Kako proizvesti bioplin iz stajnjaka: pregled osnovnih principa i projektiranja proizvodnog postrojenja. Alternativno grijanje - bioplinsko postrojenje Napravite plin od stajnjaka za grijanje kuće

Jedan od problema koji se mora riješiti u poljoprivredi je zbrinjavanje stajnjaka i biljnog otpada. A ovo je prilično ozbiljan problem koji zahtijeva stalnu pozornost. Recikliranje ne zahtijeva samo vrijeme i trud, već i značajne količine. Danas postoji barem jedan način da se to omogući glavobolja pretvoriti u izvor prihoda: prerada gnoja u bioplin. Tehnologija se temelji na prirodnom procesu razgradnje stajnjaka i biljnih ostataka zbog bakterija koje sadrže. Cijeli zadatak je stvoriti posebne uvjete za najpotpuniju razgradnju. Ti uvjeti su odsutnost pristupa kisiku i optimalna temperatura (40-50 o C).

Svima je poznato kako se stajski gnoj najčešće zbrinjava: stavljaju ga na hrpe, pa ga nakon fermentacije iznose na polja. U tom slučaju, nastali plin se ispušta u atmosferu, a tamo izlazi i 40% dušika sadržanog u početnoj tvari i većina fosfora. Dobiveno gnojivo je daleko od idealnog.

Za dobivanje bioplina potrebno je da se proces razgradnje stajnjaka odvija bez pristupa kisika, u zatvorenom volumenu. U tom slučaju i dušik i fosfor ostaju u zaostalom proizvodu, a plin se nakuplja u gornjem dijelu spremnika, odakle se može lako ispumpati. Dva su izvora zarade: sam plin i učinkovito gnojivo. Štoviše, gnojivo je najviše kvalitete i 99% sigurno: većina patogenih mikroorganizama i jaja helminta umire, a sjemenke korova sadržane u gnoju gube svoju održivost. Postoje čak i linije za pakiranje ovog ostatka.

Drugi preduvjet za proces prerade stajnjaka 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, gnoj sadrži dvije vrste bakterija:

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

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

Ovo je, može se reći, cijelo postrojenje za proizvodnju plina. Ali za privatno imanje ili malu farmu takve količine su beskorisne. Najjednostavnije bioplinsko postrojenje lako je napraviti vlastitim rukama. Ali pitanje je: "Gdje bi bioplin trebao biti sljedeći?" Toplina izgaranja dobivenog plina je od 5340 kcal/m3 do 6230 kcal/m3 (6,21 - 7,24 kWh/m3). Stoga se može dovoditi u plinski kotao za proizvodnju topline (grijanje i topla voda), ili u instalaciju za proizvodnju električne energije, u plinsku peć itd. Tako Vladimir Rashin, projektant bioplinskog postrojenja, koristi gnojivo sa svoje farme prepelica.

Ispada da ako imate barem pristojnu količinu stoke i peradi, možete u potpunosti zadovoljiti potrebe svoje farme za toplinom, plinom i električnom energijom. A ako ugradite plinske instalacije na automobile, onda će to osigurati i gorivo za vozni park. S obzirom na to da je udio energenata u trošku proizvodnje 70-80%, možete samo uštedjeti na bioreaktoru, a onda zaraditi puno novca. Ispod je screenshot ekonomskog izračuna isplativosti bioplinskog postrojenja za malu farmu (od rujna 2014.). Farma se ne može nazvati malom, ali definitivno nije ni velika. Ispričavamo se zbog terminologije - to je stil autora.

Ovo je približna raščlamba potrebnih troškova i mogućeg prihoda Sheme domaćih bioplinskih postrojenja

Sheme domaćih bioplinskih postrojenja

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

Najjednostavnija shema bioplinskog postrojenja bez ikakvih zvona i zviždaljki

Spremnik nije potpuno ispunjen supstratom: 10-15% volumena treba ostati slobodno za skupljanje plina. Odvodna cijev za plin ugrađena je u poklopac spremnika. Budući da dobiveni plin sadrži prilično veliku količinu vodene pare, neće izgorjeti u ovom obliku. Stoga je potrebno proći kroz vodenu brtvu da se osuši. U ovom jednostavnom uređaju većina vodene pare će se kondenzirati, a plin će dobro izgorjeti. Zatim je preporučljivo očistiti plin od nezapaljivog sumporovodika i tek tada se može dopremiti u držač plina - spremnik za skupljanje plina. A odatle se može distribuirati potrošačima: hraniti u kotlu ili plinskoj pećnici. U videu pogledajte kako vlastitim rukama napraviti filtere za bioplinsko postrojenje.

Na površini se nalaze velika industrijska postrojenja. I to je, u načelu, razumljivo - obujam zemljišnih radova je prevelik. Ali na malim farmama zdjela bunkera je zakopana u zemlju. To vam, prvo, omogućuje smanjenje troškova održavanja potrebne temperature, a drugo, u privatnom dvorištu već ima dovoljno svih vrsta uređaja.

Spremnik se može uzeti gotov ili napravljen od cigle, betona i sl. u iskopanoj jami. Ali u ovom slučaju morat ćete voditi računa o nepropusnosti i nepropusnosti zraka: proces je anaeroban - bez pristupa zraku, stoga je potrebno stvoriti sloj neprobojan za kisik. Struktura se ispostavlja višeslojnom, a proizvodnja takvog bunkera je dug i skup proces. Stoga je jeftinije i lakše zakopati gotovu posudu. Prije su to bile nužno metalne bačve, često izrađene od nehrđajućeg čelika. Danas, s pojavom PVC posuda na tržištu, možete ih koristiti. Kemijski su neutralni, niske toplinske vodljivosti, dugog vijeka trajanja i nekoliko puta jeftiniji od nehrđajućeg čelika.

Ali gore opisano bioplinsko postrojenje imat će nisku produktivnost. Za aktiviranje procesa prerade potrebno je aktivno miješanje mase koja se nalazi u lijevku. Inače se na površini ili u debljini podloge stvara kora koja usporava proces razgradnje, a na izlazu se stvara manje plina. Miješanje se provodi na bilo koji dostupan 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 on je nemehanički - barbitacija: generirani plin se dovodi pod pritiskom u donji dio spremnika s gnojem. Dižući se prema gore, mjehurići plina će razbiti koru. Budući da se isporučuje isti bioplin, neće biti promjena u uvjetima prerade. Također, ovaj plin se ne može smatrati potrošnjom – opet će završiti u spremniku plina.

Kao što je gore spomenuto, dobra izvedba zahtijeva povišene temperature. Kako ne biste potrošili previše novca na održavanje ove temperature, morate se pobrinuti za izolaciju. Koju vrstu toplinskog izolatora odabrati, naravno, ovisi o vama, ali danas je najoptimalnija polistirenska pjena. Ne boji se vode, ne utječe na gljivice i glodavce, ima dug radni vijek i izvrsnu toplinsku izolaciju.

Oblik bioreaktora može biti različit, ali najčešći je cilindrični. Nije idealan s gledišta složenosti miješanja supstrata, ali se koristi češće jer su ljudi skupili puno iskustva u izgradnji takvih spremnika. A ako je takav cilindar podijeljen pregradom, onda se mogu koristiti kao dva odvojena spremnika u kojima se proces pomiče u vremenu. U ovom slučaju, grijaći element se može ugraditi u pregradu, čime se rješava problem održavanja temperature u dvije komore odjednom.

U najjednostavnijoj verziji, domaća bioplinska postrojenja su pravokutna jama, čiji su zidovi izrađeni od betona, a za nepropusnost su obrađeni slojem stakloplastike i poliesterske smole. Ova posuda je opremljena poklopcem. Izrazito je nezgodan za korištenje: zagrijavanje, miješanje i odstranjivanje fermentirane mase teško je provesti, a nemoguće je postići potpunu obradu i visoku učinkovitost.

