Acasă » Subsolul casei » Metode de autoproducere a biogazului. Biogaz

Metode de autoproducere a biogazului. Biogaz

Creșterea constantă a costului resurselor energetice tradiționale îi împing pe meșteri de acasă să creeze echipamente de casă care să le permită să producă biogaz din deșeuri cu propriile mâini. Cu această abordare a agriculturii, este posibilă nu numai obținerea de energie ieftină pentru încălzirea casei și alte nevoi, dar și stabilirea procesului de reciclare a deșeurilor organice și obținerea de îngrășăminte gratuite pentru aplicarea ulterioară în sol.

Biogazul produs în exces, cum ar fi îngrășămintele, poate fi vândut la valoarea de piață către consumatorii interesați, transformând în bani ceea ce este literalmente „întins sub picioarele tale”. Marii fermieri își permit să cumpere stații de producție de biogaz gata făcute asamblate în fabrici. Costul unui astfel de echipament este destul de mare. Cu toate acestea, randamentul exploatării sale corespunde investiției realizate. Instalațiile mai puțin puternice care funcționează pe același principiu pot fi asamblate pe cont propriu din materialele și piesele disponibile.

Ce este biogazul și cum se formează?

Ca urmare a procesării biomasei se obține biogaz

Biogazul este clasificat drept combustibil ecologic. Conform caracteristicilor sale, biogazul este în multe privințe similar cu gazul natural produs la scară industrială. Tehnologia de producere a biogazului poate fi prezentată după cum urmează:

într-un recipient special numit bioreactor, procesul de procesare a biomasei are loc cu participarea bacteriilor anaerobe în condiții de fermentație fără aer pentru o anumită perioadă, a cărei durată depinde de volumul de materii prime încărcate;
ca urmare, se eliberează un amestec de gaze, format din 60% metan, 35% dioxid de carbon, 5% alte substanțe gazoase, printre care se află o cantitate mică de hidrogen sulfurat;
gazul rezultat este îndepărtat în mod constant din bioreactor și, după purificare, este trimis pentru utilizarea prevăzută;
deșeurile procesate, care au devenit îngrășăminte de înaltă calitate, sunt scoase periodic din bioreactor și transportate pe câmp.

Diagrama vizuală a procesului de producere a biocombustibililor

Pentru a stabili producția continuă de biogaz la domiciliu, trebuie să dețineți sau să aveți acces la întreprinderi agricole și zootehnice. Este rentabil din punct de vedere economic să se producă biogaz numai dacă există o sursă de aprovizionare gratuită cu gunoi de grajd și alte deșeuri organice din creșterea animalelor.

Încălzirea pe gaz rămâne cea mai fiabilă metodă de încălzire. Puteți afla mai multe despre gazeificarea autonomă în următorul material:

Tipuri de bioreactoare

Instalațiile pentru producția de biogaz diferă în ceea ce privește tipul de încărcare a materiilor prime, colectarea gazului rezultat, amplasarea reactorului față de suprafața pământului și materialul de fabricație. Betonul, cărămida și oțelul sunt cele mai potrivite materiale pentru construirea bioreactoarelor.

În funcție de tipul de încărcare, se face distincția între bio-instalații, în care o porțiune dată de materii prime este încărcată și trece printr-un ciclu de procesare, iar apoi complet descărcată. Producția de gaze în aceste instalații este instabilă, dar în ele poate fi încărcată orice tip de materie primă. De regulă, sunt verticale și ocupă puțin spațiu.

O parte de deșeuri organice este încărcată în sistemul de al doilea tip zilnic și o parte egală de îngrășăminte fermentate gata preparate este descărcată. Amestecul de lucru rămâne întotdeauna în reactor. Așa-numita instalație de hrănire continuă produce în mod constant mai mult biogaz și este foarte populară în rândul fermierilor. Practic, aceste reactoare sunt amplasate orizontal și sunt convenabile dacă există spațiu liber pe șantier.

Tipul selectat de colectare a biogazului determină caracteristicile de proiectare ale reactorului.

sistemele de baloane constau dintr-un cilindru din cauciuc sau plastic rezistent la căldură în care sunt combinate un reactor și un suport de gaz. Avantajele acestui tip de reactor sunt simplitatea proiectării, încărcarea și descărcarea materiilor prime, ușurința de curățare și transport și costul redus. Dezavantajele includ o durată de viață scurtă, 2-5 ani, și posibilitatea de deteriorare ca urmare a influențelor externe. Reactoarele cu balon includ și unități de tip canal, care sunt utilizate pe scară largă în Europa pentru procesarea deșeurilor lichide și a apelor uzate. Acest blat din cauciuc este eficient la temperaturi ambientale ridicate și nu există riscul de deteriorare a cilindrului. Designul cu dom fix are un reactor complet închis și un rezervor de compensare pentru evacuarea dejecțiilor. Gazul se acumulează în dom; la încărcarea următoarei porțiuni de materii prime, masa procesată este împinsă în rezervorul de compensare.
Biosistemele cu cupolă plutitoare constau dintr-un bioreactor monolitic situat sub pământ și un suport de gaz mobil, care plutește într-un buzunar special de apă sau direct în materia primă și se ridică sub influența presiunii gazului. Avantajul unui dom plutitor este ușurința în operare și capacitatea de a determina presiunea gazului în funcție de înălțimea domului. Aceasta este o soluție excelentă pentru o fermă mare.
Atunci când alegeți o locație de instalare subterană sau deasupra suprafeței, trebuie să țineți cont de panta terenului, care facilitează încărcarea și descărcarea materiilor prime, izolarea termică îmbunătățită a structurilor subterane, care protejează biomasa de fluctuațiile zilnice de temperatură și face procesul de fermentare mai stabil.

Designul poate fi echipat cu dispozitive suplimentare pentru încălzirea și amestecarea materiilor prime.

Este profitabil să faci un reactor și să folosești biogaz?

Construcția unei centrale de biogaz are următoarele obiective:

producerea de energie ieftină;
producerea de îngrășăminte ușor digerabile;
economii la racordarea la canalizare scumpă;
reciclarea deșeurilor agricole;
posibil profit din vânzările de gaze;
reducerea intensității mirosurilor neplăcute și îmbunătățirea situației mediului din zonă.

Tabel de rentabilitate pentru producerea și utilizarea biogazului

Pentru a evalua beneficiile construirii unui bioreactor, un proprietar prudent ar trebui să ia în considerare următoarele aspecte:

costul unei bioplante este o investiție pe termen lung;
echipamentele cu biogaz de casă și instalarea unui reactor fără implicarea unor specialiști terți vor costa mult mai puțin, dar eficiența acestuia este și mai mică decât cea a unuia din fabrică scump;
Pentru a menține presiunea stabilă a gazului, fermierul trebuie să aibă acces la deșeurile animalelor în cantități suficiente și pentru o perioadă lungă de timp. In cazul preturilor mari la energie electrica si gaze naturale sau lipsa posibilitatii de gazificare, utilizarea instalatiei devine nu numai profitabila, ci si necesara;
pentru fermele mari cu bază proprie de materie primă, o soluție profitabilă ar fi includerea unui bioreactor în sistemul de sere și ferme de vite;
Pentru fermele mici, eficiența poate fi crescută prin instalarea mai multor reactoare mici și încărcarea materiilor prime la intervale de timp diferite. Acest lucru va evita întreruperile alimentării cu gaz din cauza lipsei de materie primă.

