Biogás faça você mesmo em casa. Como fazer briquetes de combustível a partir de esterco Biocombustível produzindo gás a partir de esterco

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Biogás de esterco: simples, econômico e ecologicamente correto

O artigo proposto será, penso eu, do interesse dos agricultores. A tecnologia descrita para a produção de biogás a partir de produtos naturais materiais naturais(V nesse caso- do estrume), em geral, permite, em primeiro lugar, eliminar sem dor os resíduos animais inseguros, e só então é uma forma de obter uma fonte de combustível relativamente barata. No entanto, vamos colocar isso em ordem.

É claro que o estrume tradicional de cavalo ou de vaca, generosamente aromatizado com palha da cama, é um fertilizante valioso. Mas em uma fazenda moderna de suínos, o esterco é completamente diferente. O estrume nas instalações é lavado com água, o que aumenta muitas vezes a quantidade de águas residuais, mas a concentração de substâncias secas - ou seja, precisamente o que determina o valor do estrume como fertilizante é literalmente reduzido a quase zero. Em princípio, pode ser usado, mas...

Ao mesmo tempo, toda essa enorme quantidade de chorume tem que ser armazenada em algum lugar, pelo menos no inverno, quando não são aplicados fertilizantes. Também é necessário guardar o esterco para neutralizar os micróbios patogênicos e as sementes de ervas daninhas que nele estão sempre presentes e que, após serem aplicadas no solo, começarão imediatamente a crescer. Além disso, é muito difícil evitar que o estrume líquido penetre no solo, nas águas subterrâneas e nos rios. E não há como evitar o odor fétido desses depósitos. Hoje, a eliminação de resíduos de esterco tornou-se um problema sério em todo o país.

O método de neutralização do esterco, como qualquer outro resíduo orgânico, é conhecido há muito tempo - é a compostagem. Os resíduos são amontoados, onde se decompõem gradativamente sob a influência de microrganismos. Neste caso, a pilha aquece até aproximadamente 60°C e ocorre a pasteurização natural - a maioria dos micróbios patogénicos e ovos de helmintos morrem e as sementes de ervas daninhas perdem a sua viabilidade.

Porém, a qualidade do fertilizante é prejudicada: desaparecem até 40% do nitrogênio contido nele e muito fósforo. A energia também se perde, porque o calor gerado é desperdiçado, e o esterco, aliás, contém quase metade de toda a energia fornecida à fazenda com a ração. Os resíduos das explorações suinícolas geralmente não são adequados para compostagem, uma vez que são demasiado líquidos.

Mas existe outra forma de processar a matéria orgânica - anaeróbica, sem acesso ao ar. Este é exatamente o processo que ocorre em um reator biológico natural – o estômago de todos os seres vivos. A mesma vaca produz até 500 litros de metano por dia; Da produção total de metano na Terra, quase um quarto é de 100 a 200 milhões de toneladas por ano! - tem origem “animal”.

Comparado à decomposição aeróbica durante a compostagem, o processo é mais lento, mas muito mais econômico, sem perdas desnecessárias de energia. O produto final é o biogás, que contém 60-70% de metano, que, quando queimado, libera tanto calor quanto um quilograma carvão, e mais de duas vezes mais que um quilo de lenha.

Desta forma, o mesmo esterco líquido de uma granja de suínos é perfeitamente processado: depois de passar pelo biorreator, esse chorume fétido se transforma em um excelente fertilizante.

O equipamento para processar estrume líquido em biogás pode ser adquirido pronto, na verdade, grandes fazendas fazem isso, mas para um único agricultor é muito mais lucrativo construir por conta própria um biorreator para processar esterco em biogás; tão difícil.

Como funciona um biorreator?

A fermentação do estrume ocorre em condições anaeróbicas (sem oxigênio) a uma temperatura de 30-55°C (idealmente 40°C). A duração da fermentação é de pelo menos 12 dias. Você pode usar esterco normal e líquido sem cama, que é facilmente bombeado para o biorreator.

Durante a fermentação, o nitrogênio e o fósforo ficam completamente retidos no esterco. A massa do esterco permanece praticamente inalterada, com exceção da água evaporada, que se transforma em biogás. matéria orgânica o estrume se decompõe em 30-40%; A maioria dos compostos facilmente decompostos - gorduras, proteínas, carboidratos - são destruídos, enquanto os principais componentes formadores de húmus - celulose e lignina - são completamente preservados. Ao liberar metano e dióxido de carbono, a relação C/N é otimizada. A proporção de nitrogênio amoniacal aumenta. Reação do resultante fertilizante orgânico- alcalino (pH 7,2-7,8), o que torna este fertilizante especialmente valioso para solos ácidos. Comparado ao fertilizante obtido a partir de esterco da maneira usual, o rendimento aumenta em 10-15%.

