-> Termelés, építőipar, mezőgazdaság
Biogáz trágyából: egyszerű, gazdaságos, környezetbarát
Úgy gondolom, hogy a javasolt cikk érdekes lesz a gazdálkodók számára. A biogáz természetes anyagból (jelen esetben trágyából) történő előállításának leírt technológiája nagyrészt lehetővé teszi a nem biztonságos állati eredetű hulladékok fájdalommentes ártalmatlanítását, és csak ezt követően lehet viszonylag olcsó forrást szerezni. üzemanyag. Azonban menjünk sorban.
Természetesen a hagyományos ló- vagy tehéntrágya, sőt az almozásból származó szalmával bőségesen ízesítve is értékes műtrágya. De egy modern sertéstelepen a trágya teljesen más. A helyiségben lévő trágyát vízzel lemossák, az ebből származó elfolyás mennyisége sokszorosára nő, de a szárazanyag koncentrációja - pl. pont az, ami meghatározza a trágya műtrágya értékét, szó szerint majdnem nullára csökken. Valójában használhatod, de...
Ugyanakkor ezt a hatalmas mennyiségű hígtrágyát valahol tárolni kell, legalább télen, amikor nem trágyáznak. A trágyát is el kell viselni a benne mindig jelen lévő kórokozó mikrobák és gyommagvak semlegesítése érdekében, amelyek a talajba kerülés után azonnal növekedni fognak. Emellett nagyon nehéz megakadályozni a hígtrágya talajba, talajvízbe, folyókba való szivárgását. Igen, és nem lehet elkerülni az ilyen tároló létesítményekből származó kellemetlen szagot. Mára országszerte komoly problémává vált a trágya elhelyezése.
A trágya semlegesítésének módja, mint bármely más szerves maradék, régóta ismert - ez a komposztálás. A hulladékot halomba rakják, ahol a mikroorganizmusok hatására fokozatosan lebomlik. Ugyanakkor a kupacot körülbelül 60 ° C-ra melegítik, és megtörténik a természetes pasztőrözés - a legtöbb patogén mikroba és férgek tojásai elpusztulnak, és a gyommagvak elveszítik csírázását.
A műtrágya minősége azonban romlik: a benne lévő nitrogén akár 40% -a eltűnik, és sok foszfor. Az energia is pazarlás, mert a keletkező hő kárba megy, a trágya egyébként a takarmányozással szállított energia közel felét tartalmazza. A sertéstelepekről származó hulladék általában nem alkalmas komposztálásra, mivel túl folyékony.
De van egy másik módja a szerves anyagok feldolgozásának - anaerob, levegő hozzáférés nélkül. Ez a folyamat egy természetes biológiai reaktorban – minden élőlény gyomrában – megy végbe. Ugyanaz a tehén akár 500 liter metánt is termel naponta; a Föld teljes metántermelésének csaknem egynegyede - évi 100-200 millió tonna! - "állati" eredetű.
A komposztálás közbeni aerob bomláshoz képest a folyamat lassabb, de sokkal gazdaságosabb, felesleges energiaveszteség nélkül. A végtermék a 60-70% metánt tartalmazó biogáz, amelynek elégetésekor annyi hő szabadul fel, mint egy kilogramm szén, és több mint kétszerese egy kilogramm tűzifa.
Ily módon a sertéstelepről származó hígtrágya tökéletesen feldolgozásra kerül: a bioreaktoron való áthaladás után ez a bűzös hígtrágya kiváló műtrágyává válik.
A hígtrágya biogázzá történő feldolgozására szolgáló berendezéseket készen is meg lehet vásárolni, valójában a nagyüzemek is ezt teszik, de sokkal jövedelmezőbb, ha egyetlen gazdálkodó önállóan épít ilyen bioreaktort a trágya biogázzá történő feldolgozására, mivel az nem olyan nehéz.
Hogyan működik a bioreaktor
A trágya erjesztése anaerob (oxigénmentes) körülmények között, 30-55 °C (optimálisan 40 °C) hőmérsékleten történik. Az erjedés időtartama legalább 12 nap. Használhat közönséges és folyékony, ágy nélküli trágyát is, amely könnyen szivattyúzható a bioreaktorba.
Az erjedés során a nitrogén és a foszfor teljesen megőrződik a trágyában. A trágya tömege gyakorlatilag nem változik, kivéve az elpárolgott vizet, amely biogázzá alakul. A trágya szerves anyaga 30-40%-ban lebomlik; A könnyen lebomló vegyületek, mint a zsírok, fehérjék és szénhidrátok elpusztulnak, míg a fő humuszképző komponensek, a cellulóz és a lignin teljesen megőrződnek. A metán és szén-dioxid felszabadulásnak köszönhetően a C/N arány optimalizált. Növekszik az ammónia-nitrogén aránya. A keletkező szerves trágya reakciója lúgos (pH 7,2-7,8), ami ezt a műtrágyát különösen értékessé teszi a savanyú talajokon. A trágyából szokásos módon nyert műtrágyához képest a terméshozam 10-15%-kal nő.
A keletkező 1,2 kg/m3 sűrűségű biogáz (0,93 levegősűrűség) a következő összetételű (%): metán - 65, szén-dioxid - 34, kapcsolódó gázok - legfeljebb 1 (a hidrogén-szulfiddal együtt - legfeljebb 0,1). A metántartalom az aljzat összetételétől és a technológiától függően 55-75%-on belül változhat. Víztartalom a biogázban 40 °С-on - 50 g/m3; a biogáz lehűlésekor lecsapódik, és a kondenzátum eltávolítására intézkedni kell (gázszárítás, csövek szükséges lejtésű lefektetése stb.). Az előállított gáz energiaintenzitása 23 mJ/m3, azaz 5500 kcal/m3.
