Dobivanje bioplina iz organskog otpada. Bioplinsko postrojenje za privatnu kuću: preporuke za uređenje domaćeg proizvoda. Proračun sirovina po ciklusu

Dobar dan svima! Ovaj post nastavlja temu alternativne energije za vašu. U njemu ću vam govoriti o bioplinu i njegovoj upotrebi za grijanje i kuhanje doma. Ova tema najviše zanima poljoprivrednike koji imaju pristup raznim sirovinama za dobivanje ove vrste goriva. Prvo shvatimo što je bioplin i odakle dolazi.

Odakle dolazi bioplin i od čega se sastoji?

Bioplin je zapaljivi plin koji nastaje kao produkt vitalne aktivnosti mikroorganizama u hranjivom mediju. Ovaj hranjivi medij može biti gnoj ili silaža, koja se stavlja u poseban bunker. U tom bunkeru, koji se zove reaktor, nastaje bioplin. Unutar reaktora bit će raspoređeni na sljedeći način:

Da bi se ubrzao proces fermentacije biomase, potrebno ju je zagrijati. Za to se može koristiti grijaći element ili izmjenjivač topline spojen na bilo koji kotao za grijanje. Ne smijemo zaboraviti na dobru toplinsku izolaciju kako bismo izbjegli nepotrebne troškove energije za grijanje. Uz zagrijavanje, fermentirajuća masa se mora miješati. Bez toga, učinkovitost instalacije može se značajno smanjiti. Miješanje može biti ručno ili mehaničko. Sve ovisi o proračunu ili raspoloživim tehničkim sredstvima. Najvažnija stvar u reaktoru je volumen! Mali reaktor jednostavno nije fizički sposoban proizvesti veliku količinu plina.

Kemijski sastav plina uvelike ovisi o tome koji se procesi odvijaju u reaktoru. Tu se najčešće odvija proces fermentacije metana, uslijed čega nastaje plin s visokim postotkom metana. Ali umjesto fermentacije metanom, može se dogoditi proces s stvaranjem vodika. Ali po mom mišljenju, vodik nije potreban običnom potrošaču, a možda čak i opasan. Sjetite se barem smrti zračnog broda Hindenburg. Sada ćemo shvatiti iz čega se može dobiti bioplin.

Odakle možete nabaviti bioplin?

Plin se može dobiti iz raznih vrsta biomase. Navedimo ih kao popis:

• Otpad od proizvodnje hrane – to može biti otpad od klanja stoke ili mliječne proizvodnje. Prikladan otpad od proizvodnje suncokretovog ili pamučnog ulja. Ovo nije potpuna lista, ali dovoljna da se prenese suština. Ova vrsta sirovine daje najveći sadržaj metana u plinu (do 85%).
• Usjevi - u nekim slučajevima se uzgajaju posebne vrste biljaka za proizvodnju plina. Na primjer, za to je prikladan silažni kukuruz ili morske alge. Postotak metana u plinu održava se oko 70%.
• Stajnjak - najčešće se koristi u velikim stočnim kompleksima. Postotak metana u plinu, kada se koristi stajski gnoj kao sirovina, obično ne prelazi 60%, a ostatak će biti ugljični dioksid i poprilično sumporovodik i amonijak.

Blok dijagram bioplinskog postrojenja.

Kako bismo najbolje razumjeli kako radi bioplinsko postrojenje, pogledajmo sljedeću sliku:

Gore je raspravljano o uređaju bioreaktora, tako da nećemo govoriti o tome. Razmotrite ostale komponente instalacije:

• Prijemnik otpada je svojevrsni spremnik u koji sirovine ulaze u prvoj fazi. U njemu se sirovine mogu miješati s vodom i drobiti.
• Crpka (nakon prijemnika otpada) je fekalna pumpa, uz pomoć koje se biomasa pumpa u reaktor.
• Kotao - kotao za grijanje koji koristi bilo koje gorivo, dizajniran za zagrijavanje biomase unutar reaktora.
• Crpka (pored kotla) je cirkulacijska pumpa.
• "Gnojiva" - spremnik u koji ulazi fermentirani mulj. Kao što je jasno iz konteksta, može se koristiti kao gnojivo.
• Filter je uređaj u kojem se bioplin dovodi u stanje. Filter uklanja višak nečistoća plinova i vlage.
• Kompresor - komprimira plin.
• Skladište plina je zatvoreni spremnik u kojem se plin spreman za uporabu može skladištiti proizvoljno dugo.

Bioplin za privatnu kuću.

