نحوه ساخت متان در خانه کارخانه بیوگاز DIY برای خانه

بسیاری از صاحبان خانه نگران چگونگی کاهش هزینه های گرمایش خانه، پخت و پز و تامین برق هستند. برخی از آنها قبلاً با دست خود نیروگاه های بیوگاز ساخته اند و تا حدی یا به طور کامل خود را از تامین کنندگان انرژی جدا کرده اند. به نظر می رسد که دریافت سوخت تقریبا رایگان در یک خانوار خصوصی چندان دشوار نیست.

بیوگاز چیست و چگونه می توان از آن استفاده کرد؟

صاحبان مزارع خانگی می دانند: با قرار دادن هر گونه مواد گیاهی، فضولات پرندگان و کود در توده ای، به مرور زمان می توانید کود آلی ارزشمندی به دست آورید. اما تعداد کمی از آنها می دانند که زیست توده به خودی خود تجزیه نمی شود، بلکه تحت تأثیر باکتری های مختلف است.

با پردازش بستر بیولوژیکی، این میکروارگانیسم‌های کوچک مواد زائد از جمله مخلوط گاز را آزاد می‌کنند. بیشتر آن (حدود 70٪) متان است - همان گازی که در مشعل های اجاق های خانگی و دیگهای بخاری می سوزد.

ایده استفاده از این گونه سوخت های زیست محیطی برای نیازهای مختلف اقتصادی جدید نیست. دستگاه هایی برای استخراج آن در چین باستان استفاده می شد. مبتکران شوروی همچنین امکان استفاده از بیوگاز را در دهه 60 قرن گذشته بررسی کردند. اما این فناوری در اوایل دهه 2000 یک احیای واقعی را تجربه کرد. در حال حاضر، نیروگاه های بیوگاز به طور فعال در اروپا و ایالات متحده برای گرم کردن خانه ها و سایر نیازها استفاده می شود.

نیروگاه بیوگاز چگونه کار می کند؟

اصل عملکرد دستگاه تولید بیوگاز بسیار ساده است:

• زیست توده رقیق شده با آب در یک ظرف مهر و موم شده بارگیری می شود ، جایی که شروع به "تخیر" و انتشار گازها می کند.
• محتویات مخزن به طور مرتب به روز می شود - مواد خام پردازش شده توسط باکتری ها تخلیه می شوند و مواد تازه اضافه می شوند (به طور متوسط ​​حدود 5-10٪ روزانه).
• گاز انباشته شده در قسمت بالایی مخزن از طریق یک لوله مخصوص به کلکتور گاز و سپس به لوازم خانگی می رسد.

نمودار یک نیروگاه بیوگاز.

چه مواد اولیه برای بیوراکتور مناسب است؟

تاسیسات تولید بیوگاز فقط در جایی سودآور است که روزانه مواد آلی تازه - کود یا فضولات دام و طیور - پر شود. همچنین می‌توانید علف‌های خرد شده، برگ‌ها و زباله‌های خانگی (به‌ویژه پوست‌های سبزیجات) را به بیوراکتور اضافه کنید.

راندمان نصب تا حد زیادی به نوع ماده خام بارگیری شده بستگی دارد. ثابت شده است که با همان جرم، بیشترین بازده بیوگاز از کود خوک و فضولات بوقلمون بدست می آید. به نوبه خود، فضولات گاو و ضایعات سیلو گاز کمتری برای همان بار تولید می کنند.

استفاده از مواد اولیه زیستی برای گرمایش خانه.

چه چیزی را نمی توان در کارخانه بیوگاز استفاده کرد؟

عواملی وجود دارند که می توانند فعالیت باکتری های بی هوازی را به میزان قابل توجهی کاهش دهند یا حتی روند تولید بیوگاز را به طور کامل متوقف کنند. مواد اولیه حاوی:

• آنتی بیوتیک ها؛
• قالب؛
• شوینده های مصنوعی، حلال ها و سایر "مواد شیمیایی"؛
• رزین ها (از جمله خاک اره درختان مخروطی).

استفاده از کود در حال پوسیدگی بی اثر است - فقط زباله های تازه یا از قبل خشک شده را می توان بارگیری کرد. همچنین، نباید اجازه داد که مواد خام غرقاب شوند - شاخص 95٪ در حال حاضر حیاتی در نظر گرفته می شود. با این حال، مقدار کمی آب تمیز هنوز هم باید به زیست توده اضافه شود تا بارگیری آن آسان شود و فرآیند تخمیر تسریع شود. کود و ضایعات به قوام فرنی نازک سمولینا رقیق می شوند.

