Bioplinarna za zasebni dom: priporočila za ureditev domačega projekta

Varčen lastnik sanja o poceni energentih, učinkovitem odstranjevanju odpadkov in pridobivanju gnojil.Domača bioplinarna, ki jo naredi sam, je poceni način za uresničitev vaših sanj.

Samomontaža takšne opreme bo stala razumno količino denarja, proizvedeni plin pa bo dobra pomoč v gospodinjstvu: lahko se uporablja za kuhanje, ogrevanje hiše in druge potrebe.

Poskusimo razumeti posebnosti te opreme, njene prednosti in slabosti. Pa tudi, ali je mogoče bioplinarno zgraditi sam in ali bo učinkovita.

Posebnosti proizvodnje bioplina

Bioplin nastane kot posledica fermentacije biološkega substrata. Razkrajajo ga hidrolitične, kislinske in metan-tvorne bakterije. Mešanica plinov, ki jih proizvajajo bakterije, je gorljiva, saj vsebuje velik odstotek metana.

Njegove lastnosti se praktično ne razlikujejo od zemeljskega plina, ki se uporablja za industrijske in gospodinjske potrebe.

Po želji lahko vsak lastnik stanovanja kupi industrijsko izdelano bioplinarno, vendar je to drago, naložba pa se povrne v 7-10 letih. Zato se je smiselno potruditi in narediti bioreaktor z lastnimi rokami

Bioplin je okolju prijazno gorivo, tehnologija njegove proizvodnje pa nima večjih vplivov na okolje. Poleg tega se odpadki, ki jih je treba odstraniti, uporabljajo kot surovine za bioplin.

Postavljeni so v bioreaktor, kjer poteka predelava:

• biomasa je nekaj časa izpostavljena bakterijam. Čas fermentacije je odvisen od količine surovin;
• Zaradi delovanja anaerobnih bakterij se sprošča vnetljiva mešanica plinov, ki vključuje metan (60 %), ogljikov dioksid (35 %) in nekatere druge pline (5 %). Pri fermentaciji se v majhnih količinah sprosti tudi potencialno nevaren vodikov sulfid. Je strupen, zato je zelo nezaželeno, da bi mu bili ljudje izpostavljeni;
• mešanica plinov iz bioreaktorja se prečisti in dovaja v rezervoar za plin, kjer se hrani do uporabe po predvidenem namenu;
• plin iz plinskega rezervoarja se lahko uporablja na enak način kot zemeljski plin. Gre za gospodinjske aparate - plinske peči, ogrevalne kotle itd .;
• Razpadlo biomaso moramo redno odvajati iz fermentorja. To je dodatno delo, vendar se trud poplača. Po fermentaciji se surovina spremeni v visokokakovostno gnojilo, ki se uporablja na poljih in zelenjavnih vrtovih.

Bioplinarna je za lastnika zasebne hiše koristna le, če ima stalen dostop do odpadkov z živinorejskih farm. V povprečju od 1 kubičnega metra. Dobite lahko 70-80 kubičnih metrov substrata. bioplin, vendar je proizvodnja plina neenakomerna in je odvisna od številnih dejavnikov, med drugim temperature biomase. To zaplete izračune.

Bioplinarne so idealne za kmetije. Živalski odpadki lahko zagotovijo dovolj plina za popolno ogrevanje stanovanjskih prostorov in gospodarskih poslopij

Da bo proces proizvodnje plina stabilen in neprekinjen, je najbolje zgraditi več bioplinarn, substrat pa dodajati v fermentorje s časovno razliko.Takšne naprave delujejo vzporedno, surovine pa se vanje nalagajo zaporedno.

To zagotavlja stalno proizvodnjo plina, tako da se lahko neprekinjeno dobavlja gospodinjskim aparatom.