Egy kicsit a számokról és az előnyökről
Például egy 75 köbméter térfogatú reaktor képes könnyen feldolgozni egy 2500 sertést tartó farm összes hulladékát, így a tulajdonos kiváló minőségű műtrágyát és napi 300-500 köbméter gázt biztosít. Ráadásul ma ez az egyetlen technológia a sertéshulladék feldolgozására és fertőtlenítésére, amely megtérül. Sőt, még nem is annyira magával a biogázzal, hanem a környezeti jó közérzettel térül meg, mert különben trágyatárolókat, kezelőhelyeket kellene építeni. Emellett ne feledkezzünk meg a feldolgozott trágyáról sem, mint kész jó műtrágyáról, ami azt jelenti, hogy kevesebb gyomirtót használunk majd. Maga a biogáz inkább egy ingyenes alkalmazás: szép, de nem szükséges.
Éppen ezért nem olyan egyszerű kiszámítani ennek a technológiának a gazdasági hatékonyságát. Általában csak a kapott biogáz alapján számolnak: ennyi költség, annyi gáz kapott, ennyibe kerül a megfelelő mennyiségű gázolaj. Az eredmény nyereséges, de a megtérülési idő nem rekordot dönt. De mindenesetre a keletkező biogáz egy átlagos gazdaság energiaszükségletének akár felét is elegendő, beleértve a fűtést és a meleg vizet is, és ennek eredményeként jelentősen csökkenti a mezőgazdasági termelés energiaköltségeit, környezetbarátabbá és környezetbarátabbá teszi. hulladékmentes.
Sokkal teljesebb és tetszetősebb lenne a kép, ha a keletkező energiahatáshoz környezeti hatást is hozzáadnánk, pénzzé alakítva. De még senki sem jött rá, hogyan kell csinálni.
Biogáz üzem (bioreaktor)
A rendelkezésre álló anyagok felhasználásával bármely farmon megépíthető biogáz üzem.
A biogáz üzem alapja egy zárt tartály hőcserélővel (a hőhordozó 50-60 °C-ra melegített víz), a trágya be- és kibocsátására szolgáló eszközök, valamint a gáz eltávolítása. Magának a telepítésnek a kialakítását nagyban meghatározzák a helyi viszonyok, az anyagok elérhetősége.
Kisebb beépítésnél a legésszerűbb megoldás a kiengedett üzemanyagtartályok használata. Az ábrán egy 50 köbméter térfogatú szabványos üzemanyagtartályon alapuló bioreaktor diagramja látható. A belső válaszfalak fémből vagy téglából készülhetnek; fő funkciójuk a trágyaáramlás irányítása és a reaktoron belüli út meghosszabbítása, összekötő edények rendszerét alkotva. A fenti diagramon a válaszfalak feltételesen láthatók, számuk és elhelyezésük a trágya tulajdonságaitól függ - a folyékonyságtól, az almozás mennyiségétől.
A bioreaktor térfogatának meghatározásához a trágya mennyiségéből kell kiindulni, amely mind az állatok számától és tömegétől, mind az eltávolítás módjától függ: a trágya lemosásakor a szennyvíz teljes mennyisége nő. sokszor, ami nem kívánatos, mivel a fűtés energiaköltségeinek növekedését igényli. Ha ismert a napi kifolyó mennyiség, akkor a reaktor szükséges térfogatát úgy határozhatjuk meg, hogy ezt a mennyiséget megszorozzuk 12-vel (mivel 12 nap a minimális trágyatartási idő), és az így kapott értéket 10%-kal növeljük (mivel a reaktort fel kell tölteni). szubsztrátummal 90%-kal.
Az aljzat 40°C-ig többféleképpen felmelegíthető. Ehhez a legkényelmesebb az AGV-80 vagy AGV-120 gázvízmelegítők használata, amelyek automatizálással vannak felszerelve a hűtőfolyadék hőmérsékletének fenntartására. Ha a gépet előállított biogázzal (földgáz helyett) hajtják, akkor a levegőellátás csökkentésével kell beállítani. A hőveszteség csökkentése érdekében a bioreaktort gondosan szigetelni kell. Különféle lehetőségek lehetségesek itt: különösen lehetőség van körülötte üveggyapottal töltött könnyű keret elrendezésére, poliuretán habréteg felvitelére a reaktorra stb.
A bioreaktor indításakor a térfogat 90%-áig szükséges a szubsztrátummal feltölteni és legalább 12 napig eltartani, majd a szubsztrát újabb adagjai betáplálhatók a reaktorba, a fermentált megfelelő mennyiséget kivonva. termék.
Ha több kisgazdaság vagy egyéni gazdaság található a közelben, akkor a leglogikusabb megoldás egy általános, központosított hulladékfeldolgozás megszervezése, és az így keletkező biogáz csővezetéken történő visszajuttatása a gazdaságokba vagy gazdaságokba. Egyébként a bioreaktorban nyert gáz nyomása (100-300 mm vízoszlop) elegendő ahhoz, hogy fúvóka, kompresszorok nélkül több száz méter távolságra is ellássa.
