Gaz acasă. Cum să obțineți biogaz acasă

O instalație de biogaz DIY poate fi realizată fără eforturi mari. Utilizarea acestuia va economisi semnificativ resursele de energie, care devin din ce în ce mai scumpe de fiecare dată astăzi. Dacă decideți singur să construiți echipamente care să vă permită să obțineți biogaz din deșeuri, puteți consuma energie ieftină, care va merge la încălzirea casei și a altor nevoi.

Utilizare benefică

Dacă în timpul funcționării instalației se va forma surplus de biogaz sau îngrășăminte, adică posibilitatea de a le vinde la prețul pieței, astfel veți transforma în profit ceea ce literalmente se află sub picioarele voastre. Dacă sunteți un fermier mare, atunci aveți posibilitatea să achiziționați o stație de biogaz gata pregătită. Aceste plante, fabricate la fabrică, sunt foarte scumpe, dar au o durată lungă de viață.

O instalație de biogaz cu propriile mâini poate fi realizată din materiale uzate, nu va fi foarte scumpă, iar astfel de echipamente vor funcționa conform aceluiași principiu. În acest caz, puteți utiliza instrumentele disponibile, precum și piesele disponibile în arsenalul vrăjitorului.

Principiul generării biogazului

Dacă v-ați propus să realizați o instalație care să funcționeze pe gaz biologic, atunci trebuie să prezentați tehnologia pentru generarea de biogaz. Deci, într-un recipient special, numit bioreactor, se desfășoară procesul de procesare a masei biologice, bacteriile anaerobe participă la acest lucru.

O instalație de biogaz DIY pentru o casă pe excremente de prepeliță funcționează pe principiul creării unor condiții care se caracterizează prin absența aerului și a fermentației. Toate acestea durează de ceva timp, a căror durată depinde de cantitatea de materii prime utilizate în proces.

În cele din urmă, se formează un amestec de gaze care conține 60% metan și 35% dioxid de carbon. Restul componentelor gazoase sunt conținute în masă în cantitate de 5%. Dintre acestea din urmă, hidrogenul sulfurat se poate distinge într-o cantitate nesemnificativă. Gazul format în acest mod este îndepărtat continuu din reactor și, după ce trece procesul de curățare, este trimis la destinația de utilizare.

Caracteristicile serviciului

Deșeurile care au fost supuse procesării devin îngrășăminte de înaltă calitate, care trebuie îndepărtate din bioreactor din când în când. Pot fi așezate pe câmp. O instalație de biogaz DIY poate fi realizată fără efort dacă aveți acces la întreprinderile zootehnice și agricole. Aceasta indică faptul că producția de biogaz va fi viabilă din punct de vedere economic numai dacă există o sursă de aprovizionare cu gunoi de grajd și alte deșeuri organice provenite din producția de animale.

Caracteristici ale auto-construcției unui bioreactor

Pentru a înțelege cum să fabricați independent o plantă de biogaz, trebuie să vă dați seama din ce părți constă. Puteți lua ca bază cea mai simplă schemă de echipament pe care o puteți construi singură. Proiectarea nu prevede încălzirea și un dispozitiv de amestecare, cu toate acestea, există una dintre părțile principale - un reactor, care este, de asemenea, cunoscut sub numele de digestor. Această componentă este necesară pentru prelucrarea gunoiului de grajd. În plus, există un buncăr prin care se încarcă materiile prime. Este necesar să se prevadă structura cu o trapă de intrare, precum și un sigiliu de apă. Dar pentru a putea descărca deșeurile de materii prime, va fi nevoie de o conductă. Un astfel de element va fi necesar pentru a realiza posibilitatea eliminării biogazului.

Așa arată diagrama unei plante de biogaz. Nu este dificil să faci o astfel de structură cu propriile mâini. Pentru a primi gratuit biocombustibil, pe site, ar trebui să alegeți un loc unde să puteți construi un container armat, care să se bazeze pe beton. Acest vas va acționa ca un bioreactor. La baza sa, este necesar să se asigure prezența unei găuri prin care materiile prime prelucrate vor fi îndepărtate. Această gaură trebuie făcută astfel încât să fie posibil să o închideți bine. Acest lucru se datorează faptului că funcționarea sistemului este posibilă numai în condiții sigilate.

Dimensiunile compartimentului de beton pot fi determinate ținând cont de cantitatea de deșeuri organice utilizate la un moment dat. Este necesar să aflăm câte materii prime vor apărea în fiecare zi la o fermă sau o curte privată. Dar nu merită salvat, deoarece va fi posibil să se asigure funcționarea completă a bioreactorului numai dacă rezervorul este umplut cu 2/3 din volumul disponibil. Dacă faceți o plantă de biogaz cu propriile mâini dintr-un butoi, atunci aceasta va funcționa conform următorului principiu: de îndată ce deșeurile organice intră în recipientul bine închis al bioreactorului, care este situat la o adâncime a solului, încep să fermenteze, ceea ce duce la eliberarea de biogaz.

Caracteristici ale fabricării containerelor

O instalație de biogaz DIY poate fi realizată luând în considerare utilizarea zilnică a unei cantități mici de deșeuri. În acest caz, este permisă înlocuirea rezervorului din beton armat cu un recipient din oțel, care poate fi chiar un butoi. Dacă decideți să recurgeți doar la o astfel de soluție, atunci este necesar să alegeți un vas metalic, ghidat de niște reguli.

În primul rând, este necesar să se acorde atenție cusăturilor sudate, care trebuie să fie suficient de puternice și strânse. Atunci când utilizați un container mic, nu ar trebui să vă bazați pe faptul că veți putea obține o cantitate semnificativă de biogaz. Randamentul va depinde de masa deșeurilor organice care este procesată simultan în reactor. Astfel, pentru a genera 100 m 3 de biogaz, este necesară prelucrarea unei tone de deșeuri.

Echipament de încălzire a reactorului

O instalație de biogaz bricolaj pentru casă poate fi realizată în așa fel încât în ​​timpul funcționării sale să fie posibil să se obțină o eficiență mai mare. Acest lucru se face prin încălzire. Astfel de manipulări vor accelera procesul de fermentare a masei biologice. Dacă echipamentul este instalat în regiunile sudice, atunci nu apare această nevoie. Temperatura ambiantă asigură activarea naturală a fermentației. Cu toate acestea, dacă unitatea funcționează în regiuni cu climat rece, iarna, încălzirea acționează ca o condiție prealabilă pentru funcționarea echipamentelor pentru producerea de biogaz. Trebuie amintit că procesul de fermentare începe la o temperatură care depășește 38 o C.

Metode pentru dotarea unei instalații de biogaz cu încălzire

O instalație de biogaz DIY pentru casă poate fi echipată cu încălzire în mai multe moduri. Primul presupune necesitatea conectării unității la sistemul de încălzire ca o bobină. Trebuie montat sub reactor. A doua metodă implică instalarea unui element de încălzire electric în baza rezervorului. A treia metodă se caracterizează prin asigurarea încălzirii directe a rezervorului prin utilizarea sistemelor electrice de încălzire, a echipamentelor cu gaz. Activarea biogazului la domiciliu poate fi suplimentată cu funcția de amestecare a masei în compartiment. Pentru a face acest lucru, ar trebui să proiectați un dispozitiv care seamănă cu un mixer de uz casnic. Acesta va fi pus în mișcare prin intermediul unui arbore scos printr-o gaură din capac; alternativ, poate fi poziționat în pereții rezervorului.

