Moderno društvo sve više pokušava koristiti alternativne izvore električne energije, što pomaže u rješavanju problema očuvanja resursa u svijetu, a također nam omogućava da minimiziramo troškove za ovu ili onu vrstu posla. Da bi ostvarili svoje ciljeve, ljudi su se prilagodili korišćenju energije prirodnih elemenata: vode, vetra, zemlje, sunca, a pored toga koriste i nestandardne vrste goriva, koje lako zamenjuju tradicionalna.

Biogas postrojenje za vaš dom omogućit će vam da sami dobijete izvor proizvedene energije – biogas. Ovo gorivo će naći svoju primjenu u svakodnevnom životu svake osobe. Hajde da shvatimo koje su glavne prednosti ovog dizajna, za koje se svrhe može koristiti i kako napraviti jednostavno postrojenje za bioplinu vlastitim rukama.

Područje primjene

Za šta se koristi takav uređaj? Za proizvodnju ekološkog goriva, biogasa, koji se može koristiti na farmama, u svakodnevnom životu i u preduzećima.

Biogas se može koristiti za proizvodnju toplote, električne energije i kao gorivo za automobile. Konfiguracija i sadržaj instalacije ima mnogo varijacija, ovisno o snazi ​​koja je potrebna za svaki konkretan slučaj, vrsti primarnih sirovina koje se koriste i konačnom proizvodu. Na internetu možete proučavati razne fotografije bioplinskih postrojenja koja se međusobno razlikuju po određenim parametrima.

Princip rada biogas postrojenja je krajnje jasan, pa je njegova upotreba dozvoljena uvijek i svugdje. Glavni faktor koji utječe na potrebu i izvodljivost ugradnje jedinice na određenoj lokaciji je obezbjeđenje dovoljne količine organskih sirovina za rad, koje će biti potrebne u procesu.

Kako to radi

Da bi se razumio princip rada, potrebno je razumjeti strukturu bioplinskog postrojenja. Standardna jedinica uključuje sljedeće komponente, dijelove i dijelove:

• kontejner za primarne organske sirovine;
• drobilice previše grubog materijala (razne miješalice, mlinovi), omogućavajući dobivanje manjih frakcija sirovina;
• plinski držač – posuda u kojoj se akumulira proizvedeni biogas;
• rezervoar, kontejner, reaktor u kojem se odvija proces proizvodnje goriva;
• cijevi kroz koje se primarne sirovine dostavljaju u rezervoar za proizvodnju biogoriva;
• sistem koji vam omogućava prijenos bioplina iz rezervoara u rezervoar za plin i na sljedeće faze obrade;
• automatizovani sistemi, sistemi bezbednosti i kontrole procesa.

Da biste se bolje upoznali sa strukturom jedinice, možete proučiti dijagrame i crteže bioplinskih postrojenja, koji će jasno prikazati sve komponente i komponente opreme.

Princip rada zasniva se na fermentaciji i naknadnoj razgradnji početnih sirovina (a to mogu biti razni poljoprivredni ili industrijski otpad, na primjer stajnjak, šumski proizvodi) u bioreaktoru instalacije. Ovaj proces se odvija pod utjecajem posebnih bakterija.

Kao rezultat procesa koji se odvijaju u rezervoaru nastaje biogas koji se sastoji od metana, sumporovodika, CO2, amonijaka, N, itd.

Glavne faze procesa koji se odvijaju u uređaju:

• snabdijevanje organskim sirovinama u kontejnerima;
• mljevenje i daljnji transport utovarenog otpada u reaktor, istovremeno zagrijavanje biomase;
• početak procesa razgradnje u zatvorenom bioreaktoru, idealna temperatura za njegov rad: +40 stepeni Celzijusa;
• formiranje bioplina (u plinskom držaču) i biođubriva (u posebnom odvojenom rezervoaru reaktora);
• ulazak biogasa u sistem za prečišćavanje i njegovo daljnje korištenje od strane ljudi (za potrošnju u domaćinstvu, proizvodnju topline ili električne energije);
• korištenje biođubriva iz reaktora za predviđenu namjenu.

Kako to učiniti sami

Bioplinsko postrojenje za poljoprivrednu ili kućnu upotrebu može napraviti osoba koja ima potrebne alate, znanje vodovoda i osnovne vještine zavarivanja.

Redoslijed poduzetih radnji bit će sljedeći:

• izrada tijela bioreaktora koji se koristi za fermentaciju (kontejner može biti od metala ili betona);
• ugradnja poklopaca na vrh rezervoara, rupe u bočnim zidovima potrebnim za utovar i, shodno tome, istovar sirovina;
• ugradnja rezervoara za gas;
• izgradnja cjevovoda od rezervoara za plin do mjesta potrošnje konačnog proizvoda (ovaj dizajn mora uključivati ​​ventile i zaštitne elemente - razne ventile, ventile itd.).

Instalacija bioplinskog postrojenja na dachi, u seoskoj kući, na farmi ili u proizvodnji omogućit će vam ne samo ekonomske koristi, već i druge pozitivne rezultate, naime u ekološkim i energetskim aspektima.

Koristeći takav uređaj, potrošač ne samo da će dobiti ekološki prihvatljivo gorivo, nekoliko vrsta energije i biološko gnojivo, već će značajno smanjiti oportunitetne troškove koji bi mogli nastati u nedostatku takve jedinice.