Cum să construiți singur un bioreactor

Decizia de a construi a fost luată, acum trebuie să proiectați instalația și să calculați materialele, uneltele și echipamentele necesare.

Important! Rezistența la medii agresive acide și alcaline este principala cerință pentru materialul bioreactorului.

Dacă este disponibil un rezervor metalic, acesta poate fi utilizat cu condiția să aibă un strat protector împotriva coroziunii. Atunci când alegeți un recipient metalic, acordați atenție prezenței sudurilor și rezistenței acestora.

O opțiune durabilă și convenabilă este un recipient din polimer. Acest material nu putrezește și nu ruginește. Un butoi cu pereți duri groși sau întăriți va rezista perfect la sarcină.

Cea mai ieftină modalitate este de a așeza un recipient din cărămidă sau piatră sau blocuri de beton. Pentru a crește rezistența, pereții sunt întăriți și acoperiți în interior și exterior cu un strat de impermeabilizare multistrat și un strat etanș la gaz. Tencuiala trebuie să conțină aditivi care oferă proprietățile specificate. Cea mai bună formă pentru a rezista la toate sarcinile de presiune este ovală sau cilindrică.

La baza acestui recipient se afla un orificiu prin care vor fi eliminate materiile prime reziduale. Această gaură trebuie să fie închisă etanș, deoarece sistemul funcționează eficient doar în condiții de etanșare.

Calculul instrumentelor și materialelor necesare

Pentru a așeza un container de cărămidă și a instala întregul sistem, veți avea nevoie de următoarele instrumente și materiale:

recipient pentru amestecarea mortarului de ciment sau a betonierei;
burghiu cu accesoriu mixer;
piatră zdrobită și nisip pentru construirea unei perne de drenaj;
lopată, bandă de măsurare, mistrie, spatulă;
cărămidă, ciment, apă, nisip fin, armătură, plastifiant și alți aditivi necesari;
aparat de sudură și elemente de fixare pentru instalarea țevilor și componentelor metalice;
un filtru de apă și un recipient cu așchii de metal pentru purificarea gazelor;
butelii de anvelope sau butelii standard de propan pentru stocarea gazului.

Dimensiunea rezervorului de beton este determinată din cantitatea de deșeuri organice care apare zilnic într-o fermă sau fermă privată. Funcționarea completă a bioreactorului este posibilă dacă este umplut la două treimi din volumul disponibil.

Să determinăm volumul reactorului pentru o fermă privată mică: dacă există 5 vaci, 10 porci și 40 de găini, atunci pe zi din activitatea lor de viață un așternut de 5 x 55 kg + 10 x 4,5 kg + 40 x 0,17 kg = 275 kg + se formează 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Pentru a aduce gunoiul de pui la umiditatea necesară de 85%, trebuie să adăugați 5 litri de apă. Greutate totală = 331,8 kg. Pentru prelucrare in 20 de zile ai nevoie de: 331,8 kg x 20 = 6636 kg - aproximativ 7 metri cubi doar pentru substrat. Acesta este două treimi din volumul necesar. Pentru a obține rezultatul, aveți nevoie de 7x1,5 = 10,5 metri cubi. Valoarea rezultată este volumul necesar al bioreactorului.

Amintiți-vă că nu va fi posibil să se producă cantități mari de biogaz în containere mici. Randamentul depinde direct de masa deșeurilor organice procesate în reactor. Deci, pentru a obține 100 de metri cubi de biogaz, trebuie să procesați o tonă de deșeuri organice.

Pregătirea unui site pentru un bioreactor

Amestecul organic încărcat în reactor nu trebuie să conțină antiseptice, detergenți, substanțe chimice care sunt dăunătoare vieții bacteriilor și încetinesc producția de biogaz.

Important! Biogazul este inflamabil și exploziv.

Pentru funcționarea corectă a bioreactorului, trebuie respectate aceleași reguli ca și pentru orice instalație de gaz. Dacă echipamentul este sigilat și biogazul este descărcat în rezervorul de gaz în timp util, atunci nu vor fi probleme.

Dacă presiunea gazului depășește norma sau otrăvește dacă sigiliul este rupt, există riscul de explozie, de aceea se recomandă instalarea senzorilor de temperatură și presiune în reactor. Inhalarea biogazului este, de asemenea, periculoasă pentru sănătatea umană.

Cum se asigură activitatea biomasei

Puteți accelera procesul de fermentare a biomasei prin încălzirea acesteia. De regulă, această problemă nu apare în regiunile sudice. Temperatura ambiantă este suficientă pentru activarea naturală a proceselor de fermentație. În regiunile cu condiții climatice aspre în timpul iernii, este în general imposibil să exploatezi o instalație de producere a biogazului fără încălzire. La urma urmei, procesul de fermentație începe la o temperatură care depășește 38 de grade Celsius.

Există mai multe moduri de a organiza încălzirea unui rezervor de biomasă:

conectați bobina situată sub reactor la sistemul de încălzire;
instalați elemente electrice de încălzire la baza containerului;
asigura incalzirea directa a rezervorului prin utilizarea dispozitivelor electrice de incalzire.

Bacteriile care influențează producția de metan sunt latente în materiile prime în sine. Activitatea lor crește la un anumit nivel de temperatură. Instalarea unui sistem automat de încălzire va asigura desfășurarea normală a procesului. Automatizarea va porni echipamentul de încălzire când următorul lot rece intră în bioreactor și apoi îl va opri când biomasa se încălzește la nivelul de temperatură specificat.

Sisteme similare de control al temperaturii sunt instalate în cazanele de apă caldă, astfel încât acestea pot fi achiziționate din magazinele specializate în vânzarea de echipamente pe gaz.

Diagrama prezintă întregul ciclu, începând de la încărcarea materiilor prime solide și lichide și terminând cu îndepărtarea biogazului către consumatori.

Este important să rețineți că puteți activa producția de biogaz acasă, amestecând biomasa într-un reactor. În acest scop, este realizat un dispozitiv care este similar structural cu un mixer de uz casnic. Dispozitivul poate fi pus în mișcare printr-un arbore care iese printr-un orificiu situat în capacul sau pereții rezervorului.

