Alternativní vytápění - bioplyn. Metody vlastní výroby bioplynu Aplikace bioplynu a uspořádání bioplynových stanic

V tomto článku: Historie aplikací bioplynu; složení bioplynu; jak zvýšit obsah metanu v bioplynu; teplotní režimy při získávání bioplynu z organického substrátu; typy bioplynových stanic; tvar a umístění bioreaktoru, stejně jako řada dalších důležitých bodů při vytváření instalace bioreaktoru vlastníma rukama.

Mezi důležitými složkami našeho života mají velký význam nosiče energie, jejichž ceny rostou téměř každý měsíc. Každé zimní období dělá v rodinných rozpočtech důlek a nutí je nést náklady na vytápění, což znamená palivo pro vytápění kotlů a kamen. Ale co dělat, protože elektřina, plyn, uhlí nebo palivové dříví stojí peníze a čím jsou naše domy vzdálené od hlavních energetických sítí, tím dražší bude jejich vytápění. Mezitím lze alternativní vytápění, nezávislé na jakýchkoli dodavatelích a tarifech, postavit na bioplynu, jehož výroba nevyžaduje geologický průzkum, vrtání studní nebo drahé čerpací zařízení.

Bioplyn lze získat prakticky doma a přitom s minimálními a rychle získanými náklady - mnoho informací o této problematice najdete v našem článku.

Vytápění bioplynem - historie

Zájem o hořlavý plyn vytvořený v bažinách během teplé sezóny roku vzrostl i mezi našimi vzdálenými předky - vyspělé kultury Indie, Číny, Persie a Asýrie experimentovaly s bioplynem před více než 3 tisíci lety. Ve stejných dávných dobách v kmenové Evropě si Alemanni Švábové všimli, že plyn uvolňovaný v bažinách hoří dokonale - používali jej k ohřívání chatrčí, dodávali jim plyn přes kožené trubky a pálili je v krbech. Švábové považovali bioplyn za „dech draků“, kteří podle jejich názoru žili v bažinách.

O několik století a tisíciletí později se bioplyn dočkal svého druhého objevu - v 17. a 18. století mu věnovali pozornost hned dva evropští vědci. Slavný chemik své doby Jan Baptista van Helmont stanovil, že při rozkladu jakékoli biomasy vzniká hořlavý plyn, a slavný fyzik a chemik Alessandro Volta vytvořil přímý vztah mezi množstvím biomasy, ve které probíhají procesy rozkladu, a množství uvolněného bioplynu. V roce 1804 objevil anglický chemik John Dalton vzorec pro metan ao čtyři roky později jej objevil Angličan Humphrey Davy v bažinatém plynu.

Vlevo: Jan Baptista van Helmont. Vpravo: Alessandro Volta

Zájem o praktické použití bioplynu vznikl s rozvojem plynového pouličního osvětlení - na konci 19. století byly ulice jedné čtvrti anglického města Exeter osvětleny plynem získávaným z kanalizace.

Ve 20. století nutnost energetických zdrojů způsobená druhou světovou válkou přinutila Evropany hledat alternativní zdroje energie. Zařízení na výrobu bioplynu, ve kterých se vyráběl plyn z hnoje, se rozšířila do Německa a Francie, částečně do východní Evropa... Po vítězství zemí antihitlerovské koalice však zapomněli na bioplyn - elektřinu, zemní plyn a ropné produkty plně pokrývaly potřeby průmyslových odvětví a obyvatelstva.

V SSSR byla technologie výroby bioplynu zvažována hlavně z akademického hlediska a nebyla žádným způsobem považována za poptávku.

Dnes se přístup k alternativním zdrojům energie dramaticky změnil - staly se zajímavými, protože náklady na konvenční zdroje energie se rok od roku zvyšují. Bioplyn je ve své podstatě skutečným způsobem, jak se zbavit tarifů a nákladů na klasické zdroje energie, získat svůj vlastní zdroj paliva, a to za jakýmkoli účelem a v dostatečném množství.

Největší počet bioplynových stanic byl vytvořen a je v provozu v Číně: 40 milionů jednotek střední a malé kapacity, objem vyrobeného metanu je asi 27 miliard kubických metrů ročně.

Bioplyn - co to je

Jedná se o směs plynů, sestávající hlavně z metanu (obsah od 50 do 85%), oxidu uhličitého (obsah od 15 do 50%) a dalších plynů v mnohem nižším procentu. Bioplyn je produkován týmem tří typů bakterií, které se živí biomasou - hydrolýzními bakteriemi, které produkují potravu pro kyselinotvorné bakterie, které zase dodávají potravu bakteriím tvořícím metan, které tvoří bioplyn.

Fermentace původního organického materiálu (například hnoje), jehož produktem bude bioplyn, probíhá bez přístupu do vnější atmosféry a nazývá se anaerobní. Další produkt takové fermentace, zvaný kompostový humus, je dobře známý vesničanům, kteří ho používají k hnojení polí a zeleninových zahrad, ale bioplyn a tepelná energie vyrobená v hromadách kompostu se obvykle nepoužívají - a marně!

Jaké faktory určují výtěžek bioplynu s vyšším obsahem metanu

Za prvé - od teploty. Aktivita bakterií fermentujících organickou hmotu je tím vyšší, čím vyšší je teplota jejich prostředí; při nižších teplotách se fermentace zpomaluje nebo úplně zastaví. Z tohoto důvodu je výroba bioplynu nejběžnější v Africe a Asii, která se nachází v subtropech a tropech. V ruském podnebí bude výroba bioplynu a úplný přechod na něj jako alternativního paliva vyžadovat tepelnou izolaci bioreaktoru a zavedení teplé vody do hmoty organické hmoty, když teplota vnější atmosféry klesne pod nulu.

Organický materiál vložený do bioreaktoru musí být biologicky odbouratelný; je nutné do něj vnášet značné množství vody - až 90% organické hmoty. Důležitým bodem bude neutralita organického prostředí, absence jeho složení složek, které brání rozvoji bakterií, jako jsou čisticí a čisticí prostředky, jakákoli antibiotika. Bioplyn lze získat téměř z jakéhokoli odpadu domácího a rostlinného původu, splašků, hnoje atd.

Proces anaerobní fermentace organických látek se nejlépe provádí, když je hodnota pH v rozmezí 6,8-8,0 - vysoká kyselost zpomalí tvorbu bioplynu, protože bakterie budou zaneprázdněny konzumací kyselin a produkcí oxidu uhličitého, který neutralizuje kyselost.

Poměr dusíku a uhlíku v bioreaktoru je třeba vypočítat od 1 do 30 - v tomto případě bakterie dostanou potřebné množství oxidu uhličitého a obsah metanu v bioplynu bude nejvyšší.

Nejlepšího výtěžku bioplynu s dostatečně vysokým obsahem metanu je dosaženo, pokud je teplota ve fermentované organické hmotě v rozmezí 32-35 ° C; při nižších a vyšších hodnotách se obsah oxidu uhličitého v bioplynu zvyšuje, jeho kvalita klesá . Bakterie, které produkují metan, se dělí do tří skupin: psychrofilní, účinné při teplotách od +5 do +20 ° C; mezofilní, jejich teplotní režim je od +30 do +42 ° С; termofilní, pracující v režimu od +54 do +56 ° С. Pro spotřebitele bioplynu jsou nejdůležitější mezofilní a termofilní bakterie, které fermentují organickou hmotu s větším výdejem plynu.