Fotografija bioplinskog postrojenja

Poljoprivrednici se svake godine suočavaju sa problemom odlaganja stajnjaka. Znatna sredstva potrebna za organizaciju njegovog uklanjanja i sahrane se rasipaju. Ali postoji način koji vam omogućava ne samo da uštedite svoj novac, već i da vam ovaj prirodni proizvod posluži u vašu korist.

Štedljivi vlasnici već dugo primjenjuju eko-tehnologiju koja omogućava dobivanje bioplina iz stajnjaka i korištenje kao gorivo.

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

Određivanje potrebne zapremine

Zapremina reaktora se određuje na osnovu dnevne količine stajnjaka proizvedenog na farmi. Takođe je potrebno voditi računa o vrsti sirovine, temperaturi i vremenu fermentacije. Da bi instalacija u potpunosti radila, posuda je napunjena do 85-90% zapremine, najmanje 10% mora ostati slobodno da bi gas izašao.

Proces razgradnje organske materije u mezofilnoj instalaciji na prosečnoj temperaturi od 35 stepeni traje od 12 dana, nakon čega se fermentisani ostaci uklanjaju i reaktor se puni novim delom supstrata. Budući da se otpad razrjeđuje vodom do 90% prije slanja u reaktor, pri određivanju dnevnog opterećenja mora se uzeti u obzir i količina tekućine.

Na osnovu datih pokazatelja, zapremina reaktora će biti jednaka dnevnoj količini pripremljenog supstrata (stajnjak sa vodom) pomnoženoj sa 12 (vreme potrebno za razgradnju biomase) i uvećanoj za 10% (slobodna zapremina kontejnera).

Izgradnja podzemne konstrukcije

Sada razgovarajmo o najjednostavnijoj instalaciji koja vam omogućava da je dobijete po najnižoj cijeni. Razmislite o izgradnji podzemnog sistema. Da biste ga napravili, morate iskopati rupu, njena baza i zidovi ispunjeni su armiranim betonom od ekspandirane gline.

Ulazni i izlazni otvori nalaze se na suprotnim stranama komore, gdje su postavljene kosine 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 je montiran u pravokutni kompenzacijski spremnik u koji će se pumpati otpad. Cjevovod za dovod podloge nalazi se otprilike 50 cm od dna i ima prečnik od 25-35 cm. Gornji dio cijevi ulazi u odjeljak za prijem sirovina.

Reaktor mora biti potpuno zatvoren. Da bi se isključila mogućnost prodiranja zraka, kontejner mora biti prekriven slojem bitumenske hidroizolacije

Gornji dio bunkera je plinski držač, koji ima oblik kupole ili konusa. Izrađuje se od limova ili krovnog željeza. Konstrukciju možete upotpuniti i ciglom, koja se zatim prekriva čeličnom mrežom i malterizira. Morate napraviti zapečaćeni otvor na vrhu spremnika za plin, ukloniti plinsku cijev koja prolazi kroz vodenu zaptivku i ugraditi ventil za smanjenje tlaka plina.

Za miješanje podloge, instalaciju možete opremiti drenažnim sistemom koji radi na principu mjehurića. Da biste to učinili, okomito pričvrstite plastične cijevi unutar konstrukcije tako da njihov gornji rub bude iznad sloja podloge. Napravite puno rupa u njima. Gas pod pritiskom će pasti, a dižući se, mehurići gasa će mešati biomasu u kontejneru.

Ako ne želite da gradite betonski bunker, možete kupiti gotov PVC kontejner. Za očuvanje topline mora biti okružen slojem toplinske izolacije - polistirenske pjene. Dno jame je ispunjeno slojem armiranog betona od 10 cm. Rezervoari od polivinil hlorida mogu se koristiti ako zapremina reaktora ne prelazi 3 m3.

Zaključci i koristan video na temu

Naučit ćete kako napraviti najjednostavniju instalaciju od obične bačve ako pogledate video:

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

Za vlasnike velikih farmi, pitanje stajnjaka, ptičjeg izmeta i životinjskih ostataka je akutno pitanje. Da biste riješili problem, možete koristiti posebne instalacije dizajnirane za proizvodnju bioplina. Lako se prave kod kuće i mogu se koristiti dugo vremena uz visok prinos gotovog proizvoda.

Šta je biogas?

Biogas je supstanca koja se dobija iz prirodnih sirovina u obliku biomase (stajnjak, ptičji izmet) fermentacijom. U ovaj proces su uključene različite bakterije, od kojih se svaka hrani otpadnim proizvodima prethodnih. Identificirani su sljedeći mikroorganizmi koji aktivno učestvuju u procesu proizvodnje bioplina:

• hidrolitički;
• formiranje kiseline;
• formiranje metana.

Tehnologija proizvodnje biogasa iz gotove biomase uključuje stimulaciju prirodnih procesa. Bakterijama u stajnjaku treba obezbediti optimalne uslove za brzu reprodukciju i efikasnu preradu supstanci. Da bi se to postiglo, biološke sirovine se stavljaju u rezervoar zatvoren od kiseonika.

Nakon toga, grupa anaerobnih mikroba stupa u akciju. Oni omogućavaju pretvaranje spojeva koji sadrže fosfor, kalij i dušik u čiste oblike. Kao rezultat prerade nastaje ne samo bioplin, već i odobrenja kvaliteta. Idealni su za poljoprivredne potrebe i efikasniji su od tradicionalnog stajnjaka.

