Стопаните ежегодно се сблъскват с проблема с изхвърлянето на оборския тор. Значителни средства, необходими за организирането на неговото изваждане и погребение, отиват никъде. Но има начин, който не само ви спестява пари, но и ви кара да обслужвате този натурален продукт за ваше добро.
Ревностните собственици отдавна използват екотехнологиите на практика, което им позволява да добиват биогаз от оборския тор и да използват резултата като гориво.
Следователно в нашия материал ще се съсредоточим върху технологията за производство на биогаз, ще говорим и за това как да изградим биоенергийна инсталация.
Плюсове на използването на биотехнологии
Технологията за производство на биогорива от различни природни източници не е нова. Изследванията в тази област започват в края на 18 век и успешно се развиват през 19 век. В Съветския съюз първата биоенергийна централа е създадена през 40-те години на миналия век.
Биотехнологиите отдавна се използват в много страни, но днес те придобиват специално значение. Поради влошаването на екологичната ситуация на планетата и високата цена на енергията, мнозина насочват погледа си към алтернативни източници на енергия и топлина.
Технологията за преработка на оборски тор в биогаз позволява намаляване на количеството вредни емисии на метан в атмосферата и получаване на допълнителен източник на топлинна енергия
Разбира се, оборският тор е много ценен тор и ако фермата има две крави, тогава няма проблеми с използването му. Друго нещо, когато става дума за стопанства с едър и среден добитък, където се образуват тонове плодороден и гниещ биологичен материал годишно.
За да се превърне оборският тор в висококачествен тор, са необходими площи с определен температурен режим и това е допълнителен разход. Затова много фермери го съхраняват там, където е необходимо, и след това го отвеждат на нивите.
В зависимост от обема на генерираните суровини на ден, трябва да се изберат размерите на инсталацията и степента на нейната автоматизация
Ако не се спазват условията за съхранение, до 40% от азота и основната част от фосфор изчезват от оборския тор, което значително влошава показателите му за качество. Освен това в атмосферата се отделя газ метан, което оказва негативно влияние върху екологичната ситуация на планетата.
Съвременната биотехнология позволява не само да неутрализира вредното въздействие на метана върху околната среда, но и да го накара да служи в полза на човека, като същевременно извлича значителни икономически ползи. В резултат на преработката на оборския тор се образува биогаз, от който след това могат да се получат хиляди кВт енергия, а производствените отпадъци са много ценен анаеробен тор.
Галерия с изображения
Снимка от
Стопанства - основните доставчици на суровини за производство на биогаз
Производство и използване на газообразни биогорива
Направи си сам строителство за рециклиране
Готов пластмасов контейнер в устройството за биореактор
Механизмът на газообразуване от органични суровини
Биогазът е летливо вещество без цвят или мирис, което съдържа до 70% метан. По своите показатели за качество тя се доближава до традиционния вид гориво - природен газ. Има добра калоричност, 1м3 биогазът отделя толкова топлина, колкото се получава чрез изгарянето на един и половина килограма въглища.
Дължимо образуването на биогаз на анаеробни бактерии, които активно работят върху разграждането на органични суровини, които се използват за тор на селскостопански животни, птичи отпадъци, отпадъци от всякакви растения.
При независимо производство на биогаз могат да се използват птичи изхвърляния и отпадъчни продукти от дребен и голям добитък. Суровините могат да се използват в чист вид и под формата на смес с трева, зеленина, стара хартия
За да се активира процеса, е необходимо да се създадат благоприятни условия за живота на бактериите.Те трябва да са подобни на тези, при които микроорганизмите се развиват в естествен резервоар - в стомаха на животните, където топлината и кислородът отсъстват.
Всъщност това са двете основни условия, които допринасят за чудотворната трансформация на гниещия тор в екологично чисто гориво и ценни торове.
За получаване на биогаз е необходим запечатан реактор без достъп на въздух, където ще се извърши процесът на ферментация на оборския тор и неговото разлагане на компоненти:
- метан (до 70%);
- въглероден двуокис (приблизително 30%);
- други газообразни вещества (1-2%).
Образуваните газове се издигат нагоре в резервоара, откъдето след това се изпомпват, а остатъчният продукт се утаява - висококачествен органичен тор, който задържа всички ценни вещества, намиращи се в оборския тор - азот и фосфор и губи значителна част от патогенни микроорганизми в резултат на преработката.