O biogás resultante com densidade de 1,2 kg/m3 (densidade do ar 0,93) tem a seguinte composição (%): metano - 65, dióxido de carbono - 34, gases associados - até 1 (incluindo sulfeto de hidrogênio - até 0,1). O teor de metano pode variar dependendo da composição do substrato e da tecnologia na faixa de 55-75%. O teor de água no biogás a 40 °C é de 50 g/m3; ao resfriar o biogás ele condensa, sendo necessário tomar medidas para retirar o condensado (secagem do gás, colocação de tubulações com a inclinação necessária, etc.). A intensidade energética do gás resultante é de 23 mJ/m3, ou 5.500 kcal/m3.

Um pouco sobre números e benefícios

Por exemplo, um reator com volume de 75 metros cúbicos é capaz de processar “facilmente” todos os resíduos de uma fazenda de 2.500 suínos, dando ao proprietário fertilizante de alta qualidade e de 300 a 500 metros cúbicos de gás por dia. Além disso, hoje esta é a única tecnologia de processamento e desinfecção de dejetos suínos que se paga. Além disso, compensa não tanto pelo biogás resultante em si, mas pelo bem-estar ambiental, porque caso contrário seria necessário construir instalações de armazenamento de estrume e estações de tratamento de águas residuais. Além disso, não nos esqueçamos do esterco processado como um bom fertilizante pronto para uso, o que significa que serão usados menos herbicidas. O biogás em si é mais parecido aplicativo gratuito: bom, mas não necessário.

É por isso que não é tão fácil calcular a eficiência económica desta tecnologia. Normalmente calculam com base no biogás produzido: tanto custa, tanto gás produzido, tanto custa a quantidade correspondente de óleo diesel. O resultado final é lucrativo, mas o período de retorno não é recorde. Mas, em qualquer caso, o biogás resultante é suficiente para fornecer até metade das necessidades energéticas de uma exploração agrícola média, incluindo aquecimento e água quente e, como resultado, reduzir significativamente os custos energéticos na produção agrícola, tornando-a mais ecológica e livre de resíduos.

O quadro seria muito mais completo e atraente se somarmos o efeito ambiental ao efeito energético resultante, convertendo-o em dinheiro. Mas ninguém ainda descobriu como fazer isso.

Planta de produção de biogás (biorreator)

Uma planta de produção de biogás pode ser construída em qualquer fazenda utilizando os materiais disponíveis.

A base de uma planta de biogás é um recipiente selado com trocador de calor (refrigerante - água aquecida a 50-60 °C), dispositivos para entrada e saída de esterco e para remoção de gases. O projeto da instalação em si é amplamente determinado pelas condições locais e pela disponibilidade de materiais.

Para uma instalação pequena, a solução mais sensata é utilizar tanques de combustível livres. A figura mostra o diagrama de um biorreator baseado em um tanque de combustível padrão com volume de 50 metros cúbicos. As divisórias internas podem ser feitas de metal ou tijolo; sua principal função é direcionar o fluxo de dejetos e alongar seu trajeto dentro do reator, formando um sistema de vasos comunicantes. No diagrama acima, as partições são mostradas condicionalmente, seu número e localização dependem das propriedades do esterco - fluidez, quantidade de lixo;

Para determinar o volume do biorreator, é necessário partir da quantidade de esterco, que depende tanto do número e peso dos animais, quanto da forma de sua retirada: na descarga do esterco, a quantidade total de águas residuais aumenta muitas vezes, o que é indesejável, uma vez que exige um aumento dos custos de energia para aquecimento. Se a quantidade diária de águas residuais for conhecida, o volume necessário do reator pode ser determinado multiplicando esta quantidade por 12 (desde 12 dias - prazo mínimo envelhecimento do esterco) e aumentando o valor resultante em 10% (já que o reator deverá ser preenchido com 90% do substrato).

Você pode aquecer o substrato a 40°C jeitos diferentes. É mais conveniente utilizar para este fim dispositivos de aquecimento de água a gás AGV-80 ou AGV-120, equipados com equipamento automático para manter a temperatura do refrigerante. Ao alimentar o aparelho com o biogás produzido (em vez do gás natural), deve-se ajustar reduzindo o fornecimento de ar. Para reduzir a perda de calor, o biorreator deve ser cuidadosamente isolado. Aqui, diferentes opções são possíveis: em particular, você pode construir uma moldura leve preenchida com lã de vidro em torno dele, aplicar uma camada de espuma de poliuretano no reator, etc.

Ao iniciar um biorreator é necessário preenchê-lo 90% do volume com substrato e mantê-lo por pelo menos 12 dias, após os quais novas porções do substrato podem ser alimentadas no reator, extraindo as quantidades correspondentes do produto fermentado.

Se várias pequenas fazendas ou fazendas individuais estiverem localizadas nas proximidades, a opção mais lógica seria organizar um processamento comum e centralizado de resíduos e fornecer o biogás resultante de volta às fazendas ou fazendas através de gasodutos. Aliás, a pressão do gás produzido no biorreator (100-300 mm de coluna d'água) é suficiente para abastecê-lo a uma distância de várias centenas de metros sem sopradores de gás ou compressores.

