Қазіргі қоғам электр энергиясының баламалы көздерін көбірек қолдануға тырысуда, бұл әлемдегі ресурстарды үнемдеу мәселесін шешуге көмектеседі, сонымен қатар жұмыстың осы немесе басқа түріне шығындарды азайтуға мүмкіндік береді. Өз мақсаттарына жету үшін адамдар табиғи элементтердің: судың, желдің, топырақтың, күннің энергиясын пайдалануға бейімделді, сонымен қатар дәстүрлі емес отын түрлерін оңай алмастырады.

Үйіңізге арналған биогаз қондырғысы өндірілетін энергия көзі – биогазды өз бетіңізше алуға мүмкіндік береді. Бұл отын кез келген адамның күнделікті өмірінде өз қолданылуын табады. Бұл дизайнның негізгі артықшылықтары қандай екенін, оны қандай мақсаттарда қолдануға болатынын және қарапайым биогаз қондырғысын өз қолыңызбен қалай жасауға болатындығын анықтайық.

Қолдану саласы

Мұндай құрылғы не үшін қолданылады? Экологиялық отын өндіру үшін биогазды шаруашылықтарда, тұрмыста, кәсіпорындарда қолдануға болады.

Биогазды жылу, электр энергиясын өндіру және автомобиль отыны ретінде пайдалануға болады. Орнатудың конфигурациясы мен мазмұны әр нақты жағдайға қажетті қуатқа, пайдаланылатын бастапқы шикізаттың түріне және алынған соңғы өнімге байланысты көптеген өзгерістерге ие. Интернетте белгілі бір параметрлері бойынша бір-бірінен ерекшеленетін биогаз қондырғыларының әртүрлі фотосуреттерін зерттеуге болады.

Биогаз қондырғысының жұмыс принципі өте айқын, сондықтан оны пайдалануға әрқашан және барлық жерде рұқсат етіледі. Қондырғыны белгілі бір жерде орнату қажеттілігі мен орындылығына әсер ететін негізгі фактор жұмыс үшін органикалық шикізаттың жеткілікті көлемін қамтамасыз ету болып табылады, бұл процесте қажет болады.

Бұл қалай жұмыс істейді

Жұмыс істеу принципін түсіну үшін биогаз қондырғысының құрылымын түсіну қажет. Стандартты блок келесі құрамдас бөліктерді, бөлшектерді және бөлшектерді қамтиды:

• бастапқы органикалық шикізатқа арналған ыдыс;
• шикізаттың аз фракцияларын алуға мүмкіндік беретін тым ірі материалды ұсақтағыштар (әртүрлі араластырғыштар, диірмендер);
• газ ұстағыш – өндірілген биогаз жинақталған ыдыс;
• отын өндіру процесі жүзеге асырылатын резервуар, контейнер, реактор;
• бастапқы шикізат биоотын өндіру резервуарына жеткізілетін түтіктер;
• биогазды резервуардан газ резервуарына және өңдеудің келесі сатыларына беруге мүмкіндік беретін жүйе;
• автоматтандырылған жүйелер, қауіпсіздік және технологиялық процестерді басқару жүйелері.

Қондырғының құрылымымен көбірек танысу үшін биогаз қондырғыларының схемалары мен сызбаларын оқуға болады, оларда жабдықтың барлық құрамдас бөліктері мен бөлшектері анық көрсетіледі.

Жұмыс принципі қондырғының биореакторында бастапқы шикізатты (ол әр түрлі ауылшаруашылық немесе өнеркәсіп қалдықтары, мысалы, көң, орман өнімдері болуы мүмкін) ашытуға және кейіннен ыдыратуға негізделген. Бұл процесс арнайы бактериялардың әсерінен жүреді.

Қабатта жүргізілген процестер нәтижесінде метан, күкіртсутек, СО2, аммиак, N және т.б. тұратын биогаз алынады.

Құрылғыда орын алатын процестердің негізгі кезеңдері:

• контейнерлерде органикалық шикізатты жеткізу;
• тиелген қалдықтарды ұнтақтау және одан әрі реакторға тасымалдау, биомассаны бір мезгілде қыздыру;
• тығыздалған биореакторда ыдырау процесінің басталуы, оның жұмыс істеуі үшін тамаша температура: + 40 градус Цельсий;
• биогазды (газ ұстағышта) және биотыңайтқышты (арнайы бөлек реакторлық резервуарда) қалыптастыру;
• биогаздың тазарту жүйесіне түсуі және оны адамдардың одан әрі мақсатты пайдалануы (тұрмыстық тұтыну, жылу немесе электр энергиясын өндіру үшін);
• реактордағы биотыңайтқышты мақсаты бойынша пайдалану.

Мұны өзіңіз қалай жасауға болады

Биогаз қондырғысын ауылшаруашылық немесе тұрмыстық мақсатта қажетті құрал-саймандары, сантехниканы білетін және дәнекерлеудің қарапайым дағдылары бар адам жасай алады.

Қабылданатын әрекеттер тізбегі келесідей болады:

• ашытуды жүзеге асыру үшін пайдаланылатын биореактор корпусын дайындау (ыдыс металдан немесе бетоннан жасалуы мүмкін);
• резервуардың үстіне қақпақтарды орнату, шикізатты тиеу және тиісінше түсіру үшін қажетті бүйірлік қабырғалардағы тесіктер;
• газ цистернасын орнату;
• газ резервуарынан түпкілікті өнімді тұтыну орнына дейін құбырды салу (бұл жобада клапандар мен қорғаныс элементтері болуы керек - әртүрлі клапандар, клапандар және т.б.).

Биогаз қондырғысын саяжайда, саяжайда, фермада немесе өндірісте орнату тек экономикалық пайда алуға ғана емес, сонымен қатар басқа да оң нәтижелерге қол жеткізуге мүмкіндік береді, атап айтқанда экологиялық және энергетикалық аспектілерде.

Мұндай құрылғыны пайдалана отырып, тұтынушы экологиялық таза отынды, энергияның және биологиялық тыңайтқыштың бірнеше түрін алып қана қоймайды, сонымен қатар мұндай қондырғы болмаған кезде туындауы мүмкін мүмкіндік шығындарын айтарлықтай азайтады.

