Како добити биогас из стајњака: преглед основних принципа и дизајн производног постројења

Механизам стварања гаса из органских сировина

Биогас је испарљива супстанца без боје и мириса која садржи до 70% метана. По својим показатељима квалитета приближава се традиционалној врсти горива - природном гасу. Има добру калоријску вредност, 1 м3 биогаса емитује онолико топлоте колико се добија сагоревањем килограма и по угља.

Формирање биогаса дугујемо анаеробним бактеријама које активно раде на разградњи органских сировина које се користе као стајњак домаћих животиња, птичји измет, отпад било ког биља.

У биогасу сопствене производње може се користити птичји измет и отпадни производи ситне и крупне стоке. Сирови материјал се може користити у чистом облику иу облику мешавине са укључивањем траве, лишћа, старог папира

Да бисте активирали процес, потребно је створити повољне услове за виталну активност бактерија. Требало би да буду сличне онима у којима се микроорганизми развијају у природном резервоару - у стомаку животиња, где је топло и нема кисеоника.

Заправо, ово су два главна услова која доприносе чудесној трансформацији масе трулог стајњака у еколошки прихватљиво гориво и драгоцена ђубрива.

За добијање биогаса потребан вам је затворени реактор без приступа ваздуха, где ће се одвијати процес ферментације стајњака и његовог разлагања на компоненте:

• метан (до 70%);
• угљен-диоксид (око 30%);
• остале гасовите материје (1-2%).

Настали гасови се дижу до врха резервоара, одакле се затим испумпавају, а остатак производа се таложи - висококвалитетно органско ђубриво, које је као резултат обраде задржало све вредне материје у стајњаку. - азота и фосфора, а изгубио је значајан део патогених микроорганизама.

Биогас реактор мора имати потпуно затворену конструкцију, у којој нема кисеоника, иначе ће процес разлагања стајњака бити изузетно спор.

Други важан услов за ефикасно разлагање стајњака и формирање биогаса је усклађеност са температурним режимом. Бактерије укључене у процес се активирају на температури од +30 степени

Штавише, стајњак садржи две врсте бактерија:

• мезофилни.Њихова витална активност се јавља на температури од +30 - +40 степени;
• термофилна. За њихову репродукцију потребно је поштовати температурни режим од +50 (+60) степени.

Време обраде сировина у постројењима првог типа зависи од састава смеше и креће се од 12 до 30 дана. Истовремено, 1 литар корисне површине реактора даје 2 литра биогорива. Када се користе постројења другог типа, време за производњу финалног производа се смањује на три дана, а количина биогаса се повећава на 4,5 литара.

Ефикасност термофилних биљака видљива је голим оком, међутим, трошкови њиховог одржавања су веома високи, тако да је пре него што изаберете један или други начин добијања биогаса, потребно пажљиво све израчунати.

Упркос чињеници да је ефикасност термофилних инсталација десет пута већа, оне се користе много ређе, јер је одржавање високих температура у реактору повезано са високим трошковима.

Мезофилна постројења су јефтинија за одржавање и одржавање, због чега их већина фарми користи за производњу биогаса.

Биогас према критеријумима енергетског потенцијала је нешто инфериорнији од уобичајеног гасног горива. Међутим, садржи испарења сумпорне киселине, чије присуство треба узети у обзир при избору материјала за изградњу инсталације.

Предности коришћења биотехнологије

Технологија добијања биогорива из различитих природних извора није нова. Истраживања у овој области започела су крајем 18. века, а успешно су се развијала у 19. веку. У Совјетском Савезу, прва биоенергија је створена четрдесетих година прошлог века.

Биотехнологије се дуго користе у многим земљама, али данас су од посебног значаја.Због погоршања еколошке ситуације на планети и високе цене енергије, многи окрећу поглед ка алтернативним изворима енергије и топлоте.

Наравно, стајњак је веома вредно ђубриво, а ако на фарми постоје две краве, онда нема проблема са његовом употребом. Друга ствар је када су у питању фарме са крупним и средњим сточним фондом, где се годишње формирају тоне смрдљивог и трулог биолошког материјала.