Echipamentul instalației cu un sistem de ieșire

O mini-instalație de biogaz, proiectată cu propriile mâini, nu poate funcționa fără un sistem de eliminare a gazelor. Pentru a face acest lucru, unitatea trebuie să aibă o gaură specială, care trebuie montată în partea superioară a capacului, acesta din urmă trebuie să acopere bine rezervorul. Pentru a exclude posibilitatea amestecului de gaz cu aerul, este necesar să vă asigurați că acesta este îndepărtat printr-o garnitură de apă.

Gazul este utilizat pe scară largă atât pentru industrie, inclusiv pentru produse chimice (de exemplu, materii prime pentru producția de materiale plastice), cât și în viața de zi cu zi. În condițiile casnice, gazul este utilizat pentru încălzirea clădirilor rezidențiale private și de apartamente, pentru gătit, încălzirea apei, ca combustibil pentru mașini etc.

În termeni de mediu, gazul este unul dintre cele mai curate tipuri de combustibil. În comparație cu alți combustibili, cea mai mică cantitate de emisii de substanțe nocive.

Dar dacă vorbim despre gaz, ne referim automat la gazul natural extras din interiorul pământului.

Într-o zi, am dat de un articol din ziar care descria cum un bunic asamblase o instalație simplă și obținea gaz din gunoi de grajd. M-a interesat foarte mult acest subiect. Și aș vrea să vorbesc despre această alternativă la gazul natural - acesta este biogazul. Cred că acest subiect este destul de interesant și util pentru oamenii obișnuiți și mai ales pentru fermieri.

La ferma oricărei ferme țărănești, puteți folosi nu numai energia vântului, a soarelui, ci și a biogazului.

Biogaz- combustibil gazos, produs al descompunerii microbiologice anaerobe a materiei organice. Tehnologia de producție a gazului este un mod ecologic, fără deșeuri, de procesare, utilizare și dezinfectare a diferitelor deșeuri organice de origine vegetală și animală.

Materia primă pentru producerea de biogaz este gunoiul de grajd obișnuit, frunze, iarbă, în general, orice deșeuri organice: blaturi, deșeuri alimentare, frunze căzute.

Gazul rezultat - metanul - este rezultatul activității vitale a bacteriilor metanice. Gazul natural, care este utilizat în viața de zi cu zi, este format din 90-98% din metan - se mai numește gaz de mlaștină sau de mină.

Fabrica de producție a gazului este foarte ușor de fabricat. Avem nevoie de recipientul principal, îl puteți găti singur sau puteți folosi un fel de produse gata preparate, poate fi orice. Izolația termică trebuie instalată pe părțile laterale ale rezervorului pentru a utiliza unitatea în sezonul rece. Deasupra facem câteva trape. De la una dintre ele atașăm țevi pentru îndepărtarea gazului. Pentru un proces intens de fermentare și evoluția gazelor, amestecul trebuie agitat periodic. Prin urmare, trebuie instalat un dispozitiv de agitare. Mai mult, gazul trebuie colectat și depozitat sau utilizat în scopul propus. Pentru a colecta gazul, puteți folosi o cameră obișnuită pentru mașină și apoi, dacă există un compresor, comprimați și pompați în cilindri.

Principiul de funcționare este destul de simplu: gunoiul de grajd este încărcat printr-o trapă. În interior, această biomasă este descompusă de bacterii metanice speciale. Pentru a face procesul mai intens, conținutul trebuie agitat și preferabil încălzit. Pentru încălzire, puteți instala în interiorul unui tub prin care ar trebui să circule apa fierbinte. Metanul eliberat ca urmare a activității vitale a bacteriilor prin conducte pătrunde în camerele mașinii și, atunci când se acumulează o cantitate suficientă, îl comprimăm și îl pompăm în cilindri cu ajutorul unui compresor.

Pe vreme caldă sau când se folosește încălzire artificială, instalația poate produce o cantitate destul de mare de gaz, aproximativ 8 m 3 / zi.

De asemenea, este posibil să obțineți gaz din deșeurile menajere din depozitele de deșeuri, dar substanțele chimice utilizate în viața de zi cu zi sunt o problemă.

Bacteriile metanice se găsesc în intestinele animalelor și, prin urmare, în gunoiul de grajd. Dar pentru ca aceștia să înceapă să lucreze, este necesar să se limiteze interacțiunea lor cu oxigenul, deoarece le inhibă activitatea vitală. De aceea este necesar să se creeze instalații speciale pentru ca bacteriile să nu intre în contact cu aerul.

Concentrația de metan în biogazul produs este puțin mai mică decât în ​​gazul natural, prin urmare, atunci când este ars, va da puțin mai puțin căldură. Când se arde 1 m 3 de gaz natural, se eliberează 7-7,5 Gcal, apoi cu biogaz - 6-6,5 Gcal.

Acest gaz este potrivit atât pentru încălzire (avem încă informații generale despre încălzire), cât și pentru utilizare în sobe de uz casnic. Costul biogazului este scăzut și, în unele cazuri, este practic nul, dacă totul este fabricat din materiale uzate și păstrați, de exemplu, o vacă.

Deșeurile provenite din producția de gaz sunt vermicompost - un îngrășământ organic în care, în procesul de descompunere, fără acces la oxigen, totul din semințele de buruieni este putrezit și rămân doar microelementele utile necesare plantelor.

Există chiar și metode pentru crearea câmpurilor de gaz artificial în străinătate. Arată așa. Deoarece o pondere mare în deșeurile menajere aruncate este materia organică, care poate putrezi și produce biogaz. Pentru ca gazul să înceapă să fie eliberat, este necesar să privăm materia organică de interacțiunea cu aerul. Prin urmare, deșeurile sunt înfășurate în straturi, iar stratul superior este realizat dintr-un material impermeabil la gaze, cum ar fi argila. Apoi sonde sunt forate și gazul este extras atât din depozitele naturale. Și, în același timp, mai multe probleme sunt rezolvate, acestea sunt eliminarea deșeurilor și producerea de energie.

În ce condiții se produce biogaz?

Condițiile de producție și valoarea energetică a biogazului

Pentru a asambla o instalație de dimensiuni mici, trebuie să știți din ce materii prime și prin ce tehnologie puteți obține biogaz.

Gazul se obține în procesul de descompunere (fermentare) a substanțelor organice fără acces la aer (proces anaerob): excremente de animale, paie, vârfuri, frunze căzute și alte deșeuri organice generate în gospodăriile individuale. Rezultă că biogazul poate fi obținut din orice deșeuri menajere care se pot descompune și fermenta în stare lichidă sau umedă.

Procesul de descompunere (fermentare) are loc în două faze:

1. Descompunerea biomasei (hidratare);
2. Gazificarea (extragerea biogazului).

Aceste procese au loc într-un fermentator (instalație de biogaz anaerob).

Nămolul obținut după descompunerea în plantele de biogaz crește fertilitatea solului și productivitatea crește cu 10-50%. Astfel, se obține cel mai valoros îngrășământ.

Biogazul constă dintr-un amestec de gaze:

• metan-55-75%;
• dioxid de carbon - 23-33%;
• hidrogen sulfurat-7%.

Fermentarea cu metan este o fermentare complexă a materiei organice - un proces bacterian. Principala condiție pentru acest proces este prezența căldurii.

În procesul de descompunere a biomasei, este generată căldură, care este suficientă pentru a continua procesul, pentru a păstra această căldură, fermentatorul trebuie izolat. Cu o scădere a temperaturii în fermentator, intensitatea evoluției gazelor scade, deoarece procesele microbiologice din masa organică încetinesc. Prin urmare, izolarea termică fiabilă a unei instalații de biogaz (biofermentator) este una dintre cele mai importante condiții pentru funcționarea sa normală. La încărcarea gunoiului de grajd în fermentator, acesta trebuie amestecat cu apă fierbinte la o temperatură de 35-40 o C. Acest lucru va ajuta la asigurarea modului necesar de funcționare.