Ekološka vrijednost proizvodnje bioplina

Zahvaljujući efikasnoj preradi biološkog otpada dobija se vrijedno gorivo. Uspostavljanje ovog procesa pomaže u sprečavanju emisija metana u atmosferu, koje imaju negativan uticaj na životnu sredinu. Ovo jedinjenje stimuliše efekat staklene bašte 21 puta jači od ugljen-dioksida. Metan može opstati u atmosferi 12 godina.

Kako bi se spriječilo globalno zagrijavanje, koje je globalni problem, potrebno je ograničiti ulazak i distribuciju ove tvari u okoliš. Otpad koji nastaje procesom reciklaže je potvrda visokog kvaliteta. Njegova upotreba omogućava smanjenje volumena korištenih kemijskih spojeva. Sintetički proizvedena đubriva zagađuju podzemne vode i negativno utiču na životnu sredinu.

Šta utiče na produktivnost proizvodnog procesa?

Uz pravilnu organizaciju proizvodnog procesa za proizvodnju biogasa, od 1 kub. m organske sirovine daje oko 2-3 kubna metra. m čistog proizvoda. Na njegovu efikasnost utiču mnogi faktori:

• temperatura okoline;
• nivo kiselosti organskih sirovina;
• vlažnost okoline;
• količina fosfora, dušika i ugljika u početnoj biološkoj masi;
• veličina čestica stajnjaka ili izmeta;
• prisutnost tvari koje usporavaju proces obrade;
• uključivanje stimulativnih aditiva u biomasu;
• frekvencija napajanja supstrata.

Spisak sirovina koje se koriste za proizvodnju biogasa

Biogas se može proizvesti ne samo iz stajnjaka ili ptičjeg izmeta. Za proizvodnju ekološki prihvatljivog goriva mogu se koristiti i druge sirovine:

• mrtva žitarica;
• otpad od sokova;
• pulpa repe;
• otpad od proizvodnje ribe ili mesa;
• potrošeno zrno;
• otpad iz mljekara;
• fekalni mulj;
• kućni otpad organskog porijekla;
• otpad od proizvodnje biodizela od uljane repice.

Sastav biološkog gasa

Sastav biogasa nakon prolaska je sljedeći:

• 50-87% metana;
• 13-50% ugljičnog dioksida;
• nečistoće vodonika i vodonik sulfida.

Nakon prečišćavanja proizvoda od nečistoća, dobija se biometan. To je analogno, ali ima drugačiju prirodu porijekla. Kako bi se poboljšao kvalitet goriva, normalizira se sadržaj metana u njegovom sastavu, koji je glavni izvor energije.

Prilikom izračunavanja zapremine proizvedenih gasova uzima se u obzir temperatura okoline. Kada se povećava, povećava se prinos proizvoda i smanjuje se njegov kalorijski sadržaj. Na karakteristike biogasa negativno utječe povećana vlažnost zraka.

Obim primjene biogasa

Proizvodnja biogasa igra značajnu ulogu ne samo u očuvanju životne sredine, već i snabdeva nacionalnu ekonomiju gorivom. Karakterizira ga širok spektar primjena:

• koristi se kao sirovina za proizvodnju električne energije, automobilsko gorivo;
• za zadovoljavanje energetskih potreba malih i srednjih preduzeća;
• Bioplinska postrojenja imaju ulogu uređaja za prečišćavanje, što omogućava rješavanje.

Tehnologija proizvodnje biogasa

Za proizvodnju bioplina potrebno je poduzeti radnje da se ubrza proces prirodnog razlaganja organske tvari. Prije stavljanja u zatvorenu posudu s ograničenim zalihama kisika, prirodne sirovine se temeljito usitnjavaju i miješaju s određenom količinom vode.

Kao rezultat, dobiva se originalna podloga. Prisustvo vode u njegovom sastavu neophodno je kako bi se spriječilo negativno djelovanje na bakterije koje se može javiti kada tvari uđu iz okoline. Bez tečne komponente, proces fermentacije se značajno usporava i smanjuje efikasnost cijele bioinstalacije.

Oprema industrijskog tipa za preradu organskih sirovina dodatno je opremljena:

• uređaj za zagrijavanje podloge;
• oprema za miješanje sirovina;
• uređaji za praćenje kiselosti okoline.

Ovi uređaji značajno povećavaju efikasnost bioreaktora. Mešanjem se uklanja tvrda kora sa površine biomase, što povećava količinu oslobođenog gasa. Trajanje obrade organske mase je oko 15 dana. Za to vrijeme se raspada samo za 25%. Maksimalna količina prirodnog gasa se oslobađa kada stepen razgradnje podloge dostigne 33%.

Tehnologija proizvodnje biološkog gasa podrazumeva svakodnevno obnavljanje supstrata. Da bi se to postiglo, 5% mase se uklanja iz bioreaktora, a na njegovo mjesto se stavlja novi dio sirovine. Potrošeni proizvod se koristi kao indosament.

Tehnologija proizvodnje biogasa kod kuće

Proizvodnja bioplina kod kuće odvija se prema sljedećoj shemi:

1. Biološka masa je usitnjena. Potrebno je dobiti čestice čija veličina ne prelazi 10 mm.
2. Dobivena masa se temeljito pomiješa s vodom. Za 1 kg sirovine potrebno je oko 700 ml tekuće komponente. Voda koja se koristi mora biti pitka i bez nečistoća.
3. Cijeli spremnik se puni dobivenom podlogom, nakon čega se hermetički zatvara.
4. Preporučljivo je temeljno promiješati supstrat nekoliko puta dnevno, što će povećati efikasnost njegove obrade.
5. Petog dana proizvodnog procesa proverava se prisustvo biogasa i on se kompresorom postepeno upumpava u pripremljene boce. Periodično uklanjanje gasovitih proizvoda je obavezno. Njihovo nakupljanje dovodi do povećanja tlaka unutar spremnika, što negativno utječe na proces razgradnje biološke mase.
6. Petnaestog dana proizvodnje uklanja se dio supstrata i ubacuje se svježi dio biološkog materijala.