Да би се стајњак претворио у висококвалитетно ђубриво, потребна су подручја са одређеним температурним режимом, а то су додатни трошкови. Због тога га многи фармери складиште тамо где је потребно, а затим га однесу на њиве.

Ако се не поштују услови складиштења, из стајњака испарава до 40% азота и главни део фосфора, што значајно погоршава његове показатеље квалитета. Осим тога, гас метан се ослобађа у атмосферу, што негативно утиче на еколошку ситуацију планете.

Савремене биотехнологије омогућавају не само да се неутралишу штетни утицаји метана на животну средину, већ и да он служи за добробит човека, уз извлачење значајних економских користи. Као резултат прераде стајњака настаје биогас из којег се потом могу добити хиљаде кВ енергије, а производни отпад је веома вредно анаеробно ђубриво.

Галерија слика Фотографија са Организовање система производње биогаса је економски исплативо за фарме. Ако само две краве дају сировину, боље је користити је као ђубриво.Гас добијен прерадом стајњака обезбедиће топлоту и енергију.Након чишћења, може се испоручити у пећ и котао, пумпати у цилиндар, који користи електрични генератор.Структурно, најједноставнији погон за прераду је лако изградити сопственим рукама. Његов главни орган је биореактор, који треба добро хидро- и топлотно изоловати.За оне који желе да смање време изградње система, погодан је фабрички пластични контејнер. При коришћењу важе слични принципи изградње и изолације Фарме су главни добављачи сировина за производњу биогаса Добијање и коришћење гасовитих биогорива Изградња постројења за прераду „уради сам” Готови пластични контејнери у биореакторском уређају

2 Биореактор за прераду органског отпада

Биореактор се користи за одлагање биолошког отпада за добијање органских ђубрива и, истовремено, биогаса. БУГ инсталација, која има неколико модификација, постала је широко распрострањена. Разликују се по перформансама.

Стандардно постројење за биогас укључује следећу опрему за прераду стајњака и другог органског отпада:

• контејнер за хомогенизацију;
• утоваривачи течних и чврстих сировина;
• сигурносни систем;
• инструментација и аутоматизација са визуелизацијом;
• биореактор са држачем гаса;
• мешалице и сепаратори;
• црпна станица;
• системи за грејање и мешање воде;
• гасни систем.

2.1 Процеси који се дешавају у биореактору

Биореактор се састоји од три подељена дела:

Биогас постројења

• боот;
• рад;
• истовар.

Унутрашњи површински део реактора није гладак, већ је направљен у облику цевастог контејнера. Ово доприноси убрзању и потпунијем току процеса обраде. Из пријемног дела супстрат прерађен у хомогену биомасу и помешан са водом кроз технолошки отвор улази у биореактор.

Горњи средњи део радног дела је такође опремљен са затвореним поклопцем, на коме се налазе уређаји за праћење нивоа биомасе, узорковање биогаса и његовог притиска. Када се притисак унутар реактора повећа, компресор се аутоматски укључује, што спречава да резервоар пукне. Компресор пумпа биогас из реактора у држач за гас. У биореактор је уграђен грејни елемент који одржава температуру неопходну за ферментацију биомасе.

У радном делу реактора температура је увек виша него у друга два дела. Ово обезбеђује комплетност циклуса хемијског процеса и повећава продуктивност. У овом делу реактора биомаса се непрекидно меша, што спречава стварање плутајуће коре која спречава излазак биогаса.

Потпуно обрађени супстрат улази у одељак за истовар биореактора. Овде се врши коначно одвајање остатака гаса и течних ђубрива.

Инсталације за прераду стајњака, птичјег измета и другог органског отпада било које врсте су веома тражене и користе се у пољопривреди. Биогасна постројења се користе у градским комуналним предузећима за одлагање органског отпада и производњу биогаса за топлотну енергију.

За и против биолошке методе

Дизајн биогас постројења је одговорна фаза, стога је пре доношења коначне одлуке боље одмерити предности и недостатке ове методе.

