Šiuolaikinė visuomenė vis dažniau bando naudoti alternatyvius elektros energijos šaltinius, tai padeda susidoroti su išteklių tausojimo problema pasaulyje, taip pat leidžia sumažinti išlaidas tam ar kitam darbui. Siekdami savo tikslų, žmonės prisitaikė naudoti gamtos stichijų: vandens, vėjo, dirvožemio, saulės energiją, be to, naudojo nestandartines kuro rūšis, kurios lengvai pakeičia tradicines.

Biodujų jėgainė jūsų namams leis jums patiems gauti pagaminamos energijos šaltinį – biodujas. Šis kuras bus pritaikytas bet kurio žmogaus kasdieniame gyvenime. Išsiaiškinkime, kokie yra pagrindiniai šio dizaino pranašumai, kokiems tikslams jis gali būti naudojamas ir kaip savo rankomis pasidaryti paprastą biodujų gamyklą.

Taikymo sritis

Kam naudojamas toks prietaisas? Ekologiško kuro, biodujų gamybai, kurios gali būti naudojamos ūkiuose, buityje, įmonėse.

Biodujos gali būti naudojamos šilumai, elektrai gaminti ir kaip automobilių kuras. Įrenginio konfigūracija ir turinys turi daug variantų, priklausomai nuo kiekvienu konkrečiu atveju reikalingos galios, naudojamų pirminių žaliavų tipo ir gaunamo galutinio produkto. Internete galite išstudijuoti įvairias biodujų gamyklų nuotraukas, kurios skiriasi viena nuo kitos tam tikrais parametrais.

Biodujų gamyklos veikimo principas yra itin aiškus, todėl jos naudojimas leistinas visada ir visur. Pagrindinis veiksnys, turintis įtakos padalinio įkūrimo tam tikroje vietoje poreikiui ir galimybėms, yra pakankamo kiekio organinių žaliavų tiekimas darbui, kurio prireiks procese.

Kaip tai veikia

Norint suprasti veikimo principą, būtina suprasti biodujų gamyklos struktūrą. Standartinį įrenginį sudaro šie komponentai, dalys ir dalys:

• pirminių organinių žaliavų konteineris;
• per stambios medžiagos smulkintuvai (įvairūs maišytuvai, malūnai), leidžiantys gauti mažesnes žaliavos frakcijas;
• dujų laikiklis – talpa, kurioje kaupiamos pagamintos biodujos;
• rezervuaras, konteineris, reaktorius, kuriame vykdomas kuro gamybos procesas;
• vamzdeliai, per kuriuos pirminės žaliavos tiekiamos į biokuro gamybos baką;
• sistema, leidžianti perkelti biodujas iš rezervuaro į dujų baką ir į kitus apdorojimo etapus;
• automatizuotos sistemos, apsaugos ir procesų valdymo sistemos.

Norėdami geriau susipažinti su įrenginio sandara, galite išstudijuoti biodujų įrenginių schemas ir brėžinius, kuriuose aiškiai bus rodomi visi įrangos komponentai ir komponentai.

Veikimo principas pagrįstas pradinių žaliavų (tai gali būti įvairios žemės ūkio ar pramonės atliekos, pvz., mėšlas, miško gėrybės) fermentacija ir vėlesnis skaidymas įrenginio bioreaktoriuje. Šis procesas vyksta veikiant specialioms bakterijoms.

Dėl rezervuare vykdomų procesų susidaro biodujos, susidedančios iš metano, sieros vandenilio, CO2, amoniako, azoto ir kt.

Pagrindiniai įrenginyje vykstančių procesų etapai:

• ekologiškų žaliavų tiekimas konteineriuose;
• pakrautų atliekų malimas ir tolesnis transportavimas į reaktorių, kartu biomasės kaitinimas;
• skilimo proceso pradžia sandariame bioreaktoriuje, ideali temperatūra jo veikimui: + 40 laipsnių Celsijaus;
• biodujų (dujų laikiklyje) ir biotrąšų (specialiame atskirame reaktoriaus rezervuare) formavimas;
• biodujų patekimas į valymo sistemą ir tolesnis numatomas jų naudojimas žmonėms (buitiniam vartojimui, šilumos ar elektros gamybai);
• biotrąšų iš reaktoriaus panaudojimas pagal paskirtį.

Kaip tai padaryti patiems

Biodujų gamyklą, skirtą naudoti ūkyje ar buityje, gali pasigaminti asmuo, turintis reikiamus įrankius, turintis santechnikos žinių ir pagrindinius suvirinimo įgūdžius.

Veiksmų seka bus tokia:

• gaminant bioreaktoriaus korpusą, kuris naudojamas fermentacijai atlikti (talpa gali būti metalinė arba betoninė);
• dangčių įrengimas rezervuaro viršuje, skylės šoninėse sienelėse reikalingos žaliavoms pakrauti ir atitinkamai iškrauti;
• dujų bako įrengimas;
• dujotiekio tiesimas nuo dujų bako iki galutinio produkto vartojimo vietos (šioje konstrukcijoje turi būti vožtuvai ir apsauginiai elementai - įvairūs vožtuvai, vožtuvai ir kt.).

Įrengę biodujų gamyklą vasarnamyje, sodyboje, ūkyje ar gamyboje, gausite ne tik ekonominę naudą, bet ir kitų teigiamų rezultatų, būtent aplinkosaugos ir energetiniais aspektais.

Naudodamas tokį įrenginį vartotojas ne tik gaus aplinkai nekenksmingą kurą, kelių rūšių energiją ir biologines trąšas, bet ir gerokai sumažins alternatyviąsias sąnaudas, kurios būtų galėjusios patirti tokio agregato nesant.

Biodujų gamyklos nuotrauka

Ūkininkai kasmet susiduria su mėšlo šalinimo problema. Jo išvežimui ir užkasimui organizuoti reikalingos nemažos lėšos yra iššvaistomos. Tačiau yra būdas, leidžiantis ne tik sutaupyti pinigų, bet ir padaryti, kad šis natūralus produktas pasitarnautų jūsų naudai.