É claro que a construção e instalação, mesmo de um pequeno reator para a produção de biogás, não acontecerá sem aprovações. A documentação apresentada às autoridades de supervisão competentes deve conter: diagrama tecnológico da instalação, plano de layout do biorreator e gerador de calor, fluxos de energia e produtos, tubulações, diagrama de ligação da bomba e luminárias e estimativas de custos. A planta geral da fazenda também deverá apresentar as principais tubulações, vias de acesso e para-raios. Na instalação e posterior operação de um biorreator, é necessário cumprir as normas e regulamentos para trabalhar com instalações de queima de gás natural. É obrigatória a ventilação na fase de projeto, que deve proporcionar oito trocas de ar por hora em uma sala com volume de até 300 m3. A documentação para tal objeto deverá ser coordenada com a fiscalização de gases, os departamentos sanitário e de bombeiros e o corpo de bombeiros.

Aplicação de biogás na fazenda

Bem, agora vamos ver o que benefício económico uma planta de produção de biogás pode ser entregue pessoalmente.

A produtividade diária aproximada do reator ao carregar esterco com teor de matéria seca de 4-8% é de dois volumes de gás por volume do reator, ou seja, um biorreator com volume de 50 metros cúbicos produzirá 100 metros cúbicos de biogás por dia. A parcela do gás “comercial” representa em média cerca de 70 metros cúbicos, sendo o restante destinado ao aquecimento tecnológico da própria instalação. O volume anual de produção de biogás é de cerca de 25 mil metros cúbicos, o que equivale a 16,75 toneladas de combustível líquido. Rentável? Claro!

E isso nem leva em conta o custo do esterco purificado e processado como fertilizante.

Processamento aproximado de esterco “sem ninhada” de 10 cabeças de grande porte gado permite obter cerca de 20 metros cúbicos de biogás por dia, de 10 porcos - 1-3 metros cúbicos, de 10 ovelhas - 1-1,2 metros cúbicos, de 10 coelhos - 0,4-0,6 metros cúbicos. A propósito, a necessidade de gás para uma casa unifamiliar, incluindo aquecimento e abastecimento de água quente, é em média de 10 metros cúbicos. por dia, mas pode variar muito dependendo da qualidade do isolamento térmico da casa.

O calor obtido pela queima do biogás pode ser aproveitado, além do aquecimento de água (aquecimento, abastecimento de água quente) e da cozinha, também para aquecimento de estufas, e no verão, quando o biogás é abundante, para secagem de feno e outros alimentos. O biogás também pode ser usado para gerar eletricidade, mas é menos rentável economicamente.

Outra direção de utilização do biogás é o aproveitamento do dióxido de carbono, que contém em uma quantidade de cerca de 34%. Ao extrair o dióxido de carbono por lavagem (ao contrário do metano, dissolve-se na água), pode ser fornecido a estufas, onde serve como “fertilizante do ar”, aumentando a produtividade das plantas.

Com base em materiais de http://www.newchemistry.ru

O aumento dos preços da energia está a obrigar-nos a procurar opções alternativas de aquecimento. Bons resultados pode ser alcançado através da autoprodução de biogás a partir de matérias-primas orgânicas disponíveis. Neste artigo falaremos sobre o ciclo de produção, o projeto do biorreator e equipamentos relacionados.

Sujeito às regras básicas de operação, um reator a gás é totalmente seguro e é capaz de fornecer combustível e eletricidade até mesmo para uma pequena casa ou para todo um complexo agrícola. O resultado do biorreator não é apenas gás, mas também um dos tipos mais valiosos de fertilizantes, principal componente do húmus natural.

Como obter biogás

Para produzir biogás, as matérias-primas orgânicas são colocadas em condições favoráveis ao desenvolvimento de diversos tipos de bactérias, que produzem metano durante seus processos de vida. A biomassa passa por três ciclos de transformação e em cada etapa participam diferentes cepas de organismos anaeróbios. O oxigênio não é necessário para sua atividade vital, mas tem grande importância a composição da matéria-prima e sua consistência, bem como a temperatura e a pressão interna. Condições com temperatura de 40-60 °C e pressão de até 0,05 atm são consideradas ideais. A matéria-prima carregada começa a produzir gás após ativação prolongada, que leva de várias semanas a seis meses.

O início da liberação de gás no volume calculado indica que as colônias de bactérias já são bastante numerosas, portanto, após 1 a 2 semanas, a matéria-prima fresca é dosada no reator, que é quase imediatamente ativado e entra no ciclo de produção.

