспользуетесь этим методом, то вместо очистки затвора вам потребуется периодически осушать силикагелевую камеру, которая впитывает влагу.

Определение биогаза

Биогазовая установка производит газ путем ферментации отходов.

Биогаз стандартного типа – это природное топливо, получаемое в результате процессов ферментации биологических субстратов. Он разлагается при гидролизе организмами кислотообразующих и метаногенерирующих бактерий. Полученная смесь легко воспламеняется из-за высокого содержания метана, а по своим свойствам практически неотличима от обычного природного сырья, используемого в бытовых и промышленных целях. Биогаз – экологически чистый продукт, и технология его производства также не оказывает негативного воздействия на окружающую среду. Сырьем для производства биогаза являются биоотходы, которые необходимо утилизировать.

Как работает биогазовая установка?

Принцип работы установки для производства биогаза довольно прост:

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

Схема биогазовой установки.

Какое сырье подходит для биореактора?

Биогазовые установки жизнеспособны только там, где ежедневно пополняются свежие органические вещества – навоз или помет домашнего скота и птицы. В биореактор также можно добавлять измельченную траву, бобовые, листья и бытовые отходы (особенно кожуру овощей).

Читайте также:  Топ-11 конструкций гаража с мансардой

Производительность установки во многом зависит от типа загружаемой шихты. Доказано, что при одинаковом весе самый высокий выход биогаза получается из навоза свиней и индейки. И наоборот, коровий навоз и отходы силоса выделяют меньше газа при той же загрузке.

Использование биоматериалов для отопления дома.

Что нельзя использовать в биогазовой установке?

Существуют факторы, которые могут значительно снизить активность анаэробных бактерий и даже остановить процесс производства биогаза. Сырье, содержащее:

    антибиотики; формы; синтетические моющие средства, растворители и другие «химические вещества»; смолы (в том числе опилки хвойных пород).

Использовать уже гниющий навоз неэффективно – загружайте только свежие или предварительно высушенные отходы. Кроме того, нельзя допускать чрезмерного орошения сырья, так как норма 95% уже считается критической. Тем не менее, к биомассе следует добавить небольшое количество воды, чтобы облегчить ее кормление и ускорить процесс ферментации. Навоз и отходы следует развести до консистенции мягкой каши.

Условия получения и энергетическая ценность биогаза

Чтобы собрать небольшую установку, необходимо знать, какое сырье и какой процесс используется для получения биогаза.

Этот газ образуется в процессе разложения (ферментации) органических веществ без доступа воздуха (анаэробный процесс): навоз домашних животных, солома, стерня, опавшие листья и другие органические отходы домашних хозяйств. Отсюда следует, что биогаз можно получить из любых бытовых отходов, которые можно разлагать и ферментировать в жидком или влажном состоянии.

Процесс разложения (брожения) проходит в два этапа:

Разложение биомассы (гидротизация); Газификация (производство биогаза).

Эти процессы происходят в бродильной камере (анаэробной биогазовой установке).

Осадок сточных вод, полученный после разложения на биогазовых установках, увеличивает плодородие почвы и урожайность на 10-50%. Таким образом получается чрезвычайно ценное удобрение.

Биогаз состоит из смеси газов:

    метан-55-75%; углекислый газ-23-33%; сероводород-7%.

Метановая ферментация – это сложный процесс ферментации органических веществ – бактериальный процесс. Главное условие этого процесса – наличие тепла.

В процессе разложения биомассы выделяется тепло, которого достаточно для осуществления процесса, поэтому ферментер должен быть изолирован, чтобы сохранить это тепло. Когда температура в ферментере падает, интенсивность дегазации уменьшается, поскольку микробные процессы в органическом веществе замедляются. Поэтому надежная теплоизоляция биогазовой установки (ферментера) – одно из важнейших условий ее правильной работы. При загрузке навоза в ферментер смешайте его с горячей водой с температурой 35-40oC. Это позволит вам обеспечить необходимый режим его работы.

«Парниковый эффект» можно использовать для лучшего нагрева ферментера. Для этого поверх купола кладут деревянный или легкий металлический каркас и накрывают полиэтиленовой пленкой. Наилучшие результаты достигаются при температуре брожения 30-32 ° C и влажности 90-95%. В регионах, расположенных в средних и северных широтах, часть добываемого газа необходимо использовать в холодные периоды года для дополнительного подогрева дигестата, что затрудняет строительство биогазовых установок.