Mnogi vlasnici malih farmi razmišljaju o korištenju bioplina za domaće potrebe. Ali nakon što su saznali detaljnije o tome kako sve to funkcionira, većina napušta ovu ideju. To je zbog činjenice da oprema za preradu stajskog gnoja ili silaže košta puno novca, a prinos plina (ovisno o sirovini) može se pokazati malim. To zauzvrat čini instalaciju opreme neisplativom. Obično se za privatne kuće poljoprivrednika postavljaju primitivne instalacije koje rade na stajskom gnoju. Oni, najčešće, mogu osigurati plin samo za kuhinju i zidni plinski kotao male snage. Istodobno, mnogo će se energije morati potrošiti na sam tehnološki proces - za grijanje, pumpanje i rad kompresora. Skupi filtri također se ne mogu isključiti iz prikaza.

Općenito, moral je ovo - što je sama instalacija veća, to je njen rad isplativiji. A za kućne uvjete to je gotovo uvijek nemoguće. Ali to ne znači da nitko ne radi kućne instalacije. Predlažem da pogledate sljedeći video kako biste vidjeli kako to izgleda od improviziranih materijala:

Sažetak.

Bioplin je izvrstan način recikliranja organskog otpada na koristan način. Rezultat je gorivo i korisno gnojivo u obliku fermentiranog mulja. Ova tehnologija radi učinkovitije, što se više sirovina obrađuje. Suvremene tehnologije omogućuju ozbiljno povećanje proizvodnje plina korištenjem posebnih katalizatora i mikroorganizama. Glavni nedostatak svega ovoga je visoka cijena jednog kubičnog metra. Često će običnim ljudima biti puno jeftinije kupiti plin u bocama nego izgraditi postrojenje za obradu otpada. No, naravno, postoje iznimke od svih pravila, pa prije nego što se odlučite za prelazak na bioplin treba izračunati cijenu po kubnom metru i rok povrata. To je sve za sada, napišite pitanja u komentarima

Jedan od zadataka koji se mora riješiti u poljoprivredi je zbrinjavanje stajskog i biljnog otpada. A ovo je prilično ozbiljan problem koji zahtijeva stalnu pažnju. Recikliranje zahtijeva ne samo vrijeme i trud, već i pristojnu količinu. Danas postoji barem jedan način da ovu glavobolju pretvorite u stavku prihoda: prerada stajskog gnoja u bioplin. Tehnologija se temelji na prirodnom procesu razgradnje stajskog gnoja i biljnih ostataka zbog bakterija koje se nalaze u njima. Cijeli zadatak je stvoriti posebne uvjete za najpotpuniju razgradnju. Ti uvjeti su nedostatak pristupa kisiku i optimalna temperatura (40-50 o C).

Svi znaju kako se gnoj najčešće odlaže: nakuplja se, a zatim se nakon fermentacije iznosi na polja. U tom slučaju nastali plin ispušta se u atmosferu, a tamo također leti 40% dušika sadržanog u izvornoj tvari i većina fosfora. Dobiveno gnojivo je daleko od savršenog.

Za dobivanje bioplina potrebno je da se proces razgradnje stajskog gnoja odvija bez pristupa kisiku, u zatvorenom volumenu. U tom slučaju i dušik i fosfor ostaju u zaostalom proizvodu, a plin se nakuplja u gornjem dijelu spremnika odakle se lako može ispumpati. Dobivaju se dva izvora dobiti: plin izravno i učinkovito gnojivo. Štoviše, gnojivo je najviše kvalitete i sigurno je 99%: većina patogena i jajašca helminta umire, sjeme korova sadržano u stajskom gnoju gubi sposobnost klijanja. Postoje čak i linije za pakiranje ovog ostatka.

Drugi preduvjet za proces prerade stajskog gnoja u bioplin je održavanje optimalne temperature. Bakterije sadržane u biomasi su neaktivne na niskim temperaturama. Počinju djelovati na temperaturi okoline od +30 o C. Štoviše, dvije vrste bakterija sadržane su u stajskom gnoju:

Najučinkovitije su termofilne biljke s temperaturama od +43 o C do +52 o C: u njima se gnoj obrađuje 3 dana, a iz 1 litre korisne površine bioreaktora dobije se do 4,5 litara bioplina (to je maksimalni učinak) . Ali održavanje temperature od +50 o C zahtijeva značajne troškove energije, što nije isplativo u svakoj klimi. Stoga bioplinska postrojenja češće rade na mezofilnim temperaturama. U tom slučaju vrijeme obrade može biti 12-30 dana, prinos je približno 2 litre bioplina po 1 litri volumena bioreaktora.

