Меню Рубрики

Установки для производств биогаза

Биогазовая установка

Альтернативные источники энергии все увереннее входят в повседневную жизнь современного человека. Люди научились использовать в своих целях энергию солнца, ветра, воды, недр земли, а также иные, альтернативные традиционным источникам энергии, виды топлива.

К таким, не обычным источникам энергии, относится биогаз, который получают в специальных установках и используют для получения различных видов энергии, используемых человеком в повседневной жизни (тепло, электричество и топливо для автомобилей).

Что это?

Биогаз, который является экологически чистым топливом, получают в биогазовых установках, агрегатах, представляющих из себя комплекс технических сооружений и аппаратов, объединенных в единый технологический цикл.

Комплектация биогазовой установки может быть различной, в зависимости от ее мощности, вида сырья и получаемого конечного продукта в виде тепловой или электрической энергии, обоих видов энергии или только биогаза, используемого в бытовых газовых плитах и в качестве топлива для автомобилей.

Стандартная установка, состоит из следующих узлов и агрегатов:

  • Емкость накопитель, в которой накапливается используемое, для получения биогаза, сырье;
  • Миксеры и мельницы различной конструкции, делящие крупные фракции сырья на более мелкие;
  • Газгольдер, герметично закрываемая емкость, служащая накопителем получаемого газа;
  • Реактор, емкость или резервуар, в котором происходит процесс образования биотоплива;
  • Системы подачи сырья в реактор установки;
  • Система передачи получаемого топлива от реактора и газгольдера, далее на этапы обработки и преобразования в другие виды энергии;
  • Системы автоматики, защиты и контроля за процессами производства газа и продуктов его переработки.

На выше приведенной схеме, условно показан технологический цикл производства биогаза с использованием жидкого и твердого сырья, с дальнейшей его переработкой и получением тепловой и электрической энергий.

Кому нужны биогазовые установки

В связи с тем, что современному человеку достаточно трудно обходиться без тепла и электричества, то биогазовые установки, которые являются агрегатами, производящими эти виды энергии, нужны всем и везде. Единственный фактор, который влияет на необходимость и возможность установки подобного агрегата в том или ином месте, это наличие достаточного количества органического сырья, необходимого для работы устройства.

К тому же, в наше время борьбы за чистоту окружающего мира, являясь экологически чистыми при производстве энергии и работающие на альтернативном топливе, данные установки, все более широко используются как в нашей стране, так и за ее пределами.

Принцип действия

Принцип работы подобный устройств основан на брожении и разложении органических отходов сельскохозяйственных и иных производств, осуществляемом в реакторе биогазовой установки, под воздействием особых гидролизных, кислотообразующих и метанобразующих бактерий. В результате разложения сырья получается биогаз, состоящий из смеси метана, углекислого газа и примесей прочих газов (аммиак, сероводород, азот и т.д.).

Работа биогазовой установки осуществляется следующим образом:

  • Продукты жизнедеятельности сельскохозяйственных животных (навоз), отходы пищевых и иных производств (лесопереработка), поступают в накопительные емкости;
  • При использовании сырья, требующего измельчения, выполняется и эта операция, после чего подготовленное сырье, путем устройства насосов, транспортеров (для твердых видов сырья), поступает в переходную емкость (на схеме кислототенк), где происходит дополнительный подогрев биомассы;
  • Подготовленное сырье поступает в биореактор, который должен быть прочным, кислотостойким и герметично закрытым, что определяет процесс производства биогаза;
  • Для создания оптимальных условий для разложения подготовленного сырья и ускорения процесса брожения, в реакторе, как правило, монтируются устройства, обеспечивающие его дополнительный нагрев и перемешивание продуктов разложения;
  • Оптимальный температурный режим, для работы биорекатора – +40,0 *С;
  • В результате разложения и брожения, через определенные промежуток времени, который зависит от исходного сырья и технических возможностей конкретной установки, образуется биогаз и биоудобрения;
  • Биогаз накапливается в газгольдере, который может быть отдельно стоящим от биореактора, или смонтирован в едином корпусе с ним;
  • Биоудобрения накапливаются в емкости самого биореактора и после завершения процесса брожения убираются для дальнейшего использования;
  • Биогаз, под давлением, создаваемом в газгольдере, поступает в систему очистки, после чего используется потребителями для получения электрической, тепловой энергии и для бытового потребления;
  • Биоудобрения поступают в емкость накопитель, затем путем сепарации, разделяются на твердые и жидкие, после чего используются по прямому назначению.