Taupūs savininkai jau seniai taiko ekologinę technologiją, kuri leidžia iš mėšlo gauti biodujų ir panaudoti jas kaip kurą.

Todėl savo medžiagoje kalbėsime apie biodujų gamybos technologiją, taip pat kalbėsime apie tai, kaip statyti bioenergetinę.

Reikiamo tūrio nustatymas

Reaktoriaus tūris nustatomas pagal paros ūkyje pagaminamo mėšlo kiekį. Taip pat būtina atsižvelgti į žaliavos rūšį, temperatūrą ir fermentacijos laiką. Kad įrenginys veiktų pilnai, bakas pripildomas iki 85-90% tūrio, mažiausiai 10% turi likti laisvos dujos, kad galėtų išeiti.

Organinių medžiagų skilimo procesas mezofiliniame įrenginyje, esant vidutinei 35 laipsnių temperatūrai, trunka nuo 12 dienų, po to pašalinami fermentuoti likučiai ir reaktorius užpildomas nauja substrato dalimi. Kadangi atliekos prieš siunčiant į reaktorių praskiedžiamos vandeniu iki 90%, nustatant paros apkrovą taip pat reikia atsižvelgti į skysčio kiekį.

Remiantis pateiktais rodikliais, reaktoriaus tūris bus lygus paruošto substrato (mėšlo su vandeniu) paros kiekiui, padaugintam iš 12 (laikas, reikalingas biomasei irti) ir padidintam 10% (laisvas konteinerio tūris).

Požeminio statinio statyba

Dabar pakalbėkime apie paprasčiausią diegimą, leidžiantį jį įsigyti mažiausia kaina. Apsvarstykite galimybę sukurti požeminę sistemą. Norint jį pagaminti, reikia iškasti duobę, jos pagrindas ir sienos užpilamos gelžbetonio keramzitbetoniu.

Priešingose ​​kameros pusėse yra įleidimo ir išleidimo angos, kuriose sumontuoti pasvirę vamzdžiai substratui tiekti ir atliekų masei išpumpuoti.

Maždaug 7 cm skersmens išleidimo vamzdis turėtų būti beveik pačiame bunkerio apačioje, kitas jo galas sumontuotas stačiakampėje kompensacinėje talpoje, į kurią bus pumpuojamos atliekos. Pagrindo tiekimo vamzdynas yra maždaug 50 cm nuo apačios ir jo skersmuo 25-35 cm.Vamzdžio viršutinė dalis patenka į skyrių žaliavoms priimti.

Reaktorius turi būti visiškai sandarus. Kad būtų išvengta oro patekimo, konteineris turi būti padengtas bituminės hidroizoliacijos sluoksniu

Viršutinė bunkerio dalis yra dujų laikiklis, kuris yra kupolo arba kūgio formos. Jis pagamintas iš metalo lakštų arba stogo dangos. Taip pat galite užbaigti konstrukciją plytų mūriu, kuris vėliau padengiamas plieniniu tinkleliu ir tinkuojamas. Dujų bako viršuje turite padaryti sandarų liuką, nuimti dujų vamzdį, einantį per vandens sandariklį, ir sumontuoti vožtuvą, kad sumažintumėte dujų slėgį.

Norėdami maišyti substratą, galite įrengti drenažo sistemą, veikiančią burbuliavimo principu. Norėdami tai padaryti, vertikaliai pritvirtinkite plastikinius vamzdžius konstrukcijos viduje, kad jų viršutinis kraštas būtų virš pagrindo sluoksnio. Padarykite juose daug skylių. Slėgio dujos kris žemyn, o kildamos aukštyn dujų burbuliukai maišys biomasę konteineryje.

Jei nenorite statyti betoninio bunkerio, galite nusipirkti gatavą PVC konteinerį. Norint išsaugoti šilumą, ji turi būti apjuosta šilumos izoliacijos sluoksniu – putų polistirenu. Duobės dugnas užpilamas 10 cm gelžbetonio sluoksniu.Jei reaktoriaus tūris neviršija 3 m3, galima naudoti rezervuarus iš polivinilchlorido.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Pažiūrėję vaizdo įrašą sužinosite, kaip padaryti paprasčiausią montavimą iš paprastos statinės:

Paprasčiausias reaktorius gali būti pagamintas per kelias dienas savo rankomis, naudojant turimas medžiagas. Jei ūkis didelis, tuomet geriausia įsigyti jau paruoštą instaliaciją arba kreiptis į specialistus.

Stambių ūkių savininkams opi mėšlo, paukščių išmatų, gyvulių liekanų problema. Norėdami išspręsti problemą, galite naudoti specialius įrenginius, skirtus biodujoms gaminti. Juos lengva pasigaminti namuose, juos galima naudoti ilgą laiką, išeinant didelius naudojimui paruoštus produktus.

Kas yra biodujos?

Biodujos – tai medžiaga, gaunama iš natūralių žaliavų biomasės pavidalu (mėšlas, paukščių išmatos) dėl fermentacijos. Šiame procese dalyvauja įvairios bakterijos, kurių kiekviena minta ankstesnių atliekų produktais. Nustatyti šie mikroorganizmai, kurie aktyviai dalyvauja biodujų gamybos procese:

• hidrolizinis;
• rūgštį formuojantis;
• metaną formuojantis.

Biodujų gamybos iš gatavos biomasės technologija apima natūralių procesų stimuliavimą. Mėšle esančioms bakterijoms turėtų būti sudarytos optimalios sąlygos greitai daugintis ir veiksmingai apdoroti medžiagas. Norėdami tai padaryti, biologinės žaliavos dedamos į rezervuarą, uždarytą nuo deguonies.