Ce autorizații speciale sunt necesare pentru instalarea și utilizarea biogazului

Pentru a construi și exploata un bioreactor, precum și pentru a utiliza gazul rezultat, trebuie să aveți grijă de obținerea autorizațiilor necesare în faza de proiectare. Coordonarea trebuie finalizată cu serviciul de gaze, pompieri și Rostechnadzor. În general, regulile de instalare și funcționare sunt similare cu regulile de utilizare a echipamentelor convenționale cu gaz. Construcția trebuie efectuată strict în conformitate cu SNIP-urile, toate conductele trebuie să fie galbene și să aibă marcaje adecvate. Sistemele gata fabricate din fabrică costă de câteva ori mai mult, dar au toate documentele însoțitoare și îndeplinesc toate cerințele tehnice. Producătorii oferă o garanție pentru echipamente și asigură întreținerea și repararea produselor lor.

O instalație de casă pentru producerea de biogaz vă poate permite să economisiți costurile cu energia, care ocupă o mare parte în determinarea costului produselor agricole. Reducerea costurilor de producție va afecta creșterea profitabilității unei ferme sau a unei ferme private. Acum că știi cum să obții biogaz din deșeurile existente, nu mai rămâne decât să pui ideea în practică. Mulți fermieri au învățat de mult să facă bani din gunoi de grajd.

Popularitatea tot mai mare a metodelor alternative de generare de căldură și energie electrică a dus la dorința multor proprietari de case de țară și cabane de a câștiga o anumită autonomie față de furnizorii externi de energie. Mai mult, energia „achiziționată” prezintă o tendință constantă de creștere a prețurilor, iar întreținerea unei ferme de la țară devine din ce în ce mai scumpă pe zi ce trece. Instalația de biogaz este o alternativă excelentă la sursele externe de energie. Cel putin, poate asigura casa cu gaz inflamabil pentru aragaz, iar cand creste puterea (daca sunt suficiente deseuri proprii sau achizitionate), poate asigura atat incalzirea cat si curentul electric atat pentru casa cat si pentru intreaga gospodarie.

Cine are nevoie de centrale de biogaz

Instalațiile de biogaz sunt folosite pentru a produce gaze combustibile din materii prime biologice. Deci sunt necesare oriunde sunt necesare gaze inflamabile. Adică pentru a obține energie termică și electrică.
În primul rând, instalațiile de biogaz sunt necesare pentru acele ferme în care există o mulțime de materii prime sub formă de deșeuri biologice. În acest fel, este posibil nu numai să faceți producția fără deșeuri, ci și să creșteți semnificativ profitabilitatea acesteia - datorită producției independente de energie și absenței costurilor pentru achiziționarea atât a energiei termice, cât și a energiei electrice.

Vladimir Rashin, proiectantul unei instalații de biogaz și fermier din Perm, a dovedit din propria experiență că producția agricolă, care elimină în mod independent deșeurile folosind un dispozitiv adecvat, își satisface pe deplin nevoile de energie termică și electrică, precum și de gaz combustibil. . În ferma sa de prepelițe, biogazul este folosit pentru a încălzi spațiile (atât rezidențiale, utilitare și industriale), pentru a genera electricitate, în sobele de bucătărie și, de asemenea, pentru a alimenta vehiculele - toate mașinile de la ferma Rashin funcționează cu biogaz. În acest caz, principala materie primă pentru instalația de biogaz sunt excrementele de prepeliță. Producția, pe lângă biogaz, produce și îngrășământ organic, care aduce și venituri suplimentare fermei.

Instalațiile de biogaz precum Vladimir Rashin pot crește semnificativ profitabilitatea oricărei producții agricole. Nu numai gunoiul de grajd, ci și diverse deșeuri din industriile de prelucrare a lemnului (scoarță, rumeguș etc.) și aproape orice substanță organică pot fi folosite ca materie primă pentru producerea biogazului.

În plus, instalațiile de biogaz pot fi folosite în case de țară și cabane, chiar dacă astfel de ferme nu au un accent pe agricultură. Deșeurile menajere ale oricărei ferme vor fi suficiente pentru a furniza materii prime pentru o instalație individuală de biogaz, iar dacă ferma nu este complet asigurată cu energie termică și electrică, atunci măcar reduceți costul achiziționării unei astfel de energie. În plus, pe lângă deșeurile menajere, orice fermă de țară conține și deșeuri din parcelă (buruieni, butași de ramuri etc.). Ei bine, poți chiar să oferi o sobă de bucătărie cu gaz inflamabil folosind o mini-instalație de biogaz într-o casă de țară.

Principiul producerii biogazului

Biogazul este produs prin fermentarea anaerobă (adică fără oxigen) a biomasei, care este furnizată de bacterii speciale. Trei tipuri de bacterii sunt implicate în proces: hidrolitice, acizi și metan.

O instalație de biogaz este formată din mai multe părți (containere). În primul rând, materia primă intră într-un recipient preliminar, unde este bine amestecată și zdrobită (în cazul fracțiunii solide) până la o masă omogenă. Apoi materia primă zdrobită intră în reactor (un recipient în care biomasa este fermentată direct).

Reactorul este de obicei realizat din beton armat, care este rezistent la acizi. Acest recipient este complet sigilat. Pentru a accelera procesul de fermentare, lichidul din recipient este încălzit și agitat. Cel mai adesea, o unitate de cogenerare este utilizată pentru a încălzi reactorul - într-o astfel de instalație este necesară răcirea generatorului de căldură și energie, iar căldura eliminată intră în reactor. Căldura poate proveni și de la un cazan special de apă caldă.

După finalizarea procesului de fermentație, gazul produs din reactor intră în rezervorul de gaz, unde presiunea este egalizată, iar apoi biogazul intră în generatorul de căldură și energie (gaz sau motorină-gaz), în urma căruia termică sau electrică. se produce energie.

Pe lângă biogaz, în reactor se depune o fracție solidă – îngrășămintele organice – care poate fi apoi folosită pe câmp. Îngrășămintele lichide se obțin și din reactor după eliberarea gazului. Atât îngrășămintele lichide, cât și cele solide sunt concentrate și sunt utilizate activ în agricultură.

Instalațiile industriale de biogaz au control automat. Automatizarea este responsabilă pentru fluxul de materii prime în instalație și pentru amestecare, controlează temperatura, funcționarea generatorului și așa mai departe. De asemenea, astfel de instalații sunt echipate cu dispozitive de aprindere de urgență - în cazul în care motorul se oprește, atunci gazul este pur și simplu ars. În plus, instalațiile industriale de biogaz sunt adesea echipate cu o linie de ambalare a îngrășămintelor lichide; în acest caz, îngrășămintele sunt îmbuteliate în sticle mici (până la 1 litru).