La reîncărcare, pierderile de căldură ar trebui reduse la minimum Asistența tehnică pentru biogaz

Pentru o mai bună încălzire a fermentatorului, puteți utiliza „efectul de seră”. Pentru a face acest lucru, un cadru din lemn sau metal ușor este instalat deasupra cupolei și acoperit cu folie de plastic. Cele mai bune rezultate se obțin la o temperatură a materiei prime care este fermentată la 30-32 ° C și o umiditate de 90-95%. În regiunile zonei mijlocii și nordice, o parte din gazul produs trebuie consumat în perioadele reci ale anului pentru încălzirea suplimentară a masei fermentate, ceea ce complică proiectarea centralelor de biogaz.

Instalațiile sunt ușor de construit în ferme individuale sub formă de fermentatoare speciale pentru fermentarea biomasei. Principala materie primă organică pentru încărcarea în fermentator este gunoiul de grajd.

La prima încărcare a gunoiului de grajd al bovinelor, procesul de fermentare trebuie să fie de cel puțin 20 de zile, iar gunoiul de porc de cel puțin 30 de zile. Puteți obține mai mult gaz când încărcați un amestec de diverse componente în comparație cu încărcarea, de exemplu, gunoi de grajd.

De exemplu, un amestec de gunoi de grajd de bovine și de gunoi de pasăre în timpul procesării dă până la 70% din metan în biogaz.

După stabilizarea procesului de fermentare, trebuie să încărcați materia primă în fiecare zi nu mai mult de 10% din cantitatea procesată în masa fermentatorului.

În timpul fermentării, pe lângă producția de gaze, substanțele organice sunt dezinfectate. Deșeurile organice scapă de microflora patogenă, deodorizarea mirosurilor neplăcute emise.

Nămolul rezultat trebuie descărcat periodic din fermentator, este folosit ca îngrășământ.

Când instalația de biogaz este umplută pentru prima dată, gazul sângerat nu arde, acest lucru se întâmplă deoarece primul gaz produs conține o cantitate mare de dioxid de carbon, aproximativ 60%. Prin urmare, trebuie eliberat în atmosferă și, după 1-3 zile, funcționarea instalației de biogaz se va stabiliza.

Tabelul nr. 1 - cantitatea de gaz obținută pe zi în timpul fermentării excrementelor unui animal

Prin cantitatea de energie eliberată, 1 m 3 de biogaz este echivalent cu:

• 1,5 kg de cărbune;
• 0,6 kg de kerosen;
• 2 kWh de energie electrică;
• 3,5 kg lemne de foc;
• 12 kg de brichete de gunoi de grajd.

Proiectarea instalațiilor de biogaz de dimensiuni mici

Figura 1 - Schema celei mai simple plante de biogaz cu cupolă piramidală: 1 - groapă de gunoi de grajd; 2 - canelură - garnitură de apă; 3 - un clopot pentru colectarea gazelor; 4, 5 - ieșire de gaz; 6 - manometru.

Conform dimensiunilor prezentate în Figura 1, fosa 1 și cupola 3 sunt echipate cu dimensiuni. Fosa este căptușită cu dale de beton armat gros de 10 cm, care sunt tencuite cu mortar de ciment și acoperite cu rășină pentru etanșeitate. Un clopot înalt de 3 m este sudat din fierul de acoperiș, în partea superioară a căruia se va acumula biogaz. Pentru a-l proteja de coroziune, clopotul este pictat periodic cu două straturi de vopsea în ulei. Mai bine, acoperiți interiorul clopotului cu plumb roșu. În partea superioară a clopotului, este instalată o cameră de patrulare 4 pentru îndepărtarea biogazului și un manometru 5 pentru măsurarea presiunii sale. Ieșirea de gaz 6 poate fi realizată dintr-un furtun de cauciuc, plastic sau țeavă metalică.

În jurul gropii - fermentatorul, este dispusă o canelură de beton - o garnitură de apă 2. umplută cu apă, în care marginea inferioară a clopotului este scufundată cu 0,5 m.

Figura 2 - Dispozitiv pentru drenarea condensului: 1 - conductă pentru îndepărtarea gazului; 2 - țeavă de condens în formă de U; 3 - condensat.

Gazul poate fi furnizat, de exemplu, unei sobe de bucătărie prin conducte de metal, plastic sau cauciuc. Pentru a preveni înghețarea tuburilor din cauza înghețării apei de condens în timpul iernii, utilizați un dispozitiv simplu prezentat în Figura 2: Tubul 2 în formă de U este conectat la conducta 1 în punctul cel mai de jos. Înălțimea părții libere trebuie să fie mai mare decât presiunea biogazului (în mm de coloană de apă). Condensatul 3 este descărcat prin capătul liber al tubului și nu va exista scurgere de gaz.

Figura 3 - Diagrama celei mai simple plante de biogaz cu cupolă conică: 1 - groapă de gunoi de grajd; 2 - dom (clopot); 3 - partea extinsă a conductei ramificate; 4 - conducta de evacuare a gazului; 5 - canelură - garnitură de apă.

În instalația prezentată în Figura 3, groapa 1 cu un diametru de 4 mm și o adâncime de 2 m este căptușită în interior cu fier de acoperiș, ale cărui foi sunt sudate strâns. Suprafața interioară a rezervorului sudat este acoperită cu o rășină pentru protecție anticorozivă. Pe partea exterioară a marginii superioare a rezervorului de beton, este amenajat un șanț inelar de 5 până la 1 m adâncime, care este turnat cu apă. Partea verticală a cupolei 2, care acoperă rezervorul, este instalată liber în ea. Astfel, canelura cu apă turnată servește drept sigiliu de apă. Biogazul este colectat în partea superioară a cupolei, de unde este alimentat prin ieșirea 3 și apoi prin conducta 4 (sau furtun) până la locul de utilizare.

Un rezervor rotund 1 este încărcat cu aproximativ 12 metri cubi de materie organică (de preferință gunoi de grajd proaspăt), care este turnat cu fracția lichidă de gunoi de grajd (urină) fără a adăuga apă. Fermentatorul începe să funcționeze la o săptămână după umplere. În această instalație, capacitatea fermentatorului este de 12 metri cubi, ceea ce face posibilă construirea acestuia pentru 2-3 familii ale căror case sunt situate în apropiere. O astfel de instalație poate fi construită într-o curte dacă familia crește, de exemplu, gobii sau conține mai multe vaci.

Figura 4 - Scheme de opțiuni pentru cele mai simple instalații: 1 - furnizarea de deșeuri organice; 2 - recipient pentru deșeuri organice; 3 - punctul de colectare a gazului sub cupolă; 4 - ieșire gaz; 5 - îndepărtarea nămolului; 6 - manometru; 7 - o cupolă din folie de polietilenă; 8 - sigiliu de apă și; 9 - marfă; 10 - pungă dintr-o singură bucată din polietilenă.

Schemele structurale și tehnologice ale celor mai simple plante de dimensiuni mici sunt prezentate în Figura 4. Săgețile indică mișcările tehnologice ale materiei organice inițiale, gazului, nămolului. Structural, cupola poate fi rigidă sau realizată din folie de polietilenă. O cupolă rigidă poate fi realizată cu o parte cilindrică lungă pentru scufundarea profundă în masa prelucrată, figura plutitoare 4, d sau introdusă în sigiliul hidraulic figura 4, e., Bine. În ultima versiune, o încărcătură 9 este plasată pe punga din film, astfel încât punga să nu se umfle prea mult, precum și pentru formarea unei presiuni suficiente sub film.