کارخانه بیوگاز برای خانه

امروزه صنعت در حال تولید تاسیساتی برای تولید بیوگاز در مقیاس صنعتی است. خرید و نصب آنها گران است؛ چنین تجهیزاتی در خانوارهای خصوصی زودتر از 7-10 سال هزینه خود را پرداخت می کند، مشروط بر اینکه حجم زیادی از مواد آلی برای پردازش استفاده شود. تجربه نشان می دهد که در صورت تمایل، یک مالک ماهر می تواند یک کارخانه کوچک بیوگاز برای یک خانه خصوصی با دستان خود و از مقرون به صرفه ترین مواد بسازد.

آماده سازی پناهگاه پردازش

اول از همه، به یک ظرف استوانه ای در بسته نیاز دارید. البته می‌توانید از قابلمه‌ها یا جوش‌های بزرگ استفاده کنید، اما حجم کم آنها اجازه تولید گاز کافی را نمی‌دهد. بنابراین، برای این اهداف، بشکه های پلاستیکی با حجم 1 m³ تا 10 m³ اغلب استفاده می شود.

خودت میتونی یکی درست کنی ورق های PVC به صورت تجاری در دسترس هستند؛ با استحکام و مقاومت کافی در برابر محیط های تهاجمی، می توان آنها را به راحتی در ساختار پیکربندی مورد نظر جوش داد. یک بشکه فلزی با حجم کافی نیز می تواند به عنوان پناهگاه استفاده شود. درست است، شما باید اقدامات ضد خوردگی را انجام دهید - داخل و خارج آن را با رنگ مقاوم در برابر رطوبت بپوشانید. اگر مخزن از فولاد ضد زنگ ساخته شده باشد، این کار ضروری نیست.

سیستم اگزوز گاز

لوله خروجی گاز در قسمت بالایی بشکه (معمولاً در درب) نصب می شود - طبق قوانین فیزیک اینجا جایی است که جمع می شود. از طریق یک لوله متصل، بیوگاز به آب بند آب، سپس به مخزن ذخیره (اختیاری، با استفاده از کمپرسور در یک سیلندر) و به لوازم خانگی عرضه می شود. همچنین توصیه می شود در کنار خروجی گاز یک شیر تخلیه نصب کنید - اگر فشار داخل مخزن بیش از حد زیاد شود، گاز اضافی را آزاد می کند.

سیستم تامین و تخلیه مواد اولیه

برای اطمینان از تولید مداوم مخلوط گاز، باکتری های موجود در بستر باید به طور مداوم (روزانه) "تغذیه" شوند، یعنی کود تازه یا سایر مواد آلی باید اضافه شود. به نوبه خود، مواد خام از قبل فرآوری شده از پناهگاه باید حذف شوند تا فضای مفیدی را در بیوراکتور اشغال نکنند.

برای انجام این کار، دو سوراخ در بشکه ایجاد می شود - یکی (برای تخلیه) تقریباً نزدیک به پایین، دیگری (برای بارگیری) بالاتر. لوله هایی با قطر حداقل 300 میلی متر به آنها جوش داده می شوند (لحیم شده، چسبانده می شوند). خط لوله بارگیری به سمت بالا هدایت می شود و مجهز به قیف است و زهکشی به گونه ای مرتب می شود که جمع آوری دوغاب فرآوری شده راحت باشد (بعداً می توان از آن به عنوان کود استفاده کرد). مفاصل مهر و موم شده اند.

سیستم گرمایش

عایق حرارتی پناهگاه.

اگر بیوراکتور در فضای باز یا در یک اتاق گرم نشده (که به دلایل ایمنی ضروری است) نصب شده باشد، باید عایق حرارتی و گرمایش زیرلایه باشد. شرط اول با "پیچیدن" بشکه با هر ماده عایق یا با عمیق کردن آن در زمین به دست می آید.

در مورد گرمایش، می توانید گزینه های مختلفی را در نظر بگیرید. برخی از صنعتگران لوله هایی را در داخل آن نصب می کنند که آب از طریق سیستم گرمایشی به گردش در می آید و آنها را در امتداد دیواره های بشکه به صورت کلاف نصب می کنند. برخی دیگر راکتور را در یک مخزن بزرگتر با آب درون آن قرار می دهند که توسط بخاری های الکتریکی گرم می شود. گزینه اول راحت تر و اقتصادی تر است.

برای بهینه سازی عملکرد راکتور، لازم است دمای محتویات آن در یک سطح معین (حداقل 38⁰C) حفظ شود. اما اگر دمای آن به بالای 55 درجه سانتیگراد برسد، باکتری های سازنده گاز به سادگی "پخته" می شوند و فرآیند تخمیر متوقف می شود.