Предности такве производње укључују:

1. Рационално коришћење органског отпада. Захваљујући инсталацији, могуће је спровести у дело оно што би иначе било само смеће које загађује животну средину.
2. Неисцрпност сировина. Природни гас и угаљ ће пре или касније нестати, али за оне који имају своју привреду стално ће се јављати неопходан отпад.
3. Мала количина угљен-диоксида. Испушта се у атмосферу приликом коришћења биогаса, али угљен-диоксид не може негативно утицати на еколошку ситуацију.
4. Несметан и ефикасан рад биогас постројења. За разлику од соларних колектора или ветрењача, производња биогаса не зависи од спољашњих услова.
5. Смањен ризик коришћењем више инсталација. Велики биореактори су увек велика претња, али се могу елиминисати прављењем система од неколико ферментора.
6. Добијање висококвалитетног ђубрива.
7. Мала уштеда енергије.

Још један плус је могућа корист за стање тла. Неке биљке су посађене на локацији посебно за биомасу. У овом случају можете одабрати оне који могу побољшати квалитет тла. Пример је сирак, који смањује његову ерозију.

Свака врста алтернативних извора има своје недостатке. Биогас постројења нису изузетак. Лоша страна је:

• повећан ризик од опреме;
• трошкови енергије потребни за прераду сировина;
• занемарљив излаз биогаса због мале запремине домаћих система.

Најтеже је направити биогас постројење дизајнирано за најефикаснији, термофилни режим. Трошкови у овом случају обећавају да ће бити озбиљни. Такав дизајн биогас постројења најбоље је препустити професионалцима.

Сакупљање и одлагање биогаса

Уклањање биогаса из реактора се дешава кроз цев, чији је један крај испод крова, други се обично спушта у водени печат. Ово је контејнер са водом у који се испушта настали биогас. У воденом заптивачу постоји друга цев - налази се изнад нивоа течности. У њега излази више чистог биогаса. На излазу из њиховог биореактора постављен је запорни вентил за гас. Најбоља опција је лопта.

Који материјали се могу користити за систем преноса гаса? Поцинковане металне цеви и гасне цеви од ХДПЕ или ППР. Морају осигурати затегнутост, шавове и спојеве провјеравају сапуном. Цео цевовод је састављен од цеви и фитинга истог пречника. Нема контракција или проширења.

Пречишћавање нечистоћа

Приближан састав добијеног биогаса је следећи:

Приближан састав биогаса

• метан - до 60%;
• угљен-диоксид - 35%;
• друге гасовите супстанце (укључујући водоник сулфид, који гасу даје непријатан мирис) - 5%.

Да би биогас без мириса и добро горио, потребно је из њега уклонити угљен-диоксид, водоник сулфид, водену пару. Угљен-диоксид се уклања у хидроизолацији ако се на дно инсталације дода гашени креч. Такав обележивач ће морати периодично да се мења (како гас почне горе да гори, време је да га промените).

Дехидрација гаса се може извршити на два начина – израдом хидрауличних заптивки у гасоводу – убацивањем закривљених делова испод хидрауличних заптивки у цев, у којима ће се накупљати кондензат.Недостатак ове методе је потреба за редовним пражњењем водене заптивке - са великом количином прикупљене воде може блокирати пролаз гаса.

Други начин је стављање филтера са силика гелом. Принцип је исти као код воденог заптивача - гас се доводи у силика гел, осушен испод поклопца. Код овог начина сушења биогаса, силика гел се мора периодично сушити. Да бисте то урадили, потребно га је загрејати неко време у микроталасној пећници. Загрева се, влага испарава. Можете заспати и поново користити.

Филтер за пречишћавање биогаса од водоник-сулфида

За уклањање водоник сулфида користи се филтер напуњен металним струготинама. Можете убацити старе металне крпе за прање у контејнер. Пречишћавање се дешава на потпуно исти начин: гас се доводи у доњи део контејнера испуњеног металом. Пролазећи, чисти се од водоник-сулфида, сакупља се у горњем слободном делу филтера, одакле се испушта кроз другу цев / црево.