Gazul care este colectat sub cupolă sau folie este conductat până la punctul de utilizare. Pentru a evita o explozie de gaz, la priză poate fi instalată o supapă reglată de presiune. Cu toate acestea, pericolul unei explozii de gaz este puțin probabil, deoarece cu o creștere semnificativă a presiunii gazului sub cupolă, acesta din urmă va fi ridicat în garnitura hidraulică la o înălțime critică și se va răsturna, eliberând gazul.

Producția de biogaz poate fi redusă datorită faptului că o crustă se formează la suprafața materiilor prime organice din fermentator în timpul fermentării sale. Pentru a nu interfera cu evacuarea gazului, acesta este rupt prin agitarea masei într-un fermentator. Amestecarea se poate face nu manual, ci prin atașarea unei furci metalice la fundul cupolei. Cupola crește în garnitura hidraulică la o anumită înălțime atunci când gazul se acumulează și coboară pe măsură ce este utilizat.

Datorită mișcării sistematice de sus în jos a baldachinului, furcile conectate la baldachin vor rupe crusta.

Umiditatea ridicată și prezența hidrogenului sulfurat (până la 0,5%) contribuie la creșterea coroziunii părților metalice ale instalațiilor de biogaz. Prin urmare, starea tuturor elementelor metalice ale fermentatorului este monitorizată în mod regulat și petele deteriorate sunt protejate cu atenție, cel mai bine cu plumb roșu de plumb în unul sau două straturi și apoi vopsite în două straturi cu orice vopsea de ulei.

Figura 5. Diagrama unei instalații de biogaz cu încălzire: 1 - fermentator; 2 - scândură de lemn; 3 - gât de umplere; 4 - metantank; 5 - agitator; 6 - conductă de ramificare pentru prelevarea de biogaz; 7 - strat termoizolant; 8 - zăbrele; 9 - supapă de scurgere pentru masa procesată; 10 - canal pentru alimentarea cu aer; 11 - suflantă.

Instalație de biogaz cu încălzirea masei fermentabile cu căldură , eliberat în timpul descompunerii gunoiului de grajd, într-un fermentator aerob, este prezentat în figura 5. include un rezervor de metantan - un recipient metalic cilindric cu un gât de umplere 3. o supapă de scurgere 9. un agitator mecanic 5 și o conductă de ramificare 6 pentru prelevarea biogazului .

Fermentatorul 1 poate fi realizat dreptunghiular și 3 materiale din lemn. Pentru descărcarea gunoiului de grajd tratat, pereții de suc sunt detașabili. Podeaua fermentatorului este rețea, prin canalul tehnologic 10, aerul este suflat din suflantă 11. Fermentatorul este acoperit de sus cu scuturi din lemn 2. Pentru a reduce pierderile de căldură, pereții și fundul sunt realizate cu o izolație termică. stratul 7.

Instalarea funcționează astfel. Gunoiul lichid pre-preparat cu un conținut de umiditate de 88-92% este turnat în rezervorul metant 4 prin golovin 3, nivelul lichidului este determinat de partea inferioară a gâtului de umplere. Fermentatorul aerob 1 prin partea de deschidere superioară este umplut cu gunoi de grajd sau cu un amestec de gunoi de grajd cu un umplutură organică uscată (paie, rumeguș) cu un conținut de umiditate de 65-69%. Când aerul este furnizat prin canalul procesului, materia organică începe să se descompună în fermentator și se eliberează căldură. Este suficient să încălziți conținutul metantankului. Ca rezultat, biogazul este eliberat. Se acumulează în partea superioară a rezervorului metantan. Prin conducta de ramificare 6 este utilizată pentru nevoile casnice. În procesul de fermentare, gunoiul de grajd din digestor este amestecat cu un mixer 5.

O astfel de instalație va răsplăti într-un an numai din cauza eliminării deșeurilor în gospodăria personală. Valorile aproximative pentru consumul de biogaz sunt date în tabelul 2.

Tabelul nr. 2 - valori aproximative pentru consumul de biogaz

Notă: unitatea poate funcționa în orice zonă climatică.

Figura 6 - Schema unei plante individuale de biogaz IBGU-1: 1 - gât de umplere; 2 - agitator; 3 - conductă de ramificare pentru prelevarea de probe de gaze; 4 - strat termoizolant; 5 - conductă de ramificație cu macara pentru descărcarea masei procesate; 6 - termometru.

Plantă individuală de biogaz (IBGU-1) pentru o familie cu 2 până la 6 vaci sau 20-60 porci sau 100-300 păsări (Figura 6). Planta poate prelucra zilnic de la 100 la 300 kg de gunoi de grajd și produce 100-300 kg de îngrășăminte organice ecologice și 3-12 m 3 de biogaz.

Odată cu creșterea prețurilor mondiale la energie, mulți locuitori din mediul rural iau în considerare metode alternative de înlocuire a acestora. Unii inventatori au instalat turbine eoliene pentru a-și asigura casele cu energie electrică. Dar ce zici de gaz? La urma urmei, cea mai mare parte a costurilor de încălzire se plătește pentru consumul de gaz. Oamenii au început să se gândească cum să obțină singuri benzină. În acest scop, a fost creat un bioreactor care funcționează pe deșeuri agricole. Pentru un sătean simplu, aceasta este o instalare foarte scumpă. Dar unii inventatori susțin că aproape fiecare proprietar al curții sale poate face un bioreactor cu propriile sale mâini.

Principiul de funcționare al bioreactorului

Bioreactorul funcționează pe deșeuri organice, prin urmare, pentru funcționarea sa continuă, este necesară disponibilitatea constantă a gunoiului de grajd și a altor deșeuri agricole. Biogazul produs de plantă este combustibil biologic pur și, în ceea ce privește performanța sa, este similar cu gazul natural.

Lucrarea bioreactorului este de a procesa deșeurile organice în gaz și îngrășăminte. Pentru a face acest lucru, acestea sunt încărcate într-un rezervor de bioreactoare, unde bacteriile anaerobe procesează biomasa. Pentru a obține o fermentație corectă, este inacceptabil ca aerul să intre în rezervor. Timpul de procesare depinde de volumul deșeurilor încărcate. Gazul emis este format din 60% metan și 35% dioxid de carbon. Alte impurități sunt de 5%. Gazul rezultat este purificat și apoi gata pentru utilizare în aparatele de uz casnic.

Notă! Materiile prime prelucrate sunt scoase din rezervor și utilizate ca îngrășământ în agricultură, iar în locul său sunt încărcate deșeuri noi.

Designul celui mai simplu bioreactor

Cel mai simplu dispozitiv pe care îl puteți construi cu propriile mâini constă dintr-un reactor pentru procesare, un rezervor de încărcare, o trapă de intrare, o trapă pentru colectarea deșeurilor reziduale, o etanșare hidraulică și o conductă de evacuare a gazului. Pentru o idee mai bună, există un design simplu al bioreactorului.

Bioreactorul este realizat din beton armat sau un container metalic și instalat într-o zonă selectată a curții. Cel mai important lucru este că instalarea este complet strânsă. Dimensiunea rezervorului depinde de cantitatea constantă de deșeuri disponibile pentru procesare, care este încărcată la 2/3 din dimensiunea sa. Pentru referință: din 1 tonă de deșeuri în timpul procesării se obțin 100 m 3 de gaz. Pe baza acestor calcule, nu este practic să instalați un container mic. La urma urmei, cantitatea de gaz produsă depinde de cantitatea de deșeuri încărcate pentru procesare. Unul dintre dispozitivele principale de pe container este trapa de colectare a deșeurilor, care trebuie sigilată.