Сравнение биогаза с другими источниками энергии

При сравнении производства биогаза, служащего топливом для получения различных видов энергии, с другими видами получения альтернативной энергии, как то, солнечные электростанции и ветровые генераторы, то видно, что данные установки, обладают одним преимуществом, это способность работать, вне зависимости от внешних факторов (погода, сезонность и т.д.) в круглосуточном и круглогодичном циклах.
Еще один аспект использования биогазовых установок, как то, возможность использовать в полном объеме установленную мощность агрегатов, сопоставляет их с традиционными устройствами получения энергии (нефть, газ и т.д.) и гарантирует их использование в ближайшей и долгосрочной перспективах.

Внутренняя энергия 1,0 м3 биогаза, сопоставима с:

  1. 0,6 м3 природного газа;
  2. 0,74 л нефти;
  3. 0,65 л дизельного топлива;
  4. 0,48 л бензина.

При сжигании 1,0 м3 биогаза выделяется 9,0 кВт тепловой энергии, что позволяет произвести до 1,5 кВт электрической энергии или обогреть помещение площадью до 80,0 м2 в течение нескольких часов.

Характеристики горючести биогаза и прочих горючих газов несколько разняться, для сравнения они приведены в ниже следующей таблице:

характеристики Газ
Единица измерения Биогаз Природный газ Пропан Метан
Теплота сгорания кВт*ч/м3 6,0 10,0 26,0 10,0
Плотность кг/м3 1,2 0,7 2,01 0,72
Соотношение плотности с воздухом кг/м3 0,9 0,54 1,51 0,55
Температура воспламенения 700 650 470 650
Скорость распространения пламени в воздухе м/с 0,25 0,39 0,42 0,37
Предел воспламенения пламени в воздухе % 6,0 – 12,0 5,0 – 15,0 2,0 – 10,0 5,0 – 15,0

Биогаз – это альтернативный вид топлива, постепенно завоевывающий рынок возобновляемых источников энергии в разных странах и на разных континентах нашей планеты.

Биогазовая установка для частного дома

В связи с тем, что в личном подсобном хозяйстве, количество образующихся органических отходов и продуктов деревообработки и переработки сельскохозяйственных культур, ограничено, то в качестве основного и единственного источника энергии, вне зависимости от направленности (тепловая, электрическая, газ), биогазовые установки рассматривать не целесообразно.

К тому же, необходимо учитывать, что при работе подобных устройств, выделяется целая группа прочих газов (сероводород, аммиак и т.д.), которым свойственен специфический неприятный запах, что требует выполнять монтаж установки на некотором удалении от жилых помещений.

Конструктивно, подобная установка может выглядеть следующим образом:

  • Главный элемент – это реактор, в качестве которого выступает емкость, соответствующая объемами сырья. Емкость может быть установлена в различном исполнении (подземная, наземная и частично заглубленная конструкция).
  • В емкости должны быть предусмотрены загрузочный люк, отводная труба или штуцер для отвода газа, люк для удаления переработанного сырья (может совмещаться с загрузочным) и механизм перемешивания, при необходимости. Монтируемые узлы и элементы должны герметично закрываться и держать определенное давление.
  • К штуцеру отводной трубы подсоединяется отводящий трубопровод, на котором устанавливается запорный вентиль и манометр, для контроля за давлением получаемого газа.
  • При необходимости, может быть установлен электрический привод на мешалке установки, а также насос и транспортер в системах подачи сырья.
Читайте также:  Установка коллиматорного прицела на тигр

Для фермерского хозяйства

При наличии у фермерского хозяйства, или иного не крупного предприятия, среднее количество органических отходов (пилорама, тепличное хозяйство, птицеферма и т.д.), появляется возможность смонтировать более крупную установку, позволяющую обеспечить собственные потребности в тепловой и электрической энергиях.
В этом случае процесс производства топлива аналогичен процессу, при использовании в частном порядке, отличие лишь в мощности агрегатов и соответственно, объемах перерабатываемого сырья.