سیستم اختلاط

همانطور که تمرین نشان می دهد، در طرح ها، یک همزن دستی با هر پیکربندی به طور قابل توجهی کارایی بیوراکتور را افزایش می دهد. محوری که تیغه های "میکسر" به آن جوش داده شده (پیچ شده) از طریق درب بشکه برداشته می شود. سپس دستگیره دروازه روی آن قرار می گیرد و سوراخ به دقت مهر و موم می شود. با این حال، صنعتگران خانگی همیشه تخمیرها را با چنین وسایلی تجهیز نمی کنند.

تولید بیوگاز

پس از آماده شدن نصب، زیست توده رقیق شده با آب به نسبت تقریبی 2:3 در آن بارگذاری می شود. زباله های بزرگ باید خرد شوند - حداکثر اندازه کسر نباید از 10 میلی متر تجاوز کند. سپس درب بسته می شود - تنها کاری که باید انجام دهید این است که منتظر بمانید تا مخلوط شروع به "تخمیر" کند و بیوگاز آزاد کند. در شرایط بهینه، اولین عرضه سوخت چند روز پس از بارگیری مشاهده می شود.

این واقعیت که گاز "شروع شده است" را می توان با صدای غرغر مشخص در مهر و موم آب قضاوت کرد. در عین حال، بشکه باید از نظر نشتی بررسی شود. این کار با استفاده از یک محلول صابون معمولی انجام می شود - این محلول روی تمام مفاصل اعمال می شود و مشاهده می شود که آیا حباب ظاهر می شود.

اولین به روز رسانی مواد اولیه زیستی باید حدود دو هفته دیگر انجام شود. پس از ریختن زیست توده در قیف، همان حجم مواد آلی زباله از لوله خروجی خارج می شود. سپس این روش روزانه یا هر دو روز یکبار انجام می شود.

بیوگاز حاصل چقدر دوام می آورد؟

در یک مزرعه کوچک، یک نیروگاه بیوگاز جایگزین مطلقی برای گاز طبیعی و سایر منابع انرژی موجود نخواهد بود. به عنوان مثال، با استفاده از دستگاهی با ظرفیت 1 متر مکعب، می توانید فقط برای چند ساعت پخت و پز برای یک خانواده کوچک سوخت دریافت کنید.

اما با یک بیوراکتور 5 مترمربع می توان اتاقی با مساحت 50 متر مربع را گرم کرد، اما عملیات آن باید با بارگیری روزانه مواد خام با وزن حداقل 300 کیلوگرم حفظ شود. برای انجام این کار، شما باید حدود ده خوک، پنج گاو و دوجین جوجه در مزرعه داشته باشید.

صنعتگرانی که به طور مستقل موفق به ساخت نیروگاه های بیوگاز کار شده اند، فیلم ها را با کلاس های کارشناسی ارشد در اینترنت به اشتراک می گذارند:

مواد اجباری مورد نیاز:

• دو ظرف؛
• لوله های اتصال؛
• دریچه ها;
• فیلتر گاز؛
• وسیله ای برای اطمینان از سفتی (چسب، رزین، درزگیر و غیره)؛

مطلوب:

• همزن با موتور الکتریکی؛
• حسگر دما؛
• فشارسنج؛

دنباله زیر برای مناطق جنوبی مناسب است. برای کار در هر شرایطی، باید یک سیستم گرمایش راکتور اضافه شود که گرمایش ظرف را تا 40 درجه سانتیگراد تضمین می کند و عایق حرارتی را افزایش می دهد، به عنوان مثال، با محصور کردن سازه با گلخانه. توصیه می شود گلخانه را با فیلم سیاه بپوشانید. همچنین توصیه می شود یک دستگاه زهکشی میعانات را به خط لوله اضافه کنید.