Гасни држач и компресор

Пречишћени биогас улази у резервоар за складиштење – резервоар за гас. То може бити запечаћена пластична кеса, пластични контејнер. Главни услов је непропусност гаса, облик и материјал нису битни. Биогас се складишти у резервоару за гас. Из њега се, уз помоћ компресора, гас под одређеним притиском (подешеним компресором) већ испоручује потрошачу - до гасне пећи или котла. Овај гас се такође може користити за производњу електричне енергије помоћу генератора.

Једна од опција за резервоаре за гас

За стварање стабилног притиска у систему након компресора, пожељно је уградити пријемник - мали уређај за нивелисање скокова притиска.

Шта је биогас

Биогас је испарљива супстанца без боје и мириса која садржи до 70% метана. По својим показатељима квалитета приближава се традиционалној врсти горива - природном гасу. Има добру калоријску вредност, 1 м3 биогаса емитује онолико топлоте колико се добија сагоревањем килограма и по угља.

Формирање биогаса дугујемо анаеробним бактеријама које активно раде на разградњи органских сировина које се користе као стајњак домаћих животиња, птичји измет, отпад било ког биља.

У биогасу сопствене производње може се користити птичји измет и отпадни производи ситне и крупне стоке. Сирови материјал се може користити у чистом облику иу облику мешавине са укључивањем траве, лишћа, старог папира

Да бисте активирали процес, потребно је створити повољне услове за виталну активност бактерија. Требало би да буду сличне онима у којима се микроорганизми развијају у природном резервоару - у стомаку животиња, где је топло и нема кисеоника. Заправо, ово су два главна услова која доприносе чудесној трансформацији масе трулог стајњака у еколошки прихватљиво гориво и драгоцена ђубрива.

Опште информације о биогасу

Домаћи биогас, добијен из различитог стајњака и птичјег измета, углавном се састоји од метана. Тамо је од 50 до 80%, у зависности од тога чији су отпадни производи коришћени за производњу.Исти онај метан који гори у нашим пећима и котловима, а за који понекад плаћамо велике паре по очитањима бројила.

Да бисмо дали представу о количини горива која се теоретски може добити држањем животиња код куће или на селу, представљамо табелу са подацима о приносу биогаса и садржају чистог метана у њему:

Остале супстанце (25-45%) које чине кућни биогас су угљен-диоксид (до 43%) и водоник сулфид (1%). Такође у саставу горива постоје азот, амонијак и кисеоник, али у малим количинама. Узгред, захваљујући ослобађању водоник-сулфида и амонијака, балењак емитује тако познати „пријатан“ мирис. Што се тиче енергетског садржаја, 1 м3 метана теоретски може да ослободи до 25 МЈ (6,95 кВ) топлотне енергије током сагоревања. Специфична топлота сагоревања биогаса зависи од удела метана у његовом саставу.

По природи је уређен тако да се биогас из стајњака формира спонтано и без обзира да ли желимо да га примимо или не. Гомила балеге труне у року од годину дана - једну и по, само на отвореном, па чак и на температурама испод нуле. Све ово време емитује биогас, али само у малим количинама, пошто је процес временски продужен. Разлог су стотине врста микроорганизама које се налазе у животињском измету. То јест, ништа није потребно да би се почело гасити, то ће се појавити само од себе. Али да би се процес оптимизовао и убрзао, биће потребна посебна опрема, о чему ће бити речи касније.

Видео о добијању биогаса из стајњака

Како тече изградња подземног реактора, можете погледати у видеу:

Инсталација за производњу биогаса из стајњака значајно ће уштедети на плаћању топлотне и електричне енергије, а за добар циљ користити органски материјал, којег има у изобиљу на сваком газдинству. Пре почетка изградње, све мора бити пажљиво израчунато и припремљено.

Најједноставнији реактор се може направити за неколико дана сопственим рукама, користећи доступне алате. Ако је фарма велика, онда је најбоље купити готову инсталацију или контактирати стручњаке.

