Инсталация за биогаз за частен дом: препоръки за организиране на домашен проект

Пестелив собственик мечтае за евтини енергийни ресурси, ефективно изхвърляне на отпадъци и получаване на торове.Направи си сам домашна инсталация за биогаз е евтин начин да сбъднеш мечтата си.

Самостоятелното сглобяване на такова оборудване ще струва разумна сума пари, а произведеният газ ще бъде добра помощ в домакинството: може да се използва за готвене, отопление на къщата и други нужди.

Нека се опитаме да разберем спецификата на това оборудване, неговите предимства и недостатъци. А също и дали е възможно сами да изградите инсталация за биогаз и дали ще бъде ефективна.

Специфика на производството на биогаз

Биогазът се образува в резултат на ферментация на биологичен субстрат. Разгражда се от хидролитични, киселинно- и метанообразуващи бактерии. Сместа от газове, произвеждана от бактерии, е запалима, т.к съдържа голям процент метан.

Свойствата му практически не се различават от природния газ, който се използва за промишлени и битови нужди.

При желание всеки собственик може да закупи промишлена инсталация за биогаз, но тя е скъпа и инвестицията се изплаща в рамките на 7-10 години. Ето защо има смисъл да положите усилия и да направите биореактор със собствените си ръце

Биогазът е екологично чисто гориво, а технологията за неговото производство не оказва голямо влияние върху околната среда. Освен това отпадъчните продукти, които трябва да бъдат изхвърлени, се използват като суровини за биогаз.

Те се поставят в биореактор, където се извършва обработката:

• биомасата е изложена на бактерии за известно време. Периодът на ферментация зависи от обема на суровините;
• В резултат на дейността на анаеробните бактерии се отделя запалима смес от газове, която включва метан (60%), въглероден диоксид (35%) и някои други газове (5%). Ферментацията също отделя потенциално опасен сероводород в малки количества. Той е отровен, така че е крайно нежелателно хората да бъдат изложени на него;
• сместа от газове от биореактора се пречиства и се подава в газов резервоар, където се съхранява до използване по предназначение;
• газът от газов резервоар може да се използва по същия начин като природния газ. Отива за домакински уреди - газови печки, отоплителни котли и др.;
• Разградената биомаса трябва редовно да се отстранява от ферментатора. Това е допълнителен труд, но усилията се отплащат. След ферментация суровината се превръща във висококачествен тор, който се използва в ниви и зеленчукови градини.

Инсталацията за биогаз е полезна за собственика на частна къща само ако има постоянен достъп до отпадъци от животновъдни ферми. Средно от 1 куб.м. Можете да получите 70-80 кубически метра субстрат. биогаз, но производството на газ е неравномерно и зависи от много фактори, в т.ч температури на биомасата. Това усложнява изчисленията.

Инсталациите за биогаз са идеални за ферми. Животинските отпадъци могат да осигурят достатъчно газ за пълно отопление на жилищни помещения и стопански постройки

За да бъде стабилен и непрекъснат процесът на производство на газ, най-добре е да се изградят няколко инсталации за биогаз и да се добавя субстрат към ферментаторите с разлика във времето.Такива инсталации работят паралелно и суровините се зареждат в тях последователно.

Това гарантира постоянно производство на газ, така че да може непрекъснато да се доставя на домакинските уреди.

В идеалния случай биореакторът трябва да се нагрява. Всеки 10 градуса топлина увеличава производството на газ наполовина. Въпреки че отоплителната инсталация изисква инвестиция, тя се изплаща с по-голяма ефективност на дизайна

Домашно оборудване за биогаз, сглобен от скрап материали, е много по-евтин от инсталациите за промишлено производство. Ефективността му е по-ниска, но инвестицията си заслужава. Ако имате достъп до тор и желание да положите собствени усилия за сглобяване и поддръжка на конструкцията, това е много изгодно.

Предимства и недостатъци на системата

Инсталациите за биогаз имат много предимства, но има и много недостатъци, така че преди да започнете проектиране и строителство, трябва да претеглите всичко:

• Рециклиране. Благодарение на инсталацията за биогаз можете да извлечете максимална полза от отпадъците, които иначе трябва да бъдат изхвърлени. Това изхвърляне е по-малко опасно за околната среда от депонирането.
• Възобновяемост на суровините. Биомасата не е въглища или природен газ, чийто добив изчерпва ресурсите. При земеделие суровините се появяват постоянно.
• Сравнително малко количество CO2. Когато се произвежда газ, околната среда не се замърсява, но когато се използва, в атмосферата се отделя малко количество въглероден диоксид. Не е опасно и не е способно да променя критично околната среда, защото... абсорбира се от растенията по време на растеж.
• Умерено отделяне на сяра. При изгаряне на биогаз в атмосферата се отделя малко количество сяра.Това е негативно явление, но неговият мащаб може да се види в сравнение: при изгаряне на природен газ замърсяването на околната среда със серни оксиди е много по-голямо.
• Стабилна работа. Производството на биогаз е по-стабилно от работата слънчеви панели или вятърни турбини. Докато слънчевата и вятърната енергия не могат да бъдат контролирани, инсталациите за биогаз зависят от човешката дейност.
• Могат да се използват множество настройки. Газта винаги крие рискове. За да се намалят потенциалните щети в случай на авария, няколко инсталации за биогаз могат да бъдат разпръснати из целия обект. Ако система от няколко ферментатора е правилно проектирана и сглобена, тя ще работи по-стабилно от един голям биореактор.
• Ползи за селското стопанство. Някои видове растения се засаждат за получаване на биомаса. Можете да изберете такива, които подобряват състоянието на почвата. Например соргото намалява ерозията на почвата и подобрява нейното качество.

Биогазът има и недостатъци. Въпреки че е относително чисто гориво, то все пак замърсява атмосферата. Възможно е да има проблеми и с доставките на растителна биомаса.

Безотговорните собственици на растения често го събират по такъв начин, че изтощават земята и нарушават екологичния баланс.

Изчисляване на рентабилността на инсталацията

Кравешки тор обикновено се използва като суровина за производство на биогаз. Една възрастна крава може да произведе достатъчно, за да осигури 1,5 кубически метра. гориво; прасе – 0,2 кубически метра; пиле или заек (в зависимост от телесното тегло) - 0,01-0,02 кубически метра. За да разберете дали това е много или малко, можете да го сравните с по-познати видове ресурси.

1 кубичен метър биогазът осигурява същото количество топлинна енергия като:

• дърва за огрев – 3,5 кг;
• въглища – 1-2 кг;
• електроенергия – 9-10 kW/h.

Ако знаете приблизителното тегло на селскостопанските отпадъци, които ще бъдат налични през следващите години, и количеството необходима енергия, можете да изчислите рентабилността на инсталация за биогаз.

Един от основните недостатъци на производството на биогаз е миризмата. Възможността да използвате малки компостни купчини е голям плюс, но ще трябва да издържите неудобството и внимателно да контролирате процеса, за да не провокирате разпространението на патогени

За да се постави в биореактора, се приготвя субстрат, който включва няколко компонента в следните пропорции:

• тор (най-добре краве или свинско) – 1,5 т;
• органичен отпадък (това могат да бъдат гнили листа или други компоненти от растителен произход) – 3,5 t;
• вода, загрята до 35 градуса (количеството топла вода се изчислява така, че нейната маса да е 65-75% от общото количество органична материя).

Изчисляването на субстрата е направено за едно полагане за шест месеца, въз основа на умерена консумация на газ. След около 10-15 дни процесът на ферментация ще даде първите резултати: газът ще се появи в малки количества и ще започне да запълва хранилището. След 30 дни можете да очаквате пълно производство на гориво.

Оборудването за производство на биогаз все още не е особено разпространено у нас. Това до голяма степен се дължи на слабата информираност на хората за предимствата и характеристиките на биогаз системите. В Китай и Индия много малки ферми са оборудвани с импровизирани инсталации за производство на допълнително чисто гориво

Ако инсталацията работи правилно, обемът на биогаза ще се увеличава постепенно, докато субстратът изгние. Ефективността на структурата зависи пряко от скоростта на ферментация на биомасата, която от своя страна е свързана с температурата и влажността на субстрата.

Указания за самостоятелно изграждане

Ако нямате опит в сглобяването на сложни системи, има смисъл да изберете онлайн или да разработите най-простия чертеж на инсталация за биогаз за частен дом.

Колкото по-опростен е дизайнът, толкова по-надежден и издръжлив е той. По-късно, когато развиете умения за изграждане и работа със системата, можете да ремонтирате оборудването или да инсталирате допълнителна инсталация.

Скъпите индустриални дизайни включват системи за смесване на биомаса, автоматично отопление, пречистване на газ и др. Домакинските съоръжения не са толкова сложни. По-добре е да сглобите проста инсталация и след това да добавите елементи, които са необходими

Когато изчислявате обема на ферментатора, трябва да се съсредоточите върху 5 кубически метра. Тази инсталация ви позволява да получите необходимото количество газ за отопление на частна къща с площ от 50 квадратни метра, ако като източник на топлина се използва газов котел или печка.

Това е средна цифра, т.к Калоричното съдържание на биогаза обикновено не надвишава 6000 kcal/m3.

За да може процесът на ферментация да протича повече или по-малко стабилно, е необходимо да се постигнат правилните температурни условия. За да направите това, биореакторът се монтира в земна яма или предварително се обмисля надеждна топлоизолация. Постоянно нагряване на субстрата може да се осигури чрез поставяне на тръба за нагряване на вода под основата на ферментатора

Изграждането на инсталация за биогаз може да се раздели на няколко етапа.