Mezofilní fermentace je méně citlivá na změny teploty o několik stupňů od optimálního teplotního rozsahu, vyžaduje méně energie k ohřevu organického materiálu v bioreaktoru. Jeho nevýhodami, ve srovnání s termofilní fermentací, jsou menší výtěžnost plynu, delší doba úplného zpracování organického substrátu (asi 25 dní), výsledný rozložený organický materiál může obsahovat škodlivou flóru, protože nízká teplota v bioreaktoru ano neposkytují 100% sterilitu.

Zvýšení a udržení teploty v reaktoru na úrovni přijatelné pro termofilní bakterie zajistí nejvyšší výtěžek bioplynu, úplná fermentace organických látek proběhne za 12 dní a produkty rozkladu organického substrátu jsou zcela sterilní. Negativní charakteristiky: překročení teplotního rozmezí přijatelného pro termofilní bakterie o 2 stupně sníží výtěžek plynu; výsledkem je vysoká poptávka po vytápění - značné náklady na energii.

Obsah bioreaktoru musí být míchán v intervalech 2krát denně, jinak se na jeho povrchu vytvoří kůra, která vytvoří bariéru pro bioplyn. Kromě jeho eliminace vám míchání umožňuje vyrovnat teplotu a úroveň kyselosti uvnitř organické hmoty.

V bioreaktorech kontinuálního cyklu dochází k největšímu výtěžku bioplynu při současném vykládání fermentované organické hmoty a plnění nové organické hmoty v množství rovnajícím se vypouštěnému objemu. V malých bioreaktorech, které se obvykle používají v chatkách, je nutné každý den extrahovat a přidávat organickou hmotu v objemu rovném přibližně 5% vnitřního objemu fermentační komory.

Výtěžek bioplynu přímo závisí na typu organického substrátu vloženého do bioreaktoru (níže jsou průměrné údaje na kg hmotnosti suchého substrátu):

koňský hnůj dává 0,27 m 3 bioplynu, obsah metanu 57%;
dobytek (velký dobytek) dává 0,3 m 3 bioplynu, obsah metanu 65%;
čerstvý hnůj skotu dává 0,05 m 3 bioplynu s 68% obsahem metanu;
kuřecí trus - 0,5 m 3, obsah metanu v něm bude 60%;
vepřové hnoje - 0,57 m 3, podíl metanu bude 70%;
ovčí hnůj - 0,6 m 3 s obsahem metanu 70%;
pšeničná sláma - 0,27 m 3, s 58% obsahem metanu;
kukuřičná sláma - 0,45 m 3, obsah metanu 58%;
tráva - 0,55 m 3, se 70% obsahem metanu;
dřevnaté listy - 0,27 m 3, podíl metanu je 58%;
tuk - 1,3 m 3, obsah metanu 88%.

Bioplynové stanice

Tato zařízení se skládají z následujících hlavních prvků - reaktor, zásobník pro plnění organické hmoty, výstup bioplynu, zásobník pro vykládání fermentované organické hmoty.

Podle konstrukčního typu jsou bioplynové stanice následujících typů:

bez zahřívání a bez míchání fermentované organické hmoty v reaktoru;
bez zahřívání, ale za míchání organické hmoty;
s ohřevem a mícháním;
s ohřevem, mícháním a zařízeními umožňujícími sledovat a řídit fermentační proces.

Bioplynová stanice prvního typu je vhodná pro malou farmu a je určena pro psychrofilní bakterie: vnitřní objem bioreaktoru je 1-10 m 3 (zpracování 50-200 kg hnoje denně), minimální konfigurace, výsledný bioplyn není skladován - okamžitě putuje těm, kteří jej konzumují domácí přístroje... Tuto jednotku lze použít pouze v jižních oblastech, je navržena pro vnitřní teplotu 5-20 ° C. Fermentovaná organická hmota se odstraní současně s plněním nové dávky, přeprava se provede do kontejneru, jehož objem musí být stejný nebo větší než vnitřní objem bioreaktoru. Obsah nádoby je v ní uložen, dokud není vložen do oplodněné půdy.

Konstrukce druhého typu je také určena pro malou farmu, její produktivita je o něco vyšší než u bioplynových stanic prvního typu - zařízení obsahuje míchací zařízení s ručním nebo mechanickým pohonem.

Třetí typ bioplynových stanic je kromě směšovacího zařízení vybaven nuceným ohřevem bioreaktoru, zatímco teplovodní kotel pracuje na alternativní palivo vyrobené v bioplynové stanici. Mezofilní a termofilní bakterie se v takových zařízeních podílejí na produkci metanu v závislosti na intenzitě ohřevu a úrovni teploty v reaktoru.

Schéma zařízení na výrobu bioplynu: 1 - ohřev substrátu; 2 - plnicí krk; 3 - kapacita bioreaktoru; 4 - ruční míchadlo; 5 - nádoba na sběr kondenzátu; 6 - plynový ventil; 7 - nádrž na zpracovanou hmotu; 8 - pojistný ventil; 9 - filtr; 10 - plynový kotel; 11 - plynový ventil; 12 - spotřebitelé plynu; 13 - pachové těsnění

Poslední typ bioplynových stanic je nejsložitější a je určen pro několik odběratelů bioplynu, elektrický kontaktní manometr, pojistný ventil, horkovodní kotel, kompresor (pneumatické míchání organických látek), přijímač, plyn do konstrukce zařízení je zaveden držák, reduktor plynu, větev pro plnění bioplynu do přepravy. Tato zařízení pracují nepřetržitě, lze je nastavit do kteréhokoli ze tří teplotních režimů díky přesně nastavitelnému ohřevu a bioplyn se odebírá automaticky.

DIY bioplynová stanice

Výhřevnost bioplynu vyrobeného v bioplynových stanicích je přibližně 5 500 kcal / m 3, což je o něco nižší hodnota než výhřevnost zemního plynu (7 000 kcal / m 3). Vytápění 50 m 2 bytového domu a použití plynového sporáku se čtyřmi hořáky bude vyžadovat v průměru 4 m 3 bioplynu za hodinu.

Průmyslová zařízení na výrobu bioplynu nabízená na ruském trhu stojí od 200 000 rublů. - vzhledem k jejich mimořádně vysokým nákladům stojí za zmínku, že tato zařízení jsou přesně vypočítána z hlediska objemu naloženého organického substrátu a jsou pokryta zárukami výrobců.

Pokud si chcete bioplynovou stanici vytvořit sami, pak jsou pro vás další informace!

Tvar bioreaktoru

Nejlepší tvar bude oválný (vejčitý), ale je velmi obtížné takový reaktor postavit. Bude snazší navrhnout bioreaktor válcového tvaru, jehož horní a dolní část jsou vyrobeny ve formě kužele nebo půlkruhu. Reaktory čtvercového nebo obdélníkového tvaru vyrobené z cihel nebo betonu budou neúčinné, protože se v nich v průběhu času vytvoří trhliny v důsledku tlaku substrátu, budou také hromadit ztuhlé fragmenty organické hmoty, které interferují s fermentací proces.

