namai » Namo rūsys » Savarankiško biodujų gamybos būdai. Biodujos

Savarankiško biodujų gamybos būdai. Biodujos

Nuolat brangstantys tradiciniai energijos ištekliai verčia namų meistrus kurti savadarbę įrangą, leidžiančią iš atliekų savo rankomis gaminti biodujas. Taikant tokį ūkininkavimo metodą, galima ne tik pigiai gauti energijos namo šildymui ir kitiems poreikiams, bet ir nustatyti organinių atliekų perdirbimo procesą bei gauti nemokamų trąšų, kad vėliau būtų galima įterpti į dirvą.

Pagamintų biodujų perteklius, kaip ir trąšos, gali būti parduodamas už rinkos kainą suinteresuotiems vartotojams, paverčiant pinigais tai, kas tiesiogine prasme „guli po kojomis“. Stambūs ūkininkai gali sau leisti įsigyti jau paruoštas, gamyklose surinktas biodujų gamybos stotis. Tokios įrangos kaina yra gana didelė. Tačiau jos veiklos grąža atitinka įdėtas investicijas. Mažiau galingus įrenginius, veikiančius tuo pačiu principu, galima surinkti savarankiškai iš turimų medžiagų ir dalių.

Kas yra biodujos ir kaip jos susidaro?

Apdorojant biomasę gaunamos biodujos

Biodujos priskiriamos aplinkai nekenksmingam kurui. Pagal savo savybes biodujos daugeliu atžvilgių yra panašios į pramoniniu mastu gaminamas gamtines dujas. Biodujų gamybos technologija gali būti pateikta taip:

specialiame konteineryje, vadinamame bioreaktoriumi, biomasės perdirbimo procesas vyksta dalyvaujant anaerobinėms bakterijoms beorės fermentacijos sąlygomis tam tikrą laikotarpį, kurio trukmė priklauso nuo pakrautų žaliavų tūrio;
dėl to išsiskiria dujų mišinys, susidedantis iš 60% metano, 35% anglies dioksido, 5% kitų dujinių medžiagų, tarp kurių yra nedidelis vandenilio sulfido kiekis;
susidariusios dujos nuolat pašalinamos iš bioreaktoriaus ir išvalytos siunčiamos naudoti pagal paskirtį;
apdorotos atliekos, tapusios kokybiškomis trąšomis, periodiškai išvežamos iš bioreaktoriaus ir vežamos į laukus.

Vizuali biokuro gamybos proceso schema

Norint įkurti nuolatinę biodujų gamybą namuose, turite turėti žemės ūkio ir gyvulininkystės įmones arba turėti prieigą prie jų. Gaminti biodujas ekonomiškai apsimoka tik esant nemokamam mėšlo ir kitų gyvulininkystės organinių atliekų tiekimo šaltiniui.

Dujinis šildymas išlieka patikimiausias šildymo būdas. Daugiau apie autonominį dujinimą galite sužinoti šioje medžiagoje:

Bioreaktorių tipai

Biodujų gamybos įrenginiai skiriasi žaliavų pakrovimo būdu, susidarančių dujų surinkimu, reaktoriaus išdėstymu žemės paviršiaus atžvilgiu, gamybos medžiaga. Betonas, plytos ir plienas yra tinkamiausios medžiagos bioreaktoriams statyti.

Atsižvelgiant į pakrovimo tipą, skiriami biologiniai įrenginiai, į kuriuos pakraunama tam tikra žaliavų dalis, kuri praeina perdirbimo ciklą, o po to visiškai iškraunama. Dujų gamyba šiuose įrenginiuose yra nestabili, tačiau į juos galima krauti bet kokios rūšies žaliavos. Paprastai jie yra vertikalūs ir užima mažai vietos.

Kasdien į antrojo tipo sistemą pakraunama dalis organinių atliekų ir iškraunama lygiavertė dalis gatavų fermentuotų trąšų. Darbinis mišinys visada lieka reaktoriuje. Vadinamasis nuolatinio šėrimo įrenginys nuolat gamina daugiau biodujų ir yra labai populiarus tarp ūkininkų. Iš esmės šie reaktoriai yra horizontaliai ir yra patogūs, jei aikštelėje yra laisvos vietos.

Pasirinktas biodujų surinkimo tipas lemia reaktoriaus konstrukcines ypatybes.

balionų sistemos susideda iš guminio arba plastikinio karščiui atsparaus baliono, kuriame yra sujungtas reaktorius ir dujų laikiklis. Šio tipo reaktorių privalumai – projektavimo paprastumas, žaliavų pakrovimas ir iškrovimas, valymo ir transportavimo paprastumas, maža kaina. Trūkumai yra trumpas tarnavimo laikas, 2-5 metai, ir galimybė sugadinti dėl išorinių poveikių. Balioniniai reaktoriai taip pat apima kanalo tipo blokus, kurie Europoje plačiai naudojami skystoms atliekoms ir nuotekoms apdoroti. Šis guminis viršus yra veiksmingas esant aukštai aplinkos temperatūrai ir nėra pavojaus sugadinti cilindrą. Fiksuoto kupolo konstrukcija turi visiškai uždarą reaktorių ir kompensacinį rezervuarą srutų išleidimui. Dujos kaupiasi kupole, kraunant kitą žaliavų porciją, apdorota masė sustumiama į kompensacinį baką.
Biosistemos su plūduriuojančiu kupolu susideda iš monolitinio bioreaktoriaus, esančio po žeme, ir kilnojamojo dujų laikiklio, kuris plūduriuoja specialioje vandens kišenėje arba tiesiai žaliavoje ir kyla, veikiamas dujų slėgio. Plaukiojančio kupolo pranašumas yra paprastas valdymas ir galimybė nustatyti dujų slėgį pagal kupolo aukštį. Tai puikus sprendimas dideliam ūkiui.
Renkantis požeminę ar viršžeminę įrengimo vietą, reikia atsižvelgti į reljefo nuolydį, kuris palengvina žaliavų pakrovimą ir iškrovimą, sustiprintą požeminių konstrukcijų šilumos izoliaciją, kuri apsaugo biomasę nuo paros temperatūros svyravimų bei fermentacijos procesas tampa stabilesnis.

Dizainas gali būti aprūpintas papildomais įtaisais šildymui ir žaliavų maišymui.

Ar apsimoka gaminti reaktorių ir naudoti biodujas?

Biodujų jėgainės statyba turi šiuos tikslus:

pigios energijos gamyba;
lengvai virškinamų trąšų gamyba;
sutaupyti jungiantis prie brangios kanalizacijos;
ūkio atliekų perdirbimas;
galimas pelnas iš dujų pardavimo;
sumažinti nemalonaus kvapo intensyvumą ir gerinti aplinkos būklę rajone.