ایجاد یک کارخانه بیوگاز ساده:

1. یک ظرف ذخیره سازی ایجاد کنید.ما مخزنی را انتخاب می کنیم که بیوگاز حاصل در آن ذخیره شود. مخزن با یک شیر ثابت و مجهز به فشار سنج است. اگر مصرف گاز ثابت باشد، دیگر نیازی به مخزن گاز نیست.
2. ساختار داخل گودال را عایق بندی کنید.
3. لوله ها را نصب کنید.لوله هایی را برای بارگیری مواد خام و تخلیه هوموس کمپوست در گودال قرار دهید. یک سوراخ ورودی و خروجی در مخزن راکتور ایجاد می شود. راکتور در یک گودال قرار می گیرد. لوله ها به سوراخ ها متصل می شوند. لوله ها با استفاده از چسب یا وسایل مناسب دیگر محکم محکم می شوند. قطر لوله های کمتر از 30 سانتی متر به گرفتگی آنها کمک می کند. محل بارگیری باید در سمت آفتابی انتخاب شود.
4. دریچه را نصب کنید.رکتور، مجهز به دریچه، کار تعمیر و نگهداری را راحت تر می کند. دریچه و مخزن راکتور باید با لاستیک آب بندی شوند. همچنین می توانید سنسورهای دما، فشار و سطح مواد خام را نصب کنید.
5. یک ظرف برای بیوراکتور انتخاب کنید.ظرف انتخاب شده باید بادوام باشد - زیرا تخمیر مقدار زیادی انرژی آزاد می کند. دارای عایق حرارتی خوب؛ ضد هوا و ضد آب باشد رگ های تخم مرغی به بهترین وجه مناسب هستند. اگر ساختن چنین رآکتوری مشکل ساز باشد، یک ظرف استوانه ای با لبه های گرد جایگزین خوبی خواهد بود. ظروف مربعی شکل کارایی کمتری دارند زیرا زیست توده سخت شده در گوشه ها جمع می شود و تخمیر را دشوار می کند.
6. گودال را آماده کنید.
7. مکانی را برای نصب نصب آینده انتخاب کنید.توصیه می شود مکانی را به اندازه کافی دور از خانه انتخاب کنید تا بتوانید یک سوراخ حفر کنید. قرار دادن آن در داخل یک گودال به شما امکان می دهد تا با استفاده از مواد ارزان قیمت مانند خاک رس، به میزان قابل توجهی در عایق حرارتی صرفه جویی کنید.
8. سفتی ساختار حاصل را بررسی کنید.
9. سیستم را راه اندازی کنید.
10. مواد خام را اضافه کنید.حدود دو هفته صبر می کنیم تا تمام فرآیندهای لازم انجام شود، شرط لازم برای احتراق گاز، خلاص شدن از شر دی اکسید کربن است. یک فیلتر معمولی از یک فروشگاه سخت افزار برای این کار انجام می دهد. یک فیلتر خانگی از یک قطعه لوله گاز به طول 30 سانتی متر که با چوب خشک و براده های فلزی پر شده است ساخته می شود.

ترکیب و انواع

بیوگاز گازی است که در نتیجه یک فرآیند بیوشیمیایی سه فازی روی زیست توده، که در شرایط مهر و موم شده انجام می شود، به دست می آید.

فرآیند تجزیه زیست توده متوالی است: ابتدا در معرض باکتری های هیدرولیتیک، سپس باکتری های اسیدساز و در نهایت باکتری های متان ساز قرار می گیرد. مواد برای میکروارگانیسم ها در هر مرحله محصول فعالیت مرحله قبل است.

در خروجی، ترکیب تقریبی بیوگاز به صورت زیر است:

• متان (50 تا 70 درصد)؛
• دی اکسید کربن (30 تا 40 درصد)؛
• سولفید هیدروژن (~2%)؛
• هیدروژن (~1%)؛
• آمونیاک (~ 1٪)؛

دقت نسبت ها تحت تأثیر مواد خام مورد استفاده و فناوری تولید گاز است. متان پتانسیل احتراق را دارد و هر چه درصد آن بیشتر باشد بهتر است.

فرهنگ های باستانی با قدمت بیش از سه هزار سال (هند، ایران یا آشور) تجربه استفاده از گازهای قابل اشتعال باتلاق را دارند. پایه علمی خیلی دیرتر شکل گرفت. فرمول شیمیایی متان CH 4 توسط دانشمند جان دالتون و وجود متان در گاز باتلاق توسط هامفری دیوی کشف شد. جنگ جهانی دوم نقش مهمی در توسعه صنعت انرژی های جایگزین ایفا کرد و طرف های متخاصم را ملزم کرد که نیاز زیادی به منابع انرژی داشته باشند.

برخورداری اتحاد جماهیر شوروی از ذخایر عظیم نفت و گاز طبیعی منجر به کمبود تقاضا برای سایر فناوری های تولید انرژی شد؛ مطالعه بیوگاز عمدتاً موضوع مورد علاقه علم دانشگاهی بود. در حال حاضر شرایط به قدری تغییر کرده است که علاوه بر تولید صنعتی انواع سوخت، هرکسی می تواند برای اهداف خود یک کارخانه بیوگاز ایجاد کند.

