Щороку на нашій планеті енергоресурсів стає дедалі менше. Саме через це доводиться постійно шукати нові, альтернативні джерела енергії. Однозначно, через якийсь час на нашій планеті закінчаться нафтові та газові поклади, і тоді світу доведеться всерйоз замислитися над видобутком (збором) та використанням як основне джерело енергії біогазів.

Що таке біогаз? Принципи видобутку біогазу

Як було зазначено, біогаз – альтернативне джерело енергії. Виділяється він при ферментації різних побутових відходів, а також відходів, що виділяються тваринами (гній).

Даний метод використовувався ще з давніх-давен в Китаї, але пізніше, через століття був незатребуваним і в результаті виявився забутий.

Видобуток біогазу в домашніх умовах своїми руками

Крок 1: Вибір бочки

Спочатку необхідно вибрати відповідну бочку, в яку ми зберігатимемо «джерело енергії», тобто, як ви зрозуміли, харчові відходи та гній.

Крок 2: Робимо отвори

Робимо отвори на вході та на виході в бочці. Можна зробити за допомогою дриля, але в даному випадку отвір зроблено за допомогою нагрітої металевої труби.

Крок 3: Встановлення труб

Встановлюємо труби на вході та виході в отвори, зроблені нами раніше. Труби вставляємо та вклеюємо.

Крок 4: Створення та встановлення власника «бензобака»

Було взято відро від фарби на 20 літрів, цей резервуар міститиме газ, що видобувається нами. Бак фіксується за допомогою клапана, який використовують сантехніку.

Крок 5: Додаємо коров'ячий гній

Змішуємо коров'ячий гній (5 кг на 50 літрів) і додаємо води. Поміщаємо у бак.

Крок 6: Майже закінчили

Перші 10-15 днів газ ви не отримаєте, тому що цей час необхідний для того, щоб пройшли всі необхідні процеси.

Крок 7: Позбавляємося двоокису вуглецю

Для того, щоб цей газ горів, необхідно позбутися двоокису вуглецю. Цього можна досягти за рахунок використання звичайного фільтра, яких багато в різних будівельних магазинах.

Крок 8: Готово!

Ви самі помітите, як «паливний бак» підніматиметься в міру походження хімічних реакцій. Тоді вже необхідно відкривати клапан та отримувати біогаз.

Використовувати біогаз можна для різних цілей. Не рекомендується використовувати біогаз для приготування їжі, оскільки це може негативно вплинути на смакові якості (якщо не позбавиться від ароматів).

Відео-Урок: Видобуток біогазу в домашніх умовах

Біогазє сумішшю газів, які утворюються в процесі розкладання органічних речовин анаеробними бактеріями. Біогаз легко займається, при горінні утворює чисте полум'я, тому цілком може застосовуватися не тільки для приготування їжі, але і для двигунів внутрішнього згоряння (наприклад, для виробництва електрики).

Переваги біогазової установки в домашніх умовах:
– можна легко отримати біогаз у домашніх умовах без застосування дорогого обладнання;
– чудова альтернативна енергія для тих, чиє житло знаходиться далеко від цивілізації, або для тих, хто бажає бути незалежним від держави;
- Доступна сировина (гній, кухонні відходи, подрібнена рослинність і т.д.);
– турбота про навколишнє середовище, оскільки в процесі розкладання органічних речовин у природі, газ потрапляє в атмосферу, що спричиняє парниковий ефект, а в даному випадку біогаз спалюватиметься, отримуючи при цьому CO2;
– отримання добрив як побічний продукт біогазової установки.

Але крім переваг, у біогазової установки є свої недоліки:
- Бактерії працюють при температурі 18-40 градусів, тому отримати біогаз можна влітку. Якщо утеплити біогазову установку і оснастити підігрівом, то можна отримати біогаз і у весняно-осінній період, але витрати на утеплення та підігрів можуть перекреслити отриману вигоду.
– необхідно постійно вносити нову сировину, а отже, зливати добрива.

Для виготовлення біогазової установки своїми руками нам знадобиться:
1. Дві бочки на 200л
2. Бочка на 30-60л або велике пластикове відро
3. Пластикові каналізаційні труби
4. Газовий шланг
5. Кран

Для наочності наведу схему домашньої біогазової установки

Принцип дії біогазової установки.У реактор завантажується сировина (гній, кухонні відходи, подрібнена рослинність тощо) та вода. Біогазова установка почне працювати не відразу, а через кілька днів, коли кількість анаеробних бактерій збільшиться до максимуму.

