Kuinka tehdä biopolttoainetta omin käsin lannasta kotona

Nykyaikaiset tekniikat kaikenlaisten raaka-aineiden käsittelyyn tarjoavat mahdollisuuden ratkaista onnistuneesti ongelma biopolttoaineiden saamiseksi lannasta suoraan kotona. Lisäksi valmistamalla biopolttoainetta omin käsin kotona uusien jätteenkäsittelyperiaatteiden ansiosta voit samanaikaisesti tuottaa lannoitteita maatalouskasveille.

Mitä tähän tarvitaan ja kuinka bioreaktori tehdään oikein - tarkastelemme näitä asioita yksityiskohtaisesti artikkelissamme. Annamme suosituksia parhaiden raaka-aineiden valinnasta biokaasun tuotantoon ja analysoimme syntyvän polttoaineen käytön ominaisuuksia kotitalouksien tarpeisiin.

Tietenkin helpoin tapa on ostaa valmiita teollisuuslaitoksia. Niiden korkea hinta kuitenkin pakottaa meidät pohtimaan vaihtoehtoja tuotantojärjestelmien itse tekemiseen.

Lyhyesti biokaasun määritelmästä

Tieteellisten määritelmien mukaan biokaasu on biologisen jätteen massan käymisprosessin tuloksena saatu tuote. Tässä tapauksessa käymistuote on metaani tai vety.

Metaanin (tai vedyn) muodostuminen tapahtuu kolmen tyyppisten bakteerien elintärkeän toiminnan seurauksena:

• hydrolyyttinen;
• happoa muodostava;
• muodostaen metaania.

Korkealaatuisena käymistuotteena pidetään kaasuseoksen koostumusta, jonka sisällöt jakautuvat suhteessa: 50-85 % metaania, 15-50 % hiilidioksidia ja alle 5 % rikkivetyä.

Suunnilleen tältä vaihtoehtoisen energiantuotannon lohkokaavio näyttää. Tällöin käytetään perinteisiä kotitalouksien raaka-aineita, jotka sopivat hyvin vaihtoehtoisen energian - biopolttoaineiden - tuotantoon.

Tämä kaasuseos johdetaan suodattimien läpi CO:n poistamiseksi² ja H²S, jonka jälkeen jäljelle jää puhdasta biologista metaania. Tällainen kaasu ei eroa kotitalouksissa ja teollisissa sovelluksissa käytetystä maakaasusta.

Raaka-aineet korkealaatuisen biologisen kaasuseoksen saamiseksi ovat yleensä:

• lannan ja lintujen jätökset;
• alkoholin tuotantojätteet (tilkku);
• panimon ylijäämätuotanto (olutjyvät);
• uloste ja kalajätteet;
• juurikasmassa, talousjätteet, ruoho jne.

Tämä on vain osa kaikista käyttöön sallituista raaka-aineista. Mutta tämäkin lista osoittaa, kuinka monipuolinen raaka-ainelista on, jotta biokaasun tuotantoa pystyttäisiin vakiinnuttamaan jatkuvasti.

Biopolttoaineiden tuotantolaitos, joka on räätälöity yhden monista olemassa olevista tiloista. Asema on tilavuudeltaan pieni, mutta täyttää täysin yksityisen viljelyn tarpeet

Kaasuseoksen tilavuussaanto riippuu suoraan käytettyjen raaka-aineiden tyypistä ja sen kuiva-ainepitoisuudesta. Joten jos käytät karjanlantaa liiketoiminnassa, voit itse asiassa saada 50-60 m yhdestä lannan tonnista³ biopolttoaineet, joka sisältää jopa 60 % metaania.

Parhaita raaka-aineita uskotaan olevan runsasrasvaiset jätteet. Käsittelemällä yhden tonnin rasvajätettä perinteisessä biopolttoaineen tuotantolaitoksessa voidaan tuottaa jopa 1300 m3³ kaasuseos, jossa metaanipitoisuus saavuttaa 90 %.

Kuinka tehdä jalostusviljelymoduuli?

Jotta voisit tehdä järjestelmän jätteiden käsittelystä biopolttoaineeksi, sinun on oltava tietoinen tällaisten laitteiden toimintaperiaatteesta sekä ymmärrystä virtapiireistä.