Biodujų gamybos ir naudojimo pelningumo diagrama

Apdairus savininkas, norėdamas įvertinti bioreaktoriaus statybos naudą, turėtų atsižvelgti į šiuos aspektus:

bioaugalo kaina yra ilgalaikė investicija;
savadarbė biodujų įranga ir reaktoriaus įrengimas nedalyvaujant trečiųjų šalių specialistams kainuos daug pigiau, tačiau jos efektyvumas taip pat mažesnis nei brangaus gamyklinio;
Norint palaikyti stabilų dujų slėgį, ūkininkas turi turėti pakankamai daug gyvulių atliekų ir ilgą laiką. Esant aukštoms elektros ir gamtinių dujų kainoms arba nesant dujinimo galimybės, įrenginio naudojimas tampa ne tik pelningas, bet ir būtinas;
stambiems ūkiams, turintiems savo žaliavų bazę, pelningas sprendimas būtų bioreaktoriaus įtraukimas į šiltnamių ir galvijų fermų sistemą;
Mažiems ūkiams efektyvumą galima padidinti įrengus kelis nedidelius reaktorius ir įvairiais laiko intervalais pakraunant žaliavas. Taip išvengsite dujų tiekimo sutrikimų dėl žaliavų trūkumo.

Kaip patiems pasistatyti bioreaktorių

Sprendimas statyti priimtas, dabar reikia suprojektuoti instaliaciją ir apskaičiuoti reikalingas medžiagas, įrankius ir įrangą.

Svarbu! Pagrindinis bioreaktoriaus medžiagos reikalavimas yra atsparumas agresyviai rūgštinei ir šarminei aplinkai.

Jei yra metalinis bakas, jį galima naudoti, jei jis turi apsauginę dangą nuo korozijos. Renkantis metalinį konteinerį, atkreipkite dėmesį į suvirinimo siūlių buvimą ir jų stiprumą.

Patvarus ir patogus pasirinkimas yra polimero talpykla. Ši medžiaga nepūva ir nerūdija. Statinė su storomis kietomis sienelėmis arba sutvirtinta puikiai atlaikys apkrovą.

Pigiausias būdas – iškloti konteinerį iš plytų ar akmens ar betoninių blokelių. Stiprumui padidinti sienos sutvirtintos ir viduje bei išorėje padengtos daugiasluoksne hidroizoliacija ir dujoms nepralaidžia danga. Gipsas turi turėti nurodytas savybes suteikiančių priedų. Geriausia forma atlaikyti visas slėgio apkrovas yra ovali arba cilindrinė.

Šio konteinerio apačioje yra skylė, per kurią bus pašalintos atliekos žaliavos. Ši skylė turi būti sandariai uždaryta, nes sistema efektyviai veikia tik sandariomis sąlygomis.

Reikalingų įrankių ir medžiagų apskaičiavimas

Norėdami išdėstyti plytų konteinerį ir įdiegti visą sistemą, jums reikės šių įrankių ir medžiagų:

konteineris cemento skiedinio arba betono maišyklės maišymui;
gręžtuvas su maišytuvo priedu;
skalda ir smėlis drenažo pagalvei statyti;
kastuvas, matavimo juosta, mentele, mentele;
plytos, cementas, vanduo, smulkus smėlis, armatūra, plastifikatorius ir kiti reikalingi priedai;
suvirinimo aparatas ir tvirtinimo detalės metaliniams vamzdžiams ir komponentams montuoti;
vandens filtras ir indas su metalo drožlėmis dujoms valyti;
padangų cilindrai arba standartiniai propano balionai, skirti dujoms laikyti.

Betono rezervuaro dydis nustatomas pagal kasdien privačioje sodyboje ar ūkyje atsirandančių organinių atliekų kiekį. Pilnas bioreaktoriaus veikimas įmanomas, jei jis užpildytas iki dviejų trečdalių turimo tūrio.

Nustatykime reaktoriaus tūrį nedideliam privačiam ūkiui: jei yra 5 karvės, 10 kiaulių ir 40 viščiukų, tai per dieną jų gyvenimo metu 5 x 55 kg + 10 x 4,5 kg + 40 x 0,17 kg vada. = 275 kg + susidaro 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Norint, kad vištienos mėšlas būtų iki reikiamos 85 % drėgmės, reikia įpilti 5 litrus vandens. Bendras svoris = 331,8 kg. Apdorojimui per 20 dienų reikia: 331,8 kg x 20 = 6636 kg - apie 7 kubinius metrus tik substratui. Tai yra du trečdaliai reikalingo tūrio. Norint gauti rezultatą, jums reikia 7x1,5 = 10,5 kubinio metro. Gauta vertė yra reikalingas bioreaktoriaus tūris.

Atminkite, kad mažose talpyklose didelio biodujų kiekio pagaminti nepavyks. Išeiga tiesiogiai priklauso nuo reaktoriuje apdorojamų organinių atliekų masės. Taigi, norint gauti 100 kubinių metrų biodujų, reikia perdirbti toną organinių atliekų.

Aikštelės paruošimas bioreaktoriui

Į reaktorių kraunamas organinis mišinys neturi turėti antiseptikų, ploviklių, bakterijų gyvybei kenksmingų ir biodujų gamybą lėtinančių cheminių medžiagų.

Svarbu! Biodujos yra degios ir sprogios.

Kad bioreaktorius veiktų tinkamai, reikia laikytis tų pačių taisyklių, kaip ir bet kokiems dujų įrenginiams. Jei įranga bus sandari ir biodujos laiku išleidžiamos į dujų baką, problemų nekils.

Jei dujų slėgis viršija normą arba nuodija sugedus sandarikliui, kyla sprogimo pavojus, todėl reaktoriuje rekomenduojama įrengti temperatūros ir slėgio jutiklius. Biodujų įkvėpimas pavojingas ir žmonių sveikatai.

Kaip užtikrinti biomasės aktyvumą

Biomasės rūgimo procesą galite pagreitinti ją kaitindami. Paprastai pietiniuose regionuose ši problema nekyla. Aplinkos temperatūra yra pakankama natūraliam fermentacijos procesų aktyvavimui. Regionuose, kuriuose žiemą atšiaurios klimato sąlygos, biodujų gamybos įmonės be šildymo paprastai eksploatuoti neįmanoma. Juk rūgimo procesas prasideda aukštesnėje nei 38 laipsnių Celsijaus temperatūroje.

Yra keletas būdų, kaip organizuoti biomasės rezervuaro šildymą:

prijungti gyvatuką, esantį po reaktoriumi, prie šildymo sistemos;
konteinerio apačioje sumontuoti elektrinius šildymo elementus;
užtikrinti tiesioginį bako šildymą naudojant elektrinius šildymo prietaisus.

Bakterijos, turinčios įtakos metano gamybai, neveikia pačiose žaliavose. Jų aktyvumas didėja esant tam tikram temperatūros lygiui. Automatizuotos šildymo sistemos įrengimas užtikrins normalią proceso eigą. Automatika įjungs šildymo įrangą, kai į bioreaktorių pateks kita šalta partija, o tada išjungs, kai biomasė sušils iki nurodyto temperatūros lygio.

Panašios temperatūros reguliavimo sistemos montuojamos ir karšto vandens katiluose, todėl jų galima įsigyti parduotuvėse, kurios specializuojasi dujų įrangos prekyba.

Diagramoje parodytas visas ciklas, pradedant kietų ir skystų žaliavų pakrovimu ir baigiant biodujų išvežimu vartotojams

Svarbu pažymėti, kad biodujų gamybą galite suaktyvinti namuose maišydami biomasę reaktoriuje. Tam yra pagamintas prietaisas, kuris savo struktūra yra panašus į buitinį maišytuvą. Įrenginį galima paleisti velenu, kuris išleidžiamas per angą, esančią bako dangtyje arba sienelėse.