دستگاه نصب

- مجموعه ای از تجهیزات طراحی شده برای تولید بیوگاز از مواد خام آلی.

بر اساس نوع مواد اولیه عرضه شده، انواع زیر از نیروگاه های بیوگاز متمایز می شود:

• با تغذیه قسمتی؛
• با تغذیه مداوم؛

نیروگاه های بیوگاز با عرضه ثابت مواد اولیه کارآمدتر هستند.

بر اساس نوع فرآوری مواد خام:

1. بدون هم زدن خودکارمواد اولیه و حفظ دمای مورد نیاز - مجتمع هایی با حداقل تجهیزات مناسب برای مزارع کوچک (نمودار 1).
2. با همزن خودکار، اما بدون حفظ دمای مورد نیاز - همچنین به مزارع کوچک، کارآمدتر از نوع قبلی خدمت می کند.
3. با پشتیبانی از دمای مورد نیاز، اما بدون اختلاط خودکار.
4. با اختلاط اتوماتیک مواد اولیه و پشتیبانی دما.

اصل عملیات

فرآیند تبدیل مواد خام آلی به بیوگاز را تخمیر می گویند.مواد خام در یک ظرف مخصوص بارگیری می شوند که محافظت قابل اعتماد زیست توده در برابر اکسیژن را فراهم می کند. رویدادی که بدون دخالت اکسیژن رخ می دهد، بی هوازی نامیده می شود.

تحت تأثیر باکتری های خاص، تخمیر در یک محیط بی هوازی شروع می شود. با پیشرفت تخمیر، مواد خام با پوسته ای پوشیده می شود که باید مرتباً از بین برود. تخریب با مخلوط کردن کامل انجام می شود.

لازم است حداقل دو بار در روز محتویات را بدون نقض سفتی فرآیند مخلوط کنید. علاوه بر از بین بردن پوسته، هم زدن به شما امکان می دهد اسیدیته و دما را در داخل توده آلی به طور مساوی توزیع کنید. در نتیجه این دستکاری ها، بیوگاز تولید می شود.

گاز حاصل در مخزن گاز جمع آوری شده و از آنجا از طریق لوله ها به دست مصرف کننده می رسد. کودهای زیستی که پس از فرآوری مواد اولیه بدست می آیند می توانند به عنوان افزودنی غذایی برای حیوانات استفاده شوند یا به خاک اضافه شوند. این کود هوموس کمپوست نامیده می شود.

کارخانه بیوگاز شامل عناصر زیر است:

• مخزن همگن سازی؛
• راکتور؛
• همزن؛
• مخزن ذخیره سازی (گاز نگهدارنده)؛
• مجتمع گرمایش و اختلاط آب؛
• مجتمع گاز؛
• مجتمع پمپ؛
• جداکننده؛
• سنسورهای کنترل؛
• ابزار دقیق و اتوماسیون با تجسم.
• سیستم ایمنی؛

نمونه ای از یک کارخانه بیوگاز نوع صنعتی در نمودار 2 نشان داده شده است.

مواد اولیه مورد استفاده

تجزیه هر گونه ماده حیوانی یا گیاهی باعث آزاد شدن گازهای قابل اشتعال به درجات مختلف می شود. مخلوطی از ترکیبات مختلف برای مواد خام مناسب است: کود، کاه، چمن، ضایعات مختلف و غیره. واکنش شیمیایی به رطوبت 70 درصد نیاز دارد، بنابراین مواد اولیه باید با آب رقیق شوند.

وجود مواد پاک کننده، کلر و پودرهای شستشو در زیست توده آلی غیرقابل قبول است، زیرا با واکنش های شیمیایی تداخل می کنند و می توانند به راکتور آسیب برسانند. همچنین مواد خام با خاک اره درختان مخروطی (حاوی رزین)، با نسبت بالای لیگنین و فراتر از آستانه رطوبت 94 درصد برای راکتور مناسب نیستند.

سبزی.مواد خام گیاهی برای تولید بیوگاز عالی هستند. چمن تازه حداکثر بازده سوخت را می دهد - حدود 250 متر مکعب گاز با سهم متان 70٪ از یک تن مواد خام به دست می آید. سیلو ذرت کمی کوچکتر است - 220 متر مکعب. رویه چغندر - 180 متر مکعب.

تقریباً از هر گیاه، یونجه یا جلبک می توان به عنوان زیست توده استفاده کرد. عیب کاربرد طولانی بودن چرخه تولید است. فرآیند به دست آوردن بیوگاز تا دو ماه طول می کشد. مواد اولیه باید ریز آسیاب شوند.