Po to pradeda veikti anaerobinių mikrobų grupė. Jie leidžia fosforo, kalio ir azoto turinčius junginius paversti grynomis formomis. Perdirbimo metu susidaro ne tik biodujos, bet ir kokybės patvirtinimai. Jie idealiai tinka žemės ūkio reikmėms ir yra efektyvesni už tradicinį mėšlą.

Biodujų gamybos aplinkosauginė vertė

Dėl efektyvaus biologinių atliekų apdorojimo gaunamas vertingas kuras. Šio proceso nustatymas padeda išvengti metano išmetimo į atmosferą, kuris daro neigiamą poveikį aplinkai. Šis junginys skatina šiltnamio efektą 21 kartą stipriau nei anglies dioksidas. Metanas atmosferoje gali išsilaikyti 12 metų.

Norint išvengti visuotinio atšilimo, kuris yra pasaulinė problema, būtina apriboti šios medžiagos patekimą į aplinką ir pasiskirstymą. Perdirbimo proceso metu susidariusios atliekos yra aukštos kokybės patvirtinimas. Jo naudojimas leidžia sumažinti naudojamų cheminių junginių kiekį. Sintetiniu būdu pagamintos trąšos teršia gruntinius vandenis ir daro neigiamą poveikį aplinkai.

Kas turi įtakos gamybos proceso produktyvumui?

Teisingai organizuojant gamybos procesą biodujoms gaminti, nuo 1 kub. m organinės žaliavos išduoda apie 2-3 kub. m gryno produkto. Jo veiksmingumą įtakoja daugelis veiksnių:

• aplinkos temperatūra;
• organinių žaliavų rūgštingumo lygis;
• aplinkos drėgmė;
• fosforo, azoto ir anglies kiekis pradinėje biologinėje masėje;
• mėšlo ar išmatų dalelių dydis;
• medžiagų, kurios lėtina apdorojimo procesą, buvimas;
• stimuliuojančių priedų įtraukimas į biomasę;
• substrato tiekimo dažnis.

Biodujų gamybai naudojamų žaliavų sąrašas

Biodujas galima gaminti ne tik iš mėšlo ar paukščių išmatų. Aplinkai nekenksmingam kurui gaminti gali būti naudojamos kitos žaliavos:

• grūdų nusodinimas;
• sulčių atliekos;
• runkelių minkštimas;
• žuvies ar mėsos gamybos atliekos;
• panaudoti grūdai;
• pieninių atliekos;
• išmatų dumblas;
• organinės kilmės buitinės atliekos;
• biodyzelino gamybos iš rapsų atliekos.

Biologinių dujų sudėtis

Biodujų sudėtis po pratekėjimo yra tokia:

• 50-87% metano;
• 13-50% anglies dioksido;
• vandenilio ir vandenilio sulfido priemaišos.

Išvalius produktą nuo priemaišų, gaunamas biometanas. Tai analogas, tačiau turi skirtingą kilmės pobūdį. Siekiant pagerinti kuro kokybę, metano, kuris yra pagrindinis energijos šaltinis, kiekis jame normalizuojamas.

Skaičiuojant susidarančių dujų tūrį, atsižvelgiama į aplinkos temperatūrą. Jai padidėjus, didėja produkto išeiga, mažėja kalorijų kiekis. Biodujų charakteristikas neigiamai veikia padidėjęs oro drėgnumas.

Biodujų taikymo sritis

Biodujų gamyba atlieka svarbų vaidmenį ne tik tausodama aplinką, bet ir aprūpina šalies ūkį kuru. Jis pasižymi plačiu pritaikymo spektru:

• naudojama kaip žaliava elektros energijai, automobilių kurui gaminti;
• mažų ar vidutinių įmonių energijos poreikiams tenkinti;
• Biodujų gamyklos atlieka valymo įrenginių vaidmenį, o tai leidžia išspręsti.

Biodujų gamybos technologija

Norint gaminti biodujas, reikia imtis veiksmų, paspartinančių natūralų organinių medžiagų irimo procesą. Prieš dedant į sandarų indą su ribotu deguonies kiekiu, natūralios žaliavos kruopščiai susmulkinamos ir sumaišomos su tam tikru kiekiu vandens.

Dėl to gaunamas originalus substratas. Vandens buvimas jo sudėtyje yra būtinas, kad būtų išvengta neigiamo poveikio bakterijoms, kurios gali atsirasti, kai medžiagos patenka iš aplinkos. Be skysto komponento fermentacijos procesas gerokai sulėtėja ir sumažėja visos bioinstaliacijos efektyvumas.

Pramoninio tipo organinių žaliavų perdirbimo įrangoje papildomai yra:

• įtaisas substratui šildyti;
• žaliavų maišymo įranga;
• prietaisai aplinkos rūgštingumui stebėti.

Šie įrenginiai žymiai padidina bioreaktorių efektyvumą. Maišant nuo biomasės paviršiaus pašalinama kieta pluta, todėl padidėja išsiskiriančių dujų kiekis. Organinės masės apdorojimo trukmė yra apie 15 dienų. Per šį laiką jis suyra tik 25%. Didžiausias gamtinių dujų kiekis išsiskiria, kai substrato suirimo laipsnis pasiekia 33%.

Biologinių dujų gamybos technologija apima kasdienį substrato atnaujinimą. Norėdami tai padaryti, iš bioreaktoriaus pašalinama 5% masės, o į jos vietą dedama nauja žaliavų dalis. Panaudotas produktas naudojamas kaip patvirtinimas.