Конструктивно, это может выглядеть следующим образом:

На данной схеме представлены:

  • 1 – емкость накопитель продуктов жизнедеятельности сельскохозяйственных животных (навоз);
  • 2 – фекальный насос, обеспечивающий подачу навоза для переработки;
  • 3 – котел (реактор), агрегат в котором происходит процесс разложения и брожения сырья;
  • 4 – элемент, обеспечивающий отвод переработанного сырья;
  • 5 – отводящий трубопровод;
  • 6 – газгольдер, накопитель биогаза;
  • 7 – устройство по преобразовании газа в тепловую энергию (газовая горелка);
  • 8 – получаемая тепловая энергия;
  • 9 – устройство по преобразованию газа в электрическую энергию (газогенератор);
  • 10 и 11 – электрическая и тепловая энергии, получаемые при работе газогенератора.

Биогазовая установка для предприятия

Когда крупное предприятие, имеющее значительный объем отходов производства, строит биогазовую установку, то сам процесс ничем не отличается от выше перечисленных вариантов (личное и фермерское хозяйства).

Разница лишь в мощности установки, ее геометрических размерах, наличии средств автоматики и защиты. Вариант такой установки, для крупного предприятия, может выглядеть следующим образом:

Как правило, на крупные биогазовых установка, кроме стандартных операций, рассмотренных в выше рассмотренных вариантах комплектации, применяются и дополнительные, это:

  1. несколько ступеней очистки газа;
  2. подготовка газа перед подачей на переработку;
  3. охлаждение перед подачей на газогенератор;
  4. прочие системы, в зависимости от конструкции установки и видов используемого сырья.

Средние цены

В настоящее время, биогазовые установки изготавливаются рядом отечественных и зарубежных компаний.

Наиболее популярны среди различных групп пользователей, следующие модели, это:

  • Мини биогазовая установка БУГ-М, производства Россия. В комплект установки входит оборудование емкостью 1,0 м3 (100 л) перерабатываемого сырья и выходом готового продукта в виде биогаза в объеме 1,0 м3/сутки и удобрения – 100 л/сутки.
    Стоимость комплекта – от 170000,00 рублей.
  • Биогазовая установка “BioMash-20”, производство Россия.

Объем перерабатываемого сырья составляет 700,0 кг/сутки, при этом выход готового продукта составляет:

  1. Электрической энергии – до 20,0 кВт/час;
  2. Тепловой энергии – до 2,4 Гкал/сутки.
    Данная модель может быть использована на животноводческих фермах по содержанию до 12 голов крупного рогатого скота, 250 свиней или до 1200 птиц, различных видов. Стоимость комплекта оборудования – от 2000000,00 рублей.
  • Биогазовые комплексы различной производительности, компании Rucons Gobal UG (Германия).
    Все оборудование изготавливается из нержавеющей стали и монтируется в отдельных технологических модулях (ферментация, смешивание, брожение, автоматика и управление и т.д.).
    Стоимость комплекта, в зависимости от производительности – от 2500000,00 рублей.

Как сделать своими руками

Умея работать с различным ручным инструментом, имея навыки сантехнических и сварочных работ, а также свободное время и желание, можно изготовить биогазовую установку малой мощности своими руками.

Работы выполняются в соответствии с ниже приведенной схемой и в следующей последовательности:

  1. Монтируется корпус реактора, в котором будет происходить брожение. Для этого используется металлическая емкость или сооружается бетонная конструкция (№1 на схеме), произвольной формы.
  2. В верхней части реактора изготавливается крышка (№3 на схеме), а в боковых стенках – отверстия для загрузки сырья (№2 на схеме) и выгрузки переработанного материала (№% на схеме). Крышка и отверстия должны быть герметичны по отношению к окружающей среде.
  3. Отдельно устанавливается газгольдер, устройство, служащее накопителем биогаза (№4 на схеме).
  4. От газгольдера до места потребления монтируется трубопровод (№6 на схеме), с устройством вентилей и элементов защиты (клапана и задвижки).