Para manter as condições ideais, as matérias-primas são agitadas periodicamente e parte do calor do aquecimento a gás é utilizado para manter a temperatura. O gás resultante contém de 30 a 80% de metano, 15-50% de dióxido de carbono, pequenas misturas de nitrogênio, hidrogênio e sulfeto de hidrogênio. Para uso doméstico, o gás é enriquecido pela remoção do dióxido de carbono, após o que o combustível pode ser usado em ampla variedade equipamentos de energia: desde motores de usinas até caldeiras de aquecimento.

Quais matérias-primas são adequadas para produção

Ao contrário da crença popular, o estrume não é a melhor matéria-prima para a produção de biogás. O rendimento de combustível de uma tonelada de estrume puro é de apenas 50-70 m 3 com uma concentração de 28-30%. No entanto, são os resíduos animais que contêm a maior parte das bactérias necessárias para iniciar rapidamente e manter o funcionamento eficiente do reator.

Por esta razão, o estrume é misturado com resíduos da produção agrícola e da indústria alimentar numa proporção de 1:3. Os seguintes são usados como matérias-primas vegetais:

As matérias-primas não podem simplesmente ser despejadas no reator; é necessária uma certa preparação. O substrato inicial é triturado até uma fração de 0,4-0,7 mm e diluído com água numa quantidade de cerca de 25-30% da massa seca. Em volumes maiores, a mistura requer uma mistura mais completa em dispositivos de homogeneização, após o que está pronta para ser carregada no reator.

Construção de um biorreator

Os requisitos para as condições de colocação do reator são os mesmos que para uma fossa séptica passiva. A parte principal do biorreator é o digestor - recipiente onde ocorre todo o processo de fermentação. Para reduzir o custo de aquecimento da massa, o reator é escavado no solo. Assim, a temperatura do meio não cai abaixo de 12-16°C, e a saída de calor gerada durante a reação permanece mínima.

Diagrama de uma planta de biogás: 1 - bunker de carregamento de matéria-prima; 2 - biogás; 3 - biomassa; 4 — tanque compensador; 5 — escotilha para retirada de resíduos; 6 — válvula limitadora de pressão; 7 - tubo de gás; 8 — selo d'água; 9 – aos consumidores

Para digestores com volume de até 3 m 3 é permitido o uso de recipientes de náilon. Como a espessura e o material de suas paredes não interferem na saída de calor, os recipientes são revestidos com camadas de espuma de poliestireno ou lã mineral resistente à umidade. O fundo da cava é concretado com uma betonilha de 7 a 10 cm com reforço para evitar que o reator seja espremido para fora do solo.

Maioria material adequado para a construção de grandes reatores - concreto armado de argila expandida. Possui resistência suficiente, baixa condutividade térmica e alta vida útil. Antes de vazar as paredes da câmara, é necessário instalar um tubo inclinado para fornecer a mistura ao reator. Seu diâmetro é de 200-350 mm, a extremidade inferior deve estar a 20-30 cm do fundo.

No topo do digestor há um reservatório de gás - uma estrutura em cúpula ou cone que concentra o gás no ponto superior. O reservatório de gás pode ser em chapa, mas em pequenas instalações a abóbada é de alvenaria, forrada com malha de aço e rebocada. Na construção de um tanque de gás, é necessário prever uma passagem vedada de dois tubos em sua parte superior: para entrada de gás e instalação de válvula limitadora de pressão. Outro tubo com diâmetro de 50-70 mm é colocado para bombear a massa residual.

O recipiente do reator deve ser vedado e suportar uma pressão de 0,1 atm. Para isso, a superfície interna do digestor é coberta com uma camada contínua de revestimento impermeabilizante betuminoso e uma escotilha selada é montada na parte superior do tanque de gás.

Remoção e enriquecimento de gás

Sob a cúpula do tanque de gás, o gás é descarregado através de um gasoduto em um recipiente com selo d'água. A espessura da camada de água acima da saída do tubo determina a pressão operacional no reator e é geralmente de 250 a 400 mm.

Após o selo d'água, o gás pode ser utilizado em equipamentos de aquecimento e para cozinhar. No entanto, os motores de combustão interna requerem um teor mais elevado de metano para funcionar, pelo que o gás é enriquecido.

A primeira etapa do enriquecimento é a redução da concentração de dióxido de carbono no gás. Para isso, pode-se utilizar equipamentos especiais que funcionam segundo o princípio da absorção química ou em membranas semipermeáveis. Em casa, o enriquecimento também é possível fazendo passar o gás através de uma camada de água na qual até metade do CO 2 se dissolve. O gás é atomizado em pequenas bolhas através de aeradores tubulares, e a água saturada com dióxido de carbono deve ser periodicamente removida e atomizada em condições normais de atmosfera. Em complexos de cultivo de plantas, essa água é utilizada com sucesso em sistemas hidropônicos.

No segundo estágio de enriquecimento, o teor de umidade do gás é reduzido. Esse recurso está presente na maioria dos dispositivos de enriquecimento fabricados em fábrica. Os desumidificadores caseiros parecem um tubo em forma de Z cheio de sílica gel.