Биогаз қондырғысының суреті

Шаруалар жыл сайын көңді шығару мәселесіне тап болады. Оны алып кету мен көмуді ұйымдастыруға қажетті қомақты қаржы ысырап болып жатыр. Бірақ ақшаңызды үнемдеуге ғана емес, сонымен қатар бұл табиғи өнімді сіздің пайдаңызға қызмет етуге мүмкіндік беретін әдіс бар.

Үнемді қожайындар көңнен биогаз алуға және оның нәтижесін отын ретінде пайдалануға мүмкіндік беретін экотехнологияны көптен бері тәжірибеге енгізіп келеді.

Сондықтан біз материалымызда биогаз өндіру технологиясы туралы айтамыз, сонымен қатар биоэнергетикалық қондырғыны қалай салу керектігі туралы айтатын боламыз.

Қажетті көлемді анықтау

Реактордың көлемі шаруашылықта өндірілетін көңнің тәуліктік мөлшеріне байланысты анықталады. Сондай-ақ шикізаттың түрін, температурасын және ашыту уақытын ескеру қажет. Орнату толық жұмыс істеуі үшін контейнер көлемнің 85-90% толтырылады, газдың шығуы үшін кем дегенде 10% бос қалуы керек.

Орташа температурада 35 градус болатын мезофилді қондырғыда органикалық заттардың ыдырау процесі 12 күнге созылады, содан кейін ферменттелген қалдықтар жойылады және реактор субстраттың жаңа бөлігімен толтырылады. Қалдықтарды реакторға жіберер алдында 90%-ға дейін сумен сұйылтатындықтан, тәуліктік жүктемені анықтау кезінде сұйықтық мөлшерін де ескеру қажет.

Берілген көрсеткіштер негізінде реактордың көлемі дайындалған субстраттың тәуліктік мөлшеріне (суы бар көң) 12-ге көбейтілген (биомассаның ыдырауына қажетті уақыт) және 10%-ға (ыдыстың бос көлемі) ұлғайғанға тең болады.

Жер асты құрылысын салу

Енді оны ең төмен бағамен алуға мүмкіндік беретін ең қарапайым орнату туралы сөйлесейік. Жер асты жүйесін салуды қарастырыңыз. Оны жасау үшін шұңқырды қазып алу керек, оның негізі мен қабырғалары арматураланған керамзит бетонмен толтырылған.

Кіріс және шығыс саңылаулары камераның қарама-қарсы жағында орналасқан, мұнда субстратты беру және қалдық массаны айдау үшін көлбеу құбырлар орнатылады.

Диаметрі шамамен 7 см болатын шығыс құбыры бункердің түбінде дерлік орналасуы керек, оның екінші ұшы қалдықтарды айдайтын төртбұрышты компенсаторлық резервуарға орнатылады. Субстратты жеткізуге арналған құбыр төменгі жағынан шамамен 50 см қашықтықта орналасқан және диаметрі 25-35 см құбырдың жоғарғы бөлігі шикізатты қабылдауға арналған бөлікке кіреді.

Реактор толығымен жабылуы керек. Ауаның ену мүмкіндігін болдырмау үшін контейнер битум гидрооқшаулағыш қабатымен жабылуы керек.

Бункердің үстіңгі бөлігі күмбез немесе конус пішіні бар газ ұстағыш болып табылады. Ол металл қаңылтырлардан немесе шатыр темірінен жасалған. Сондай-ақ, құрылымды кірпішпен аяқтауға болады, содан кейін ол болат тормен жабылып, сыланған. Газ цистернасының жоғарғы жағында герметикалық люк жасау керек, су тығыздағыш арқылы өтетін газ құбырын алып тастау және газ қысымын босату үшін клапанды орнату керек.

Субстратты араластыру үшін қондырғыны көпіршік принципі бойынша жұмыс істейтін дренаж жүйесімен жабдықтауға болады. Мұны істеу үшін құрылымның ішіндегі пластикалық құбырларды олардың жоғарғы шеті субстрат қабатынан жоғары болатындай етіп тігінен бекітіңіз. Олардың ішінде көптеген тесіктер жасаңыз. Қысымдағы газ төмен түседі, ал жоғары көтерілгенде газ көпіршіктері контейнердегі биомассаны араластырады.

Егер сіз бетон бункерін салғыңыз келмесе, сіз дайын ПВХ контейнерін сатып ала аласыз. Жылуды сақтау үшін оны жылу оқшаулағыш қабаты - көбік полистиролмен қоршау керек. Шұңқырдың түбі 10 см темірбетон қабатымен толтырылған, егер реактордың көлемі 3 м3 аспайтын болса, поливинилхлоридтен жасалған цистерналарды пайдалануға болады.

Тақырып бойынша қорытынды және пайдалы бейне

Бейнені қарасаңыз, қарапайым бөшкеден қарапайым қондырғыны қалай жасау керектігін білесіз:

Ең қарапайым реакторды қол жетімді материалдарды пайдалана отырып, өз қолыңызбен бірнеше күн ішінде жасауға болады. Егер ферма үлкен болса, онда дайын қондырғыны сатып алу немесе мамандармен байланысу жақсы.

Ірі шаруа қожалықтарының иелері үшін көң, құс саңғырығы, мал қалдықтары мәселесі өткір мәселе болып табылады. Мәселені шешу үшін биогаз өндіруге арналған арнайы қондырғыларды пайдалануға болады. Оларды үйде жасау оңай және дайын өнімнің жоғары өнімділігімен ұзақ уақыт бойы пайдалануға болады.

Биогаз дегеніміз не?

Биогаз – ашыту нәтижесінде табиғи шикізаттан биомасса (көң, құс саңғырығы) түрінде алынатын зат. Бұл процеске әр түрлі бактериялар қатысады, олардың әрқайсысы алдыңғылардың қалдықтарымен қоректенеді. Биогаз өндіру процесіне белсенді қатысатын келесі микроорганизмдер анықталған:

• гидролитикалық;
• қышқыл түзетін;
• метан түзеді.

Дайын биомассадан биогаз алу технологиясы табиғи процестерді ынталандыруды қамтиды. Көңдегі бактериялардың тез көбеюі және заттардың тиімді өңделуі үшін оңтайлы жағдайлар қамтамасыз етілуі керек. Ол үшін биологиялық шикізат оттегімен жабылған резервуарға салынады.