Természetesen még egy kis biogázreaktor megépítése és telepítése sem megy engedélyek nélkül. Az illetékes felügyeleti hatóságokhoz benyújtott dokumentációnak tartalmaznia kell: a létesítmény technológiai sémáját, a bioreaktor és a hőtermelő elrendezését, az energia- és termékáramlásokat, a vezetékeket, a szivattyú és a világítótestek bekötési rajzát, költségbecsléseket. A gazdaság főtervén meg kell majd mutatni a fővezetékeket, bekötőutakat és egy villámhárítót is. A bioreaktor építése és további üzemeltetése során be kell tartani a földgáztüzelőberendezésekkel való munkavégzésre vonatkozó szabályokat, előírásokat. A tervezési szakaszban hiba nélkül szellőztetést kell biztosítani, amelynek óránként nyolc légcserét kell biztosítania egy legfeljebb 300 m3 térfogatú helyiségben. Az ilyen objektum dokumentációját össze kell hangolni a gázvizsgálóval, a SES-szel és a tűzoltósággal.
A biogáz felhasználása a gazdaságban
Nos, most lássuk, milyen gazdasági előnyökkel járhat egy biogáz üzem az Ön számára.
A reaktor hozzávetőleges napi termelékenysége 4-8% szárazanyag-tartalmú trágya betöltésénél reaktortérfogatként két térfogatnyi gáz, i.e. egy 50 köbméter térfogatú bioreaktor napi 100 köbméter biogázt fog termelni. A "kereskedelmi" gáz részesedése átlagosan mintegy 70 köbmétert tesz ki, a többi pedig magának a berendezésnek a technológiai fűtésére megy. A biogáz termelés éves mennyisége mintegy 25 ezer köbméter, ami 16,75 tonna folyékony tüzelőanyagnak felel meg. Jövedelmező? Természetesen!
És ez még a trágyaként kezelt, feldolgozott trágya költségét sem veszi figyelembe.
Körülbelül 10 szarvasmarha „ágy nélküli” trágyájának feldolgozása naponta körülbelül 20 köbméter biogáz előállítását teszi lehetővé, 10 sertésből - 1-3 köbméter, 10 juhból - 1-1,2 köbméter, 10 nyúlból - 0,4 -0,6 köbméter Egyébként egy családi ház gázszükséglete fűtéssel és melegvízzel együtt átlagosan 10 köbméter. naponta, de nagymértékben változhat a ház hőszigetelésének minőségétől függően.
A biogáz elégetésével nyert hő a vízmelegítésen (fűtés, melegvízellátás) és a főzésen kívül üvegházak fűtésére, nyáron, biogáz-feleslegben széna és egyéb takarmányok szárítására is felhasználható. A biogázt elektromos áram előállítására is lehet használni, de ez gazdaságilag kevésbé kifizetődő.
A biogáz felhasználásának másik iránya a benne található szén-dioxid mintegy 34%-os hasznosítása. A szén-dioxid mosással történő kinyerésével (a metánnal ellentétben vízben oldódik) üvegházakba etetheti, ahol "levegőműtrágyaként" szolgál, növelve a növények termelékenységét.
A http://www.newchemistry.ru szerint
Az emelkedő energiaárak alternatív fűtési lehetőségek keresését kényszerítik. Jó eredmények érhetők el a biogáz saját termelésével a rendelkezésre álló szerves nyersanyagokból. Ebben a cikkben a gyártási ciklusról, a bioreaktor eszközről és a kapcsolódó berendezésekről lesz szó.
Az alapvető működési szabályok betartása mellett a gázreaktor teljesen biztonságos, és még egy kis házat, akár egy egész agráripari komplexumot is képes ellátni tüzelőanyaggal és villamos energiával. A bioreaktor eredménye nem csak gáz, hanem az egyik legértékesebb műtrágyafajta, a természetes humusz fő összetevője is.
Hogyan állítják elő a biogázt?
A biogáz kinyeréséhez a szerves nyersanyagokat olyan körülmények között helyezik el, amelyek több fajta baktérium fejlődésére alkalmasak, amelyek létfontosságú tevékenységük során metánt bocsátanak ki. A biomassza három átalakulási cikluson megy keresztül, és minden szakaszban különböző anaerob organizmustörzsek vesznek részt. Életükhöz nincs szükség oxigénre, de nagy jelentősége van az alapanyag összetételének és állagának, valamint a hőmérsékletnek és a belső nyomásnak. Optimálisnak tekinthetők a 40-60 ° C hőmérsékletű, legfeljebb 0,05 atm nyomású körülmények. A betöltött nyersanyag hosszú aktiválás után kezd gázt termelni, ami több héttől hat hónapig tart.
A gázfelszabadulás kezdete a számított térfogatban azt jelzi, hogy a baktériumkolóniák már meglehetősen nagyszámúak, ezért 1-2 hét elteltével friss nyersanyagok kerülnek a reaktorba, amely szinte azonnal aktiválódik és belép a termelési ciklusba.
Az optimális feltételek fenntartásához az alapanyagokat időszakonként keverik, a gázfűtésből származó hő egy részét a hőmérséklet fenntartására fordítják. A keletkező gáz 30-80% metánt, 15-50% szén-dioxidot, kis nitrogén-, hidrogén- és hidrogén-szulfid-szennyeződéseket tartalmaz. A gazdaságos felhasználás érdekében a gázt szén-dioxid eltávolításával dúsítják, ami után a tüzelőanyag az erőművi motoroktól a fűtőkazánokig sokféle erőműben felhasználható.