Плюсы и минусы

Топливо, получаемое в биогазовых установках (биогаз), является возобновляемым и альтернативным традиционным, источником энергии.

Использование подобных агрегатов позволяет добиться положительных результатов в различных составляющих их применения, это:

  • Экологическая – при устройстве подобных установок вблизи предприятий, являющихся поставщиками сырья, уменьшается защитная санитарная зона вокруг них. Снижаются выбросы вредных веществ в атмосферу.
  • Энергетическая – имея доступное сырье по минимальным ценам, а иногда и без таковой (бесплатно), в результате потребитель получает различные виды энергии и топлива с низкой себестоимостью.
  • Экономическая – монтаж биогазовых установок позволяет избежать строительства очистных сооружений и заградительных устройств (растекание навоза на животноводческих комплексах), и затрат по утилизации мусора.

Достоинствами подобных агрегатов, также являются:

  1. Доступность различного вида сырья.
  2. Неисчерпаемость сырьевой базы, обеспеченная ростом сельскохозяйственного производства и объемов продукции пищевой отрасли.
  3. Обеспечивает утилизацию отходов жизнедеятельности животных и органического мусора.

Недостатками являются:

  1. Являясь экологически чистым видом топлива, биогаз, тем не менее, при сжигании, выделяет определенное количество вредных веществ в атмосферу.
  2. Территориальная зависимость места размещения установки от района нахождения источников сырья (крупные животноводческие комплексы, перерабатывающие предприятия и объекты сельскохозяйственного производства).
  3. Высокая стоимость комплекта оборудования и соответственно продолжительные сроки его окупаемости.

источник

Технология производства биогаза: виды, плюсы и минусы

Термином биогаз обозначают конечный газообразный продукт, получаемый в процессе анаэробного (без доступа воздуха) брожения биологических масс. Существует несколько способов как сделать газ из навоза. Распад биологической смеси происходит в результате ее переработки микроорганизмами, проявляющими активность в герметичной среде. Существует промышленное производство биогаза и самодельное, кустарное. Процесс брожения проходит в специальных реакторах – метантанках.

Состав биогаза

Биогаз из навоза – сложный по компонентам горючий газ. В зависимости от исходного сырья его качественный состав меняется:

  • содержание метана составляет от 60 до 70%;
  • двуокиси углерода – от 30 до 40%;
  • оставшуюся часть занимают сероводород, азот, незначительные примеси водорода, аммиака, воды.

После очистки биогаза от сопутствующих ингредиентов получают чистый биометан – аналог одноименного природного газа. Однако без очистки этот газ представляет серьезную опасность для экологии. Технология очистки – сложный и дорогой процесс. При этом использование очищенного продукта для выработки электроэнергии и заправки автомобилей не приносит большой выгоды.

Варианты сырья для его получения

Для выработки биогаза используют сельскохозяйственные отходы животноводства и птицеводства (навоз и куриный помет).

Можно использовать отходы:

  • растениеводства;
  • рыбных, мясоперерабатывающих, молочных заводов;
  • органические остатки в домашнем хозяйстве;
  • фекалии.

