Biogazownia: opłacalny recykling odpadów organicznych

Treść artykułu

• Jak pozyskuje się biogaz
• Jakie surowce nadają się do produkcji
• Budowa bioreaktora
• Usuwanie i wzbogacanie gazów
• Wykorzystanie biogazu: specyfika i wyposażenie

Wzrost cen energii wymusza poszukiwanie alternatywnych opcji ogrzewania. Dobre wyniki można osiągnąć dzięki własnej produkcji biogazu z dostępnych surowców organicznych. W tym artykule omówimy cykl produkcyjny, urządzenie bioreaktora i powiązane wyposażenie..

Z zastrzeżeniem podstawowych zasad działania, reaktor gazowy jest całkowicie bezpieczny i może dostarczyć paliwo i energię elektryczną nawet do małego domu, a nawet całego kompleksu rolno-przemysłowego. Efektem pracy bioreaktora jest nie tylko gaz, ale także jeden z najcenniejszych rodzajów nawozów, główny składnik naturalnej próchnicy.

Jak pozyskuje się biogaz

Aby pozyskać biogaz, surowce organiczne umieszcza się w warunkach sprzyjających rozwojowi kilku rodzajów bakterii, które podczas swojej żywotnej aktywności wydzielają metan. Biomasa przechodzi trzy cykle transformacji, a na każdym etapie biorą udział różne szczepy organizmów beztlenowych. Tlen nie jest potrzebny do ich funkcji życiowych, ale duże znaczenie ma skład surowca i jego konsystencja, a także temperatura i ciśnienie wewnętrzne. Warunki z temperaturą 40–60 ° C i ciśnieniem do 0,05 atm są uważane za optymalne. Załadowany surowiec zaczyna wytwarzać gaz po długotrwałej aktywacji, która trwa od kilku tygodni do sześciu miesięcy.

Początek wydzielania się gazu w obliczonej objętości wskazuje, że kolonie bakteryjne są już dość liczne, dlatego po 1–2 tygodniach do reaktora dozowany jest świeży surowiec, który niemal natychmiast zostaje aktywowany i wchodzi w cykl produkcyjny.

Aby utrzymać optymalne warunki, surowce są okresowo mieszane, część ciepła z ogrzewania gazowego wykorzystywana jest do utrzymania temperatury. Powstały gaz zawiera od 30 do 80% metanu, 15-50% dwutlenku węgla, drobne zanieczyszczenia azotem, wodorem i siarkowodorem. Do użytku w gospodarstwie domowym gaz jest wzbogacany poprzez usuwanie z niego dwutlenku węgla, po czym paliwo może być wykorzystywane w szerokiej gamie urządzeń energetycznych: od silników elektrowni po kotły grzewcze.

Jakie surowce nadają się do produkcji

Wbrew powszechnemu przekonaniu obornik nie jest najlepszym surowcem do produkcji biogazu. Wydajność paliwa z tony czystego obornika to tylko 50-70 m³ o stężeniu 28-30%. Jednak to w odchodach zwierzęcych znajduje się większość bakterii niezbędnych do szybkiego uruchomienia i utrzymania wydajnej pracy reaktora..

Z tego powodu obornik jest mieszany z odpadami roślinnymi i spożywczymi w stosunku 1: 3. Jako surowce roślinne stosuje się:

Surowy materiał	Wyjście z 1 tony surowców	Stężenie СН4
Kiszonka z łodyg i kolb kukurydzy	400 m3	50–56%
Kiszonka z trawy i zboża	200-230 m3	49–54%
Ziemniaki pastewne, buraki, zboża	500-600 m3	50–65%
Odpady z piekarni i przemysłu spożywczego (soja, owies)	700-750 m3	55–58%
Oleje roślinne, tłuszcze, gliceryna	8500-1200 m3	65–68%

Surowców nie można po prostu wlać do reaktora, potrzebne są pewne przygotowania. Oryginalne podłoże kruszy się do frakcji 0,4–0,7 mm i rozcieńcza wodą w ilości ok. 25–30% suchej masy. W dużych ilościach mieszanina wymaga dokładniejszego wymieszania w urządzeniach homogenizujących, po czym jest gotowa do załadowania do reaktora.

Budowa bioreaktora

Wymagania dotyczące warunków umieszczenia reaktora są takie same jak dla pasywnego szamba. Główną częścią bioreaktora jest warnik – pojemnik, w którym odbywa się cały proces fermentacji. Aby obniżyć koszt ogrzewania masy, reaktor jest wkopany w ziemię. Dzięki temu temperatura medium nie spada poniżej 12-16 ° C, a wypływ ciepła powstający podczas reakcji pozostaje minimalny.

Schemat biogazowni: 1 – kosz zasypowy surowca; 2 – biogaz; 3 – biomasa; 4 – kompensator zbiornika; 5 – właz do ekstrakcji odpadów; 6 – zawór ograniczający ciśnienie; 7 – rura gazowa; 8 – uszczelnienie wodne; 9 – konsumentom

Do komór fermentacyjnych do 3 m³ dozwolone jest używanie pojemników nylonowych. Ponieważ grubość i materiał ich ścianek nie przeszkadza w odpływie ciepła, kontenery pokryte są warstwami styropianu lub odpornej na wilgoć wełny mineralnej. Dno wykopu jest betonowane 7-10 cm jastrychem ze wzmocnieniem, aby zapobiec wyciskaniu reaktora z gruntu.