Uso de biogás: especificidades e equipamentos

Maioria modelos modernos os equipamentos de aquecimento são projetados para funcionar com biogás. Caldeiras desatualizadas podem ser convertidas com relativa facilidade substituindo o queimador e o dispositivo de preparação da mistura gás-ar.

Para obter gás sob pressão de operação, é utilizado um compressor de pistão convencional com receptor, ajustado para operar a uma pressão de 1,2 da pressão de projeto. A normalização da pressão é feita por um redutor de gás, o que ajuda a evitar quedas e a manter a chama uniforme.

A produtividade do biorreator deve ser pelo menos 50% superior ao consumo. Nenhum excesso de gás é gerado na produção: quando a pressão excede 0,05-0,065 atm, a reação desacelera quase completamente e é restaurada somente depois que parte do gás é bombeado para fora.

O tema de hoje é sobre a geração de energia verde a partir de adubo. Começarei com uma citação: “As grandes explorações avícolas e os complexos pecuários continuam a ser os poluidores mais nocivos. ambiente natural. Por exemplo, apenas um complexo suinícola com cerca de 100 mil cabeças produz de 600 a 1.000 toneladas (sob condições de utilização de descarga hidráulica) de resíduos de esterco por dia, o que equivale à poluição produzida por uma cidade com 500 mil habitantes. pessoas."

Na foto: A economia está invertida. Estação de biogás "Luchki" na região de Belgorod. O custo de 1 kWh de eletricidade é de 7 rublos. Para processar resíduos agrícolas na região, serão necessárias 130 estações desse tipo. Quanto mais estações, mais perdas.

Em artigos dedicados a resolver este problema, é mais frequentemente proposto o uso de esterco como matéria-prima para a produção de biogás. Lemos manchetes cativantes: “Gerar electricidade a partir de estrume”, “Biogás numa quinta rural”, “Grande central eléctrica de estrume”, etc. Pesquisei muitos sites dedicados ao biogás, estudei as opiniões de muitos especialistas e não encontrei um único motivo convincente que pudesse me convencer da necessidade de desenvolver esta área de energia alternativa aplicada às eco-fazendas.

Não acredito na perspectiva de biogás obtido a partir de esterco e considero esse direcionamento da produção de energia um beco sem saída, prejudicial às iniciativas empresariais e não lucrativo para os investidores. Entendendo que o que foi dito acima é apenas uma opinião pessoal, estou pronto para. uma conversa mais profunda sobre Este tópico. A discussão sobre as perspectivas do biogás é importante para empresários, ambientalistas, investidores e aqueles que enfrentam o problema do processamento de estrume (bem como de lixo e outras matérias-primas).

É claro que a ideia do biogás está sendo promovida por fabricantes de equipamentos caros de biogás, que não desistirão simplesmente. Eles não estão preocupados com as perdas dos consumidores, porque produzir equipamentos de biogás é um negócio muito lucrativo.

Aqui estão meus argumentos e fatos:

1. A produção de biogás não é lucrativa, ou seja, quanto mais foi produzido, mais dívida. Isto deveria ser coberto por uma tarifa que deveria ser três vezes superior ao custo de mercado da electricidade. O período de retorno, mesmo para projetos de biogás subsidiados, varia de 7 anos até o infinito. Simplesmente não existe esse dinheiro de longo prazo no mercado . Tendo em conta a realidade do custo do dinheiro, mesmo a 15% ao ano, tais investimentos nunca compensam.

2. Dado que a produção de biogás não é rentável, necessita de apoio governamental direto, ou seja, recursos administrativos e financiamento orçamentário. Ou seja, não são os mecanismos de mercado que atuam nesta área. Este é o território dos funcionários, onde existe sempre uma componente de corrupção. Isto significa que as regras do jogo para uma empresa normal, competitiva e independente não são aceitáveis.

3. O biogás é explosivo (o principal componente é o metano), a produção deve ser licenciada, e este também é um componente de corrupção . Nenhum benefício pode justificar arriscar a vida dos trabalhadores.

4. A produção de biogás requer trabalhadores altamente qualificados. Em condições interior esta é uma condição quase impossível e a sua implementação acarreta custos adicionais.

5. Pegamos dados de referência. 1 tonelada de esterco produz até 65 metros cúbicos de biogás. Valor calórico de 1 metro cúbico m de biogás é 2 kWh. Antes de multiplicar esses números, vamos levar em conta o consumo de biogás para manter processo tecnológico planta de biogás - 50%. No total, 1 tonelada de esterco suíno fornece 65 kWh de energia térmica.

6. Após a obtenção do biogás, é necessário um descarte mais caro do que resta. E como o biogás é produzido a partir de bactérias anaeróbias, o caldo que sobra após a fermentação apresenta um forte odor desagradável. Mais despesas.