حیوان.زباله های کارخانه های فرآوری، کارخانه های لبنی، کشتارگاه ها و غیره. مناسب برای کارخانه بیوگاز حداکثر بازده سوخت توسط چربی های حیوانی تامین می شود - 1500 متر مکعب بیوگاز با سهم متان 87٪. عیب اصلی کمبود است. مواد خام حیوانی نیز باید آسیاب شود.

فضولات.مزیت اصلی کود دامی ارزان بودن و دسترسی آسان آن است. نقطه ضعف - کمیت و کیفیت بیوگاز کمتر از سایر انواع مواد خام است. فضولات اسب و گاو را می توان بلافاصله پردازش کرد. چرخه تولید تقریباً دو هفته طول می کشد و خروجی 60 متر مکعب با 60 درصد متان را تولید خواهد کرد.

کود مرغی و کود خوکی را نمی توان مستقیما استفاده کرد زیرا سمی هستند. برای شروع فرآیند تخمیر باید آنها را با سیلو مخلوط کرد. از مواد زائد انسانی نیز می توان استفاده کرد، اما فاضلاب مناسب نیست زیرا محتوای مدفوع کم است.

طرح های کاری

طرح 1 - کارخانه بیوگاز بدون اختلاط خودکار مواد خام:

طرح 2 - کارخانه بیوگاز صنعتی:

در نهایت، در اینجا لیستی از اطلاعات مفید وجود دارد که به شما در جلوگیری از مشکلات اضافی هنگام ایجاد یک کارخانه بیوگاز کمک می کند:

1. تمرین می گوید که برای گرم کردن فضای نشیمن با مساحت 50 متر مربع، مصرف 3.5 مترمکعب گاز در ساعت ضروری است.
2. استفاده مستقیم از بیوگاز برای پخت و پز توصیه نمی شود، زیرا ممکن است طعم آن تغییر کند.
3. لازم است از ورود اجسام جامد (مهره، پیچ و مهره و غیره) به مواد اولیه خودداری شود، زیرا ممکن است تجهیزات خراب شود.

برای اینکه بیوگاز به طور پایدار بسوزد، باید استانداردهای خاصی را رعایت کند:

• محتوای متان حداقل 65٪ (محتوای بهینه از 90 تا 95٪).
• نباید بخار آب، هیدروژن و دی اکسید کربن وجود داشته باشد.
• فشار عرضه گاز طبیعی 12.5 بار؛

اگر گاز به دلیل افزایش فشار یا دلایل دیگر خاموش شود و عرضه آن ادامه یابد، می تواند عواقب غم انگیزی را به همراه داشته باشد. بنابراین باید از تجهیزات مدرن با سنسورهای نظارت بر گاز استفاده کرد.

شما می توانید منبع ارزان انرژی را خودتان در خانه دریافت کنید - فقط باید یک کارخانه بیوگاز را جمع آوری کنید. اگر اصل عملکرد و ساختار آن را درک کنید، انجام این کار دشوار نیست. مخلوطی که تولید می کند حاوی مقدار زیادی متان است (بسته به ماده خام بارگیری شده - تا 70٪) بنابراین طیف وسیعی از کاربردها را دارد.

پر کردن مجدد سیلندرهای اتومبیل که با گاز به عنوان سوخت دیگ های گرمایش کار می کنند، لیست کاملی از همه گزینه های ممکن برای استفاده از محصول نهایی نیست. داستان ما در مورد نحوه نصب یک نیروگاه بیوگاز با دستان خود است.

چندین طرح از واحد وجود دارد. هنگام انتخاب یک راه حل مهندسی خاص، باید درک کنید که این نصب چقدر برای شرایط محلی مناسب است. این معیار اصلی برای ارزیابی امکان سنجی نصب است. به علاوه، شما توانایی های خود را دارید، یعنی اینکه از چه نوع مواد اولیه و در چه حجمی می توانید استفاده کنید، چه کارهایی را می توانید با دستان خود انجام دهید.

بیوگاز از تجزیه مواد آلی تولید می شود، اما "بازده" آن (از نظر حجمی) و در نتیجه کارایی کارخانه بستگی به این دارد که دقیقاً چه چیزی در آن بارگیری می شود. جدول اطلاعات مربوطه (داده های شاخص) را ارائه می دهد که به تعیین انتخاب یک راه حل مهندسی خاص کمک می کند. برخی از گرافیک های توضیحی نیز مفید خواهد بود.