Построить биогазовые установки на индивидуальных фермах в виде специальных ферментеров для ферментации биомассы несложно. Основным органическим субстратом, загружаемым в ферментер, является навоз.

При первой загрузке навоза КРС процесс брожения должен занимать не менее 20 дней, а свиного навоза – не менее 30 дней. При кормлении смесью различных ингредиентов можно получить больше газа, чем при кормлении, например, навозом крупного рогатого скота.

Например, смесь навоза крупного рогатого скота и птицы дает до 70% метана в биогазе.

После стабилизации ферментации субстрат следует загружать ежедневно в количестве не более 10% от массы дигестата.

Рекомендуемая влажность основания 92-95% летом и 88-90% зимой.

Читайте также:  Двухуровневые натяжные потолки с подсветкой (51 фото): конструкции из гипсокартона со светодиодной подсветкой

Во время ферментации, помимо образования газа, обеззараживаются и органические вещества. Органические отходы избавляют от патогенной микрофлоры, дезодорируют и избавляют от неприятных запахов.

Образовавшийся ил необходимо периодически удалять из ферментера и использовать в качестве удобрения.

При первом заполнении биогазовой установки извлеченный газ не горит, потому что первый полученный газ содержит большое количество диоксида углерода, около 60%. Поэтому его необходимо выбросить в атмосферу, и через 1-3 дня работа биогазовой установки стабилизируется.

Таблица 1 – Количество газа, полученного в течение дня при ферментации навоза от одного животного

Как добыть биогаз в домашних условиях

Вопрос производства метана интересен тем владельцам личных подсобных хозяйств, которые содержат птицу или свиней, а также содержат крупных рогатых животных. Обычно такие фермы производят значительное количество органических отходов от животных, которые могут принести много пользы, поскольку они становятся источником дешевого топлива. Цель этого материала – рассказать, как из этих отходов можно производить биогаз в домашних условиях.

Общие сведения о биогазе

Большая часть домашнего биогаза, получаемого из различных видов навоза и птичьего помета, состоит из метана. Он составляет от 50 до 80%, в зависимости от того, чьи отходы использовались для производства. Тот самый метан, который горит в наших печах и котлах и за который мы иногда платим большие деньги по показаниям счетчиков.

Чтобы дать вам представление о количестве горючего топлива, которое теоретически может быть произведено при выращивании животных дома или на ферме, мы представляем таблицу с данными о производстве биогаза и содержании чистого метана:

Как видно из таблицы, для эффективного производства газа из коровьего навоза и силоса необходимо достаточно большое количество сырья. Топливо выгоднее получать из навоза свиней и индейки.

Оставшаяся доля веществ (25-45%) в бытовом биогазе – это углекислый газ (до 43%) и сероводород (1%). Азот, аммиак и кислород также присутствуют в топливной композиции, но в небольших количествах. Кстати, именно из-за выделения сероводорода и аммиака навозная куча дает такой всем известный «приятный» запах. Что касается энергоемкости, то 1 м3 метана теоретически может производить до 25 МДж (6,95 кВт) тепловой энергии для сжигания. Удельная теплота сгорания биогаза зависит от доли метана в его составе.

Для справки. На практике было проверено, что для обогрева утепленного дома, расположенного в средней зоне, во время отопительного сезона необходимо около 45 м3 биотоплива на 1 м2 площади.

Естественно, что навоз сам по себе производит биогаз, хотим мы его получить или нет. Куча навоза гниет полтора года на улице даже при минусовых температурах. В это время он выделяет биогаз, но только в небольших количествах, потому что процесс растягивается во времени. Это вызвано сотнями видов микроорганизмов, обнаруженных в фекалиях животных. Другими словами, для начала газообразования ничего не нужно, это просто произойдет. Однако для оптимизации и ускорения этого процесса вам понадобится специальное оборудование, о чем будет сказано ниже.