У процесі життєдіяльності анаеробних бактерій виділяється біогаз, який збиратиметься у верхній точці бочки (у цьому місці має розташовуватися кран). З реактора газового шлангу біогаз потрапляє в колектор.

Колектор є бочкою на 200л з водою, і перевернуте в ній відро для збору газу, а також для створення тиску необхідного для роботи газової печі. У міру надходження газу відро спливатиме. Якщо кількість біогазу буде більше, ніж зможе вмістити пластикове відро, то газ буде просто виходити назовні через воду.

Для виготовлення реакторазнадобиться герметична бочка на 200л. У верхній частині бочки робимо кілька отворів та встановлюємо:
– Пластикову трубу для заливки сировини. На кінці труби необхідно встановити перехід на велику трубу (своєрідна лійка, для зручності заливки сировини)
– Пластикову трубу для зливу добрив. Оскільки біогазова установка – це не вічний двигун, і необхідно постійно вносити сировину. При внесенні нової сировини надлишки (вже перероблена сировина – добрива) виходитимуть через зливну трубу.
– Кран у верхній точці бочки для збору біогазу.

При виготовленні реактора, дуже важливо, щоб всі з'єднання були герметичні, інакше під тиском, що виник, газ може просочуватися назовні. Зливна труба повинна бути розташована нижче за рівень установки газового крана. Зливна та заливна труба, коли не використовуються, повинні бути щільно заглушені.

Для виготовлення колектора знадобиться пластикова діжка на 200 л без кришки. У бочку наливаємо 3/4 води і встановлюємо іншу бочку, вгору дном, меншу за обсягом. У дні бочки меншого об'єму врізаємо штуцер для підключення шланга від реактора і кран для підключення шланга, що йде до газової печі.

Для заливки сировини відкриваємо впускний і зливний отвір і заливаємо сировину. Найкраще використовувати гній, розведений у воді. Воду краще використовувати дощову чи отстоянную, щоб вміст хлору з водопроводу не зменшили колонії бактерій. Крім того, якщо ви використовуєте кухонні відходи, не допускайте попадання миючих засобів, яєчної шкаралупи, кісток, луски від цибулі, оскільки вони можуть вплинути на роботу біогазової установки в гірший бік.

Сам собою біогаз має дуже неприємний запах, але при горінні запаху ніякого немає. Якщо спалювати газ без змішування з повітрям, то отримаємо полум'я жовтого кольору з кіптявою, що легко закоптить дно каструлі.

Якщо біогаз змішати з повітрям, а потім підпалити, то отримаємо чисте полум'я синього кольору без кіптяви. Так, наприклад, у заводських газових печах, в інструкції написано, що при переході з магістрального газу на балонний і назад необхідно міняти жиклери (які відрізняються діаметром отвору), інакше конфорка коптитиме. Як варіант, можна використовувати лабораторний пальник Бунзена.

Якщо лабораторного пальника у вас немає, то його легко виготовити з відрізка труби, просвердливши біля основи отвору. Таким чином, газ, проходячи трубою, буде змішуватися з повітрям, і на виході трубки отримаємо змішаний газ.

Як жиклери можна поекспериментувати зі шматочками дерев, заточивши їх під олівець і просвердливши в них отвори різного діаметру. Таким чином, можна отримати оптимальний розмір смолоскипа.

Для експерименту як печі використовувалася стара барбекюшниця, в дні якої було вирізано отвір і встановлений пальник Бунзена. А згодом барбекюшниця була замінена на одноконфоркову піч.

Для створення тиску газу на колектор (малу бочку для збору газу) встановлюється вантаж. Наприклад, якщо встановити вантаж 5 кг, то 1 літр води можна закип'ятити за 15хв. Якщо встановити вантаж 10 кг, то 1 літр води закипить через 10 хв.

Підсумовуючи, слід зазначити, що саморобна біогазова установка виробляє біогазу на 30 хвилин роботи пальника на добу., Якщо сировиною є гній. Якщо ж як сировина використовувати кухонні залишки, то продуктивність становить лише 15 хв на добу.

Газу, що виділяється не так вже й багато, але погодьтеся, що і біогазова установка не така вже й велика. Тому якщо ви бажаєте збільшити кількість одержуваного газу, вам необхідно буде збільшити обсяги реактора та колектора.