Melyik alapanyag alkalmas a gyártásra
A közhiedelemmel ellentétben a trágya nem a legjobb alapanyag a biogáz előállításához. Egy tonna tisztatrágyából mindössze 50-70 m 3 tüzelőanyag-kibocsátás 28-30%-os koncentráció mellett. Azonban az állati eredetű hulladékok tartalmazzák a legtöbb szükséges baktériumot a reaktor gyors beindításához és hatékony működésének fenntartásához.
Emiatt a trágyát a növényi és élelmiszeripari hulladékkal 1:3 arányban keverik. Növényi alapanyagként használják:
A nyersanyagokat nem lehet egyszerűen a reaktorba önteni, bizonyos előkészületekre van szükség. Az eredeti szubsztrátumot 0,4-0,7 mm-es töredékre zúzzuk, és a száraz tömeg körülbelül 25-30%-ában vízzel hígítjuk. Nagyobb mennyiségben a keverék alaposabb keverést igényel a homogenizátorokban, ami után készen áll a reaktorba való betöltésre.
Bioreaktor építése
A reaktor elhelyezésének feltételeire vonatkozó követelmények megegyeznek a passzív szeptikus tartályéval. A bioreaktor fő része a rothasztó, egy tartály, amelyben a teljes fermentációs folyamat lezajlik. A tömeg fűtési költségeinek csökkentése érdekében a reaktort a földbe ásják. Így a közeg hőmérséklete nem csökken 12-16 °C alá, és a reakció során keletkező hő kiáramlása minimális marad.
Biogáz üzem séma: 1 - bunker nyersanyagok betöltésére; 2 - biogáz; 3 - biomassza; 4 - kompenzátor tartály; 5 - nyílás a hulladék kitermeléséhez; 6 - nyomáscsökkentő szelep; 7 - gázcső; 8 - vízzár; 9 - a fogyasztóknak
Legfeljebb 3 m 3 -es rothasztókhoz nylon tartályok használata megengedett. Mivel faluk vastagsága és anyaga nem akadályozza meg a hő kiáramlását, a tartályokat expandált polisztirol vagy nedvességálló ásványgyapot rétegekkel bélelik. A gödör alját 7-10 cm-es esztrichtel betonozzák, megerősítéssel, hogy megakadályozzák a reaktor kinyomódását a talajból.
A nagyméretű reaktorok építéséhez a legalkalmasabb anyag a vasbeton. Megfelelő szilárdságú, alacsony hővezető képességgel és hosszú élettartammal rendelkezik. A kamra falainak kiöntése előtt egy ferde csövet kell felszerelni, amely a keveréket a reaktorba juttatja. Átmérője 200-350 mm, alsó vége 20-30 cm-re legyen az aljától.
A rothasztó felső részében van egy gáztartály - egy kupola vagy kúpos szerkezet, amely a gázt a felső pontban koncentrálja. A gáztartó készülhet fémlemezből is, azonban kis beépítésnél a boltozat téglafalazattal készül, majd acélhálóval kárpitozva és vakolva. Gáztartály építésénél két cső zárt átjáróját kell biztosítani a felső részén: gázbeszíváshoz és nyomáscsökkentő szelep felszereléséhez. Egy másik 50-70 mm átmérőjű csövet helyeznek el a hulladéktömeg kiszivattyúzásához.
A reaktortartálynak tömítettnek kell lennie, és ki kell bírnia 0,1 atm nyomást. Ennek érdekében a rothasztó belső felületét egybefüggő bevonatos bitumen vízszigetelő réteg borítja, a gáztartály tetejére pedig egy lezárt nyílást szerelnek.
Gáz eltávolítása és dúsítása
A gáztartály kupolája alól a gázt a csővezetéken keresztül egy vízzáras tartályba távolítják el. A csőkimenet feletti vízréteg vastagsága határozza meg a reaktor üzemi nyomását, és általában 250-400 mm.
A vízzár után a gáz felhasználható fűtőberendezésekben és főzéshez. A belső égésű motorok működéséhez azonban nagyobb metántartalomra van szükség, így a gáz feldúsul.
A dúsítás első lépése a szén-dioxid koncentrációjának csökkentése a gázban. Ehhez speciális berendezéseket használhat, amelyek a kémiai abszorpció elvén vagy félig áteresztő membránokon működnek. Otthon a dúsítás úgy is lehetséges, hogy gázt vezetnek át a vízoszlopon, amelyben a CO 2 fele feloldódik. A gázt cső alakú levegőztetőn keresztül kis buborékokká porlasztják, a szén-dioxiddal telített vizet rendszeresen el kell távolítani és normál légköri körülmények között porlasztani kell. A terménykomplexumokban az ilyen vizet sikeresen használják hidroponikus rendszerekben.
A dúsítás második szakaszában a gáz páratartalma csökken. Ez a funkció a legtöbb gyári koncentrátorban megtalálható. A házi készítésű párátlanítók úgy néznek ki, mint egy szilikagéllel töltött Z alakú cső.
Biogáz felhasználás: sajátosságok és berendezések
A legtöbb modern fűtőberendezést úgy tervezték, hogy biogázzal működjön. Az elavult kazánok viszonylag egyszerűen utólag beépíthetők az égő és a levegő-gáz előkészítő berendezés cseréjével.