Kokie specialūs leidimai reikalingi biodujoms įrengti ir naudoti

Norint pastatyti ir eksploatuoti bioreaktorių, taip pat panaudoti susidarančias dujas, reikia pasirūpinti reikiamų leidimų gavimu projektavimo etape. Derinimas turi būti baigtas su dujų tarnyba, ugniagesiais ir Rostechnadzor. Apskritai montavimo ir eksploatavimo taisyklės yra panašios į įprastinės dujų įrangos naudojimo taisykles. Statyba turi būti vykdoma griežtai laikantis SNIP, visi vamzdynai turi būti geltoni ir pažymėti atitinkamais ženklais. Gamykloje pagamintos paruoštos sistemos kainuoja kelis kartus brangiau, tačiau turi visus lydinčius dokumentus ir atitinka visus techninius reikalavimus. Gamintojai įrangai suteikia garantiją ir savo gaminių priežiūrą bei remontą.

Namų gamybos įrenginys biodujoms gaminti gali leisti sutaupyti energijos sąnaudas, kurios užima didelę dalį nustatant žemės ūkio produktų savikainą. Gamybos kaštų mažinimas turės įtakos ūkio ar privačios sodybos pelningumo didėjimui. Dabar, kai žinote, kaip gauti biodujų iš esamų atliekų, belieka šią idėją įgyvendinti praktiškai. Daugelis ūkininkų jau seniai išmoko užsidirbti iš mėšlo.

Augantis alternatyvių šilumos ir elektros energijos gamybos būdų populiarumas paskatino daugelio kaimo namų ir kotedžų savininkų norą įgyti tam tikrą autonomiją iš išorės energijos tiekėjų. Negana to, „perkama“ energija rodo nuolatinę kainų didėjimo tendenciją, o kaimo ūkio išlaikymas kasdien brangsta. Biodujų jėgainė yra puiki alternatyva išoriniams energijos šaltiniams. Mažiausiai gali aprūpinti namą degiosiomis dujomis krosnelei, o padidėjus galiai (jei pakanka savų ar pirktų atliekų) tiek namui, tiek visam namų ūkiui tiek šildyti, tiek elektra.

Kam reikalingos biodujų jėgainės

Biodujų gamyklos naudojamos degiosioms dujoms gaminti iš biologinių žaliavų. Taigi jie reikalingi visur, kur reikia degių dujų. Tai yra, norint gauti šiluminę ir elektros energiją.
Visų pirma, biodujų jėgainės būtinos tiems ūkiams, kuriuose yra daug žaliavos biologinių atliekų pavidalu. Tokiu būdu galima ne tik paversti gamybą be atliekų, bet ir ženkliai padidinti jos pelningumą – dėl savarankiškos energijos gamybos bei išlaidų nebuvimo tiek šilumos, tiek elektros energijos pirkimui.

Biodujų gamyklos projektuotojas ir ūkininkas iš Permės Vladimiras Rašinas iš savo patirties įrodė, kad žemės ūkio produkcija, kuri savarankiškai, naudojant atitinkamą įrenginį, šalina atliekas, visiškai patenkina šilumos ir elektros energijos, taip pat degiųjų dujų poreikius. . Jo putpelių fermoje biodujos naudojamos patalpoms (tiek gyvenamosioms, tiek ūkinėms, tiek gamybinėms) šildyti, elektrai gaminti, virtuvės krosnyse, taip pat automobiliams pildyti – visi Rashin fermos automobiliai važiuoja biodujomis. Šiuo atveju pagrindinė biodujų gamyklos žaliava yra putpelių išmatos. Iš produkcijos, be biodujų, gaminamos ir organinės trąšos, kurios taip pat atneša ūkiui papildomų pajamų.

Tokios biodujų gamyklos kaip Vladimiro Rashino gamyklos gali žymiai padidinti bet kokios žemės ūkio produkcijos pelningumą. Kaip žaliava biodujoms gaminti gali būti naudojamas ne tik mėšlas, bet ir įvairios medienos perdirbimo pramonės atliekos (žievė, pjuvenos ir kt.), beveik bet kokios organinės medžiagos.

Be to, biodujų gamyklos gali būti naudojamos kaimo namuose ir kotedžuose, net jei tokie ūkiai nėra orientuoti į ūkininkavimą. Bet kurio ūkio buitinių atliekų pakaks aprūpinti žaliavomis individualiai biodujų jėgainei, o jei ūkis nėra pilnai aprūpintas šilumos ir elektros energija, tai bent jau sumažinti tokios energijos įsigijimo kaštus. Be to, bet kuriame kaimo ūkyje, be buitinių atliekų, yra ir atliekų iš sklypo (piktžolių, šakų nuopjovų ir pan.). Na, o net virtuvės viryklę galite aprūpinti degiosiomis dujomis, naudodami mini biodujų instaliaciją kaimo name.

Biodujų gamybos principas

Biodujos gaminamos anaerobiniu (tai yra be deguonies) biomasės fermentacijos būdu, kurį tiekia specialios bakterijos. Procese dalyvauja trijų tipų bakterijos: hidrolizinės, rūgštį formuojančios ir metaną formuojančios.

Biodujų gamykla susideda iš kelių dalių (konteinerių). Pirma, žaliava patenka į išankstinį konteinerį, kur ji kruopščiai sumaišoma ir susmulkinama (kietos frakcijos atveju) iki vienalytės masės. Tada susmulkinta žaliava patenka į reaktorių (konteinerį, kuriame tiesiogiai fermentuojama biomasė).

Reaktorius dažniausiai gaminamas iš gelžbetonio, kuris yra atsparus rūgštims. Šis konteineris yra visiškai sandarus. Siekiant pagreitinti fermentacijos procesą, skystis inde kaitinamas ir maišomas. Dažniausiai reaktoriui šildyti naudojamas kogeneracinis blokas – tokiame įrenginyje būtina vėsinti šilumos ir elektros generatorių, o pašalinta šiluma patenka į reaktorių. Šiluma gali būti tiekiama ir iš specialaus karšto vandens boilerio.

Pasibaigus fermentacijos procesui, iš reaktoriaus pagamintos dujos patenka į dujų talpyklą, kur išlyginamas slėgis, o po to biodujos patenka į šilumos ir elektros generatorių (dujos arba dyzelinas-dujos), dėl ko šiluminis arba elektrinis. gaminama energija.

Be biodujų, reaktoriuje nusėda ir kietoji frakcija – organinės trąšos, kurias vėliau galima panaudoti laukuose. Skystos trąšos taip pat gaunamos iš reaktoriaus išleidus dujas. Tiek skystos, tiek kietos trąšos yra koncentruotos ir aktyviai naudojamos žemės ūkyje.

Pramoninės biodujų gamyklos turi automatinį valdymą. Automatika atsakinga už žaliavų patekimą į įrenginį, o už maišymą, kontroliuoja temperatūrą, generatoriaus darbą ir pan. Taip pat tokiose instaliacijose įrengti avariniai signaliniai įtaisai – sustojus varikliui dujos tiesiog sudeginamos. Be to, pramoninėse biodujų gamyklose dažnai yra įrengta skystųjų trąšų fasavimo linija, šiuo atveju trąšos išpilstomos į mažus (iki 1 litro) butelius.