Розміри колектора можна і не збільшувати, якщо ви своєчасно перекачуватимете біогаз в іншу ємність (наприклад, в балон). Найбільш просто, це можна зробити за допомогою компресора від холодильника, який має один вхід і один вихід. Вхід підключаємо до колектора, а вихід балона.

Компресор можна оснастити автоматикою, наприклад коли колектор заповнений газом, бочка піднялася, замкнула контакти, тим самим включила компресор. А компресор, у свою чергу, вимкнувся, коли бочка опустилася до мінімального рівня.

Реактор біогазової установки необхідно виготовляти із пластику.Але, в жодному разі з металу, оскільки через окислювальні процеси метал швидко іржавіє. Як варіант можна використовувати пластикові бочки великих обсягів (наприклад, єврокуб). А щоби великі обсяги бочок не займали багато місця у дворі, їх можна закопати.

Лис 19, 2016 Генадій

Необхідні обов'язкові матеріали:

• дві ємності;
• сполучні труби;
• клапани;
• газовий фільтр;
• засоби забезпечення герметичності (клей, смола, герметик тощо);

Бажані:

• мішалка з електродвигуном;
• датчик температури;
• датчик тиску;

Наведена нижче послідовність підходить для південних регіонів. Для працездатності в будь-яких умовах слід додати систему підігріву реактора, яка забезпечуватиме нагрівання судини до 40 градусів Цельсія та підвищити теплоізоляцію, наприклад, обнести конструкцію теплицею. Теплицю бажано покрити чорною плівкою. Також бажано додати до трубопроводу пристрій виведення конденсату.

Створення простої біогазової установки:

1. Створити накопичувальну ємність.Вибираємо резервуар, де зберігатиметься отриманий біогаз. Резервуар фіксується клапаном та оснащується манометром. Якщо споживання газу постійно, то потреби в газгольдері немає.
2. Утеплити конструкцію всередині котловану.
3. Встановити труби.Прокласти в котлован труби для завантаження сировини та розвантаження компостного перегною. У ємності реактора виробляється вхідний і вихідний отвір. Реактор вміщується в котлован. До отворів підводяться труби. Труби щільно закріплюються за допомогою клею або інших потрібних засобів. Діаметр труб менше 30 см сприятиме їх забиванню. Місце завантаження слід вибирати на сонячному боці.
4. Встановіть люк.Ректор, оснащений люком, робить зручнішими роботи з ремонту та профілактики. Люк та корпус реактора слід проклеїти гумою. Також можна встановити датчики температури, тиску та рівня сировини.
5. Вибрати ємність для біореактора.Вибрана ємність має бути міцною - оскільки при ферментації виділяється велика кількість енергії; мати гарну теплоізоляцію; бути повітрям і водонепроникною. Найкраще підходять судини яйцеподібної форми. Якщо спорудити такий реактор проблематично, то гарною альтернативою буде посудина циліндричної форми із заокругленими краями. Ємності квадратної форми менш ефективні тому, що в кутах буде накопичуватися затверділа біомаса, що ускладнює ферментацію.
6. Підготувати котлован.
7. Вибрати місце для встановлення майбутньої установки.Бажано вибирати місце досить далеко від будинку і так, щоби можна було викопати яму. Розміщення всередині ями дозволяє суттєво заощадити на теплоізоляції, використовуючи для цього дешеві матеріали на зразок глини.
8. Перевірити герметичність одержаної конструкції.
9. Запустіть систему.
10. Додати сировину.Чекаємо близько двох тижнів поки пройдуть усі необхідні процеси. Необхідна умова горіння газу – позбавлення двоокису вуглецю. Для цього підійде звичайний фільтр із будівельного магазину. Саморобний фільтр виготовляється з відрізка газової труби завдовжки 30 см, наповненого сухими дерев'яними та металевими стружками.

Склад та види

Біогаз називається газ, отриманий в результаті трифазного біохімічного процесу над біомасою, що проходить в герметичних умовах.

Процес розкладання біомаси послідовний: спершу вона піддається впливу гідролізних бактерій, потім кислотоутворювальних та в кінці метанобразующих. Матеріалом для мікроорганізмів кожному етапі служить продукт діяльності попереднього етапу.

На виході приблизний склад біогазу виглядає так:

• метан (від 50 до 70%);
• вуглекислий газ (від 30 до 40%);
• сірководень (~2%);
• водень (~1%);
• аміак (~1%);

На точність пропорцій впливає використовується сировина та технологія отримання газу. Потенціалом для горіння має метан, чим його відсоток вищий, тим краще.