Преимущества и недостатки данного метода переработки отходов

  • Исходный материал является дешевым побочным продуктом сельскохозяйственных предприятий и ферм. Массы навоза постоянно восполняются и практически неисчерпаемы.
  • Биогазовые агрегаты можно монтировать в непосредственной близости от источников сырья.
  • Снижается уровень безработицы – требуются водители, машинисты установок, подсобные рабочие и другой персонал.
  • Падает потребление энергии, получаемой традиционными способами. Биогаз в России используется для отопления производственных помещений, нагрева воды для хозяйственных нужд. Энергия от сжигания биогаза преобразуется в электрическую энергию. Утилизация метана как газового топлива для автомобилей.
  • Особую важность имеет природоохранная составляющая данного бизнеса. Уничтожаются огромные залежи экскрементов от коров, свиней, овец, лошадей, птиц, загрязняющие почву, атмосферу, подземные и надземные источники воды.
  • Для промышленного производства биогаза в больших объемах недостаточно одного поставщика исходного материала, нужно договариваться с целым рядом заготовителей и налаживать транспортные потоки.
  • Статистические данные свидетельствуют об убыточности подобных производств. Они окупаются только с помощью государственной поддержки через «зеленые тарифы».
  • Выработка горючего газа и его хранение в емкостях, транспортировка по газопроводам является взрывоопасным и пожароопасным процессом. Метан характеризуется высокой токсичностью. На предприятиях требуется усиленный контроль соблюдения техники безопасности и правил обращения с опасными продуктами.
Читайте также:  Установка аквафлоу sf тип twin

Лучше использовать биореакторы заводского изготовления, а установку доверить специалистам, имеющим достаточный опыт их монтажа.

Технология получения биогаза

  1. Сначала идет подготовка исходного субстрата (смешивание, измельчение, добавление химических и биологических добавок) и подача в герметичные резервуары.
  2. Переработку жидкой субстанции проводят метановые бактерии, способные обходится без поступления воздуха и кислорода. Для продуктивной работы микроорганизмов необходимо обеспечить нужный температурный режим. Главным продуктом их жизнедеятельности в приготовленной среде будет горючий газ метан. Он поднимается вверх и отводится по специальным трубам, не допускающим попадания воздуха в емкости с биомассой.
  3. Для сбора выходящего газа используются газгольдеры из эластичного материала, способного растягиваться без потери прочности. Отработанный субстрат навоза (дигестат) периодически извлекается из реактора и применяется как удобрение на полях.

Крупное производство биогаза в Германии

Необходимый температурный режим

Производство биогаза из навоза требует поддержания внутри реактора постоянной температуры 41-43 градуса и создания мезофильного процесса ферментации биомассы. Внутри метантанка монтируются трубчатые нагреватели. Для предотвращения температурных потерь стены и трубопроводы укрываются эффективными теплоизолирующими материалами.

Подготовка сырья

Переработка навоза в биогаз начинается с подготовки исходного субстрата. Это позволяет ускорить разложение сырья и увеличить скорость генерации газа. Нужные бактерии и микроорганизмы уже содержатся в экскрементах и обогащение ими биомассы не требуется. При наличии нескольких субстанций их предварительная обработка (измельчение, гомогенизация, подогрев) проходит раздельно. Затем они смешиваются перед отправкой в биореакторы или подаются в рабочую зону отдельными потоками.

Норматив влажности раствора не менее 90%, поэтому перед заполнением емкостей сухие фекалии животных смешивают с водой. Консистенция навоза должна быть однородной, для этого смесь гомогенизируют. Постоянно размешивают внутри ферментера, предотвращая образование сухих корок.

Загрузка и обслуживание реактора

Обогащенным навозным раствором заполняют резервуары, устанавливаемые поблизости от метантанков. В них готовая смесь подогревается и перемешивается для равномерного распределения тепла по всему объему. В устройствах для подачи твердого сырья могут накапливаться твердые компоненты. Подача компоста в ферментатор проходит по определенному регламенту.

Биогазовая установка предусматривает два способа загрузки реактора:

  • включается насос для перекачки жидкой субстанции и одновременно подается твердая масса;
  • жидкая фракция добавляется к твердой субстанции, обе перемешиваются и одним потоком отправляются в биореактор.

Время подачи контролируется и не бывает продолжительным.

Очистка газа от примесей

Каждая примесь удаляется с помощью присущего только ей способа и оборудования. Сероводородные включения адсорбируются изоляционными материалами на отводящих трубах. Удаление углекислого газа основано на его способности вступать в реакцию с водой, образуя угольную кислоту. Биогаз под высоким давлением пропускают через емкости с водой. Параллельно с влагой уходят и другие сопутствующие соединения. Правильная технология очистки увеличивает концентрацию метана до показателя 90- 98 процентов. Получаемый газ становится конкурентоспособным топливом.