Bioreaktorin asennuskaavio: 1 – bioreaktori; 2 – sekoitin; 3 – lämmitin; 4 – pumppu; 5 – suodatinelementti; 6 – kaasukompressori; 7 – kaasusäiliö; 8 – lannan kerääjä; 9 – lannoitteiden (lietteen) saanto; 10 – lämmityksen ohjauspaneeli

Harkitse molempia, mutta on huomattava: täysimittaisen asennuksen rakentaminen on melko hankalaa ja kallista. Kotona voit yleensä tehdä vain jotain kierrätysasemien kaltaista. Jotkut yritykset ovat kuitenkin onnistuneita.

Bioasennuksen toimintaperiaate

Biopolttoaineiden tuotantotekniikka tukee yleensä seuraavaa järjestelmälähestymistapaa:

1. Bioreaktori (säiliö) on ladattu lannalla.
2. Reaktorin sisällä tapahtuu tietyn ajan käymisprosessi.
3. Muodostuu kaasumainen ympäristö.
4. Kaasut poistetaan reaktorista.
5. Kaasuseos puhdistetaan ja lähetetään käytettäväksi polttoaineena.

Saadun kaasuseoksen koostumukselle on ominaista erilaisten aineiden melko korkea kyllästyminen. Suurin prosenttiosuus on metaani (60 %), hiilidioksidi (35 %) ja muut aineet, mukaan lukien rikkivety (5 %).

Tältä näyttää seoskaasun jakautumiskaavio: 1 – metaanipitoisuus on noin 63-65 %; 2 – hiilidioksidipitoisuus noin 30-33 %; 3 – rikkivetypitoisuus noin 2 %; 4 – ammoniakkipitoisuus noin 1 %; 5 – vetypitoisuus noin 1 %

Samaan aikaan kotituotannon kaasunmuodostusaseman tehokas toiminta edellyttää merkittäviä jätevarantoja eläinmaailman edustajilta.

Siksi ensimmäinen asia, johon sinun tulee kiinnittää huomiota ratkaiseessasi biopolttoaineen saamista kotona (maassa), on raaka-ainelähteiden saatavuus käsittelylaitokselle.

Bioreaktorin tekeminen omin käsin

Kun olet päättänyt raaka-aineiden lähteistä, sinun on seuraavaksi päätettävä kodin (tai maan) bioreaktorin sijainnista. Itse reaktori on tiivis, melko kestävä astia, jonka tilavuus perustuu lannan raaka-aineiden päivittäiseen saantiin käsittelyyn (viite: saada 100 m³ kaasuseos vaatii noin 1 tonnin lantaa).

Taulukko lannan tyypin ja tuotetun biokaasun määrän välisestä suhteesta

Taulukko, joka osoittaa tietyntyyppisen biologisen jätteen tehokkuuden tuotetun kaasun määrän suhteen. Kuten taulukosta näkyy, tehokkain on sianlanta, joka voi tuottaa suurimman määrän biopolttoainetta

Tällainen säiliö on asennettava vahvalle perustalle, joka on varustettu sulkuventtiileillä ja muilla teknisillä tarvikkeilla klassisen järjestelmän mukaisesti. Astian yläosa kannattaa tehdä irrotettavaksi, pulttikiinnitysten ja tiivistetiivisteen kanssa.

Jakson jatkuvuuden varmistamiseksi varastosäiliö on varustettava keinotekoisella lämmitysmoduulilla. Jos kesällä lannan käymisen tehokkuus ja kaasunmuodostuksen nopeus on täysin varmistettu ulkoisilla lämpötilaolosuhteilla, talvella tilanne muuttuu.

Bioreaktorin talvikäyttöä varten tarvitaan keinotekoista lämmitystä, koska käymisbakteerien toiminta lakkaa jo 4-10 °C:ssa nollan yläpuolella. Vastaavasti säiliössä on oltava korkealaatuinen lämmöneristys. Klassinen eristysmenetelmä mineraalivillalla sopii tähän.

Hyvä esimerkki bioreaktorin eristämisestä talvikäyttöä varten. Eristysmateriaalina käytettiin mineraalivillaa. Yläkerros puuvillaa on päällystetty foliomateriaalilla

Lämmityksen järjestämiseen on useita vaihtoehtoja. Esimerkiksi sähkölämmittimien tai vesilämmitysjärjestelmän (vesivaippa) käyttö.