Instalație individuală de biogaz

Principiul de funcționare al unei instalații individuale de biogaz este același cu cel al uneia industriale. Adevărat, mini-instalațiile sunt rareori echipate cu dispozitive automate pentru amestecarea substratului și alte automatizări - din cauza creșterii semnificative a costului unei instalații de uz casnic cu astfel de echipamente. Cel mai adesea, aceste instalații au doar dispozitive pentru controlul temperaturii, funcționarea generatorului și așa mai departe, iar întreținerea mini-centralei de biogaz este efectuată manual.

Instalațiile de biogaz de uz casnic sunt utilizate în principal pentru producerea de gaz combustibil pentru nevoile bucătăriei, dacă ferma nu are producție de animale sau de recolte. Cu toate acestea, există o tendință din ce în ce mai mare de a folosi mini-instalații pentru a oferi caselor de țară și cabanelor un complex energetic complet, adică nu numai gazul „de bucătărie”, ci și energie termică și electrică. Mai mult, acest lucru nu mai depinde de prezența animalelor mari sau mici în fermă; materiile prime pentru instalațiile de biogaz de acasă sunt pur și simplu achiziționate de la cea mai apropiată fermă. Acesta poate fi fie gunoi de grajd, fie deșeuri din industriile de prelucrare a lemnului.

Instalație de biogaz DIY

Construcția de centrale de biogaz, chiar și mini, pentru nevoi casnice, nu este ieftină. Și, deși perioada de rambursare pentru astfel de echipamente este relativ scurtă (5-7 ani), nu fiecare proprietar este pregătit sau are posibilitatea de a investi suma necesară. Da, avantajele sunt evidente: în scurt timp, cu ajutorul unei mini-instalații de biogaz, poți câștiga autonomie aproape completă față de sursele de energie achiziționate, poți transfera ferma în autosuficiență și chiar poți avea îngrășăminte gratuite ca bonusuri suplimentare. Cu toate acestea, trebuie să plătiți bani astăzi, iar beneficiile vor apărea abia peste câțiva ani. Prin urmare, mulți proprietari de case de țară și cabane se întreabă: cum să faci singur o instalație de biogaz?

O mini instalație de biogaz nu este atât de complicată, iar construcția ei este destul de ușor de gestionat. Acest lucru economisește o sumă semnificativă. În plus, există proiecte pentru instalații de biogaz care folosesc mijloace și materiale improvizate (de exemplu, cu un reactor cu clopot, iar clopotul poate fi din cauciuc etc.). Adică, instalațiile de casă pentru producția de biogaz înseamnă achiziționarea bonusurilor dorite pentru bani minimi.

Când construiți o instalație de biogaz, este necesar să faceți un calcul precis al productivității acesteia. Pentru a face acest lucru, ar trebui să luați în considerare toți consumatorii de biogaz doriti (de exemplu, un aragaz, echipamente auto și așa mai departe). Dacă biogazul este planificat să fie utilizat pentru a produce energie electrică și/sau termică, atunci calculul trebuie să includă toți consumatorii de energie. Pe baza calculului, se creează un proiect de instalație de biogaz.

Instalațiile de producție de biogaz de casă sunt disponibile pe scară largă pe internet. Puteți găsi exemple de calcule, un desen al dispozitivului și o descriere detaliată. O selecție uriașă de dispozitive vă va permite să creați atât o instalație complexă cu mai multe camere, cât și o versiune simplificată (de exemplu, un dispozitiv atât de simplu, cum ar fi un clopot acoperit cu un clopoțel de cauciuc cu un dispozitiv pentru evacuarea gazului). Oricine poate alege o instalație de casă în conformitate cu dorințele, capacitățile și abilitățile sale. Descrierile însoțite de fotografii sau videoclipuri pas cu pas sunt deosebit de utile în acest caz.

Realizarea unei instalații de biogaz cu propriile mâini vă permite să economisiți până la 50% din costul dispozitivului, ceea ce accelerează semnificativ recuperarea echipamentului. În plus, realizarea celei mai simple instalări pentru început vă permite să evaluați necesitatea unui astfel de echipament în gospodărie, precum și să investiți bani treptat, ceea ce pentru mulți este mult mai ușor decât să plătiți întreaga sumă necesară dintr-o dată.

Cum funcționează o instalație de biogaz?

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

Biogaz- combustibil gazos, produs al descompunerii microbiologice anaerobe a substantelor organice. Tehnologiile de biogaz sunt cea mai radicală, prietenoasă cu mediul și fără deșeuri metodă de procesare, reciclare și dezinfecție a unei varietăți de deșeuri organice de origine vegetală și animală.

Conditii de obtinere si valoare energetica a biogazului.

Cei care doresc să construiască o fabrică de biogaz de dimensiuni mici la ferma lor trebuie să știe în detaliu ce materii prime și ce tehnologie poate fi folosită pentru a produce biogaz.

Se obține biogazîn procesul de fermentare (descompunere) anaerobă (fără acces la aer) a substanțelor organice (biomasă) de diverse origini: excremente de păsări, vârfuri, frunze, paie, tulpini de plante și alte deșeuri organice din gospodării individuale. Astfel, biogazul poate fi produs din toate deșeurile menajere care au capacitatea de a fermenta și de a se descompune în stare lichidă sau umedă fără acces la oxigen. Plantele anaerobe (fermentatoarele) fac posibilă prelucrarea oricărei mase organice în timpul procesului în două faze: descompunerea masei organice (hidratare) și gazeificarea acesteia.

Utilizarea materiei organice care a suferit descompunere microbiologică în instalațiile de biogaz crește fertilitatea solului și randamentul diferitelor culturi cu 10-50%.

Biogazul, care este eliberat în timpul fermentației complexe a deșeurilor organice, constă dintr-un amestec de gaze: metan (gazul de mlaștină) - 55-75%, dioxid de carbon - 23-33%, hidrogen sulfurat - 7%. Fermentarea metanului este un proces bacterian. Condiția principală pentru debitul și producerea de biogaz este prezența căldurii în biomasă fără acces la aer, care poate fi creată în simple instalații de biogaz. Instalațiile sunt ușor de construit pe ferme individuale sub formă de fermentatoare speciale pentru fermentarea biomasei.

În agricultura gospodăriei, principala materie primă organică pentru încărcarea în fermentator este gunoi.

La prima etapă de încărcare a gunoiului de grajd de bovine în recipientul de fermentare, durata procesului de fermentație ar trebui să fie de 20 de zile, gunoi de grajd de porc - 30 de zile. Se obține mai mult gaz la încărcarea diferitelor componente organice, comparativ cu încărcarea unei singure componente. De exemplu, la procesarea gunoiului de grajd de bovine și de pasăre, biogazul poate conține până la 70% metan, ceea ce crește semnificativ eficiența biogazului ca combustibil. După stabilizarea procesului de fermentație, materiile prime trebuie încărcate zilnic în fermentator, dar nu mai mult de 10% din cantitatea de masă procesată în acesta. Umiditatea recomandată a materiilor prime vara este de 92-95%, iarna - 88-90%.