Sastav plina varira ovisno o sirovini i uvjetima obrade, ali otprilike je sljedeći: metan - 50-70%, ugljični dioksid - 30-50%, a također sadrži malu količinu sumporovodika (manje od 1% ) i vrlo malu količinu spojeva amonijaka, vodika i dušika. Ovisno o dizajnu postrojenja, bioplin može sadržavati značajnu količinu vodene pare, što će zahtijevati dehidraciju (inače jednostavno neće izgorjeti). Kako izgleda industrijska instalacija prikazano je u videu.

Može se reći cijeli pogon za proizvodnju plina. Ali za privatno dvorište ili malu farmu takvi su volumeni beskorisni. Najjednostavnije postrojenje za bioplin lako je napraviti vlastitim rukama. Ali pitanje je: "Kamo sljedeće poslati bioplin?" Kalorična vrijednost dobivenog plina je od 5340 kcal / m3 do 6230 kcal / m3 (6,21 - 7,24 kWh / m3). Stoga se može isporučiti plinskom kotlu za proizvodnju topline (grijanje i topla voda), ili postrojenju za proizvodnju električne energije, plinskom štednjaku itd. Ovako Vladimir Rashin, projektant bioplinskog postrojenja, koristi stajski gnoj sa svoje farme prepelica.

Ispada da, imajući barem neku manje-više pristojnu količinu stoke i peradi, možete u potpunosti zadovoljiti potrebe svog kućanstva u toplinskoj, plinskoj i električnoj energiji. A ako instalirate plinske instalacije na automobile, onda gorivo za flotu. S obzirom da je udio energije u cijeni proizvodnje 70-80%, možete uštedjeti samo na bioreaktoru, a zatim zaraditi puno novca. Ispod je screenshot ekonomskog izračuna isplativosti bioplinskog postrojenja za malo gospodarstvo (od rujna 2014.). Gospodarstvo ne možete nazvati malim, ali definitivno nije ni veliko. Ispričavamo se zbog terminologije - ovo je autorov stil.

Ovo je okvirni pregled potrebnih troškova i mogućih prihoda Sheme vlastitih bioplinskih postrojenja

Sheme vlastitih bioplinskih postrojenja

Najjednostavnija shema bioplinskog postrojenja je zatvoreni spremnik - bioreaktor, u koji se ulijeva pripremljena kaša. Sukladno tome, postoji otvor za utovar stajnjaka i otvor za istovar prerađenih sirovina.

Najjednostavnija shema bioplinskog postrojenja bez "zvona i zviždaljki"

Spremnik nije potpuno napunjen supstratom: 10-15% volumena mora ostati slobodno za sakupljanje plina. U poklopac spremnika ugrađena je plinska cijev. Budući da dobiveni plin sadrži prilično veliku količinu vodene pare, neće izgorjeti u ovom obliku. Stoga ga je potrebno proći kroz vodenu brtvu za odvodnju. U ovom jednostavnom uređaju većina vodene pare će se kondenzirati, a plin će već dobro izgorjeti. Zatim je poželjno pročistiti plin od nezapaljivog sumporovodika, a tek tada se može ubaciti u plinski držač - spremnik za skupljanje plina. I odatle je već moguće uzgajati potrošačima: hraniti ga u kotao ili plinsku peć. Kako napraviti filtere za bioplinsko postrojenje vlastitim rukama, pogledajte video.

Na površini se postavljaju velike industrijske instalacije. I to je, u principu, razumljivo - obujam zemljišnih radova je prevelik. Ali u malim farmama, zdjela bunkera je zakopana u zemlju. To vam, prvo, omogućuje smanjenje troškova održavanja potrebne temperature, a drugo, u privatnom dvorištu već postoji dovoljno uređaja.

Kontejner se može uzeti gotov, ili od cigle, betona i sl. u iskopanoj jami. Ali u ovom slučaju morat ćete se pobrinuti za nepropusnost zraka i zapreke: proces je anaeroban - bez pristupa zraka, stoga je potrebno stvoriti sloj nepropusni za kisik. Ispada da je konstrukcija višeslojna, a izrada takvog bunkera je dug i skup proces. Stoga je jeftinije i lakše zakopati gotovu posudu. Prije su to bile nužno metalne bačve, često od nehrđajućeg čelika. Danas, s pojavom PVC posuda na tržištu, možete ih koristiti. Kemijski su neutralni, imaju nisku toplinsku vodljivost, dugi vijek trajanja i nekoliko su puta jeftiniji od nehrđajućeg čelika.