Досвід застосування пального болотяного газу мають стародавні культури, що датуються понад трьома тисячолітнім віком (Індія, Персія або Ассирія). Наукове обґрунтування сформувалося набагато пізніше. Хімічна формула метану СН 4 була відкрита вченим Джоном Дальтоном, входження метану до складу болотного газу виявлено Гемфрі Деві. Велику роль розвитку галузі альтернативної енергії зіграла Друга світова війна, що вимагає від воюючих сторін величезної потреби в енергоресурсах.

Володіння СРСР величезними запасами нафти та газу призвело до незатребуваності інших технологій отримання енергії, дослідження біогазу переважно було предметом інтересу академічної науки. На даний момент ситуація змінилася настільки, що, крім промислового видобутку різних видів палива, створити біогазову установку для своїх цілей під силу будь-якій людині.

Пристрій встановлення

- Комплекс обладнання, призначеного для отримання біогазу з органічної сировини.

За типом подачі сировини виділяють такі види біогазових установок:

• з порційною подачею;
• з безперервною подачею;

Біогазові установки з постійною подачею сировини є ефективнішими.

За типом обробки сировини:

1. Без автоматичного перемішуваннясировини та підтримування необхідної температури – комплекси з мінімальною комплектацією, підходять для малих господарств (схема 1).
2. З автоматичним перемішуванням, але без підтримки необхідної температури – також служить невеликим господарствам, ефективнішим за попередній тип.
3. За допомогою необхідної температуриале без автоматичного перемішування.
4. З автоматичним перемішуванням сировини та підтримкою температури.

Принцип роботи

Процес перетворення органічної сировини на біогаз називається ферментацією.Сировина завантажується у спеціальну ємність, що забезпечує надійний захист біомаси від доступу кисню. Подія, що відбувається без втручання кисню, називається анаеробною.

Під впливом спеціальних бактерій в анаеробному середовищі починає відбуватися ферментація. З розвитком бродіння сировина покривається кіркою, яку необхідно регулярно руйнувати. Руйнування здійснюється за допомогою ретельного перемішування.

Перемішувати вміст потрібно мінімум двічі на добу, не порушуючи при цьому герметичність процесу. Крім видалення кірки змішування дозволяє рівномірно розподілити кислотність та температуру всередині органічної маси. Внаслідок цих маніпуляцій виробляється біогаз.

Отриманий газ збирається в газгольдері, звідти трубами доставляється споживачеві. Біодобрива, отримані після переробки вихідної сировини, можна використовувати як харчову добавку для тварин або додавати до ґрунту. Таке добриво називається компостним перегноєм.

Біогазова установка включає такі елементи:

• ємність гомогенізації;
• реактор;
• мішалки;
• резервуар для зберігання (gas-holder);
• комплекс опалення та змішування води;
• газовий комплекс;
• комплекс насосів;
• сепаратор;
• датчики контролю;
• КВП з візуалізацією;
• система безпеки;

Приклад біогазової установки промислового типу наведено на схемі 2.

Використовувана сировина

Розкладання будь-яких залишків тваринного або рослинного походження виділяє горючий газ різною мірою. Добре підходять для сировини суміші різного складу: гній, солома, трава, різні відходи тощо. Для хімічної реакції потрібна вологість 70%, тому сировину необхідно розбавляти водою.

Неприйнятною є наявність в органічній біомасі очисних засобів, хлору, пральних порошків, оскільки вони перешкоджають хімічним реакціям і можуть пошкодити реактор. Також не підходить для реактора сировина з тирсою хвойних дерев (що містять смоли), з високою часткою лігніну та з перевищенням порога вологості в 94%.

Рослинний.Рослинна сировина чудово підходить для виробництва біогазу. Максимальний вихід палива дає свіжа трава - з тонни сировини виходить близько 250 м3 газу з метану в 70%. Кукурудзяний силос трохи менше - 220 м 3 . Бадилля від буряків – 180 м 3 .

Можна використовувати як біомасу практично будь-які рослини, сіно або водорості. Недолік застосування полягає у тривалості виробничого циклу. Процес отримання біогазу триває до двох місяців. Сировина повинна бути обов'язково дрібно подрібнена.

Тварина.Відходи переробних, молочних підприємств, зі скотобоєн тощо. придатні для біогазової установки. Максимальний вихід палива дають тваринні жири – 1500 м 3 біогазу з часткою метану 87%. Основний недолік – дефіцит. Тварина сировина також має бути подрібнена.