Individuali biodujų jėgainė

Atskiros biodujų gamyklos veikimo principas yra toks pat kaip ir pramoninės. Tiesa, mini įrenginiuose retai būna įrengti automatiniai substrato maišymo įtaisai ir kita automatika – dėl ženkliai pabrangusios buitinės instaliacijos su tokia įranga. Dažniausiai šiose instaliacijose yra tik temperatūros, generatoriaus darbo ir pan. valdymo prietaisai, o visa mini biodujų gamyklos priežiūra atliekama rankiniu būdu.

Buitinės biodujų gamyklos daugiausia naudojamos degiosioms dujoms gaminti virtuvės reikmėms, jei ūkyje nėra gyvulininkystės ar augalininkystės. Tačiau vis labiau populiarėja mini įrenginiai, skirti kaimo namams ir kotedžams aprūpinti pilnu energetiniu kompleksu, tai yra ne tik „virtuvės“ dujomis, bet ir šilumos bei elektros energija. Be to, tai nebepriklauso nuo stambių ar mažų gyvulių buvimo ūkyje, žaliavos namų biodujų jėgainėms tiesiog perkamos iš artimiausio ūkio. Tai gali būti mėšlas arba medienos perdirbimo pramonės atliekos.

„Pasidaryk pats“ biodujų gamykla

Buitinėms reikmėms biodujų jėgainių, net mini, statyba nėra pigi. Ir nors tokios įrangos atsipirkimo laikotarpis yra gana trumpas (5-7 metai), ne kiekvienas savininkas yra pasiruošęs ar turi galimybę investuoti reikiamą sumą. Taip, privalumai akivaizdūs: per trumpą laiką su mini biodujų jėgainės pagalba galite įgyti beveik visišką autonomiją nuo įsigytų energijos šaltinių, savo ūkį perkelti į savarankišką veiklą ir netgi turėti nemokamų trąšų kaip papildomų priedų. Tačiau mokėti pinigus reikia šiandien, o nauda atsiras tik po kelerių metų. Todėl daugeliui kaimo namų ir kotedžų savininkų kyla klausimas: kaip patiems pasidaryti biodujų gamyklą?

Mini biodujų jėgainė nėra tokia sudėtinga, o jos konstrukcija yra gana valdoma. Taip sutaupoma nemaža suma. Be to, yra projektų biodujų jėgainėms, kuriose naudojamos improvizuotos priemonės ir medžiagos (pavyzdžiui, su varpiniu reaktoriumi, o varpas gali būti guminis ir pan.). Tai yra, savadarbiai įrenginiai biodujoms gaminti reiškia gauti norimas premijas už minimalius pinigus.

Statant biodujų gamyklą būtina tiksliai apskaičiuoti, koks turėtų būti jos našumas. Norėdami tai padaryti, turėtumėte atsižvelgti į visus norimus biodujų vartotojus (pavyzdžiui, viryklę, automobilių įrangą ir pan.). Jeigu biodujas planuojama naudoti elektros ir/ar šilumos energijai gaminti, tai į skaičiavimą turi būti įtraukti visi energijos vartotojai. Remiantis skaičiavimais, sukuriamas biodujų jėgainės projektas.

Internete plačiai galima rasti savadarbių biodujų gamybos įrenginių. Čia rasite skaičiavimų pavyzdžius, įrenginio brėžinį ir išsamų aprašymą. Didžiulis prietaisų pasirinkimas leis jums sukurti tiek sudėtingą instaliaciją su keliomis kameromis, tiek supaprastintą variantą (pavyzdžiui, tokį paprastą įrenginį kaip vamzdis, uždengtas guminiu varpeliu su įtaisu dujų išleidimui). Kiekvienas gali pasirinkti sau pagamintą instaliaciją pagal savo norus, galimybes ir įgūdžius. Šiuo atveju ypač naudingi aprašymai su nuosekliomis nuotraukomis ar vaizdo įrašais.

Biodujų gamyklos gaminimas savo rankomis leidžia sutaupyti iki 50% įrenginio kainos, o tai žymiai pagreitina įrangos atsipirkimą. Be to, pradedant nuo paprasčiausio įrengimo, galima įvertinti tokios įrangos poreikį buityje, taip pat investuoti pinigus palaipsniui, o tai daugeliui yra kur kas lengviau, nei sumokėti visą reikiamą sumą iš karto.

Kaip veikia biodujų jėgainė?

Bet kurio ūkio sodyboje galima panaudoti ne tik vėjo, saulės energiją, bet ir biodujas.

Biodujos- dujinis kuras, organinių medžiagų anaerobinio mikrobiologinio skilimo produktas. Biodujų technologijos yra radikaliausias, aplinkai nekenksmingas, be atliekų perdirbimo, perdirbimo ir įvairių augalinės ir gyvūninės kilmės organinių atliekų dezinfekavimo būdas.

Biodujų gavimo sąlygos ir energinė vertė.

Norintys savo sodyboje statyti nedidelę biodujų gamyklą turi detaliai žinoti, iš kokių žaliavų ir kokia technologija galima gaminti biodujas.

Gaunamos biodujos vykstant įvairios kilmės organinių medžiagų (biomasės) anaerobinės (be oro prieigos) fermentacijos (skilimo) procesui: paukščių išmatų, viršūnių, lapų, šiaudų, augalų stiebų ir kitų organinių atliekų iš individualių namų ūkių. Taigi biodujos gali būti gaminamos iš visų buitinių atliekų, kurios turi galimybę fermentuotis ir skaidytis skystoje arba šlapioje būsenoje, nepasiekdamos deguonies. Anaerobiniai įrenginiai (fermentatoriai) suteikia galimybę proceso metu apdoroti bet kokią organinę masę dviem fazėmis: organinės masės skaidymu (hidratacija) ir jos dujofikavimu.

Mikrobiologiškai suirusią organinę medžiagą naudojant biodujų gamyklose dirvožemio derlingumas ir įvairių kultūrų derlingumas padidėja 10-50 proc.

Biodujos, išsiskiriančios kompleksinės organinių atliekų fermentacijos metu, susideda iš dujų mišinio: metano („pelkės“ dujos) - 55-75%, anglies dioksido - 23-33%, vandenilio sulfido - 7%. Metano fermentacija yra bakterinis procesas. Pagrindinė jo tekėjimo ir biodujų gamybos sąlyga yra šilumos buvimas biomasėje be oro prieigos, kurią galima sukurti paprastose biodujų gamyklose. Individualiuose ūkiuose nesunku įrengti specialius fermentatorius biomasei fermentuoti.

Sodybiniame ūkininkavime pagrindinė ekologiška žaliava kraunant į fermentatorių yra mėšlas.

Pirmajame galvijų mėšlo krovimo į fermentatoriaus konteinerį etape fermentacijos proceso trukmė turi būti 20 dienų, kiaulių mėšlo - 30 dienų. Kraunant įvairius organinius komponentus gaunama daugiau dujų, palyginti su tik vienu komponentu. Pavyzdžiui, perdirbant galvijų ir paukščių mėšlą, biodujose gali būti iki 70 % metano, o tai žymiai padidina biodujų, kaip kuro, efektyvumą. Fermentacijos procesui nusistovėjus, žaliavos į fermentatorių turi būti kraunamos kasdien, bet ne daugiau kaip 10% joje apdorojamos masės. Rekomenduojamas žaliavų drėgnumas vasarą yra 92-95%, žiemą - 88-90%.