V idealnem primeru bi moral biti bioreaktor ogrevan. Vsakih 10 stopinj toplote poveča proizvodnjo plina za polovico. Čeprav ogrevalna instalacija zahteva investicijo, se le-ta obrestuje z večjo konstrukcijsko učinkovitostjo

Domače bioplinska oprema, sestavljen iz odpadnih materialov, je veliko cenejši od industrijskih proizvodnih naprav. Njegova učinkovitost je manjša, vendar je vredna naložbe. Če imate dostop do gnoja in željo, da se sami potrudite za sestavljanje in vzdrževanje strukture, je to zelo donosno.

Prednosti in slabosti sistema

Bioplinarne imajo veliko prednosti, vendar je tudi veliko slabosti, zato je treba pred začetkom projektiranja in gradnje vse pretehtati:

• Recikliranje. Zahvaljujoč bioplinarni lahko kar najbolje izkoristite odpadke, ki bi jih sicer morali odstraniti. To odlaganje je manj nevarno za okolje kot odlaganje.
• Obnovljivost surovin. Biomasa ni premog ali zemeljski plin, katerega pridobivanje izčrpava vire. Pri kmetovanju se surovine nenehno pojavljajo.
• Relativno majhna količina CO2. Pri proizvodnji plina okolje ni onesnaženo, pri uporabi pa se v ozračje sprosti majhna količina ogljikovega dioksida. Ni nevaren in ni sposoben kritično spreminjati okolja, saj... rastline ga absorbirajo med rastjo.
• Zmerno sproščanje žvepla. Pri zgorevanju bioplina se v ozračje sprosti majhna količina žvepla.To je sicer negativen pojav, a njegove razsežnosti so vidne v primerjavi: pri zgorevanju zemeljskega plina je onesnaženje okolja z žveplovimi oksidi veliko večje.
• Stabilno delo. Proizvodnja bioplina je bolj stabilna kot delo sončni kolektorji ali vetrne turbine. Medtem ko sončne in vetrne energije ni mogoče nadzorovati, so bioplinarne odvisne od človekove dejavnosti.
• Uporabite lahko več nastavitev. Plin vedno nosi tveganje. Za zmanjšanje morebitne škode v primeru nesreče je lahko več bioplinarn razpršenih po celotnem območju. Če je sistem več fermentorjev pravilno zasnovan in sestavljen, bo deloval stabilneje kot en sam velik bioreaktor.
• Koristi za kmetijstvo. Nekatere vrste rastlin se sadijo za pridobivanje biomase. Izberete lahko takšne, ki izboljšajo stanje tal. Sirek na primer zmanjša erozijo tal in izboljša njihovo kakovost.

Bioplin ima tudi slabosti. Čeprav gre za razmeroma čisto gorivo, še vedno onesnažuje ozračje. Težave so lahko tudi pri oskrbi z rastlinsko biomaso.

Neodgovorni lastniki rastlin jo pogosto nabirajo tako, da izčrpajo zemljo in porušijo ekološko ravnovesje.

Izračun donosnosti namestitve

Kravji iztrebki se običajno uporabljajo kot surovina za proizvodnjo bioplina. Ena odrasla krava lahko proizvede dovolj za 1,5 kubičnega metra. gorivo; prašič - 0,2 kubičnih metrov; piščanec ali zajec (odvisno od telesne teže) - 0,01-0,02 kubičnih metrov. Če želite razumeti, ali je to veliko ali malo, ga lahko primerjate z bolj znanimi vrstami virov.

1 kubični meter bioplin zagotavlja enako količino toplotne energije kot:

• drva - 3,5 kg;
• premog - 1-2 kg;
• električna energija – 9-10 kW / h.

Če poznate približno težo kmetijskih odpadkov, ki bodo na voljo v naslednjih letih, in količino potrebne energije, lahko izračunate donosnost bioplinarne.

Ena glavnih slabosti proizvodnje bioplina je vonj. Možnost uporabe majhnih kompostnih kupov je velik plus, vendar boste morali prenašati neprijetnosti in skrbno nadzorovati postopek, da ne bi izzvali širjenja patogenov.