A gáz üzemi nyomáson történő előállításához hagyományos, vevővel ellátott dugattyús kompresszort használnak, amelyet a számított nyomás 1,2-es nyomására állítanak be. A nyomás normalizálását egy gázcsökkentő végzi, ez segít elkerülni a cseppeket és fenntartani az egyenletes lángot.
A bioreaktor teljesítményének legalább 50%-kal nagyobbnak kell lennie a fogyasztásnál. A termelés során felesleges gáz nem képződik: ha a nyomás meghaladja a 0,05-0,065 atm értéket, a reakció szinte teljesen lelassul, és csak a gáz egy részének kiszivattyúzása után áll helyre.
A mai témát a trágyából „zöld” energia kinyerésének szenteljük. Egy idézettel kezdem: „A nagy baromfitelepek és állattenyésztési komplexumok továbbra is a legkárosabb környezetszennyezők. Például csak egy körülbelül 100 000 fejet számláló sertéstenyésztő komplexum 600-1000 tonna trágyát termel (hidroflush alkalmazása mellett) naponta, ami egyenértékű egy 500 000 lakosú város által termelt szennyezéssel.”
A képen: A gazdaság megfordult. "Luchki" biogáz üzem a belgorodi régióban. 1 kWh áram költsége 7 rubel. A régió mezőgazdasági hulladékainak feldolgozásához 130 ilyen állomásra lesz szükség. Minél több állomás, annál több veszteség.
A probléma megoldásával foglalkozó cikkekben leggyakrabban a trágya felhasználását javasolják biogáz-termelés alapanyagaként. Fogós szalagcímeket olvasunk: „Trágyából áramot venni”, „Biogáz vidéki udvaron”, „Nagy trágyaerőmű” stb. Megnéztem sok biogázzal foglalkozó oldalt, sok szakértő véleményét tanulmányoztam, és nem találtam egyetlen jó okot sem, amely meggyőzhetett volna az alternatív energia ezen területének az ökofarmokra való fejlesztésének szükségességéről.
Nem hiszek a trágyából nyert biogáz perspektívájában, és az energiatermelésnek ezt az irányát zsákutcának, a vállalkozói kezdeményezésekre káros és a befektetők számára veszteségesnek tartom.Tisztában vagyok azzal, hogy az elhangzottak csak egy személyes vélemény, készen állok arra, hogy mélyebb beszélgetés erről a témáról. A biogáz perspektíváiról szóló vita a vállalkozók, a környezetvédők, a befektetők és a trágyafeldolgozás (valamint a trágya és egyéb nyersanyagok) problémájával küzdők számára fontos.
Természetesen a biogáz ötletét a drága biogáz berendezések gyártói hirdetik, amelyek nem adják fel. Nem törődnek a fogyasztói veszteséggel, mert a biogáz berendezések gyártása nagyon jövedelmező üzlet.
Íme az érveim és tényeim:
1. A biogáz termelés veszteséges; minél többet gyártottak belőle, annál nagyobb az adósság. Ezt a villamos energia piaci áránál háromszor magasabb tarifával kell fedezni. A támogatott biogáz projektek megtérülési ideje 7 évtől a végtelenségig terjed. Egyszerűen nincs ilyen hosszú pénz a piacon . Tekintettel a valóságos pénzköltségre, még évi 15%-nál is, az ilyen befektetések soha nem térülnek meg.
2. Mivel a biogáz termelés veszteséges, ezért közvetlen állami támogatást igényel, pl. adminisztratív források és költségvetési finanszírozás. Vagyis a piaci mechanizmusok nem működnek ezen a területen. Ez a tisztviselők területe, ahol mindig van korrupciós összetevő. Ez pedig azt jelenti, hogy egy normális, versenyképes, független vállalkozás játékszabályai nem elfogadhatók.
3. A biogáz robbanásveszélyes (fő komponense a metán), a termelés engedélyköteles, és ez is egy korrupciós összetevő . Semmilyen előny nem igazolhatja a munkavállalók életének kockázatát.
4. A biogáz termelés magasan képzett munkaerőt igényel. Vidéken ez szinte lehetetlen állapot, megvalósítása pedig többletköltséggel jár.
5. Referencia adatokat veszünk. 1 tonna trágya akár 65 köbméter biogázt ad. Fűtőértéke 1 cu. m biogáz 2 kWh. Mielőtt ezeket a számokat megszoroznánk, vegyük figyelembe a biogáz üzem technológiai folyamatának fenntartásához szükséges biogáz-felhasználást - 50% Összesen 1 tonna sertéstrágya 65 kWh hőenergiát biztosít.
6. A biogáz beszerzése után a megmaradt további költséges ártalmatlanítása szükséges. És mivel a biogázt anaerob baktériumok segítségével nyerik, az erjedés után visszamaradt húsleves erős kellemetlen szagú. Megint költségek.
7. Ennek a húslevesnek a talajra történő kijuttatása műtrágyaként többszörösen a talaj, a folyók és az élelmiszerek súlyos szennyeződéséhez vezetett, mivel ez a tápleves ideális környezet a kórokozó mikroorganizmusok számára.
Következtetés: A biogáz termelés a trágyafeldolgozás életveszélyes, gazdaságilag értelmetlen és környezetvédelmi szempontból indokolatlan iránya.
De a trágyát újra kell hasznosítani!