Fermentatoriuje kartu su dujų gamyba organinės atliekos yra dezinfekuojamos nuo patogeninės mikrofloros, o išsiskiriantys nemalonūs kvapai dezodoruojami. Susidaręs rudas dumblas periodiškai išleidžiamas iš fermentatoriaus ir naudojamas kaip trąša.

Apdorotai masei šildyti naudojama šiluma, kuri išsiskiria jai skaidant biofermentatoriuje. Temperatūrai fermentatoriuje mažėjant, mažėja dujų išsiskyrimo intensyvumas, nes organinėje masėje sulėtėja mikrobiologiniai procesai. Todėl patikima biodujų gamyklos (biofermentatoriaus) šilumos izoliacija yra viena iš svarbiausių normalios jos veikimo sąlygų.

Norint užtikrinti reikiamą rūgimo režimą, į fermentatorių įdėtą mėšlą rekomenduojama sumaišyti su karštu vandeniu (geriausia 35-40 °C). Periodiškai perkraunant ir valant fermentatorių taip pat turi būti sumažinti šilumos nuostoliai. Norėdami geriau šildyti fermentatorių, galite naudoti " šiltnamio efektas“ Tam virš kupolo montuojamas medinis arba lengvo metalo karkasas ir padengtas plastikine plėvele. Geriausi rezultatai pasiekiami esant fermentuojamos žaliavos temperatūrai, 30-32 °C ir 90-95% oro drėgmei. Ukrainos pietuose biodujų jėgainės gali efektyviai veikti be papildomo organinės masės kaitinimo fermentatoriuje. Vidurinės ir šiaurinės zonos regionuose dalis pagamintų dujų šaltuoju metų periodu turi būti išleista papildomam fermentuotos masės šildymui, o tai apsunkina biodujų įrenginių projektavimą. Gali būti, kad pirmą kartą užpildžius fermentatorių ir pradėjus dujų gavybą pastaroji nedega. Tai paaiškinama tuo, kad iš pradžių pagamintose dujose yra daugiau nei 60% anglies dioksido. Tokiu atveju jis turi būti išleistas į atmosferą ir po 1-3 dienų biodujų gamykla dirbs stabiliai.

Fermentuojant vieno gyvulio ekskrementus per parą galite gauti: galvijai (gyvas svoris 500-600 kg) - 1,5 kub.m biodujų, kiaulės (gyvas svoris 80-100 kg) - 0,2 kub.m, vištos ar triušio - 0,015 kub. .

Per vieną fermentacijos dieną iš galvijų mėšlo susidaro 36 %, iš kiaulienos mėšlo – 57 % biodujų. Energine prasme 1 kubinis metras biodujų prilygsta 1,5 kg anglies, 0,6 kg žibalo, 2 kW/h elektros energijos, 3,5 kg malkų, 12 kg mėšlo briketų.

Biodujų technologijos plačiai išvystytos Kinijoje, jos aktyviai diegiamos daugelyje Europos, Amerikos, Azijos, Afrikos šalių. Vakarų Europoje, pavyzdžiui, Rumunijoje ir Italijoje, daugiau nei prieš 10 metų pradėtos plačiai naudoti mažos biodujų gamyklos, kurių perdirbtos žaliavos tūris yra 6-12 kubinių metrų.

Tokiomis instaliacijomis pradėjo domėtis ir sodybų bei ūkių savininkai Ukrainoje. Bet kurio dvaro teritorijoje galima įrengti vieną iš paprasčiausių biodujų jėgainių, kurios, pavyzdžiui, naudojamos individualiuose ūkiuose Rumunijoje. Pagal tuos, kurie parodyta fig. 1-a, pagal išmatavimus įrengiama duobė 1 ir kupolas 3. Duobė išklota 10 cm storio gelžbetonio plokštėmis, kurios tinkuotos cementiniu skiediniu ir sandarumui padengtos derva. Iš stogo dangos suvirintas 3 m aukščio varpas, kurio viršutinėje dalyje kaupsis biodujos. Siekiant apsaugoti nuo korozijos, varpas periodiškai dažomas dviem aliejinių dažų sluoksniais. Dar geriau iš pradžių varpo vidų padengti raudonu švinu.

Viršutinėje varpo dalyje sumontuotas vamzdis 4 biodujoms šalinti ir manometras 5 jų slėgiui matuoti. Dujų išleidimo vamzdis 6 gali būti pagamintas iš guminės žarnos, plastiko arba metalinio vamzdžio.

Aplink fermentacijos duobę įrengiamas betoninis griovelis-vandens sandariklis 2, užpildytas vandeniu, į kurį 0,5 m gyliu panardinama apatinė varpo pusė.

Dujos į krosnelę gali būti tiekiamos per metalinius, plastikinius ar guminius vamzdelius. Kad vamzdžiai nelūžtų dėl kondensacinio vandens užšalimo žiemą, naudojamas paprastas įrenginys (1-b pav.): U formos vamzdis 2 yra prijungtas prie vamzdyno 1 žemiausiame taške. Jo laisvosios dalies aukštis turi būti didesnis už biodujų slėgį (mm vandens stulpelyje). Kondensatas 3 išleidžiamas per laisvą vamzdžio galą ir nebus dujų nuotėkio.

Antrame montavimo variante (1-c pav.) 4 mm skersmens ir 2 m gylio duobė 1 iš vidaus išklota stogo dangos geležimi, kurios lakštai yra sandariai suvirinti. Suvirinto bako vidinis paviršius padengtas derva, apsaugančia nuo korozijos. Betono rezervuaro viršutinio krašto išorėje įrengiamas apskritas 5 iki 1 m gylio griovelis, kuris užpildomas vandeniu. Vertikali kupolo 2 dalis, dengianti baką, laisvai įmontuota į jį. Taigi griovelis su į jį pilamu vandeniu tarnauja kaip vandens sandariklis. Biodujos surenkamos viršutinėje kupolo dalyje, iš kurios išleidimo vamzdžiu 3, o po to vamzdynu 4 (arba žarna) tiekiamos į naudojimo vietą.

Į apvalią talpyklą 1 supilama apie 12 kubinių metrų organinės masės (geriausia šviežio mėšlo), kuri be vandens pripildoma skysta mėšlo frakcija (šlapimu). Praėjus savaitei po užpildymo, fermentatorius pradeda veikti. Šioje instaliacijoje fermentatoriaus talpa yra 12 kubinių metrų, todėl ją galima pastatyti 2-3 šeimoms, kurių namai yra šalia. Tokią instaliaciją sodyboje galima pastatyti, jei šeima pagal sutartį augina bulius arba laiko kelias karves.

Paprasčiausių mažų gabaritų instaliacijų projektavimo ir technologinės schemos parodytos fig. 1-d, d, f, g. Rodyklės rodo technologinius pradinės organinės masės, dujų ir dumblo judesius. Struktūriškai kupolas gali būti standus arba pagamintas iš polietileno plėvelės. Tvirtas kupolas gali būti pagamintas su ilga cilindrine dalimi, skirta giliai panardinti į apdorojamą masę, „plaukioti“ (1-d pav.) arba įkišti į hidraulinį vožtuvą (1-e pav.). Plėvelės kupolą galima įkišti į vandens sandariklį (1-e pav.) arba pagaminti iš vientiso klijuoto didelio maišelio (1-g pav.). Pastarajame variante ant plėvelės maišelio uždedamas svarelis 9, kad maišelis per daug neišsipūstų, o taip pat susidarytų pakankamas slėgis po plėvele.