Situacija je malo bolja s postrojenjima za preradu gnojiva na bioplin. Imaju zakošene rubove, što olakšava utovar svježeg gnoja. Ako napravite dno pod nagibom, tada će se fermentirana masa gravitacijom pomaknuti na jednu stranu i bit će je lakše odabrati. U takvim instalacijama potrebno je osigurati toplinsku izolaciju ne samo zidova, već i poklopca. Nije teško implementirati takvo bioplinsko postrojenje vlastitim rukama. Ali u njemu se ne može postići potpuna obrada i maksimalna količina plina. Čak i uz grijanje.

Osnovni tehnički problemi su riješeni i sada znate nekoliko načina kako izgraditi postrojenje za proizvodnju bioplina iz stajnjaka. Još uvijek postoje tehnološke nijanse.

Što se može reciklirati i kako postići dobre rezultate

Stajski gnoj svake životinje sadrži organizme potrebne za njegovu preradu. Otkriveno je da u procesu fermentacije i proizvodnji plina sudjeluje više od tisuću različitih mikroorganizama. Najvažniju ulogu imaju tvari koje stvaraju metan. Također se vjeruje da se svi ti mikroorganizmi u optimalnom omjeru nalaze u goveđem gnoju. U svakom slučaju, prilikom prerade ove vrste otpada u kombinaciji s biljnom tvari oslobađa se najveća količina bioplina. Tablica prikazuje prosječne podatke za najčešće vrste poljoprivrednog otpada. Uzmite u obzir da se ova količina plina može dobiti pomoću idealni uvjeti.

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, kako bi se proces odvijao normalno, tekućina ne bi trebala sadržavati velike fragmente. Maksimalne veličine fragmenata: 1*2 cm, bolji su manji. Stoga, ako planirate dodati biljne sastojke, onda ih morate samljeti.

Za normalnu obradu u supstratu važno je održavati optimalnu razinu pH: unutar 6,7-7,6. Okolina obično ima normalnu kiselost, a samo se ponekad bakterije koje stvaraju kiselinu razvijaju brže od bakterija koje stvaraju metan. Tada okolina postaje kisela, proizvodnja plinova se smanjuje. Da biste postigli optimalnu vrijednost, u supstrat dodajte obično vapno ili sodu.

Sada malo o vremenu potrebnom za obradu gnoja. Općenito, vrijeme ovisi o stvorenim uvjetima, ali prvi plin može početi teći već treći dan nakon početka fermentacije. Najaktivnije stvaranje plina događa se kada se gnoj razgrađuje za 30-33%. Da bismo vam dali osjećaj vremena, recimo da se nakon dva tjedna supstrat razgradi za 20-25%. Odnosno, optimalno bi obrada trebala trajati mjesec dana. U ovom slučaju, gnojivo je najviše kvalitete.

Izračun volumena spremnika za obradu

Za male farme optimalna instalacija je stalna - to je kada se svježi stajnjak dnevno unosi u malim obrocima i uklanja u istim obrocima. Kako proces ne bi bio poremećen, udio dnevnog opterećenja ne smije biti veći od 5% prerađenog volumena.

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

Na temelju toga možete lako odrediti potreban volumen spremnika za domaće bioplinsko postrojenje. Trebate pomnožiti dnevnu količinu stajskog gnoja s vaše farme (već u razrijeđenom stanju s vlagom od 85-90%) s 20 (ovo je za mezofilne temperature, za termofilne temperature morat ćete pomnožiti s 30). Na dobivenu brojku morate dodati još 15-20% - slobodnog prostora za prikupljanje 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 izvesti. Sasvim je moguće zadovoljiti se improviziranim materijalima ili možete naručiti instalaciju "ključ u ruke". Razvoj tvornice koštat će od 1,5 milijuna eura, instalacije iz Kulibina bit će jeftinije.

Pravna registracija

Instalacija će morati biti usklađena sa SES-om, inspekcijom plina i vatrogascima. Trebat će vam:

• Tehnološki dijagram instalacije.
• Plan rasporeda opreme i komponenti s obzirom na samu instalaciju, mjesto ugradnje toplinske jedinice, mjesto cjevovoda i energetskih vodova te priključaka crpki. Na dijagramu treba naznačiti gromobran i pristupne ceste.
• Ako će se instalacija nalaziti u zatvorenom prostoru, tada će također biti potreban plan ventilacije, koji će osigurati najmanje osmerostruku izmjenu cijelog zraka u prostoriji.

Kao što vidimo, ovdje ne možemo bez birokracije.

Na kraju, malo o izvedbi instalacije. U prosjeku, dnevno bioplinsko postrojenje proizvede volumen plina dvostruko veći od korisnog volumena rezervoara. Odnosno, 40 m 3 gnojnice će proizvesti 80 m 3 plina dnevno. Otprilike 30% potrošit će se na osiguranje samog procesa (glavna stavka troška je grijanje). one. na izlazu ćete dobiti 56 m 3 bioplina dnevno. Prema statistici, za potrebe tročlane obitelji i grijanje kuće prosječne veličine potrebno je 10 m 3 . U neto bilanci imate 46 m3 dnevno. I to s malom instalacijom.

Rezultati

Ulaganjem određenog novčanog iznosa u postavljanje bioplinskog postrojenja (vlastitim rukama ili po sistemu ključ u ruke) ne samo da ćete podmiriti vlastite potrebe i potrebe za toplinskom energijom i plinom, već ćete moći i prodavati plin, kao i visokokvalitetna gnojiva dobivena preradom.

Rastuće cijene energenata tjeraju nas na razmišljanje o mogućnosti da ih sami opskrbimo. Jedna od mogućnosti je bioplinsko postrojenje. Uz njegovu pomoć iz gnoja, izmeta i biljnih ostataka dobiva se bioplin koji se nakon pročišćavanja može koristiti za plinske uređaje (peći, kotlovi), pumpati u cilindre i koristiti kao gorivo za automobile ili elektrogeneratore. Općenito, prerada stajnjaka u bioplin može zadovoljiti sve energetske potrebe kuće ili farme.

Izgradnja bioplinskog postrojenja način je samostalnog osiguravanja energetskih resursa

Opća načela

Bioplin je proizvod koji nastaje razgradnjom organskih tvari. Tijekom procesa truljenja/fermentacije oslobađaju se plinovi čijim skupljanjem možete zadovoljiti potrebe vlastitog kućanstva. Oprema u kojoj se odvija ovaj proces naziva se "bioplinsko postrojenje".

Proces stvaranja bioplina nastaje zbog vitalne aktivnosti raznih vrsta bakterija koje se nalaze u samom otpadu. Ali da bi aktivno "radili", moraju stvoriti određene uvjete: vlažnost i temperaturu. Za njihovo stvaranje gradi se bioplinsko postrojenje. Ovo je kompleks uređaja, čija je osnova bioreaktor, u kojem dolazi do razgradnje otpada, što je popraćeno stvaranjem plina.

Postoje tri načina prerade stajnjaka u bioplin:

• Psihofilni način rada. Temperatura u bioplinskom postrojenju je od +5°C do +20°C. U takvim uvjetima proces razgradnje je spor, stvara se mnogo plina, a njegova kvaliteta je niska.
• mezofilan. Jedinica ulazi u ovaj način rada na temperaturama od +30°C do +40°C. U ovom slučaju, mezofilne bakterije aktivno se razmnožavaju. U ovom slučaju nastaje više plina, proces obrade traje manje vremena - od 10 do 20 dana.
• Termofilni. Ove bakterije se razmnožavaju na temperaturama od +50°C. Proces ide najbrže (3-5 dana), izlaz plina je najveći (u idealnim uvjetima, s 1 kg isporuke možete dobiti do 4,5 litara plina). Većina referentnih tablica za prinos plina iz prerade dane su posebno za ovaj način, tako da kada koristite druge načine, vrijedi izvršiti manju prilagodbu.