Осыдан кейін анаэробты микробтар тобы әрекет етеді. Олар фосфор, калий және құрамында азот бар қосылыстарды таза түрге айналдыруға мүмкіндік береді. Өңдеу нәтижесінде тек биогаз ғана емес, сонымен қатар сапаны растаулар да қалыптасады. Олар ауылшаруашылық қажеттіліктері үшін өте қолайлы және дәстүрлі көңге қарағанда тиімдірек.

Биогаз өндірісінің экологиялық құндылығы

Биологиялық қалдықтарды тиімді өңдеудің арқасында бағалы отын алынады. Бұл процесті орнату қоршаған ортаға теріс әсер ететін атмосфераға метан шығарындыларының алдын алуға көмектеседі. Бұл қосылыс көмірқышқыл газынан 21 есе күшті парниктік әсерді ынталандырады. Метан атмосферада 12 жыл бойы сақталуы мүмкін.

Жаһандық проблема болып табылатын жаһандық жылынудың алдын алу үшін бұл заттың қоршаған ортаға түсуін және таралуын шектеу қажет. Қайта өңдеуден алынған қалдықтар жоғары сапалы мақұлдау болып табылады. Оны пайдалану қолданылатын химиялық қосылыстардың көлемін азайтуға мүмкіндік береді. Синтетикалық жолмен өндірілген тыңайтқыштар жер асты суларын ластап, қоршаған ортаға кері әсерін тигізеді.

Өндіріс процесінің өнімділігіне не әсер етеді?

Биогаз өндіру үшін өндірістік процесті дұрыс ұйымдастыра отырып, 1 текшеден. м органикалық шикізат шамамен 2-3 текше метр береді. м таза өнім. Оның тиімділігіне көптеген факторлар әсер етеді:

• қоршаған ортаның температурасы;
• органикалық шикізаттың қышқылдық деңгейі;
• қоршаған ортаның ылғалдылығы;
• бастапқы биологиялық массадағы фосфордың, азоттың және көміртегінің мөлшері;
• көң немесе қоқыс бөлшектерінің мөлшері;
• өңдеу процесін баяулататын заттардың болуы;
• биомассаға ынталандырушы қоспаларды қосу;
• субстратты беру жиілігі.

Биогаз өндіру үшін қолданылатын шикізат тізімі

Биогазды тек көңнен немесе құс саңғырығынан ғана емес өндіруге болады. Экологиялық таза отын алу үшін басқа шикізаттарды пайдалануға болады:

• астық өлексесі;
• шырын қалдықтары;
• қызылша целлюлозасы;
• балық немесе ет өндірісінің қалдықтары;
• жұмсалған астық;
• сүт өнімдерінің қалдықтары;
• фекальды шлам;
• органикалық шыққан тұрмыстық қалдықтар;
• рапс тұқымынан биодизель өндірісінің қалдықтары.

Биологиялық газдың құрамы

Өткізуден кейінгі биогаздың құрамы келесідей:

• 50-87% метан;
• 13-50% көмірқышқыл газы;
• сутегі мен күкіртті сутек қоспалары.

Өнімді қоспалардан тазартқаннан кейін биометан алынады. Бұл аналогы, бірақ шығу тегі басқа сипаты бар. Отынның сапасын жақсарту үшін оның құрамындағы негізгі энергия көзі болып табылатын метанның мөлшері нормаланады.

Шығарылатын газдардың көлемін есептеу кезінде қоршаған ортаның температурасы ескеріледі. Ол артқанда өнімнің шығымы артып, калориялығы азаяды. Биогаздың сипаттамаларына ауа ылғалдылығының жоғарылауы теріс әсер етеді.

Биогазды қолдану аясы

Биогаз өндірісі қоршаған ортаны сақтауда ғана емес, сонымен қатар халық шаруашылығын отынмен қамтамасыз етуде де үлкен рөл атқарады. Ол кең ауқымды қолданумен сипатталады:

• электр энергиясын, автомобиль отынын өндіру үшін шикізат ретінде пайдаланылады;
• шағын немесе орта кәсіпорындардың энергияға деген қажеттіліктерін қанағаттандыру;
• Биогаз қондырғылары тазарту қондырғыларының рөлін атқарады, бұл шешуге мүмкіндік береді.

Биогаз өндіру технологиясы

Биогазды өндіру үшін органикалық заттардың табиғи ыдырау процесін жылдамдату үшін шаралар қабылдау қажет. Табиғи шикізатты оттегі шектелген жабық ыдысқа қоймас бұрын жақсылап ұсақтап, белгілі бір мөлшерде сумен араластырады.

Нәтижесінде бастапқы субстрат алынады. Оның құрамында судың болуы қоршаған ортадан заттар түскен кезде пайда болуы мүмкін бактерияларға жағымсыз әсерлердің алдын алу үшін қажет. Сұйық компонентсіз ашыту процесі айтарлықтай баяулайды және бүкіл биоқондырманың тиімділігін төмендетеді.

Органикалық шикізатты қайта өңдеуге арналған өнеркәсіптік үлгідегі жабдық мыналармен қосымша жабдықталған:

• субстратты жылытуға арналған құрылғы;
• шикізатты араластыруға арналған жабдық;
• ортаның қышқылдығын бақылауға арналған құрылғылар.

Бұл құрылғылар биореакторлардың тиімділігін айтарлықтай арттырады. Араластырған кезде биомассаның бетіндегі қатты қабық жойылады, бұл бөлінген газдың мөлшерін арттырады. Органикалық массаны өңдеу ұзақтығы шамамен 15 күн. Осы уақыт ішінде ол 25% ғана ыдырайды. Табиғи газдың максималды мөлшері субстраттың бұзылу дәрежесі 33% жеткенде шығарылады.

Биологиялық газды өндіру технологиясы субстратты күнделікті жаңартуды қамтиды. Ол үшін биореактордан массаның 5% алынады, оның орнына шикізаттың жаңа бөлігі қойылады. Қолданылған өнім индоссамент ретінде пайдаланылады.