În fermentator, împreună cu producția de gaze, deșeurile organice sunt dezinfectate de microflora patogenă și mirosurile neplăcute degajate sunt dezodorizate. Nămolul brun rezultat este evacuat periodic din fermentator și folosit ca îngrășământ.

Pentru a încălzi masa prelucrată, se folosește căldura care este eliberată în timpul descompunerii acesteia în biofermentator. Când temperatura în fermentator scade, intensitatea degajării gazului scade, deoarece procesele microbiologice din masa organică încetinesc. Prin urmare, izolarea termică fiabilă a unei instalații de biogaz (biofermentator) este una dintre cele mai importante condiții pentru funcționarea normală a acesteia.

Pentru a asigura regimul de fermentare necesar, se recomanda amestecarea gunoiului de grajd pus in fermentator cu apa fierbinte (de preferinta 35-40 °C). Pierderile de căldură trebuie, de asemenea, reduse la minimum în timpul reîncărcării și curățării periodice a fermentatorului. Pentru o încălzire mai bună a fermentatorului, puteți folosi „ efect de sera" Pentru a face acest lucru, un cadru din lemn sau metal ușor este instalat deasupra domului și acoperit cu folie de plastic. Cele mai bune rezultate se obțin la o temperatură a materiei prime care este fermentată, 30-32 ° C și o umiditate de 90-95%. În sudul Ucrainei, instalațiile de biogaz pot funcționa eficient fără încălzirea suplimentară a masei organice din fermentator. În regiunile din zona de mijloc și de nord, o parte din gazul produs trebuie cheltuit în perioadele reci ale anului pentru încălzirea suplimentară a masei fermentate, ceea ce complică proiectarea instalațiilor de biogaz. Este posibil ca după prima umplere a fermentatorului și începerea extracției gazului, acesta din urmă să nu se ardă. Acest lucru se explică prin faptul că gazul produs inițial conține mai mult de 60% dioxid de carbon. În acest caz, acesta trebuie eliberat în atmosferă și după 1-3 zile instalația de biogaz va funcționa într-o manieră stabilă.

La fermentarea excrementelor de la un animal, puteți obține pe zi: bovine (greutate în viu 500-600 kg) - 1,5 metri cubi de biogaz, porci (greutate în viu 80-100 kg) - 0,2 metri cubi, pui sau iepure - 0,015 metri cubi .

Într-o zi de fermentație, 36% din biogaz se formează din gunoi de grajd de bovine, iar 57% din gunoi de grajd de porc. Din punct de vedere energetic, 1 metru cub de biogaz echivalează cu 1,5 kg cărbune, 0,6 kg kerosen, 2 kW/h energie electrică, 3,5 kg lemn de foc, 12 kg brichete de gunoi de grajd.

Tehnologiile de biogaz au fost dezvoltate pe scară largă în China; ele sunt implementate activ într-un număr de țări din Europa, America, Asia și Africa. În Europa de Vest, de exemplu în România și Italia, în urmă cu mai bine de 10 ani au început să folosească pe scară largă instalații de biogaz de dimensiuni mici, cu un volum de materii prime prelucrate de 6-12 metri cubi.

Proprietarii de gospodării și ferme din Ucraina au început, de asemenea, să manifeste interes pentru astfel de instalații. Pe teritoriul oricărei moșii este posibilă dotarea uneia dintre cele mai simple instalații de biogaz, care, de exemplu, sunt folosite în ferme individuale din România. Conform celor prezentate în Fig. 1-a, groapa 1 si cupola 3 sunt dotate dupa dimensiuni.Groana este captusita cu placi de beton armat de 10 cm grosime, care sunt tencuite cu mortar de ciment si acoperite cu rasina pentru etansitate. Un clopot de 3 m înălțime este sudat din fier de acoperiș, în partea superioară a căruia se va acumula biogaz. Pentru a proteja împotriva coroziunii, clopotul este vopsit periodic cu două straturi de vopsea în ulei. Este chiar mai bine să acoperiți mai întâi interiorul clopotului cu plumb roșu.

În partea superioară a clopotului este instalată o conductă 4 pentru îndepărtarea biogazului și un manometru 5 pentru măsurarea presiunii acestuia. Țeava de evacuare a gazului 6 poate fi realizată dintr-un furtun de cauciuc, țeavă din plastic sau metal.

În jurul gropii de fermentație, este instalată o garnitură de beton canelura-apă 2, umplută cu apă, în care partea inferioară a clopotului este scufundată la o adâncime de 0,5 m.

Gazul poate fi alimentat la sobă prin tuburi de metal, plastic sau cauciuc. Pentru a preveni ruperea conductelor din cauza înghețului apei de condensare în timpul iernii, se folosește un dispozitiv simplu (Fig. 1-b): tubul în formă de U 2 este conectat la conducta 1 în punctul cel mai de jos. Înălțimea părții libere trebuie să fie mai mare decât presiunea biogazului (în mm coloană de apă). Condensul 3 este evacuat prin capătul liber al tubului și nu vor exista scurgeri de gaz.

În a doua opțiune de instalare (Fig. 1-c), groapa 1 cu un diametru de 4 mm și o adâncime de 2 m este căptușită în interior cu fier pentru acoperiș, ale cărui foi sunt strâns sudate. Suprafața interioară a rezervorului sudat este acoperită cu rășină pentru protecție anticorozivă. Pe partea exterioară a marginii superioare a rezervorului de beton este instalată o canelură circulară de 5 până la 1 m adâncime, care este umplută cu apă. Partea verticală a cupolei 2, care acoperă rezervorul, este instalată liber în ea. Astfel, canelura cu apă turnată în ea servește ca sigiliu de apă. Biogazul este colectat în partea superioară a domului, de unde este alimentat prin conducta de evacuare 3 și apoi prin conducta 4 (sau furtun) până la locul de utilizare.

Aproximativ 12 metri cubi de masă organică (de preferință gunoi de grajd proaspăt) este încărcat în rezervorul rotund 1, care este umplut cu fracțiunea lichidă a gunoiului de grajd (urină) fără a adăuga apă. La o săptămână după umplere, fermentatorul începe să funcționeze. În această instalație, capacitatea fermentatorului este de 12 metri cubi, ceea ce face posibilă construirea lui pentru 2-3 familii ale căror case sunt situate în apropiere. O astfel de instalație poate fi construită pe o fermă dacă familia crește tauri pe bază de contract sau păstrează mai multe vaci.