Технология получения биогаза

Суть эффективного производства заключается в ускорении естественного процесса разложения органического сырья. Для этого необходимо создать наилучшие условия для размножения бактерий и переработки отходов. И первое условие – поместить сырье в закрытую емкость – реактор, то есть биогазовый генератор. Отходы измельчаются и смешиваются в реакторе с расчетным количеством чистой воды для получения исходного субстрата.

Осторожность. Чистая вода необходима, чтобы избежать попадания в субстрат вредных для бактерий веществ. Следовательно, процесс брожения может значительно затянуться.

Промышленная установка для производства биогаза оборудована системой подогрева субстрата, перемешивания и контроля кислотности. Перемешивание происходит для удаления твердой корки, которая образуется во время ферментации и препятствует высвобождению биогаза с поверхности. Продолжительность технологического процесса не менее 15 суток, за это время степень разложения достигает 25%. Предполагается, что максимальный выход топлива составляет до 33% от разложения биомассы.

Читайте также:  Выписка из Единого государственного реестра юридических лиц онлайн из Росреестра, заверенная печатью

Технология предусматривает ежедневное обновление субстрата, благодаря чему на промышленных предприятиях обеспечивается интенсивное извлечение газа из жидкого навоза, достигающее сотен кубометров в сутки. Часть использованной массы, равную 5% от общего объема, удаляется из реактора и на ее место загружается такое же количество свежего биологического материала. Отходы используются как органическое удобрение для удобрения полей.

Схема биогазовой установки

Получая биогаз в домашних условиях, невозможно создать для микроорганизмов такие благоприятные условия, как в промышленном производстве. И, в первую очередь, это утверждение касается организации генераторного отопления. Как известно, это требует энергии, что приводит к значительному увеличению затрат на топливо. Есть возможность контролировать соблюдение слабощелочной среды, характерной для процесса ферментации. Но как исправить отклонения? Опять стоит.

Владельцам личных подсобных хозяйств, желающим получить биогаз своими руками, рекомендуется из имеющихся материалов изготовить реактор простой конструкции, а затем модернизировать его по собственным возможностям. Что тебе необходимо сделать:

    Герметичная емкость объемом не менее 1 м3. Также подойдут и различные небольшие баки и бочки, но из-за нехватки сырья из них выйдет не так много топлива. Такой объем продукции вам не подойдет; При организации производства биогаза в домашних условиях бак скорее не греется, но это необходимо. Другой вариант – закопать реактор в землю с теплоизоляцией сверху; Чтобы установить в реактор переносную мешалку любой конструкции, проденьте ручку через верхнюю крышку. Проход ручки должен быть герметичным; обеспечить ответвления для подачи и отвода субстрата и для получения биогаза.

Ниже представлена ​​схема биогазовой установки, расположенной ниже уровня земли:

1 – топливный генератор (бак из металла, пластика или бетона); 2 – бункер для субстрата; 3 – технический люк; 4 – сосуд, выполняющий роль гидрозатвора; 5 – патрубок для выгрузки отработанных отходов; 6 – труба забора биогаза.

Как получить биогаз в домашних условиях?

Первый шаг – измельчение отходов на фракции не более 10 мм. Подготовить субстрат намного проще, и бактериям будет легче обрабатывать сырье. Полученную массу тщательно смешивают с водой, ее количество – около 0,7 л на 1 кг органики. Как упоминалось выше, следует использовать только чистую воду. Затем субстрат заливается в биогазовую установку, которую вы делаете самостоятельно, после чего герметично закрывается реактор.

Вам следует посещать резервуар несколько раз в день, чтобы перемешать его содержимое. На 5-й день можно проверить наличие газа, и при его появлении периодически откачивать компрессором в баллон. Если это не сделать вовремя, давление внутри реактора повысится, и брожение замедлится или вообще прекратится. Через 15 дней следует слить часть субстрата и добавить новый в том же количестве. Вы можете узнать больше, посмотрев видео:

Заключение

Наверное, простейшая биогазовая установка не удовлетворит все ваши потребности. Однако, учитывая текущую цену на энергию, это уже будет большим подспорьем в домашнем хозяйстве, поскольку вам не придется платить за исходное сырье. Со временем, активно участвуя в производстве, вы сможете овладеть всеми функциями и внести необходимые улучшения в установку.

Оцените статью
Добавить комментарий