Уменьшение содержания влаги

Для удаления избытка влаги применяют конденсационный метод. Полученный горячий газ пропускают через холодный трубопровод. Пары воды оседают каплями на его стенках и отводятся по трубкам в предусмотренные для этого места.

Установки для получения биогаза

Для выработки газа в непосредственной близости от сельхозпредприятий подойдет сборно-разборная биогазовая установка. Биореактор – это основной агрегат БГУ. В него закачивается навозная субстанция, и в нем происходит процесс ее разложения.

Большие производства используют в качестве ферментеров металлические, пластиковые цистерны большой емкости. В небольших частных предприятиях сооружают подземные реакторы объемом до 50 куб.м. Резервуар заглубляют в землю, облицовывают кирпичом, герметизируют цементным раствором.

Автоматизация процесса значительно увеличивает КПД установки для производства биогаза. Монтируются линии, полностью работающие без применения ручного труда.

На мини-заводах кроме людских ресурсов широко применяется современное электрооборудование: измельчители, насосы, мешалки.

Российский производитель компания «Биокомплекс» занимается проектированием и строительством комплексов для переработки отходов животноводческих предприятий. В «Биокомплексе» можно приобрести экономически выгодное готовое оборудование:

  • полноразмерные БГУ мощностью от 0,5 мВт до 5 мВт и больше;
  • быстровозводимые мобильные БГУ от 75 до 120 кВт.

Обязательные элементы конструкции

Биогазовая установка состоит из следующих конструктивных элементов:

  • участка приема и предварительной подготовки биологической навозной массы;
  • системы транспортеров в границах комплекса;
  • ферментаторов для сбраживания субстрата;
  • трубопроводов отвода биогаза;
  • оборудования для очистки газообразного продукта;
  • накопителей для газа и дигестата;
  • автоматизированной системы управления и поэтапного контроля за биогазовым процессом на всех этапах.

Принцип работы устройства

Технологический процесс на БГУ начинается с приема и создания жидкой биологической смеси, которая поступает в основной герметически закрытый блок переработки. Там при поддержании постоянной температуры и кислой среды бактерии преобразуют исходный субстрат в газовую смесь и полезное натуральное удобрение. Биогаз поступает в накопители-газгольдеры с предохранительным клапаном от переполнения.

Условия для эффективной работы

Установка по производству биогаза будет работать с полной отдачей при следующих условиях:

  • воздухонепроницаемости биореактора;
  • постоянной температуры сбраживаемой массы;
  • влажной консистенции субстрата;
  • достаточного уровня гомогенизации;
  • нужного показателя кислотности среды;
  • наличия катализаторов или замедлителей процесса ферментации;
  • равномерного прогрева и непрерывного перемешивания навозной жижи;
  • своевременного удаления отработанного сырья.

Расчет выхода газа в годовой период

  • Одна корова дает 20 тн жидкого навоза – выход биогаза 500 куб.м.
  • 1 свинья производит 1,5-6 тн жидкого навоза – количество газа 42-168 куб.м.
  • 1 бычок поставляет 3-11 тн твердого сырья – 240- 880 куб.м. газового продукта.
  • 1 лошадь сделает 8 тн твердого навоза – 504 куб. м. биотоплива.
  • 100 кур обеспечат 1, 8 тн сухого помета – 252 куб.м. биогаза.

Использование полученного при переработке шлама

Побочный продукт при производстве биогаза из навоза – дигестат или шлам. Полученное удобрение не имеет запаха, семян сорняков, вредных токсинов и микроорганизмов. Само удобрение обогащают фосфором, калием и прочими элементами в зависимости от потребности растений. Однако шлам не является чистым удобрением, применимым для сельского хозяйства.

Делаем самодельную установку

Биогазовая установка может быть смонтирована на собственном земельном участке в деревне или на даче. Главное, чтобы территория была достаточно просторной, а выработка газа безопасной для окружающих людей и животных. Поблизости выбирают место для складирования отходов. Не мешает выполнить предварительные расчеты производительности линии с учетом наличия исходного сырья. Наиболее подходящий для дома вариант получения биогаза из навоза – устройство подземного метантанка из керамического кирпича.