Екскременти.Головна перевага гною - його дешевизна і доступність. Недолік – кількість та якість біогазу нижча, ніж від інших видів сировини. Кінські та коров'ячі екскременти можна переробляти одразу. Виробничий цикл займе приблизно два тижні і дасть вихід обсягом 60 м 3 з 60% вмістом метану.

Курячий послід і свинячий гній безпосередньо застосовувати не можна, тому що вони токсичні. Щоб запустити процес ферментації, їх треба змішати з силосом. Продукт життєдіяльності людини також можна використати, але каналізаційні стоки не підійдуть, оскільки вміст фекалій замало.

Схеми роботи

Схема 1 – біогазова установка без автоматичного перемішування сировини:

Схема 2 – біогазова установка промислового типу:

Біогазова установка – це спеціальний агрегат, який дозволяє переробляти відходи сільськогосподарського виробництва та харчової промисловості на біологічні добрива та біологічний газ.

Використання подібної установки дозволяє в найкоротші терміни позбавлятися гною різних видів (включаючи пташиний послід), переробляти залишки рослин (силос, що перезимував, бадилля харчових культур тощо) і якісно утилізувати органічні відходи скотобійні та птахофабрики. Час отримання біологічних відходів та газу залежить від щільності перероблюваних матеріалів та їх кількості.

Найбільшого поширення такі установки набули у таких країнах, як Німеччина та Голландія. В останні роки безліч китайських фермерських господарств і харчових виробництв, також оснащуються біогазовими установками свого виробництва.

Влаштування біогазової установки. Слід зазначити, що біогазові установки мають дуже просту конструкцію. Сучасні моделі таких установок мають достатній рівень автоматизації, і вимагають мінімальний контроль з боку людини. Отже, сучасна біогазова установка складається з:

• Перехідна ємність, в яку потрапляє сировина на початку переробки для підігріву.
• Міксери для подрібнення великих частинок трави і гною.
• Місткість для газу (газгольдер), в якій зберігається одержаний газ, необхідна для підтримки запасів та тиску в системі.
• Біореактор, найголовніша частина біогазової установки, в якій відбувається бродіння сировини та виробляється газ.
• Газова система, набір труб та шлангів подачі та відведення отриманого газу.
• Сепаратори сортують перероблену сировину на тверді та рідкі добрива.
• Насоси для перекачування сировини та води.
• Прилади вимірювання та контролю за тиском в реакторі і температурою рідини, що підігріває.
• Когенераційна станція служить для розподілу отриманого газу.
• Аварійні пальники для стравлювання зайвого газу з реактора та газгольдера, необхідні підтримки заданого тиску.

На перший погляд здається, що пристрій біогазової установки надто складний і заплутаний, а до складу її входять дорогі агрегати та компоненти. Однак насправді це далеко не так. Більшість компонентів мають грізні назви, але насправді їх основі лежать звичайні предмети. У будь-якому випадку, подібні конструкції вже багато років використовуються людьми по всьому світу, а значить, з принципом роботи установки можна розібратися без жодних труднощів.

Принцип роботи біогазової установки. Перш ніж перейти до детального розгляду принципу роботи біогазової установки, слід сказати, що з'явився пристрій виключно завдяки процесам бродіння і розкладання. Як відомо, будь-яка органічна речовина (з часом і за відповідних умов) розпадається на найпростіші хімічні речовини, однією з яких є біогаз. Саме на принципах бродіння та розпаду створюється будь-яка біогазова установка, а додаткові вузли та агрегати мають допоміжні або контролюючі функції.

Етапи роботи біогазової установки.