Үй жағдайында биогаз өндіру технологиясы

Үйде биогаз өндіру келесі схема бойынша жүзеге асырылады:

1. Биологиялық массасы ұсақталған. Өлшемдері 10 мм-ден аспайтын бөлшектерді алу қажет.
2. Алынған масса сумен мұқият араласады. 1 кг шикізат үшін шамамен 700 мл сұйық компонент қажет. Пайдаланылатын су ішуге жарамды және қоспасыз болуы керек.
3. Бүкіл резервуар алынған субстратпен толтырылады, содан кейін ол герметикалық жабылады.
4. Күніне бірнеше рет субстратты мұқият араластырған жөн, бұл оны өңдеудің тиімділігін арттырады.
5. Өндіріс процесінің 5-ші күні биогаздың бар-жоғы тексеріліп, компрессор арқылы дайындалған баллондарға біртіндеп айдалады. Газ тәрізді өнімдерді мезгіл-мезгіл алып тастау міндетті болып табылады. Олардың жинақталуы резервуар ішіндегі қысымның жоғарылауына әкеледі, бұл биологиялық массаның ыдырау процесіне теріс әсер етеді.
6. Өндірістің 15-ші күні субстраттың бір бөлігі алынып, биологиялық материалдың жаңа бөлігі жүктеледі.

Биомассаны өңдеуге арналған реактордың қажетті көлемін анықтау үшін тәулік ішінде өндірілген көң мөлшерін есептеу керек. Пайдаланылатын шикізат түрін және қондырғыда сақталатын температуралық жағдайларды ескеру қажет. Қолданылатын резервуар көлемінің 85-90% дейін толтырылуы керек. Қалған 10% алынған биологиялық газдың жинақталуына қажет.

Өңдеу циклінің ұзақтығын ескеру қажет. Температураны +35°С сақтаған кезде ол 12 күн. Қолданылатын шикізат реакторға жіберілмес бұрын сумен сұйылтылғанын ұмытпауымыз керек. Сондықтан резервуардың көлемін есептеу алдында оның мөлшері ескеріледі.

Қарапайым биологиялық қондырғының диаграммасы

Үйде биогаз өндіру үшін биологиялық массаны ыдырататын микроорганизмдерге оңтайлы жағдай жасау қажет. Ең алдымен, генераторды жылытуды ұйымдастырған жөн, бұл қосымша шығындарға әкеледі.

• Қалдықтарды сақтауға арналған контейнердің көлемі кемінде 1 текше метр болуы керек. м;
• герметикалық жабық контейнерді пайдалану қажет;
• биомасса сыйымдылығын оқшаулау оның тиімді жұмыс істеуінің міндетті шарты болып табылады;
• резервуарды жерге тереңдетуге болады. Жылу оқшаулау оның жоғарғы бөлігінде ғана орнатылады;
• Контейнерде қолмен араластырғыш орнатылған. Оның тұтқасы герметикалық блок арқылы шығарылады;
• шикізатты тиеу/түсіру және биогазды қабылдау үшін саптамалар қарастырылған.

Жер асты реакторларын жасау технологиясы

Биогазды өндіру үшін оны жерге тереңдете отырып, ең қарапайым қондырғыны орнатуға болады. Мұндай резервуарды жасау технологиясы келесідей:

1. Қажетті өлшемдегі шұңқырды қазыңыз. Оның қабырғалары кеңейтілген сазды бетонмен толтырылған, ол қосымша күшейтілген.
2. Бункердің қарама-қарсы қабырғаларында тесіктер қалдырылады. Олар шикізатты айдау және қалдық материалды алу үшін белгілі бір еңісі бар құбырларды орнатады.
3. Диаметрі 70 мм болатын шығыс құбыры түбіне дерлік жақын жерде орнатылған. Оның екінші ұшы қалдық шлам сорылатын резервуарға орнатылады. Оны төртбұрышты етіп жасау ұсынылады.
4. Шикізатты жеткізуге арналған құбыр түбіне қатысты 0,5 м биіктікте орналастырылған. Оның ұсынылатын диаметрі 30-35 мм. Құбырдың жоғарғы жағы дайындалған шикізатты қабылдау үшін бөлек резервуарға орналастырылады.
5. Биореактордың жоғарғы бөлігінде күмбез немесе конус пішіні болуы керек. Оны кәдімгі шатыр темірінен немесе басқа металл парақтардан жасауға болады. Кірпіш ваннаны пайдаланып резервуардың қақпағын жасауға рұқсат етіледі. Оның құрылымын нығайту үшін беті арматуралық торды орнату арқылы қосымша сыланған.
6. Мен резервуардың қақпағының үстіне люк жасаймын, ол герметикалық жабылуы керек. Ол арқылы газ шығатын құбыр да өткізіледі. Сонымен қатар, қысымды төмендететін клапан орнатылған.
7. Субстратты араластыру үшін резервуарға бірнеше пластикалық құбырлар орнатылады. Оларды биомассаға батыру керек. Құбырларда көптеген тесіктер жасалады, бұл шикізатты қозғалатын газ көпіршіктері арқылы араластыруға мүмкіндік береді.

Биогаздың шығуын есептеу

Биологиялық газдың шығымы шикізаттағы құрғақ заттың мөлшеріне және оның түріне байланысты:

• 1 тонна мал көңінен 50-60 текше метр алынады. м өнім, құрамында метан мөлшері 60%;
• 1 тонна өсімдік қалдықтарынан 200-500 текше метр алынады. м биогаздың метан концентрациясы 70%;
• 1 тонна майдан 1300 текше метр алынады. м газдың метан концентрациясы 87%.

Өндіріс тиімділігін анықтау үшін қолданылатын шикізатқа зертханалық сынақтар жүргізіледі. Оның құрамы есептеледі, бұл биогаздың сапалық сипаттамаларына әсер етеді.

«Үй салу» блогының барлық оқырмандары мен келушілеріне сәлем. Мен «ойлап тапқан» мақалалардың бірінде мен сізге алу туралы айтып беруге уәде бергенім есімде үйдегі биогаз. Жарайды, уәде бердің, сондықтан оны орындау керек, жаман жердің біріне жібермеу үшін.

Биогаз қондырғысы туралы не білеміз? Қазіргі уақытта көпшілігінде бұл туралы бұлыңғыр түсінік бар, ал көпшілігі бұл не туралы ештеңе білмейді - сіздің үйіңізді энергиямен қамтамасыз ету идеясы газ немесе басқа энергия үшін төлемдерді төлеуге байланысты. ресурстарды уақытында. Дегенмен, энергия шығындарының шексіз өсуі кейбір зерделі саналарды балама шешімдерді іздеуге және өндіріс әдістерін іздеуге итермелейді, мысалы органикалық қалдықтардан үй жағдайында биогаз өндіруге арналған жабдық. Сонымен қатар, бірден 2-ні 1-де жасай алатын Кулибиндер де бар - септикті биогаз қондырғысымен біріктіріңіз. Бұл әзіл деп ойлайсыз ба? Ештене етпейді. Біздің әлемде бұл мүмкін емес.