Реакторът за биогаз трябва да има напълно запечатана структура, в която няма кислород, в противен случай процесът на разлагане на оборския тор ще бъде изключително бавен
Второто важно условие за ефективното разлагане на оборския тор и образуването на биогаз е спазването на температурния режим. Бактериите, участващи в процеса, се активират при температура от +30 градуса.
Освен това в оборския тор се съдържат два вида бактерии:
- Мезофилната. Жизнената им активност се проявява при температура от +30 - +40 градуса;
- термофилни. За тяхното възпроизвеждане е необходимо да се спазва температурния режим от +50 (+60) градуса.
Времето за обработка на суровините в растения от първи тип зависи от състава на сместа и варира от 12 до 30 дни. В същото време 1 литър полезна площ на реактора дава 2 литра биогориво. При използване на инсталации от втори тип, времето за производство на крайния продукт се намалява до три дни, а количеството биогаз нараства до 4,5 литра.
Ефективността на термофилните инсталации е видима с просто око, обаче, разходите за тяхната поддръжка са много високи, така че преди да изберете този или онзи метод за производство на биогаз, е необходимо внимателно да се изчисли всичко
Въпреки факта, че ефективността на термофилните инсталации е десет пъти по-висока, те се използват много по-рядко, тъй като поддържането на високи температури в реактора е свързано с високи разходи.
Поддръжката и поддръжката на инсталациите от мезофилен тип е по-евтина, така че повечето стопанства ги използват за производство на биогаз.
Според критериите за енергиен потенциал, биогазът е малко по-нисък от конвенционалното газово гориво. Той обаче съдържа сулфатни изпарения, чието присъствие трябва да се вземе предвид при избора на материали за изграждането на инсталацията
Изчисления на ефективността на биогаз
Простите изчисления ще ви помогнат да оцените всички ползи от използването на алтернативни биогорива. Една крава с тегло 500 кг произвежда около 35-40 кг оборски тор на ден. Това количество е достатъчно, за да получите около 1,5 m3 биогаз, от който на свой ред е възможно да се генерира 3 kW / h електроенергия.
Използвайки данните от таблицата, е лесно да се изчисли колко m3 биогаз може да се получи на изхода в съответствие с добитъка, който се предлага във фермата
За получаване на биогорива можете да използвате или един вид органична суровина или смес от няколко компонента със съдържание на влага 85-90%. Важно е те да не съдържат външни химически примеси, които влияят неблагоприятно на процеса на обработка.
Най-простата рецепта за сместа е измислена през 2000 г. от един руски селянин от Липецкия регион, който построил със собствените си ръце най-простият завод за производство на биогаз. Той смеси 1500 кг краве тор с 3500 кг отпадъци от различни растения, добави вода (около 65% от теглото на всички съставки) и нагрее сместа до 35 градуса.
Две седмици по-късно безплатно гориво е готово. Тази малка инсталация произведе 40 m3 газ на ден, което беше достатъчно за отопление на къщата и домакинските сгради в продължение на шест месеца.
Опции за инсталации за биогорива
След като извършите изчисленията, е необходимо да решите как да направите инсталацията, за да получите биогаз в съответствие с нуждите на вашата ферма. Ако добитъкът е малък, тогава е подходящ най-простият вариант, който е лесно да направите от импровизирани материали със собствените си ръце.
Препоръчително е за големи стопанства, които имат постоянен източник на големи количества суровини, да изграждат индустриална автоматизирана система за биогаз. В този случай едва ли е възможно без да се включат специалисти, които ще разработят проекта и монтират инсталацията на професионално ниво.
Диаграмата ясно показва как работи индустриалният автоматизиран комплекс за производство на биогаз. Изграждането на такъв мащаб може да бъде организирано наведнъж от няколко ферми, разположени наблизо
Днес има десетки компании, които могат да предложат много възможности: от готови решения до разработване на индивидуален проект. За да намалите разходите за строителство, можете да си сътрудничите със съседни ферми (ако има такива наблизо) и да изградите едно звено за цялото производство на биогаз.
Трябва да се отбележи, че за изграждането на дори малка инсталация е необходимо да се изготвят съответните документи, да се направи блок-схема, план за разполагане на оборудване и вентилация (ако оборудването е инсталирано в помещението), да се подлагат на процедури за одобрение със SES, проверка на пожар и газ.
Мини завод за производство на газ за задоволяване нуждите на малка частна икономика може да се направи със собствена ръка, като се съсредоточи върху дизайна и спецификата на устройствата, произведени в индустриален мащаб.