Najteže implementirati u bioplinskim postrojenjima je termofilni način rada. Za to je potrebna kvalitetna toplinska izolacija bioplinskog postrojenja, grijanje i sustav regulacije temperature. Ali na izlazu dobivamo maksimalnu količinu bioplina. Još jedna značajka termofilne obrade je nemogućnost dodatnog opterećenja. Preostala dva načina - psihofilni i mezofilni - omogućuju vam svakodnevno dodavanje svježeg dijela pripremljenih sirovina. No, u termofilnom načinu rada, kratko vrijeme obrade omogućuje podjelu bioreaktora u zone u kojima će se obrađivati ​​njihov udio sirovina s različitim vremenima punjenja.

Dijagram bioplinskog postrojenja

Osnova bioplinskog postrojenja je bioreaktor ili bunker. U njemu se odvija proces fermentacije, a nastali plin se nakuplja u njemu. Tu je i spremnik za utovar i istovar; generirani plin se ispušta kroz cijev umetnutu u gornji dio. Slijedi sustav za obradu plina - njegovo čišćenje i povećanje tlaka u plinovodu na radni tlak.

Za mezofilne i termofilne režime također je potreban sustav grijanja bioreaktora kako bi se postigli potrebni modovi. U tu svrhu obično se koriste plinski kotlovi koji rade na proizvedeno gorivo. Od njega sustav cjevovoda ide do bioreaktora. Obično su to polimerne cijevi, jer najbolje podnose agresivno okruženje.

Bioplinsko postrojenje također treba sustav za miješanje tvari. Tijekom fermentacije na vrhu se stvara tvrda kora, a teške čestice talože se dolje. Sve to zajedno pogoršava proces stvaranja plina. Miješalice su potrebne za održavanje homogenog stanja prerađene mase. Mogu biti mehanički ili čak ručni. Mogu se pokrenuti timerom ili ručno. Sve ovisi kako je bioplinsko postrojenje napravljeno. Automatizirani sustav je skuplji za instalaciju, ali zahtijeva minimalnu pažnju tijekom rada.

Ovisno o vrsti lokacije, bioplinsko postrojenje može biti:

• Nadzemni.
• Polu-uvučena.
• Uvučeni.

Ugradbeni su skuplji za ugradnju - potrebna je velika količina iskopa. Ali kada se koriste u našim uvjetima, oni su bolji - lakše je organizirati izolaciju, a troškovi grijanja su manji.

Što se može reciklirati

Bioplinsko postrojenje je u biti svejed - svaka organska tvar se može preraditi. Prikladni su bilo koji gnoj, urin ili biljni ostaci. Deterdženti, antibiotici i kemikalije negativno utječu na proces. Preporučljivo je njihov unos svesti na minimum jer ubijaju floru koja ih prerađuje.

Goveđi gnoj se smatra idealnim jer sadrži velike količine mikroorganizama. Ako na farmi nema krava, prilikom punjenja bioreaktora preporučljivo je dodati dio stajnjaka kako bi se supstrat napunio potrebnom mikroflorom. Biljni ostaci su prethodno usitnjeni i razrijeđeni vodom. Biljni materijali i izmet se miješaju u bioreaktoru. Ovo “punjenje” traje dulje za obradu, ali na kraju, pod ispravnim načinom rada, imamo najveći prinos proizvoda.

Određivanje lokacije

Kako bi se smanjili troškovi organizacije procesa, ima smisla locirati bioplinsko postrojenje u blizini izvora otpada - u blizini zgrada u kojima se drži perad ili životinje. Preporučljivo je razviti dizajn tako da se opterećenje odvija gravitacijom. Iz staje ili svinjca možete položiti cjevovod pod nagibom kroz koji će gnoj teći gravitacijom u bunker. Ovo uvelike pojednostavljuje zadatak održavanja reaktora, a također i uklanjanje gnoja.

Najpoželjnije je locirati bioplinsko postrojenje tako da otpad s farme može teći gravitacijom

U pravilu se zgrade sa životinjama nalaze na određenoj udaljenosti od stambene zgrade. Stoga će se proizvedeni plin morati predati potrošačima. Ali polaganje jedne plinske cijevi je jeftinije i lakše od organiziranja linije za prijevoz i utovar gnoja.

Bioreaktor

Postoje prilično strogi zahtjevi za spremnike za obradu gnojiva:

Svi ovi zahtjevi za izgradnju bioplinskog postrojenja moraju biti ispunjeni jer osiguravaju sigurnost i stvaraju normalne uvjete za preradu stajnjaka u bioplin.

Od kojih materijala se može napraviti?

Otpornost na agresivna okruženja glavni je zahtjev za materijale od kojih se mogu izraditi spremnici. Supstrat u bioreaktoru može biti kiseli ili alkalni. Sukladno tome, materijal od kojeg je spremnik izrađen mora dobro podnositi različita okruženja.

Malo materijala ispunjava ove zahtjeve. Prva stvar koja pada na pamet je metal. Izdržljiv je i može se koristiti za izradu spremnika bilo kojeg oblika. Dobra stvar je što možete koristiti već gotovu posudu - neki stari spremnik. U ovom slučaju izgradnja bioplinskog postrojenja trajat će vrlo malo vremena. Nedostatak metala je što reagira s kemijski aktivnim tvarima i počinje se urušavati. Kako bi se neutralizirao ovaj nedostatak, metal je obložen zaštitnim premazom.

Izvrsna opcija je spremnik bioreaktora izrađen od polimera. Plastika je kemijski neutralna, ne truli, ne hrđa. Vi samo trebate odabrati materijale koji mogu izdržati smrzavanje i zagrijavanje do prilično visokih temperatura. Stjenke reaktora trebaju biti debele, po mogućnosti ojačane staklenim vlaknima. Takvi spremnici nisu jeftini, ali traju dugo.

Jeftinija opcija je bioplinsko postrojenje sa spremnikom od cigle, betonskih blokova ili kamena. Da bi zid izdržao velika opterećenja, potrebno je armirati zid (u svakih 3-5 redova, ovisno o debljini zida i materijalu). Nakon završetka procesa izgradnje zida, za osiguranje vodo- i plinonepropusnosti, potrebna je naknadna višeslojna obrada zidova kako iznutra tako i izvana. Zidovi su ožbukani cementno-pješčanim sastavom s dodacima (aditivi) koji osiguravaju potrebna svojstva.

Dimenzioniranje reaktora

Volumen reaktora ovisi o odabranoj temperaturi za preradu stajnjaka u bioplin. Najčešće se odabire mezofilni - lakši je za održavanje i omogućuje svakodnevno punjenje reaktora. Proizvodnja bioplina nakon postizanja normalnog režima (oko 2 dana) je stabilna, bez skokova ili padova (kada se stvore normalni uvjeti). U ovom slučaju ima smisla izračunati volumen bioplinskog postrojenja ovisno o količini stajskog gnoja koji se dnevno stvara na farmi. Sve se lako izračuna na temelju prosječnih statističkih podataka.

Razgradnja gnoja na mezofilnim temperaturama traje od 10 do 20 dana. U skladu s tim, volumen se izračunava množenjem s 10 ili 20. Prilikom izračuna potrebno je uzeti u obzir količinu vode koja je potrebna da se supstrat dovede u idealno stanje - njegova vlažnost treba biti 85-90%. Pronađeni volumen povećava se za 50%, budući da maksimalno opterećenje ne smije prelaziti 2/3 volumena spremnika - plin bi se trebao akumulirati ispod stropa.