Демек, биогаз қондырғысы тамақ пісіруге және үйді жылытуға арзан энергиямен ғана емес, сонымен қатар жоғары сапалы тыңайтқышпен де қамтамасыз етеді.

Көңді пайдаланатын үйдегі биогаз қондырғысы - диаграмма

Қалдықтардан биогаз өндіру – экологиялық таза отын түрі. Оның сипаттамалары бойынша ол іс жүзінде табиғи газдан кем түспейді. Жай ғана ол жерден алынбаған, бірақ органикалық қалдықтарды ашыту арқылы.

Биогазды алу технологиясын былай елестетуге болады: биореактор деп аталатын арнайы жинау орнында қалдықтарды өңдеу және ашыту процесі жүргізіледі. Нәтижесінде 60% метан, 35% көмірқышқыл газы және қалған 5% басқа газ тәрізді заттардан тұратын газдар қоспасы бөлінеді. Алынған газ үнемі биореактордан шығарылып, тазартылғаннан кейін тұрмыстық қажеттіліктерге пайдаланылады.

Биогаз қондырғысының жұмыс принципінің диаграммасы

Қалдық қалдықтар, бірінші сортты тыңайтқышқа айналдырылып, мезгіл-мезгіл өндіріліп, егістіктерге тасымалданады.

Ескерту: зерттеулер көрсеткендей, анаэробты түрде ашытылған тыңайтқыштармен өңделген танап әдеттегі әдіспен тыңайтылған танапқа қарағанда 20-30% артық өнім береді.

Үйге арналған биогаз қондырғылары – сатып алу немесе өзіңіз жасау?

Егер ірі фермерлер өндірістік жағдайда жасалған биогаз қондырғысын сатып ала алатын болса, онда шағын кәсіпорындар, тіпті жеке үй иелері, ең алдымен, сатып алмай, өз қолдарымен жұмыс істейтін қуаттылығы аз қондырғыларды орната алады. сол әдіс, сынықтардан. Бірақ алдымен сіз нақты қандай өлшемді түсінуіңіз керек, және ең бастысы, сіздің сайтыңызға қандай орнату түрін алғыңыз келеді.

Кәсіпорындар, шаруа қожалықтары үшін биогаз өндіруге арналған орнату схемасы

Орнату түрлері, органикалық заттардың ашыту түрлері сияқты тек екеуі бар - ауамен (аэробты) және онсыз (анаэробты). Сағат аэробты ашытуБиомассаның ыдырауы кезінде сутегі суға, көміртегі көмірқышқыл газына дейін тотығады. Сонымен қатар, осы сәтте көп мөлшерде бөлінеді - ашыту биомассасы қатты қызады.

Анаэробты ашыту кезінде Көміртектің 60-70% метанға айналады, ал қалғаны - сутегі, көмірқышқыл газы және азотқа айналады. Кәдімгі газ қыздырғышы метанды жағу үшін өте қолайлы.

Колхоз қорасының жанындағы биогаз қондырғысы

Энергияның аэробты әдісі анаэробты әдіске қарағанда оңай және қарапайым. Ол мөрленген ашыту камераларын өндіруді және бақылауды қажет етпейді. Аэробты қондырғылар деп аталады BTS(биотермиялық станциялар). Ал анаэробты - BES(биоэнергетикалық немесе биогаз станциялары). Кез келген органикалық ауылшаруашылық өнімі ашыту үшін шикізат ретінде жарамды. Мысалы, израильдік бір компания тек жемістер мен көкөністердің қабығымен жұмыс істейтін ықшам биогаз өндіру зауытын ұсынды.

HomeBioGas үйдегі биогаз қондырғысы

Үйде газ өндіру үшін израильдік HomeBioGas компаниясы әзірлеген биогаз қондырғысы қарапайым өлшемдерімен (123 х 165 х 100 см) және салмағы 40 кг-нан аспайтын бір плитка оттығының максималды қызу кезінде бір сағат бойы жұмыс істеуін қамтамасыз ете алады.

Homebiogas - израильдік компанияның биогаз зауыты

Сонымен қатар, бұл қондырғы 8 литрге дейін шығарады тәулігіне сұйық тыңайтқыштармаксималды резервуар жүктемесінде (6 кг).

Бұл қондырғының көмегімен бір шағын ауылшаруашылық кәсіпорны жылына бір тоннаға жуық органикалық қалдықтарды өңдей алады деген болжам бар. Рас, қондырғы орташа тәуліктік +20 o C температурада жұмыс істеуге арналған. Мен Ресейдің орталық бөлігіндегі климаттық аймақта тамаша жұмыс істейтін үйдегі биогаз қондырғысын қалай жасау керектігін айтқым келеді. Негізінде, бұл туралы күрделі ештеңе жоқ.

Үйдегі биогаз станциясы

Қондырғының иелері оның күн сайын 0,7-0,9 м 3 биогаз шығаруын қаласа (екі адамға тамақ дайындауға жеткілікті), онда олар келесі әрекеттерді орындауы керек.

1. 1: 10 - 1: 5 салмақ қатынасында суда сұйылтылған майдалап туралған органикалық қалдықтармен (еске салайын - жемістер мен көкөністер қабығы) көлемі 1 м3 ашыту камерасын салыңыз.
2. Оны герметикалық түрде жауып, +25-тен +30°C-қа дейінгі тұрақты температураны қамтамасыз етіңіз.

Камерада тұрақты температураны ұстап тұру үшін, ол арқылы ыстық су орамын іске қосу қажет, сол қондырғыда өндірілген газбен жылытылады. Газ құбырына екі кран орнату қажет: біреуі газ плитасында, екіншісі реактордың шығысында.

Ескерту: біздің зерек ауыл адамдары үйді жылыту үшін газды өз нәжісінен алуды бұрыннан ойлап, кейбіреулері оны іс жүзінде қолданды, яғни септик пен биогаз қондырғысын біріктіреді. Интернетті жақсылап қарасаңыз, тіпті диаграммаларды таба аласыз.