Da bi se odredila potrebna zapremina reaktora za preradu biomase, treba izračunati količinu stajnjaka proizvedenog tokom dana. Moraju se uzeti u obzir vrsta korištenih sirovina i temperaturni uvjeti koji će se održavati u instalaciji. Rezervoar koji se koristi treba da bude napunjen do 85-90% zapremine. Preostalih 10% je neophodno za akumulaciju nastalog biološkog gasa.

Potrebno je uzeti u obzir trajanje ciklusa obrade. Pri održavanju temperature od +35°C, to je 12 dana. Ne smijemo zaboraviti da se sirovine koje se koriste razrijede vodom prije slanja u reaktor. Stoga se njegova količina uzima u obzir prije izračunavanja zapremine rezervoara.

Dijagram jednostavne biološke instalacije

Za proizvodnju biogasa kod kuće potrebno je stvoriti optimalne uslove za mikroorganizme koji će razgraditi biološku masu. Prije svega, preporučljivo je organizirati grijanje generatora, što će dovesti do dodatnih troškova.

• Zapremina kontejnera za odlaganje otpada mora biti najmanje 1 kubni metar. m;
• potrebno je koristiti hermetički zatvorenu posudu;
• izolacija rezervoara za biomasu je preduslov za njegov efikasan rad;
• rezervoar se može produbiti u zemlju. Toplotna izolacija je postavljena samo u njenom gornjem dijelu;
• U kontejner je ugrađen ručni mikser. Njegova ručka se izvodi kroz zapečaćenu jedinicu;
• predviđene su mlaznice za utovar/istovar sirovina i unos biogasa.

Tehnologija proizvodnje podzemnih reaktora

Za proizvodnju bioplina možete instalirati najjednostavniju instalaciju, produbljujući je u zemlju. Tehnologija proizvodnje takvog rezervoara je sljedeća:

1. Iskopajte jamu potrebne veličine. Njegovi zidovi su ispunjeni ekspandiranim glinenim betonom, koji je dodatno ojačan.
2. Na suprotnim zidovima bunkera ostavljene su rupe. U njih se ugrađuju cijevi s određenim nagibom za pumpanje sirovina i izvlačenje otpadnog materijala.
3. Izlazni cjevovod promjera 70 mm postavljen je gotovo blizu samog dna. Njegov drugi kraj je ugrađen u rezervoar u koji će se ispumpati otpadni mulj. Preporučljivo je napraviti ga pravougaonog oblika.
4. Cjevovod za dovod sirovina postavljen je na visini od 0,5 m u odnosu na dno. Preporučeni prečnik mu je 30-35 mm. Vrh cijevi se stavlja u poseban rezervoar za prijem pripremljenih sirovina.
5. Gornji dio bioreaktora treba da ima oblik kupole ili konusa. Može se napraviti od običnog krovnog željeza ili drugih metalnih limova. Dozvoljeno je napraviti poklopac rezervoara pomoću kade od cigle. Da bi se ojačala njegova struktura, površina je dodatno malterisana ugradnjom armaturne mreže.
6. Na vrhu poklopca rezervoara napravim otvor koji treba hermetički zatvoriti. Kroz njega se vodi i odvodni gasovod. Dodatno je ugrađen i ventil za smanjenje pritiska.
7. Za miješanje podloge u spremnik se ugrađuje nekoliko plastičnih cijevi. Moraju biti uronjeni u biomasu. U cijevima se prave mnoge rupe, što omogućava miješanje sirovog materijala pomoću pokretnih plinskih mjehurića.

Proračun prinosa biogasa

Prinos biološkog gasa zavisi od sadržaja suve materije u sirovini i njene vrste:

• od 1 tone stočnog stajnjaka dobije se 50-60 kubnih metara. m proizvoda sa sadržajem metana od 60%;
• Od 1 tone biljnog otpada dobije se 200-500 kubnih metara. m biogasa sa koncentracijom metana od 70%;
• od 1 tone masti dobije se 1300 kubnih metara. m gasa sa koncentracijom metana od 87%.

Da bi se utvrdila efikasnost proizvodnje, provode se laboratorijska ispitivanja korištenih sirovina. Njegov sastav je proračunat, što utiče na karakteristike kvaliteta biogasa.

Pozdrav svim čitaocima i posjetiocima bloga “izgradi kuću”. Sjećam se da sam u jednom od članaka gdje smo „izmislili“ obećao da ću vam reći o dobijanju biogas kod kuće. Pa obećao si, pa moraš to da ispuniš, da ne budeš poslat na neko od loših mesta.

Šta znamo o biogas postrojenju? Trenutno mnogi imaju samo nejasnu predstavu o tome, a većina ne zna baš ništa o čemu se radi - cijela ideja snabdijevanja energijom vašeg doma svodi se na plaćanje računa za plin ili drugu energiju resurse na vrijeme. Međutim, beskrajno povećanje troškova energije tjera neke radoznale umove da traže alternativna rješenja i traže metode proizvodnje, npr. oprema za proizvodnju biogasa kod kuće od organskog otpada. Štaviše, postoje i Kulibini koji uspevaju da naprave 2 u 1 odjednom - kombinirati septičku jamu sa bioplinskim postrojenjem. Misliš da je šala? Ne sve. U našem svijetu to nije moguće.

