Suvremene tehnologije za preradu različitih vrsta sirovina pružaju mogućnost uspješnog rješavanja problema dobivanja biogoriva iz stajskog gnojiva izravno kod kuće. Štoviše, izrada biogoriva vlastitim rukama kod kuće zahvaljujući novim načelima recikliranja otpada, istovremeno možete proizvesti gnojiva za poljoprivredne plantaže.
A što je potrebno za to i kako napraviti bioreaktor ispravno - u ovom ćemo članku detaljno razmotriti ta pitanja. Dajemo preporuke o izboru najboljih sirovina za proizvodnju bioplina, analiziramo karakteristike korištenja dobivenog goriva za potrebe kućanstva.
Naravno, najlakše je kupiti gotove industrijske instalacije. Međutim, zbog njihove visoke cijene razmišljaju o mogućnostima proizvodnje vlastitih proizvodnih sustava.
Ukratko o definiciji bioplina
Prema znanstvenim definicijama, bioplin je proizvod koji nastaje u procesu fermentacije mase biološkog otpada. Proizvod fermentacije je metan ili vodik.
Nastanak metana (ili vodika) nastaje kao rezultat vitalne aktivnosti bakterija triju vrsta:
- hidroliza;
- formiranje kiseline;
- koji formiraju metan.
Kvaliteta proizvoda fermentacije smatra se sastavom mješavine plinova čiji se sadržaj distribuira u omjeru: 50-85% metana, 15-50% ugljičnog dioksida i manje od 5% sumporovodika.
Približno izgleda kao strukturni dijagram proizvodnje alternativne energije. Koristi tradicionalne izvore sirovina za svakodnevni život, koji su uspješno prikladni za dobivanje alternativne energije - biogoriva.
Ova plinska mješavina propušta se kroz filtere kako bi se pročistila prisutnost CO 2 i H2S, nakon čega ostaje čisti biološki metan. Ovaj se plin ne razlikuje od prirodnog plina koji se koristi na domaćem i industrijskom području.
Sirovine za dobivanje visokokvalitetne biološke smjese su obično:
- gnoj i ptičji izmet;
- otpad od proizvodnje alkohola (bard);
- višak piva (pivovara);
- fekalne tvari i otpad od proizvodnje ribe;
- repina pulpa, kućni otpad, trava i tako dalje.
To je samo dio ukupne dopuštene uporabe sirovina. Ali čak i ovaj popis pokazuje: koliko je raznolik popis sirovina kako bi se proizvodnja bioplina mogla kontinuirano prilagođavati.
Postavljanje proizvodnje biogoriva, za potrebe jedne od mnogih postojećih farmi. Stanica male veličine, ali u potpunosti zadovoljava potrebe privatnog gospodarstva
Volumetrijski pokazatelji prinosa mješavine plina izravno ovise o vrsti korištenih sirovina i sadržaju suhih tvari u njemu. Dakle, ako na goveda primijenite stajski gnoj, realno je dobiti 50-60 m3 biogoriva koje sadrži do 60% metana iz jedne tone gnojiva.
Vjeruje se da su najbolje sirovine otpad s visokim sadržajem masti. Prerada jedne tone otpadne masti preko klasičnog postrojenja za proizvodnju biogoriva može proizvesti do 1.300 m 3 mješavine plina, pri čemu sadržaj metana doseže 90%.
Kako napraviti modul obrade farme?
Kako bi se stvorio sustav za preradu otpada u biogoriva, potrebno je barem biti svjestan principa rada takvih uređaja, kao i imati ideju o sklopovima.
Shema bioreaktorske instalacije: 1 - bioreaktor; 2 - miješalica; 3 - grijač; 4 - crpka; 5 - filtarski element; 6 - plinski kompresor; 7 - gasholder; 8 - sakupljanje gnojiva; 9 - prinos gnojiva (mulj); 10 - upravljačka ploča grijanja
Uzmite u obzir i jedno i drugo, ali valja napomenuti: izgradnja punopravne instalacije prilično je problematična i skupa. Kod kuće, u pravilu, moguće je napraviti samo nešto poput obradnih stanica. Ipak, neki pokušaji su uspješni.
Načelo djelovanja
Tehnologija proizvodnje biogoriva u pravilu podržava sljedeće sustave:
- Bioreaktor (kapacitet) je napunjen gnojivom.
- Već neko vrijeme unutar reaktorskog procesa fermentacije.
- Formirano plinsko okruženje.
- Uklanjanje plinova iz reaktora.
- Smjesa plinova se čisti i šalje kao gorivo.
Sastav smjese plinova dobivenih na izlazu karakterizira dovoljno visoka zasićenost različitim tvarima. Većina postotaka su metan (60%), ugljični dioksid (35%) i druge tvari, uključujući sumporovodik (5%).