Na primjer, na farmi ima 5 krava, 10 svinja i 40 kokoši. U osnovi, 5 * 55 kg + 10 * 4,5 kg + 40 * 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Da biste pileći gnoj doveli do 85% vlažnosti, morate dodati nešto više od 5 litara vode (ovo je još 5 kg). Ukupna težina je 331,8 kg. Za preradu u 20 dana potrebno je: 331,8 kg * 20 = 6636 kg - oko 7 kubnih metara samo za podlogu. Pronađenu brojku pomnožimo s 1,5 (povećanje za 50%), dobivamo 10,5 kubnih metara. To će biti izračunati volumen reaktora bioplinskog postrojenja.

Otvori za utovar i istovar vode izravno u spremnik bioreaktora. Kako bi se supstrat ravnomjerno rasporedio po cijelom području, izrađuju se na suprotnim krajevima posude.

Kod ugradnje bioplinskog postrojenja u dubinu, cijevi za utovar i istovar prilaze tijelu pod oštrim kutom. Štoviše, donji kraj cijevi trebao bi biti ispod razine tekućine u reaktoru. Time se sprječava ulazak zraka u spremnik. Također, na cijevima su ugrađeni rotacijski ili zaporni ventili koji su u normalnom položaju zatvoreni. Otvaraju se samo tijekom utovara ili istovara.

Budući da gnoj može sadržavati velike fragmente (elemente stelje, stabljike trave itd.), cijevi malog promjera često će se začepiti. Stoga, za utovar i istovar, moraju imati promjer od 20-30 cm. Moraju se postaviti prije početka radova na izolaciji bioplinskog postrojenja, ali nakon postavljanja spremnika.

Najprikladniji način rada bioplinskog postrojenja je s redovitim utovarom i istovarom supstrata. Ova se operacija može izvoditi jednom dnevno ili jednom svaka dva dana. Gnoj i ostale komponente prethodno se skupljaju u spremnik, gdje se dovode u potrebno stanje - usitnjavaju, po potrebi navlaže i miješaju. Radi praktičnosti, ovaj spremnik može imati mehaničku miješalicu. Pripremljeni supstrat se ulijeva u prihvatni otvor. Ako prihvatnu posudu postavite na sunce, supstrat će se prethodno zagrijati, što će smanjiti troškove održavanja potrebne temperature.

Preporučljivo je izračunati dubinu ugradnje prihvatnog spremnika tako da otpad u njega teče gravitacijom. Isto vrijedi i za istovar u bioreaktor. Najbolji slučaj, ako se pripremljena podloga kreće gravitacijom. A kapak će ga ograditi tijekom pripreme.

Kako bi se osigurala nepropusnost bioplinskog postrojenja, otvori na prihvatnom lijevku iu prostoru za istovar moraju imati brtvenu gumenu brtvu. Što je manje zraka u posudi, to će plin biti čišći na izlazu.

Skupljanje i uklanjanje bioplina

Bioplin se uklanja iz reaktora kroz cijev, čiji je jedan kraj ispod krova, a drugi se obično spušta u vodenu brtvu. To je spremnik s vodom u koji se ispušta dobiveni bioplin. U vodenoj brtvi postoji druga cijev - nalazi se iznad razine tekućine. U njega izlazi čišći bioplin. Na izlazu iz njihovog bioreaktora ugrađen je ventil za zatvaranje plina. Najbolja opcija je lopta.

Koji se materijali mogu koristiti za plinski transportni sustav? Pocinčane metalne cijevi i plinske cijevi od HDPE ili PPR. Moraju osigurati nepropusnost i spojeve pomoću sapunske pjene. Cijeli cjevovod je sastavljen od cijevi i spojnih dijelova istog promjera. Nema skupljanja ili širenja.

Čišćenje od nečistoća

Približan sastav dobivenog bioplina je:

• metan - do 60%;
• ugljični dioksid - 35%;
• druge plinovite tvari (uključujući sumporovodik, koji plinu daje neugodan miris) - 5%.

Kako bi bioplin bio bez mirisa i dobro sagorijevao, potrebno je iz njega ukloniti ugljikov dioksid, sumporovodik i vodenu paru. Ugljični dioksid se uklanja u vodenoj brtvi ako se na dno instalacije doda gašeno vapno. Takvu oznaku morat ćete povremeno mijenjati (čim plin počne goreti gore, vrijeme je da je promijenite).

Sušenje plina može se izvesti na dva načina - izradom vodenih brtvi u plinovodu - umetanjem zakrivljenih dijelova u cijev ispod vodenih brtvi u kojima će se nakupljati kondenzat. Nedostatak ove metode je potreba za redovitim pražnjenjem vodene brtve - ako postoji velika količina prikupljene vode, može blokirati prolaz plina.

Drugi način je ugradnja filtera sa silika gelom. Princip je isti kao u vodenoj brtvi - plin se dovodi u silikagel i isušuje ispod poklopca. Kod ove metode sušenja bioplina silikagel se mora povremeno sušiti. Da biste to učinili, morate ga neko vrijeme zagrijati u mikrovalnoj pećnici. Zagrije se i vlaga ispari. Možete ga napuniti i ponovno koristiti.

Za uklanjanje sumporovodika koristi se filtar napunjen metalnim strugotinama. U spremnik možete staviti stare metalne žlice za ribanje. Pročišćavanje se odvija na potpuno isti način: plin se dovodi u donji dio spremnika napunjenog metalom. Dok prolazi, čisti se od sumporovodika, skuplja se u gornjem slobodnom dijelu filtra, odakle se ispušta kroz drugu cijev/crijevo.

Spremnik plina i kompresor

Pročišćeni bioplin ulazi u skladišni spremnik – gasholder. Ovo može biti zapečaćena plastična vrećica, plastična posuda. Glavni uvjet je nepropusnost za plin; oblik i materijal nisu važni. Spremnik plina pohranjuje zalihu bioplina. Iz njega se uz pomoć kompresora plin pod određenim tlakom (koji postavlja kompresor) dovodi do potrošača - do plinskog štednjaka ili kotla. Ovaj se plin također može koristiti za proizvodnju električne energije pomoću generatora.

Da biste stvorili stabilan tlak u sustavu nakon kompresora, preporučljivo je instalirati prijemnik - mali uređaj za izravnavanje skokova tlaka.

Uređaji za miješanje

Kako bi bioplinsko postrojenje normalno radilo potrebno je redovito miješati tekućinu u bioreaktoru. Ovaj jednostavan postupak rješava mnoge probleme:

• miješa svježi dio tereta s kolonijom bakterija;
• potiče oslobađanje proizvedenog plina;
• izjednačava temperaturu tekućine, isključujući toplija i hladnija područja;
• održava homogenost podloge, sprječavajući taloženje ili plutanje nekih komponenti.

Tipično, mala domaća bioplinska elektrana ima mehaničke mješalice koje pokreće snaga mišića. U sustavima velikog volumena, mješalice mogu pokretati motori koji se aktiviraju timerom.

Druga metoda je miješanje tekućine propuštanjem dijela stvorenog plina kroz nju. Da bi se to postiglo, nakon izlaska iz metatanka, postavlja se trojnik i dio plina teče u donji dio reaktora, odakle izlazi kroz cijev s rupama. Ovaj dio plina ne može se smatrati potrošnjom, jer ipak ponovno ulazi u sustav i kao rezultat toga završava u spremniku plina.

Treći način miješanja je ispumpavanje supstrata s dna fekalnim pumpama i izlijevanje na vrh. Nedostatak ove metode je njezina ovisnost o dostupnosti električne energije.

