Biokaasulaitos omakotitalon: suosituksia kotitekoisen projektin järjestämiseen

Säästävä omistaja haaveilee halvoista energiavaroista, tehokkaasta jätteenkäsittelystä ja lannoitteiden hankinnasta.Tee-se-itse kotibiokaasulaitos on edullinen tapa toteuttaa unelmasi.

Tällaisten laitteiden itsekokoonpano maksaa kohtuullisen määrän rahaa, ja tuotettu kaasu on hyvä apu kotitaloudessa: sitä voidaan käyttää ruoanlaittoon, talon lämmittämiseen ja muihin tarpeisiin.

Yritetään ymmärtää tämän laitteen erityispiirteet, sen edut ja haitat. Ja myös onko mahdollista rakentaa biokaasulaitos itse ja onko se tehokas.

Biokaasun tuotannon erityispiirteet

Biokaasua muodostuu biologisen substraatin käymisen seurauksena. Sitä hajottavat hydrolyyttiset, happoa ja metaania muodostavat bakteerit. Bakteerien tuottama kaasuseos on syttyvää, koska sisältää suuren osan metaania.

Sen ominaisuudet eivät käytännössä eroa maakaasusta, jota käytetään teollisuuden ja kotitalouksien tarpeisiin.

Jokainen kodin omistaja voi halutessaan ostaa teollisesti valmistetun biokaasulaitoksen, mutta se on kallis ja investointi maksaa itsensä takaisin 7-10 vuodessa. Siksi on järkevää ponnistella ja tehdä bioreaktori omin käsin

Biokaasu on ympäristöystävällinen polttoaine, jonka tuotantoteknologialla ei ole paljon ympäristövaikutuksia. Lisäksi hävitettävät jätetuotteet käytetään biokaasun raaka-aineina.

Ne sijoitetaan bioreaktoriin, jossa prosessointi tapahtuu:

• biomassa altistuu bakteereille jonkin aikaa. Käymisaika riippuu raaka-aineiden määrästä;
• Anaerobisten bakteerien toiminnan seurauksena vapautuu syttyvä kaasuseos, joka sisältää metaania (60 %), hiilidioksidia (35 %) ja joitain muita kaasuja (5 %). Käyminen vapauttaa myös pieniä määriä mahdollisesti vaarallista rikkivetyä. Se on myrkyllistä, joten on erittäin epätoivottavaa, että ihmiset altistuvat sille;
• bioreaktorin kaasuseos puhdistetaan ja syötetään kaasusäiliöön, jossa se varastoidaan, kunnes se käytetään aiottuun tarkoitukseen;
• kaasusäiliöstä tulevaa kaasua voidaan käyttää samalla tavalla kuin maakaasua. Se menee kodinkoneisiin - kaasuliesiin, lämmityskattiloihin jne.;
• Hajoanut biomassa on poistettava säännöllisesti fermentorista. Tämä on lisätyötä, mutta vaivannäkö maksaa itsensä takaisin. Käymisen jälkeen raaka-aine muuttuu korkealaatuiseksi lannoitteeksi, jota käytetään pelloilla ja vihannestarhoissa.

Biokaasulaitos on omakotitalon omistajalle hyödyllinen vain, jos hänellä on jatkuva pääsy kotieläintilojen jätteisiin. Keskimäärin 1 kuutiometristä. Saat 70-80 kuutiometriä alustaa. biokaasua, mutta kaasun tuotanto on epätasaista ja riippuu monista tekijöistä, mukaan lukien biomassan lämpötilat. Tämä vaikeuttaa laskelmia.

Biokaasulaitokset ovat ihanteellisia maatiloille. Eläinjätteistä saadaan riittävästi kaasua asuintilojen ja ulkorakennusten lämmittämiseen

Jotta kaasuntuotantoprosessi olisi vakaa ja jatkuva, on parasta rakentaa useita biokaasulaitoksia ja lisätä substraatti fermentoreihin aikaerolla.Tällaiset asennukset toimivat rinnakkain, ja niihin ladataan raaka-aineet peräkkäin.

Tämä takaa jatkuvan kaasun tuotannon, jotta sitä voidaan syöttää jatkuvasti kodinkoneisiin.

Ihannetapauksessa bioreaktori tulisi lämmittää. Jokainen 10 lämpöastetta lisää kaasun tuotantoa puoleen. Vaikka lämmitysasennukset vaativatkin investointeja, se maksaa itsensä takaisin paremman suunnittelun tehokkuuden ansiosta

Kotitekoinen biokaasulaitteet, romumateriaaleista koottu, on paljon halvempaa kuin teolliset tuotantolaitokset. Sen tehokkuus on alhaisempi, mutta se on investoinnin arvoinen. Jos sinulla on mahdollisuus saada lantaa ja haluat itse panostaa rakenteen kokoamiseen ja ylläpitämiseen, tämä on erittäin kannattavaa.

