Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Kmetije se vsako leto soočajo s problemom odstranjevanja gnoja. Nikjer ne gredo veliko denarja, ki je potrebno za organizacijo njegove odstranitve in odlaganja. Vendar pa obstaja način, ki vam omogoča ne samo, da prihranite svoj denar, ampak tudi prisilite ta naravni proizvod, da služi sam sebi.

Premišljeni lastniki že dolgo izvajajo ekotehnologijo, ki omogoča pridobivanje bioplina iz gnoja in uporabo rezultatov kot goriva.

Zato bomo v našem gradivu razpravljali o tehnologiji proizvodnje bioplina, govorili pa bomo tudi o tem, kako zgraditi bioenergetsko napravo.

Prednosti uporabe biotehnologije

Tehnologija proizvodnje biogoriv iz različnih naravnih virov ni nova. Raziskave na tem področju so se začele v poznem 18. stoletju in se uspešno razvile v 19. stoletju. V Sovjetski zvezi je bila prva bioenergetska naprava ustvarjena v štiridesetih letih prejšnjega stoletja.

Biotehnologija se že dolgo uporablja v mnogih državah, danes pa so še posebej pomembni. Zaradi poslabšanja ekoloških razmer na planetu in visokih stroškov energije se mnogi spopadajo z alternativnimi viri energije in toplote.

Tehnologija predelave gnoja v bioplin zmanjšuje količino škodljivih emisij metana v ozračje in pridobiva dodaten vir toplotne energije.

Seveda je gnoj zelo dragoceno gnojilo, in če sta na kmetiji dve kravi, potem ni nobenih težav z njeno uporabo. Druga stvar, ko gre za kmetije z velikimi in srednjimi živinorejami, kjer se letno proizvedejo ton fetidnega in gnilega biološkega materiala.

Da bi gnoj postal kakovostno gnojilo, potrebujemo območja z določenim temperaturnim režimom in to so dodatni stroški. Zato ga mnogi kmetje shranijo, kjer je to potrebno, in jih nato odnesejo na polja.

Glede na količino proizvedenih surovin na dan je treba izbrati dimenzije naprave in stopnjo njene avtomatizacije.

Če se pogoji skladiščenja ne upoštevajo, gnoj upari do 40% dušika in glavni del fosforja, kar znatno poslabša njegove kazalce kakovosti. Poleg tega se v ozračje oddaja plin metan, kar negativno vpliva na ekološko stanje planeta.

Sodobne biotehnologije omogočajo ne samo nevtralizacijo škodljivih učinkov metana na ekološke razmere, temveč tudi, da služijo v korist človeka, hkrati pa pridobivajo znatne gospodarske koristi. Zaradi predelave gnoja nastane bioplin, iz katerega lahko dobite na tisoče kilovatov energije, proizvodni odpadki pa so zelo dragoceno anaerobno gnojilo.

Organizacija sistema za proizvodnjo bioplina je ekonomsko upravičena za kmetije. Če samo dve krav dajejo surovine, ga je bolje uporabiti kot gnojilo. Plin, pridobljen s predelavo gnoja, bo zagotavljal toploto in energijo. Po čiščenju se lahko oskrbuje s štedilnikom, kotel pa se črpa v valj, ki ga uporablja generator Strukturno, najpreprostejši predelovalni obrat je enostavno zgraditi z lastnimi rokami. Njegov glavni organ je bioreaktor, ki mora biti dobro hidro in toplotno izoliran. Za tiste, ki želijo skrajšati konstrukcijo sistema, ustrezna plastična proizvodna zmogljivost. Uporablja enaka načela gradnje in izolacije.

Mehanizem nastajanja plina iz organskih surovin

Bioplin je hlapna snov brez barve in vonja, ki vsebuje do 70% metana. Po kazalnikih kakovosti je blizu tradicionalne vrste goriva - zemeljskega plina. Ima dobro kalorično vrednost, 1 m3 bioplina oddaja toliko toplote, kot je pridobljeno s sežiganjem enega in pol kilograma premoga.