• 1. Доставка продуктів переробки та відходів в установку. У тому випадку, якщо рідкі відходи їх доцільно доставляти в реактор за допомогою спеціалізованих насосів. Твердіші відходи можуть доставлятися в реактор вручну, або засобами транспортної стрічки. У деяких випадках доцільно підігріти відходи, щоб збільшити їхню швидкість бродіння та розпаду в біореакторі. Для підігріву відходів використовується перехідна ємність, де продукти переробки доводяться до потрібної температури.
• 2. Переробка у реакторі. Після перехідної ємності підготовлені (і підігріті!) відходи потрапляють у реактор. Якісний біореактор є герметичною конструкцією, виготовленою з особливо міцної сталі, або з бетону, що має спеціальне, антикислотне покриття. В обов'язковому порядку реактор повинен мати ідеальну теплову та газову ізоляцію. Навіть найменше попадання повітря або зниження температури спричинить зупинку процесу бродіння та розпаду. Підігрів реактора здійснюється за допомогою трубок із гарячою водою. Система автономна. Нагрів води відбувається за допомогою біогазу, що виробляється. Реактор працює без доступу кисню, у повністю замкнутому середовищі. Кілька разів на день, за допомогою насоса в нього можна додавати нові порції речовини, що переробляється. Оптимальний температурний режим реактора – близько 40 градусів за Цельсієм. Якщо температура менша, то процес бродіння суттєво уповільниться. Якщо збільшити температуру, то станеться швидке випаровування води, що дозволить відходам повністю розпастися. Для того, щоб прискорити процес бродіння, використовується спеціальний міксер. Цей пристрій перемішує субстанцію в реакторі через певний проміжок часу.
• 3. Вихід готового товару. Після закінчення певного часу (від кількох годин, за кілька днів) з'являються перші результати бродіння. Це біогаз та біологічні добрива. У результаті біогаз, що вийшов, потрапляє в газгольдер (бак для зберігання газу). Тиск газу газгольдери регулюється з допомогою клапанів. У разі надмірного тиску буде задіяно аварійні пальники, які просто спалять зайвий газ, і тим самим стабілізують тиск. Отриманий біогаз потребує усихання. Лише після цього його можна використовувати як звичайний природний газ. Окремо слід сказати, що для підтримки роботи біогазової установки потрібно близько 15% одержуваного газу. У свою чергу біологічні добрива потрапляють у спеціально підготовлений бак із сепаратором. Відбувається поділ на тверді (біогумус) та рідкі добрива. Біогумус складає лише близько 5% від загальної кількості одержуваних добрив. Власне, добрива одразу можуть бути використані за призначенням. Додаткову переробку вони не вимагають. Більш того, в Європі існують цілі потокові лінії, які запаковують отримані біологічні добрива в пластикові ємності. Торгівля подібними добривами – досить прибутковий бізнес. Робота біогазової установки безперервна. Висловлюючись простіше, в реактор постійно потрапляють нові порції матеріалу, що переробляється, а в газгольдер і сепараторний бак також постійно потрапляє газ і біологічні добрива.

Експлуатація та монтаж біогазової установки. Монтаж біогазової установки суворо індивідуальний. Не можна просто привезти та зібрати разом усі компоненти. Необхідно провести цілу низку підготовчих робіт, викопати кілька великих котлованів, здійснити якісну ізоляцію реактора. Слід врахувати всі індивідуальні особливості фермерського господарства чи підприємства, і зробити біогазову установку актуальною під конкретні завдання. Слідкувати за біогазовою установкою зможе одна людина, оскільки процес переробки повністю автоматизований. Експлуатація установки не потребує великих витрат. За гарного нагляду та своєчасного сервісного обслуговування щорічні витрати на утримання такої установки не перевищать 5% її первісної вартості.

Переваги використання біогазової установки. Біогазова установка по-справжньому чарівний пристрій, який дозволяє отримувати з відходів виробництва та гною дійсно необхідні речі. Зокрема, можна отримати:

• Біогаз
• Біологічні добрива
• Електричну та теплову енергію
• Паливо для автомобілів.

Для того, щоб перетворювати біогаз на електричну та теплову енергію необхідно оснастити установку додатковими агрегатами. Це збільшує вартість самої установки, але дозволяє досягти значної автономії від комунальних служб, і суттєво скоротити оплачувані рахунки. Якщо в автомобілі встановлено газове обладнання, його можна заправляти газом, якою виробляється біогазовою установкою. Природно, біологічний газ вимагатиме додаткового очищення, яке дозволить відфільтрувати вуглекислий газ. Після цього автомобіль зможе їздити на газі, що виробляється біогазовою установкою. Це допомагає значно економити на купівлі бензину, що за нинішніх цін на паливо дуже вигідно.

Кому потрібна біогазова установка?

Як уже було сказано вище, біогазова установка – технічно складний пристрій, який потребує професійного монтажу та своєчасного сервісного обслуговування.

Тому дрібному фермеру, господарство якого складається з десятка корів та кількох гектарів землі, така техніка безумовно не потрібна. У нього просто немає такої кількості гною та інших добрив, щоб змусити біогазову установку працювати цілодобово і приносити значний дохід. І зовсім інша справа, якщо мова зайде про велике фермерське господарство, птахофабрику чи м'ясокомбінат. Дані виробництва щодня генерують сотні кілограмів різноманітних відходів, які просто нікуди подіти. Для них купівля біогазової установки є чи не єдиним способом вирішити проблему утилізації відходів, і при цьому отримувати безкоштовний газ, електрику та біологічні добрива.