Sustav grijanja i toplinska izolacija

Bez zagrijavanja obrađene tekućine, psihofilne bakterije će se razmnožavati. Proces obrade u ovom slučaju trajat će 30 dana, a izlaz plina bit će mali. Ljeti, ako postoji toplinska izolacija i predgrijavanje tereta, moguće su temperature do 40 stupnjeva, kada počinje razvoj mezofilnih bakterija, ali zimi takva instalacija praktički ne radi - procesi se odvijaju vrlo sporo. Na temperaturama ispod +5°C praktički se smrzavaju.

Što grijati i gdje to smjestiti

Za najbolje rezultate koristite grijanje. Najracionalnije je grijanje vode iz kotla. Kotao može raditi na struju, čvrsto ili tekuće gorivo, možete ga pokrenuti i na proizvedeni bioplin. Maksimalna temperatura do koje je potrebno zagrijati vodu je +60°C. Toplije cijevi mogu uzrokovati lijepljenje čestica na površinu, smanjujući učinkovitost grijanja.

Također možete koristiti izravno grijanje - umetnite grijaće elemente, ali prvo, teško je organizirati miješanje, drugo, supstrat će se zalijepiti za površinu, smanjujući prijenos topline, grijaći elementi će brzo izgorjeti

Bioplinsko postrojenje može se grijati pomoću standardnih radijatora, jednostavnih cijevi uvijenih u zavojnicu ili zavarenih registara. Bolje je koristiti polimerne cijevi - metal-plastiku ili polipropilen. Valovite cijevi od nehrđajućeg čelika su također prikladne; lakše se postavljaju, posebno u cilindrične vertikalne bioreaktore, ali valovita površina izaziva lijepljenje taloga, što nije dobro za prijenos topline.

Kako bi se smanjila mogućnost taloženja čestica na grijačima, oni se nalaze u području miješalice. Samo u ovom slučaju sve mora biti dizajnirano tako da mješalica ne može dodirivati ​​cijevi. Često se čini da je grijače bolje postaviti na dno, no praksa je pokazala da je zbog taloga na dnu takvo grijanje neučinkovito. Stoga je racionalnije grijače postaviti na stijenke metatanka bioplinskog postrojenja.

Metode zagrijavanja vode

Ovisno o načinu postavljanja cijevi grijanje može biti vanjsko i unutarnje. Kod unutarnje ugradnje grijanje je učinkovito, ali popravak i održavanje grijača nemoguće je bez zaustavljanja i ispumpavanja sustava. Stoga se posebna pozornost posvećuje odabiru materijala i kvaliteti spojeva.

Grijanje povećava produktivnost bioplinskog postrojenja i skraćuje vrijeme obrade sirovina

Kada su grijači smješteni izvana, potrebno je više topline (troškovi grijanja sadržaja bioplinskog postrojenja su puno veći), jer se puno topline troši na zagrijavanje zidova. Ali sustav je uvijek dostupan za popravak, a grijanje je ravnomjernije, budući da se okolina zagrijava od zidova. Još jedna prednost ovog rješenja je što miješalice ne mogu oštetiti sustav grijanja.

Kako izolirati

Prvo se na dno jame izlije izravnavajući sloj pijeska, a zatim toplinski izolacijski sloj. Može biti glina pomiješana sa slamom i ekspandiranom glinom, troskom. Sve ove komponente mogu se miješati i sipati u zasebne slojeve. Niveliraju se do horizonta i postavlja se kapacitet bioplinskog postrojenja.

Stranice bioreaktora mogu se izolirati modernim materijalima ili klasičnim starinskim metodama. Jedna od starinskih metoda je oblaganje glinom i slamom. Nanesite u nekoliko slojeva.

Moderni materijali uključuju ekstrudiranu polistirensku pjenu visoke gustoće, gazirane betonske blokove niske gustoće itd. Tehnološki najnaprednija u ovom slučaju je poliuretanska pjena (PPU), ali usluge njezine primjene nisu jeftine. Ali rezultat je besprijekorna toplinska izolacija, koja smanjuje troškove grijanja. Postoji još jedan toplinski izolacijski materijal - pjenasto staklo. Vrlo je skup u pločama, ali njegovi čips ili mrvice koštaju vrlo malo, au pogledu karakteristika je gotovo idealan: ne upija vlagu, ne boji se smrzavanja, dobro podnosi statička opterećenja i ima nisku toplinsku vodljivost.

Plin se široko koristi kako u industriji, uključujući kemijsku (na primjer, sirovine za proizvodnju plastike), tako iu svakodnevnom životu. U domaćim uvjetima plin se koristi za grijanje stambenih privatnih i stambenih zgrada, kuhanje, grijanje vode, kao gorivo za automobile itd.

S ekološkog gledišta, plin je jedno od najčišćih goriva. U usporedbi s drugim vrstama goriva proizvodi najmanje štetnih tvari.

Ali ako govorimo o plinu, automatski mislimo na prirodni plin izvađen iz utrobe zemlje.

Jednog dana sam u novinama naišao na članak koji govori kako je jedan djed napravio jednostavnu instalaciju i dobiva plin iz stajnjaka. Ova me tema jako zainteresirala. I želio bih govoriti o ovoj alternativi prirodnom plinu - bioplinu. Vjerujem da je ova tema vrlo zanimljiva i korisna za obične ljude, a posebno poljoprivrednike.

Na imanju bilo koje seoske farme možete koristiti ne samo energiju vjetra, sunca, već i bioplin.

Bioplin- plinovito gorivo, produkt anaerobne mikrobiološke razgradnje organskih tvari. Tehnologija proizvodnje plina je ekološki prihvatljiva, bezotpadna metoda prerade, recikliranja i dezinfekcije raznih organskih otpadaka biljnog i životinjskog podrijetla.

Sirovine za proizvodnju bioplina su obični gnoj, lišće, trava, općenito, bilo koji organski otpad: vrhovi, otpad od hrane, otpalo lišće.

Nastali plin, metan, rezultat je vitalne aktivnosti metanskih bakterija. Metan, koji se naziva i močvarni ili rudnički plin, čini 90-98% prirodnog plina koji se koristi u svakodnevnom životu.

Instalacija za proizvodnju plina vrlo je jednostavna za izradu. Treba nam glavna posuda, možete je kuhati sami ili koristiti neku gotovu, može biti bilo što. Toplinska izolacija mora biti instalirana na stranama spremnika za korištenje jedinice u hladnoj sezoni. Na vrhu napravimo nekoliko otvora. Od jednog od njih spajamo cijevi za uklanjanje plina. Za intenzivan proces fermentacije i oslobađanje plina, smjesu je potrebno povremeno miješati. Stoga morate instalirati uređaj za miješanje. Zatim se plin mora prikupiti i uskladištiti ili koristiti za namjeravanu svrhu. Za skupljanje plina možete koristiti običnu automobilsku komoru, a zatim, ako imate kompresor, kompresirati ga i pumpati u cilindre.

Princip rada je prilično jednostavan: gnoj se utovaruje kroz jedan otvor. U unutrašnjosti se ova biomasa razgrađuje pomoću posebnih metanskih bakterija. Da bi proces bio intenzivniji, sadržaj je potrebno miješati i po mogućnosti zagrijati. Za grijanje možete ugraditi cijevi unutar kojih bi trebala cirkulirati topla voda. Metan koji se oslobađa kao rezultat vitalne aktivnosti bakterija kroz cijevi ulazi u komore automobila, a kada se nakupi dovoljna količina, komprimira se pomoću kompresora i pumpa u cilindre.

U toplom vremenu ili pri korištenju umjetnog grijanja, instalacija može proizvesti prilično veliku količinu plina, oko 8 m 3 / dan.

Plin je moguće dobiti i iz kućnog otpada s odlagališta, ali problem predstavljaju kemikalije koje se koriste u svakodnevnom životu.

Bakterije metana nalaze se u crijevima životinja i, prema tome, u gnoju. Ali da bi počeli djelovati, potrebno je ograničiti njihovu interakciju s kisikom, jer on inhibira njihove vitalne funkcije. Zato je potrebno napraviti posebne instalacije kako bakterije ne bi došle u dodir sa zrakom.