Dakle, bioplinsko postrojenje će osigurati ne samo jeftinu energiju za kuhanje i grijanje kuće, već i visokokvalitetno gnojivo.

Kućno bioplinsko postrojenje koje koristi stajnjak - dijagram

Proizvodnja biogasa iz otpada je ekološki prihvatljiva vrsta goriva. Po svojim karakteristikama, praktično ni na koji način nije inferioran prirodnom plinu. Samo što se ne vadi iz zemlje, nego fermentacijom organskog otpada.

Tehnologija ekstrakcije biogasa može se zamisliti na sljedeći način: u posebnom sabirnom objektu koji se zove bioreaktor, vrši se proces prerade i fermentacije otpada. Kao rezultat toga, oslobađa se mješavina plinova koja se sastoji od 60% metana, 35% ugljičnog dioksida i preostalih 5% drugih plinovitih tvari. Ekstrahovani gas se konstantno uklanja iz bioreaktora i, nakon prečišćavanja, koristi se za kućne potrebe.

Dijagram principa rada bioplinskog postrojenja

Otpadni otpad, pretvorena u prvoklasno đubrivo, periodično se vade i transportuju na polja.

Napomena: studije su pokazale da polje tretirano đubrivima anaerobno fermentiranim daje prinos 20-30% više od njive đubrene na uobičajen način.

Biogas postrojenja za dom – kupiti ili napraviti sami?

Ako veliki poljoprivrednici mogu priuštiti kupovinu bioplinske instalacije stvorene u industrijskim uvjetima, onda će mala poduzeća, a još više vlasnici privatnih kuća, najvjerojatnije moći ne kupiti, već vlastitim rukama instalirati manje moćne instalacije koje rade prema istom metodom, od otpadnog materijala. Ali prvo morate razumjeti tačno koju veličinu, i što je najvažnije, koju vrstu instalacije želite dobiti na svojoj web lokaciji.

Šema instalacije za proizvodnju biogasa za preduzeća, farme

Vrste instalacija, kao i vrste fermentacije organskih tvari, postoje samo dvije - sa dovodom zraka (aerobno) i bez njega (anaerobno). At aerobna fermentacija Tokom razgradnje biomase, vodonik se oksidira u vodu, a ugljik u ugljični dioksid. Štoviše, u ovom trenutku se oslobađa velika količina - fermentirajuća biomasa se jako zagrijava.

Tokom anaerobne fermentacije 60-70% ugljenika se pretvara u metan, a ostatak - u vodonik, ugljični dioksid i dušik. Običan plinski gorionik je vrlo pogodan za sagorijevanje metana.

Biogas postrojenje u blizini štale kolektivne farme

Aerobna metoda dobivanja energije je lakša i jednostavnija od anaerobne metode. Ne zahtijeva proizvodnju zatvorenih komora za fermentaciju i kontrolu. Aerobne instalacije se nazivaju BTS(biotermalne stanice). I anaerobni - BES(bioenergije ili biogas stanice). Svaki organski poljoprivredni proizvod je pogodan kao sirovina za fermentaciju. Jedna izraelska kompanija je, na primjer, predstavila kompaktno postrojenje za proizvodnju bioplina koje radi isključivo na ljuštenju voća i povrća.

Kućno bioplinsko postrojenje iz HomeBioGas-a

Biogasna instalacija koju je razvila izraelska kompanija HomeBioGas za proizvodnju plina kod kuće, svojih skromnih dimenzija (123 x 165 x 100 cm) i težine ne više od 40 kg, može osigurati rad jednog gorionika za pločice na maksimalnoj toplini u trajanju od sat vremena.

Homebiogas - biogas postrojenje izraelske kompanije

Osim toga, ova instalacija proizvodi do 8 litara tečnog đubriva dnevno pri maksimalnom opterećenju rezervoara (6 kg).

Procjenjuje se da jedno malo poljoprivredno preduzeće može preraditi oko tonu organskog otpada godišnje pomoću ove instalacije. Istina, instalacija je dizajnirana da radi na prosječnoj dnevnoj temperaturi od +20 o C. Međutim, želim vam reći kako napraviti kućnu biogasnu instalaciju koja savršeno funkcionira u klimatskoj zoni centralne Rusije. U principu, tu nema ništa posebno komplikovano.

Kućna bioplinska stanica

Ako vlasnici instalacije žele da ona proizvodi 0,7-0,9 m 3 biogasa svaki dan (dovoljno za kuhanje hrane za dvije osobe), onda treba učiniti sljedeće.

1. U fermentacionu komoru zapremine 1 m3 napunite sitno usitnjeni organski otpad razrijeđen u vodi (da podsjetim - kore od voća i povrća) u težinskom omjeru 1:10 - 1:5.
2. Zatvorite ga hermetički i osigurajte dovod konstantne temperature od +25 do +30°C.

Za održavanje konstantne temperature u komori, kroz nju potrebno je pokrenuti kalem tople vode, grije se na plin proizveden na istoj instalaciji. Na gasovodu treba postaviti dvije slavine: jednu na plinskom štednjaku, drugu na izlazu iz reaktora.