Газ коллекторынемесе газ ұстағыш- биогаз қондырғысының ферменттеу қондырғысынан кейінгі екінші маңызды элементі. Ол бір-біріне оңай енетін екі болат ыдыстан (біреуі төңкерілген) тұрады. Төңкерілген ыдыстың қуысына түсетін биогаз үшін гидравликалық тығыздағышты құра отырып, су сыртқы ыдысқа құйылады. Тамырлардың қабырғалары арасындағы сақиналы саңылау шамамен 50 мм. Екі резервуарды диаметрі ½ дюймдік құбырлар арқылы қосуға болады. Сол газ құбыры газды төңкерілген ыдыстан алып, метанды кәдімгі газ плитасына жеткізеді. Газ ұстағыштың сыртын оқшауланған шатырмен жабу ұсынылады.

Биогаз өндіру технологиясы. Қазіргі заманғы асыл тұқымды мал шаруашылығы кешендері жоғары өнім көрсеткіштерін қамтамасыз етеді. Қолданылатын технологиялық шешімдер кешендердің өз үй-жайларында қолданыстағы санитарлық-гигиеналық нормалардың талаптарына толық сәйкес келуге мүмкіндік береді.

Дегенмен, бір жерде шоғырланған көп мөлшердегі сұйық көң кешенге іргелес аумақтардың экологиясы үшін елеулі проблемалар туғызады. Мысалы, жаңа піскен шошқа көңі мен саңылаулары қауіптілік 3-сыныптағы қалдықтарға жатады. Экологиялық мәселелер бақылаушы органдардың бақылауында, бұл мәселелер бойынша заңнама талаптары үнемі қатаңдауда.

Biocomplex заманауи биогаз қондырғыларында (БГУ) жеделдетілген өңдеуді қамтитын сұйық көңді кәдеге жаратудың кешенді шешімін ұсынады. Өңдеу процесінде органикалық заттардың табиғи ыдырау процестері газдың бөлінуімен жеделдетілген режимде жүреді, оның ішінде: метан, СО2, күкірт және т.б. Алынған газ ғана парниктік әсер туғызып, атмосфераға шығарылмайды, электр және жылу энергиясын өндіретін арнайы газ генераторы (когенерация) қондырғыларына жіберіледі.

Биогаз – жанғыш газ, биомассаның анаэробты метан ашытуы кезінде түзілетін және негізінен метаннан (55-75%), көмірқышқыл газынан (25-45%) және күкіртті сутегінің, аммиактың, азот оксидтерінің және басқалардың қоспаларынан (1%-дан аз) тұрады.

Биомассаның ыдырауы химиялық және физикалық процестердің және бактериялардың 3 негізгі тобының симбиотикалық тіршілік әрекетінің нәтижесінде жүреді, ал кейбір бактериялар тобының зат алмасу өнімдері басқа топтардың тағамдық өнімдері болып табылады, белгілі бір ретпен.

Бірінші топ – гидролиздік бактериялар, екіншісі – қышқыл түзуші, үшіншісі – метан түзуші.

Биогаз өндіру үшін шикізат ретінде органикалық агроөнеркәсіптік немесе тұрмыстық қалдықтарды да, өсімдік шикізатын да пайдалануға болады.

Биогаз өндіру үшін пайдаланылатын ауылшаруашылық қалдықтарының ең көп тараған түрлері:

• шошқа және ірі қара мал көңі, құс саңғырығы;
• мал кешендерінің азықтандыру үстелінің қалдықтары;
• көкөністердің үстіңгі жағы;
• дәнді дақылдар мен көкөністердің, қант қызылшасының, жүгерінің сапасыз өнімі;
• целлюлоза және сірне;
• ұн, жұмсалған дән, ұсақ дән, ұрық;
• сыра дәні, уыт өскіндері, ақуыз шламы;
• крахмал және сироп өндірісінің қалдықтары;
• жеміс-көкөніс позасы;
• сарысу;
• т.б.

Шикізат көзі	Шикізат түрі	Жылына шикізат көлемі, м3 (тонна)	Биогаз мөлшері, м3
1 сауын сиыр	Қоқыссыз сұйық көң
1 бордақылау шошқа	Қоқыссыз сұйық көң
1 бордақылау бұқа	Қатты көңді тастаңыз
1 жылқы	Қатты көңді тастаңыз
100 тауық	Құрғақ нәжіс
1 га егістік жер	Жаңа піскен жүгері сүрлемі
1 га егістік жер	Қант қызылшасы
1 га егістік жер	Жаңа піскен дәнді сүрлем
1 га егістік жер	Жаңа піскен шөп сүрлемі

Бір биогаз қондырғысының (БГУ) ішінде биогаз өндіру үшін қолданылатын субстраттардың (қалдықтардың түрлері) саны бірден онға дейін немесе одан да көп болуы мүмкін.

Агроөнеркәсіптік сектордағы биогаз жобалары келесі нұсқалардың бірі бойынша құрылуы мүмкін:

• жеке кәсіпорынның қалдықтарынан биогаз алу (мысалы, мал фермасының көңі, қант зауытынан алынған қопсытқыш, спирт зауытынан алынған сүзбе);
• жеке кәсіпорынға немесе бөлек орналасқан орталықтандырылған биогаз қондырғысына байланысты жобамен әртүрлі кәсіпорындардың қалдықтары негізінде биогаз өндіру;
• жеке орналасқан биогаз қондырғыларында энергетикалық қондырғыларды негізгі пайдалану арқылы биогаз өндіру.

Биогазды энергияны пайдаланудың ең кең тараған әдісі - электр және жылу энергиясын өндіретін шағын ЖЭО құрамында газ поршенді қозғалтқыштарда жану.

Бар биогаз станцияларының технологиялық схемаларының әртүрлі нұсқалары- қолданылатын субстрат түрлерінің түрлері мен санына байланысты. Алдын ала дайындықты қолдану кейбір жағдайларда биореакторларда шикізаттың ыдырау жылдамдығы мен дәрежесін арттыруға, демек, биогаздың жалпы шығымдылығын арттыруға мүмкіндік береді. Әртүрлі қасиеттері бар бірнеше субстраттарды, мысалы, сұйық және қатты қалдықтарды пайдаланған жағдайда, оларды жинақтау және алдын ала дайындау (фракцияларға бөлу, ұнтақтау, қыздыру, гомогенизациялау, биохимиялық немесе биологиялық өңдеу және т.б.) бөлек жүргізіледі, содан кейін олар биореакторларға жеткізілмес бұрын араласады немесе бөлек ағындармен жеткізіледі.