Biodujų gamybos technologija namuose

Biodujų gamyba namuose vyksta pagal šią schemą:

1. Biologinė masė susmulkinama. Būtina gauti daleles, kurių dydis neviršija 10 mm.
2. Gauta masė kruopščiai sumaišoma su vandeniu. 1 kg žaliavos reikia maždaug 700 ml skysto komponento. Naudojamas vanduo turi būti geriamas ir be priemaišų.
3. Visas bakas užpildomas gautu substratu, po kurio jis hermetiškai uždaromas.
4. Patartina kruopščiai maišyti substratą kelis kartus per dieną, o tai padidins jo apdorojimo efektyvumą.
5. 5 gamybos proceso dieną tikrinamas biodujų buvimas ir jos palaipsniui kompresoriumi pumpuojamos į paruoštus balionus. Periodiškai pašalinti dujinius produktus yra privaloma. Dėl jų kaupimosi padidėja slėgis bako viduje, o tai neigiamai veikia biologinės masės skilimo procesą.
6. 15 gamybos dieną dalis substrato pašalinama ir įkeliama nauja biologinės medžiagos dalis.

Norint nustatyti reikiamą reaktoriaus tūrį biomasei perdirbti, reikia apskaičiuoti per dieną susidarančio mėšlo kiekį. Reikia atsižvelgti į naudojamų žaliavų rūšį ir temperatūros sąlygas, kurios bus palaikomos įrenginyje. Naudojamas bakas turi būti pripildytas iki 85–90% jo tūrio. Likę 10% reikalingi susidariusioms biologinėms dujoms kaupti.

Reikia atsižvelgti į apdorojimo ciklo trukmę. Palaikant +35°C temperatūrą – 12 dienų. Reikia nepamiršti, kad naudojamos žaliavos prieš išsiunčiamos į reaktorių praskiedžiamos vandeniu. Todėl prieš apskaičiuojant bako tūrį atsižvelgiama į jo kiekį.

Paprasto biologinio įrengimo schema

Norint gaminti biodujas namuose, būtina sudaryti optimalias sąlygas mikroorganizmams, kurie skaidys biologinę masę. Visų pirma, patartina organizuoti generatoriaus šildymą, o tai pareikalaus papildomų išlaidų.

• Atliekoms laikyti skirto konteinerio tūris turi būti ne mažesnis kaip 1 kubinis metras. m;
• būtina naudoti hermetiškai uždarytą indą;
• biomasės rezervuaro izoliacija yra būtina jo efektyvaus veikimo sąlyga;
• bakas gali būti gilinamas į žemę. Šilumos izoliacija įrengiama tik jos viršutinėje dalyje;
• Talpykloje sumontuotas rankinis maišytuvas. Jo rankena ištraukiama per sandarų bloką;
• numatyti antgaliai žaliavų pakrovimui/iškrovimui ir biodujų paėmimui.

Požeminių reaktorių gamybos technologija

Biodujoms gaminti galima įrengti paprasčiausią instaliaciją, gilinant į žemę. Tokio bako gamybos technologija yra tokia:

1. Iškaskite reikiamo dydžio duobę. Jo sienos užtaisytos keramzitbetoniu, kuris papildomai sutvirtintas.
2. Priešingose ​​bunkerio sienose paliekamos skylės. Jie montuoja vamzdžius su tam tikru nuolydžiu, kad galėtų siurbti žaliavas ir išgauti atliekas.
3. Beveik prie pat dugno įrengiamas 70 mm skersmens išvadinis vamzdynas. Kitas jo galas sumontuotas rezervuare, į kurį bus išpumpuojamas atliekų dumblas. Rekomenduojama padaryti stačiakampį.
4. Žaliavų tiekimo vamzdynas yra 0,5 m aukštyje dugno atžvilgiu. Rekomenduojamas jo skersmuo – 30-35 mm. Vamzdžio viršus dedamas į atskirą rezervuarą paruoštoms žaliavoms priimti.
5. Viršutinė bioreaktoriaus dalis turi būti kupolo arba kūgio formos. Jis gali būti pagamintas iš įprastos stogo dangos ar kitų metalinių lakštų. Leidžiama pagaminti rezervuaro dangtį naudojant plytų vonią. Siekiant sustiprinti jo struktūrą, paviršius papildomai tinkuojamas įrengiant armavimo tinklelį.
6. Ant bako dangčio padaru liuką, kuris turi būti hermetiškai uždarytas. Per jį taip pat nutiestas dujotiekis. Be to, sumontuotas slėgio mažinimo vožtuvas.
7. Norėdami sumaišyti substratą, bake sumontuoti keli plastikiniai vamzdžiai. Jie turi būti panardinti į biomasę. Vamzdžiuose padaryta daug skylių, kurios leidžia maišyti žaliavas naudojant judančius dujų burbulus.

Biodujų išeigos skaičiavimas

Biologinių dujų išeiga priklauso nuo sausųjų medžiagų kiekio žaliavoje ir jos rūšies:

• iš 1 tonos galvijų mėšlo gaunama 50-60 kub.m. m produkto, kuriame metano yra 60 %;
• iš 1 tonos augalinių atliekų gaunama 200-500 kub.m. m biodujų, kurių metano koncentracija 70 %;
• iš 1 tonos riebalų gaunama 1300 kub.m. m dujų, kurių metano koncentracija 87 proc.

Gamybos efektyvumui nustatyti atliekami naudojamų žaliavų laboratoriniai tyrimai. Skaičiuojama jo sudėtis, kuri turi įtakos biodujų kokybės charakteristikoms.

Sveiki visi tinklaraščio „Statyk namą“ skaitytojai ir lankytojai. Prisimenu, viename iš straipsnių, kur mes „sugalvojome“, pažadėjau jums papasakoti apie gavimą biodujos namuose. Na, tu pažadėjai, taigi turi jį įvykdyti, kad nebūtų išsiųstas į vieną iš blogų vietų.

Ką mes žinome apie biodujų gamyklą? Šiuo metu daugelis turi tik miglotą supratimą apie tai, o dauguma išvis nieko nežino, kas tai yra - visa idėja tiekti energiją jūsų namams priklauso nuo sąskaitų už dujas ar kitą energiją apmokėjimo. laiku. Tačiau begalinis energijos kainų augimas verčia kai kuriuos smalsius protus ieškoti alternatyvių sprendimų ir ieškoti gamybos būdų, pvz. įranga, skirta biodujoms gaminti namuose iš organinių atliekų. Be to, yra ir kulibinų, kuriems pavyksta iš karto padaryti 2 in 1 - derinkite septiką su biodujų įrenginiu. Ar manote, kad tai pokštas? Visai ne. Mūsų pasaulyje tai neįmanoma.