Ali gore opisano bioplinsko postrojenje imat će nisku produktivnost. Za aktiviranje procesa obrade potrebno je aktivno miješanje mase u spremniku. Inače se na površini ili u debljini podloge stvara kora koja usporava proces razgradnje, a na izlazu se dobiva manje plina. Miješanje se vrši na bilo koji raspoloživi način. Na primjer, kao što je prikazano u videu. U ovom slučaju može se napraviti bilo koji pogon.

Postoji još jedan način miješanja slojeva, ali nemehanički - barbitacija: plin proizveden pod tlakom dovodi se u donji dio spremnika za gnoj. Podižući se, mjehurići plina će razbiti koru. Budući da se isporučuje isti bioplin, neće biti promjena u uvjetima obrade. Također, ovaj plin se ne može smatrati troškom - opet će pasti u spremnik za plin.

Kao što je gore spomenuto, visoke su temperature potrebne za dobre performanse. Kako ne biste trošili previše novca na održavanje ove temperature, potrebno je voditi brigu o izolaciji. Koju vrstu toplinskog izolatora odabrati, naravno, vaša je stvar, ali danas je najoptimalnija polistirenska pjena. Ne boji se vode, nije pod utjecajem gljivica i glodavaca, ima dug radni vijek i izvrsne performanse toplinske izolacije.

Oblik bioreaktora može biti različit, ali najčešći je cilindrični. Nije idealan u smislu složenosti miješanja podloge, ali se češće koristi jer su ljudi skupili dosta iskustva u gradnji ovakvih posuda. A ako je takav cilindar podijeljen pregradom, onda se mogu koristiti kao dva odvojena spremnika u kojima se proces pomiče u vremenu. Istodobno se u pregradu može ugraditi grijaći element, čime se rješava problem održavanja temperature u dvije komore odjednom.

U najjednostavnijoj verziji, kućna bioplinska postrojenja su pravokutna jama, čiji su zidovi izrađeni od betona, a za nepropusnost obrađeni slojem stakloplastike i poliesterske smole. Ovaj spremnik dolazi s poklopcem. Izuzetno je nezgodno u radu: teško je provesti zagrijavanje, miješanje i uklanjanje fermentirane mase, nemoguće je postići potpunu obradu i visoku učinkovitost.

Nešto je bolja situacija s postrojenjima za preradu stajnjaka na bioplin. Imaju zakošene rubove, što olakšava utovar svježeg stajskog gnoja. Ako dno napravite nagnuto, tada će se fermentirana masa kretati gravitacijom u jednom smjeru i lakše će je odabrati. U takvim instalacijama potrebno je osigurati toplinsku izolaciju ne samo zidova, već i pokrova. Takvo bioplinsko postrojenje vlastitim rukama lako je implementirati. Ali potpuna obrada i maksimalna količina plina u njoj ne mogu se postići. Čak i kada se zagrije.

Osnovni tehnički problemi su riješeni i sada znate nekoliko načina za izgradnju bioplinskog postrojenja za gnoj. Ostale su tehnološke nijanse.

Što se može reciklirati i kako postići dobre rezultate

U gnoju bilo koje životinje postoje organizmi potrebni za njegovu preradu. Utvrđeno je da više od tisuću različitih mikroorganizama sudjeluje u procesu probave i stvaranja plinova. Najvažniju ulogu imaju tvorci metana. Također se vjeruje da se svi ti mikroorganizmi nalaze u optimalnim omjerima u stočnom gnoju. U svakom slučaju, pri preradi ove vrste otpada u kombinaciji s biljnom masom oslobađa se najveća količina bioplina. U tablici su prikazani prosječni podaci za najčešće vrste poljoprivrednog otpada. Imajte na umu da se ova količina plina može postići u idealnim uvjetima.

Za dobru produktivnost potrebno je održavati određenu vlažnost supstrata: 85-90%. Ali mora se koristiti voda koja ne sadrži strane kemikalije. Otapala, antibiotici, deterdženti itd. negativno utječu na procese. Također, za normalan tijek procesa, kaša ne bi trebala sadržavati velike fragmente. Maksimalna veličina fragmenata: 1 * 2 cm, manji su bolji. Stoga, ako namjeravate dodati biljne sastojke, onda ih morate samljeti.

Za normalnu obradu u supstratu važno je održavati optimalnu razinu pH: unutar 6,7-7,6. Obično medij ima normalnu kiselost, a tek povremeno se bakterije koje stvaraju kiseline razvijaju brže od onih koje stvaraju metan. Tada okoliš postaje kisel, proizvodnja plina se smanjuje. Da bi se postigla optimalna vrijednost, u podlogu se dodaje obično vapno ili soda.