Tako izgleda dijagram raspodjele plina mješavine: 1 - sadržaj metana oko 63-65%; 2 - sadržaj ugljičnog dioksida je oko 30–33%; 3 - sadržaj sumporovodika je oko 2%; 4 - sadržaj amonijaka od oko 1%; 5 - sadržaj vodika od oko 1%
U međuvremenu, za učinkovito funkcioniranje proizvodne stanice za proizvodnju plina, potrebne su značajne rezerve životinjskog otpada.
Dakle, prva stvar koju treba obratiti pozornost na rješavanje problema dobivanja biogoriva u kućanstvu (kućica) uvjetima je dostupnost izvora sirovina za preradu.
Izrada bioreaktora vlastitim rukama
Nakon što je utvrdio izvore sirovina, onda morate odlučiti o lokaciji domaćeg (ili dacha) bioreaktora. Sam reaktor je zapečaćena posuda, dovoljno čvrsta, koja ima volumen u količini dnevnog unosa sirovina za preradu gnojiva (za referencu: potrebno je oko 1 tone gnojiva da se dobije 100 m3 smjese plina).
Tablica omjera vrste gnojiva i količine proizvedenog bioplina
Tablica koja prikazuje učinkovitost određene vrste biološkog otpada u smislu količine proizvedenog plina. Kao što se može vidjeti iz tablice, najučinkovitiji je gnoj svinja, sposoban proizvesti najveću količinu biogoriva.
Taj kapacitet će morati biti ugrađen na čvrstim temeljima, opremljen ventilima i drugim tehničkim pomagalima prema klasičnoj shemi. Preporučljivo je skinuti gornji dio posude s vijcima i brtvilom.
Kako bi se osigurao kontinuitet ciklusa, spremnik mora biti opremljen umjetnim modulom za grijanje. Ako se tijekom ljetnog razdoblja učinkovitost fermentacije gnojiva i brzina stvaranja plina u potpunosti osiguraju vanjskim temperaturnim uvjetima, zimi se situacija mijenja.
Za zimski rad bioreaktora potrebno je umjetno zagrijavanje, s obzirom na prestanak aktivnosti fermentacijskih bakterija već na 4–10 ° C iznad nule. Prema tome, spremnik mora imati visokokvalitetnu toplinsku izolaciju. U tu je svrhu prikladna klasična metoda izolacije mineralnom vunom.
Dobar primjer izoliranja bioreaktora za zimski rad. Kao izolacijski materijal koristi se mineralna vuna. Gornji sloj vate prekriven je folijskim materijalom.
Opcije za organizaciju grijanja postoje nekoliko. Primjerice, korištenje električnih grijača ili sustava grijanja na rashladnom sredstvu (vodenoj jakni).
Izračunajte snagu kruga grijanja treba se temeljiti na optimalnoj temperaturi unutar reaktora 25-40 ° C, potrebnoj za postizanje učinkovitog procesa fermentacije biomase.
Osim grijača, na aktivnost fermentacije biomase utječe i stupanj njegove stagnacije. Zapravo, u spremniku, gnoj se mora stalno kretati. Kretanje biomase poboljšava proces fermentacije i smanjuje vrijeme za dobivanje plinovite komponente.
Mogućnost ljetne instalacije za preradu stajnjaka i biogoriva. U ovom slučaju, grijanje se izvodi u obliku betonske vodene kupelji, gdje je reaktorski spremnik uronjen. Međutim, ovaj uređaj se ne može koristiti tijekom zimskog vremena.
Rješava se zadatak organiziranja kretanja uvođenjem posebne mehaničke mješalice u konstrukciju bioreaktora. Osovina ovog uređaja je spojena na osovinu motora male brzine, koji se koristi za provođenje rotacije. Uključivanje i isključivanje postupka miješanja može se napraviti ručno ili automatski.
Imamo još jedan članak na našoj web stranici, koji sadrži upute o tome kako postaviti postrojenje za proizvodnju bioplina za potrebe privatne kuće.
Proces dobivanja bioplina i gnojiva
Dizajn sustava za proizvodnju biogoriva kod kuće tehnološki uključuje utovar posude s gnojivom u oko 1/3 kapaciteta. Za utovar gnojiva, utovarni otvor je izveden s hermetički zatvorenim vratima. Preostala slobodna gornja površina bioreaktora koristi se za akumuliranje evoluiranih plinova.
Domaći minijaturni bioreaktor, izrađen na bazi konvencionalne 200-litre bačve. U principu, zadovoljiti skromne potrebe biogoriva je vrlo pogodan za korištenje u privatnom sektoru. To je upravo konstrukcija koja se zapravo može napraviti kod kuće za biogoriva.
Na gornjoj i donjoj razini posude potrebno je napraviti utičnice. Gore - izlaz za plin, ispod izlaza pod ispuštanjem tretiranog stajnjaka (gnojivo). Također, u području gornjeg dijela posude poželjno je montirati prozor za promatranje kako bi se pratio postupak.
Cijev za izlaz mješavine plina spojena je zatvorenom cijevi s uređajem koji istodobno obavlja funkcije separatora i hidrauličke brave. Za komunikaciju se koristi cijev (metalni ili polietilen) malog promjera (25-32 mm).