Oblikovanje bioplina dolgujemo anaerobnim bakterijam, ki se aktivno ukvarjajo z razgradnjo organskih surovin, v katerih se uporabljajo gnoji domačih živali, ptičji iztrebki, odpadki vseh rastlin.

Pri samostojni proizvodnji bioplina se lahko uporablja perutninski gnoj in odpadki majhne in velike živine. Surovine se lahko uporabljajo v čisti obliki in v obliki mešanice z vključitvijo trave, listja, starega papirja

Za aktiviranje procesa je potrebno ustvariti ugodne pogoje za delovanje bakterij. Biti morajo podobni tistim, v katerih se mikroorganizmi razvijajo v naravnem rezervoarju - v želodcu živali, kjer je toplo in ni kisika.

Pravzaprav gre za dva glavna pogoja, ki prispevata k čudežnemu preoblikovanju gnojnega gnoja v okolju prijazno gorivo in dragocena gnojila.

Za pridobivanje bioplina je potreben zaprt reaktor brez dostopa do zraka, kjer bo potekal proces fermentacije gnoja in njegove razgradnje v sestavne dele:

  • metana (do 70%);
  • ogljikov dioksid (približno 30%);
  • druge plinaste snovi (1-2%).

Nastali plini se dvignejo na vrh rezervoarja, od koder se nato izčrpajo, in preostali produkt, visoko kakovostno organsko gnojilo, ki obdrži vse dragocene snovi, ki jih najdemo v gnojilu - dušik in fosfor, in je zaradi predelave izgubil pomemben delež patogenov.

Bioplinski reaktor mora imeti popolnoma zaprto strukturo, ki nima kisika, sicer bo proces razgradnje gnoja izjemno počasen.

Drugi pomemben pogoj za učinkovito razgradnjo gnoja in nastanek bioplina je skladnost s temperaturnim režimom. Bakterije, ki so vključene v postopek, se aktivirajo pri temperaturi +30 stopinj.

Poleg tega gnoj vsebuje dve vrsti bakterij:

  • mezofilno. Njihovo preživetje se dogaja pri temperaturi +30 - +40 stopinj;
  • termofilno. Za njihovo reprodukcijo je potrebno upoštevati temperaturni režim +50 (+60) stopinj.

Čas obdelave surovin v rastlinah prvega tipa je odvisen od sestave mešanice in je od 12 do 30 dni. Hkrati 1 liter koristne površine reaktorja daje 2 litra biogoriva. Pri uporabi rastlin drugega tipa se čas proizvodnje končnega izdelka skrajša na tri dni, količina bioplina pa se poveča na 4, 5 litra.

Učinkovitost termofilnih naprav je vidna s prostim očesom, vendar so stroški njihove storitve zelo visoki, zato je pred izbiro načina pridobivanja bioplina potrebno skrbno izračunati vse.

Kljub dejstvu, da je učinkovitost termofilnih naprav desetkrat višja, se uporabljajo precej manj pogosto, saj vzdrževanje visokih temperatur v reaktorju povzroča visoke stroške.

Vzdrževanje in vzdrževanje rastlin mezofilne vrste je cenejše, zato jih večina kmetij uporablja za proizvodnjo bioplina.

Glede na kriterije energetskega potenciala je bioplin nekoliko manjši od običajnega plinskega goriva. Vsebuje sulfatne hlape, ki jih je treba upoštevati pri izbiri materialov za namestitev.

Izračuni učinkovitosti bioplina

Preprosti izračuni bodo pomagali oceniti vse prednosti uporabe alternativnih biogoriv. Ena krava, ki tehta 500 kg, proizvede približno 35-40 kg gnoja na dan. Ta količina je dovolj za proizvodnjo približno 1, 5 m 3 bioplina, iz katerega se lahko proizvede 3 kW / h električne energije.

Na podlagi podatkov iz tabele lahko enostavno izračunamo, koliko m3 bioplina lahko dobimo na proizvodnji v skladu s številom živine na kmetiji

Za pridobitev biogoriv lahko uporabite eno vrsto organske surovine in mešanice več komponent z vsebnostjo vlage 85-90%. Pomembno je, da ne vsebujejo tujih kemičnih nečistoč, ki negativno vplivajo na postopek recikliranja.