Ocelové nádrže bioreaktorů jsou utěsněny, odolné vůči vysokému tlaku a není tak těžké je postavit. Jejich mínus je, že jsou špatně odolné proti rzi; je nutné nanést na vnitřní stěny ochranný povlak, například pryskyřici. Vnější povrchy ocelového bioreaktoru musí být důkladně vyčištěny a natřeny ve dvou vrstvách.

Nádoby bioreaktorů z betonu, cihel nebo kamene musí být zevnitř pečlivě pokryty vrstvou pryskyřice, která je schopna zajistit jejich efektivní nepropustnost pro vodu a plyny, odolávat teplotám kolem 60 ° C, agresi sirovodíku a organických kyselin . Kromě pryskyřice můžete k ochraně vnitřních povrchů reaktoru použít parafín zředěný 4% motorovým olejem (novým) nebo petrolejem a zahřátý na 120–150 ° C - povrchy bioreaktoru musí být zahřáté hořáku před nanesením parafínové vrstvy.

Při vytváření bioreaktoru můžete použít nerezové plastové nádoby, ale pouze z tuhého s dostatečně silnými stěnami. Měkký plast lze použít pouze v teplé sezóně, protože s nástupem chladného počasí bude obtížné na něm zafixovat izolaci, kromě toho jeho stěny nejsou dostatečně pevné. Plastové bioreaktory lze použít pouze k psychrofilní fermentaci organických látek.

Umístění bioreaktoru

Jeho umístění je plánováno v závislosti na volném prostoru na místě, vzdálenosti od obytných budov, místě ukládání odpadu a zvířat atd. Plánování pozemního, zcela nebo částečně ponořeného bioreaktoru závisí na úrovni podzemní vody, pohodlí vstupu a výstupu organického substrátu do kontejnerového reaktoru. Optimální umístění nádoby reaktoru by bylo pod úrovní terénu - je dosaženo úspor na zařízeních pro zavedení organického substrátu, výrazně se zvyšuje tepelná izolace, pro kterou lze použít levné materiály (sláma, hlína).

Zařízení bioreaktoru

Kapacita reaktoru musí být vybavena poklopem, na kterém je možné provádět opravy a údržbu. Mezi tělesem bioreaktoru a krytem šachty musí být umístěno gumové těsnění nebo tmel. Vybavit bioreaktor snímačem teploty, vnitřního tlaku a úrovně organického substrátu bude volitelné, ale mimořádně výhodné.

Tepelná izolace bioreaktoru

Jeho absence neumožňuje provoz bioplynové stanice po celý rok, pouze v teplých časech. Jíl, sláma, suchý hnůj a struska se používají k izolaci pohřbeného nebo částečně pohřbeného bioreaktoru. Izolace je položena ve vrstvách - při instalaci zakopaného reaktoru je základová jáma pokryta vrstvou PVC fólie, která zabraňuje přímému kontaktu tepelně izolačního materiálu s půdou. Před instalací bioreaktoru se na dno jámy nalije sláma, na ni se položí vrstva hlíny a poté se bioreaktor odkryje. Poté jsou všechny volné oblasti mezi nádobou reaktoru a jímkou \u200b\u200bpoloženou fólií z PVC naplněny slámou téměř až na konec nádoby, na ni je nalita 300 mm vrstva jílu smíchaná se struskou.

Nakládka a vykládka organického substrátu

Průměr trubek pro plnění a vykládání z bioreaktoru musí být minimálně 300 mm, jinak se ucpou. V zájmu zachování anaerobních podmínek uvnitř reaktoru by měl být každý z nich vybaven šroubovými nebo polootočnými ventily. Objem zásobníku pro dodávku organické hmoty, v závislosti na typu zařízení na výrobu bioplynu, se musí rovnat dennímu objemu vstupní suroviny. Násypka by měla být umístěna na slunné straně bioreaktoru, protože to zvýší teplotu v zaváděném organickém substrátu a urychlí proces fermentace. Pokud je zařízení na výrobu bioplynu připojeno přímo k farmě, měl by být bunkr umístěn pod jeho konstrukcí tak, aby do něj organický substrát vstupoval vlivem gravitace.

Potrubí pro nakládání a vykládání organického substrátu by měla být umístěna na opačných stranách bioreaktoru - v tomto případě bude vstřikovaná surovina rovnoměrně rozložena a fermentovaná organická hmota bude snadno extrahována pod vlivem gravitačních sil a hmotnosti čerstvého substrátu. Otvory a instalace potrubí pro nakládku a vykládku organických látek by měly být provedeny před instalací bioreaktoru na místo instalace a před položením vrstev tepelné izolace na něj. Těsnosti vnitřního objemu bioreaktoru je dosaženo tím, že vstupy do potrubí jsou umístěny pod ostrým úhlem, zatímco hladina kapaliny uvnitř reaktoru je vyšší než vstupy do potrubí - hydraulické těsnění blokuje přístup vzduchu.

Zavádění nového a odběr fermentovaného organického materiálu se nejsnadněji provádí podle principu přetečení, tj. Zvýšení hladiny organické hmoty uvnitř reaktoru, když se zavádí nová část, odstraní substrát vypouštěcím potrubím v objem rovnající se objemu zavedeného materiálu.

Je-li požadováno rychlé naložení organické hmoty a účinnost zavádění materiálu gravitací je nízká kvůli nedostatečnému odlehčení, bude nutná instalace čerpadel. Existují dva způsoby: suchý, při kterém je čerpadlo instalováno uvnitř plnicího potrubí a organické látky přicházející k čerpadlu přes svislou trubku, jsou jím čerpány; mokré, ve kterém je čerpadlo instalováno v nakládací násypce, je jeho pohon prováděn motorem také instalovaným v násypce (v nepropustném pouzdře) nebo přes hřídel, zatímco motor je instalován mimo násypku.

Jak sbírat bioplyn

Tento systém zahrnuje plynovod, který distribuuje plyn ke spotřebitelům, uzavírací ventily, nádrže na sběr kondenzátu, bezpečnostní ventil, přijímač, kompresor, plynový filtr, držák plynu a zařízení na spotřebu plynu. Instalace systému se provádí až po úplné instalaci bioreaktoru v místě.

Výstup pro sběr bioplynu se provádí v nejvyšším bodě reaktoru, je zapojen do série s: utěsněnou nádobou na sběr kondenzátu; pojistný ventil a vodní uzávěr - nádoba s vodou, jejíž přívod plynového potrubí je veden pod hladinu vody, výstup je nad (plynové potrubí před vodním uzávěrem by mělo být ohnuté, aby voda nepronikla do reaktoru ), který nedovolí plynu pohybovat se v opačném směru.