7. O descarte desse caldo adicionando-o ao solo como fertilizante tem levado repetidamente à contaminação massiva do solo, dos rios e dos alimentos, uma vez que esse caldo é um ambiente ideal para microrganismos patogênicos.

Conclusão: A produção de biogás é uma direção para o processamento de esterco que ameaça a vida, é economicamente insensata e ambientalmente injustificada.

Mas o estrume precisa ser processado!

1. Todo estrume de alta qualidade (principalmente estrume bovino, caprino, ovino e de coelho) é processado em vermicomposto usando minhocas Staratel. O custo de 1 tonelada de vermicomposto, desde que o estrume seja comprado a 300 rublos por tonelada, será de cerca de 3 mil. O preço de mercado é a partir de 10 mil, o que garante alta rentabilidade. A produção do vermicomposto é isenta de resíduos, segura e não requer mão de obra altamente qualificada.

2. Toda a cama e estrume de baixa qualidade (por exemplo, estrume de porco após hidrolavagem, etc.) devem ser transformados em combustível sólido, ou seja briquetes de combustível.

1 tonelada de estrume equivale a aproximadamente 0,5 toneladas de briquetes, cujo valor calorífico de 1 kg é de cerca de 3,2 kWh, ou seja, uma tonelada de estrume dá 1.600 kWh. energia térmica (e não 65 kWh, como a partir do biogás). Ou seja, há 25 vezes mais energia e os custos são igualmente menores.

Briquetes de combustível feitos de esterco - solução perfeita para aquecimento solar biovegetariano no inverno, em dias frios e nublados Na queima de briquetes de combustível sólido de esterco em fornos de pirólise, cuja eficiência chega a 90% (e com recuperador de ar até 95% ou mais), receberemos. energia térmica suficiente para manter o microclima em estufas e para gerar eletricidade com motores Stirling, por exemplo.

Além disso, sempre teremos cinzas - uma fonte valiosa de oligoelementos e minerais para o cultivo de plantas úteis.

Falar sobre valor energético o estrume e outros resíduos agrícolas também é importante do ponto de vista de que os eco-agricultores necessitam de soluções simples, económicas e seguras no domínio da energia “verde”. Por exemplo, o problema de garantir a autonomia e a auto-suficiência energética deve ser resolvido fazenda, incluindo um bio-vegetariano solar.

Como nem sempre podemos utilizar energia solar ou eólica, é necessário ter reservas suficientes de fontes de energia de reserva. E neste sentido, os briquetes de combustível, também produzidos a partir de esterco, podem ser uma boa solução. É muito mais fácil acumular energia “verde” em briquetes de combustível do que biogás em reservatórios de gás.

Assunto tipos alternativos o combustível é relevante há várias décadas. O biogás é primavera natural combustível que você mesmo pode obter e usar, especialmente se tiver gado.

O que é isso

A composição do biogás é semelhante à produzida em escala industrial. Etapas da produção de biogás:

Um biorreator é um recipiente no qual a massa biológica é processada por bactérias anaeróbicas no vácuo.
Depois de algum tempo, é liberado um gás composto por metano, dióxido de carbono, sulfeto de hidrogênio e outras substâncias gasosas.
Este gás é purificado e removido do reator.
A biomassa reciclada é um excelente fertilizante que é retirado do reator para enriquecer os campos.

A produção de biogás com as próprias mãos em casa é possível desde que você more em uma aldeia e tenha acesso a dejetos animais. É uma boa opção de combustível para explorações pecuárias e empresas agrícolas.

A vantagem do biogás é que ele reduz as emissões de metano e fornece uma fonte alternativa de energia. Como resultado do processamento da biomassa, forma-se fertilizante para hortas e campos, o que é uma vantagem adicional.

Para produzir seu próprio biogás, você precisa construir um biorreator para processar esterco, excrementos de pássaros e outros resíduos orgânicos. As matérias-primas utilizadas são:

águas residuais;
canudo;
grama;
lodo do rio

É importante evitar a entrada de impurezas químicas no reator, pois interferem no processo de processamento.

Casos de uso

A transformação de estrume em biogás permite a obtenção de energia elétrica, térmica e mecânica. Este combustível é utilizado em escala industrial ou em residências particulares. É usado para:

aquecimento;
iluminação;
aquecimento de água;
operação de motores de combustão interna.

Usando um biorreator, você pode criar sua própria base energética para abastecer sua casa particular ou produção agrícola.

As centrais térmicas que utilizam biogás são uma forma alternativa de aquecer uma quinta privada ou uma pequena aldeia. Os resíduos orgânicos podem ser convertidos em eletricidade, o que é muito mais barato do que levá-los até o local e pagar contas de serviços públicos. O biogás pode ser usado para cozinhar em fogões a gás. A grande vantagem do biocombustível é que ele é uma fonte de energia inesgotável e renovável.

Eficiência de biocombustíveis

O biogás proveniente da cama e do esterco é incolor e inodoro. Dá tanto calor quanto gás natural. Um metro cúbico de biogás fornece a mesma quantidade de energia que 1,5 kg de carvão.