Najpreprostejši recept za mešanico je izumil ruski kmet iz Lipetsk leta 2000, ki je z lastnimi rokami zgradil najpreprostejšo napravo za pridobivanje bioplina. Zmešal je 1500 kg kravjega gnoja s 3500 kg odpadkov iz različnih rastlin, dodal vodo (približno 65% teže vseh sestavin) in mešanico segreval do 35 stopinj.

V dveh tednih bo brezplačno gorivo pripravljeno. Ta majhna naprava je na dan proizvedla 40 m 3 plina, kar je bilo dovolj za ogrevanje hiše in gospodarskih poslopij pol leta.

Možnosti namestitve za biogoriva

Po izračunih se je potrebno odločiti, kako se bo izvedla namestitev, da bi pridobili bioplin v skladu s potrebami vaše kmetije. Če je populacija živine majhna, bo naredila najpreprostejša možnost, ki jo lahko naredite z improviziranimi sredstvi.

Velike kmetije, ki imajo stalni vir velikih količin surovin, je priporočljivo zgraditi industrijski avtomatiziran sistem za pridobivanje bioplina. V tem primeru ni verjetno, da bi lahko to storili brez sodelovanja strokovnjakov, ki bodo razvili projekt in namestili napravo na profesionalni ravni.

Diagram grafično prikazuje, kako deluje industrijski avtomatizirani kompleks za proizvodnjo bioplina. Gradnjo takšne lestvice lahko organizira več kmetij v bližini.

Danes obstaja na desetine podjetij, ki lahko ponudi različne možnosti: od že pripravljenih rešitev za razvoj posameznega projekta. Da bi zmanjšali stroške gradnje, lahko sodelujete s sosednjimi kmetijami (če obstajajo) in zgradite eno za vse bioplinske naprave.

Opozoriti je treba, da je za gradnjo celo majhne naprave potrebno pripraviti ustrezne dokumente, izdelati tehnološko shemo, načrt postavitve opreme in prezračevanje (če je oprema nameščena v zaprtih prostorih), opraviti postopke odobritve s SES, pregledom požara in plina.

Mini-obrat za proizvodnjo plina za potrebe majhnega zasebnega podjetja se lahko opravi osebno, s poudarkom na zasnovi in posebnostih naprav, ki se proizvajajo v industrijskem obsegu.

Obrati za predelavo gnoja in rastlinskih organskih snovi v bioplin niso zapleteni. Izdaja izvirne industrije je precej primerna kot predloga za izgradnjo lastne mini-tovarne

Neodvisni obrtniki, ki se odločijo za izgradnjo lastne instalacije, morajo založiti vodni rezervoar, vodovodne ali kanalizacijske plastične cevi, kotne zavoje, tesnila in balon za shranjevanje plina, proizvedenega v napravi.

Glavni element prihodnje instalacije je plastični rezervoar s tesno prekritim pokrovom. Fotografija ima kapaciteto 700 litrov, mora biti pripravljena za delo: označite in narišite luknje za vhod cevi Potrebovali boste PVC cevi za vstop v rezervoar, adapter kot lijak, plastične vogale, cev za dovod vode v cisterno, lepilo, priključek za pritrditev v pokrov in ventil za zapiranje To je bolj priročno, da oris obrisa lukenj s cevjo, ki bo naviti v njej. Luknjo je treba rezati z največjo skrbnostjo. Cevi so previdno vstavljene v luknje za rezanje. Ne smejo se poškodovati zaradi neravnine, ki nastanejo med postopkom rezanja. Spoj je napolnjen z lepilom in tesnilom Cev, namenjena za polnjenje surovin za predelavo, je nameščena tako, da je med dnom posode in njenim spodnjim robom 2 do 5 cm Uporablja se adapter kot lijak za polnjenje surovin konstruirana enota je namenjena obdelavi ostankov hrane. Za nalaganje gnoja so potrebni lijak in cevi. Podobno se oblikuje luknja in vgradi vodoravna izpušna cev. Rob cevi, vstavljenega v rezervoar, je opremljen z vogalom V pokrov, v katerega je nameščena cev, ki se oskrbuje z vodo, potrebno za recikliranje, se izreže luknja.