Schemele de proiectare și tehnologice ale celor mai simple instalații de dimensiuni mici sunt prezentate în Fig. 1-d, d, f, g. Săgețile indică mișcările tehnologice ale masei organice inițiale, gazului și nămolului. Din punct de vedere structural, cupola poate fi rigidă sau realizată din folie de polietilenă. Domul rigid poate fi realizat cu o parte cilindrică lungă pentru imersarea adâncă în masa prelucrată, „plutitoare” (Fig. 1-d) sau introdusă într-o supapă hidraulică (Fig. 1-e). O cupolă de film poate fi introdusă într-un sigiliu de apă (Fig. 1-e) sau realizată sub forma unei pungi mari lipite dintr-o singură bucată (Fig. 1-g). În ultima versiune, o greutate 9 este plasată pe punga de film, astfel încât punga să nu se umfle prea mult și, de asemenea, pentru a crea o presiune suficientă sub film.

Gazul, care este colectat sub dom sau film, este furnizat printr-o conductă de gaz la locul de utilizare. Pentru a evita o explozie de gaz, pe conducta de evacuare poate fi instalată o supapă reglată la o anumită presiune. Cu toate acestea, pericolul unei explozii de gaz este puțin probabil, deoarece cu o creștere semnificativă a presiunii gazului sub dom, acesta din urmă va fi ridicat în etanșarea hidraulică la o înălțime critică și se va răsturna, eliberând gazul.

Producția de biogaz poate fi redusă datorită faptului că pe suprafața materiei prime organice din fermentator se formează o crustă în timpul fermentației. Pentru a se asigura că nu interferează cu evacuarea gazului, se sparge prin amestecarea masei în fermentator. Puteți amesteca nu cu mâna, ci prin atașarea unei furculițe metalice pe cupolă de dedesubt. Domul se ridică în etanșarea hidraulică la o anumită înălțime atunci când gazul se acumulează și coboară pe măsură ce este utilizat.

Datorită mișcării sistematice a domului de sus în jos, furcile conectate la dom vor distruge crusta.

Umiditatea ridicată și prezența hidrogenului sulfurat (până la 0,5%) contribuie la creșterea coroziunii pieselor metalice instalatii de biogaz. Prin urmare, starea tuturor elementelor metalice ale fermentatorului este monitorizată în mod regulat și locurile de deteriorare sunt protejate cu grijă, de preferință cu plumb de plumb în unul sau două straturi, apoi vopsite în două straturi cu orice vopsea de ulei.

Orez. 1. Scheme ale celor mai simple instalații de biogaz:

A). cu cupolă piramidală: 1 - groapă pentru gunoi de grajd; 2 - etanșare canal-apă; 3 - sonerie pentru colectarea gazelor; 4, 5 - conducta de evacuare a gazelor; 6 - manometru;

b). dispozitiv pentru îndepărtarea condensului: 1 - conductă pentru îndepărtarea gazelor; 2 - teava in forma de U pentru condens; 3 - condens;

V). cu cupolă conică: 1 - groapă pentru gunoi de grajd; 2 - dom (clopot); 3 - parte extinsă a țevii; 4 - conducta de evacuare a gazelor; 5 - etanșare canal-apă;

d, e, f, g - scheme de variante ale celor mai simple instalații: 1 - alimentare cu deșeuri organice; 2 - container pentru deseuri organice; 3 - zona de colectare a gazelor sub dom; 4 - conducta de evacuare a gazelor; 5 - îndepărtarea nămolului; 6 - manometru; 7 - dom din folie de polietilenă; 8 - etanșare cu apă; 9 - sarcina; 10 - pungă dintr-o singură bucată din polietilenă.

Uzina de biogaz cu încălzirea masei fermentescibile prin căldura degajată în timpul descompunerii gunoiului de grajd într-un fermentator aerob, este prezentat în Fig. 2, include un rezervor de metan - un recipient metalic cilindric cu un gât de umplere 3, o supapă de scurgere 9, un agitator mecanic 5 și o conductă de selecție a biogazului 6.

Fermentatorul 1 poate fi realizat dreptunghiular din materiale lemnoase. Pentru a descărca gunoiul de grajd tratat, pereții laterali sunt detașabili. Podeaua fermentatorului este zăbrele, aerul este suflat prin canalul tehnologic 10 de la o suflantă 11. Partea superioară a fermentatorului este acoperită cu panouri din lemn 2. Pentru a reduce pierderile de căldură, pereții și fundul sunt realizate cu un strat termoizolant. 7.

Instalarea funcționează așa. În rezervorul de metan 4 prin capul 3 se toarnă gunoiul de grajd lichid pre-preparat cu un conținut de umiditate de 88-92%, nivelul lichidului este determinat de partea inferioară a gâtului de umplere. Fermentatorul aerob 1 este umplut prin partea superioară cu gunoi de grajd sau un amestec de gunoi de grajd cu umplutură organică uscată (paie, rumeguș) cu un conținut de umiditate de 65-69%. Când aerul este furnizat prin canalul tehnologic din fermentator, masa organică începe să se descompună și se eliberează căldură. Este suficient să încălziți conținutul rezervorului de metan. Ca urmare, se eliberează biogaz. Se acumulează în partea superioară a rezervorului digestorului. Prin conducta 6 se foloseste pentru nevoile casnice. În timpul procesului de fermentație, gunoiul de grajd din digestor este amestecat cu un mixer 5.

O astfel de instalație se va amortiza în decurs de un an numai datorită eliminării deșeurilor în gospodăriile personale.

Orez. 2. Schema unei instalații de biogaz încălzit:
1 - fermentator; 2 - scut din lemn; 3 - gât de umplere; 4 - rezervor de metan; 5 - agitator; 6 - conducta pentru prelevarea biogazului; 7 - strat termoizolant; 8 - grătar; 9 - supapă de scurgere pentru masa prelucrată; 10 - canal pentru alimentarea cu aer; 11 - suflante.

Instalație individuală de biogaz(IBGU-1) pentru o familie de țărani cu 2 până la 6 vaci sau 20-60 de porci, sau 100-300 de păsări (Fig. 3). Instalația poate procesa de la 100 la 300 kg de gunoi de grajd în fiecare zi și produce 100-300 kg de îngrășăminte organice ecologice și 3-12 metri cubi de biogaz.

Pentru a găti alimente pentru o familie de 3-4 persoane, este necesar să ardeți 3-4 metri cubi de biogaz pe zi, pentru a încălzi o casă cu o suprafață de 50-60 mp - 10-11 metri cubi. Instalația poate funcționa în orice zonă climatică. Uzina Tula Stroytekhnika și uzina de reparații și mecanice Orlovsky (Orel) și-au început producția în serie.

Orez. 3. Schema unei instalații individuale de biogaz IBGU-1:
1 - gât de umplere; 2 - agitator; 3 - conducta de prelevare a gazelor; 4 - strat termoizolant; 5 - conductă cu robinet pentru descărcarea masei prelucrate; 6 - termometru.

Aici, în Serbia și în Europa în ansamblu, oamenii nu vor să depindă de companiile de energie și gaze, așa că se străduiesc să achiziționeze surse alternative de energie. Fie că este vorba de panouri solare, colectoare termice sau centrale de biogaz.