Sada malo o vremenu koje je potrebno za obradu stajskog gnoja. Općenito, vrijeme ovisi o stvorenim uvjetima, ali prvi plin može početi teći već treći dan nakon početka fermentacije. Najaktivnije stvaranje plina javlja se tijekom razgradnje stajskog gnoja za 30-33%. Da bismo se mogli kretati u vremenu, recimo da se nakon dva tjedna supstrat razgradi za 20-25%. Odnosno, optimalna obrada trebala bi trajati mjesec dana. U tom slučaju gnojivo je najkvalitetnije.

Proračun volumena bunkera za obradu

Za male farme, optimalna postavka je trajni rad - to je kada se svježi stajski gnoj svakodnevno dostavlja u malim obrocima i uklanja u istim obrocima. Kako se proces ne bi poremetio, udio dnevnog opterećenja ne smije prelaziti 5% obrađenog volumena.

Domaće instalacije za preradu stajskog gnoja u bioplin nisu vrhunac savršenstva, ali su prilično učinkovite

Na temelju toga možete jednostavno odrediti potrebnu zapreminu spremnika za kućno bioplinsko postrojenje. Morate pomnožiti dnevnu količinu stajskog gnoja sa svoje farme (već razrijeđen sa sadržajem vlage od 85-90%) za 20 (ovo je za mezofilne temperature, za termofilne temperature ćete morati pomnožiti s 30). Dobivenoj brojci treba dodati još 15-20% - slobodan prostor za skupljanje bioplina ispod kupole. Znate glavni parametar. Svi daljnji troškovi i parametri sustava ovise o tome koja je shema bioplinskog postrojenja odabrana za implementaciju i kako ćete sve napraviti. Sasvim je moguće proći s improviziranim materijalima, ili možete naručiti instalaciju po principu ključ u ruke. Izgradnja tvornice koštat će od 1,5 milijuna eura, instalacije Kulibinovih bit će jeftinije.

Pravna registracija

Instalaciju će morati uskladiti sa SES-om, plinskom inspekcijom i vatrogascima. Trebat će vam:

• Tehnološka shema instalacije.
• Plan rasporeda opreme i komponenti s obzirom na samu instalaciju, mjesto ugradnje toplinske jedinice, mjesto cjevovoda i dalekovoda te priključak crpke. Na dijagramu treba označiti gromobran i pristupne ceste.
• Ako se jedinica nalazi u zatvorenom prostoru, također će biti potreban plan ventilacije koji će osigurati najmanje osam izmjena ukupnog zraka u prostoriji.

Kao što vidite, ovdje je birokracija neizostavna.

Za kraj, malo o izvedbi instalacije. U prosjeku, bioplinsko postrojenje proizvodi količinu plina dnevno koja je dvostruko veća od korisnog volumena rezervoara. Odnosno, 40 m 3 gnojnice će dati 80 m 3 plina dnevno. Otprilike 30% će se potrošiti na osiguranje samog procesa (glavna stavka troškova je grijanje). Oni. na izlazu ćete dobiti 56 m 3 bioplina dnevno. Za pokrivanje potreba tročlane obitelji i grijanje kuće srednje veličine, prema statistikama, potrebno je 10 m 3. U neto bilanci imate 46 m 3 dnevno. I to uz malu instalaciju.

Rezultati

Ulaganjem nekog novca u izgradnju bioplinskog postrojenja (učinite sami ili po principu ključ u ruke), ne samo da ćete osigurati svoje potrebe i potrebe za toplinom i plinom, već ćete moći i prodavati plin, kao i visoke -kvalitetna gnojiva dobivena preradom.

Proizvodnja bioplina kod kuće omogućit će vam uštedu na potrošnji plina u kućanstvu i dobivanje gnojiva od korova. Ovaj tutorial članak pokazuje kako obična osoba može jednostavnim koracima napraviti učinkovit sustav za uklanjanje bioplina od korova.

Ovu jednostavnu uputu korak po korak predložio je Indijac Antoni Raj. Dugo je eksperimentirao s proizvodnjom energije iz anaerobne probave korova. I evo što je iz toga proizašlo.

Korak 1: Odabiremo spremnik za biogenerator.

Anaerobna digestija (prema definiciji) je skup procesa, uslijed kojih mikroorganizmi, u nedostatku kisika, potpuno uništavaju biomaterijal, oslobađajući bioplin.

Za početak punimo biogenerator zdrobljenim korovom. Istovremeno ćemo prikupljati podatke o količinama bioplina koji se oslobađa kao rezultat fermentacije i količini energije.
Možete pročitati o samom biogeneratoru Anthony.