Značilnosti bioplinskega sistema

Celotna bioplinska naprava je kompleksen sistem, ki ga sestavljajo:

  1. Bioreaktor, kjer poteka proces razgradnje gnoja;
  2. Avtomatiziran sistem oskrbe z organskimi odpadki;
  3. Naprave za mešanje biomase;
  4. Oprema za vzdrževanje optimalne temperature;
  5. Plinski držalo - rezervoarji za skladiščenje plina;
  6. Trdni odpadki sprejemnika.

Vsi zgoraj navedeni elementi so nameščeni v industrijskih obratih, ki delujejo v avtomatskem načinu. Domači reaktorji imajo praviloma bolj poenostavljeno zasnovo.

Diagram prikazuje glavne komponente avtomatiziranega sistema bioplina. Prostornina reaktorja je odvisna od dnevnega vnosa organskih surovin. Za polno delovanje naprave je treba reaktor napolniti na dve tretjini prostornine

Načelo namestitve

Glavni element sistema je bioreaktor. Obstaja več možnosti za njegovo izvedbo, glavna stvar je, da se zagotovi tesnost strukture in izključi vstop kisika. Lahko je narejen v obliki kovinske posode različnih oblik (običajno valjaste), ki se nahaja na površini. Pogosto se za te namene uporablja 50 kubičnih metrov praznih posod za gorivo.

Kupite lahko že pripravljene kontejnerje zložljive oblike. Njihova prednost je sposobnost hitrega razstavljanja in, če je potrebno, prevoza na drug kraj. Industrijske površinske instalacije je priporočljivo uporabiti v velikih kmetijah, kjer je stalni pritok velikih količin organskih surovin.

Za manjše kmetije je primernejša podzemna lokacija rezervoarja. Podzemni bunker je zgrajen iz opeke ali betona. V zemljo lahko zakopljete že pripravljene kontejnerje, kot so kovinski, nerjavni ali PVC bobni. Možna je tudi njihova postavitev na ulico ali v posebej urejenem prostoru z dobro prezračevanjem.

Za proizvodnjo obrata za proizvodnjo bioplina lahko kupite že pripravljene PVC posode in jih namestite v prostor, opremljen s prezračevalnim sistemom.

Ne glede na to, kje in kako se nahaja reaktor, je opremljen z bunkerjem za nalaganje gnoja. Pred nalaganjem surovine je treba predhodno pripraviti: zdrobimo v frakcije, ki ne presegajo 0, 7 mm in razredčimo z vodo. V idealnem primeru bi morala biti vlaga substrata okoli 90%.

Avtomatizirane industrijske naprave so opremljene s sistemom za dobavo surovin, vključno s sprejemnikom, v katerem se mešanica dovoli do zahtevanega vlaženja, cevovod za dovajanje vode in črpalka za prenos mase v bioreaktor.

V domačih instalacijah se za pripravo substrata uporabljajo ločene posode, kjer se odpadki zdrobijo in zmešajo z vodo. Nato se masa naloži v sprejemni prostor. V reaktorjih, ki se nahajajo pod zemljo, se izloči bunker za sprejem substrata, pripravljena mešanica teče skozi gravitacijo skozi cevovod v fermentacijsko komoro.

Če je reaktor nameščen na tleh ali v zaprtih prostorih, se lahko vstopna cev s sprejemno napravo nahaja na spodnji strani rezervoarja. Prav tako je možno speljati cev v zgornji del in na vrat položiti zvonec. V tem primeru je treba biomaso dobaviti s črpalko.

V bioreaktorju je potrebno zagotoviti tudi izhod, ki je praktično na dnu posode na nasprotni strani vhodnega pladnja. Ko je podzemna postavitev izhodne cevi nameščena poševno navzgor in vodi do posode za odpadke, je oblikovana kot pravokotna škatla. Zgornji rob mora biti pod nivojem dovoda.

Dovodne in odvodne cevi so razporejene poševno navzgor na nasprotnih straneh rezervoarja, medtem ko je treba izravnalno posodo, v katero se odpeljejo odpadki, nahajati pod sprejemnim košem.