Za vnos v bioreaktor se pripravi substrat, ki vključuje več komponent v naslednjih razmerjih:

• gnoj (najboljša krava ali svinjina) - 1,5 t;
• organski odpadki (to so lahko gnili listi ali druge sestavine rastlinskega izvora) – 3,5 t;
• voda, segreta na 35 stopinj (količina tople vode je izračunana tako, da je njena masa 65-75% celotne količine organske snovi).

Izračun substrata je narejen za eno polaganje za šest mesecev, na podlagi zmerne porabe plina. Po približno 10-15 dneh bo proces fermentacije dal prve rezultate: plin se bo pojavil v majhnih količinah in začel polniti skladišče. Po 30 dneh lahko pričakujete polno proizvodnjo goriva.

Naprave za proizvodnjo bioplina pri nas še niso posebej razširjene. V veliki meri je to posledica slabe ozaveščenosti ljudi o prednostih in lastnostih bioplinskih sistemov. Na Kitajskem in v Indiji je veliko majhnih kmetij opremljenih z začasnimi obrati za proizvodnjo dodatnega čistega goriva

Če naprava deluje pravilno, se bo količina bioplina postopoma povečevala, dokler substrat ne zgnije. Delovanje strukture je neposredno odvisno od hitrosti fermentacije biomase, ta pa je povezana s temperaturo in vlažnostjo substrata.

Navodila za samogradnjo

Če nimate izkušenj pri sestavljanju zapletenih sistemov, je smiselno izbrati na spletu ali razviti najpreprostejšo risbo bioplinarne za zasebni dom.

Enostavnejša kot je zasnova, bolj zanesljiva in trajna je. Kasneje, ko razvijete veščine pri gradnji in rokovanju s sistemom, lahko opremo predelate ali namestite dodatno namestitev.

Drage industrijske zasnove vključujejo sisteme za mešanje biomase, avtomatsko ogrevanje, čiščenje plina itd. Gospodinjska oprema ni tako zapletena. Bolje je sestaviti preprosto namestitev in nato dodati elemente, ki so potrebni

Pri izračunu prostornine fermentorja se morate osredotočiti na 5 kubičnih metrov. Ta namestitev vam omogoča, da pridobite količino plina, potrebno za ogrevanje zasebne hiše s površino 50 kvadratnih metrov, če se kot vir toplote uporablja plinski kotel ali peč.

To je povprečna številka, saj Kalorična vsebnost bioplina običajno ni višja od 6000 kcal/m3.

Da bi proces fermentacije potekal bolj ali manj stabilno, je treba doseči pravilne temperaturne pogoje. Da bi to naredili, je bioreaktor nameščen v zemeljski jami ali pa je vnaprej premišljena zanesljiva toplotna izolacija. Konstantno segrevanje substrata lahko zagotovite tako, da pod dno fermentorja namestite cev za ogrevanje vode.

Gradnjo bioplinarne lahko razdelimo v več faz.

1. faza - priprava jame za bioreaktor

Skoraj celotna bioplinarna je pod zemljo, zato je veliko odvisno od tega, kako je bila jama izkopana in obdelana. Obstaja več možnosti za krepitev sten in tesnjenje jame - plastični, betonski, polimerni obroči.

Optimalna rešitev je nakup že pripravljenih polimernih obročev s trdnim dnom. Stali bodo več kot razpoložljivi materiali, vendar dodatno tesnjenje ne bo potrebno. Polimeri so občutljivi na mehanske obremenitve, vendar se ne bojijo vlage in kemično agresivnih snovi. Ni jih mogoče popraviti, po potrebi pa jih je mogoče enostavno zamenjati.

Intenzivnost fermentacije substrata in sproščanje plina sta odvisna od priprave sten in dna bioreaktorja, zato jamo skrbno utrdimo, izoliramo in zatesnimo. To je najtežja in dolgotrajna faza dela

2. stopnja - ureditev drenaže plina

Nakup in montaža posebnih mešalnikov za bioplinarne je draga ponudba. Sistem lahko pocenimo z vgradnjo plinske drenaže. Sestavljen je iz navpično nameščenega polimera kanalizacijske cevi, v katerem je narejenih veliko lukenj.