Odată am vorbit deja în revista mea despre instalațiile industriale de biogaz, acum povestea mea este despre o plantă de casă care poate produce gaz pentru casa sau cabana ta. Principiul de funcționare este clar din figură. Voi face doar câteva explicații și vă voi spune scopul unor elemente.

Pentru a face instalarea veți avea nevoie de:

*Două butoaie de plastic a câte 200 de litri fiecare (în Serbia, varza este sărată în astfel de butoaie), dar pot exista și butoaie metalice pentru motorină.

* Cinci fitinguri adaptoare pentru elementele de conectare cu un furtun cu o grosime de cel puțin 13 mm.

* Furtun din plastic (lungime in functie de necesitatile de instalare).

* Găleată de plastic.

* Canistra din plastic de 3 - 5 litri (pentru ulei auto cu capac filetat) pentru supapa de urgenta.

* Două tuburi de plastic cu diametrul de 5 cm.

Element 1 - în imagine, generator de gaz BIO

Este alcătuit din: un butoi etanș, două țevi de plastic și un fiting de evacuare pentru biogaz.

În generator, masa organică se descompune în timpul procesului de degradare, eliberând 60% metan și 40% SO2.

Prin primul tub de plastic cu pâlnie, se toarnă deșeuri de biomasă mărunțite și se amestecă cu apă într-un raport de 10% biomasă și 90% apă de ploaie (apă moale).

Ar fi bine dacă am putea adăuga și un amestec natural de gunoi de grajd proaspăt de la vaci, porci și păsări, introducând astfel microorganisme de care depinde producția de biogaz. În caz contrar, puteți adăuga puțin noroi dintr-un râu sau un iaz pentru a accelera procesul.

Procesul durează aproximativ 3 săptămâni pentru ca gazul să se formeze. De la început, veți observa că se eliberează gaz, dar fiți conștienți de faptul că este SO2 - dioxid de carbon, care nu este inflamabil. Abia după ce au trecut 3 săptămâni are loc formarea metanului - biogaz.

Pe fundul recipientului apare în timp un reziduu, care este un excelent îngrășământ natural pentru legumele din grădinărit.

Temperatura ideală este de la 12 la 36 de grade, protejați butoiul de lumina directă a soarelui la umbră și iarna de îngheț. Rețineți că acesta este un butoi „viu”, adică conține miliarde de microorganisme care lucrează la procesul de descompunere a biomasei.

Dacă „gătiți excesiv” sau „înghețați” Generatorul de gaz BIO, microorganismele vor dispărea, așa că întregul proces va trebui să înceapă din nou.

Elementul 2 din figură este un recipient pentru colectarea biogazului și un sigiliu pentru apă

Este alcătuit dintr-un butoi de plastic deschis, o găleată și două fitinguri (supapă) pentru debitul de gaz și greutate (etichetă).

În acest recipient - un butoi de 200 de litri, gazul este colectat, așa cum se arată în figură. Oferă o soluție simplă și flexibilă, fără a pierde gaz. În plus, apa acționează și ca un filtru, purificând metanul de impurități.

Observați că gazul a ridicat recipientul de apă și aceasta indică cantitatea de gaz colectată.

Greutatea greutății va face ca presiunea gazului să fie suficientă, care este apoi trimisă la supapa de urgență, elementul nr. 4.

Păstrați acest recipient umplut cu apă și ferit de îngheț.

Elementul 3 - arzător

Element 4 - Supapă de urgență

Supapa de urgență constă dintr-un recipient din plastic cu apă cu un capac cu șurub și două adaptoare.

Dozele goale de ulei pentru o mașină sunt o bună improvizație.

Supapa de siguranță este proiectată să intercepteze flacăra pentru a opri efectul invers. Supapa de urgență este amplasată între elementul 3 - arzător și recipientul de colectare a gazelor, elementul 2.

Este imperativ să instalați o supapă de urgență pentru a preveni aprinderea recipientului de gaz, provocând un accident sau explozie.

Materiale obligatorii necesare:

două containere;
țevi de legătură;
supape;
filtru de gaz;
mijloace de asigurare a etanșeității (clei, rășină, etanșant etc.);

De dorit:

agitator cu motor electric;
senzor de temperatura;
contor de presiune;

Secvența de mai jos este potrivită pentru regiunile sudice. Pentru funcționarea în orice condiții, ar trebui adăugat un sistem de încălzire a reactorului, care va asigura încălzirea vasului la 40 de grade Celsius și va crește izolarea termică, de exemplu, prin închiderea structurii cu o seră. Este recomandabil să acoperiți sera cu folie neagră. De asemenea, este recomandabil să adăugați un dispozitiv de drenare a condensului la conductă.

Crearea unei simple instalații de biogaz:

Creați un container de depozitare. Selectăm un rezervor în care va fi stocat biogazul rezultat. Rezervorul este fixat cu o supapă și echipat cu un manometru. Dacă consumul de gaz este constant, atunci nu este nevoie de un rezervor de gaz.
Izolați structura din interiorul gropii.
Instalați țevi. Așezați țevi în groapă pentru încărcarea materiilor prime și descărcarea humusului de compost. În rezervorul reactorului sunt realizate o gaură de intrare și de evacuare. Reactorul este plasat într-o groapă. Conductele sunt conectate la găuri. Țevile sunt bine fixate folosind lipici sau alte mijloace adecvate. Diametrele conductelor mai mici de 30 cm vor contribui la înfundarea acestora. Locul de încărcare ar trebui să fie ales pe partea însorită.
Instalați trapa. Rectorul, echipat cu o trapă, face lucrările de reparații și întreținere mai comode. Trapa și vasul reactorului trebuie sigilate cu cauciuc. De asemenea, puteți instala senzori de temperatură, presiune și nivel de materie primă.
Selectați un recipient pentru bioreactor. Recipientul selectat trebuie să fie durabil - deoarece fermentația eliberează o cantitate mare de energie; au o izolare termică bună; să fie rezistent la aer și la apă. Vasele în formă de ou sunt cele mai potrivite. Dacă construirea unui astfel de reactor este problematică, atunci un vas cilindric cu margini rotunjite ar fi o alternativă bună. Containerele de formă pătrată sunt mai puțin eficiente deoarece biomasa întărită se va acumula în colțuri, îngreunând fermentația.
Pregătiți groapa.
Selectați o locație pentru montarea viitoarei instalări. Este indicat să alegeți un loc suficient de departe de casă și astfel încât să puteți săpa o groapă. Plasarea acestuia în interiorul unei gropi vă permite să economisiți semnificativ la izolarea termică, folosind materiale ieftine precum argila.
Verificați etanșeitatea structurii rezultate.
Porniți sistemul.
Adăugați materii prime. Așteptăm aproximativ două săptămâni până au loc toate procesele necesare.O condiție necesară pentru arderea gazelor este scăparea de dioxid de carbon. Un filtru obișnuit de la un magazin de hardware va face acest lucru. Un filtru de casă este realizat dintr-o bucată de țeavă de gaz de 30 cm lungime umplută cu lemn uscat și așchii de metal.