Taigi biodujų gamykla suteiks ne tik pigios energijos maisto ruošimui ir namų šildymui, bet ir kokybiškų trąšų.

Namų biodujų gamykla naudojant mėšlą - diagrama

Biodujų gamyba iš atliekų yra aplinkai nekenksminga kuro rūšis. Pagal savo charakteristikas jis praktiškai niekuo nenusileidžia gamtinėms dujoms. Tiesiog jis nėra išgautas iš žemės, bet fermentuojant organines atliekas.

Biodujų išgavimo technologiją galima įsivaizduoti taip: specialiame surinkimo įrenginyje, vadinamame bioreaktoriumi, atliekamas atliekų perdirbimo ir fermentacijos procesas. Dėl to išsiskiria dujų mišinys, susidedantis iš 60 % metano, 35 % anglies dioksido ir likusių 5 % kitų dujinių medžiagų. Išgautos dujos nuolat šalinamos iš bioreaktoriaus ir, išvalytos, naudojamos buityje.

Biodujų gamyklos veikimo principo schema

Atliekų atliekos, paverčiamos pirmos klasės trąšomis, periodiškai išgaunami ir vežami į laukus.

Pastaba: tyrimai parodė, kad anaerobiniu būdu fermentuotomis trąšomis apdorotas laukas duoda 20-30% didesnį derlių nei įprastu būdu tręštas laukas.

Biodujų įrenginiai namams – pirkti ar pasigaminti patys?

Jei stambūs ūkininkai gali sau leisti įsigyti pramoninėmis sąlygomis sukurtą biodujų įrenginį, tai mažos įmonės, o tuo labiau privačių namų savininkai greičiausiai galės ne pirkti, o savo rankomis įrengti mažiau galingus įrenginius, veikiančius pagal tuo pačiu būdu, iš laužo. Tačiau pirmiausia turite tiksliai suprasti, kokio dydžio ir, svarbiausia, kokio tipo diegimą norite įdiegti savo svetainėje.

Biodujų gamybos įrengimo schema įmonėms, ūkiams

Instaliacijų tipai, kaip ir organinių medžiagų fermentacijos rūšys, yra tik dvi – su oro tiekimu (aerobinis) ir be jo (anaerobinis). At aerobinė fermentacija Biomasei skaidant vandenilis oksiduojasi į vandenį, o anglis – į anglies dioksidą. Be to, šiuo metu išsiskiria didelis kiekis – fermentuojanti biomasė labai įkaista.

Anaerobinės fermentacijos metu 60-70% anglies virsta metanu, o likusią dalį – į vandenilį, anglies dioksidą ir azotą. Įprastas dujų degiklis puikiai tinka metanui deginti.

Biodujų gamykla prie kolūkio tvarto

Aerobinis energijos gavimo būdas yra lengvesnis ir paprastesnis nei anaerobinis metodas. Tam nereikia gaminti sandarių fermentacijos kamerų ir kontrolės. Aerobiniai įrenginiai vadinami BTS(bioterminės stotys). Ir anaerobinis - BES(bioenergijos ar biodujų stotys). Bet koks ekologiškas žemės ūkio produktas tinka kaip žaliava fermentacijai. Pavyzdžiui, viena Izraelio įmonė pristatė kompaktišką biodujų gamyklą, kuri veikia tik vaisių ir daržovių lupenomis.

Namų biodujų gamykla iš HomeBioGas

Izraelio įmonės „HomeBioGas“ sukurta biodujų instaliacija, skirta dujoms gaminti namuose, savo išmatavimai (123 x 165 x 100 cm) nedidesnė nei 40 kg, gali užtikrinti vieno koklinio degiklio veikimą maksimalia kaitra valandą.

Homebiogas – Izraelio įmonės biodujų gamykla

Be to, šis įrenginys pagamina iki 8 litrų skystų trąšų per dieną esant didžiausiai bako apkrovai (6 kg).

Skaičiuojama, kad viena nedidelė žemės ūkio įmonė per metus šiuo įrenginiu gali perdirbti apie toną organinių atliekų. Tiesa, įrenginys skirtas veikti esant vidutinei paros temperatūrai +20 o C. Tačiau noriu pasakyti, kaip sukurti namų biodujų įrenginį, kuris puikiai veiktų centrinės Rusijos klimato zonoje. Iš esmės jame nėra nieko ypač sudėtingo.

Namų biodujų stotis

Jei įrenginio savininkai nori, kad jis kasdien pagamintų 0,7-0,9 m 3 biodujų (pakankamai, kad būtų galima pagaminti maistą dviem žmonėms), tuomet reikia atlikti šiuos veiksmus.

1. Į 1 m3 tūrio fermentacijos kamerą įpilkite smulkiai sukapotų organinių atliekų, atskiestų vandenyje (priminsiu - vaisių ir daržovių žievelės) svorio santykiu 1:10 - 1:5.
2. Uždarykite jį hermetiškai ir užtikrinkite pastovios temperatūros tiekimą nuo +25 iki +30°C.

Norėdami palaikyti pastovią temperatūrą kameroje, per ją būtina paleisti karšto vandens gyvatuką, šildomas to paties įrenginio pagamintomis dujomis. Dujotiekio linijoje reikia įrengti du čiaupus: vieną prie dujinės viryklės, kitą prie reaktoriaus išėjimo.

Pastaba: mūsų išprusę kaimo žmonės jau seniai galvoja, o kai kurie tai ir įgyvendino, dujas namo šildymui gauti iš savo išmatų – tai yra, septiką derina su biodujų jėgaine. Gerai paieškojus internete galima rasti net diagramas.