Типтік биогаз қондырғысының негізгі құрылымдық элементтері:

• астарларды қабылдау және алдын ала дайындау жүйесі;
• орнату ішіндегі субстратты тасымалдау жүйесі;
• араластыру жүйесі бар биореакторлар (ферментаторлар);
• биореакторларды жылыту жүйесі;
• биогазды күкіртсутек пен ылғал қоспаларынан тазарту және тазарту жүйесі;
• ашытылған массаны және биогазды сақтауға арналған резервуарлар;
• бағдарламалық қамтамасыз етуді басқару және технологиялық процестерді автоматтандыру жүйесі.

Биогаз қондырғыларының технологиялық схемалары өңделетін субстраттардың түрі мен санына, түпкілікті мақсатты өнімнің түрі мен сапасына, технологиялық шешімді ұсынатын компания пайдаланатын нақты ноу-хауға және бірқатар басқа факторларға байланысты өзгереді. Бүгінгі таңда ең көп таралған - субстраттардың бірнеше түрін бір сатылы ашыту схемалары, олардың бірі әдетте көң болып табылады.

Биогаз технологияларының дамуымен қолданылатын техникалық шешімдер екі сатылы схемаларға қарай күрделене түсуде, бұл кейбір жағдайларда субстраттардың белгілі бір түрлерін тиімді өңдеудің технологиялық қажеттілігімен және жұмыс көлемін пайдаланудың жалпы тиімділігін арттырумен негізделеді. биореакторлар.

Биогаз өндірудің ерекшеліктеріол тек абсолютті құрғақ органикалық заттардан метан бактерияларымен түзілуі мүмкін. Сондықтан өндірістің бірінші кезеңінің міндеті – құрамында органикалық заттары жоғары, сонымен қатар айдауға болатын субстрат қоспасын жасау. Бұл құрғақ заттың мөлшері 10-12% болатын субстрат. Шешім бұрандалы сепараторлардың көмегімен артық ылғалды босату арқылы қол жеткізіледі.

Сұйық көң өндірістік үй-жайлардан резервуарға түседі, су асты араластырғыштың көмегімен гомогенизацияланады және суасты сорғымен шнек сепараторларына бөлу цехына жеткізіледі. Сұйық фракция бөлек резервуарда жиналады. Қатты фракция қатты шикізатты қоректендіргішке жүктеледі.

Астарды ферментаторға тиеу кестесіне сәйкес әзірленген бағдарлама бойынша сорғы мезгіл-мезгіл қосылып, ферментаторға сұйық фракцияны береді және бір уақытта қатты шикізат тиегіші қосылады. Опция ретінде сұйық фракцияны араластыру функциясы бар қатты шикізат тиегішке беруге болады, содан кейін дайын қоспаны әзірленген жүктеу бағдарламасына сәйкес ашытуға береді. Бұл ферментаторға органикалық субстраттың шамадан тыс түсуін болдырмау үшін жасалады, өйткені бұл заттардың тепе-теңдігін бұзуы және ферментатордағы процестің тұрақсыздануына әкелуі мүмкін. Сонымен бірге сорғылар да қосылып, ферментатордан ашытуға және ферментатордан дигестатты сақтауға арналған резервуарға (лагуна) айдау арқылы ферментатор мен ферментатордың толып кетуін болдырмайды.

Ферментатор мен ферментаторда орналасқан ас қорыту массалары бактериялардың ыдыстардың бүкіл көлеміне біркелкі таралуын қамтамасыз ету үшін араластырылады. Араластыру үшін арнайы конструкциядағы төмен жылдамдықты араластырғыштар қолданылады.

Субстрат ферментаторда болған кезде, бактериялар биогаз қондырғысы өндіретін жалпы биогаздың 80% дейін шығарады. Биогаздың қалған бөлігі қорытқышта шығарылады.

Бөлінетін биогаздың тұрақты мөлшерін қамтамасыз етуде ферментатор мен ферментатордың ішіндегі сұйықтықтың температурасы маңызды рөл атқарады. Әдетте, процесс 41-43ᴼС температурада мезофильді режимде жүреді. Тұрақты температураны ұстап тұру ферменттер мен ферменттер ішіндегі арнайы құбырлы жылытқыштарды, сондай-ақ қабырғалар мен құбырларды сенімді жылу оқшаулауын қолдану арқылы жүзеге асырылады. Ас қорытудан шығатын биогазда күкірт мөлшері жоғары. Биогазды күкірттен тазарту арнайы бактериялар арқылы жүзеге асырылады, олар ферменттер мен ферментаторлардың ішіндегі ағаш арқалық қоймаға салынған оқшаулаудың бетін колонизациялайды.

Биогаз газ ұстағышта жиналады, ол ас қорытудың беті мен оның үстіндегі ферментатор мен ферментаторды жабатын серпімді, жоғары берік материал арасында пайда болады. Материалдың қатты созылу мүмкіндігі бар (беріктікті төмендетпей), ол биогаз жиналған кезде газ ұстағышының сыйымдылығын айтарлықтай арттырады. Газ ыдысының толып кетуіне және материалдың жарылуына жол бермеу үшін қауіпсіздік клапаны бар.