Читайте также:  Установка кнопки стеклоподъемника газель

Для усиления монолитности кирпичных стен их армируют металлической сеткой. Внутри и снаружи обмазывают надежными гидроизоляционными и газонепроницаемыми составами. Это делается для обеспечения герметичности емкости – главного условия работы реактора.

Получение разрешительной документации

Работа биогазовой установки, сделанной своими руками, связана с использованием токсичных веществ и получением взрывоопасных газовых смесей. Поэтому для эксплуатации линии по утилизации навоза нужно получить лицензию. Если газ предполагается использовать для собственных нужд, разрешение не требуется. Если агрегат будет работать на покупном навозе, наличие разрешения обязательно.

Необходимые инструменты и материалы

От емкости подземного ферментатора зависят размеры котлована. Его можно выкопать вручную лопатой при небольших объемах или воспользоваться механизированной техникой.

Для кирпичной кладки, изготовления бетонного основания потребуются инструменты:

  • бетономешалка, при ее отсутствии емкость для замеса раствора или бетона, дрель с насадкой для перемешивания растворной смеси;
  • мастерок, лопата, шпатель;
  • измерительные инструменты.
  • баллоны для хранения собранного газа.

Домашние биогазовые установки собираются с применением следующих материалов:

  • керамический кирпич, цемент, песок, щебень, вода, арматурная сетка;
  • пластифицирующие добавки в раствор и штукатурку;
  • крепежные элементы, металлические и пластиковые трубы;
  • водяной затвор, емкость для очистки газа.

Подготовка ямы для биореактора

В первую очередь нужно рассчитать габариты подземного резервуара, зависящие от ежедневного пополнения запасов навоза. Как уже говорилось выше, реактор заполняется биомассой на две трети объема. Следует принимать во внимание тип сырья, температуру, и временной цикл брожения.

В хозяйстве имеется 6 коров, 11 свиней и 50 кур. За сутки они обеспечат запасы.

  • 6 коров х 55кг = 330 кг.
  • 11 свиней х 4,5 кг = 49,5 кг.
  • 50 кур. Х 0,17 кг = 8,5 кг.
  • Всего 330 + 49,5 + 8,5 = 388 кг.

Влажность навоза от коров и свиней соответствует норме 86 %. Влажность куриного помета 75%, для ее доведения до 85 % нужно добавить к помету 6 литров воды. Общий вес сырья составит 388 + 6 = 394 кг.

Продолжительность цикла разложения при мезофильном температурном режиме составляет от 10 до 20 суток. В данном случае 18 дней.

Объем экскрементов за 18 дней – 394 х 18 = 7092 кг или 7,1 м 3 . С учетом правил загрузки реактора его объем составит 1,5 х 7,1 = 10,7 куб.м

  1. Перед проведением земельных работ уточняют: не станут ли угрожать будущему строению грунтовые воды. Проверяют отсутствие на месте рытья подземных коммуникаций.
  2. После того, как вырыт котлован нужного размера, его объем изолируют ПВХ пленкой.
  3. Готовят основание под реактор из армированного керамзитобетона.
  4. Далее работы ведут по схеме или чертежу камеры для получения биогаза в домашних условиях.
  5. С противоположных сторон ямы прокладывают наклонные трубопроводы для подачи навозной жижи и выхода отработанного субстрата. Для свободного движения продуктов диаметр труб должен быть не менее 30 см.
  6. Выходной коллектор располагают у самого дна емкости. Откачка отработанной смеси идет через компенсатор прямоугольной формы. Его верх должен быть ниже уровня входного отверстия в приемном бункере.
  7. Рукав для подачи биомассы входит в стену камеры на высоте 0,5 м от днища. Отверстия в стене, через которые проходят трубы тщательно замоноличивают.
  8. Следующий этап – возведение стен из кирпича на цементном растворе. Штукатурка поверхностей специальными составами для гарантии герметичности емкости. Не забывают о теплоизоляции по наружному периметру стен.