Як показує практика, подібні біогазові системи починають себе окупати вже через 2 роки після встановлення. З огляду на те, що середній термін служби установки – 25 років, то не складно підрахувати прибуток, який принесе подібне обладнання.

Зростаюча популярність альтернативних методів отримання теплової та електричної енергії призвела до бажання багатьох власників заміських будинків та котеджів отримати певну автономію від зовнішніх постачальників енергії. Тим більше, що «покупна» енергія виявляє постійну тенденцію до підвищення ціни, і утримання заміського господарства з кожним днем ​​коштує все дорожче. Установка для отримання біогазу є чудовою альтернативою зовнішнім енергетичним джерелам. Як мінімум, вона може забезпечити будинок пальним газом для плити, а при підвищенні потужності (якщо є достатньо своїх або покупних відходів) – забезпечити і опалення, і електроенергію як для будинку, так і для всього присадибного господарства.

Кому потрібні біогазові установки

Біогазові установки використовуються для одержання горючих газів із біологічної сировини. Тому потрібні вони скрізь, де потрібно використовувати горючі гази. Тобто для отримання теплової та електричної енергії.
Насамперед біогазові установки необхідні тим господарств, де є багато сировини як біологічних відходів. Таким чином, можна не тільки зробити виробництво безвідходним, а й значно підвищити його рентабельність – за рахунок самостійного виробництва енергії, відсутності витрат на придбання як теплової, так і електричної енергії.

Володимир Рашин, конструктор біогазової установки та фермер з Пермі, на власному досвіді довів, що аграрне виробництво, яке самостійно утилізує відходи за допомогою відповідного пристрою, повністю забезпечує свої потреби в тепловій та електричній енергії, а також у паливному газі. У його перепелиному господарстві біогаз використовується для обігріву приміщень (як житлових, так і підсобних та виробничих), для вироблення електроенергії, у кухонних плитах, а також для заправки автотранспорту – всі автомобілі ферми Рашина працюють на біогазі. В даному випадку основною сировиною для біогазової установки є перепелиний послід. На виході, крім біогазу, виходить ще й органічне добриво, яке також приносить фермі додатковий дохід.

Біогазові установки, подібні до установки Володимира Рашина, можуть значно підвищити рентабельність будь-якого сільськогосподарського виробництва. Як сировина для отримання біогазу може бути використаний не тільки гній, але й різні відходи деревообробних виробництв (кора, тирса і так далі), і будь-які органічні речовини.

Крім того, біогазові установки можуть використовуватися і в заміських будинках і котеджах, навіть за відсутності таких господарств фермерської спрямованості. Побутових відходів будь-якого господарства буде достатньо, щоб забезпечити сировиною індивідуальну біогазову установку, і якщо не забезпечити господарство повністю тепловою та електричною енергією, то, принаймні, знизити витрати на придбання такої енергії. До того ж, крім побутових відходів у будь-якому заміському господарстві є ще й відходи з присадибної ділянки (бур'ян, обрізки гілок тощо). А забезпечити горючим газом кухонну плиту можна навіть за допомогою міні-біогазової установки в дачних умовах.

Принцип отримання біогазу

Отримання біогазу здійснюється шляхом анаеробного (тобто без доступу кисню) зброджування біомаси, яке забезпечується спеціальними бактеріями. У процесі беруть участь три види бактерій: гідролізні, кислотоутворюючі та метаноутворюючі.

Біогазова установка складається з кількох частин (ємностей). Спочатку сировина надходить у попередню ємність, де ретельно перемішується та подрібнюється (у разі твердої фракції) до однорідної маси. Потім подрібнена сировина надходить у реактор (ємність, де здійснюється безпосередньо бродіння біомаси).

Реактор зазвичай виготовляється із залізобетону, що володіє кислотостійкістю. Ця ємність повністю герметична. Щоб прискорити процес бродіння, рідина в ємності підігрівається і перемішується. Найчастіше для обігріву реактора використовується когенераційна установка – у такій установці необхідне охолодження теплоелектрогенератора, і відведене тепло надходить у реактор. Також тепло може надходити від спеціального водогрійного казана.