Postopek poteka takole: vhodni bunker prejme novo serijo substrata, ki teče v reaktor, hkrati pa se skozi cev do posode za odpadke dvigne enaka količina odpadne mase, od koder se kasneje ekstrahira in uporablja kot visoko kakovostno bio-gnojilo.

Shranjevanje bioplina poteka v gasholderju. Najpogosteje se nahaja neposredno na strehi reaktorja in ima obliko kupole ali stožca. Narejena je iz strešnega železa, nato pa je za preprečevanje korozivnih procesov pobarvana z več plasti oljne barve.

V industrijskih obratih, ki so namenjeni za proizvodnjo velike količine plina, se plinski nosilec pogosto izvaja kot ločen rezervoar, priključen na reaktor s cevovodom.

Plin, ki nastane zaradi fermentacije, ni primeren za uporabo, ker vsebuje veliko količino vodne pare in v tej obliki ne bo goril. Da ga očistimo iz frakcij vode, se plin spusti skozi vodno tesnilo. V ta namen se iz rezervoarja za plin izloči cev, skozi katero bioplin vstopi v rezervoar z vodo, od koder se potrošnikom dobavi s plastično ali kovinsko cevjo.

Namestitvena shema se nahaja pod zemljo. Dovod in izstop morata biti nameščena na nasprotnih straneh rezervoarja. Nad reaktorjem je vodno tesnilo, skozi katerega se izhaja plin za sušenje.

V nekaterih primerih se za shranjevanje plina uporabljajo posebne plinske vreče iz polivinilklorida. Vrečke se namestijo ob enoto in postopoma napolnijo s plinom. Ko polnitev napreduje, se elastični material razširi in količina vreč se poveča, kar omogoča, če je potrebno, začasno shranjevanje večje količine končnega proizvoda.

Pogoji za učinkovito delovanje bioreaktorja

Za učinkovito delovanje elektrarne in intenzivno ekstrakcijo bioplina je potrebna enotna fermentacija organskega substrata. Mešanica mora biti v stalnem gibanju. V nasprotnem primeru se na njem oblikuje skorja, proces razgradnje se upočasni, zato je plin manjši od prvotno izračunanega.

Da bi zagotovili aktivno mešanje biomase, so na vrhu ali na strani tipičnega reaktorja nameščeni potopni ali nagnjeni mešalniki, opremljeni z električnim pogonom. V obrtnih napravah se mešanje izvaja mehansko z napravo, ki je podobna gospodinjskemu mešalniku. Uporablja se lahko ročno ali opremljen z električnim pogonom.

Ko je reaktor postavljen navpično, se ročaj mešala pripelje na vrh enote. Če je posoda nameščena vodoravno, je polž prav tako nameščen v vodoravni ravnini, ročaj pa se nahaja na strani bioreaktorja.

Eden najpomembnejših pogojev za pridobivanje bioplina je vzdrževanje zahtevane temperature v reaktorju. Ogrevanje se lahko izvaja na več načinov. V stacionarnih instalacijah se uporabljajo avtomatizirani ogrevalni sistemi, ki začnejo delovati, ko se temperatura spusti pod vnaprej določeno raven, in se izklopijo, ko je določena zahtevana temperatura.

Za ogrevanje lahko uporabite plinske kotle, neposredno ogrevanje z električnimi grelci ali vgradite grelni element v podstavek rezervoarja.

Da bi zmanjšali toplotne izgube, priporočamo, da okoli reaktorja zgradite majhen okvir s plastjo steklene volne ali pa pokrijete instalacijo s toplotno izolacijo. Polistirenska pena in njene druge sorte imajo dobre toplotno izolacijske lastnosti.

Za opremljanje ogrevalnega sistema na biomaso lahko izvedete cevovod iz ogrevanja hiše, ki ga poganja reaktor

Določitev zahtevane prostornine

Volumen reaktorja se določi na podlagi dnevne količine gnoja, proizvedenega na kmetiji. Upoštevati je treba tudi vrsto surovin, temperaturo in čas fermentacije. Da bi enota popolnoma delovala, je zmogljivost napolnjena na 85-90% prostornine, vsaj 10% mora ostati prosto za izhod plina.