1. Minden jó minőségű trágyát (elsősorban szarvasmarha-, kecske-, juh-, nyúltrágyát) Staratel giliszta segítségével vermikomposzttá dolgoznak fel. 1 tonna biohumusz költsége, ha trágyát vásárolnak 300 rubel/tonna áron, körülbelül 3 ezer lesz. A piaci ár 10 ezertől van, ami magas jövedelmezőséget biztosít. A biohumusz előállítása hulladékmentes, biztonságos és nem igényel magasan képzett munkaerőt.
2. Minden rossz minőségű trágyát és trágyát (például sertéstrágyát hidroflushing után stb.) szilárd tüzelőanyaggá kell feldolgozni, pl. üzemanyag-brikett.
1 tonna trágya hozzávetőlegesen 0,5 tonna brikett, melynek 1 kg fűtőértéke kb. 3,2 kWh, i.e. egy tonna trágya 1600 kWh-t ad. hőenergia (és nem 65 kWh, mint a biogázból). Vagyis az energia 25-ször több, a költség pedig ugyanennyivel kevesebb.
A trágyából nyert tüzelőanyag brikett kiváló megoldás a szoláris bio-vegetáriánus növények fűtésére téli, hideg és borús napokon, hőenergiával az üvegházak mikroklímájának fenntartásához és például a Stirling-motorok segítségével történő villamosenergia-termeléshez.
Ezen kívül mindig lesz hamunk – a hasznos növények termesztéséhez szükséges nyomelemek és ásványi anyagok legértékesebb forrása.
A trágya és egyéb mezőgazdasági hulladékok energetikai értékéről való beszélgetés abból a szempontból is fontos, hogy az ökogazdálkodóknak egyszerű, gazdaságos és biztonságos megoldásokra van szükségük a „zöld” energia terén. Például meg kell oldani a gazdaság energetikai autonómiájának, önellátásának biztosítását, beleértve a szoláris biovegetáriánust is.
Mivel a nap- vagy szélenergiát nem mindig tudjuk felhasználni, szükség van elegendő tartalék energiaforrásra. És ebben a tekintetben jó megoldás lehet az üzemanyag-brikett, beleértve a trágyából készültet is. A "zöld" energia felhalmozása üzemanyag-brikettben sokkal könnyebb, mint a biogáz gáztartókban.
Az alternatív üzemanyagok témája évtizedek óta aktuális. A biogáz természetes tüzelőanyag, amelyet saját maga is előállíthat és felhasználhat, különösen, ha állatállománya van.
Ami
A biogáz összetétele hasonló az ipari méretekben előállítotthoz. A biogáz előállítás szakaszai:
- A bioreaktor egy tartály, amelyben a biológiai masszát anaerob baktériumok dolgozzák fel vákuumban.
- Egy idő után gáz szabadul fel, amely metánból, szén-dioxidból, hidrogén-szulfidból és más gáznemű anyagokból áll.
- Ezt a gázt megtisztítják és eltávolítják a reaktorból.
- A feldolgozott biomassza kiváló műtrágya, amelyet eltávolítanak a reaktorból, hogy gazdagítsa a földeket.
Házi barkácsolás biogáz termelésre van lehetőség, feltéve, ha falun élsz és hozzáférsz az állati hulladékhoz. Jó üzemanyag-lehetőség állattartó gazdaságok és mezőgazdasági vállalkozások számára.
A biogáz előnye, hogy csökkenti a metánkibocsátást és alternatív energiaforrást biztosít. A biomassza feldolgozás eredményeként veteményeskertekhez, szántóföldekhez műtrágya képződik, ami további előnyt jelent.
A saját biogáz előállításához bioreaktort kell építenie trágya, madárürülék és egyéb szerves hulladék feldolgozására. Nyersanyagként használják:
- szennyvíz;
- szalma;
- fű;
- folyami iszap.
Fontos, hogy megakadályozzuk a kémiai szennyeződések bejutását a reaktorba, mivel ezek zavarják az újrafeldolgozási folyamatot.
Használati esetek
A trágya biogázzá történő feldolgozása elektromos, hő- és mechanikai energia kinyerését teszi lehetővé. Ezt az üzemanyagot ipari méretekben vagy magánházakban használják. A következőkre használják:
- fűtés;
- világítás;
- vízmelegítés;
- belső égésű motorok működése.
A bioreaktor segítségével saját energiabázist hozhat létre magánlakás vagy mezőgazdasági termelés biztosítására.
A biogáz hőerőművek alternatív lehetőséget jelentenek egy személyes leánygazdaság vagy egy kis falu fűtésére. A szerves hulladékot elektromos árammá lehet alakítani, ami sokkal olcsóbb, mint a telephelyre vinni és rezsiszámlát fizetni. A biogáz gáztűzhelyen főzhető. A bioüzemanyagok nagy előnye, hogy kimeríthetetlen, megújuló energiaforrás.
Bioüzemanyag-hatékonyság
Az alomból és trágyából származó biogáz színtelen és szagtalan. Annyi hőt ad, mint a földgáz. Egy köbméter biogáz annyi energiát biztosít, mint 1,5 kg szén.
A gazdaságok leggyakrabban nem ártalmatlanítják az állatállományból származó hulladékot, hanem egy területen tárolják. Ennek eredményeként metán kerül a légkörbe, a trágya elveszti műtrágya tulajdonságait. Az időben feldolgozott hulladék sokkal több hasznot hoz a gazdaság számára.