Одан әрі биогаз когенерациялық қондырғыға түседі. Когенерациялық қондырғы (CGU) - бұл электр энергиясы биогазда жұмыс істейтін газ поршенді қозғалтқыштармен басқарылатын генераторлар арқылы өндірілетін қондырғы. Биогазда жұмыс істейтін когенераторлар әдеттегі газ генераторларының қозғалтқыштарынан конструкциялық айырмашылықтарға ие, өйткені биогаз өте сарқылатын отын болып табылады. Генераторлар өндіретін электр энергиясы БМУ-дың электр жабдықтарын қуатпен қамтамасыз етеді, ал одан тыс барлық нәрсе жақын маңдағы тұтынушыларға беріледі. Когенераторларды салқындату үшін қолданылатын сұйықтықтың энергиясы қазандық құрылғыларындағы шығындарды алып тастағандағы өндірілген жылу энергиясы болып табылады. Алынған жылу энергиясы ішінара ферментаторлар мен ферментаторларды қыздыруға жұмсалады, ал қалған бөлігі жақын маңдағы тұтынушыларға да жіберіледі. кіреді

Биогазды табиғи газ деңгейіне дейін тазарту үшін қосымша жабдықты орнатуға болады, бірақ бұл қымбат жабдық және биогаз қондырғысының мақсаты жылу және электр энергиясын өндіру емес, отын өндіру болған жағдайда ғана қолданылады. газ поршенді қозғалтқыштар. Биогазды тазартудың дәлелденген және жиі қолданылатын технологиялары сулы абсорбция, қысым тасымалдағышты адсорбциялау, химиялық тұндыру және мембрананы бөлу болып табылады.

Биогаз электр станцияларының энергия тиімділігі көбінесе таңдалған технологияға, материалдарға және негізгі құрылымдардың дизайнына, сондай-ақ олар орналасқан аймақтың климаттық жағдайларына байланысты. Қоңыржай климаттық аймақта биореакторларды жылытуға арналған жылу энергиясын орташа тұтыну когенераторлар өндіретін энергияның (брутто) 15-30% құрайды.

Биогазбен жұмыс істейтін жылу электр станциясы бар биогаз кешенінің жалпы энергия тиімділігі орта есеппен 75-80% құрайды. Электр энергиясын өндіру кезінде когенерациялық станциядан алынған барлық жылуды тұтыну мүмкін болмаған жағдайда (сыртқы жылу тұтынушыларының болмауына байланысты жалпы жағдай) ол атмосфераға шығарылады. Бұл жағдайда биогаз жылу электр станциясының энергия тиімділігі жалпы биогаз энергиясының 35%-ын ғана құрайды.

Биогаз қондырғыларының негізгі өнімділік көрсеткіштері айтарлықтай өзгеруі мүмкін, ол негізінен қолданылатын субстраттармен, қабылданған технологиялық регламенттермен, пайдалану тәжірибесімен және әрбір жеке қондырғы орындайтын міндеттермен анықталады.

Көңді өңдеу процесі 40 күннен аспайды. Өңдеу нәтижесінде алынған дигестат иіссіз және тамаша органикалық тыңайтқыш болып табылады, онда өсімдіктер сіңіретін қоректік заттардың минералдануының ең жоғары дәрежесіне қол жеткізіледі.

Дигестат әдетте бұрандалы сепараторлардың көмегімен сұйық және қатты фракцияларға бөлінеді. Сұйық фракция лагуналарға жіберіледі, онда ол топыраққа қолдану кезеңіне дейін жинақталады. Қатты фракция тыңайтқыш ретінде де қолданылады. Қатты фракцияға қосымша кептіру, түйіршіктеу және орау қолданылса, ол ұзақ сақтауға және ұзақ қашықтыққа тасымалдауға жарамды болады.

Биогазды өндіру және энергияны пайдалануәлемдік тәжірибеде дәлелденген және расталған бірқатар артықшылықтарға ие, атап айтқанда:

1. Жаңартылатын энергия көзі (ЖЭК). Жаңартылатын биомасса биогаз алу үшін қолданылады.
2. Биогаз өндіру үшін қолданылатын шикізаттың кең ассортименті ауылшаруашылық өндірісі мен технологиялық байланысты салалар шоғырланған аумақтарда іс жүзінде барлық жерде биогаз қондырғыларын салуға мүмкіндік береді.
3. Биогазды оның пайда болу орнында электр және/немесе жылу энергиясын өндіру үшін де, газ тасымалдау желісіне қосылған кез келген объектіде де (осы желіге тазартылған биогазды беру жағдайында) энергияны пайдалану әдістерінің әмбебаптығы ), сондай-ақ автомобильдерге арналған мотор отыны.
4. Биогаздан электр энергиясын жыл бойы өндірудің тұрақтылығы желідегі ең жоғары жүктемелерді жабуға мүмкіндік береді, оның ішінде тұрақсыз жаңартылатын энергия көздерін пайдалану жағдайында, мысалы, күн және жел электр станциялары.
5. Биомассаны жеткізушілерден энергетикалық объектілерді пайдаланушы персоналға дейінгі нарық тізбегін қалыптастыру арқылы жұмыс орындарын құру.
6. Биогаз реакторларында бақыланатын ашыту арқылы қалдықтарды қайта өңдеу және залалсыздандыру арқылы қоршаған ортаға кері әсерін азайту. Биогаз технологиялары органикалық қалдықтарды залалсыздандырудың негізгі және ұтымды тәсілдерінің бірі болып табылады. Биогаз өндіру жобалары атмосфераға парниктік газдар шығарындыларын азайтады.
7. Биогаз реакторларында ашытылған массаны ауылшаруашылық алқаптарында пайдаланудың агротехникалық әсері органикалық текті қоректік заттарды енгізу есебінен топырақ құрылымын жақсарту, регенерациялау және құнарлығын арттыруда көрінеді. Органикалық тыңайтқыштар нарығын дамыту, оның ішінде биогаз реакторларында жаппай өңделетін тыңайтқыштар болашақта экологиялық таза ауыл шаруашылығы өнімдері нарығын дамытуға және оның бәсекеге қабілеттілігін арттыруға ықпал етеді.

Бірліктің болжамды инвестициялық шығындары

БГУ 75 кВель. ~ 9.000 €/кВэль.

БГУ 150 кВель. ~ 6,500 €/кВэль.

БГУ 250 кВель. ~ 6 000 €/кВэль.

BGU bis 500 кВель. ~ 4,500 €/кВэль.

BGU 1 МВел. ~ 3.500 €/кВэль.

Өндірілетін электр және жылу энергиясы кешеннің ғана емес, оған жақын орналасқан инфрақұрылымның да қажеттіліктерін қанағаттандыра алады. Оның үстіне биогаз қондырғылары үшін шикізат тегін, бұл өтелу мерзімінен кейін (4-7 жыл) жоғары экономикалық тиімділікті қамтамасыз етеді. Биогаз электр станцияларында өндірілетін энергияның өзіндік құны уақыт өте келе өспейді, керісінше, төмендейді.