Dujos, kurios surenkamos po kupolu ar plėvele, dujotiekiu tiekiamos į naudojimo vietą. Siekiant išvengti dujų sprogimo, ant išleidimo vamzdžio galima sumontuoti vožtuvą, pritaikytą tam tikram slėgiui. Tačiau dujų sprogimo pavojus mažai tikėtinas, nes žymiai padidėjus dujų slėgiui po kupolu, pastarasis hidrauliniame sandariklyje bus pakeltas iki kritinio aukščio ir apvirs, išleisdamas dujas.

Biodujų gamyba gali sumažėti dėl to, kad fermentacijos metu fermentatoriuje organinės žaliavos paviršiuje susidaro pluta. Kad jis netrukdytų išeiti dujoms, jis sulaužomas maišant masę fermentatoriuje. Maišyti galite ne rankomis, o iš apačios prie kupolo pritvirtinę metalinę šakutę. Kupolas pakyla hidrauliniame sandariklyje iki tam tikro aukščio, kai kaupiasi dujos, ir nusileidžia, kai jos naudojamos.

Dėl sistemingo kupolo judėjimo iš viršaus į apačią šakės, sujungtos su kupolu, sunaikins plutą.

Didelė drėgmė ir vandenilio sulfido buvimas (iki 0,5%) padidina metalinių dalių koroziją biodujų gamyklos. Todėl nuolat stebima visų metalinių fermentatoriaus elementų būklė, o pažeidimo vietos kruopščiai apsaugomos, geriausia švino švinu vienu ar dviem sluoksniais, o vėliau dviem sluoksniais dažyti bet kokiais aliejiniais dažais.

Ryžiai. 1. Paprasčiausių biodujų jėgainių schemos:

A). su piramidiniu kupolu: 1 - duobė mėšlui; 2 - griovelio-vandens sandariklis; 3 - varpas dujoms surinkti; 4, 5 - dujų išleidimo vamzdis; 6 - manometras;

b). kondensato šalinimo įrenginys: 1 - dujotiekis dujų šalinimui; 2 - U formos vamzdis kondensatui; 3 - kondensatas;

V). su kūginiu kupolu: 1 - duobė mėšlui; 2 - kupolas (varpas); 3 - išplėsta vamzdžio dalis; 4 - dujų išleidimo vamzdis; 5 - griovelio-vandens sandariklis;

d, e, f, g - paprasčiausių įrenginių variantų diagramos: 1 - organinių atliekų tiekimas; 2 - organinių atliekų konteineris; 3 - dujų surinkimo zona po kupolu; 4 - dujų išleidimo vamzdis; 5 - dumblo šalinimas; 6 - manometras; 7 - kupolas iš polietileno plėvelės; 8 - vandens sandariklis; 9 - apkrova; 10 - vientisas polietileninis maišelis.

Biodujų gamykla kaitinant fermentuojamą masę šiluma, išsiskiriančia mėšlui irstant aerobiniame fermentatoriuje, parodyta fig. 2, apima metano baką - cilindrinį metalinį indą su užpildymo kakleliu 3, išleidimo vožtuvą 9, mechaninį maišytuvą 5 ir biodujų atrankos vamzdį 6.

Fermenteris 1 gali būti pagamintas iš medinių medžiagų stačiakampio formos. Norint iškrauti apdorotą mėšlą, nuimamos šoninės sienelės. Fermento grindys – grotelės, oras technologiniu kanalu 10 pučiamas iš pūstuvo 11. Fermentatoriaus viršus padengtas medinėmis plokštėmis 2. Šilumos nuostoliams mažinti sienelės ir dugnas yra su šilumą izoliuojančiu sluoksniu. 7.

Diegimas veikia taip. Į metano rezervuarą 4 per 3 galvutę pilamas iš anksto paruoštas skystas mėšlas, kurio drėgnis 88-92%, skysčio lygis nustatomas pagal apatinę užpildymo kaklelio dalį. Aerobinis fermentatorius 1 per viršutinę angos dalį užpildomas kraiko mėšlu arba mėšlo mišiniu su biriu sausu organiniu užpildu (šiaudais, pjuvenomis), kurio drėgnis 65-69%. Kai fermentatoriuje technologiniu kanalu tiekiamas oras, organinė masė pradeda irti, išsiskiria šiluma. Pakanka pašildyti metano bako turinį. Dėl to išsiskiria biodujos. Jis kaupiasi viršutinėje viryklės bako dalyje. Per vamzdį 6 jis naudojamas buitinėms reikmėms. Fermentacijos metu mėšlas pūdykloje sumaišomas maišytuvu 5.

Toks įrenginys per metus atsipirks tik dėl atliekų šalinimo asmeniniuose namų ūkiuose.

Ryžiai. 2. Šildomos biodujų gamyklos schema:
1 - fermentatorius; 2 - medinis skydas; 3 - užpildo kaklelis; 4 - metano bakas; 5 - maišyklė; 6 - vamzdis biodujų mėginiams paimti; 7 - šilumos izoliacijos sluoksnis; 8 - grotelės; 9 - apdorotos masės išleidimo vožtuvas; 10 - kanalas oro tiekimui; 11 - pūstuvas.

Individuali biodujų jėgainė(IBGU-1) valstiečių šeimai, turinčiai 2–6 karves arba 20–60 kiaulių, arba 100–300 naminių paukščių (3 pav.). Įrenginyje kasdien galima apdoroti nuo 100 iki 300 kg mėšlo ir pagaminama 100-300 kg ekologiškų organinių trąšų ir 3-12 kubinių metrų biodujų.

Norint pagaminti maistą 3-4 asmenų šeimai, per dieną reikia sudeginti 3-4 kubinius metrus biodujų, šildyti namą, kurio plotas 50-60 kv.m - 10-11 kubinių metrų. Įrenginys gali veikti bet kurioje klimato zonoje. „Tula Stroytekhnika“ gamykla ir Orlovskio remonto ir mechaninė gamykla („Orel“) pradėjo serijinę gamybą.

Ryžiai. 3. Individualios biodujų gamyklos schema IBGU-1:
1 - užpildo kaklelis; 2 - maišyklė; 3 - dujų mėginių ėmimo vamzdis; 4 - šilumos izoliacijos sluoksnis; 5 - vamzdis su čiaupu apdorotai masei iškrauti; 6 - termometras.

Štai Serbijoje ir visoje Europoje žmonės nenori priklausyti nuo energetikos ir dujų įmonių, todėl stengiasi įsigyti alternatyvių energijos šaltinių. Ar tai būtų saulės kolektoriai, šilumos kolektoriai ar biodujų įrenginiai.

Kažkada savo žurnale jau kalbėjau apie pramonines biodujų jėgaines, dabar mano istorija apie naminę gamyklą, galinčią gaminti dujas jūsų namams ar kotedžui. Veikimo principas aiškus iš paveikslo. Aš tik pateiksiu keletą paaiškinimų ir papasakosiu kai kurių elementų paskirtį.