Najbardziej odpowiednim materiałem do budowy dużych reaktorów jest żelbeton z gliny. Ma wystarczającą wytrzymałość, niską przewodność cieplną i długą żywotność. Przed wylaniem ścian komory konieczne jest zamontowanie nachylonej rury doprowadzającej mieszaninę do reaktora. Jego średnica wynosi 200-350 mm, dolny koniec powinien znajdować się 20-30 cm od dna.

W górnej części komory fermentacyjnej znajduje się zbiornik gazu – kopuła lub stożkowa konstrukcja, która koncentruje gaz w najwyższym punkcie. Zbiornik gazu może być wykonany z blachy, jednak w małych instalacjach łuk jest murowany, a następnie pokryty stalową siatką i otynkowany. Przy konstruowaniu zbiornika gazu konieczne jest zapewnienie w jego górnej części szczelnego przejścia z dwóch rur: do poboru gazu i montażu zaworu nadmiarowego. W celu wypompowania masy odpadu układana jest kolejna rura o średnicy 50-70 mm.

Naczynie reaktora musi być uszczelnione i wytrzymać ciśnienie 0,1 atm. W tym celu wewnętrzna powierzchnia komory fermentacyjnej jest pokryta ciągłą warstwą impregnatu bitumicznego powlekanego, a na górze zbiornika gazu zamontowana jest szczelna klapa..

Usuwanie i wzbogacanie gazów

Spod kopuły zbiornika gazu kierowany jest rurociągiem do zbiornika z uszczelnieniem wodnym. Grubość warstwy wody powyżej wylotu rury określa ciśnienie robocze w reaktorze i zwykle wynosi 250–400 mm.

Po zamknięciu wodnym gaz może być używany w urządzeniach grzewczych i do gotowania. Jednak do pracy silników spalinowych potrzebna jest wyższa zawartość metanu, więc gaz jest wzbogacany.

Pierwszym etapem wzbogacania jest zmniejszenie stężenia dwutlenku węgla w gazie. Aby to zrobić, możesz użyć specjalnego sprzętu działającego na zasadzie absorpcji chemicznej lub na półprzepuszczalnych membranach. W domu wzbogacenie jest również możliwe poprzez przepuszczenie gazu przez słup wody, w którym rozpuszcza się do połowy CO₂. Gaz jest rozpylany w postaci małych pęcherzyków przez aeratory rurowe, a gazowaną wodę należy okresowo usuwać i rozpylać w normalnych warunkach atmosferycznych. W kompleksach upraw roślinnych taka woda jest z powodzeniem stosowana w systemach hydroponicznych.

W drugim etapie wzbogacania zmniejsza się zawartość wilgoci w gazie. Ta funkcja występuje w większości fabrycznie wykonanych urządzeń opatrunkowych. Domowe pochłaniacze wilgoci wyglądają jak tuba Z wypełniona żelem krzemionkowym.

Wykorzystanie biogazu: specyfika i wyposażenie

Większość nowoczesnych modeli urządzeń grzewczych jest przystosowana do pracy z biogazem. Przestarzałe kotły można stosunkowo łatwo przezbroić, wymieniając palnik i urządzenie do przygotowania powietrza i gazu.

Aby uzyskać gaz pod ciśnieniem roboczym, stosuje się konwencjonalną sprężarkę tłokową ze zbiornikiem, ustawioną na działanie pod ciśnieniem 1,2 razy większym od ciśnienia projektowego. Ciśnienie jest normalizowane przez regulator gazu, co pomaga uniknąć spadków i utrzymać równy płomień.

Wydajność bioreaktora powinna być co najmniej o 50% wyższa niż zużycie. Podczas produkcji nie powstaje nadwyżka gazu: gdy ciśnienie przekroczy 0,05–0,065 atm, reakcja jest prawie całkowicie spowolniona i zostaje przywrócona dopiero po wypompowaniu części gazu.

Powiązane Wpisy:

1. Dożywotnia umowa na utrzymanie to opłacalny sposób na zakup mieszkania lub niepotrzebne ryzyko Denis Ichitovkin. Z wizytą u babci. 2006 Wydawać by się mogło, że takie marzenie nie ma szans się urzeczywistnić, ale umowa alimentacyjna na całe życie daje taką wyjątkową możliwość, jeśli oczywiście...
2. Jak opłacalny jest zakup mieszkań w regionie moskiewskim Treść artykułu Przegląd oferty Kompleks mieszkaniowy „Nowe Stupino” RC „Anichkovo” Kompleks mieszkaniowy „Oakvil in Forest Glades” RC „Noworizhsky” Zespół mieszkaniowy „Kommunarka VIII” Kompleks mieszkaniowy „Saltykovka-Prestige” Jak wybrać odpowiednie mieszkanie Najbardziej obiecujące...
3. Założyciel marek kosmetyków organicznych dla kobiet mówił o projektowaniu, biznesie, przedsiębiorczości i życiu Andrei Trubnikov jest szokującym rosyjskim biznesmenem, który nosi suchą ropuchę na piersi. Wychował się w rodzinie naukowców, ukończył MGIMO, pracował w urzędzie celnym, a następnie sprzedawał alkohol. W 1998 r. Andrei...
4. Upcycling – recykling materiałów w budownictwie Upcykling to przekształcanie starych, zużytych rzeczy w coś nowego, co można wykorzystać w budownictwie. Nasza strona z poradami postanowiła dowiedzieć się, czym jest „upcykling”, jakie materiały mogą zyskać nowe życie dzięki...