Notă! Deșeurile uzate trebuie descărcate în mod constant. Pentru ca trapa să nu se deformeze din cauza deschiderii frecvente și să nu existe scurgeri de gaz, este necesar să se asigure un design fiabil.

O atenție deosebită trebuie acordată construcției rezervorului. Pereții și fundul trebuie să aibă o bază solidă din beton. Întărirea trebuie efectuată în timpul turnării. După ce soluția s-a solidificat, suprafața este tratată cu agenți de impermeabilizare. Partea superioară a rezervorului este realizată din cărămizi refractare așezate pe un cadru metalic.

Încălzire cu biomasă

Funcționarea constantă a reactorului depinde de activitatea vitală a bacteriilor care fermentează biomasa. Într-o masă rece, acestea se află într-un mod inactiv. Merită să îl încălziți până la temperatura dorită și bacteriile își vor relua activitatea. Temperatura optimă de fermentare este de la +38 ° C. În regiunile calde, temperatura aerului exterior este suficientă pentru ca reactorul să funcționeze fără încălzire. Iar pentru regiunile reci, va trebui să instalați un sistem de încălzire. O bobină de încălzire instalată sub vas poate rezolva această problemă. Este conectat la sistemul de încălzire și robinetele (sau termostatul) reglează circulația apei calde pentru a menține temperatura dorită.

Notă! Opțional, puteți instala o bobină cu elemente de încălzire electrice. Acestea sunt conectate la un sistem de automatizare care reglează temperatura de încălzire. Pentru a face acest lucru, puteți utiliza automatizarea obișnuită de la cazanele de apă caldă.

Baterie bioreactor

În timpul funcționării reactorului, pentru cea mai bună activitate a bacteriilor, materia primă trebuie agitată periodic. Acest rol poate fi îndeplinit de un dispozitiv sub forma unui mixer. Lamele sale se află în interiorul containerului, iar arborele se stinge. Mixerul este acționat de un motor electric. În locul în care arborele iese, ar trebui să existe glande care să mențină etanșeitatea camerei.

Notă! În unele cazuri, un motor electric etanș este instalat direct în rezervor.

Primind benzină

Gazul generat în timpul reacției iese printr-o conductă de evacuare a gazului conectată la capacul superior. Prin conductă, este alimentat într-o garnitură de apă, care va exclude pătrunderea aerului în gaz. Gazul purificat în garnitura de apă cu apă este trimis la rezervorul de gaz pentru a fi transportat în continuare către consumator. Pentru a îmbunătăți sistemul, pot fi instalate două rezervoare de gaz. În acest sistem, condensul se va instala în primul rezervor, iar gazul este pompat în al doilea rezervor sub presiune. Pentru a controla presiunea gazului, este necesar să instalați un manometru și o supapă de eliberare. Presiunea excesivă a gazului va deschide supapa și va elimina excesul.

Au fost date baza teoretica producerea gazului metan din biomasă prin digestie anaerobă.

A fost explicat rolul bacteriilor în transformarea pas cu pas a substanțelor organice, cu o descriere a condițiilor necesare pentru cea mai intensă producție de biogaz. Acest articol va oferi implementări practice ale plantelor de biogaz, cu o descriere a unor structuri de casă.

Pe măsură ce prețurile la energie cresc, iar mulți proprietari de ferme de creștere a animalelor și ferme mici au probleme cu eliminarea deșeurilor, au apărut la vânzare complexe industriale pentru producerea de biogaz și mici instalații de biogaz pentru o casă privată. Utilizând motoarele de căutare, utilizatorul de internet poate găsi cu ușurință o soluție gata făcută la prețuri accesibile, astfel încât uzina de biogaz și prețul acesteia să răspundă nevoilor, să ia legătura cu furnizorii de echipamente și să cadă de acord asupra construcției unui generator de biogaz acasă sau la fermă.

Complex industrial pentru producerea de biogaz

Bioreactorul - baza unei plante de biogaz

Se numește capacitatea în care se produce descompunerea anaerobă a biomasei bioreactor, fermentator sau metantan. Bioreactoarele sunt complet sigilate, cu o cupolă fixă ​​sau plutitoare și au un design de clopot de scufundare. Bioreactoarele psihrofile cu clopot (care nu necesită încălzire) au forma unui rezervor deschis cu biomasă lichidă, în care este scufundat un recipient sub formă de cilindru sau clopot, unde este colectat biogazul.

Biogazul colectat pune presiune pe cilindru, ceea ce face ca acesta să se ridice deasupra rezervorului. Astfel, clopotul funcționează și ca suport de gaz - o stocare temporară a gazului generat.

Dezavantajul proiectării clopotului reactorului de biogaz este imposibilitatea de a amesteca substratul și de a-l încălzi în perioadele reci ale anului. De asemenea, un factor negativ este mirosul puternic și condițiile insalubre datorate suprafeței deschise a unei părți a substratului.

În plus, o parte din gazul generat va scăpa în atmosferă, poluând mediul. Prin urmare, acești bioreactori sunt utilizați numai în plante artizanale de biogaz din țările sărace cu climă caldă.

Pentru a preveni poluarea mediului înconjurător și a elimina mirosurile neplăcute, reactoarele instalațiilor de biogaz pentru industriile casnice și mari au un design cu cupolă fixă. Forma structurii în procesul de gazare nu contează prea mult, dar atunci când se utilizează un cilindru cu acoperiș în formă de cupolă, se realizează economii semnificative în materiale de construcție. Bioreactoarele cu cupolă fixă ​​sunt echipate cu duze pentru adăugarea de porțiuni noi de biomasă și colectarea substratului uzat.

Principalele tipuri de plante de biogaz

Deoarece un design cu cupolă fixă ​​este cel mai acceptabil, majoritatea soluțiilor de bioreactor sunt de acest tip. În funcție de metoda de încărcare, bioreactoarele au un design diferit și se împart în:

• Lot, cu o încărcare unică a întregii biomasă și cu descărcarea completă ulterioară după prelucrarea materiilor prime. Principalul dezavantaj al acestui tip de bioreactor este evoluția inegală a gazelor în timpul procesării substratului;
• încărcarea și descărcarea continuă a materiilor prime, datorită cărora se realizează o eliberare uniformă a biogazului. Datorită proiectării bioreactorului, în timpul încărcării și descărcării, producția de biogaz nu se oprește și nu există scurgeri, deoarece conductele prin care se adaugă și se îndepărtează biomasa sunt realizate sub forma unei etanșări hidraulice care împiedică scurgerea gazului.

Reactoarele de biogaz în serie pot fi de orice proiect pentru a preveni scurgerile de gaz. De exemplu, în timp util, în Australia, au fost populare metantaniile canalelor cu un bolț elastic de umflare, unde o ușoară presiune în exces în interiorul bioreactorului a umflat o bulă din polipropilenă durabilă. Când a fost atins un anumit nivel de presiune în interiorul bioreactorului, un compresor a fost pornit, pompând biogazul produs.

Tipul de fermentație din această instalație de biogaz poate fi mezofil (cu încălzire redusă). Datorită suprafeței mari a cupolei de umflare, bioreactoarele de conducte pot fi instalate numai în încăperi încălzite sau în regiuni cu climă caldă. Avantajul designului este că nu este nevoie de un receptor intermediar, dar un mare dezavantaj este vulnerabilitatea cupolei elastice la deteriorarea mecanică.