Sam separator je posuda relativno malog kapaciteta, napunjena vodom. Plin koji prolazi kroz vodeni stupac se čisti, ispušta u spremnik za plin i zatim isporučuje potrošačima.
Primjer dvostupanjskog uređaja za odvajanje je hidraulični zatvarač za spajanje smjese plina koja dolazi iz bioreaktora. Ova opcija filtriranja omogućuje vam da dobijete kvalitativno pročišćeni proizvod.
Donja cijev na reaktoru (za povlačenje otpadnog gnoja - mulj) poželjno je napraviti što je moguće više promjera. Na njega su priključeni zaporni ventili (zaporni ventil), a izlazi na spremnik za sakupljanje mulja. Masa otpada na farmi može se uspješno koristiti kao gnojivo.
Detaljnije informacije o određivanju potrebnog volumena spremnika, kao i izračune učinkovitosti bioreaktora i mogućnosti korištenja bioplina, razmatrali smo u sljedećem članku.
Koji bi trebao biti sastav gnojne mase?
Opterećena masa stajskog gnoja unutar bioreaktora ne bi se trebala smatrati samo sirovinom, prikladnom u bilo kojoj kvaliteti. Sastavni dio tvari od temeljne je važnosti za proces fermentacije. U praksi se uočava da smanjenje čestica supstrata prati bolja učinkovitost postupka.
Naglašena vlaknastost supstrata i povećanje područja interakcije bakterija glavni su kriteriji koji pridonose brzoj razgradnji stajnjaka. U tom stanju sirovina tijekom zagrijavanja i miješanja ne formira talog ili film na površini, što uvelike pojednostavljuje filtriranje mješavine plina.
Priprema mase gnojiva za punjenje u reaktor. Ovaj postupak je posvećen ne manje pozornosti od ostalih, ako postoji želja za dobivanjem značajne količine biogoriva u kratkom vremenskom razdoblju.
Stupanj mljevenja sirovina određen je trajanjem fermentacije, što zauzvrat utječe na volumen proizvedenog plina. Dakle, da bi se smanjilo vrijeme fermentacije, potrebno je dobro usitniti sirovinu: što je bolja kvaliteta mljevenja, to je kraće razdoblje fermentacije.
Značajke korištenja bioplina za potrebe domaćinstva
Opseg ove vrste energije je prilično opsežan. Korištenjem bioplina kao goriva nastaje električna energija, proizvodi se topla voda ili para. Brojni su primjeri iz prakse gdje je cestovni promet ispunjen biogorivima.
Ali, da ne bi bilo problema u kućanstvu kada se koristi takvo gorivo, iznimno je važno opremiti skladište za proizvedeni bioplin, ističući pravo mjesto za spremnik plina na gradilištu.
Bioplinska postrojenja ovog tipa su oprema, zahvaljujući kojoj se stvara mogućnost proizvodnje bez otpada. U tom smislu, neke zemlje zapadne Europe pokazuju dobar primjer.
Primjerice, u Danskoj je proizvodnja ove vrste goriva dosegla gotovo 20% ukupne mase energetskih resursa zemlje. U velikim regijama svijeta - Indiji i Kini - postoje stotine tisuća bioplinskih postrojenja.
Snažna industrijska postrojenja za vađenje biogoriva. Takve strukture sposobne su u potpunosti osigurati biogoriva velikim poljoprivrednim strukturama. Širom svijeta se koristi veliki broj takvih sustava. A kvantitativni rast se aktivno nastavlja.
Ne samo značajan porast interesa za procese proizvodnje bioplina bilježi se diljem svijeta.
To je jedna od onih energetskih opcija koja se pripisuje alternativnim izvorima i za koju vide budućnost, stoga poljoprivrednici i upravitelji stambenih i komunalnih usluga, vlasnici privatnih poljoprivrednih gospodarstava i mala poduzeća pomno prate razvoj tehnologije.
Zaključci i koristan video na temu
Pregled jedinice za proizvodnju bioplina čija je proizvodnja korištena plastična posuda od 127 litara. Značajke uređaja i savjeti za rad.
Od posebnog interesa je korištenje instalacija među vlasnicima ugostiteljske i gastronomske sfere, gdje je tema obrade otpada od hrane i dalje relevantna. U toj bazi postoji dobra prilika za stvaranje jeftinog recikliranja organskog otpada s dobrobiti za farme. Konačno, tehnologija proizvodnje biogoriva je stvarna zaštita okoliša, što se ne može reći za proizvodnju drugih energetskih inženjera.
Zainteresirani za proizvodnju biogoriva i želite pojasniti neke točke? Postavite kontroverzna pitanja u komentarima - naši stručnjaci pokušat će razjasniti takva pitanja.
Ili možda niste upoznati s proizvodnjom bioreaktora i procesom proizvodnje bioplina? Podijelite svoja praktična znanja i svoje mišljenje o ovom pitanju u našem članku - mnogi poslovni rukovoditelji bit će zainteresirani za vaše iskustvo i preporuke.