Bioplyn vytvořený během fermentace organického substrátu obsahuje významné množství vodní páry, která tvoří kondenzát podél stěn plynovodu a v některých případech blokuje tok plynu ke spotřebitelům. Vzhledem k tomu, že je obtížné postavit plynovod takovým způsobem, že po celé jeho délce je sklon směrem k reaktoru, kde by odtékal kondenzát, pak je v každé z jeho nízkých sekcí nutné instalovat vodní brány ve formě nádoby s vodou. Během provozu bioplynové stanice je pravidelně nutné z nich část vody odstraňovat, jinak její hladina zcela zablokuje tok plynu.

Plynovod musí být postaven z potrubí stejného průměru a stejného typu; všechny ventily a prvky systému musí mít také stejný průměr. Ocelové trubky o průměru 12 až 18 mm jsou použitelné pro bioplynové stanice malé a střední kapacity, spotřeba bioplynu dodávaného trubkami těchto průměrů by neměla překročit 1 m 3 / h (při průtoku 0,5 m 3 / h , použití trubek o průměru 12 mm pro délku přes 60 m). Stejná podmínka platí i při použití plastových trubek v plynovodu. Kromě toho musí být tyto trubky položeny pod úrovní terénu o 250 mm, protože jejich plast je citlivý na sluneční světlo a ztrácí sílu pod vlivem slunečního záření.

Při pokládce plynovodu je nutné pečlivě zajistit, aby nedocházelo k únikům a plynotěsnosti spojů - kontrola se provádí mýdlovou vodou.

Plynový filtr

Bioplyn obsahuje malé množství sirovodíku, jehož kombinace s vodou vytváří kyselinu, která aktivně koroduje kov - z tohoto důvodu nelze nefiltrovaný bioplyn použít pro spalovací motory. Mezitím lze sirovodík z plynu odstranit jednoduchým filtrem - 300 mm plynovým potrubím naplněným suchou směsí kovových a dřevěných třísek. Po každých 2 000 m 3 bioplynu, který prochází tímto filtrem, je nutné extrahovat jeho obsah a držet jej asi hodinu na čerstvém vzduchu - štěpky budou zcela očištěny od síry a mohou být znovu použity.

Uzavírací ventily a ventily

V bezprostřední blízkosti bioreaktoru je nainstalován hlavní plynový ventil, do plynového potrubí by měl být vyříznut ventil, který odvádí bioplyn při tlaku vyšším než 0,5 kg / cm 2. Nejlepší kohoutky pro plynový systém jsou pochromované kulové ventily; kohouty určené pro vodovodní systémy nelze v plynovém systému použít. U každého ze spotřebičů plynu je nutná instalace kulového ventilu.

Mechanické míchání

Pro bioreaktory s malým objemem se nejlépe hodí ruční míchadla - mají jednoduchou konstrukci a během provozu nevyžadují žádné zvláštní podmínky. Mechanicky poháněné míchadlo je navrženo následovně - vodorovný nebo svislý hřídel umístěný uvnitř reaktoru podél jeho střední osy, jsou na něm připevněny lopatky, pohybující masy organické hmoty bohaté na bakterie z místa vykládky fermentovaného substrátu na místo nakládání čerstvé porce během otáčení. Buďte opatrní - míchačka by se měla otáčet pouze ve směru míchání z oblasti vykládky do oblasti nakládky, pohyb bakterií tvořících metan ze zralého substrátu na nově dodávaný urychlí zrání organické hmoty a produkci bioplynu s vysokým obsahem metanu.

Jak často by měl být organický substrát míchán v bioreaktoru? Je nutné určit frekvenci pozorováním se zaměřením na produkci bioplynu - příliš časté míchání naruší fermentaci, protože to naruší aktivitu bakterií a navíc způsobí odběr nezpracované organické hmoty. Průměrný časový interval mezi mícháním by měl být od 4 do 6 hodin.

Zahřívání organického substrátu v bioreaktoru

Bez zahřívání může reaktor vyrábět bioplyn pouze v psychrofilním režimu, v důsledku čehož bude množství produkovaného plynu menší a kvalita hnojiv je horší než v mezofilních a termofilních provozních režimech s vyšší teplotou. Zahřívání substrátu lze provádět dvěma způsoby: zahříváním párou; kombinování organické hmoty s horkou vodou nebo ohřev pomocí výměníku tepla, ve kterém cirkuluje horká voda (bez míšení s organickým materiálem).

Vážnou nevýhodou parního ohřevu (přímého ohřevu) je potřeba zahrnout do zařízení na výrobu bioplynu systém výroby páry, který zahrnuje systém čištění vody ze soli v něm přítomné. Zařízení na výrobu páry je výhodné pouze pro opravdu velké závody, které manipulují s velkým množstvím substrátu, např. Odpadní vody. Ohřev párou vám navíc neumožňuje přesně řídit teplotu ohřevu organické hmoty, v důsledku čehož se může přehřát.

Výměníky tepla umístěné uvnitř nebo vně jednotky bioreaktoru nepřímo ohřívají organickou hmotu uvnitř reaktoru. Tuto alternativu se vyplatí okamžitě vyřadit s ohřevem přes podlahu (základ), protože tomu brání hromadění pevného sedimentu na dně bioreaktoru. Nejlepším řešením by bylo zavedení výměníku tepla do reaktoru, avšak materiál, který jej tvoří, musí být dostatečně pevný a úspěšně odolávat tlaku organické hmoty při míchání. Větší výměník tepla zahřeje organickou hmotu lépe a rovnoměrněji, čímž zlepší proces fermentace. Vnější ohřev, s nižší účinností v důsledku tepelných ztrát ze stěn, je atraktivní v tom, že nic uvnitř bioreaktoru nebude rušit pohyb substrátu.

Optimální teplota ve výměníku tepla by měla být asi 60 ° C, samotné výměníky tepla jsou vyráběny ve formě radiátorových profilů, spirál, paralelních svařovaných trubek. Udržování teploty chladicí kapaliny na 60 ° C sníží riziko ulpívání částic suspenze na stěnách výměníku tepla, jejichž akumulace významně sníží přenos tepla. Optimální umístění výměníku tepla je v blízkosti míchacích lopatek, v tomto případě je hrozba usazování organických částic na jeho povrchu minimální.

Topné potrubí bioreaktoru je navrženo a vybaveno stejným způsobem jako konvenční topný systém, tzn. Je třeba dodržovat podmínky pro vracení chlazené vody do nejnižšího bodu systému, v jeho horních bodech jsou nutné odvzdušňovací ventily. Regulace teploty organické hmoty uvnitř bioreaktoru se provádí pomocí teploměru, kterým by měl být reaktor vybaven.

Plynové nádrže pro sběr bioplynu

Při konstantní spotřebě plynu je není potřeba, kromě toho, že je lze použít k vyrovnání tlaku plynu, což výrazně zlepší proces spalování. Pro bioreaktory s malou kapacitou jsou pro roli plynojemů vhodné automobilové komory velkého objemu, které lze spojit paralelně.

Pro konkrétní instalaci bioreaktoru jsou vybírány vážnější plynojemy, ocelové nebo plastové - v nejlepší verzi by měl plynojem obsahovat denní množství vyrobeného bioplynu. Požadovaná kapacita plynového zásobníku závisí na jeho typu a tlaku, pro který je navržen, jeho objem je zpravidla 1/5 ... 1/3 vnitřního objemu bioreaktoru.