Napomena: naši pametni seljani već dugo razmišljaju, a neki su to i implementirali, da iz vlastitog fekalija dobiju plin za grijanje kuće – odnosno kombinuju septičku jamu sa bioplinskim postrojenjem. Ako dobro pretražujete internet, čak možete pronaći i dijagrame.

Gas collector ili plinski držač- drugi najvažniji element bioplinskog postrojenja, nakon postrojenja za fermentaciju. Sastoji se od dvije čelične posude (od kojih je jedna okrenuta naopako), lako ulaze jedna u drugu. Voda se ulijeva u vanjsku posudu, formirajući hidrauličku brtvu za ulazak bioplina u šupljinu preokrenute posude. Prstenasti razmak između zidova posuda iznosi oko 50 mm. Možete spojiti oba rezervoara pomoću cijevi promjera ½ inča. Isti plinovod uzima plin iz preokrenute posude i isporučuje metan do konvencionalne plinske peći. Preporučljivo je pokriti vanjski dio plinskog držača izolovanim šatorom.

Tehnologija proizvodnje biogasa. Moderni stočarski kompleksi osiguravaju visoke proizvodne pokazatelje. Korištena tehnološka rješenja omogućavaju u potpunosti ispunjavanje zahtjeva važećih sanitarno-higijenskih standarda u prostorijama samih kompleksa.

Međutim, velike količine tečnog stajnjaka koncentrisane na jednom mestu stvaraju značajne probleme za ekologiju područja u blizini kompleksa. Na primjer, svježi svinjski gnoj i izmet su klasifikovani kao otpad klase opasnosti 3. Pitanja životne sredine su pod kontrolom nadzornih organa, a zakonski zahtevi u vezi sa ovim pitanjima stalno postaju stroži.

Biocomplex nudi sveobuhvatno rješenje za odlaganje tekućeg stajnjaka, koje uključuje ubrzanu preradu u modernim bioplinskim postrojenjima (BGU). Tokom procesa prerade, prirodni procesi razgradnje organske materije odvijaju se ubrzano sa oslobađanjem gasa uključujući: metan, CO2, sumpor itd. Samo nastali gas se ne ispušta u atmosferu, izazivajući efekat staklene bašte, već se šalje u specijalne gasne generatore (kogeneracije) koje proizvode električnu i toplotnu energiju.

Biogas - zapaljivi gas, koji nastaje tokom anaerobne metanske fermentacije biomase i sastoji se uglavnom od metana (55-75%), ugljičnog dioksida (25-45%) i nečistoća vodonik sulfida, amonijaka, dušikovih oksida i drugih (manje od 1%).

Razgradnja biomase nastaje kao rezultat hemijskih i fizičkih procesa i simbiotske životne aktivnosti 3 glavne grupe bakterija, dok su produkti metabolizma nekih grupa bakterija prehrambeni proizvodi drugih grupa, u određenom nizu.

Prva grupa su hidrolitičke bakterije, druga stvaraju kiseline, treća stvaraju metan.

Kao sirovine za proizvodnju biogasa mogu se koristiti i organski agroindustrijski ili kućni otpad i biljne sirovine.

Najčešći tipovi poljoprivrednog otpada koji se koriste za proizvodnju bioplina su:

• svinjski i goveđi gnoj, stelja peradi;
• ostaci sa stočne hrane u stočnim kompleksima;
• Vrhovi povrća;
• podstandardna žetva žitarica i povrća, šećerne repe, kukuruza;
• pulpa i melasa;
• brašno, istrošeno zrno, strno zrno, klice;
• pivarsko zrno, klice slada, proteinski mulj;
• otpad od proizvodnje škroba i sirupa;
• komina od voća i povrća;
• serum;
• itd.

Izvor sirovina	Vrsta sirovine	Količina sirovina godišnje, m3 (tone)	Količina biogasa, m3
1 krava muzna	Nerastreseno tečno đubrivo
1 tov svinja	Nerastreseno tečno đubrivo
1 tov bik	Stelja čvrstog stajnjaka
1 konj	Stelja čvrstog stajnjaka
100 pilića	Suvi izmet
1 ha obradive zemlje	Svježa kukuruzna silaža
1 ha obradive zemlje	Šećerna repa
1 ha obradive zemlje	Svježa silaža zrna
1 ha obradive zemlje	Svježa travnata silaža

Broj supstrata (vrsta otpada) koji se koriste za proizvodnju bioplina u jednom bioplinskom postrojenju (BGU) može varirati od jednog do deset ili više.

Biogas projekti u agroindustrijskom sektoru mogu se kreirati prema jednoj od sljedećih opcija:

• proizvodnja bioplina iz otpada iz zasebnog poduzeća (na primjer, stajnjak sa stočne farme, bagasa iz fabrike šećera, mrlja iz destilerije);
• proizvodnja biogasa na bazi otpada iz različitih preduzeća, pri čemu je projekat povezan sa posebnim preduzećem ili odvojeno lociranim centralizovanim postrojenjem za biogas;
• proizvodnja bioplina sa primarnom upotrebom energetskih postrojenja na odvojeno lociranim bioplinskim postrojenjima.

Najčešći način korištenja energije bioplina je sagorijevanje u plinskim klipnim motorima u sklopu mini-CHP, koji proizvode električnu i toplinsku energiju.