گزینه های طراحی

با بارگیری دستی مواد اولیه، بدون حرارت دادن و هم زدن

برای استفاده خانگی، این مدل راحت ترین در نظر گرفته می شود. با ظرفیت راکتور 1 تا 10 مترمکعب، تقریباً 50 تا 220 کیلوگرم کود روزانه مورد نیاز است. این همان چیزی است که هنگام تصمیم گیری در مورد اندازه ظرف باید از آن پیروی کنید.

نصب در زمین نصب شده است، بنابراین به یک گودال کوچک نیاز دارد. یک مکان در سایت مطابق با ابعاد محاسبه شده آن انتخاب می شود. درک ترکیب و هدف همه عناصر مدار دشوار نیست.

قابلیت نصب

پس از نصب راکتور در محل، لازم است سفتی آن بررسی شود. سپس فلز باید رنگ آمیزی شود (ترجیحاً با ترکیب مقاوم در برابر سرما) و عایق بندی شود.

• حذف ضایعات به طور طبیعی اتفاق می افتد - یا در طول فرآیند اضافه کردن یک بخش جدید، یا زمانی که گاز اضافی در راکتور با دریچه بسته وجود دارد. بنابراین، ظرفیت ظرف جمع آوری زباله نباید کمتر از ظرف کار باشد.
• با وجود سادگی دستگاه و جذابیت برای مونتاژ خود به خود، با توجه به اینکه اختلاط و گرم کردن جرم ارائه نمی شود، این گزینه نصب در مناطقی با آب و هوای معتدل، یعنی عمدتاً توصیه می شود. در جنوب روسیه اگرچه با عایق حرارتی باکیفیت، در شرایطی که لایه های آب زیرزمینی عمیق هستند، این طرح برای منطقه میانی کاملاً مناسب است.

بدون حرارت، اما با هم زدن

تقریباً یکسان است، فقط یک تغییر کوچک که به طور قابل توجهی عملکرد نصب را افزایش می دهد.

چگونه مکانیزم بسازیم؟ مثلاً برای کسی که آن را با دست خود مونتاژ کرده است، این مشکلی ندارد. یک شفت با پره ها باید در راکتور نصب شود. بنابراین، نصب بلبرینگ های پشتیبانی ضروری است. خوب است که از زنجیر به عنوان حلقه انتقال بین شفت و اهرم استفاده کنید.

نیروگاه بیوگاز تقریباً در همه مناطق به استثنای مناطق شمالی قابل بهره برداری است. اما برخلاف مدل قبلی نیاز به نظارت دارد.

هم زدن + حرارت دادن

اثر حرارتی بر روی زیست توده، شدت فرآیندهای تجزیه و تخمیر در آن را افزایش می دهد. واحد بیوگاز در استفاده همه کاره تر است، زیرا می تواند در دو حالت کار کند - مزوفیل و گرما دوست، یعنی در محدوده دمایی (تقریبا) 25 - 65 ºС (نمودارهای بالا را ببینید).

در نمودار بالا، دیگ بر روی گاز حاصل کار می کند، اگرچه این تنها گزینه نیست. گرمایش زیست توده را می توان به روش های مختلفی انجام داد، بسته به اینکه چگونه آن را برای مالک راحت تر سازماندهی کند.

گزینه های خودکار

تفاوت این طرح در اتصال آن به نصب است. این به شما امکان می دهد به جای استفاده فوری از آن برای هدف مورد نظر، ذخایر گاز را جمع آوری کنید. سهولت استفاده نیز به این دلیل است که تقریباً هر رژیم دمایی برای تخمیر فشرده مناسب است.

این نصب حتی سازنده تر است. این دستگاه قادر است تا 1.3 تن مواد خام را در روز با حجم راکتور مشابه فرآوری کند. بارگیری، اختلاط - پنوماتیک مسئول این است. کانال خروجی اجازه می دهد تا زباله ها را یا به یک پناهگاه برای ذخیره سازی کوتاه مدت یا در ظروف متحرک برای حذف فوری منتقل کنند. مثلاً برای کود دهی مزارع.

این گزینه های نیروگاه بیوگاز به سختی برای استفاده خانگی مناسب هستند. نصب آنها، به خصوص با دستان خود، بسیار دشوارتر است. اما برای یک مزرعه کوچک راه حل خوبی است.

کارخانه بیوگاز مکانیزه

تفاوت با مدل های قبلی در مخزن اضافی است که در آن آماده سازی اولیه توده مواد خام انجام می شود.

بیوگاز فشرده به قیف بارگیری و سپس به راکتور وارد می شود. برای گرمایش نیز استفاده می شود.