Ocelová nádrž na plyn. Existují tři typy ocelových plynových nádrží: nízký tlak, od 0,01 do 0,05 kg / cm 2; střední, od 8 do 10 kg / cm 2; vysoká, až 200 kg / cm 2. Je nepraktické používat ocelové nízkotlaké nádrže na plyn, je lepší je nahradit plastovými nádržemi na plyn - jsou drahé a jsou použitelné pouze se značnou vzdáleností mezi bioplynovou stanicí a spotřebitelskými zařízeními. Nízkotlaké nádrže na plyn se používají hlavně k vyrovnání rozdílu mezi denní produkcí bioplynu a jeho skutečnou spotřebou.

Bioplyn je čerpán do ocelových plynových nádrží středního a vysokého tlaku pomocí kompresoru; používají se pouze v bioreaktorech střední a velké kapacity.

Plynové nádrže musí být vybaveny následujícími přístroji: pojistným ventilem, vodním uzávěrem, redukčním ventilem a manometrem. Plynové nádrže vyrobené z oceli musí být uzemněny!

Související videa

Domácí výroba bioplynu vám umožní ušetřit na spotřebě plynu pro domácnost a získat hnojivo z plevele. Tento instruktážní článek ukazuje, jak to může běžný člověk dělat pomocí jednoduchých akcí efektivní systém kutilství těžba bioplynu z plevelů.

Tak jednoduché pokyny krok za krokem navrhl Ind Antoni Raj. Dlouho experimentoval s výrobou energie z anaerobní fermentace plevelů. A tady z toho vzešlo.

Krok 1: Vybereme kontejner pro biogenerátor.

Anaerobní digesce (podle definice) je soubor procesů, v jejichž důsledku mikroorganismy v nepřítomnosti kyslíku úplně ničí biomateriál a uvolňují bioplyn.

Nejprve naplníme biogenerátor nasekanými plevely. Současně budeme shromažďovat informace o množství bioplynu uvolněného v důsledku fermentace a množství energie.
O samotném biogenerátoru si můžete přečíst Anthony.

Krok 2: sbírejte plevel

Fermentační nádrž má objem 750 litrů. Necháme 50 litrů v rezervě. Chováme 2,5 kg čerstvě sklizených plevelů s dostatečným množstvím vody, abychom získali 20 litrů zředěného „biomateriálu“. Směs by měla kvasit asi 35 dní. Po odstranění pevného biomateriálu lze vodu použít jako hnojivo pro rostliny na zahradě. Ze 4 kg čerstvě sklizených plevelů můžete po odříznutí kořenů a větví získat asi 2,5 kg materiálu. Surovinu lze skladovat až 3-4 dny.

Bioplyn - plyn vyrobený fermentací metanu biomasy. K rozkladu biomasy dochází pod vlivem tří druhů bakterií.

V potravinovém řetězci se následné bakterie živí odpadními produkty z předchozích.
První typ jsou hydrolytické bakterie, druhý je kyselinotvorný, třetí je methan.
Na výrobě bioplynu se podílejí nejen bakterie třídy methanogenů, ale všechny tři druhy. Během procesu fermentace se z bioodpadu vyrábí bioplyn. Tento plyn lze použít jako běžný zemní plyn - k vytápění, výrobě elektřiny. Může být stlačen, použit k doplnění paliva do automobilu, akumulaci, přečerpání. Ve skutečnosti jako vlastník a oprávněný vlastník získáte svůj vlastní plyn a příjem z něj. Ještě není nutné registrovat vlastní instalaci.

Složení a kvalita bioplynu

50-87% metanu, 13-50% CO2, drobné nečistoty H2 a H2S. Po čištění bioplynu z CO2 se získá biomethan; je to úplný analog zemního plynu, jediný rozdíl je v jeho původu.
Jelikož energii z bioplynu dodává pouze metan, je vhodné popsat kvalitu plynu, výtěžnost plynu a množství plynu jako metan pomocí jeho standardizovaných ukazatelů.

Objem plynů závisí na teplotě a tlaku. Vysoké teploty způsobují, že se plyn roztahuje a výhřevnost klesá s objemem a naopak. Se zvyšující se vlhkostí klesá také výhřevnost plynu. Aby bylo možné vzájemně porovnávat vývody plynu, musí být korelovány s normálním stavem (teplota 0 C, atmosférický tlak 1 bar, relativní vlhkost plyn 0%). Obecně jsou údaje o produkci plynu vyjádřeny v litrech (l) nebo metrech krychlových metanu na kilogram organické sušiny (oSS); to je mnohem přesnější a výmluvnější než údaje v metrech krychlových bioplynu v metrech krychlových čerstvého substrátu.

Suroviny pro výrobu bioplynu

Svitek organický odpadvhodné pro výrobu bioplynu: hnůj, drůbeží hnůj, výpalky z obilí a melasy, pivovarská zrna, řepná drť, fekální zbytky, odpad z ryb a jatek (krev, tuk, střeva, kaňga), tráva, domácí odpad, mléčný odpad - solené a sladká syrovátka, odpad z výroby bionafty - technický glycerin z výroby bionafty z řepky, odpad z výroby šťávy - ovoce, bobule, rostlinná drť, hroznové výlisky, řasy, odpad z výroby škrobu a melasy - buničina a sirup, odpad ze zpracování brambor, výroba štěpků - slupky, slupky, shnilé hlízy, kávová drť.

Výpočet užitečného bioplynu na farmě

Výtěžek bioplynu závisí na obsahu sušiny a typu použité suroviny. Z tuny skotu se získá 50-65 m3 bioplynu s obsahem metanu 60%, 150-500 m3 bioplynu z odlišné typy rostliny s obsahem metanu až 70%. Maximální množství bioplynu - 1300 m3 s obsahem metanu až 87% - lze získat z tuku.
Rozlišujte mezi teoretickým (fyzicky možným) a technicky realizovatelným výstupem plynu. V 50. a 70. letech byl technicky možný výtěžek plynu pouze 20–30% teoretického. V současné době umožňuje použití enzymů, posilovačů pro umělou degradaci surovin (ultrazvukové nebo kapalné kavitátory) a dalších zařízení zvýšit výtěžek bioplynu v konvenčním zařízení ze 60% na 95%.

Ve výpočtech bioplynu se používá koncept sušiny (DM nebo anglický TS) nebo suchého zbytku (CO). Voda obsažená v biomase sama o sobě neprodukuje plyn.
V praxi se z 1 kg sušiny získá 300 až 500 litrů bioplynu.

Pro výpočet výtěžku bioplynu z konkrétní suroviny je nutné provést laboratorní testy nebo se podívat na referenční údaje a poté určit obsah tuků, bílkovin a sacharidů. Při jejich stanovení je důležité znát procento rychle rozložitelných látek (fruktóza, cukr, sacharóza, škrob) a těžko rozložitelných látek (celulóza, hemicelulóza, lignin).