U dobivenom bioplinu koncentracija metana je nešto niža nego u prirodnom plinu, stoga će pri sagorijevanju proizvoditi nešto manje topline. Pri sagorijevanju 1 m 3 prirodnog plina oslobađa se 7-7,5 Gcal, a pri sagorijevanju bioplina - 6-6,5 Gcal.

Ovaj plin je pogodan kako za grijanje (imamo i opće informacije o grijanju), tako i za korištenje u kućanskim pećima. Troškovi bioplina su niski, au nekim slučajevima praktički jednaki nuli, ako je sve napravljeno od otpadnog materijala i držite npr. kravu.

Otpad od proizvodnje plina je vermikompost - organsko gnojivo u kojem, tijekom procesa truljenja bez pristupa kisiku, trune sve od sjemenki korova, a ostaju samo korisni mikroelementi potrebni biljkama.

Postoje čak i metode za stvaranje umjetnih nalazišta plina u inozemstvu. Ovako izgleda. Budući da veliki dio odbačenog kućnog otpada čini organska tvar, koja može trunuti i proizvoditi bioplin. Da bi se plin počeo oslobađati, potrebno je organsku tvar lišiti interakcije sa zrakom. Stoga se otpad smota u slojeve, a gornji sloj je napravljen od materijala otpornog na plin, poput gline. Zatim buše bušotine i izvlače plin kao iz prirodnih nalazišta. A istodobno se rješava nekoliko problema, poput zbrinjavanja otpada i proizvodnje energije.

Pod kojim uvjetima nastaje bioplin?

Uvjeti dobivanja i energetska vrijednost bioplina

Da biste sastavili malo postrojenje, morate znati od kojih se sirovina i kojom tehnologijom može dobiti bioplin.

Plin nastaje razgradnjom (fermentacijom) organskih tvari bez pristupa zraka (anaerobni proces): izmeta domaćih životinja, slame, vršaka, otpalog lišća i drugog organskog otpada koji nastaje u individualnim kućanstvima. Iz toga proizlazi da se bioplin može dobiti iz svakog kućnog otpada koji se može razgraditi i fermentirati u tekućem ili mokrom stanju.

Proces razgradnje (fermentacije) odvija se u dvije faze:

1. Razgradnja biomase (hidrotacija);
2. Rasplinjavanje (ispuštanje bioplina).

Ovi se procesi odvijaju u fermentoru (anaerobnom bioplinskom postrojenju).

Mulj dobiven nakon razgradnje u bioplinskim postrojenjima povećava plodnost tla, a produktivnost se povećava za 10-50%. Tako se dobiva najvrjednije gnojivo.

Bioplin se sastoji od mješavine plinova:

• metan-55-75%;
• ugljični dioksid - 23-33%;
• sumporovodik-7%.

Metanska fermentacija je složen proces vrenja organskih tvari – bakterijski proces. Glavni uvjet za odvijanje ovog procesa je prisutnost topline.

Tijekom razgradnje biomase stvara se toplina koja je dovoljna za odvijanje procesa; da bi se ta toplina zadržala, fermentor mora biti toplinski izoliran. Snižavanjem temperature u fermentoru smanjuje se i intenzitet razvijanja plina jer se mikrobiološki procesi u organskoj masi usporavaju. Stoga je pouzdana toplinska izolacija bioplinskog postrojenja (biofermentora) jedan od najvažnijih uvjeta za njegov normalan rad. Prilikom utovara stajnjaka u fermentor potrebno ga je pomiješati sa tople vode s temperaturom od 35-40 o C. To će pomoći osigurati potreban način rada.

Prilikom pretovara, gubitak topline mora biti minimiziran

Za bolje zagrijavanje fermentora možete koristiti "efekt staklenika". Da biste to učinili, drveni ili laki metalni okvir postavljen je iznad kupole i prekriven plastičnom folijom. Najbolji rezultati postižu se pri temperaturi sirovine koja fermentira od 30-32°C i vlažnosti od 90-95%. U regijama srednje i sjeverne zone, dio proizvedenog plina mora se potrošiti tijekom hladnih razdoblja godine na dodatno zagrijavanje fermentirane mase, što komplicira projektiranje bioplinskih postrojenja.

Instalacije je lako izgraditi na individualnim farmama u obliku posebnih fermentora za fermentaciju biomase. Glavna organska sirovina za utovar u fermentor je stajnjak.

Kod prvog utovara goveđeg gnoja proces fermentacije treba trajati najmanje 20 dana, a svinjskog gnoja najmanje 30 dana. Možete dobiti više plina pri utovaru mješavine različitih komponenti u usporedbi s utovarom, na primjer, stočnog gnoja.

Na primjer, mješavina goveđeg gnoja i gnoja peradi, kada se preradi, proizvodi do 70% metana u bioplinu.

Nakon što se proces fermentacije stabilizirao, sirovine morate puniti svaki dan s najviše 10% količine mase koja se obrađuje u fermentoru.

Tijekom fermentacije, osim proizvodnje plina, organske tvari se dezinficiraju. Organski otpad uklanja patogenu mikrofloru i dezodorira neugodne mirise.

Dobiveni mulj se mora povremeno istovariti iz fermentora;

Kada se bioplinsko postrojenje prvi put napuni, ekstrahirani plin ne izgara, to se događa jer prvi proizvedeni plin sadrži veliku količinu ugljičnog dioksida, oko 60%. Stoga se mora ispustiti u atmosferu, a nakon 1-3 dana rad bioplinskog postrojenja će se stabilizirati.

Tablica broj 1 - količina plina dobivenog dnevno tijekom fermentacije izmeta jedne životinje

U smislu količine oslobođene energije, 1 m 3 bioplina je ekvivalentan:

• 1,5 kg ugljena;
• 0,6 kg kerozina;
• 2 kW/h električne energije;
• 3,5 kg drva za ogrjev;
• 12 kg briketa stajnjaka.

Projektiranje malih bioplinskih postrojenja

Slika 1 - Dijagram najjednostavnijeg bioplinskog postrojenja s piramidalnom kupolom: 1 - jama za stajski gnoj; 2 - utor - vodena brtva; 3 — zvono za skupljanje plina; 4, 5 - izlazna cijev za plin; 6 - manometar.

Prema dimenzijama prikazanim na slici 1, jama 1 i kupola 3 su obložene armirano betonskim pločama debljine 10 cm, koje su ožbukane cementni mort i premazani smolom za nepropusnost. Od krovnog željeza zavareno je zvono visine 3 m u čijem će se gornjem dijelu akumulirati bioplin. Da bi se zaštitilo od korozije, zvono se povremeno boji s dva sloja uljane boje. Još je bolje zvono iznutra prvo premazati crvenicom. U gornjem dijelu zvona postavljena je cijev 4 za odvođenje bioplina i manometar 5 za mjerenje njegovog tlaka. Odvodna cijev za plin 6 može se izraditi od gumeno crijevo, plastične ili metalne cijevi.

Oko jame fermentora postavlja se betonski žlijeb - vodena brtva 2. napunjena vodom, u koju se donja strana zvona uroni 0,5 m.

Slika 2 - Uređaj za uklanjanje kondenzata: 1 - cjevovod za uklanjanje plina; 2 - cijev u obliku slova U za kondenzat; 3 - kondenzat.

Plin se može dovesti, na primjer, do kuhinjskog štednjaka kroz metalne, plastične ili gumene cijevi. Kako biste spriječili smrzavanje cijevi zbog smrzavanja kondenzirane vode zimi, koristite jednostavnu napravu prikazanu na slici 2: cijev u obliku slova U 2 spojena je na cjevovod 1 na najnižoj točki. Visina njegovog slobodnog dijela mora biti veća od tlaka bioplina (u mm vodenog stupca). Kondenzat 3 se odvodi kroz slobodni kraj cijevi i neće doći do istjecanja plina.