Pri izračunu dolžine drenažnih cevi se morate osredotočiti na predvideno globino polnjenja bioreaktorja. Vrhovi cevi morajo biti nad to ravnjo.

Za odvajanje plina lahko izberete kovinske ali polimerne cevi. Prvi so močnejši, drugi pa bolj odporni na kemične vplive. Bolje je dati prednost polimerom, ker kovina bo hitro zarjavela in zgnila

Substrat lahko takoj naložite v končni bioreaktor. Pokrit je s filmom, tako da je plin, ki se sprošča med procesom fermentacije, pod rahlim pritiskom. Ko bo kupola pripravljena, bo to zagotovilo normalen dotok biometana skozi odvodno cev.

Faza 3 - namestitev kupole in cevi

Končna faza montaže najpreprostejše bioplinarne je namestitev zgornjega dela kupole. Na najvišji točki kupole namestite cev za izpušne pline in jo raztegnite držalo za plin, brez katerega ne gre.

Bioreaktorska posoda je zaprta s tesnim pokrovom. Da bi preprečili mešanje biometana z zrakom, je nameščen vodni pečat. Služi tudi za čiščenje plinov. Zagotoviti je treba sprostitveni ventil, ki bo deloval, če je tlak v fermentorju previsok.

Preberite več o tem, kako narediti bioplin iz gnoja v tem gradivu.

Prosti prostor bioreaktorja v določeni meri služi kot skladišče plina, vendar to ni dovolj za varno delovanje naprave. Plin je treba nenehno porabiti, sicer je možna eksplozija zaradi nadtlaka pod kupolo

Metode ogrevanja bioreaktorja

V biomasi so stalno prisotni mikroorganizmi, ki predelujejo substrat, vendar za intenzivno razmnoževanje potrebujejo temperaturo 38 stopinj ali več.

Za ogrevanje v hladnih obdobjih lahko uporabite tuljavo, ki je priključena na ogrevalni sistem doma ali električne grelnike. Prva metoda je bolj ekonomična, zato se uporablja pogosteje.

Bioplinarne ni treba vkopati v zemljo, možne so tudi druge možnosti ureditve. Primer delovanja sistema, sestavljenega iz sodov, je prikazan v spodnjem videu.

Najlažji način za ureditev ogrevanja od spodaj je polaganje cevi iz ogrevalnega sistema, vendar je učinkovitost takšnega izmenjevalnika toplote relativno nizka. Bolje je urediti zunanje ogrevanje, idealno parno, da se biomasa ne pregreje

Zaključki in uporaben video na to temo

Čeprav pri montaži in namestitvi bioplinske opreme ni nič zapletenega, morate biti zelo pozorni na podrobnosti. Napake so nedopustne, saj lahko povzroči eksplozije in uničenje. Ponujamo video navodila, ki vam bodo pomagala razumeti zasnovo naprav, jih pravilno sestaviti in dopolniti z uporabnimi napravami za bolj priročno uporabo bioplina.

Video opisuje, kako standardna bioplinarna deluje in deluje:

Primer domače bioplinarne. Video navodila za nastavitev sistema z lastnimi rokami:

Video navodila za sestavljanje bioplinarne iz soda:

Opis postopka izdelave mešalnikov substrata:

Podroben opis delovanja domačega skladišča plina:

Ne glede na to, kako preprosta je bioplinska naprava, izbrana za zasebno hišo, pri njej ne smete varčevati. Če je mogoče, je bolje kupiti zložljiv industrijski bioreaktor.

Če ne, ga naredite iz visokokakovostnih in trajnostnih materialov: polimerov, betona ali nerjavečega jekla. To vam bo omogočilo, da ustvarite resnično zanesljiv in varen sistem oskrbe s plinom doma.

Imate vprašanja o temi članka, ste našli pomanjkljivosti ali imate dragocene informacije, ki jih lahko delite z našimi bralci? Pustite svoje komentarje, postavite vprašanja, delite svoje izkušnje.