Recent, bioreactoarele în lot cu fermentare uscată a gunoiului de grajd fără a adăuga apă pe substrat câștigă popularitate. Deoarece gunoiul de grajd are propria umiditate, acesta va fi suficient pentru activitatea vitală a organismelor, deși intensitatea reacțiilor va scădea.

Bioreactoarele uscate au aspectul unui garaj etanș cu uși închise bine. Biomasa este încărcată în reactor folosind un încărcător frontal și rămâne în această stare până la sfârșitul ciclului complet de gazare (aproximativ șase luni), fără a fi nevoie să adăugați substratul și să-l amestecați.

Fabrica de biogaz DIY

Trebuie remarcat faptul că, în majoritatea bioreactoarelor, de regulă, numai zona de generare a gazului este sigilată, iar biomasa lichidă la intrare și ieșire este sub presiune atmosferică. Suprapresiune în interiorul bioreactorului deplasează o parte din substratul lichid în duze, datorită căreia nivelul de biomasă din ele este ușor mai mare decât în ​​interiorul rezervorului.

Aceste modele de bioreactoare de casă sunt populare în rândul meșterilor populari care fabrică independent plante de biogaz cu propriile mâini pentru acasă, permițând încărcarea și descărcarea manuală reutilizabilă a substratului. Atunci când realizează bioreactoare cu propriile mâini, mulți meșteri experimentează cu containere complet sigilate, folosind mai multe camere de cauciuc din anvelopele vehiculelor mari ca suport de protecție.

În videoclipul de mai jos, un entuziast al producției de biogaz de casă, folosind exemplul butoaielor umplute cu gunoi de grajd de păsări, dovedește posibilitatea obținerii reale a gazului combustibil acasă, procesând deșeurile de la păsări în îngrășământ util. Singurul lucru care poate fi adăugat la designul descris în acest videoclip este că trebuie să puneți un manometru și o supapă de siguranță pe un bioreactor de casă.

Calculele productivității bioreactorului

Cantitatea de biogaz este determinată de greutatea și calitatea materiilor prime utilizate. Pe Internet, puteți găsi tabele care indică cantitatea de deșeuri produse de diferite animale, dar proprietarii care trebuie să îndepărteze gunoi de grajd în fiecare zi, această teorie este inutilă, deoarece, datorită propriei practici, știu cantitatea și masa de viitorul substrat. Pe baza disponibilității stocurilor de materii prime regenerabile în fiecare zi, este posibil să se calculeze volumul necesar al bioreactorului și zilnic producerea de biogaz.

După calcule și proiectarea aprobată a bioreactorului, puteți continua construcția acestuia. Materialul poate fi un rezervor de beton armat, turnat în pământ, sau zidărie, sigilat cu un strat special, care este utilizat pentru tratarea bazinelor.

De asemenea, este posibil să se construiască rezervorul principal al unei fabrici de biogaz casnice din fier, acoperit cu material anticoroziv. Micile bioreactoare industriale sunt adesea fabricate din rezervoare din plastic rezistente chimic la volum mare.

Instalațiile industriale de biogaz utilizează sisteme electronice de control și diverși reactivi pentru corectare compoziție chimică substrat și nivelul său de aciditate, precum și adăugat la biomasă substanțe speciale - enzime și vitamine care stimulează reproducerea și activitatea vitală a microorganismelor din interiorul bioreactorului. Pe măsură ce microbiologia avansează, se creează tulpini tot mai rezistente și eficiente de bacterii metanogene, care pot fi achiziționate de la companii de biogaz.

Necesitatea pompării și purificării biogazului

Producția constantă de gaz într-un bioreactor de orice proiect duce la necesitatea pompării biogazului. Unele plante primitive de biogaz pot arde gazul rezultat direct într-un arzător instalat în apropiere, dar instabilitatea suprapresiunii din bioreactor poate duce la dispariția flăcării și la eliberarea ulterioară. gaz otrăvitor... Utilizarea unei astfel de plante primitive de biogaz conectate la o sobă este categoric inacceptabilă datorită posibilității de otrăvire a biogazului brut cu componente toxice.

Prin urmare, aproape orice schemă a unei fabrici de biogaz include rezervoare de stocare a gazelor și un sistem de purificare a gazelor. Ca un complex de curățare de casă, puteți utiliza un filtru de apă și un recipient de casă umplut cu așchii de metal sau puteți achiziționa sisteme de filtrare profesionale. Rezervorul pentru depozitarea temporară a biogazului poate fi format din camere din anvelope, din care gazul este pompat din când în când de un compresor în buteliile standard de propan pentru depozitare și utilizare ulterioară.

Un bioreactor îmbunătățit cu o cupolă plutitoare poate fi perceput ca o alternativă la utilizarea obligatorie a unui gasholder. Îmbunătățirea constă în adăugarea unui deflector concentric, care formează un buzunar de apă, care acționează ca un sigiliu de apă și nu permite biomasei să intre în contact cu aerul. Presiunea din interiorul cupolei plutitoare va depinde de greutatea sa. Trecând gazul prin sistemul de purificare și reductor, acesta poate fi utilizat într-o sobă menajeră, sângerând periodic din bioreactor.

Măcinarea și amestecarea substratului în bioreactor

Agitarea biomasei este o parte importantă a procesului de generare a biogazului, oferind bacteriilor acces la substanțe nutritive care pot deveni aglomerate în partea de jos a bioreactorului. Pentru ca particulele de biomasă să fie mai bine amestecate în bioreactor, acestea trebuie zdrobite mecanic sau manual înainte de a fi încărcate în rezervorul metan. În prezent, instalațiile de biogaz industriale și casnice utilizează trei metode de amestecare a substratului:

1. agitatoare mecanice, actionate de un motor electric sau manual;
2. amestecarea circulantă utilizând o pompă sau o elice care pompează substratul în interiorul bioreactorului;
3. amestecarea cu bule prin suflarea de biomasă lichidă cu biogaz existent. Dezavantajul acestei metode este formarea de spumă pe suprafața substratului.

Amestecarea mecanică a substratului în interiorul bioreactorului poate fi efectuată manual sau automat, pornind motorul electric folosind un temporizator electronic. Jetul de apă sau amestecarea cu biomasă cu barbotare poate fi efectuată numai folosind motoare electrice, controlate manual sau utilizând un algoritm software.

Acest bioreactor are un dispozitiv de agitare mecanică

Încălzirea substratului în instalațiile de biogaz mezofil și termofil

Temperatura optimă pentru gazare este temperatura substratului în intervalul 35-50ºC. Pentru a menține această temperatură în bioreactor, diferite sisteme de încălzire- apă, abur, electric. Controlul temperaturii trebuie efectuat folosind un termostat sau termocupluri conectate la un actuator care reglează încălzirea bioreactorului.

De asemenea, trebuie amintit că o flacără deschisă va supraîncălzi pereții bioreactorului, iar biomasa va arde în interiorul acestuia. Un substrat ars va reduce transferul de căldură și calitatea încălzirii, iar peretele fierbinte al bioreactorului se va prăbuși rapid. Una dintre cele mai bune opțiuni este încălzirea apei din conducta de retur a sistemului de încălzire a locuinței. Este necesar să instalați un sistem de supape electrice pentru a putea opri încălzirea bioreactorului sau conecta încălzirea substratului direct de la cazan dacă este prea rece.