Опције за постројења за биогориво

Након извршених прорачуна, потребно је одлучити како направити инсталацију како би се добио биогас у складу са потребама Ваше фарме. Ако је стока мала, онда је погодна најједноставнија опција, коју је лако направити од импровизованих средстава сопственим рукама.

За велике фарме које имају сталан извор велике количине сировина, препоручљиво је изградити индустријски аутоматизовани биогас систем. У овом случају, мало је вероватно да ће то бити могуће без укључивања стручњака који ће развити пројекат и монтирати инсталацију на професионалном нивоу.

Данас постоји на десетине компанија које могу понудити разне опције: од готових решења до развоја индивидуалног пројекта. Да бисте смањили трошкове изградње, можете сарађивати са суседним фармама (ако их има у близини) и изградити једно постројење за сву производњу биогаса.

Треба напоменути да је за изградњу чак и мале инсталације потребно израдити релевантну документацију, направити технолошку шему, план за постављање опреме и вентилације (ако је опрема уграђена у затвореном простору), проћи кроз процедуре за координацију са СЕС, ватрогасном и гасном инспекцијом.

Мини-постројење за производњу гаса за потребе малог приватног домаћинства може се направити сопственим рукама, фокусирајући се на дизајн и специфичности уградње инсталација произведених у индустријском обиму.

Самостални мајстори који одлуче да почну да граде сопствену инсталацију морају да набаве резервоар за воду, пластичне цеви за воду или канализацију, углове, заптивке и цилиндар за складиштење гаса добијеног у инсталацији.

Галерија слика Фотографија са Главни елемент будуће инсталације је пластични резервоар са чврсто приземљеним поклопцем. На фотографији је капацитет од 700 л, мора се припремити за рад: означити и нацртати рупе за улаз цеви.Потребне су ПВЦ цеви за улазак у резервоар, адаптер као левак, пластични углови, црево за довод воде у резервоар, лепак, прикључак за причвршћивање на њега је погодније оцртати обрис рупе помоћу цеви која ће бити уметнута у њега. Рупу треба исећи са највећом пажњом.Цеви се пажљиво убацују у изрезане рупе. Не смеју се оштетити неравнинама које настају током процеса сечења. Спој се пуни лепком и заптивачем.Цев намењена за утовар сировина за прераду поставља се тако да између дна контејнера и његове доње ивице остане 2–5 цм.Адаптер се користи као левак за утовар сировина, јер.јединица која се гради је дизајнирана за обраду остатака хране. За утовар стајњака потребан је већи левак и цеви.Слично, формира се рупа и поставља се хоризонтална излазна цев. Ивица цеви уметнуте у резервоар је опремљена углом.У поклопцу је изрезана рупа у коју се уграђује црево за довод воде неопходне за прераду Корак 1: Домаћа мини биогас постројење Корак 2: Прикључни делови за преносни уградња ПВЦ цеви у рупу изрезану у резервоару Корак 5: Правила за уградњу цеви за пуњење сировина Корак 6: Инсталирање адаптера као левка на цеви Корак 7: Инсталирање и фиксирање излазне цеви јединице

Изградња типичне биогас постројења

Јединица се састоји од неколико технолошких целина.

Реактор

Представља интегрални армирано-бетонски капацитет пресвучен термоизолацијом са више технолошких отвора. Реактор мора бити херметички затворен како би се спречило да ваздух уђе у његову унутрашњост.

Систем за храњење биомасом

За утовар сировина, фабрика је опремљена бункером. Отпад се овде уноси ручно или уз помоћ транспортера.

Такође, цев са топлом водом се доводи у реактор.

Агитатори

Лопатице за мешање су постављене на вертикалну осовину, чија дршка излази кроз запечаћену рупу у поклопцу реактора.

Уређај покреће електрични мотор преко зупчастог редуктора.

Мотор се може укључити ручно или аутоматски.

Аутоматизовани систем грејања

Грејање је инсталирано на дну реактора. Носач топлоте може бити вода или струја. Грејни елементи се укључују термостатом постављеним на одређену температуру.