Korak 2: Sakupljanje korova

Kapacitet spremnika za fermentaciju je 750 litara. Ostavimo 50 litara u rezervi. Uzgajamo 2,5 kg svježe ubranog korova s ​​dovoljno vode da na kraju dobijemo 20 litara razrijeđenog "biomaterijala". Smjesa bi trebala fermentirati oko 35 dana. Voda nakon uklanjanja krutog biomaterijala može se koristiti kao gnojivo za biljke u vrtu. Od 4 kg svježe ubranog korova, nakon rezanja korijena i grančica, može se dobiti oko 2,5 kg materijala. Sirovina se može čuvati do 3-4 dana.

Bioplin- plin proizveden metanskom fermentacijom biomase. Razgradnja biomase događa se pod utjecajem tri vrste bakterija.

U prehrambenom lancu sljedeće bakterije se hrane otpadnim proizvodima prethodnih.
Prva vrsta su hidrolitičke bakterije, druga stvaraju kiseline, treća stvaraju metan.
U proizvodnji bioplina ne sudjeluju samo bakterije iz klase metanogena, već sve tri vrste. Tijekom procesa fermentacije, bioplin se proizvodi iz biootpada. Ovaj plin se može koristiti kao obični prirodni plin - za grijanje, proizvodnju električne energije. Može se komprimirati, koristiti za punjenje automobila, akumulirati, pumpati. Zapravo, kao vlasnik i punopravni vlasnik, dobivate vlastitu plinsku bušotinu i prihod od toga. Ne morate još nigdje registrirati vlastitu instalaciju.

Sastav i kvaliteta bioplina

50-87% metana, 13-50% CO2, manje nečistoće H2 i H2S. Nakon pročišćavanja bioplina od CO2, dobiva se biometan; potpuni je analog prirodnog plina, jedina razlika je u podrijetlu.
Budući da samo metan opskrbljuje energijom iz bioplina, kvalitetu plina, izdašnost plina i količinu plina svrsishodno je opisivati ​​na metan, uz njegove standardizirane pokazatelje.

Volumen plinova ovisi o temperaturi i tlaku. Visoke temperature dovode do širenja plina i smanjenja kalorijske vrijednosti zajedno s volumenom, i obrnuto. S povećanjem vlage smanjuje se i kalorijska vrijednost plina. Da bismo mogli međusobno usporediti izlaze plina, potrebno ih je povezati s normalnim stanjem (temperatura 0 C, atmosferski tlak 1 bar, relativna vlažnost plina 0%). Općenito, podaci o proizvodnji plina izraženi su u litrama (l) ili kubičnim metrima metana po kilogramu organske suhe tvari (oDM); ovo je puno točnije i rječitije od podataka u kubičnim metrima bioplina u kubičnim metrima svježeg supstrata.

Sirovine za proizvodnju bioplina

Popis organskog otpada pogodnog za proizvodnju bioplina: stajski gnoj, ptičji izmet, žitarice i melasa nakon alkohola, zrna piva, repina pulpa, fekalni mulj, otpad iz ribarnica i klaonica (krv, mast, crijeva, canyga), trava, kućanstvo otpad, otpad mljekara - slana i slatka sirutka, otpad od proizvodnje biodizela - tehnički glicerin od proizvodnje biodizela od uljane repice, otpad od proizvodnje sokova - voće, bobičasto voće, povrće, komina grožđa, alge, otpad od proizvodnje škroba i melase - pulpa i sirup, otpad od prerade krumpira, proizvodnja čipsa - ljuske, ljuske, truli gomolji, pulpa kave.

Proračun korisnog bioplina u farmi

Prinos bioplina ovisi o sadržaju suhe tvari i vrsti korištene sirovine. Od tone stočnog gnoja dobije se 50-65 m3 bioplina s udjelom metana od 60%, 150-500 m3 bioplina iz raznih vrsta biljaka s udjelom metana do 70%. Maksimalna količina bioplina - 1300 m3 s udjelom metana do 87% - može se dobiti iz masti.
Postoje teoretski (fizički mogući) i tehnički ostvarivi izlaz plina. U 1950-1970-ima, tehnički mogući prinos plina bio je samo 20-30% od teoretskog. Danas korištenje enzima, pojačivača za umjetnu razgradnju sirovina (ultrazvučni ili tekući kavitatori) i drugih uređaja omogućuje povećanje prinosa bioplina u konvencionalnom postrojenju sa 60% na 95%.

U proračunima bioplina koristi se koncept suhe tvari (CB ili engleski TS) ili suhog ostatka (CO). Sama po sebi, voda sadržana u biomasi ne proizvodi plin.
U praksi se iz 1 kg suhe tvari dobije 300 do 500 litara bioplina.