Проектирането на инсталации за преработка на оборски тор и растителна органика в биогаз не е трудно. Оригиналът, издаден от индустрията, е доста подходящ като шаблон за изграждането на собствена мини-фабрика
Независимите занаятчии, които решат да започнат да изграждат собствена инсталация, трябва да се запасят с резервоар за вода, водопроводи или канализационни пластмасови тръби, ъглови завои, уплътнения и цилиндър за съхранение на получения в инсталацията газ.
Галерия с изображения
Снимка от
Основният елемент на бъдещата инсталация е пластмасов резервоар с затворен капак. На снимката капацитетът е 700 л, трябва да се подготви за работа: маркирайте и нарисувайте дупки за входа на тръби
Ще ви трябват PVC тръби за влизане в контейнера, адаптер като фуния, пластмасови ъгли, маркуч за подаване на вода в контейнера, лепило, фитинг за фиксирането му в капака и клапан за затваряне
Очертанието на дупките е по-удобно да се очертае с помощта на тръба, която ще се навие в него. Дупката трябва да бъде изрязана с максимална точност.
Тръбите се поставят внимателно в изрязаните отвори. Те не трябва да се повредят от бури в резултат на процеса на рязане. Фугата е изпълнена с лепило и уплътнител
Монтирана е тръба, предназначена за зареждане на суровини за преработка, така че между дъното на резервоара и долния му ръб да има 2 - 5 см
Адаптерът се използва като фуния за зареждане на суровини, защото Строителният блок е предназначен за преработка на хранителни остатъци. За зареждане на оборски тор са необходими повече фуния и тръби
По същия начин се образува отвор и се монтира хоризонтална изпускателна тръба. Ръбът на тръбата, вкаран в резервоара, е оборудван с ъгъл
В капака се изрязва дупка, в която е монтиран маркуч, който доставя водата, необходима за обработка
Стъпка 1: Домашна мини инсталация за производство на биогаз
Стъпка 2: Свързване на части за преносим монтаж
Стъпка 3: Оформяне на отвори за въвеждане на пластмасови тръби
Стъпка 4: Инсталирайте PVC тръбата в отвора, изрязан в резервоара
Стъпка 5: Правила за инсталиране на захранващата тръба
Стъпка 6: Инсталирайте адаптера като фуния на тръбата
Стъпка 7: Инсталиране и обезопасяване на изпускателната тръба на инсталацията
Стъпка 8: Поставяне на маркуча за подаване на вода към капака
Характеристики на системата за биогаз
Пълноценна инсталация за биогаз е сложна система, състояща се от:
- Биореактор, където процесът на разлагане на оборски тор;
- Автоматизирана система за подаване на органични отпадъци;
- Устройства за смесване на биомаса;
- Оборудване за поддържане на оптимални температурни условия;
- Газови резервоари - резервоари за съхранение на газ;
- Приемник на твърди отпадъци.
Всички горепосочени елементи са инсталирани в промишлени предприятия, работещи в автоматичен режим. По принцип домашните реактори имат по-опростен дизайн.
Диаграмата показва основните компоненти на автоматизирана система за биогаз. Обемът на реактора зависи от дневния прием на органични суровини. За пълноценното функциониране на инсталацията реакторът трябва да бъде напълнен на две трети от обема
Принципът на работа на инсталацията
Основният елемент на системата е биореактор. Има няколко варианта за неговото изпълнение, основното е да се осигури плътността на конструкцията и да се предотврати навлизането на кислород. Тя може да бъде направена под формата на метален контейнер с различни форми (обикновено цилиндричен), разположен на повърхността. Често за тези цели се използват празни резервоари за 50 куб. См.
Можете да закупите готови контейнери със сгъваем дизайн. Предимството им е възможността за бързо разглобяване и, ако е необходимо, транспортиране до друго място. Препоръчително е да се използват промишлени повърхностни инсталации в големи ферми, където има постоянен приток на голямо количество органични суровини.
За по-малките ферми е по-подходящ вариантът за поставяне на подземни резервоари. Подземният бункер е изграден от тухла или бетон. Можете да копаете готови контейнери, например, бъчви от метал, неръждаема стомана или PVC, в земята. Възможно е също да ги нанесете на повърхността на улицата или в специално обозначено помещение с добра вентилация.