Postoji razne opcije za tehnološke sheme bioplinskih stanica- ovisno o vrsti i broju upotrijebljenih podloga. Upotreba prethodne pripreme, u nekim slučajevima, omogućava povećanje brzine i stepena razgradnje sirovina u bioreaktorima, a samim tim i povećanje ukupnog prinosa biogasa. U slučaju korištenja više supstrata različitih svojstava, na primjer, tekući i čvrsti otpad, njihovo akumuliranje i prethodna priprema (razdvajanje na frakcije, mljevenje, zagrijavanje, homogenizacija, biohemijski ili biološki tretman itd.) se vrši odvojeno, nakon čega se ili se miješaju prije nego što se isporuče u bioreaktore, ili se isporučuju u odvojenim tokovima.

Glavni strukturni elementi tipičnog bioplinskog postrojenja su:

• sistem za prijem i preliminarnu pripremu podloga;
• transportni sistem podloge unutar instalacije;
• bioreaktori (fermentori) sa sistemom za miješanje;
• bioreaktorski sistem grijanja;
• sistem za uklanjanje i prečišćavanje biogasa od sumporovodika i nečistoća vlage;
• rezervoari za skladištenje fermentisane mase i bioplina;
• sistem za softversko upravljanje i automatizaciju tehnoloških procesa.

Tehnološke sheme bioplinskih postrojenja variraju ovisno o vrsti i broju obrađenih supstrata, vrsti i kvaliteti konačnih ciljnih proizvoda, specifičnom znanju koje koristi kompanija koja nudi tehnološko rješenje i nizu drugih faktora. Danas su najčešće sheme s jednostepenom fermentacijom nekoliko vrsta supstrata, od kojih je jedan obično stajski gnoj.

Razvojem biogas tehnologija, tehnička rješenja koja se koriste postaju sve složenija prema dvostepenim shemama, što je u pojedinim slučajevima opravdano tehnološkom potrebom za efikasnom obradom pojedinih vrsta podloga i povećanjem ukupne efikasnosti korištenja radne zapremine. bioreaktori.

Karakteristike proizvodnje biogasa je da ga metanske bakterije mogu proizvesti samo iz apsolutno suhih organskih tvari. Stoga je zadatak prve faze proizvodnje stvoriti mješavinu supstrata koja ima visok sadržaj organskih tvari, a istovremeno se može pumpati. Ovo je supstrat sa sadržajem suve materije od 10-12%. Rješenje se postiže otpuštanjem viška vlage pomoću vijčanih separatora.

Tečni stajnjak dolazi iz proizvodnih prostorija u rezervoar, homogenizuje se pomoću potopljene mešalice, a potopljenom pumpom se dovodi u radionicu za separaciju u puž separatore. Tečna frakcija se akumulira u posebnom rezervoaru. Čvrsta frakcija se ubacuje u dozator čvrste sirovine.

U skladu sa rasporedom utovara supstrata u fermentor, prema razvijenom programu, pumpa se periodično uključuje, dovodeći tečnu frakciju u fermentor i istovremeno uključuje punjač čvrste sirovine. Kao opcija, tečna frakcija se može ubaciti u punjač čvrstih sirovina koji ima funkciju miješanja, a zatim se gotova smjesa ubacuje u fermentor prema razvijenom programu punjenja. To se radi kako bi se spriječilo prekomjerno unošenje organskog supstrata u fermentor, jer to može poremetiti ravnotežu tvari i uzrokovati destabilizaciju procesa u fermentoru. Istovremeno se uključuju i pumpe koje pumpaju digestat iz fermentora u fermentor i iz fermentora u rezervoar za skladištenje digestata (laguna) kako bi se spriječilo prelijevanje fermentora i fermentora.

Mase digestata koje se nalaze u fermentoru i fermentoru se miješaju kako bi se osigurala ujednačena distribucija bakterija po cijeloj zapremini posude. Za miješanje se koriste mješalice male brzine specijalnog dizajna.

Dok je supstrat u fermentoru, bakterije oslobađaju do 80% ukupnog bioplina proizvedenog u bioplinskom postrojenju. Preostali dio bioplina se oslobađa u digestoru.

Važnu ulogu u osiguravanju stabilne količine oslobođenog bioplina igra temperatura tekućine unutar fermentora i fermentora. Po pravilu, proces se odvija u mezofilnom režimu sa temperaturom od 41-43°S. Održavanje stabilne temperature postiže se upotrebom specijalnih cijevnih grijača unutar fermentora i fermentora, kao i pouzdanom toplinskom izolacijom zidova i cjevovoda. Biogas koji izlazi iz digestata ima visok sadržaj sumpora. Bioplin se pročišćava od sumpora pomoću posebnih bakterija koje naseljavaju površinu izolacije položene na svod od drvene grede unutar fermentora i fermentora.

Bioplin se akumulira u plinskom držaču, koji se formira između površine digestata i elastičnog materijala visoke čvrstoće koji pokriva fermentor i fermentor na vrhu. Materijal ima sposobnost velikog rastezanja (bez smanjenja čvrstoće), što, kada se biogas akumulira, značajno povećava kapacitet držača plina. Da bi se spriječilo prelijevanje rezervoara za plin i pucanje materijala, postoji sigurnosni ventil.