Na maioria das vezes, as fazendas não descartam resíduos de gado e armazene-os em uma área. Como resultado, o metano é liberado na atmosfera e o esterco perde suas propriedades como fertilizante. Os resíduos processados oportunamente trarão muito mais benefícios para a fazenda.

É fácil calcular a eficiência da eliminação de estrume desta forma. Vaca média produz 30-40 kg de esterco por dia. Essa massa produz 1,5 metros cúbicos de gás. Desse montante, são gerados 3 kW/h de eletricidade.

Como construir um reator de biomaterial

Biorreatores são recipientes de concreto com furos para retirada de matéria-prima. Antes da construção, é necessário escolher um local no local. O tamanho do reator depende da quantidade de biomassa que você possui diariamente. Deve encher o recipiente 2/3.

Se houver pouca biomassa, em vez de um recipiente de concreto, pode-se levar um barril de ferro, por exemplo, um barril comum. Mas deve ser forte, com soldas de alta qualidade.

A quantidade de gás produzida depende diretamente do volume de matéria-prima. Em um pequeno recipiente você receberá um pouco. Para obter 100 metros cúbicos de biogás, é necessário processar uma tonelada de massa biológica.

Para aumentar a resistência da instalação, geralmente ela é enterrada no solo. O reator deve possuir uma tubulação de entrada para carregamento de biomassa e uma saída para retirada de resíduos. Deve haver um orifício na parte superior do tanque por onde o biogás é descarregado. É melhor fechá-lo com selo d'água.

Para uma reação correta, o recipiente deve estar hermeticamente fechado, sem acesso de ar. O selo d'água garantirá a liberação oportuna de gases, o que evitará a explosão do sistema.

Reator para uma grande fazenda

Um projeto simples de biorreator é adequado para pequenas fazendas com 1-2 animais. Se você possui uma fazenda, é melhor instalar um reator industrial que possa lidar com grandes volumes de combustível. É melhor envolver empresas especiais envolvidas no desenvolvimento do projeto e na instalação do sistema.

Os complexos industriais consistem em:

Tanques de armazenamento provisório;
Instalações de mistura;
Uma pequena central térmica que fornece energia para aquecimento de edifícios e estufas, bem como eletricidade;
Recipientes para estrume fermentado utilizado como fertilizante.

Maioria opção eficaz– construção de um complexo para várias fazendas vizinhas. Quanto mais biomaterial é processado, mais energia é produzida como resultado.

Antes de receber o biogás, as instalações industriais devem ser homologadas pelo posto sanitário e epidemiológico, fiscalização de incêndio e gases. Estão documentados; existem normas especiais para a localização de todos os elementos.

Como calcular o volume do reator

O volume do reator depende da quantidade de resíduos gerados diariamente. Lembre-se que o recipiente só precisa estar 2/3 cheio para uma fermentação eficaz. Considere também o tempo de fermentação, a temperatura e o tipo de matéria-prima.

É melhor diluir o estrume com água antes de enviá-lo ao digestor. Levará cerca de 2 semanas para processar o estrume a uma temperatura de 35-40 graus. Para calcular o volume, determine o volume inicial de resíduos com água e adicione 25-30%. O volume de biomassa deve ser o mesmo a cada duas semanas.

Como garantir a atividade de biomassa

Para uma fermentação adequada da biomassa, o melhor é aquecer a mistura. EM regiões do sul a temperatura do ar promove o início da fermentação. Se você mora no norte ou faixa do meio, você pode conectar elementos de aquecimento adicionais.

Para iniciar o processo, é necessária uma temperatura de 38 graus. Existem várias maneiras de garantir isso:

Uma bobina sob o reator conectada ao sistema de aquecimento;
Elementos de aquecimento dentro do recipiente;
Aquecimento direto do recipiente com dispositivos de aquecimento elétrico.

A massa biológica já contém bactérias necessárias para a produção de biogás. Eles acordam e iniciam atividades quando a temperatura do ar aumenta.

É melhor aquecê-los com sistemas de aquecimento automáticos. Eles ligam quando a massa fria entra no reator e desligam automaticamente quando a temperatura atinge o valor desejado. Esses sistemas são instalados em caldeiras de aquecimento de água e podem ser adquiridos em lojas de equipamentos a gás.

Se você fornecer aquecimento de 30 a 40 graus, o processamento levará de 12 a 30 dias. Depende da composição e do volume da massa. Quando aquecido a 50 graus, a atividade bacteriana aumenta e o processamento leva de 3 a 7 dias. A desvantagem de tais instalações são os altos custos de manutenção Temperatura alta. Eles são comparáveis à quantidade de combustível recebida, portanto o sistema torna-se ineficaz.