Norėdami atlikti diegimą, jums reikės:

*Dvi plastikinės statinės po 200 litrų (Serbijoje tokiose statinėse sūdomi kopūstai), bet gali būti ir metalinių statinių dyzeliniam kurui.

* Penkios adapterio jungiamosios detalės, skirtos elementams sujungti su bent 13 mm storio žarna.

* Plastikinė žarna (ilgis priklauso nuo montavimo poreikių).

* Plastikinis kibiras.

* Plastikinis 3 - 5 litrų balionėlis (automobilinei alyvai su užsukamu dangteliu) avariniam vožtuvui.

* Du plastikiniai vamzdeliai, kurių skersmuo 5 cm.

1 elementas - paveikslėlyje BIO dujų generatorius

Jį sudaro: sandari statinė, du plastikiniai vamzdžiai ir biodujų išleidimo anga.

Generatoriuje irimo proceso metu organinė masė suyra, išskirdama 60 % metano ir 40 % SO2.

Per pirmąjį plastikinį vamzdelį su piltuvu supilamos smulkiai susmulkintos biomasės atliekos ir sumaišomos su vandeniu santykiu 10% biomasės ir 90% lietaus vandens (minkšto vandens).

Būtų gerai, jei galėtume įpilti ir natūralaus šviežio karvių, kiaulių ir paukščių mėšlo mišinio, taip įvedant mikroorganizmus, nuo kurių priklauso biodujų gamyba. Jei to nepadarysite, galite įpilti šiek tiek purvo iš upės ar tvenkinio, kad pagreitintumėte procesą.

Procesas trunka apie 3 savaites, kol susidaro dujos. Anksti pastebėsite, kad išsiskiria dujos, tačiau atminkite, kad tai yra SO2 – anglies dioksidas, kuris nėra degus. Tik praėjus 3 savaitėms, susidaro metanas – biodujos.

Laikui bėgant konteinerio apačioje atsiranda likučių, kurie yra puiki natūrali trąša daržovėms sodininkystėje.

Ideali temperatūra yra nuo 12 iki 36 laipsnių, saugokite statinę nuo tiesioginių saulės spindulių pavėsyje, o žiemą - nuo užšalimo. Atminkite, kad tai yra „gyva“ statinė, ty joje yra milijardai mikroorganizmų, dirbančių biomasės skilimo procese.

Jei BIO dujų generatorių „perkepsite“ arba „užšaldysite“, mikroorganizmai išnyks, todėl visą procesą teks pradėti iš naujo.

2 elementas paveikslėlyje yra konteineris biodujoms surinkti ir vandens sandariklis

Jį sudaro atvira plastikinė statinė, kibiras ir dvi jungiamosios detalės (vožtuvas) dujų srautui ir svoriui (žyma).

Šioje talpykloje – 200 litrų statinėje, surenkamos dujos, kaip parodyta paveikslėlyje. Tai paprastas ir lankstus sprendimas, neeikvodamas dujų. Be to, vanduo taip pat veikia kaip filtras, išvalantis metaną nuo priemaišų.

Atkreipkite dėmesį, kad dujos pakėlė vandens talpą ir tai rodo surinktų dujų kiekį.

Svorio svoris padės užtikrinti pakankamą dujų slėgį, kuris vėliau siunčiamas į avarinį vožtuvą, elementą Nr. 4.

Šią talpyklą laikykite pripildytą vandens ir apsaugokite nuo užšalimo.

3 elementas – degiklis

4 elementas – avarinis vožtuvas

Avarinį vožtuvą sudaro plastikinis vandens balionėlis su užsukamu dangteliu ir du adapteriai.

Tuščios alyvos skardinės automobiliui – gera improvizacija.

Apsauginis vožtuvas skirtas sulaikyti liepsną, kad sustabdytų atvirkštinį efektą. Avarinis vožtuvas yra tarp 3 elemento - degiklio ir dujų surinkimo talpyklos, 2 elemento.

Būtina įrengti avarinį vožtuvą, kad dujų bakas neužsidegtų, nesukeltų avarijos ar sprogimo.

Reikalingos privalomos medžiagos:

du konteineriai;
jungiamieji vamzdžiai;
vožtuvai;
dujų filtras;
sandarumą užtikrinančios priemonės (klijai, derva, sandariklis ir kt.);

Pageidautina:

maišyklė su elektros varikliu;
temperatūros jutiklis;
slėgio matuoklis;

Žemiau pateikta seka tinka pietiniams regionams. Eksploatacijai bet kokiomis sąlygomis reikėtų pridėti reaktoriaus šildymo sistemą, kuri užtikrins indo įkaitinimą iki 40 laipsnių Celsijaus ir padidins šilumos izoliaciją, pavyzdžiui, aptvėrus konstrukciją šiltnamiu. Šiltnamį patartina uždengti juoda plėvele. Taip pat patartina prie dujotiekio pridėti kondensato nuvedimo įrenginį.

Paprastos biodujų gamyklos sukūrimas:

Sukurkite saugojimo konteinerį. Parenkame rezervuarą, kuriame bus kaupiamos susidariusios biodujos. Rezervuaras pritvirtintas vožtuvu ir aprūpintas manometru. Jei dujų suvartojimas yra pastovus, tada dujų bako nereikia.
Izoliuokite konstrukciją duobės viduje.
Sumontuokite vamzdžius.Į duobę tieskite vamzdžius žaliavoms pakrauti ir komposto humusui iškrauti. Reaktoriaus rezervuare padarytos įleidimo ir išleidimo angos. Reaktorius dedamas į duobę. Vamzdžiai yra prijungti prie skylių. Vamzdžiai sandariai tvirtinami klijais ar kitomis tinkamomis priemonėmis. Vamzdžių skersmuo mažesnis nei 30 cm prisidės prie jų užsikimšimo. Pakrovimo vieta turėtų būti parinkta saulėtoje pusėje.
Įdiekite liuką. Rektorius, aprūpintas liuku, palengvina remonto ir priežiūros darbus. Liukas ir reaktoriaus indas turi būti sandarūs guma. Taip pat galite sumontuoti temperatūros, slėgio ir žaliavos lygio jutiklius.
Pasirinkite konteinerį bioreaktoriui. Pasirinktas indas turi būti patvarus – kadangi fermentacija išskiria daug energijos; turi gerą šilumos izoliaciją; būti atsparus orui ir vandeniui. Geriausiai tinka kiaušinio formos indai. Jei tokio reaktoriaus statyba yra problematiška, tada gera alternatyva būtų cilindrinis indas su užapvalintais kraštais. Kvadratinės formos konteineriai yra mažiau efektyvūs, nes sukietėjusi biomasė kaupsis kampuose, todėl fermentacija bus sunki.
Paruoškite duobę.
Pasirinkite būsimo įrenginio montavimo vietą. Vietą patartina rinktis pakankamai toli nuo namų ir tokią, kad būtų galima iškasti duobę. Įdėjus jį į duobę, galite žymiai sutaupyti šilumos izoliacijos, naudojant pigias medžiagas, tokias kaip molis.
Patikrinkite gautos konstrukcijos sandarumą.
Paleiskite sistemą.
Pridėti žaliavų. Laukiame apie dvi savaites, kol įvyks visi reikalingi procesai.Būtina sąlyga dujų degimui – atsikratyti anglies dvideginio. Tam tiks įprastas filtras iš techninės įrangos parduotuvės. Naminis filtras pagamintas iš 30 cm ilgio dujotiekio gabalo, užpildyto sausa mediena ir metalo drožlėmis.