За производството на биогаз инсталация, готови PVC контейнери могат да бъдат закупени и инсталирани в помещение, оборудвано с вентилационна система
Без значение къде и как се намира реакторът, той е оборудван с бункер за зареждане на оборския тор. Преди да заредите суровината, тя трябва да премине предварителна подготовка: тя се натрошава на фракции не повече от 0,7 мм и се разрежда с вода. В идеалния случай влажността на субстрата трябва да бъде около 90%.
Автоматизираните инсталации от индустриален тип са оборудвани със система за захранване, включваща приемник, в който сместа се довежда до необходимата влага, тръбопровод за водоснабдяване и помпено устройство за изпомпване на масата в биореактора.
В домашните инсталации се използват отделни контейнери за приготвяне на субстрата, където отпадъците се смачкват и се смесват с вода. След това масата се зарежда в приемното отделение. В реакторите, разположени под земята, бункерът за приемане на субстрата се извежда, подготвената смес чрез гравитация тече през тръбопровода в камерата за ферментация.
Ако реакторът е разположен на земята или на закрито, входящата тръба с приемното устройство може да бъде разположена в долната страна на резервоара. Възможно е също така да приведете тръбата в горната част и да поставите камбана на врата си. В този случай биомасата ще трябва да се изпомпва.
В биореактора е необходимо също така да се осигури изход, който се прави почти на дъното на резервоара от противоположната страна на входящия бункер. За подземно разположение изпускателната тръба е монтирана наклонено нагоре и води до контейнер за отпадъци, оформен като кутия с правоъгълна форма. Горният му ръб трябва да е под нивото на входа.
Входните и изпускателните тръби са разположени наклонено нагоре от различни страни на резервоара, докато компенсиращият резервоар, в който влизат отпадъците, трябва да бъде по-нисък от приемащия бункер
Процесът протича по следния начин: входният бункер получава нова партида субстрат, който постъпва в реактора, като в същото време същото количество изразходвана маса се изправя до приемника за отпадъци, откъдето по-късно се извлича и се използва като висококачествен биологичен тор.
Съхранението на биогаз се извършва в резервоар за газ. Най-често той е разположен директно на покрива на реактора и има формата на купол или конус. Той е направен от покривно желязо, а след това, за да се предотвратят корозивни процеси, се боядисва с няколко слоя маслена боя.
В промишлени предприятия, проектирани да приемат голямо количество газ, газовият резервоар често се изпълнява под формата на отделен резервоар, свързан с реактора чрез тръбопровод.
Газът, получен в резултат на ферментация, не е подходящ за употреба, тъй като съдържа голямо количество водна пара и в тази форма няма да гори. За да се изчисти от фракции вода, газът се пропуска през хидравлична брава. За целта се отстранява тръба от резервоара за газ, през която биогазът влиза в резервоара с вода, а от там се доставя на потребителите чрез пластмасова или метална тръба.
Инсталационна схема, разположена под земята. Входът и изходът трябва да бъдат разположени от противоположните страни на резервоара. Над реактора е разположен воден затвор, през който произвежданият газ се предава за източване
В някои случаи се използват специални газови торбички, изработени от поливинилхлорид за съхранение на газ. Чантите се поставят до агрегата и постепенно се пълнят с газ. С напълването еластичният материал се надува и обемът на торбичките се увеличава, което ви позволява временно да спестите по-голямо количество от крайния продукт.
Условия за ефективната работа на биореактора
За ефективната работа на инсталацията и интензивното извличане на биогаз е необходима равномерна ферментация на органичния субстрат. Сместа трябва да е в постоянно движение. В противен случай върху него се образува кора, процесът на разлагане се забавя, което води до по-малко количество газ от първоначално изчисленото.
За да се осигури активно смесване на биомаса, потопяемите или наклонени смесители, оборудвани с електрическо задвижване, са инсталирани в горната или страничната част на типичния реактор. В занаятчийските инсталации смесването се извършва механично с помощта на устройство, наподобяващо домакински смесител. Може да се управлява ръчно или да е снабден с електрическо задвижване.
При вертикално разположение на реактора дръжката на смесителя се показва в горната част на инсталацията. Ако контейнерът е монтиран хоризонтално, винтът също е разположен в хоризонтална равнина, а дръжката е разположена отстрани на биореактора
Едно от най-важните условия за производството на биогаз е поддържането на необходимата температура в реактора. Отоплението може да се извърши по няколко начина. В стационарни инсталации се използват автоматизирани отоплителни системи, които се активират, когато температурата падне под предварително определено ниво, и се изключват, когато е зададен необходимия температурен режим.