Proces razgradnje organske snovi v mezofilni napravi pri povprečni temperaturi 35 stopinj traja od 12 dni, po tem pa se odstranijo fermentirani ostanki in reaktor se napolni z novim delom substrata. Ker se odpadki pred pošiljanjem v reaktor razredčijo z vodo do 90%, je treba pri določanju dnevne obremenitve upoštevati tudi količino tekočine.

Na podlagi zgornjih številk bo volumen reaktorja enak dnevni količini pripravljenega substrata (gnoj z vodo), pomnožen z 12 (čas, potreben za razgradnjo biomase) in povečan za 10% (prosti volumen rezervoarja).

Podzemna gradnja

Zdaj pa govorimo o najpreprostejši namestitvi, ki omogoča pridobivanje bioplina doma z najnižjimi stroški. Razmislite o izgradnji podzemnega sistema. Da bi bilo potrebno kopati luknjo, se njena podlaga in stene nalijejo z ojačanim betonskim betonom.

Na nasprotnih straneh komore potekajo dovodne in odvodne odprtine, kjer so nameščene poševne cevi za dovajanje substrata in črpanje odpadne mase.

Odvodna cev s premerom približno 7 cm mora biti nameščena skoraj na dnu bunkerja, njen drugi konec pa mora biti nameščen v pravokotnem kompenzacijskem rezervoarju, v katerega bodo izčrpani odpadki. Cevovod za dovajanje substrata se nahaja približno 50 cm od dna in ima premer 25-35 cm, zgornji del cevi pa vstopi v prostor za sprejem surovin.

Reaktor mora biti popolnoma zaprt. Da bi izključili možnost vstopa zraka, je treba rezervoar prekriti s plastjo bitumenske hidroizolacije.

Zgornji del bunkerja je plinsko držalo, ki ima kupolo ali konično obliko. Narejena je iz pločevine ali strešne žleze. Konstrukcijo je mogoče dokončati tudi z opeko, ki je nato obložena z jekleno mrežo in ometana. Na vrhu rezervoarja za gorivo, morate narediti zapečateno loputo, odstranite plinsko cev, ki gre skozi hidravlično ključavnico in namestite ventil za razbremenitev plinskega tlaka.

Za mešanje lahko substrat opremimo z drenažnim sistemom, ki deluje na principu mehurčkov. V ta namen navpično pritrdite plastične cevi v strukturi tako, da je njihov zgornji rob nad plastjo podlage. Na njih naredite veliko lukenj. Plin pod tlakom se bo spustil in dvignil se bo plinski mehurčki mešali biomaso v rezervoarju.

Če se ne želite ukvarjati z gradnjo betonskega bunkerja, lahko kupite končni PVC vsebnik. Da bi ohranili toploto, jo je treba obložiti s plastjo izolacije - polistirensko peno. Dno jame se polije z 10 cm debelo armirano betonsko plastjo, dovoljene so PVC posode, če volumen reaktorja ne presega 3 m3.

Zaključki in koristen videoposnetek o tej temi

Kako narediti najpreprostejšo namestitev iz običajnega sodčka, se boste naučili, če gledate video:

Kako poteka izgradnja podzemnega reaktorja, ki ga lahko vidite na videu:

Kako je gnoj naložen v podzemno instalacijo je prikazan v naslednjem videoposnetku:

Namestitev za pridobivanje bioplina iz gnoja bo omogočila bistveno prihranke pri plačilu toplote in električne energije ter za dobro delo, ki je bogato na vseh kmetijah. Pred začetkom gradnje je treba vse previdno izračunati in pripraviti.

Najenostavnejši reaktor lahko naredite v nekaj dneh z lastnimi rokami, z uporabo razpoložljivih orodij. Če je gospodarstvo veliko, potem je najbolje, da kupite pripravljeno namestitev ali se obrnite na strokovnjaka.

Če imate pri pregledu predloženih informacij kakršna koli vprašanja ali če želite posredovati mnenja obiskovalcem spletnega mesta, v spodnjem polju pustite komentarje.

Pomagajte razvoju spletnega mesta, delite članek s prijatelji!

Kategorija:

Gradnja