Sudėtis ir rūšys

Biodujos – tai dujos, gautos trifazio biocheminio proceso ant biomasės, vykstančio sandariomis sąlygomis, rezultatas.

Biomasės skilimo procesas vyksta nuosekliai: iš pradžių ją veikia hidrolizinės bakterijos, vėliau rūgštį formuojančios bakterijos ir galiausiai metaną formuojančios bakterijos. Medžiaga mikroorganizmams kiekviename etape yra ankstesnio etapo veiklos produktas.

Išėjimo metu apytikslė biodujų sudėtis atrodo taip:

metanas (nuo 50 iki 70%);
anglies dioksidas (nuo 30 iki 40%);
vandenilio sulfidas (~2%);
vandenilis (~1%);
amoniakas (~1%);

Proporcijų tikslumui įtakos turi naudojamos žaliavos ir dujų gamybos technologija. Metanas gali degti; kuo didesnis jo procentas, tuo geriau.

Senovės kultūros, siekiančios daugiau nei tris tūkstančius metų (Indija, Persija ar Asirija), turi patirties naudojant degiąsias pelkių dujas. Mokslinis pagrindas susiformavo daug vėliau. Cheminę metano CH 4 formulę atrado mokslininkas Johnas Daltonas, o metano buvimą pelkių dujose atrado Humphry Davy. Antrasis pasaulinis karas suvaidino svarbų vaidmenį plėtojant alternatyviosios energijos pramonę, todėl kariaujančioms šalims reikėjo didžiulio energijos išteklių poreikio.

SSRS turėtos didžiulės naftos ir gamtinių dujų atsargos lėmė kitų energijos gamybos technologijų paklausą, biodujų tyrimai daugiausia buvo akademinio mokslo tema. Šiuo metu situacija taip pasikeitė, kad be pramoninės įvairių rūšių kuro gamybos, biodujų gamyklą savo reikmėms gali sukurti kiekvienas.

Montavimo įrenginys

– įrangos komplektas, skirtas gaminti biodujas iš organinių žaliavų.

Pagal tiekiamos žaliavos tipą išskiriami šie biodujų įrenginių tipai:

su maitinimu porcijomis;
su nuolatiniu pašaru;

Biodujų jėgainės su nuolatiniu žaliavų tiekimu yra efektyvesnės.

Pagal žaliavų apdorojimo tipą:

Nėra automatinio maišymožaliavos ir palaikyti reikiamą temperatūrą – kompleksai su minimalia įranga, tinkami smulkiems ūkiams (1 diagrama).
Su automatiniu maišymu, tačiau nepalaikant reikiamos temperatūros – aptarnauja ir smulkius ūkius, efektyviau nei ankstesnis tipas.
Su reikiamos temperatūros palaikymu, bet be automatinio maišymo.
Su automatiniu žaliavų maišymu ir temperatūros palaikymu.

Veikimo principas

Organinių žaliavų pavertimo biodujomis procesas vadinamas fermentacija.Žaliavos kraunamos į specialų konteinerį, kuris užtikrina patikimą biomasės apsaugą nuo deguonies. Įvykis, įvykęs be deguonies įsikišimo, vadinamas anaerobiniu.

Specialių bakterijų įtakoje fermentacija pradeda vykti anaerobinėje aplinkoje. Vykstant fermentacijai žaliava pasidengia pluta, kurią reikia reguliariai naikinti. Naikinimas atliekamas kruopščiai maišant.

Turinį reikia maišyti bent du kartus per dieną, nepažeidžiant proceso sandarumo. Be plutos pašalinimo, maišymas leidžia tolygiai paskirstyti rūgštingumą ir temperatūrą organinės masės viduje. Dėl šių manipuliacijų susidaro biodujos.

Susidariusios dujos surenkamos į dujų baką ir iš ten vamzdžiais pristatomos vartotojui. Biotrąšos, gautos perdirbus žaliavą, gali būti naudojamos kaip maisto priedas gyvūnams arba dedamos į dirvą. Šios trąšos vadinamos komposto humusu.

Biodujų gamyklą sudaro šie elementai:

homogenizavimo bakas;
reaktorius;
maišytuvai;
rezervuaras (dujų laikiklis);
šildymo ir vandens maišymo kompleksas;
dujų kompleksas;
siurblių kompleksas;
separatorius;
valdymo jutikliai;
Instrumentuotė ir automatizavimas su vizualizacija;
saugos sistema;

Pramoninio tipo biodujų gamyklos pavyzdys parodytas 2 diagramoje.

Naudojamos žaliavos

Skilus bet kokiai gyvūninei ar augalinei medžiagai, išsiskirs įvairaus laipsnio degiosios dujos. Įvairių kompozicijų mišiniai puikiai tinka žaliavoms: mėšlui, šiaudams, žolei, įvairioms atliekoms ir kt. Cheminei reakcijai reikalinga 70 % drėgmė, todėl žaliava turi būti skiedžiama vandeniu.

Valymo priemonių, chloro ir skalbimo miltelių buvimas organinėje biomasėje yra nepriimtinas, nes jie trukdo cheminėms reakcijoms ir gali pažeisti reaktorių. Taip pat reaktoriui netinka žaliavos su spygliuočių medžių pjuvenomis (turinčios dervų), turinčios didelę lignino dalį ir viršijančios 94% drėgmės slenkstį.

Daržovių. Augalinės žaliavos puikiai tinka biodujoms gaminti. Šviežia žolė duoda didžiausią kuro išeigą – iš tonos žaliavos gaunama apie 250 m 3 dujų, kurių metano dalis sudaro 70 %. Kukurūzų silosas kiek mažesnis – 220 m3. Burokėlių viršūnės – 180 m3.

Beveik bet kuris augalas, šienas ar dumbliai gali būti naudojami kaip biomasė. Taikymo trūkumas yra gamybos ciklo trukmė. Biodujų gavimo procesas trunka iki dviejų mėnesių. Žaliavos turi būti smulkiai sumaltos.

Gyvūnas. Atliekos iš perdirbimo įmonių, pieno gamyklų, skerdyklų ir kt. Tinka biodujų jėgainei. Didžiausią kuro išeigą užtikrina gyvuliniai riebalai - 1500 m 3 biodujų, kurių metano dalis sudaro 87%. Pagrindinis trūkumas yra trūkumas. Gyvulinės žaliavos taip pat turi būti sumaltos.

Ekskrementai. Pagrindinis mėšlo privalumas yra jo pigumas ir lengvas prieinamumas. Trūkumas – biodujų kiekis ir kokybė žemesnė nei iš kitų žaliavų rūšių. Arklių ir karvių ekskrementus galima apdoroti nedelsiant. Gamybos ciklas truks maždaug dvi savaites ir pagamins 60 m3 produkcijos su 60 % metano.

Vištienos ir kiaulių mėšlo tiesiogiai naudoti negalima, nes jie yra toksiški. Norint pradėti fermentacijos procesą, jie turi būti sumaišyti su silosu. Taip pat galima naudoti žmonių atliekas, tačiau nuotekos netinka, nes išmatų kiekis yra mažas.