За отопление можете да използвате газови котли, да извършите директно отопление с електрически отоплителни устройства или да интегрирате нагревателен елемент в основата на резервоара.
За да намалите топлинните загуби, се препоръчва да изградите малка рамка около реактора със слой от стъклена вата или да покриете инсталацията с топлоизолация. Експандираният полистирол и другите му разновидности имат добри топлоизолационни свойства.
За да се оборудва отоплителна система от биомаса, е възможно да се направи тръбопровод от отопление на къщата, който се захранва от реактор
Определяне на необходимия обем
Обемът на реактора се определя въз основа на дневното количество тор, произведено във фермата. Необходимо е също така да се вземе предвид видът на суровината, температурата и времето на ферментация. За да може инсталацията да работи напълно, резервоарът се напълва до 85-90% от обема, поне 10% трябва да останат свободни, за да излезе газ.
Процесът на разлагане на органични вещества в мезофилна инсталация при средна температура 35 градуса продължава от 12 дни, след което ферментиралите остатъци се отстраняват и реакторът се напълва с нова част от субстрата. Тъй като отпадъците се разреждат с вода до 90% преди да бъдат изпратени в реактора, количеството течност също трябва да се вземе предвид при определяне на дневния товар.
Въз основа на горните показатели обемът на реактора ще бъде равен на дневното количество от подготвения субстрат (оборски тор с вода), умножено по 12 (времето, необходимо за разграждането на биомасата) и увеличено с 10% (свободен обем на резервоара).
Подземно строителство
Сега нека поговорим за най-простата инсталация, която ви позволява да получите биогаз у дома с най-ниска цена. Помислете за изграждането на подземна система. За да го направите, трябва да изкопаете дупка, основата и стените му се изсипват с подсилен експандиран глинен бетон.
От противоположните страни на камерата се вкарват входните и изходните отвори, където се монтират наклонени тръби за подаване на субстрата и изпомпване на изразходваната маса.
Изходната тръба с диаметър около 7 см трябва да бъде почти в самата дъна на бункера, другият му край е монтиран в компенсиращ съд с правоъгълна форма, в който ще се изпомпват отпадъците. Тръбопроводът за подаване на субстрата е приблизително на 50 см от дъното и има диаметър 25-35 см. Горната част на тръбата влиза в отделението за приемане на суровини.
Реакторът трябва да бъде напълно запечатан. За да се изключи възможността за навлизане на въздух, контейнерът трябва да бъде покрит със слой битумна хидроизолация
Горната част на бункера представлява газов държач с купол или конична форма. Изработен е от метални листове или покривно желязо. Възможно е също така конструкцията да бъде завършена с зидария, която след това е покрита със стоманена мрежа и измазана. Отгоре на резервоара за газ трябва да направите запечатан люк, да извадите газовата тръба, преминаваща през уплътнението на водата, и да инсталирате клапан, за да освободите налягането на газа.
За смесване на субстрата е възможно инсталацията да се оборудва с дренажна система, работеща на принципа на разпръскване. За да направите това, вертикално закрепете пластмасови тръби вътре в конструкцията, така че горният им ръб да е по-висок от субстратния слой. Направете много дупки в тях. Газът под налягане ще падне, а нагоре, газовите мехурчета ще смесват биомасата в резервоара.
Ако не искате да изградите бетонен бункер, можете да си купите готов PVC контейнер. За да се поддържа топлината, тя трябва да бъде заобиколена около слой топлоизолация - полистиролова пяна. Дъното на ямата се излива от стоманобетон със слой от 10 см. Могат да се използват резервоари, изработени от поливинилхлорид, ако обемът на реактора не надвишава 3 м3.
Как е изграждането на подземен реактор, можете да видите във видеото:
Как торът се зарежда в подземната инсталация е показано в следното видео:
Едно предприятие за производство на биогаз от оборски тор значително ще спести от заплащането на топлина и електроенергия и ще постави за добра работа органичен материал, който е в изобилие във всяка ферма. Преди да започнете строителството, е необходимо внимателно да се изчисли и подготви всичко.
Най-простият реактор може да се направи за няколко дни със собствените си ръце, като се използват импровизирани инструменти. Ако икономията е голяма, най-добре е да закупите готова инсталация или да се консултирате със специалист.
Ако имате някакви въпроси, когато се запознаете с представената информация или имате предложения, които искате да споделите с посетителите на сайта, моля, оставете коментари в полето по-долу.