Da bi se izračunao prinos bioplina iz određene sirovine potrebno je provesti laboratorijska ispitivanja ili pogledati referentne podatke, a zatim odrediti sadržaj masti, bjelančevina i ugljikohidrata. Pri određivanju potonjeg važno je znati postotak brzo razgradivih (fruktoza, šećer, saharoza, škrob) i teško razgradivih tvari (celuloza, hemiceluloza, lignin).

Nakon što ste odredili sadržaj tvari, možete izračunati prinos plina za svaku tvar posebno i zatim ga zbrojiti. Kada se bioplin povezivao s gnojem (na selu ova situacija postoji i danas - pitao sam u okružnom centru tajge, Verkhovazhye, Vologda oblast), korišten je koncept "jedinice za životinje". Danas, kada se bioplin dobiva iz proizvoljnih organskih sirovina, ovaj koncept se udaljio i prestao se koristiti.

No, osim otpada, bioplin se može proizvesti i iz posebno uzgojenih energetskih usjeva, na primjer iz silažnog kukuruza ili silfa, kao i iz algi. Izlaz plina može doseći do 500 m3 od 1 tone.

Deponijski plin je jedna od varijanti bioplina. Dobiva se na odlagalištima komunalnog otpada iz kućanstva.

Ekološki aspekt u korištenju bioplina

Proizvodnja bioplina pomaže u sprječavanju ispuštanja metana u atmosferu. Metan doprinosi 21 puta više efektu staklenika nego mješavina CO2 i ostaje u atmosferi do 12 godina. Hvatanje i ograničavanje širenja metana najbolji je kratkoročni način sprječavanja globalnog zatopljenja. Evo gdje na raskrižju istraživanja izlazi na vidjelo još jedno, do sada malo istraživačko područje znanosti.

Prerađeni stajski gnoj, bard i drugi otpad koriste se kao gnojivo u poljoprivredi. To smanjuje upotrebu kemijskih gnojiva, smanjuje opterećenje podzemnih voda.

Proizvodnja bioplina

Razlikovati industrijske i obrtničke instalacije.
Industrijske instalacije razlikuju se od zanatskih po prisutnosti mehanizacije, sustava grijanja, homogenizacije i automatizacije. Najčešća industrijska metoda je anaerobna digestija u digestorima.

Pouzdano bioplinsko postrojenje mora imati potrebne dijelove:

Spremnik za homogenizaciju;
utovarivač čvrstih (tekućih) sirovina;
izravno reaktor;
agitatori;
plinski držač;
sustav miješanja i grijanja vode;
plinski sustav;
crpna stanica;
separator;
upravljački uređaji;
sigurnosni sustav.

Značajke bioplinskog postrojenja

U industrijskom postrojenju otpad (sirovine) se povremeno dovodi u reaktor pomoću crpne stanice ili punjača. Reaktor je grijani i izolirani armiranobetonski spremnik opremljen mješalicama.

U reaktoru "žive" korisne bakterije koje se hrane otpadom. Bioplin je proizvod vitalne aktivnosti bakterija. Za održavanje života bakterija potrebna je opskrba hranom - otpadom, zagrijavanje na 35 ° C i periodično miješanje. Dobiveni bioplin se akumulira u skladištu (spremnik plina), zatim prolazi kroz sustav za pročišćavanje i isporučuje se potrošačima (kotlu ili električnom generatoru). Reaktor radi bez pristupa zraka, praktički je hermetičan i bezopasan.

Za fermentaciju nekih vrsta sirovina u čistom obliku potrebna je posebna dvostupanjska tehnologija.

Na primjer, ptičji izmet, destilerijske mrlje ne prerađuju se u bioplin u konvencionalnom reaktoru. Za preradu takvih sirovina potreban je dodatni reaktor za hidrolizu. Omogućuje vam kontrolu razine kiselosti, tako da bakterije ne umiru zbog povećanja sadržaja kiselina ili lužina.

Značajni čimbenici koji utječu na proces fermentacije:

Temperatura;
vlažnost okoliša;
razina pH;
omjer C:N:P;
površina čestica sirovina;
učestalost dovoda supstrata;
tvari koje usporavaju reakciju;
stimulativni aditivi.

Primjena bioplina

Bioplin se koristi kao gorivo za proizvodnju električne energije, topline ili pare ili kao gorivo za vozila. Bioplinska postrojenja mogu se koristiti kao uređaji za pročišćavanje na farmama, peradarskim farmama, destilerijama, tvornicama šećera, tvornicama za preradu mesa, a kao poseban slučaj mogu zamijeniti i veterinarsko sanitarno postrojenje, gdje se strvina umjesto proizvodnje može odlagati u bioplin. mesno-koštano brašno.