Zatim, biogas ulazi u kogeneracijsko postrojenje. Kogeneracijska jedinica (CGU) je jedinica u kojoj električnu energiju generiraju generatori koje pokreću plinski klipni motori koji rade na bioplin. Kogeneratori koji rade na biogas imaju dizajnerske razlike od konvencionalnih motora za generatore plina, budući da je bioplin visoko osiromašeno gorivo. Električna energija koju generiraju generatori napaja električnu opremu samog BSU-a, a sve izvan toga se opskrbljuje obližnjim potrošačima. Energija tekućine koja se koristi za hlađenje kogeneratora je generirana toplinska energija umanjena za gubitke u kotlovskim uređajima. Proizvedena toplinska energija se dijelom koristi za zagrijavanje fermentora i fermentora, a preostali dio se također šalje obližnjim potrošačima. ulazi

Moguće je ugraditi dodatnu opremu za prečišćavanje bioplina do nivoa prirodnog plina, međutim, to je skupa oprema i koristi se samo ako namjena bioplinskog postrojenja nije proizvodnja toplinske i električne energije, već proizvodnja goriva za plinski klipni motori. Dokazane i najčešće korišćene tehnologije prečišćavanja biogasa su vodena apsorpcija, adsorpcija pod pritiskom, hemijska precipitacija i membranska separacija.

Energetska efikasnost elektrana na biogas u velikoj meri zavisi od izabrane tehnologije, materijala i dizajna glavnih konstrukcija, kao i od klimatskih uslova na području gde se nalaze. Prosječna potrošnja toplinske energije za grijanje bioreaktora u zoni umjerene klime iznosi 15-30% energije koju generiraju kogeneratori (bruto).

Ukupna energetska efikasnost biogasnog kompleksa sa termoelektranom na biogas je u prosjeku 75-80%. U situaciji kada se sva toplota dobijena iz kogeneracijske stanice tokom proizvodnje električne energije ne može potrošiti (česta situacija zbog nedostatka vanjskih potrošača topline), ona se ispušta u atmosferu. U ovom slučaju energetska efikasnost termoelektrane na biogas iznosi samo 35% ukupne energije biogasa.

Glavni pokazatelji performansi bioplinskih postrojenja mogu značajno varirati, što je u velikoj mjeri determinirano korištenim supstratima, usvojenim tehnološkim propisima, radnom praksom i zadacima koje obavlja svako pojedinačno postrojenje.

Proces obrade stajnjaka ne traje duže od 40 dana. Digestit dobijen preradom je bez mirisa i odlično je organsko đubrivo, u kome se postiže najviši stepen mineralizacije hranljivih materija koje biljke apsorbuju.

Digestat se obično razdvaja na tečne i čvrste frakcije pomoću pužnih separatora. Tečna frakcija se šalje u lagune, gdje se akumulira do perioda primjene na tlo. Čvrsta frakcija se takođe koristi kao đubrivo. Ukoliko se na čvrstu frakciju primeni dodatno sušenje, granulacija i pakovanje, biće pogodna za dugotrajno skladištenje i transport na velike udaljenosti.

Proizvodnja i energetska upotreba biogasa ima niz prednosti koje opravdava i potvrđuje svjetska praksa, a to su:

1. Obnovljivi izvori energije (OIE). Za proizvodnju biogasa koristi se obnovljiva biomasa.
2. Širok spektar sirovina koje se koriste za proizvodnju bioplina omogućava izgradnju bioplinskih postrojenja gotovo svugdje u područjima gdje su koncentrisane poljoprivredne proizvodnje i tehnološki povezane industrije.
3. Raznovrsnost metoda energetskog korišćenja bioplina, kako za proizvodnju električne i/ili toplotne energije na mestu njegovog nastanka, tako i na bilo kom objektu priključenom na transportnu mrežu gasa (u slučaju snabdevanja pročišćenim biogasom u ovu mrežu ), kao i motorno gorivo za automobile.
4. Stabilnost proizvodnje električne energije iz bioplina tijekom cijele godine omogućava pokrivanje vršnih opterećenja u mreži, uključujući i u slučaju korištenja nestabilnih obnovljivih izvora energije, na primjer, solarnih i vjetroelektrana.
5. Otvaranje radnih mjesta kroz formiranje tržišnog lanca od dobavljača biomase do operativnog osoblja energetskih objekata.
6. Smanjenje negativnog utjecaja na okoliš kroz reciklažu i neutralizaciju otpada kontroliranom fermentacijom u bioplinskim reaktorima. Biogas tehnologije su jedan od glavnih i najracionalnijih načina za neutralizaciju organskog otpada. Projekti proizvodnje biogasa smanjuju emisiju stakleničkih plinova u atmosferu.
7. Agrotehnički efekat korišćenja mase fermentisane u biogasnim reaktorima na poljoprivrednim poljima se manifestuje u poboljšanju strukture zemljišta, regeneraciji i povećanju njihove plodnosti usled unošenja nutrijenata organskog porekla. Razvoj tržišta organskih đubriva, uključujući i ona iz masovne prerade u biogasnim reaktorima, u budućnosti će doprinijeti razvoju tržišta ekološki prihvatljivih poljoprivrednih proizvoda i povećati njegovu konkurentnost.

Procijenjeni troškovi jedinične investicije

BGU 75 kWel. ~ 9.000 €/kWel.

BGU 150 kWel. ~ 6.500 €/kWel.

BGU 250 kWel. ~ 6.000 €/kWel.

BGU do 500 kWel. ~ 4.500 €/kWel.

BGU 1 MWel. ~ 3.500 €/kWel.

Proizvedena električna i toplotna energija može zadovoljiti ne samo potrebe kompleksa, već i susjedne infrastrukture. Osim toga, sirovine za biogas postrojenja su besplatne, što osigurava visoku ekonomsku efikasnost nakon isteka perioda povrata (4-7 godina). Trošak energije proizvedene u bioplinskim elektranama ne raste s vremenom, već naprotiv, opada.