Järjestelmän edut ja haitat

Biokaasulaitoksilla on monia etuja, mutta on myös paljon haittoja, joten ennen suunnittelun ja rakentamisen aloittamista kannattaa punnita kaikki:

• Kierrätys. Biokaasulaitoksen ansiosta saat parhaan hyödyn jätteistä, jotka muuten joutuisivat hävittämään. Tämä hävittäminen on vähemmän vaarallista ympäristölle kuin kaatopaikalle sijoittaminen.
• Raaka-aineiden uusiutuvuus. Biomassa ei ole hiiltä tai maakaasua, jonka talteenotto kuluttaa luonnonvaroja. Maanviljelyssä raaka-aineita ilmaantuu jatkuvasti.
• Suhteellisen pieni määrä CO2. Kun kaasua tuotetaan, ympäristö ei saastu, mutta sitä käytettäessä ilmakehään vapautuu pieni määrä hiilidioksidia. Se ei ole vaarallista eikä pysty muuttamaan kriittisesti ympäristöä, koska... se imeytyy kasveihin kasvun aikana.
• Kohtalainen rikin vapautuminen. Biokaasua poltettaessa ilmakehään vapautuu pieni määrä rikkiä.Tämä on negatiivinen ilmiö, mutta sen mittakaava on nähtävissä vertailussa: maakaasua poltettaessa ympäristön saastuminen rikin oksideilla on paljon suurempi.
• Vakaa työ. Biokaasun tuotanto on vakaampaa kuin työ aurinkopaneelit tai tuuliturbiinit. Vaikka aurinko- ja tuulienergiaa ei voida hallita, biokaasulaitokset ovat riippuvaisia ​​ihmisen toiminnasta.
• Useita asetuksia voidaan käyttää. Kaasu sisältää aina riskejä. Onnettomuustilanteessa aiheutuvien vahinkojen vähentämiseksi voidaan sijoittaa useita biokaasulaitoksia koko alueelle. Jos usean fermentorin järjestelmä on oikein suunniteltu ja koottu, se toimii vakaammin kuin yksi suuri bioreaktori.
• Edut maataloudelle. Joitakin kasveja istutetaan biomassan saamiseksi. Voit valita sellaisia, jotka parantavat maaperän tilaa. Esimerkiksi durra vähentää maaperän eroosiota ja parantaa sen laatua.

Biokaasulla on myös haittoja. Vaikka se on suhteellisen puhdasta polttoainetta, se saastuttaa silti ilmakehän. Myös kasvibiomassan toimituksissa voi olla ongelmia.

Vastuuttomat kasvinomistajat korjaavat sen usein siten, että ne kuluttavat maata ja horjuttavat ekologista tasapainoa.

Asennuksen kannattavuuden laskeminen

Lehmän lantaa käytetään yleensä biokaasun tuotannon raaka-aineena. Yksi aikuinen lehmä voi tuottaa tarpeeksi 1,5 kuutiometriä. polttoaine; sika - 0,2 kuutiometriä; kana tai kani (painosta riippuen) - 0,01-0,02 kuutiometriä. Ymmärtääksesi, onko tämä paljon vai vähän, voit verrata sitä tutumpiin resursseihin.

1 kuutiometri biokaasu tuottaa saman määrän lämpöenergiaa kuin:

• polttopuut - 3,5 kg;
• kivihiili - 1-2 kg;
• sähkö – 9-10 kW/h.

Jos tiedät lähivuosina saatavilla olevan maatalousjätteen likimääräisen painon ja tarvittavan energian, voit laskea biokaasulaitoksen kannattavuuden.

Yksi biokaasutuotannon suurimmista haitoista on haju. Mahdollisuus käyttää pieniä kompostikasoja on iso plussa, mutta joudut kestämään haitat ja hallitsemaan prosessia huolellisesti, jotta et provosoi taudinaiheuttajien leviämistä

Sen sijoittamiseksi bioreaktoriin valmistetaan substraatti, joka sisältää useita komponentteja seuraavissa suhteissa:

• lantaa (paras lehmä tai sianliha) – 1,5 t;
• biojäte (tämä voi olla mätä lehtiä tai muita kasviperäisiä komponentteja) – 3,5 t;
• vesi lämmitetty 35 asteeseen (lämpimän veden määrä lasketaan siten, että sen massa on 65-75% orgaanisen aineen kokonaismäärästä).