Сепаратор

Као што је горе поменуто, биогас је мешавина различитих гасова. Сепаратор вам омогућава да одвојите метан од нечистоћа за накнадно снабдевање потрошачу.

Општи принципи

Биогас је производ који се добија разградњом органске материје. У процесу распадања/ферментације ослобађају се гасови, прикупљањем којих можете задовољити потребе сопственог домаћинства. Опрема у којој се одвија овај процес назива се „биогас постројење“.

У неким случајевима, излаз гаса је прекомеран, онда се складишти у резервоарима за гас - за употребу у периоду његове недовољне количине. Уз правилну организацију гасног процеса, може бити превише гаса, онда се његов вишак може продати. Други извор прихода су ферментисани остаци. Ово је високо ефикасно и безбедно ђубриво - у процесу ферментације већина микроорганизама умире, семе биљака губи способност клијања, јаја паразита постају неодржива. Извоз оваквих ђубрива на њиве позитивно утиче на продуктивност.

Услови за производњу гаса

Процес стварања биогаса настаје услед виталне активности различитих врста бактерија које се налазе у самом отпаду. Али да би активно „радили“, потребно је да створе одређене услове: влажност и температуру. За њихово стварање гради се биогас постројење.Ово је комплекс уређаја, чија је основа биореактор, у коме долази до разлагања отпада, што је праћено формирањем гаса.

Организација циклуса прераде стајњака и биљног отпада у биогас

Постоје три начина прераде стајњака у биогас:

• Психофилни режим. Температура у биогас постројењу је од +5°Ц до +20°Ц. У таквим условима, процес разлагања је спор, формира се много гаса, његов квалитет је низак.
• мезофилни. Јединица улази у овај режим на температурама од +30°Ц до +40°Ц. У овом случају, мезофилне бактерије се активно размножавају. У овом случају се формира више гаса, процес обраде траје мање времена - од 10 до 20 дана.
• Термофилни. Ове бактерије се размножавају на температурама изнад +50°Ц. Процес је најбржи (3-5 дана), принос гаса је највећи (у идеалним условима може се добити до 4,5 литара гаса од 1 кг испоруке). Већина референтних табела за принос гаса из прераде дате су посебно за овај режим, тако да када користите друге режиме, вреди извршити подешавање према доле.

Најтеже у биогас постројењима је термофилни режим. Ово захтева квалитетну топлотну изолацију биогас постројења, грејање и систем контроле температуре. Али на излазу добијамо максималну количину биогаса. Још једна карактеристика термофилне обраде је немогућност поновног пуњења. Преостала два режима - психофилни и мезофилни - омогућавају вам да свакодневно додајете свежу порцију припремљених сировина. Али, у термофилном режиму, кратко време обраде омогућава да се биореактор подели на зоне у којима ће се прерађивати његов део сировина са различитим временима пуњења.

Шта је то

Састав биогаса је сличан природном гасу који се производи комерцијално. Фазе производње биогаса:

1. Биореактор је контејнер у коме се биолошку масу обрађују анаеробне бактерије у вакууму.
2. После неког времена ослобађа се гас који се састоји од метана, угљен-диоксида, водоник сулфида и других гасовитих материја.
3. Овај гас се пречишћава и уклања из реактора.
4. Прерађена биомаса је одлично ђубриво које се уклања из реактора да би се обогатила поља.

Производња биогаса код куће је могућа под условом да живите на селу и имате приступ животињском отпаду. То је добра опција за гориво за сточарске фарме и пољопривредна предузећа.

Предност биогаса је у томе што смањује емисију метана и обезбеђује извор алтернативне енергије. Као резултат прераде биомасе формира се ђубриво за повртњаке и њиве, што је додатна предност.

Да бисте направили сопствени биогас, потребно је да направите биореактор за прераду стајњака, птичјег измета и другог органског отпада. Као сировине се користе:

• Отпадне воде;
• слама;
• трава;
• речни муљ.

Коришћење сламе за производњу биогаса

Важно је спречити да хемијске нечистоће уђу у реактор, јер оне ометају процес поновне обраде.