Етап 1 - подготовка на ямата за биореактора

Почти цялата инсталация за биогаз е под земята, така че много зависи от това как е изкопана и завършена ямата. Има няколко варианта за укрепване на стените и запечатване на ямата - пластмасови, бетонни, полимерни пръстени.

Оптималното решение е закупуването на готови полимерни пръстени с плътно дъно. Те ще струват повече от наличните материали, но няма да се изисква допълнително запечатване. Полимерите са чувствителни към механични натоварвания, но не се страхуват от влага и химически агресивни вещества. Те не подлежат на ремонт, но при необходимост могат лесно да бъдат заменени.

Интензивността на ферментация на субстрата и отделянето на газ зависи от подготовката на стените и дъното на биореактора, така че ямата е внимателно укрепена, изолирана и запечатана. Това е най-трудният и отнемащ време етап от работата

Етап 2 - подреждане на газовия дренаж

Закупуването и инсталирането на специални миксери за инсталации за биогаз е скъпо предложение. Системата може да бъде по-евтина чрез инсталиране на газов дренаж. Състои се от вертикално монтиран полимер канализационни тръби, в който са направени много дупки.

Когато изчислявате дължината на дренажните тръби, трябва да се съсредоточите върху планираната дълбочина на пълнене на биореактора. Върховете на тръбите трябва да са над това ниво.

За дренаж на газ можете да изберете метални или полимерни тръби. Първите са по-здрави, а вторите са по-устойчиви на химически влияния. По-добре е да се даде предпочитание на полимерите, т.к металът бързо ще ръждясва и изгние

Можете веднага да заредите субстрата в готовия биореактор. Покрива се с филм, така че газът, отделен по време на процеса на ферментация, да е под леко налягане. Когато куполът е готов, това ще осигури нормално подаване на биометан през изходящата тръба.

Етап 3 - монтаж на купола и тръбите

Последният етап от сглобяването на най-простата инсталация за биогаз е инсталирането на горната част на купола. В най-високата точка на купола монтирайте тръба за изпускане на газове и я опънете газдържач, без които не можете.

Контейнерът на биореактора се затваря с плътен капак. За да се предотврати смесването на биометан с въздух, е монтиран воден затвор. Служи и за пречистване на газовете. Трябва да се осигури освобождаващ клапан, който да работи, ако налягането във ферментатора е твърде високо.

Прочетете повече за това как да направите биогаз от оборски тор в този материал.

Свободното пространство на биореактора до известна степен служи като газохранилище, но това не е достатъчно за безопасната работа на инсталацията. Газът трябва да се консумира постоянно, в противен случай е възможна експлозия от свръхналягане под купола

Методи за нагряване на биореактор

Микроорганизмите, които обработват субстрата, присъстват постоянно в биомасата, но за интензивното им размножаване им е необходима температура от 38 градуса или по-висока.

За отопление през студените периоди можете да използвате намотка, свързана към отоплителната система на дома или електрически нагреватели. Първият метод е по-икономичен, така че се използва по-често.

Инсталацията за биогаз не трябва да бъде заровена в земята, има и други възможности за подреждане. Пример за работа на система, сглобена от варели, е показан във видеоклипа по-долу.

Най-лесният начин да организирате отопление отдолу е да поставите тръба от отоплителната система, но ефективността на такъв топлообменник е сравнително ниска. По-добре е да се организира външно отопление, в идеалния случай пара, така че биомасата да не се прегрява

Изводи и полезно видео по темата

Въпреки че няма нищо сложно в сглобяването и подреждането на оборудване за биогаз, трябва да сте изключително внимателни към детайлите. Грешките са недопустими, т.к може да доведе до експлозии и разрушения. Предлагаме видео инструкции, които ще ви помогнат да разберете дизайна на инсталациите, да ги сглобите правилно и да ги допълните с полезни устройства за по-удобно използване на биогаз.

Видеото описва как работи и работи стандартна инсталация за биогаз:

Пример за самоделна инсталация за биогаз. Видео урок за това как да настроите система със собствените си ръце:

Видео инструкции за сглобяване на инсталация за биогаз от варел:

Описание на производствения процес на миксери за субстрати:

Подробно описание на работата на домашно газово хранилище:

Колкото и проста да е инсталацията за биогаз, избрана за частен дом, не трябва да пестите от нея. Ако е възможно, по-добре е да закупите сгъваем индустриален биореактор.

Ако не, направете го от висококачествени и устойчиви материали: полимери, бетон или неръждаема стомана. Това ще ви позволи да създадете наистина надеждна и безопасна система за газоснабдяване у дома.

Имате въпроси по темата на статията, открихте недостатъци или имате ценна информация, която можете да споделите с нашите читатели? Моля, оставете вашите коментари, задайте въпроси, споделете опита си.