Dujų kolektorius arba dujų laikiklis- antras pagal svarbą biodujų gamyklos elementas po fermentacijos įrenginio. Jį sudaro du plieniniai indai (vienas iš jų apverstas aukštyn kojomis), lengvai patenkantys vienas į kitą. Vanduo pilamas į išorinį indą, suformuojant hidraulinį sandariklį biodujoms patekti į apversto indo ertmę. Žiedinis tarpas tarp indų sienelių yra maždaug 50 mm. Abu bakus galite prijungti naudodami ½ colio skersmens vamzdžius. Tas pats dujotiekis paima dujas iš apversto indo ir tiekia metaną į įprastą dujinę viryklę. Dujų laikiklio išorę rekomenduojama uždengti izoliuota palapine.

Biodujų gamybos technologija. Šiuolaikiniai gyvulininkystės kompleksai užtikrina aukštus produkcijos rodiklius. Naudojami technologiniai sprendimai leidžia visiškai atitikti galiojančių sanitarinių ir higienos normų reikalavimus pačių kompleksų patalpose.

Tačiau dideli skysto mėšlo kiekiai, sutelkti vienoje vietoje, kelia didelių problemų prie komplekso esančių teritorijų ekologijai. Pavyzdžiui, šviežias kiaulių mėšlas ir išmatos priskiriami 3 pavojingumo klasės atliekoms. Aplinkosaugos klausimus kontroliuoja priežiūros institucijos, o teisės aktų reikalavimai šiais klausimais nuolat griežtėja.

„Biocomplex“ siūlo visapusį skystojo mėšlo šalinimo sprendimą, kuris apima pagreitintą perdirbimą šiuolaikinėse biodujų gamyklose (BGU). Apdorojimo metu natūralūs organinių medžiagų skilimo procesai vyksta pagreitintu režimu, kai išsiskiria dujos, įskaitant: metaną, CO2, sierą ir kt. Tik susidariusios dujos neišleidžiamos į atmosferą, sukeldamos šiltnamio efektą, o siunčiamos į specialius dujų generatorių (kogeneracinius) įrenginius, gaminančius elektros ir šiluminę energiją.

Biodujos – degios dujos, susidaręs biomasės anaerobinės metano fermentacijos metu ir daugiausia susidedantis iš metano (55-75%), anglies dioksido (25-45%) ir vandenilio sulfido, amoniako, azoto oksidų ir kitų priemaišų (mažiau nei 1%).

Biomasės skilimas vyksta dėl cheminių ir fizikinių procesų bei 3 pagrindinių bakterijų grupių simbiotinės gyvybinės veiklos, o kai kurių bakterijų grupių medžiagų apykaitos produktai yra kitų grupių maisto produktai, tam tikra seka.

Pirmoji grupė – hidrolizinės bakterijos, antroji – rūgštį formuojančios, trečioji – metaną.

Kaip žaliava biodujų gamybai gali būti naudojamos tiek organinės agropramonės ar buitinės atliekos, tiek augalinės žaliavos.

Dažniausiai biodujoms gaminti naudojamos žemės ūkio atliekų rūšys:

• kiaulių ir galvijų mėšlas, paukščių kraikas;
• likučiai nuo galvijų kompleksų šėrimo stalo;
• Daržovių viršūnės;
• nekokybiškas javų ir daržovių, cukrinių runkelių, kukurūzų derlius;
• minkštimas ir melasa;
• miltai, panaudoti grūdai, smulkūs grūdai, gemalai;
• alaus grūdai, salyklo daigai, baltyminis dumblas;
• krakmolo ir sirupo gamybos atliekos;
• vaisių ir daržovių išspaudos;
• serumas;
• ir tt

Žaliavų šaltinis	Žaliavos rūšis	Žaliavų kiekis per metus, m3 (t)	Biodujų kiekis, m3
1 melžiama karvė	Nekraikuotas skystas mėšlas
1 penima kiaulė	Nekraikuotas skystas mėšlas
1 penimas bulius	Kraikas kieto mėšlo
1 arklys	Kraikas kieto mėšlo
100 viščiukų	Sausos išmatos
1 ha dirbamos žemės	Šviežias kukurūzų silosas
1 ha dirbamos žemės	Cukriniai runkeliai
1 ha dirbamos žemės	Šviežių grūdų silosas
1 ha dirbamos žemės	Šviežios žolės silosas

Substratų (atliekų rūšių), naudojamų biodujoms gaminti vienoje biodujų gamykloje (BGU), skaičius gali svyruoti nuo vieno iki dešimties ar daugiau.

Biodujų projektai agropramonės sektoriuje gali būti kuriami vienu iš šių variantų:

• biodujų gamyba iš atskiros įmonės atliekų (pavyzdžiui, gyvulininkystės ūkio mėšlas, cukraus fabriko bakasas, spirito varyklos uogos);
• biodujų gamyba iš skirtingų įmonių atliekų, projektas susietas su atskira įmone arba atskirai įrengta centralizuota biodujų jėgaine;
• biodujų gavyba su pirminiu energetinių įrenginių naudojimu atskirai esančiose biodujų gamyklose.

Labiausiai paplitęs biodujų energijos naudojimo būdas yra deginimas dujiniuose stūmokliniuose varikliuose kaip mini kogeneracinės elektros energijos dalis, gaminant elektros energiją ir šilumą.

Egzistuoti įvairūs biodegalinių technologinių schemų variantai- priklausomai nuo naudojamų substratų tipų ir tipų skaičiaus. Naudojant išankstinį paruošimą, kai kuriais atvejais galima padidinti žaliavų skilimo greitį ir laipsnį bioreaktoriuose, taigi ir bendrą biodujų išeigą. Jei naudojami keli skirtingų savybių substratai, pavyzdžiui, skystos ir kietos atliekos, jų kaupimas ir išankstinis paruošimas (skirstymas į frakcijas, šlifavimas, kaitinimas, homogenizavimas, biocheminis ar biologinis apdorojimas ir kt.) atliekamas atskirai, po to atliekamas atskirai. jie arba sumaišomi prieš tiekdami į bioreaktorius, arba tiekiami atskirais srautais.