Farme se godišnje susreću s problemom zbrinjavanja stajskog gnoja. Rasipaju se znatna sredstva potrebna za organizaciju njegovog uklanjanja i pokopa. Ali postoji način koji vam omogućuje ne samo da uštedite svoj novac, već i da vam ovaj prirodni proizvod posluži za dobrobit.

Razboriti vlasnici već dugo koriste eko-tehnologiju u praksi, koja omogućuje dobivanje bioplina iz stajskog gnoja i korištenje rezultata kao goriva.

Stoga ćemo u našem materijalu govoriti o tehnologiji proizvodnje bioplina, također ćemo govoriti o tome kako izgraditi bioenergetsko postrojenje.

Određivanje potrebnog volumena

Volumen reaktora određuje se na temelju dnevne količine stajskog gnoja proizvedenog na farmi. Također je potrebno uzeti u obzir vrstu sirovine, temperaturu i vrijeme fermentacije. Da bi instalacija radila u potpunosti, spremnik se napuni do 85-90% volumena, najmanje 10% mora ostati slobodno da plin izađe.

Proces razgradnje organske tvari u mezofilnoj biljci na prosječnoj temperaturi od 35 stupnjeva traje od 12 dana, nakon čega se uklanjaju fermentirani ostaci i reaktor se puni novim dijelom supstrata. Budući da se otpad prije slanja u reaktor razrjeđuje vodom do 90%, pri određivanju dnevnog opterećenja mora se uzeti u obzir i količina tekućine.

Na temelju zadanih pokazatelja, volumen reaktora će biti jednak dnevnoj količini pripremljenog supstrata (stajskog gnoja s vodom) pomnoženoj s 12 (vrijeme potrebno za razgradnju biomase) i povećanju za 10% (slobodni volumen spremnika).

Izgradnja podzemnog objekta

Sada razgovarajmo o najjednostavnijoj instalaciji, koja vam omogućuje da dobijete najnižu cijenu. Razmislite o izgradnji podzemnog sustava. Da biste ga napravili, morate iskopati rupu, njezina baza i zidovi izliveni su armiranim betonom od ekspandirane gline.

Sa suprotnih strana komore prikazani su ulazni i izlazni otvori, gdje su postavljene koso cijevi za dovod podloge i ispumpavanje otpadne mase.

Odvodna cijev promjera oko 7 cm trebala bi biti smještena gotovo na samom dnu bunkera, njen drugi kraj montiran je u pravokutni kompenzacijski spremnik u koji će se ispumpati otpad. Cjevovod za dovod podloge nalazi se na udaljenosti od približno 50 cm od dna i ima promjer od 25-35 cm.Gornji dio cijevi ulazi u odjeljak za primanje sirovina.

Reaktor mora biti potpuno zatvoren. Kako bi se isključila mogućnost ulaska zraka, spremnik mora biti prekriven slojem bitumenske hidroizolacije.

Gornji dio bunkera je plinski držač koji ima oblik kupole ili stošca. Izrađen je od metalnih limova ili krovnog željeza. Također je moguće dovršiti konstrukciju ciglom, koja se zatim presvuče čeličnom mrežom i ožbukati. Na vrhu spremnika plina morate napraviti zapečaćeni otvor, ukloniti plinsku cijev koja prolazi kroz vodenu brtvu i ugraditi ventil za smanjenje tlaka plina.

Za miješanje supstrata, jedinica može biti opremljena drenažnim sustavom koji radi na principu mjehurića. Da biste to učinili, okomito pričvrstite plastične cijevi unutar strukture tako da njihov gornji rub bude iznad sloja podloge. Probušite puno rupa u njima. Plin pod pritiskom će se spustiti, a dižući se, mjehurići plina će pomiješati biomasu u spremniku.

Ako ne želite graditi betonski bunker, možete kupiti gotovu PVC posudu. Da bi se očuvala toplina, mora se prekriti slojem toplinske izolacije - polistirenske pjene. Dno jame je ispunjeno armiranim betonom sa slojem od 10 cm. Spremnici od polivinil klorida mogu se koristiti ako volumen reaktora ne prelazi 3 m3.

Zaključci i koristan video na temu

Kako napraviti najjednostavniju instalaciju iz obične bačve, naučit ćete ako pogledate video:

Najjednostavniji reaktor može se napraviti za nekoliko dana vlastitim rukama, koristeći dostupne alate. Ako je farma velika, onda je najbolje kupiti gotovu instalaciju ili kontaktirati stručnjake.