Po stanovení obsahu látek můžete vypočítat výtěžek plynu pro každou látku zvlášť a poté jej přidat. Když byl bioplyn spojován s hnojem (na venkově tato situace přetrvává i dnes - zeptal se v regionálním centru tajgy Verkhovazhye z oblasti Vologda), byl použit koncept „zvířecí jednotky“. Dnes, když se naučili získávat bioplyn z libovolných organických surovin, tento koncept zmizel a již se nepoužívá.

Kromě odpadu však lze bioplyn vyrábět ze speciálně pěstovaných energetických plodin, například ze silážní kukuřice nebo silfie, stejně jako z řas. Produkce plynu může dosáhnout až 500 m3 na tunu.

Skládkový plyn je druh bioplynu. Ukazuje se to na skládkách z komunálního odpadu.

Ekologický aspekt při využívání bioplynu

Výroba bioplynu zabraňuje emisím metanu do atmosféry. Metan má skleníkový efekt 21krát silnější než směs CO2 a je v atmosféře až 12 let. Zachycení a omezení šíření metanu je nejlepší krátkodobý způsob, jak zabránit globálnímu oteplování. To je místo, kde se na křižovatce výzkumu objevuje ještě jeden, malý výzkum, oblast vědy.

Zpracovaný hnůj, výpalky a další odpad se používají jako hnojivo v zemědělství. To umožňuje omezit používání chemických hnojiv a snižuje se zatížení podzemních vod.

Výroba bioplynu

Rozlišujte mezi průmyslovými a řemeslnými zařízeními.
Průmyslová zařízení se liší od řemeslných zařízení přítomností mechanizace, topných systémů, homogenizace a automatizace. Nejčastější průmyslová metoda - anaerobní trávení ve digestorech.

Spolehlivá bioplynová stanice musí mít potřebné součásti:

Kapacita homogenizace;
nakladač pevných (kapalných) surovin;
přímo reaktor;
míchadla;
držák plynu;
systém míchání vody a topení;
plynový systém;
benzínka;
oddělovač;
ovládací zařízení;
bezpečnostní systém.

Vlastnosti bioplynové stanice

V průmyslovém zařízení se odpad (suroviny) pravidelně přivádí pomocí čerpací stanice nebo zavaděče do reaktoru. Reaktor je vyhřívaná a izolovaná železobetonová nádrž vybavená směšovači.

Reaktor obsahuje prospěšné bakterie, které se živí odpadem. Bioplyn je odpadní produkt bakterií. K udržení životnosti bakterií je nutný odpad z krmiva, ohřev na 35 ° C a pravidelné míchání. Výsledný bioplyn se hromadí ve skladu (držáku plynu), poté prochází čisticím systémem a dodává se spotřebitelům (kotel nebo elektrický generátor). Reaktor pracuje bez přístupu vzduchu, je prakticky utěsněný a bezpečný.

K fermentaci některých surovin v čisté formě je nutná speciální dvoustupňová technologie.

Například ptačí trus a výpalky alkoholu se v konvenčním reaktoru nezpracovávají na bioplyn. Ke zpracování těchto surovin je nutný další hydrolýzní reaktor. Umožňuje vám regulovat hladinu kyselosti, takže bakterie nezemřou kvůli nárůstu kyselin nebo zásad.

Signální faktory ovlivňující proces fermentace:

Teplota;
vlhkost prostředí;
úroveň pH;
poměr C: N: P;
povrch částic surového materiálu;
frekvence podávání substrátu;
látky, které zpomalují reakci;
stimulující doplňky.

Aplikace bioplynu

Bioplyn se používá jako palivo pro výrobu elektřiny, tepla nebo páry nebo jako palivo pro automobily. Zařízení na výrobu bioplynu lze použít jako zařízení na zpracování na farmách, drůbežích farmách, lihovarech, cukrovarech, závodech na zpracování masa a ve zvláštním případě může dokonce nahradit veterinární a sanitární zařízení, kde lze místo produkce masokostní moučky likvidovat mršinu v bioplynu.

Téma alternativních paliv je aktuální již několik desetiletí. Bioplyn je přírodní zdroj palivo, které můžete získat a použít sami, zejména pokud máte hospodářská zvířata.

Co to je

Složení bioplynu je podobné jako v průmyslovém měřítku. Fáze výroby bioplynu:

Bioreaktor je nádoba, ve které je biologická hmota zpracována anaerobními bakteriemi ve vakuu.
Po chvíli se uvolní plyn, který se skládá z metanu, oxidu uhličitého, sirovodíku a dalších plynných látek.
Tento plyn se čistí a odstraňuje z reaktoru.
Recyklovaná biomasa je vynikající hnojivo, které se odstraňuje z reaktoru a obohacuje pole.

Domácí bioplyn je možné vyrábět sami, pokud žijete na vesnici a máte přístup k živočišnému odpadu. Je to dobrá volba paliva pro živočišné farmy a zemědělské podniky.

Výhodou bioplynu je, že snižuje emise metanu a poskytuje alternativní zdroj energie. V důsledku zpracování biomasy vzniká hnojivo pro zeleninové zahrady a pole, což je další výhoda.

Chcete-li získat bioplyn vlastníma rukama, musíte si postavit bioreaktor na zpracování hnoje, drůbežího trusu a jiného organického odpadu. Používá se jako surovina:

odpadní voda;
sláma;
tráva;
říční bahno.

Je důležité nedovolit chemickým nečistotám vstoupit do reaktoru, protože interferují s procesem přepracování.

Případy užití

Zpracování hnoje na bioplyn umožňuje získat elektrickou, tepelnou a mechanickou energii. Toto palivo se používá komerčně nebo v soukromých domech. Používá se pro:

topení;
osvětlení;
ohřev vody;
práce spalovacích motorů.

S pomocí bioreaktoru si můžete vytvořit vlastní energetickou základnu pro soukromý dům nebo zemědělskou výrobu.

Kogenerační elektrárny na bioplyn jsou alternativní způsob vytápění osobní pomocné farmy nebo malé vesnice. Organický odpad lze přeměnit na elektřinu, což je mnohem levnější než jít na místo a platit účty za služby. Bioplyn lze použít k vaření v plynová kamna... Velkou výhodou biopaliv je, že se jedná o nevyčerpatelný obnovitelný zdroj energie.

Účinnost biopaliv

Bioplyn z hnoje a hnoje je bezbarvý a bez zápachu. Poskytuje tolik tepla jako zemní plyn. Jeden metr krychlový bioplynu dává energii až 1,5 kg uhlí.

Farmy nejčastěji nelikvidují odpad z hospodářských zvířat, ale ukládají je na jednom místě. Výsledkem je, že metan je uvolňován do atmosféry a hnůj ztrácí své vlastnosti jako hnojivo. Včasně recyklovaný odpad přinese farmě mnohem více výhod.

Takto lze snadno vypočítat účinnost využití hnoje. Průměrná kráva dává 30-40 kg hnoje denně. Z této hmoty se získá 1,5 metru krychlového plynu. Z tohoto množství se vyrábí elektřina 3 kW / h.

Jak postavit reaktor na biomateriál

Bioreaktory jsou betonové kontejnery s otvory pro odvod surovin. Před stavbou musíte vybrat místo na webu. Velikost reaktoru závisí na množství biomasy, kterou denně máte. Mělo by to naplnit nádobu 2/3.