Pagrindiniai tipiškos biodujų gamyklos konstrukciniai elementai yra:

• substratų priėmimo ir išankstinio paruošimo sistema;
• substrato transportavimo sistema įrenginyje;
• bioreaktoriai (fermentatoriai) su maišymo sistema;
• bioreaktoriaus šildymo sistema;
• biodujų šalinimo ir valymo iš sieros vandenilio ir drėgmės priemaišų sistema;
• fermentuotos masės ir biodujų laikymo rezervuarai;
• programinės įrangos valdymo ir technologinių procesų automatizavimo sistema.

Biodujų jėgainių technologinės schemos skiriasi priklausomai nuo apdorojamų substratų tipo ir skaičiaus, galutinių tikslinių produktų tipo ir kokybės, konkrečios technologinį sprendimą teikiančios įmonės naudojamų žinių ir daugelio kitų veiksnių. Šiandien labiausiai paplitusios yra schemos su kelių rūšių substratų vienos pakopos fermentacija, iš kurių vienas dažniausiai yra mėšlas.

Tobulėjant biodujų technologijoms, taikomi techniniai sprendimai tampa vis sudėtingesni dviejų pakopų schemų link, o tai kai kuriais atvejais pateisinama technologiniu poreikiu efektyviai apdoroti tam tikrų tipų substratus ir didinti bendrą darbinio tūrio panaudojimo efektyvumą. bioreaktoriai.

Biodujų gamybos ypatumai yra tai, kad jį metano bakterijos gali pagaminti tik iš visiškai sausų organinių medžiagų. Todėl pirmojo gamybos etapo užduotis yra sukurti substrato mišinį, kuriame būtų daug organinių medžiagų ir tuo pat metu būtų galima pumpuoti. Tai substratas, kurio sausosios medžiagos kiekis yra 10-12%. Sprendimas pasiekiamas išleidžiant drėgmės perteklių naudojant sraigtinius separatorius.

Skystas mėšlas iš gamybinių patalpų patenka į rezervuarą, homogenizuojamas panardinamuoju maišytuvu ir povandeniniu siurbliu tiekiamas į atskyrimo cechą į sraigtinius separatorius. Skysta frakcija kaupiasi atskirame rezervuare. Kietoji frakcija pakraunama į kietos žaliavos tiektuvą.

Pagal substrato pakrovimo į fermentatorių grafiką, pagal sukurtą programą periodiškai įjungiamas siurblys, tiekiantis skystąją frakciją į fermentatorių ir tuo pačiu įjungiamas kietos žaliavos pakrovėjas. Pasirinktinai skysta frakcija gali būti paduota į kietos žaliavos kroviklį, turintį maišymo funkciją, o po to gatavas mišinys pagal sukurtą krovimo programą paduodamas į fermentatorių.Inkliuzai yra trumpalaikiai. Tai daroma siekiant išvengti per didelio organinio substrato patekimo į fermentatorių, nes tai gali sutrikdyti medžiagų pusiausvyrą ir destabilizuoti procesą fermentatoriuje. Tuo pačiu metu taip pat įjungiami siurbliai, pumpuojantys digestatą iš fermentatoriaus į fermentatorių ir iš fermentatoriaus į digestato laikymo rezervuarą (lagūną), kad būtų išvengta fermentatoriaus ir fermentatoriaus perpildymo.

Fermentatoriuje ir fermentatoriuje esančios digestato masės sumaišomos, kad būtų užtikrintas vienodas bakterijų pasiskirstymas visame konteinerių tūryje. Maišymui naudojami specialios konstrukcijos mažo greičio maišytuvai.

Kol substratas yra fermentatoriuje, bakterijos išskiria iki 80% visų biodujų gamykloje pagamintų biodujų. Likusi biodujų dalis išleidžiama pūdykloje.

Svarbų vaidmenį užtikrinant stabilų išskiriamų biodujų kiekį atlieka fermentatoriaus ir fermentatoriaus viduje esančio skysčio temperatūra. Paprastai procesas vyksta mezofiliniu režimu, kurio temperatūra yra 41–43ºС. Stabilios temperatūros palaikymas pasiekiamas naudojant specialius vamzdinius šildytuvus fermentatorių ir fermentatorių viduje, taip pat patikimą sienų ir vamzdynų šilumos izoliaciją. Iš digestato išeinančiose biodujose yra daug sieros. Biodujos išvalomos iš sieros naudojant specialias bakterijas, kurios kolonizuoja izoliacijos paviršių, paklotą ant medinio sijos skliauto fermentatorių ir fermentatorių viduje.

Biodujos kaupiamos dujų laikiklyje, kuris susidaro tarp digestato paviršiaus ir elastingos, itin stiprios medžiagos, dengiančios fermentatorių ir fermentatorių viršuje. Medžiaga turi savybę labai ištempti (nesumažindama stiprumo), o tai, kaupiantis biodujoms, žymiai padidina dujų laikiklio talpą. Kad dujų bakas neperpildytų ir neplyštų medžiaga, yra apsauginis vožtuvas.