Alustan laskeminen tehtiin yhdelle kuuden kuukauden asennukselle kohtuullisen kaasunkulutuksen perusteella. Noin 10-15 päivän kuluttua käymisprosessi antaa ensimmäiset tulokset: kaasua ilmestyy pieniä määriä ja alkaa täyttää varastoa. 30 päivän kuluttua voit odottaa täyttä polttoaineen tuotantoa.

Biokaasun tuotantolaitteet eivät ole vielä kovin yleisiä maassamme. Tämä johtuu suurelta osin ihmisten huonosta tietoisuudesta biokaasujärjestelmien eduista ja ominaisuuksista. Kiinassa ja Intiassa monet pienet maatilat on varustettu väliaikaisilla tehtailla tuottamaan lisää puhdasta polttoainetta

Jos asennus toimii oikein, biokaasun määrä kasvaa vähitellen, kunnes alusta mätänee. Rakenteen suorituskyky riippuu suoraan biomassan käymisnopeudesta, joka puolestaan ​​liittyy substraatin lämpötilaan ja kosteuteen.

Ohjeet itse rakentamiseen

Jos sinulla ei ole kokemusta monimutkaisten järjestelmien kokoamisesta, on järkevää valita verkossa tai kehittää yksinkertaisin piirustus biokaasulaitoksesta yksityiskotiin.

Mitä yksinkertaisempi muotoilu, sitä luotettavampi ja kestävämpi se on. Myöhemmin, kun kehität taitojasi järjestelmän rakentamisessa ja käsittelyssä, voit tehdä laitteiston uudelleen tai asentaa lisäasennuksen.

Kalliit teolliset mallit sisältävät järjestelmiä biomassan sekoittamiseen, automaattiseen lämmitykseen, kaasunpuhdistukseen jne. Kodinkoneet eivät ole niin monimutkaisia. On parempi koota yksinkertainen asennus ja lisätä sitten tarvittavat elementit

Fermentorin tilavuutta laskettaessa sinun tulee keskittyä 5 kuutiometriin. Tämän asennuksen avulla voit saada tarvittavan kaasumäärän 50 neliömetrin omakotitalon lämmittämiseen, jos lämmönlähteenä käytetään kaasukattilaa tai liesi.

Tämä on keskimääräinen luku, koska Biokaasun kaloripitoisuus ei yleensä ole yli 6000 kcal/m3.

Jotta käymisprosessi etenee enemmän tai vähemmän vakaasti, on välttämätöntä saavuttaa oikeat lämpötilaolosuhteet. Tätä varten bioreaktori asennetaan maakuoppaan tai luotettava lämmöneristys harkitaan etukäteen. Substraatin jatkuva kuumeneminen voidaan varmistaa sijoittamalla vesilämmitysputki fermentorin pohjan alle

Biokaasulaitoksen rakentaminen voidaan jakaa useaan vaiheeseen.

Vaihe 1 - bioreaktorin kaivon valmistelu

Lähes koko biokaasulaitos on maan alla, joten paljon riippuu siitä, kuinka kaivo on kaivettu ja viimeistelty. Seinien vahvistamiseen ja kaivon tiivistämiseen on useita vaihtoehtoja - muovi, betoni, polymeerirenkaat.

Optimaalinen ratkaisu on ostaa valmiita polymeerirenkaita, joissa on kiinteä pohja. Ne maksavat enemmän kuin saatavilla olevat materiaalit, mutta lisätiivistämistä ei tarvita. Polymeerit ovat herkkiä mekaanisille kuormituksille, mutta eivät pelkää kosteutta ja kemiallisesti aggressiivisia aineita. Niitä ei voi korjata, mutta tarvittaessa ne voidaan helposti vaihtaa.

Substraatin käymisen intensiteetti ja kaasun vapautuminen riippuvat bioreaktorin seinien ja pohjan valmistelusta, joten kuoppa vahvistetaan, eristetään ja tiivistetään huolellisesti. Tämä on työn vaikein ja aikaa vievin vaihe

Vaihe 2 - kaasunpoiston järjestely

Erikoissekoittimien hankinta ja asentaminen biokaasulaitoksiin on kallis tarjous. Järjestelmä voidaan tehdä halvemmaksi asentamalla kaasunpoisto. Se koostuu pystysuoraan asennetusta polymeeristä viemäriputket, johon on tehty monia reikiä.