Compoziție și tipuri

Biogazul este un gaz obținut ca urmare a unui proces biochimic trifazic pe biomasă, care are loc în condiții de etanșare.

Procesul de descompunere a biomasei este secvenţial: mai întâi este expusă bacteriilor hidrolitice, apoi bacteriilor care formează acid şi în final bacteriilor care formează metan. Materialul pentru microorganisme din fiecare etapă este produsul activității etapei precedente.

La ieșire, compoziția aproximativă a biogazului arată astfel:

metan (50 până la 70%);
dioxid de carbon (30 până la 40%);
hidrogen sulfurat (~2%);
hidrogen (~1%);
amoniac (~1%);

Precizia proporțiilor este afectată de materiile prime utilizate și de tehnologia de producție a gazelor. Metanul are potențialul de ardere; cu cât procentul său este mai mare, cu atât mai bine.

Culturi antice care datează de mai bine de trei mii de ani (India, Persia sau Asiria) au experiență în utilizarea gazelor inflamabile de mlaștină. Baza științifică s-a format mult mai târziu. Formula chimică a metanului CH 4 a fost descoperită de omul de știință John Dalton, iar prezența metanului în gazul de mlaștină a fost descoperită de Humphry Davy. Al Doilea Război Mondial a jucat un rol major în dezvoltarea industriei de energie alternativă, impunând părților în conflict să aibă o nevoie uriașă de resurse energetice.

Deținerea de către URSS a rezervelor uriașe de petrol și gaze naturale a dus la o lipsă de cerere pentru alte tehnologii de producere a energiei; studiul biogazului a fost în principal un subiect de interes pentru știința academică. În momentul de față, situația s-a schimbat atât de mult încât, pe lângă producția industrială a diferitelor tipuri de combustibil, oricine poate crea o instalație de biogaz în scopuri proprii.

Dispozitiv de instalare

– un set de echipamente destinate producerii de biogaz din materii prime organice.

În funcție de tipul de materie primă furnizată, se disting următoarele tipuri de instalații de biogaz:

cu hrănire porționată;
cu alimentare continuă;

Instalațiile de biogaz cu aprovizionare constantă cu materii prime sunt mai eficiente.

După tipul de prelucrare a materiei prime:

Fără agitare automată materii prime și menținerea temperaturii necesare - complexe cu echipamente minime, potrivite pentru fermele mici (Diagrama 1).
Cu agitare automată, dar fara a mentine temperatura ceruta - deserveste si fermele mici, mai eficient decat tipul anterior.
Cu suport pentru temperatura cerută, dar fără amestecare automată.
Cu amestecare automată a materiilor prime și suport de temperatură.

Principiul de funcționare

Procesul de transformare a materiilor prime organice în biogaz se numește fermentație. Materiile prime sunt încărcate într-un container special care oferă o protecție fiabilă a biomasei de oxigen. Un eveniment care are loc fără intervenția oxigenului se numește anaerob.

Sub influența unor bacterii speciale, fermentația începe să aibă loc într-un mediu anaerob. Pe măsură ce fermentația progresează, materia primă devine acoperită cu o crustă, care trebuie distrusă în mod regulat. Distrugerea se realizează prin amestecare temeinică.

Este necesar să amestecați conținutul de cel puțin două ori pe zi, fără a încălca etanșeitatea procesului. Pe lângă îndepărtarea crustei, amestecarea vă permite să distribuiți uniform aciditatea și temperatura în interiorul masei organice. Ca urmare a acestor manipulări, se produce biogaz.

Gazul rezultat este colectat într-un rezervor de gaz și de acolo este livrat către consumator prin conducte. Biofertilizatorii obținuți în urma procesării materiei prime pot fi folosiți ca aditiv alimentar pentru animale sau adăugați în sol. Acest îngrășământ se numește humus de compost.

Instalația de biogaz include următoarele elemente:

rezervor de omogenizare;
reactor;
agitatoare;
rezervor de stocare (suport de gaz);
complex de încălzire și amestecare a apei;
complex de gaze;
complex de pompe;
separator;
senzori de control;
Instrumentare și automatizare cu vizualizare;
sistem de siguranță;

Un exemplu de instalație de biogaz de tip industrial este prezentat în Diagrama 2.

Materii prime folosite

Descompunerea oricărei materii animale sau vegetale va elibera gaz inflamabil în grade diferite. Amestecuri de diferite compoziții sunt potrivite pentru materii prime: gunoi de grajd, paie, iarbă, diverse deșeuri etc. Reacția chimică necesită o umiditate de 70%, așa că materia primă trebuie diluată cu apă.

Prezența agenților de curățare, a clorului și a pulberilor de spălat în biomasa organică este inacceptabilă, deoarece interferează cu reacțiile chimice și pot deteriora reactorul. De asemenea, nu sunt potrivite pentru reactor materiile prime cu rumeguș de la conifere (care conțin rășini), cu o proporție mare de lignină și care depășesc pragul de umiditate de 94%.

Vegetal. Materiile prime din plante sunt excelente pentru producerea de biogaz. Iarba proaspătă oferă randamentul maxim de combustibil - dintr-o tonă de materie primă se obțin aproximativ 250 m 3 de gaz cu o pondere de metan de 70%. Silozul de porumb este puțin mai mic - 220 m3. Blaturi de sfeclă – 180 mc.

Aproape orice plantă, fân sau alge poate fi folosită ca biomasă. Dezavantajul aplicării este lungimea ciclului de producție. Procesul de obținere a biogazului durează până la două luni. Materiile prime trebuie să fie măcinate fin.

Animal. Deșeuri din fabrici de procesare, fabrici de lapte, abatoare etc. Potrivit pentru instalații de biogaz. Randamentul maxim de combustibil este asigurat de grăsimi animale - 1500 m 3 de biogaz cu o pondere de metan de 87%. Principalul dezavantaj este lipsa. Materiile prime de origine animală trebuie și ele măcinate.

Excremente. Principalul avantaj al gunoiului de grajd este ieftinitatea și disponibilitatea ușoară. Dezavantaj – cantitatea și calitatea biogazului este mai mică decât cea din alte tipuri de materii prime. Excrementele de cal și de vacă pot fi procesate imediat. Ciclul de producție va dura aproximativ două săptămâni și va produce o producție de 60 m3 cu 60% conținut de metan.

Dejecțiile de pui și de porc nu pot fi folosite direct deoarece sunt toxice. Pentru a începe procesul de fermentare, acestea trebuie amestecate cu siloz. De asemenea, pot fi utilizate deșeuri umane, dar apele uzate nu sunt potrivite, deoarece conținutul de fecale este scăzut.