Slika 3 - Dijagram najjednostavnijeg bioplinskog postrojenja sa stožastom kupolom: 1 - jama za stajski gnoj; 2 — kupola (zvono); 3 — prošireni dio cijevi; 4 - izlazna cijev za plin; 5 - utor - vodena brtva.

U instalaciji prikazanoj na slici 3, jama 1 promjera 4 mm i dubine 2 m iznutra je obložena krovnim željezom, čiji su limovi čvrsto zavareni. Unutarnja površina Zavareni spremnik premazan je smolom za zaštitu od korozije. S vanjske strane gornjeg ruba betonskog spremnika ugrađuje se kružni utor 5 dubine do 1 m koji se puni vodom. Okomiti dio kupole 2, koji pokriva spremnik, slobodno je ugrađen u njega. Dakle, utor u koji se ulijeva voda služi kao vodena brtva. Bioplin se skuplja u gornjem dijelu kupole, odakle se kroz odvodnu cijev 3, a zatim kroz cjevovod 4 (ili crijevo) dovodi do mjesta korištenja.

Oko 12 kubnih metara organske mase (po mogućnosti svježeg stajskog gnoja) utovaruje se u okrugli spremnik 1 koji se puni tekućom frakcijom stajnjaka (urin) bez dodavanja vode. Tjedan dana nakon punjenja fermentor počinje s radom. U ovoj instalaciji kapacitet fermentora je 12 kubnih metara, što omogućuje izgradnju za 2-3 obitelji čije se kuće nalaze u blizini. Takva se instalacija može izgraditi na imanju ako obitelj uzgaja, na primjer, bikove ili drži nekoliko krava.

Slika 4 - Sheme varijanti najjednostavnijih instalacija: 1 - dovod organskog otpada; 2 - spremnik za organski otpad; 3 - prostor za sakupljanje plina ispod kupole; 4 - izlazna cijev za plin; 5 - drenaža mulja; 6 — manometar; 7 — kupola od polietilenskog filma; 8 - vodena brtva i; 9 — teret; 10—jednodijelna ljepljena polietilenska vrećica.

Projektni i tehnološki dijagrami najjednostavnijih malih instalacija prikazani su na slici 4. Strelicama su označena tehnološka kretanja početne organske mase, plina i mulja. Strukturno, kupola može biti kruta ili izrađena od polietilenskog filma. Kruta kupola može biti izrađena s dugim cilindričnim dijelom za duboko uranjanje u masu koja se obrađuje, plutajuća, slika 4, d, ili umetnuta u hidrauličku brtvu, slika 4, e. Filmska kupola može se umetnuti u hidrauličku brtvu, slika 4, e, ili izrađen u obliku čvrsto lijepljene velike vreće, slika 4, i. U posljednjoj verziji, uteg 9 se stavlja na vrećicu od filma kako se vrećica ne bi previše napuhala, a također i da bi se stvorio dovoljan pritisak ispod folije.

Plin, koji se sakuplja ispod kupole ili filma, dovodi se plinovodom do mjesta korištenja. Kako bi se izbjegla eksplozija plina, na izlaznu cijev se može ugraditi ventil podešen na određeni tlak. Međutim, opasnost od eksplozije plina je malo vjerojatna, jer sa značajnim povećanjem tlaka plina ispod kupole, potonji će se podići u hidrauličkoj brtvi na kritičnu visinu i prevrnuti će se, oslobađajući plin.

Proizvodnja bioplina može biti smanjena zbog činjenice da se tijekom fermentacije na površini organske sirovine u fermentoru stvara kora. Kako bi se osiguralo da ne ometa izlazak plina, razbija se miješanjem mase u fermentoru. Možete miješati ne ručno, već pričvršćivanjem metalne vilice na kupolu odozdo. Kupola se diže u hidrauličkoj brtvi do određene visine kada se plin nakuplja i spušta dok se koristi.

Zahvaljujući sustavnom kretanju kupole od vrha do dna, vilice povezane s kupolom uništit će koru.

Visoka vlažnost i prisutnost sumporovodika (do 0,5%) doprinose pojačanoj koroziji metalnih dijelova bioplinskih postrojenja. Stoga se redovito prati stanje svih metalnih elemenata fermentora i pažljivo se štite oštećena mjesta, po mogućnosti olovnim olovom u jednom ili dva sloja, a zatim se bojaju u dva sloja bilo kojom uljanom bojom.

Slika 5. Shema grijanog bioplinskog postrojenja: 1 - fermentor; 2 — drveni štit; 3 - grlo za punjenje; 4 — spremnik metana; 5 - mješalica; 6 — ogranak cijevi za odabir bioplina; 7 - toplinski izolacijski sloj; 8 - rešetka; 9 - odvodni ventil za prerađenu masu; 10 — kanal za dovod zraka; 11 - puhalo.

Bioplinsko postrojenje sa zagrijavanjem fermentirane mase toplinom , koji se oslobađa tijekom razgradnje gnoja u aerobnom fermentoru, prikazan je na slici 5. Sadrži spremnik digestora - cilindrični metalni spremnik s grlom za punjenje 3. odvodni ventil 9. mehaničku miješalicu 5 i mlaznicu 6 za odabir bioplina.

Fermentor 1 može biti izrađen od pravokutnog i 3 drvenog materijala. Za istovar prerađenog gnoja, stijenke soka se mogu ukloniti. Pod fermentora je rešetkasti, zrak se upuhuje kroz tehnološki kanal 10 iz puhala 11. Gornji dio fermentora prekriven je drvenim pločama 2. Da bi se smanjio gubitak topline, zidovi i dno su izrađeni s toplinsko-izolacijskim slojem. 7.

Instalacija radi ovako. Prethodno pripremljeni tekući stajnjak sa sadržajem vlage od 88-92% ulijeva se u spremnik metana 4 kroz glavu 3, razina tekućine određena je donjim dijelom grla za punjenje. Aerobni fermentor 1 puni se kroz gornji otvorni dio steljnim gnojem ili mješavinom stajnjaka s rastresitim suhim organskim punilom (slama, piljevina) vlažnosti 65-69%. Dovođenjem zraka kroz tehnološki kanal u fermentor dolazi do razgradnje organske mase i oslobađanja topline. Dovoljno je zagrijati sadržaj metan spremnika. Kao rezultat toga oslobađa se bioplin. Akumulira se u gornjem dijelu spremnika digestora. Kroz cijev 6 koristi se za domaće potrebe. Tijekom procesa fermentacije stajnjak u digestoru se miješa miješalicom 5.

Takva instalacija isplatit će se u roku od godinu dana samo zbog odlaganja otpada u osobnim kućanstvima. Približne vrijednosti za potrošnju bioplina dane su u tablici 2.

Tablica br. 2 – okvirne vrijednosti za potrošnju bioplina

Napomena: instalacija može raditi u bilo kojoj klimatskoj zoni.

Slika 6 - Shema pojedinačnog bioplinskog postrojenja IBGU-1: 1 - grlo za punjenje; 2 - mješalica; 3 - cijev za uzorkovanje plina; 4 - toplinski izolacijski sloj; 5 — cijev sa slavinom za istovar obrađene mase; 6 - termometar.

Individualno bioplinsko postrojenje (IBGU-1) za obitelj s 2 do 6 krava ili 20-60 svinja, ili 100-300 peradi (Slika 6). Postrojenje može dnevno preraditi od 100 do 300 kg stajnjaka i proizvesti 100-300 kg ekološki prihvatljivih organskih gnojiva i 3-12 m 3 bioplina.