Монтаж газового дренажа

Дорогостоящую электрическую мешалку в установке можно заменить пластиковыми перфорированными дренажными трубами по принципу барботажа. Газ выходит из жидкости с помощью многочисленных маленьких дырочек (4-5 мм) в дренажных колонках. Просверлить отверстия можно дома своими руками. Верхний торец дренажных труб поднимают выше уровня субстрата. Под давлением газ движется то вверх, то вниз, перемешивая навозную жижу и предохраняя ее от высыхания.

Установка купола и труб

Кустарная установка для получения биогаза работает по своей технологии:

  • От загрузочного отсека в реактор поступает порция навозной субстанции.
  • Одновременно по отводному рукаву в приемник выходит такой же объем переработанных отходов.
  • Образующийся биогаз по отводной трубе поступает в хранилище. В газовой отрасли оно называется газгольдер и имеет множество модификаций. В кустарном агрегате газгольдер монтируется на крыше биореактора в виде металлического конуса, защищенного от ржавчины масляной окраской в несколько слоев. Можно выложить купол из кирпича, оштукатурив его по металлической сетке.
  • В масштабном производстве газгольдерами работают отдельно стоящие объемные цистерны. Удобны газгольдеры в виде мешков из ПВХ. Мягкая емкость, наполняясь газом, раздувается, материал при этом не теряет прочности.
  • В верхней части газгольдера предусматривают герметичный люк, устанавливают трубу для отвода скапливающегося газа. На пути газа монтируют предохранительный клапан для сброса излишнего давления и гидрозатвор для избавления от примесей.

Варианты подогрева биореактора

Подогрев биологической смеси до комфортной температуры повышает эффективность деятельности микроорганизмов. Увеличивает выход газа и удобрения.

Нагрев внутреннего содержимого ферментационной камеры можно осуществить горячим теплоносителем от домашнего котла отопления. Биосмесь будет обогреваться нагретой водой, проходящей через трубчатые нагреватели внутри реактора. Часть добытого своими руками биогаза будет использоваться в качестве горючего для отопительного котла.

Меры безопасности

Биогазовые установки требуют неукоснительного соблюдения правил техники безопасности, принятых в газовой отрасли. Одно из главных требований защищенности людей и производства – правильная эксплуатация комплекса по выработке газа для собственных нужд. Другие требования:

  • четкая программа загрузки и выгрузки;
  • постоянное перемешивание биомассы;
  • подогрев в холодный период;
  • отсутствие в исходном сырье вредных для микроорганизмов химикатов;
  • учет взрывоопасности и токсичности биогаза.
  • вентиляция помещения, где размещен реактор;
  • заземление реактора, хранилищ и трубопроводов для защиты от попадания молнии и образования статических электрических зарядов.
  • отсутствие источников открытого огня в радиусе 5 метров от стенок газгольдера;
  • установка на территории комплекса щита с противопожарным инвентарем, вывеска предупреждающих надписей об опасности, запас воды;
  • проведение регулярного инструктажа работников по технике безопасности;
  • установка датчиков, манометров, предохранительных клапанов, гидрозатвора для контроля за давлением газа;
  • утечки газа обнаруживать только с помощью мыльной пены;
  • нижний предел эксплуатации линии + 5 градусов;
  • перед ремонтными работами внутри реактора проверять содержание газа;
  • не пользоваться стальными инструментами, во избежание искрения;
  • не пользоваться спецодеждой из синтетики.

Сферы применения биогаза

Экономический эффект работы станции по выработке газа оценивается комплексным использованием всех получаемых продуктов. Промышленный комплекс или биогазовая установка для частного дома решает актуальную задачу утилизации биологических отходов, загрязняющих природу и среду обитания человека.

Области использования газа:

  • получение электрической энергии: сгорание 1 кубометра газа дает 2 кВт электричества;
  • отопление и обеспечение горячей водой производственных сельскохозяйственных помещений – ферм, теплиц, птицефабрик;
  • заправка автомобильного транспорта и другой техники;
  • топливо для работы газопоршневых агрегатов мини-ТЭЦ.

Мобильные сборно-разборные линии переработки животноводческих отходов используются как очистные сооружения на соответствующих предприятиях.

источник