Toliau biodujos patenka į termofikacinę elektrinę. Kogeneracinis įrenginys (CGU) – tai įrenginys, kuriame elektros energiją gamina generatoriai, varomi dujiniais stūmokliniais varikliais, veikiančiais naudojant biodujas. Biodujomis varomų kogeneratorių konstrukcija skiriasi nuo įprastų dujų generatorių variklių, nes biodujos yra labai išeikvotas kuras. Generatorių generuojama elektros energija tiekia maitinimą pačiai BSU elektros įrangai, o visa, kas netaikoma, tiekiama netoliese esantiems vartotojams. Skysčio, naudojamo kogeneratoriams aušinti, energija yra pagaminta šiluminė energija, atėmus nuostolius katilų įrenginiuose. Sukurta šiluminė energija iš dalies panaudojama fermentatoriams ir fermentatoriams šildyti, o likusi dalis taip pat siunčiama šalia esantiems vartotojams. įeina

Galima įrengti papildomą įrangą biodujoms išgryninti iki gamtinių dujų lygio, tačiau tai brangi įranga ir naudojama tik tuo atveju, jei biodujų gamyklos paskirtis yra ne šilumos ir elektros energijos, o kuro gamybai. dujiniai stūmokliniai varikliai. Pasiteisinusios ir dažniausiai naudojamos biodujų valymo technologijos yra vandens absorbcija, slėginė adsorbcija, cheminis nusodinimas ir membraninis atskyrimas.

Biodujų jėgainių energetinis efektyvumas labai priklauso nuo pasirinktos technologijos, medžiagų ir pagrindinių konstrukcijų konstrukcijos, taip pat nuo klimato sąlygų toje vietovėje, kurioje jos yra. Vidutinis šiluminės energijos suvartojimas bioreaktoriams šildyti vidutinio klimato zonoje yra 15-30% kogeneratorių pagaminamos energijos (bruto).

Bendras biodujų komplekso su biodujomis kūrenamą šiluminę elektrinę energinis naudingumas vidutiniškai siekia 75-80 proc. Esant situacijai, kai visos elektros energijos gamybos metu iš kogeneracinės stoties gaunama šiluma negali būti sunaudota (dažna situacija dėl išorinių šilumos vartotojų trūkumo), ji išleidžiama į atmosferą. Šiuo atveju biodujų šiluminės elektrinės energinis naudingumas yra tik 35% visos biodujų energijos.

Pagrindiniai biodujų jėgainių veiklos rodikliai gali labai skirtis, o tai daugiausia lemia naudojami substratai, priimti technologiniai reglamentai, veiklos praktika, kiekvienos atskiros gamyklos atliekamos užduotys.

Mėšlo perdirbimo procesas trunka ne ilgiau kaip 40 dienų. Apdorojimo metu gautas digestatas yra bekvapis ir yra puiki organinė trąša, kurioje pasiektas aukščiausias augalų įsisavinamų maistinių medžiagų mineralizacijos laipsnis.

Digestatas paprastai yra atskiriamas į skystas ir kietas frakcijas naudojant sraigtinius separatorius. Skysta frakcija siunčiama į lagūnas, kur kaupiasi iki patekimo į dirvą laikotarpio. Kietoji frakcija taip pat naudojama kaip trąša. Jei kietajai frakcijai taikomas papildomas džiovinimas, granuliavimas ir pakavimas, ji bus tinkama ilgalaikiam saugojimui ir transportavimui dideliais atstumais.

Biodujų gamyba ir energijos naudojimas turi daug privalumų, kuriuos pateisina ir patvirtina pasaulinė praktika, būtent:

1. Atsinaujinantis energijos šaltinis (AEI). Atsinaujinanti biomasė naudojama biodujoms gaminti.
2. Platus biodujų gamybai naudojamų žaliavų asortimentas leidžia statyti biodujų jėgaines praktiškai visur, kur sutelkta žemės ūkio gamyba ir technologiškai su ja susijusios pramonės šakos.
3. Biodujų energijos panaudojimo būdų universalumas tiek elektros ir (arba) šilumos energijos gamybai jos susidarymo vietoje, tiek bet kuriame prie dujų transportavimo tinklo prijungtame objekte (jei į šį tinklą tiekiamos išgrynintos biodujos). ), taip pat variklių degalai automobiliams.
4. Elektros energijos gamybos iš biodujų stabilumas ištisus metus leidžia padengti piko apkrovas tinkle, taip pat ir naudojant nestabilius atsinaujinančius energijos šaltinius, pavyzdžiui, saulės ir vėjo jėgaines.
5. Darbo vietų kūrimas formuojant rinkos grandinę nuo biomasės tiekėjų iki energetikos objektų eksploatuojančio personalo.
6. Neigiamo poveikio aplinkai mažinimas perdirbant ir neutralizuojant atliekas kontroliuojant fermentaciją biodujų reaktoriuose. Biodujų technologijos yra vienas pagrindinių ir racionaliausių organinių atliekų neutralizavimo būdų. Biodujų gamybos projektai mažina šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimą į atmosferą.
7. Agrotechninis biodujų reaktoriuose fermentuotos masės naudojimo žemės ūkio laukuose poveikis pasireiškia gerinant dirvožemio struktūrą, atsinaujinant ir didinant jų derlingumą dėl organinės kilmės maisto medžiagų įvedimo. Organinių trąšų, įskaitant ir iš masinio perdirbimo biodujų reaktoriuose, rinkos plėtra ateityje prisidės prie aplinkai nekenksmingų žemės ūkio produktų rinkos plėtros ir padidins jos konkurencingumą.

Numatomos vieneto investicinės išlaidos

BGU 75 kWel. ~ 9.000 €/kWel.

BGU 150 kWel. ~ 6.500 €/kWel.

BGU 250 kWel. ~ 6.000 €/kWel.

BGU bis 500 kWel. ~ 4.500 €/kWel.

BGU 1 MWel. ~ 3.500 €/kWel.

Pagaminta elektros ir šilumos energija gali patenkinti ne tik komplekso, bet ir šalia esančios infrastruktūros poreikius. Be to, žaliavos biodujų jėgainėms yra nemokamos, o tai užtikrina aukštą ekonominį efektyvumą po atsipirkimo laikotarpio (4-7 metai). Biodujų elektrinėse pagamintos energijos kaina laikui bėgant ne didėja, o, priešingai, mažėja.