Lämmityspiirin teho tulee laskea reaktorin sisällä olevan optimaalisen lämpötilan 25-40 °C perusteella, joka on tarpeen tehokkaan biomassan käymisprosessin saavuttamiseksi.

Biomassan käymisaktiivisuuteen vaikuttaa lämmittimien lisäksi sen pysähtymisaste. Pohjimmiltaan säiliön sisällä lantamateriaalin on oltava jatkuvasti liikkeessä. Biomassan liike tehostaa käymisprosessia ja lyhentää kaasukomponentin saamiseen kuluvaa aikaa.

Mahdollisuus kesäasennukseen lannan käsittelyyn ja biopolttoaineen tuotantoon. Tässä tapauksessa lämmitys tehdään betonisen vesihauteen muodossa, johon reaktorin säiliö upotetaan. Tätä asennusta ei kuitenkaan voi käyttää talvella.

Liikkeen organisointiongelma ratkaistaan ​​ottamalla bioreaktorin suunnitteluun erityinen mekaaninen sekoitin. Tämän laitteen akseli on kytketty hidaskäyntisen moottorin akseliin, joka suorittaa pyörimistoiminnon. Sekoitusprosessin kytkeminen päälle ja pois päältä voidaan tehdä manuaalisesti tai automaattisesti.

Verkkosivustollamme on toinen artikkeli, joka tarjoaa asennusohjeet hankkia biokaasua omakotitalon tarpeisiin.

Biokaasun ja lannoitteiden tuotantoprosessi

Biopolttoaineen kotitekoisen valmistuksen järjestelmän suunnitteluun kuuluu teknologisesti aluksen kuormaus lannalla noin 1/3 tilavuudesta. Lannan lastaamiseksi tehdään lastausluukku, jossa on hermeettisesti suljettu ovi. Bioreaktorin jäljellä oleva vapaa yläpinta käytetään vapautuvien kaasujen keräämiseen.

Kotitekoinen minibioreaktori, joka on valmistettu tavallisen 200 litran tynnyrin pohjalta. Periaatteessa vaatimattomien biologisten polttoaineiden tarpeisiin se soveltuu varsin käytettäväksi kotitalouksissa. Tämä on sama malli, joka voidaan todella tehdä kotona biopolttoaineen tuottamiseksi

Poistoaukot on tehtävä aluksen ylä- ja alatasolle. Yläosassa on kaasun poistoaukko, alareunassa poistoaukko käsitellyn lannan (lannoitteiden) tyhjentämiseen. On myös suositeltavaa asentaa havaintoikkuna aluksen yläosan alueelle prosessin seuraamiseksi.

Kaasuseoksen poistoputki on yhdistetty suljetulla putkella laitteeseen, joka suorittaa samanaikaisesti erottimen ja vesitiivisteen toiminnot. Viestintää varten käytetään pienen halkaisijan (25-32 mm) putkea (metallia tai polyeteeniä).

Erotin itsessään on suhteellisen pieni tilavuudeltaan vedellä täytetty astia. Vesipatsaan läpi kulkeva kaasu puhdistetaan ja johdetaan sisään kaasupidike ja tarjottiin sitten kuluttajille.

Esimerkki kaksivaiheisesta erottimen suunnittelusta - hydrauliventtiili bioreaktorista tulevan kaasuseoksen syöttämiseksi. Tämän suodatusvaihtoehdon avulla voit saada korkealaatuisen puhdistetun tuotteen.

Reaktorin alempi putki (jätelannan - lietteen poistoa varten) on suositeltavaa tehdä halkaisijaltaan mahdollisimman suuri. Siihen liitetään sulkuventtiili (venttiili) ja tyhjennys tehdään säiliöön lietteen keräämistä varten. Tilalla käytettyä massaa voidaan käyttää menestyksekkäästi lannoitteena.

Kävimme läpi yksityiskohtaiset tiedot säiliön tarvittavan tilavuuden määrittämisestä sekä bioreaktorin hyötysuhteen laskemisesta ja biokaasun käyttökelpoisuudesta seuraava artikkeli.

Millainen lantamassan koostumuksen tulisi olla?

Bioreaktoriin ladattua lannan massaa ei tule pitää pelkästään laadukkaana raaka-aineena. Aineen komponentilla on olennainen merkitys käymisprosessille. Käytännössä on havaittu, että substraattihiukkasten vähenemiseen liittyy parempi prosessitehokkuus.