Încălzirea substratului în bioreactor cu ajutorul elementelor de încălzire va fi benefică numai dacă există o electricitate alternativă obținută de la un generator eolian sau panouri solare. În acest caz, elementele de încălzire pot fi conectate direct la un generator sau baterie, ceea ce va exclude convertizoarele de tensiune scumpe din circuit. Pentru a reduce pierderile de căldură și a reduce costul încălzirii substratului în bioreactor, este necesar să îl izolăm cât mai mult cu ajutorul diferitelor încălzitoare.

Experiențe practice care sunt inevitabile atunci când construiți plante de biogaz cu propriile mâini

Indiferent cât de mult citește literatura unui pasionat de biogaz începător și oricât de multe videoclipuri urmărește, în practică va trebui să înveți foarte multe singur, iar rezultatele, de regulă, vor fi departe de cele calculate.

Prin urmare, mulți meșteșugari începători urmează calea experimentelor independente pentru a obține biogaz, începând cu recipiente mici, determinând cât de mult gaz din materiile prime disponibile este produs de mica sa instalație experimentală de biogaz. Prețurile componentelor, randamentele de metan și costurile viitoare ale construcției unei fabrici de biogaz complet funcționale vor determina rentabilitatea și fezabilitatea acesteia.

În videoclipul de mai sus, comandantul demonstrează capacitățile fabricii sale de biogaz, observând cât de mult biogaz va fi produs într-o zi. În cazul său, atunci când pompăm opt atmosfere în receptorul compresorului, volumul gazului rezultat după recalculări luând în considerare volumul containerului de 24 de litri va fi de aproximativ 0,2 m².

Acest volum de biogaz obținut dintr-un butoi de două sute de litri nu este semnificativ, dar, așa cum se arată în următorul videoclip al acestui master, această cantitate de gaz va fi suficientă pentru o oră de ardere a unui arzător (15 minute înmulțit cu patru atmosfere cilindrice, care este de două ori receptorul).

Într-un alt videoclip de mai jos, vrăjitorul vorbește despre producerea de biogaz și îngrășăminte organice prin procesarea deșeurilor organice într-o fabrică de biogaz. Trebuie avut în vedere faptul că valoarea îngrășămintelor ecologice poate depăși costul gazului produs, iar apoi biogazul va deveni un produs secundar util al procesului de fabricare a îngrășămintelor de calitate. O alta proprietate utilă materia primă organică este capacitatea de a o stoca pentru o anumită perioadă pentru a fi folosită la momentul potrivit.

„Mad Max 3. Sub domul tunetului” toată lumea arăta? Apoi am citit o altă copie și lipire luată de aici: http: //serhii.my1.ru/publ/stati_dr_avtorov/biogaz _...

Biogaz. A lua metan acasă.

Ce este biogazul?

Recent, din ce în ce mai multă atenție a fost atrasă de surse de energie netradiționale, din punct de vedere tehnic: radiații solare, maree și valuri marine și multe altele. Unele dintre ele, de exemplu vântul, au fost utilizate pe scară largă în trecut, iar astăzi se confruntă cu o renaștere. Unul dintre tipurile „uitate” de materii prime este biogazul, care a fost folosit în China antică și a fost „descoperit” din nou în vremea noastră.

Ce este biogazul? Acest termen denotă un produs gazos obținut ca rezultat al anaerobului, adică fără acces la aer, fermentare (supraîncălzire) a substanțelor organice de diferite origini. În orice fermă țărănească, o cantitate semnificativă de gunoi de grajd, vârfuri de plante și diverse deșeuri sunt colectate în timpul anului. De obicei, după descompunere, acestea sunt folosite ca îngrășământ organic. Cu toate acestea, puțini oameni știu cât de mult biogaz și căldură este eliberat în timpul fermentării. Dar această energie poate servi și sătenilor.

Biogazul este un amestec de gaze. Componentele sale principale sunt metanul (CH4) - 55-70% și dioxidul de carbon (CO2) - 28-43%, precum și alte gaze în cantități foarte mici, de exemplu, hidrogenul sulfurat (H2S).

În medie, 1 kg de materie organică, care este biodegradabilă 70%, produce 0,18 kg de metan, 0,32 kg de dioxid de carbon, 0,2 kg de apă și 0,3 kg de reziduu ireductibil.

Factori care afectează producția de biogaz.

Deoarece descompunerea deșeurilor organice are loc datorită activității anumitor tipuri de bacterii, este afectată semnificativ de mediu inconjurator... Astfel, cantitatea de gaz produsă depinde în mare măsură de temperatură: cu cât este mai caldă, cu atât este mai mare rata și gradul de fermentare a materiilor prime organice. De aceea, probabil, primele plante pentru producerea de biogaz au apărut în țările cu climă caldă. Cu toate acestea, utilizarea unei izolații termice fiabile și, uneori, a apei încălzite, face posibilă stăpânirea construcției de generatoare de biogaz în zone în care temperatura în timpul iernii scade la -20 ° C. Există anumite cerințe pentru materiile prime: trebuie să fie adecvată pentru dezvoltarea bacteriilor, să conțină materie organică biodegradabilă și o cantitate mare de apă (90-94%). Este de dorit ca mediul să fie neutru și fără substanțe care interferează cu acțiunea bacteriilor: de exemplu, săpun, pulberi de spălat, antibiotice.

Pentru obținerea biogazului, a deșeurilor vegetale și menajere, pot fi folosiți gunoi de grajd, canalizare etc. În timpul procesului de fermentare, lichidul din rezervor tinde să fie împărțit în trei fracții. Crusta superioară, formată din particule mari antrenate de bule de gaz în creștere, după un timp poate deveni destul de dură și va interfera cu eliberarea de biogaz. În mijlocul fermentatorului, se acumulează lichid, iar fracțiunea inferioară, noroioasă precipită.

Bacteriile sunt cele mai active în zona de mijloc. Prin urmare, conținutul rezervorului trebuie amestecat periodic - cel puțin o dată pe zi și, de preferință, de până la șase ori. Amestecarea se poate face prin mijloace mecanice, prin mijloace hidraulice (recirculare prin pompă), prin intermediul unui sistem pneumatic (recirculare parțială a biogazului) sau prin diferite metode de auto-amestecare.

Instalații pentru producția de biogaz.

În România, generatoarele de biogaz sunt răspândite. Una dintre primele instalații individuale (Figura 1A) a fost pusă în funcțiune în decembrie 1982. De atunci, ea a furnizat cu succes gaz pentru trei familii învecinate, fiecare cu un aragaz convențional cu trei arzătoare și un cuptor. Fermentatorul este situat într-o groapă cu un diametru de aproximativ 4 m și o adâncime de 2 m (volum de aproximativ 21 m3), căptușită din interior cu fier de acoperiș, sudată de două ori: mai întâi prin sudare electrică și apoi, pentru fiabilitate, gaz. Pentru protecția anticorozivă, interiorul rezervorului este acoperit cu rășină. În afara marginii superioare a fermentatorului, se realizează o canelură inelară din beton cu o adâncime de aproximativ 1 m, care servește drept sigiliu de apă; în acest canal, umplut cu apă, porțiunea verticală a clopotului care închide rezervorul.

Clopotul cu o înălțime de aproximativ 2,5 m este realizat din tablă de oțel de doi milimetri. Gazul este colectat în partea superioară a acestuia.

Autorul acestui proiect a ales opțiunea de colectare a gazului, spre deosebire de alte instalații cu ajutorul unei conducte situate în interiorul fermentatorului și având trei ramuri subterane - la trei ferme. În plus, apa din canelura de etanșare a apei curge, ceea ce previne înghețarea în timpul iernii. Fermentatorul este încărcat cu aproximativ 12 m3 de gunoi de grajd proaspăt, peste care se toarnă urina de vacă (nu se adaugă apă. Generatorul începe să funcționeze la 7 zile după umplere.