Pokud je biomasy málo, můžete si místo betonové nádoby vzít železo, například obyčejný sud. Musí to však být silné, s kvalitními svary.

Množství vyprodukovaného plynu přímo závisí na objemu surovin. V malé nádobě to trochu dopadne. Chcete-li získat 100 metrů krychlových bioplynu, musíte zpracovat tunu biologické hmoty.

Pro zvýšení pevnosti instalace je obvykle zakopána v zemi. Reaktor by měl mít vstupní potrubí pro plnění biomasy a výstup pro odstraňování odpadního materiálu. V horní části nádrže by měl být otvor, kterým je odváděn bioplyn. Lepší je uzavřít to vodním uzávěrem.

Pro správná reakce nádoba musí být těsně uzavřena bez přístupu vzduchu. Zápachový uzávěr zajistí včasné odstranění plynů, které zabrání výbuchu systému.

Velký zemědělský reaktor

Jednoduché uspořádání bioreaktoru je vhodné pro malé farmy s 1–2 zvířaty. Pokud vlastníte farmu, je nejlepší nainstalovat průmyslový reaktor, který zvládne velké objemy paliva. Nejlepší je zapojit speciální firmy zapojené do vývoje projektu a instalace systému.

Průmyslové komplexy se skládají z:

Meziskladovací nádrže;
Míchací zařízení;
Malá kogenerační jednotka, která poskytuje energii pro vytápění budov a skleníků a také elektřinu;
Nádrže na fermentovaný hnůj používané jako hnojivo.

Většina efektivní volba - výstavba jednoho komplexu pro několik sousedních farem. Čím více biomateriálu je zpracováno, tím více energie je výsledkem.

Před získáním bioplynu musí být průmyslová zařízení koordinována se sanitární a epidemiologickou stanicí, požárními a plynárenskými inspektoráty. Jsou zdokumentovány, existují speciální pravidla pro umístění všech prvků.

Jak vypočítat objem reaktoru

Objem reaktoru závisí na množství odpadu vytvářeného denně. Pamatujte, že pro efektivní kvašení musí být nádoba pouze 2/3 plná. Zvažte také dobu kvašení, teplotu a typ suroviny.

Hnůj se nejlépe ředí vodou před odesláním do reaktoru. Zpracování hnoje při teplotě 35-40 stupňů bude trvat asi 2 týdny. Pro výpočet objemu určete počáteční objem odpadu vodou a přidejte 25-30%. Objem biomasy by měl být stejný každé dva týdny.

Jak zajistit činnost biomasy

Pro správnou fermentaci biomasy je nejlepší směs zahřát. V jižních oblastech teplota vzduchu přispívá k zahájení fermentace. Pokud žijete na severu nebo ve středním pruhu, můžete připojit další topná tělesa.

K zahájení procesu je zapotřebí teplota 38 stupňů. Existuje několik způsobů, jak to poskytnout:

Cívka pod reaktorem připojená k topnému systému;
Topné články uvnitř nádoby;
Přímé ohřívání nádoby elektrickými ohřívači.

Biologická hmota již obsahuje bakterie, které jsou potřebné k získání bioplynu. Když teplota vzduchu stoupne, probudí se a aktivují se.

Nejlepší je předehřát je pomocí automatických topných systémů. Zapnou se, když do reaktoru vstoupí studená hmota, a automaticky se vypnou, když teplota dosáhne požadované hodnoty. Tyto systémy se instalují do horkovodních kotlů a lze je zakoupit v obchodech s plynem.

Pokud poskytnete ohřev na 30-40 stupňů, bude zpracování trvat 12-30 dní. Závisí to na složení a objemu hmoty. Při zahřátí na 50 stupňů se aktivita bakterií zvyšuje a zpracování trvá 3-7 dní. Nevýhodou takových instalací jsou vysoké náklady na údržbu. vysoká teplota... Jsou srovnatelné s množstvím vyprodukovaného paliva, takže systém se stává neúčinným.

Dalším způsobem, jak aktivovat anaerobní bakterie, je míchání biomasy. Hřídele můžete do kotle nainstalovat sami a v případě potřeby hmotu pohnout směrem ven, aby se hmota promíchala. Je však mnohem pohodlnější navrhnout automatický systém, který míchá hmotu bez vaší účasti.

Správný výstup plynu

Bioplyn z hnoje je odváděn horním krytem reaktoru. Během kvašení by měl být těsně uzavřen. Obvykle se používá vodní uzávěr. Řídí tlak v systému, se zvyšujícím se stoupáním víka se spouští uvolňovací ventil. Jako protizávaží se používá závaží. Na výstupu je plyn čištěn vodou a teče potrubím dále. Čištění vody je nutné k odstranění vodní páry z plynu, jinak nespálí.

Než může být bioplyn přeměněn na energii, musí být skladován. Mělo by být uloženo v plynové nádrži:

Je vyroben ve formě kopule a instalován na výstupu z reaktoru.
Je nejčastěji vyroben ze železa a potažen několika vrstvami barvy, aby se zabránilo korozi.
V průmyslových komplexech je plynojem samostatný zásobník.

Další možností výroby plynové nádrže je použití PVC sáčku. Jak se vak plní, tento elastický materiál se táhne. V případě potřeby může skladovat velké množství bioplynu.

Podzemní závod na výrobu biopaliv

Z důvodu úspory místa je nejlepší stavět podzemní instalace. Toto je nejjednodušší způsob, jak získat bioplyn doma. Chcete-li vybavit podzemní bioreaktor, musíte vykopat díru a vyplnit její stěny a dno železobetonem.

Na obou stranách jsou v nádobě vytvořeny otvory pro vstupní a výstupní potrubí. Kromě toho by měla být výstupní trubka umístěna ve spodní části nádoby pro odčerpávání odpadní hmoty. Jeho průměr je 7-10 cm, přívod o průměru 25-30 cm je nejlépe umístěn nahoře.

Jednotka je shora pokryta zdivem a je instalován držák plynu pro příjem bioplynu. Na výstupu z nádoby je třeba vytvořit ventil pro regulaci tlaku.

Zařízení na výrobu bioplynu může být pohřbeno na nádvoří soukromého domu a připojeno k kanalizaci a odpadu pro dobytek. Recyklační reaktory mohou plně pokrýt potřeby elektřiny a tepla v domácnosti. Další plus při získávání hnojiva pro zahradu.

DIY bioreaktor je způsob, jak získat energii z trávy a vydělat peníze z hnoje. Snižuje náklady na energii na farmě a zvyšuje ziskovost. Můžete si ho vyrobit sami nebo si objednat instalaci. Cena za to závisí na objemu, začíná na 7 000 rublů.

Problematika výroby metanu je zajímavá pro ty majitele soukromých farem, kteří se zabývají chovem drůbeže nebo prasat a chovem dobytka. Na takových farmách zpravidla vzniká značné množství organického odpadu ze života zvířat, který může přinést značný užitek a stát se zdrojem levného paliva. Účelem tohoto materiálu je říci, jak extrahovat bioplyn doma za použití stejného odpadu.