Outra forma de ativar bactérias anaeróbias é agitando a biomassa. Você mesmo pode instalar os eixos na caldeira e mover a alça para mexer a massa, se necessário. Mas é muito mais conveniente projetar um sistema automático que misture a massa sem a sua participação.

Remoção correta de gases

O biogás do estrume é removido através da tampa superior do reator. Deve ser bem fechado durante o processo de fermentação. Normalmente é usado um selo d'água. Controla a pressão no sistema quando aumenta, a tampa sobe e a válvula de escape é acionada; Um peso é usado como contrapeso. Na saída, o gás é purificado com água e flui ainda mais pelos tubos. A purificação com água é necessária para retirar o vapor d'água do gás, caso contrário ele não queimará.

Antes que o biogás possa ser processado em energia, ele deve ser acumulado. Deve ser armazenado em tanque de gasolina:

É feito em forma de cúpula e instalado na saída do reator.
Na maioria das vezes é feito de ferro e revestido com várias camadas de tinta para evitar corrosão.
Em complexos industriais, o tanque de gás é um tanque separado.

Outra opção para fazer porta-gás: use um saco de PVC. Este material elástico estica à medida que a bolsa enche. Se necessário, pode ser armazenado um grande número de biogás.

Planta subterrânea de produção de biocombustíveis

Para economizar espaço, é melhor construir instalações subterrâneas. Esta é a maneira mais fácil de obter biogás em casa. Para montar um biorreator subterrâneo, é necessário cavar um buraco e preencher suas paredes e fundo com concreto armado.

Furos são feitos em ambos os lados do recipiente para os tubos de entrada e saída. Além disso, o tubo de saída deve estar localizado na base do recipiente para bombeamento da massa residual. Seu diâmetro é de 7 a 10 cm. O orifício de entrada com diâmetro de 25 a 30 cm fica melhor localizado na parte superior.

A instalação é coberta com alvenaria na parte superior e é instalado um tanque de gás para receber o biogás. Na saída do recipiente é necessário fazer uma válvula para regular a pressão.

Uma usina de biogás pode ser enterrada no quintal de uma casa particular e conectar esgoto e resíduos de gado a ela. A reciclagem de reatores pode cobrir completamente as necessidades de eletricidade e aquecimento de uma família. Um benefício adicional é obter fertilizante para o seu jardim.

Um biorreator DIY é uma forma de obter energia do pasto e ganhar dinheiro com esterco. Reduz os custos de energia agrícola e aumenta a rentabilidade. Você pode fazer isso sozinho ou solicitar a instalação. O preço depende do volume, começando em 7.000 rublos.

Todos os anos, em nosso planeta, os recursos energéticos tornam-se cada vez menores. É por isso que temos de procurar constantemente novas fontes alternativas de energia. Definitivamente, depois de algum tempo nosso planeta ficará sem depósitos de petróleo e gás, e então o mundo terá que pensar seriamente na extração (coleta) e no uso de biogases como principal fonte de energia.

O que é biogás? Princípios da produção de biogás

Como já mencionado, o biogás é uma fonte alternativa de energia. É liberado durante a fermentação de vários lixo doméstico, bem como resíduos excretados por animais (estrume).

Este método tem sido usado desde os tempos antigos na China, mas mais tarde, séculos depois, não foi reclamado e, como resultado, foi esquecido.

Produção de biogás faça você mesmo em casa

Etapa 1: selecionando um barril

Primeiro precisamos escolher um barril adequado no qual armazenaremos a “fonte de energia”, ou seja, como você entende, desperdício de comida e estrume.

Passo 2: Fazendo os furos

Fazemos furos na entrada e na saída do cano. Isso pode ser feito com furadeira, mas neste caso o furo é feito com tubo metálico aquecido.

Passo 3: Instalação de tubos

Instalamos tubos na entrada e na saída nos furos que fizemos anteriormente. Inserimos e colamos os tubos.

Passo 4: Criando e instalando um suporte para “tanque de gasolina”

Pegamos um balde de tinta de 20 litros; esse tanque conterá o gás que extraímos. O tanque é protegido por uma válvula usada pelos encanadores.

Etapa 5: adicionar esterco de vaca

Misture esterco de vaca (5 kg por 50 litros) e adicione água. Coloque-o no tanque.

Passo 6: Quase pronto

Você não receberá gás nos primeiros 10 a 15 dias, pois esse tempo é necessário para a realização de todos os processos necessários.

Passo 7: Livre-se do dióxido de carbono

Para que esse gás queime é necessário eliminar o dióxido de carbono. Isso pode ser conseguido usando um filtro regular, que existe em várias lojas de ferragens.

Etapa 8: pronto!

Você notará por si mesmo como o “tanque de combustível” aumentará à medida que avança reações químicas. Depois é necessário abrir a válvula e obter biogás.

O biogás pode ser utilizado para diversos fins. Não é recomendado o uso de biogás para cozinhar, pois pode ter um impacto negativo sobre qualidades gustativas(a menos que você se livre das fragrâncias).