O altă instalație are un aspect similar (Fig. 1B). Fermentatorul său este realizat într-o groapă cu o secțiune transversală pătrată care măsoară 2x2 și o adâncime de aproximativ 2,5 m. Groapa este căptușită cu dale de beton armat de 10-12 cm grosime, tencuite cu ciment și acoperite cu rășină pentru etanșeitate la aer. Șanțul garniturii de apă cu o adâncime de aproximativ 50 cm este, de asemenea, beton, clopotul este sudat din fierul de acoperiș și poate aluneca liber pe patru „urechi” de-a lungul a patru ghidaje verticale instalate pe un rezervor de beton. Clopotul are o înălțime de aproximativ 3 m, dintre care 0,5 m este scufundat într-o canelură.

La prima umplere, 8 m3 de balegă proaspătă de vacă au fost încărcate în fermentator și aproximativ 400 l de urină de vacă au fost spălate deasupra. După 7-8 zile, instalația furniza deja pe deplin proprietarii cu gaz.

Un generator de biogaz are un design similar, conceput pentru a primi 6 m3 de gunoi de grajd amestecat (de la vaci, oi și porci). Acest lucru a fost suficient pentru a asigura funcționarea normală a unei sobe pe gaz cu trei arzătoare și un cuptor.

O altă instalație se distinge prin orice detaliu structural interesant: lângă fermentator, sunt așezate trei camere mari de tractor conectate la acesta prin intermediul unui furtun în formă de T, conectate între ele (instalația 2). Noaptea, când biogazul nu este utilizat și se acumulează sub clopot, există pericolul ca acesta din urmă să se răstoarne din cauza presiunii excesive. Rezervorul de cauciuc servește drept container suplimentar. Un fermentator cu dimensiunea de 2x2x1,5 m este suficient pentru funcționarea a două arzătoare și, cu o creștere a volumului util al instalației la 1 m3, se poate obține o cantitate de biogaz suficientă pentru încălzirea unei locuințe.

Particularitatea acestei opțiuni de instalare este dispozitivul unui clopot de 138 cm și o înălțime de 150 cm dintr-o pânză cauciucată utilizată pentru fabricarea bărcilor gonflabile. Fermentatorul este un rezervor metalic de 140x380 cm și are un volum de 4,7 m3. Clopotul este introdus în gunoiul de grajd în fermentator la o adâncime de cel puțin 30 cm pentru a oferi un obturator hidraulic pentru evacuarea biogazului în atmosferă. În partea superioară a rezervorului umflabil, este prevăzut un robinet, conectat la un furtun; prin ea, gazul curge către o sobă de gaz cu trei arzătoare și o coloană pentru încălzirea apei. Pentru a asigura condiții optime pentru funcționarea fermentatorului, gunoiul de grajd este amestecat cu apă fierbinte.

Efectul de seră este, de asemenea, utilizat pentru încălzirea fermentatorului. Un cadru metalic este ridicat peste rezervor, care este acoperit cu folie de plastic: în caz de nefavorabil conditiile meteo reține căldura și accelerează semnificativ procesul de descompunere a materiilor prime.

În România, generatoarele de biogaz sunt utilizate și în fermele de stat sau în cooperare. Iată una dintre ele. Are două fermentatoare cu o capacitate de 203 m3, închise cu un cadru cu folie de plastic (Fig. 3). Iarna, gunoiul de grajd este încălzit cu apă fierbinte. Capacitatea centralei este de 300-480 m3 de gaz pe zi. Această sumă este suficientă pentru a satisface toate nevoile complexului agroindustrial local.

Sfaturi practice.

După cum sa menționat deja, rolul decisiv. temperatura joacă un rol în dezvoltarea procesului de fermentare: încălzirea materiei prime de la 15? până la 20 ° poate dubla producția de energie. Prin urmare, generatoarele au adesea un sistem special de încălzire pentru materiile prime, dar majoritatea instalațiilor nu sunt echipate cu acesta; ei folosesc doar căldura eliberată în timpul descompunerii însăși a materiei organice. Una dintre cele mai importante condiții pentru funcționarea normală a fermentatorului este disponibilitatea unei izolații de căldură fiabile. În plus, este necesar să se minimizeze pierderile de căldură la curățarea și umplerea buncărului de fermentare.

De asemenea, este necesar să ne amintim despre necesitatea asigurării echilibrului biochimic. Uneori rata producției de acid de către bacterii este mai mare decât rata consumului lor de către bacteriile din cel de-al doilea grup. În acest caz, aciditatea masei crește, iar producția de biogaz scade. Situația poate fi corectată fie prin reducerea porției zilnice de materii prime, fie prin creșterea solubilității acesteia (dacă este posibil, cu apă fierbinte), sau, în cele din urmă, prin adăugarea unui agent neutralizant - de exemplu, lapte de var, spălare sau bicarbonat de sodiu .

Producția de biogaz poate fi redusă din cauza unei perturbări a raportului dintre carbon și azot. În acest caz, substanțele care conțin azot sunt introduse în fermentator - urină sau o cantitate mică de săruri de amoniu, care sunt de obicei utilizate ca îngrășăminte chimice (50-100 g la 1 m3 de materie primă).

Trebuie amintit că umiditatea ridicată și prezența hidrogenului sulfurat (al cărui conținut în biogaz poate ajunge la 0,5%) stimulează coroziunea crescută a părților metalice ale instalației. Prin urmare, starea tuturor celorlalte elemente ale fermentatorului ar trebui să fie monitorizată în mod regulat și protejată cu atenție în locuri deteriorate: cel mai bine cu plumb roșu de plumb - într-unul sau două straturi și apoi încă două straturi de vopsea cu ulei.

Atât conductele (metalice sau din plastic), cât și furtunurile din cauciuc pot fi utilizate ca conductă pentru transportul biogazului de la ieșirea din partea superioară a clopotului instalației către consumator. Este recomandabil să le conduceți într-un șanț adânc pentru a exclude rupturile cauzate de înghețarea apei condensate în timpul iernii. Dacă gazul este transportat cu ajutorul unui furtun prin aer, atunci este necesar un dispozitiv special pentru a scurge condensul. Cea mai simplă schemă a unui astfel de dispozitiv este un tub în formă de U conectat la furtun în punctul său cel mai de jos (Fig. 4). Lungimea ramurii tubului liber (x) trebuie să fie mai mare decât presiunea de biogaz exprimată în milimetri de coloană de apă. Pe măsură ce condensul din conducte se scurge în conductă, apa este turnată prin capătul său liber, fără scurgeri de gaz.

În partea superioară a clopotului, este de asemenea recomandabil să se prevadă o conductă de ramificare pentru instalarea unui manometru, pentru a evalua cantitatea de biogaz acumulat după valoarea presiunii.

Experiența operării instalațiilor a arătat că utilizarea unui amestec de substanțe organice diferite ca materie primă oferă mai mult biogaz decât atunci când se încarcă fermentatorul cu unul dintre componente. Se recomandă reducerea ușoară a conținutului de umiditate al materiilor prime iarna (până la 88-90%) și creșterea vara (92-94%). Apa utilizată pentru diluare trebuie să fie caldă (de preferință 35-40 °).

Materiile prime se servesc în porții, cel puțin o dată pe zi. După prima încărcare a fermentatorului, biogazul este adesea produs mai întâi, care conține mai mult de 60% dioxid de carbon și, prin urmare, nu arde. Acest gaz este aerisit în atmosferă și după 1 până la 3 zile unitatea va începe să funcționeze normal.