Bioplin je plin koji nastaje fermentacijom biomase. Na taj način možete dobiti vodik ili metan. Zanima nas metan kao alternativa prirodnom plinu. Metan je bez boje i mirisa i vrlo je zapaljiv. S obzirom na to da su sirovine za proizvodnju bioplina doslovce pod nogama, cijena takvog plina znatno je niža od prirodnog plina, a na njemu možete znatno uštedjeti. Evo brojki iz Wikipedije “Od tone goveđeg gnojiva 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 je 1300 m³ sa sadržajem metana do 87% može se dobiti iz masti", "U praksi se iz 1 kg suhe tvari dobije 300 do 500 litara bioplina."

Alati i materijali:
-Plastični kontejner 750 litara;
-Plastični kontejner 500 litara;
-Vodovodne cijevi i adapteri;
-Cement za PVC cijevi;
-Epoksidno ljepilo;
-Nož;
-Pila za metal;
-Čekić;
- viljuškasti ključevi;
-Plinske armature (detalji u koraku 7);

Prvi korak: još malo teorije
Prije nekog vremena majstor je napravio prototip bioplinskog postrojenja.

A njega su obasuli pitanjima i molbama da pomogne oko skupštine. Kao rezultat toga, čak su se i državne vlasti zainteresirale za instalaciju (majstor živi u Indiji).

Sljedeći korak majstor je morao napraviti potpuniju instalaciju. Razmotrimo što je to.
-Postrojenje se sastoji od spremnika u kojem se skladišti organski materijal, a mikroorganizmi ga prerađuju i ispuštaju plin.
-Tako dobiveni plin skuplja se u rezervoar poznat kao kolektor plina. U modelu plutajućeg tipa, ovaj spremnik lebdi u suspenziji i pomiče se gore-dolje ovisno o količini plina pohranjenog u njemu
- Vodeća cijev pomaže spremniku za sakupljanje plina da se pomiče gore-dolje unutar spremnika.
- Otpad se dovodi kroz dovodnu cijev unutar spremnika.
-Potpuno reciklirana suspenzija teče kroz izlaznu cijev. Može se sakupiti, razrijediti i koristiti kao gnojivo za biljke.
-Iz plinskog razdjelnika plin se cijevom dovodi do trošila (plinske peći, bojleri, generatori)

Drugi korak: odabir spremnika
Za odabir spremnika potrebno je uzeti u obzir koliko se otpada dnevno može sakupiti. Prema riječima majstora, postoji pravilo da je za 5 kg otpada potrebna posuda od 1000 litara. Za majstora je otprilike 3,5 - 4 kg. To znači da je potreban kapacitet od 700-800 litara. Kao rezultat toga, majstor je kupio kapacitet od 750 litara.
Instalacija s plutajućim tipom plinskog razdjelnika, što znači da morate odabrati spremnik takav da gubici plina budu minimalni. Za ove svrhe bio je prikladan spremnik od 500 litara. Ovaj spremnik od 500 litara kretat će se unutar spremnika od 750 litara. Razmak između stijenki dviju posuda je oko 5 cm sa svake strane. Potrebno je odabrati spremnike koji će biti otporni na sunčevu svjetlost i agresivna okruženja.

Treći korak: priprema spremnika
Reže vrh manjeg spremnika. Najprije napravi rupu nožem, a zatim je pili nožem za metal duž linije reza.

Također je potrebno odrezati gornji dio posude od 750 litara. Promjer izrezanog dijela je poklopac manjeg spremnika + 4 cm.

Četvrti korak: dovodna cijev
Ulazna cijev mora biti instalirana na dnu većeg spremnika. Biogorivo će se ulijevati unutra kroz njega. Cijev je promjera 120 mm. Reže rupu u cijevi. Instalira koljeno. Spoj je osiguran s obje strane epoksidnim ljepilom za hladno zavarivanje.

Peti korak: cijev za odvod suspenzije
Za sakupljanje suspenzije, u gornjem dijelu većeg spremnika ugrađena je cijev promjera 50 mm i duljine 300 mm.

Šesti korak: vodiči
Kao što ste već shvatili, manji će slobodno "plutati" unutar velikog spremnika. Kako se unutarnji spremnik puni plinom, on će se zagrijavati i obrnuto. Kako bi se slobodno kretao gore-dolje, majstor izrađuje četiri vodilice. U "ušima" pravi izreze za cijev od 32 mm. Pričvršćuje cijev kao što je prikazano na fotografiji. Duljina cijevi 32 cm.

Na unutarnju posudu pričvršćene su i 4 vodilice od cijevi od 40 mm.

Sedmi korak: plinske armature
Opskrba plinom podijeljena je u tri dijela: od plinskog razvodnika do cijevi, od cijevi do cilindra, od cilindra do plinskog štednjaka.
Majstoru su potrebne tri cijevi od 2,5 m s krajevima s navojem, 2 slavine, brtve za brtvljenje, adapteri s navojem, FUM traka i nosači za pričvršćivanje.

Za ugradnju plinske armature, majstor napravi rupu u gornjem dijelu (prije donji dio, tj. boca od 500 litara okrenuta naopako) u sredini. Postavlja armature, brtvi spoj epoksidom.

Osmi korak: Sastavljanje
Sada morate staviti posudu na ravnu, tvrdu površinu. Mjesto postavljanja treba biti što je više moguće sunčano. Udaljenost između instalacije i kuhinje trebala bi biti minimalna.

Instalira cijevi manjeg promjera unutar cijevi za vođenje. Cijev za odvod viška suspenzije je produžena.

Proširuje ulaznu cijev. Spoj je fiksiran cementom za PVC cijevi.

Instalira akumulator plina unutar velikog spremnika. Usmjerava ga duž vodilica.

Korak devet: prvo pokretanje
Za početno pokretanje bioplinskog postrojenja ovog volumena potrebno je oko 80 kg kravljeg gnoja. Stajnjak se razrijedi sa 300 litara neklorirane vode. Majstor dodaje i poseban aditiv za ubrzavanje rasta bakterija. Dodatak se sastoji od koncentriranog soka šećerne trske, kokosa i palme. Navodno je to nešto poput kvasca. Puni ovu masu kroz ulaznu cijev. Nakon punjenja potrebno je oprati ulaznu cijev i postaviti čep.

Nakon nekoliko dana, spremnik plina će početi rasti. Time je započeo proces stvaranja plina. Čim se spremnik napuni, nastali plin mora se ispustiti. Prvi plin sadrži mnogo nečistoća, au spremniku je bilo zraka.

Deseti korak: gorivo
Proces stvaranja plina je započeo i sada moramo shvatiti što se može, a što ne može koristiti kao gorivo.
Dakle, za gorivo je pogodno: trulo povrće, kore od povrća i voća, neupotrebljivi mliječni proizvodi, prekuhani maslac, usitnjeni korov, otpaci od stoke i peradi itd. U instalaciji se može koristiti mnogo neupotrebljivog biljnog i životinjskog otpada. Komadiće je potrebno što sitnije usitniti. To će ubrzati proces recikliranja.

Ne koristite: ljuske luka i češnjaka, ljuske jaja, kosti, vlaknaste materijale.

Sada pogledajmo pitanje količine utovarenog goriva. Kao što je već spomenuto, takav kapacitet zahtijeva 3,5 - 4 kg goriva. Prerada goriva traje od 30 do 50 dana, ovisno o vrsti goriva. Svakog dana dodavanjem 4 kg goriva, u roku od 30 dana iz njega će se proizvesti oko 750 g plina dnevno. Pretjerano punjenje jedinice dovest će do viška goriva, kiselosti i nedostatka bakterija. Majstor podsjeća da je prema pravilima dnevno potrebno 5 kg goriva na 1000 litara volumena.
Jedanaesti korak: Klip
Za lakše punjenje goriva, majstor je napravio klip.