A trágyaelhelyezés hatékonyságának ilyen módon történő kiszámítása egyszerű. Egy tehén átlagosan 30-40 kg trágyát ad naponta. Ebből a tömegből 1,5 köbméter gázt kapunk. Ebből a mennyiségből 3 kW/h villamos energia keletkezik.
Hogyan építsünk bioanyag reaktort
A bioreaktorok betonból készült tartályok, amelyekben lyukak vannak a nyersanyagok eltávolítására. Az építkezés előtt ki kell választania egy helyet a helyszínen. A reaktor mérete a napi biomassza mennyiségétől függ. 2/3-ig meg kell töltenie a tartályt.
Ha kevés a biomassza, betontartály helyett vasat, például egy közönséges hordót vehet. De erősnek kell lennie, jó minőségű hegesztésekkel.
A termelt gáz mennyisége közvetlenül függ a nyersanyagok mennyiségétől. Egy kis tartályban kicsit kiderül. 100 köbméter biogázhoz egy tonna biológiai tömeget kell feldolgozni.
A telepítés szilárdságának növelése érdekében általában a földbe temetik. A reaktornak rendelkeznie kell egy bemeneti csővel a biomassza betöltésére és egy kimenettel az elhasznált anyagok eltávolítására. A tartály tetején egy lyuknak kell lennie, amelyen keresztül a biogáz kiürül. Jobb, ha vízzárral zárjuk le.
A megfelelő reakció érdekében a tartályt hermetikusan le kell zárni, levegő hozzáférés nélkül. A vízzár biztosítja a gázok időben történő eltávolítását, ami megakadályozza a rendszer felrobbanását.
Reaktor egy nagy farmhoz
Egy egyszerű bioreaktor séma alkalmas 1-2 állatot tartó kis gazdaságok számára. Ha farmja van, a legjobb, ha olyan ipari reaktort telepít, amely nagy mennyiségű tüzelőanyagot képes kezelni. A legjobb, ha speciális cégeket vonnak be a projekt fejlesztésébe és a rendszer telepítésébe.
Az ipari komplexumok a következőkből állnak:
- Közbenső tároló tartályok;
- keverő üzem;
- Egy kis CHP erőmű, amely épületek és üvegházak fűtéséhez energiát, valamint villamos energiát biztosít;
- Tartályok műtrágyaként használt erjesztett trágyához.
A leghatékonyabb megoldás egy komplexum építése több szomszédos gazdaság számára. Minél több bioanyagot dolgoznak fel, annál több energiát nyernek ennek eredményeként.
A biogáz átvétele előtt az ipari létesítményeket egyeztetni kell az egészségügyi és járványügyi állomással, a tűz- és gázfelügyelettel. Dokumentáltak, minden elem elhelyezésére külön szabályok vonatkoznak.
Hogyan kell kiszámítani a reaktor térfogatát
A reaktor térfogata a naponta keletkező hulladék mennyiségétől függ. Ne feledje, hogy a tartályt csak 2/3-ig kell megtölteni a hatékony fermentáció érdekében. Vegye figyelembe az erjesztési időt, a hőmérsékletet és a nyersanyag típusát is.
A trágyát a legjobb vízzel hígítani, mielőtt a reaktorba kerül. A trágya 35-40 fokos hőmérsékleten történő feldolgozása körülbelül 2 hétig tart. A térfogat kiszámításához határozza meg a hulladék kezdeti térfogatát vízzel, és adjon hozzá 25-30%. A biomassza mennyiségének kéthetente azonosnak kell lennie.
Hogyan biztosítható a biomassza aktivitás
A megfelelő biomassza fermentáció érdekében a legjobb a keveréket melegíteni. A déli régiókban a levegő hőmérséklete hozzájárul az erjedés megindulásához. Ha az északi vagy a középső sávban lakik, további fűtőelemeket csatlakoztathat.
A folyamat elindításához 38 fokos hőmérsékletre van szükség. Számos módja van annak biztosítására:
- Tekercs a reaktor alatt, csatlakozik a fűtési rendszerhez;
- Fűtőelemek a tartály belsejében;
- A tartály közvetlen fűtése elektromos fűtőtestekkel.
A biológiai tömeg már tartalmaz baktériumokat, amelyek a biogáz előállításához szükségesek. Felébrednek és tevékenységet kezdenek, amikor a levegő hőmérséklete emelkedik.
A legjobb, ha automata fűtési rendszerekkel fűtik őket. Bekapcsolnak, amikor hideg tömeg lép be a reaktorba, és automatikusan kikapcsolnak, ha a hőmérséklet eléri a kívánt értéket. Az ilyen rendszereket vízmelegítő kazánokba szerelik be, megvásárolhatók a gázüzletekben.
Ha 30-40 fokos fűtést biztosít, akkor 12-30 napig tart a feldolgozás. Ez a tömeg összetételétől és térfogatától függ. 50 fokra melegítve a baktériumok aktivitása megnő, a feldolgozás 3-7 napig tart. Az ilyen telepítések hátránya a magas hőmérséklet fenntartásának magas költsége. Összehasonlíthatóak a beérkezett üzemanyag mennyiségével, így a rendszer hatástalanná válik.
Az anaerob baktériumok aktiválásának másik módja a biomassza keverése. A tengelyeket önállóan beszerelheti a kazánba, és szükség esetén kihúzhatja a fogantyút, hogy keverje a masszát. De sokkal kényelmesebb olyan automatikus rendszert tervezni, amely az Ön részvétele nélkül keveri össze a masszát.