Viemäriputkien pituutta laskettaessa tulee keskittyä bioreaktorin suunniteltuun täyttösyvyyteen. Putkien yläosien on oltava tämän tason yläpuolella.

Kaasunpoistoon voit valita metalli- tai polymeeriputket. Ensimmäiset ovat vahvempia ja jälkimmäiset kestävät paremmin kemiallisia vaikutuksia. On parempi antaa etusija polymeereille, koska metalli ruostuu ja mätänee nopeasti

Voit ladata substraatin välittömästi valmiiseen bioreaktoriin. Se on peitetty kalvolla siten, että käymisprosessin aikana vapautuva kaasu on lievän paineen alaisena. Kun kupoli on valmis, tämä varmistaa normaalin biometaanin tulon poistoputken kautta.

Vaihe 3 - kupolin ja putkien asennus

Yksinkertaisimman biokaasulaitoksen kokoamisen viimeinen vaihe on kupolin yläosan asennus. Asenna kupolin korkeimpaan kohtaan kaasun pakoputki ja venytä se kaasupidike, jota ilman et tule toimeen.

Bioreaktorisäiliö suljetaan tiiviillä kannella. Biometaanin sekoittumisen estämiseksi ilmaan asennetaan vesitiiviste. Se toimii myös kaasun puhdistukseen. On varustettava vapautusventtiili, joka toimii, jos fermentorin paine on liian korkea.

Lue lisää biokaasun valmistamisesta lannasta tässä materiaalissa.

Bioreaktorin vapaa tila toimii jossain määrin kaasuvarastona, mutta se ei riitä laitoksen turvalliseen toimintaan. Kaasua on kulutettava jatkuvasti, muuten kupolin alla olevan ylipaineen aiheuttama räjähdys on mahdollista

Menetelmät bioreaktorin lämmittämiseen

Substraattia prosessoivia mikro-organismeja on jatkuvasti läsnä biomassassa, mutta intensiivistä lisääntymistä varten ne tarvitsevat 38 asteen tai korkeamman lämpötilan.

Kylmien kausien lämmittämiseen voit käyttää kodin lämmitysjärjestelmään kytkettyä patteria tai sähkölämmittimiä. Ensimmäinen menetelmä on taloudellisempi, joten sitä käytetään useammin.

Biokaasulaitosta ei tarvitse haudata maahan, vaan on muitakin järjestelyvaihtoehtoja. Esimerkki tynnyreistä kootun järjestelmän toiminnasta näkyy alla olevassa videossa.

Helpoin tapa järjestää lämmitys alhaalta on laskea putki lämmitysjärjestelmästä, mutta tällaisen lämmönvaihtimen hyötysuhde on suhteellisen alhainen. On parempi järjestää ulkoinen lämmitys, mieluiten höyry, jotta biomassa ei ylikuumene

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Vaikka biokaasulaitteiden kokoamisessa ja järjestämisessä ei ole mitään monimutkaista, sinun tulee olla erittäin tarkkaavainen yksityiskohtiin. Virheitä ei voida hyväksyä, koska voi johtaa räjähdyksiin ja tuhoihin. Tarjoamme video-ohjeet, jotka auttavat ymmärtämään laitosten suunnittelua, koota ne oikein ja täydentää niitä hyödyllisillä laitteilla biokaasun käyttömukavuuden lisäämiseksi.

Videolla kerrotaan, miten tavallinen biokaasulaitos toimii ja toimii:

Esimerkki kotitekoisesta biokaasulaitoksesta. Video-opastus järjestelmän määrittämisestä omin käsin:

Video-ohjeet biokaasulaitoksen kokoamiseen tynnyristä:

Kuvaus substraattisekoittimien valmistusprosessista:

Yksityiskohtainen kuvaus kotitekoisen kaasuvaraston toiminnasta:

Olipa omakotitaloon valittu biokaasuasennus kuinka yksinkertainen tahansa, sitä ei kannata säästää. Jos mahdollista, on parempi ostaa kokoontaitettava teollisuusbioreaktori.

Jos ei, tee se korkealaatuisista ja kestävistä materiaaleista: polymeereistä, betonista tai ruostumattomasta teräksestä. Tämän avulla voit luoda todella luotettavan ja turvallisen kaasunsyöttöjärjestelmän kotona.

Onko sinulla kysyttävää artikkelin aiheesta, löysitkö puutteita tai onko sinulla arvokasta tietoa, jonka voit jakaa lukijoidemme kanssa? Jätä kommenttisi, kysy kysymyksiä, jaa kokemuksia.