Substraatin selvä kuituisuus ja bakteerien vuorovaikutusalueen kasvu ovat tärkeimmät kriteerit, jotka edistävät lannan nopeaa hajoamista. Tässä tilassa lannan raaka-aine ei kuumennettaessa ja sekoitettuna muodosta sedimenttiä tai kalvoa pinnalle, mikä yksinkertaistaa huomattavasti kaasuseoksen suodatusta.

Lantamassan valmistelu reaktoriin lastausta varten. Tähän menettelyyn kiinnitetään yhtä huomiota kuin kaikkeen muuhun, jos halutaan saada merkittävä määrä biopolttoainetta lyhyessä ajassa

Raaka-aineen jauhatusaste määrää käymisen keston, mikä puolestaan ​​vaikuttaa tuotetun kaasun määrään. Näin ollen käymisajan lyhentämiseksi raaka-aineet on jauhettava hyvin: mitä parempi jauhatuslaatu, sitä lyhyempi käymisaika.

Biokaasun käytön ominaisuudet kotitalouksien tarpeisiin

Tämän tyyppisen energialähteen käyttöalue on melko laaja. Käyttämällä biokaasua polttoaineena tuotetaan sähköä, kuumaa vettä tai höyryä. Käytännössä on lukuisia esimerkkejä, joissa biopolttoainetta käytetään ajoneuvojen polttoaineena.

Mutta jotta vältytään ongelmalta tilalla käytettäessä tällaista polttoainetta, on erittäin tärkeää järjestää syntyvälle biokaasulle varastointitila oikea paikka kaasusäiliölle Sijainti päällä.

Tämän tyyppiset biokaasulaitokset ovat laitteita, jotka antavat mahdollisuuden luoda jätteetöntä tuotantoa. Yksittäiset Länsi-Euroopan maat ovat tässä hyvä esimerkki.

Esimerkiksi Tanskassa tämäntyyppisen polttoaineen tuotanto on saavuttanut lähes 20 % maan kokonaisenergiavaroista. Suurilla alueilla maailmassa - Intiassa ja Kiinassa - biokaasulaitosten määrä nousee satoihin tuhansiin.

Tehokkaat teollisuuslaitokset biopolttoaineiden tuotantoon. Tällaiset rakenteet pystyvät täydentämään suuria maatalousrakenteita biopolttoaineella. Vastaavia järjestelmiä on käytössä valtava määrä ympäri maailmaa. Ja määrällinen kasvu jatkuu aktiivisesti

Ei ole turhaan, että kiinnostus biokaasun tuotantoprosesseja kohtaan on lisääntynyt merkittävästi ympäri maailmaa.

Tämä on yksi niistä energiavaihtoehdoista, jotka luokitellaan vaihtoehtoiseksi lähteeksi ja jolle he näkevät tulevaisuutta, joten maanviljelijät ja asunto- ja kunnallishallinnot, maatilojen omistajat ja pienyritykset seuraavat tiiviisti teknologian kehitystä.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Katsaus biokaasun tuotantoyksiköstä, jonka valmistuksessa käytetään 127 litran muovisäiliötä. Laitteen ominaisuudet ja käyttövinkit.

Kiinnostus installaatioiden käyttöön ilmenee erityisesti ravintola- ja gastronomian omistajien keskuudessa, missä ruokajätteen käsittely on edelleen ajankohtainen. Tältä pohjalta on hyvä mahdollisuus luoda edullista orgaanisen jätteen kierrätystä maatilojen hyödyksi. Lopuksi biopolttoaineiden tuotantoteknologia tarkoittaa todellista ympäristön säästämistä, mitä ei voida sanoa muiden energiajuomien valmistuksesta.

Oletko kiinnostunut biopolttoaineiden tuotannosta ja haluat selventää joitain kohtia? Kysy kiistanalaisia ​​kysymyksiä kommenteissa - asiantuntijamme yrittävät selventää tällaisia ​​​​kohtia.

Tai ehkä olet perehtynyt bioreaktorin valmistukseen ja biokaasun tuotantoprosessiin omakohtaisesti? Jaa käytännön tietosi ja mielipiteesi tästä aiheesta artikkelissamme - monet yritysjohtajat ovat kiinnostuneita kokemuksistasi ja suosituksistasi.