Після того, як процес бродіння завершений, з реактора вироблений газ надходить у газгольдер, де вирівнюється тиск, а потім біогаз надходить вже в теплоелектрогенератор (газовий або дизель-газовий), в результаті чого виробляється теплова або електрична енергія.

Крім біогазу в реакторі осідає тверда фракція - органічні добрива, які потім можуть бути використані на полях. Також із реактора отримують рідкі добрива – після виділення газу. І рідкі, і тверді добрива є концентрованими і активно використовуються в сільському господарстві.

Промислові біогазові установки мають автоматичне керування. Автоматика відповідає і за надходження сировини в установку, і за перемішування, контролює температуру, роботу генератора тощо. Також подібні установки оснащуються аварійними факельними пристроями – на випадок зупинки двигуна тоді газ просто спалюється. Крім того, нерідко промислові біогазові установки оснащуються лінією для пакування рідких добрив, у цьому випадку добрива розливаються у невеликі (до 1 л) пляшки.

Індивідуальна біогазова установка

Принцип роботи індивідуальної біогазової установки такий самий, як і у промислової. Щоправда, міні-установки рідко оснащують автоматичними пристроями для перемішування субстрату та іншою автоматикою – через значне подорожчання побутової установки за такої комплектації. Найчастіше у цих установках є лише пристрої контролю температури, роботи генератора тощо, проте обслуговування міні-біогазової установки здійснюється вручну.

Побутові біогазові установки застосовуються в основному для виробництва пального газу для кухонних потреб, якщо в господарстві немає тваринницької або рослинницької спрямованості. Проте, все більше проявляється тенденція до використання міні-установок для забезпечення заміських будинків та котеджів повним енергетичним комплексом, тобто не лише «кухонним» газом, а й тепловою та електричною енергією. Причому це вже не залежить від наявності в господарстві великої або дрібної худоби, сировина для домашніх біогазових установок просто купується в найближчому господарстві. Це може бути як гній, і відходи деревообробних виробництв.

Біогазова установка своїми руками

Будівництво біогазових установок, навіть міні, для побутових потреб обходиться недешево. І хоча терміни окупності такого обладнання відносно невеликі (5-7 років), далеко не кожен господар готовий або має можливість вкласти необхідну суму. Так, плюси очевидні: через нетривалий час за допомогою міні-біогазової установки можна отримати практично повну автономію від покупних джерел енергії, перевести своє господарство на самозабезпечення, та ще й мати як додаткові бонуси безкоштовні добрива. Проте, платити гроші потрібно сьогодні, а плюси виявляться лише за кілька років. Тому багато власників заміських будинків та котеджів задаються питанням: як зробити біогазову установку самостійно?

Міні-біогазова установка не така складна, і з її спорудою цілком можна впоратися. При цьому заощаджується суттєва сума. До того ж, є проекти біогазових установок, що використовують підручні засоби та матеріали (наприклад, з реактором-дзвоном, причому дзвін може бути виготовлений з гуми, і так далі). Тобто, саморобні установки для виробництва біогазу – це придбання бажаних бонусів за мінімальні гроші.

При будівництві біогазової установки необхідно зробити точний розрахунок – якою має бути її продуктивність. Для цього слід врахувати всіх бажаних споживачів біогазу (наприклад, кухонну плиту, автомобільну техніку тощо). Якщо біогаз планується використовувати для отримання електричної та/або теплової енергії, то розрахунок повинен включати всіх споживачів енергії. З розрахунку створюється проект біогазової установки.

Саморобні установки для виробництва біогазу широко представлені в Інтернеті. Можна знайти і зразки розрахунків, і креслення пристрою, і докладний опис. Величезний вибір пристроїв дозволить виготовити як складну установку з кількома камерами, так і спрощений варіант (наприклад, такий простий пристрій, як вигрібна яма, накрита гумовим дзвоном із пристроєм для відведення газу). Кожен бажаючий зможе вибрати саморобну установку відповідно до своїх бажань, можливостей та вмінь. Особливо корисні в цьому випадку описи, які супроводжуються покроковими фотографіями або відео.

Виготовлення біогазової установки своїми руками дозволяє заощадити до 50% вартості пристрою, що значно прискорює окупність обладнання. До того ж, виготовлення для початку найпростішої установки дозволяє оцінити необхідність такого обладнання в господарстві, а також вкладати гроші поступово, що для багатьох значно легше, ніж відразу заплатити всю потрібну суму.

Як працює біогазова установка?