Obecné informace o bioplynu

Bioplyn pro domácnost získávaný z různých statkových hnojiv a drůbežího statku je většinou metan. Tam je to od 50 do 80%, v závislosti na tom, čí odpad byl použit k výrobě. Stejný metan, který hoří v našich kamenech a kotlích, a za který někdy platíme spoustu peněz podle údajů měřiče.

Pro představu o množství paliva, které lze teoreticky získat chováním zvířat doma nebo v zemi, uvádíme tabulku s údaji o výstupu bioplynu a obsahu čistého metanu v něm:

Jak vidíte z tabulky, pro efektivní výrobu plynu z kravského hnoje a silážního odpadu je zapotřebí poměrně velké množství surovin. Je výhodnější získávat palivo z vepřového hnoje a trusu krůt.

Zbývajícím podílem látek (25–45%), které tvoří domácí bioplyn, je oxid uhličitý (až 43%) a sirovodík (1%). Palivo také obsahuje dusík, amoniak a kyslík, ale v zanedbatelném množství. Mimochodem, hromada hnoje vydává tak známý „příjemný“ zápach díky uvolňování sirovodíku a amoniaku. Pokud jde o energetický obsah, 1 m3 metanu může teoreticky během spalování uvolnit až 25 MJ (6,95 kW) tepelné energie. Specifické spalovací teplo bioplynu závisí na podílu metanu v jeho složení.

Pro referenci. V praxi bylo ověřeno, že vytápění zatepleného domu umístěného ve středním pruhu vyžaduje během topné sezóny asi 45 m3 biologického paliva na 1 m2 plochy.

Příroda je uspořádána takovým způsobem, že bioplyn se tvoří z hnoje spontánně a bez ohledu na to, zda jej chceme přijímat nebo ne. Hromadná hromada se otáčí za rok - jeden a půl, jen je na čerstvém vzduchu a dokonce i při negativních teplotách. Po celou tu dobu emituje bioplyn, ale pouze v malém množství, protože proces se časem prodlužuje. Příčinou jsou stovky druhů mikroorganismů nalezených ve zvířecích exkrementech. To znamená, že k zahájení uvolňování plynu není třeba nic, stane se to samo. Chcete-li však proces optimalizovat a urychlit, budete potřebovat speciální vybavení, o kterém bude pojednáno níže.

Technologie bioplynu

Podstatou efektivní výroby je zrychlení přirozeného procesu rozkladu organických surovin. Aby to bylo možné, musí bakterie v něm vytvořit nejlepší podmínky pro reprodukci a recyklaci odpadu. A první podmínkou je umístit suroviny do uzavřené nádoby - reaktoru, jinak - generátoru bioplynu. Odpad se drtí a mísí v reaktoru s vypočítaným množstvím čisté vody za získání původního substrátu.

Poznámka. Čistá voda je nezbytná, aby se do substrátu nedostaly látky, které mají nepříznivý vliv na vitální aktivitu bakterií. Výsledkem je, že proces fermentace může být velmi zpomalen.

Průmyslová bioplynová stanice je vybavena zařízeními pro ohřev substrátu, směšování a regulaci kyselosti. Míchání se provádí, aby se odstranila tvrdá kůra z povrchu, ke kterému dochází během fermentace a narušuje uvolňování bioplynu. Doba trvání technologický proces - ne méně než 15 dní, během této doby dosáhne stupeň rozkladu 25%. Předpokládá se, že k maximálnímu výtěžku paliva dochází až k 33% rozkladu biomasy.

Tato technologie zajišťuje každodenní obnovu substrátu, aby byla zajištěna intenzivní produkce plynu z hnoje, v průmyslových provozech se počítá ve stovkách metrů krychlových denně. Část použité hmoty v množství asi 5% z celkového objemu je odstraněna z reaktoru a na její místo je naloženo stejné množství čerstvých biologických surovin. Odpad se používá jako organické hnojivo pro pole.

Schéma bioplynové stanice

Získávání bioplynu doma je nemožné vytvořit pro mikroorganismy takové příznivé podmínky, jako v průmyslové výrobě. A především se toto tvrzení týká organizace vytápění generátoru. Jak víte, vyžaduje to spotřebu energie, což vede k výraznému zvýšení nákladů na palivo. Je docela možné řídit dodržování mírně zásaditého média, které je vlastní fermentačnímu procesu. Pouze jak to opravit v případě odchylek? Náklady znovu.

Majitelům soukromých farem, kteří chtějí těžit bioplyn vlastníma rukama, se doporučuje, aby si vyrobili reaktor jednoduchého designu z dostupných materiálů a poté jej modernizovali podle svých možností. Co je třeba udělat:

hermeticky uzavřená nádoba o objemu nejméně 1 m3. Fungovat bude také řada malých nádrží a sudů, ale kvůli nedostatečným surovinám se z nich uvolní málo paliva. Takové objemy výroby vám nebudou vyhovovat;
při organizování výroby bioplynu doma je nepravděpodobné, že začnete ohřívat nádrž, ale je nutné ji izolovat. Další možností je zakopat reaktor do země izolací horní části tepelnou izolací;
nainstalujte ruční míchadlo jakéhokoli designu do reaktoru zatažením rukojeti přes horní kryt. Sestava průchodu rukojeti musí být utěsněna;
zajistit připojení pro přívod a odvod substrátu, jakož i pro výběr bioplynu.

Níže je schéma zařízení na výrobu bioplynu umístěného pod úrovní terénu:

1 - generátor paliva (nádoba vyrobená z kovu, plastu nebo betonu); 2 - bunkr pro plnění podkladu; 3 - technický poklop; 4 - nádoba, která hraje roli vodního uzávěru; 5 - odbočka pro vykládku odpadního odpadu; 6 - odbočné potrubí pro extrakci bioplynu.

Jak získat bioplyn doma?

První operací je drcení odpadu na frakci, jejíž velikost není větší než 10 mm. Díky tomu je mnohem jednodušší připravit podklad a pro bakterie bude snazší zpracovávat suroviny. Výsledná hmota se důkladně promíchá s vodou, její množství je asi 0,7 litru na 1 kg organické hmoty. Jak bylo uvedeno výše, měla by se používat pouze čistá voda. Poté je vlastní bioplynová stanice naplněna substrátem, načež je reaktor hermeticky uzavřen.

Několikrát během dne musíte navštívit kontejner a promíchat obsah. 5. den můžete zkontrolovat přítomnost plynu a pokud se objeví, pravidelně jej načerpejte pomocí kompresoru do válce. Pokud to není provedeno včas, pak se tlak uvnitř reaktoru zvýší a fermentace se zpomalí nebo dokonce úplně zastaví. Po 15 dnech je nutné část podkladu vyložit a přidat stejné množství nového. Podrobnosti najdete po zhlédnutí videa:

Závěr

Je pravděpodobné, že nejjednodušší zařízení na výrobu bioplynu nesplní všechny vaše potřeby. Ale vzhledem k současným nákladům na energetické zdroje to bude v domácnosti již velmi užitečné, protože za suroviny nemusíte platit. Postupem času, úzce zapojeni do výroby, budete schopni pochopit všechny funkce a provést nezbytná vylepšení instalace.