Megfelelő gázelvezetés
A trágyából származó biogázt a reaktor felső fedelén keresztül távolítják el. Az erjedés során szorosan le kell zárni. Általában vízzárat használnak. Szabályozza a nyomást a rendszerben, a fedél növekedésével a kioldószelep aktiválódik. Ellensúlyként súlyt használnak. A kilépésnél a gázt vízzel megtisztítják, és tovább áramlik a csövekben. Vízzel való tisztítás szükséges a vízgőz eltávolításához a gázból, különben nem ég meg.
Mielőtt a biogázt energiává lehetne alakítani, tárolni kell. Gáztartóban kell tárolni:
- Kupola formájában készül, és a reaktor kimenetére szerelik fel.
- Leggyakrabban vasból készül, és több réteg festékkel borítja a korrózió megelőzésére.
- Az ipari komplexumokban a gáztartály külön tartály.
Egy másik lehetőség a gáztartály készítésére a PVC zacskó használata. Ez az elasztikus anyag megnyúlik, ahogy a táska megtelik. Szükség esetén nagy mennyiségű biogáz tárolására képes.
Földalatti bioüzemanyag üzem
A helytakarékosság érdekében a legjobb földalatti létesítményeket építeni. Ez a legegyszerűbb módja a biogáz otthoni beszerzésének. A földalatti bioreaktor felszereléséhez lyukat kell ásni, és meg kell tölteni a falait és az alját vasbetonnal.
A tartály mindkét oldalán lyukak vannak kialakítva a bemeneti és kimeneti csövek számára. Ezenkívül a kifolyócsövet a tartály alján kell elhelyezni a hulladéktömeg kiszivattyúzásához. Átmérője 7-10 cm A felső részen a legjobban egy 25-30 cm átmérőjű beömlő található.
Felülről téglafallal zárják le a beépítést, és egy gáztartót szerelnek be a biogáz fogadására. A tartály kimeneténél egy szelepet kell készíteni a nyomás szabályozásához.
A biogáz üzem egy magánház udvarába temethető, szennyvízzel és állati hulladékkal csatlakoztatható. A feldolgozó reaktorok teljes mértékben fedezni tudják a család villamosenergia- és fűtési szükségleteit. További plusz a kerti műtrágya beszerzésében.
A „csináld magad” bioreaktor egy módja annak, hogy energiát nyerjünk a legelőanyagból, és pénzt keressünk a trágyából. Csökkenti a gazdaság energiaköltségét és növeli a jövedelmezőséget. Elkészítheti saját maga, vagy telepítheti. Az ára a mennyiségtől függ, 7000 rubeltől kezdődik.
Évről évre egyre kevesebb az energiaforrás bolygónkon. Emiatt folyamatosan új, alternatív energiaforrásokat kell keresnünk. Minden bizonnyal egy idő után bolygónk kifogy az olaj- és gázlelőhelyekből, és akkor a világnak komolyan el kell gondolkodnia a biogáz, mint fő energiaforrás kitermelésén (gyűjtésén) és felhasználásán.
Mi az a biogáz? A biogáz termelés elvei
Mint már említettük, a biogáz alternatív energiaforrás. Különféle háztartási hulladékok, valamint állati eredetű hulladékok (trágya) erjesztése során szabadul fel.
Ezt a módszert ősidők óta használták Kínában, de később, évszázadokkal később már nem igényelték, és ennek következtében feledésbe merült.
Saját készítésű biogáz előállítás házilag
1. lépés: Hordó kiválasztása
Először is ki kell választania egy megfelelő hordót, amelyben tároljuk az "energiaforrást", azaz, ahogy Ön érti, élelmiszer-hulladékot és trágyát.
2. lépés: Lyukak készítése
A hordó be- és kimenetén lyukakat készítünk. Fúróval is meg lehet csinálni, de ebben az esetben a furat fűtött fémcsővel készül.
3. lépés: Csőszerelés
Csöveket szerelünk be a be- és kimenetnél a korábban készített furatokba. A csöveket behelyezik és ragasztják.
4. lépés: A "Gáztartály" tartó létrehozása és beszerelése
Elvittek egy vödör 20 liter festéket, ebben a tartályban lesz az általunk termelt gáz. A tartály rögzítése vízvezeték-szerelők által használt szeleppel történik.
5. lépés: Adjon hozzá tehéntrágyát
Tehéntrágyát (50 literenként 5 kg) összekeverünk és vizet adunk hozzá. Betesszük a tartályba.
6. lépés: Majdnem kész
Az első 10-15 napban nem kap gázt, mivel ez az idő szükséges az összes szükséges folyamat lebonyolításához.
7. lépés: Szabaduljon meg a szén-dioxidtól
Ahhoz, hogy ez a gáz égjen, meg kell szabadulni a szén-dioxidtól. Ezt egy hagyományos szűrő használatával érhetjük el, amelyből sok van a különböző boltokban.
8. lépés: Kész!
Ön is észre fogja venni, hogyan emelkedik az "üzemanyagtartály" a kémiai reakciók során. Ezután már ki kell nyitni a szelepet és biogázt kell venni.
A biogáz többféle célra felhasználható. Főzéshez nem ajánlott biogázt használni, mert ez negatívan befolyásolhatja az ízt (ha nem szabadul meg az ízektől).
Videó lecke: Biogáz termelés otthon