تنها چیزی که هنگام مونتاژ هر یک از تاسیسات با دستان خود ضروری است، محاسبات مهندسی دقیق است. ممکن است لازم باشد با یک متخصص مشورت کنید. در غیر این صورت همه چیز بسیار ساده است. اگر حداقل یکی از خوانندگان به یک واحد بیوگاز علاقه مند شود و خودش آن را نصب کند، نویسنده بیهوده روی این مقاله کار نکرده است. موفق باشید!

مزارع به سوخت برای سیستم های گرمایشی، تولید برق و سایر نیازهای روزانه نیاز دارند. از آنجایی که قیمت انرژی سال به سال به طور پیوسته در حال افزایش است، هر صاحب خانه یا کسب و کار کوچک حداقل یک بار به نحوه تولید بیوگاز در خانه فکر کرده است.

نیروگاه های بیوگاز به طور فزاینده ای در مزارع مورد استفاده قرار می گیرند و به آنها اجازه می دهد در هزینه گرمایش صرفه جویی کنند

یک کارخانه بیوگاز برای یک خانه خصوصی به شما امکان می دهد تولید بیوگاز را درست در حیاط خود سازماندهی کنید، که مشکل سوخت را حل می کند. از آنجایی که درصد قابل توجهی از ساکنان روستا در کار با ابزارهای جوشکاری و لوله کشی مهارت دارند، مسئله خود ساخت کارخانه تولید گاز منطقی به نظر می رسد. به این ترتیب می توانید در صورت استفاده از وسایل بداهه نه تنها در کار، بلکه در مواد نیز صرفه جویی کنید.

بیوگاز چیست و چگونه تشکیل می شود: بدست آوردن و تولید

بیوگاز ماده ای است که در طی تخمیر ضایعات آلی به وجود می آید که حاوی متان به مقدار کافی برای استفاده به عنوان سوخت است. وقتی بیوگاز می سوزد، گرما آزاد می کند که برای گرم کردن خانه یا سوخت رسانی به ماشین کافی است. منبع انرژی کود است که اگر در مورد یک شرکت دامداری یا یک مزرعه خصوصی بزرگ صحبت کنیم، به راحتی قابل دسترسی و ارزان یا حتی رایگان است.

بیوگاز یک سوخت زیستی سازگار با محیط زیست است که می توانید با دستان خود آن را تولید کنید؛ گاز بیولوژیکی مربوط به گاز طبیعی است. این گاز با پردازش زباله توسط باکتری های بی هوازی تولید می شود. تخمیر در یک ظرف بدون هوا به نام بیوراکتور انجام می شود. نرخ تولید بیوگاز به مقدار زباله بارگیری شده در بیوژنراتور بستگی دارد. تحت تأثیر باکتری ها، مخلوطی از متان و دی اکسید کربن با مقداری مخلوطی از مواد گازی دیگر از مواد خام آزاد می شود. گاز حاصل از بیوراکتور خارج شده، خالص شده و برای نیازهای خود استفاده می شود. مواد خام فرآوری شده پس از اتمام فرآیند تبدیل به کود می شود که برای بهبود حاصلخیزی خاک استفاده می شود. تولید بیوگاز برای شرکت های دامداری که به کود دامی رایگان و سایر زباله های آلی دسترسی دارند مفید است.

مزایای سوزاندن سوخت از کود (کود مزرعه) برای گرمایش: برق حاصل از متان

مزایای بیوگاز به عنوان سوخت عبارتند از:

• بازیافت زباله کارآمد و سازگار با محیط زیست
• وجود مواد خام برای تولید گاز در مناطق روستایی
• امکان سازماندهی چرخه بسته تولید بدون ضایعات گاز و کود از کود دامی
• منبع غیرقابل تکمیل و خود پر کننده مواد خام

چگونه با دستان خود یک بیوراکتور (نصب) بسازید

کارخانه های بیوگاز که از کود گاز تولید می کنند را می توان به راحتی با دستان خود در سایت خود جمع کرد. قبل از مونتاژ بیوراکتور برای پردازش کود، ارزش ترسیم نقشه ها و مطالعه دقیق تمام تفاوت های ظریف را دارد، زیرا یک ظرف حاوی مقدار زیادی گاز انفجاری در صورت استفاده نادرست یا اشتباه در طراحی نصب می تواند منبع خطر بزرگی باشد.

طرح تولید بیوگاز

ظرفیت بیوراکتور بر اساس مقدار ماده خامی که برای تولید متان استفاده می شود محاسبه می شود. برای اینکه شرایط عملیاتی بهینه باشد، ظرفیت راکتور حداقل تا دو سوم با زباله پر می شود. برای این منظور از یک گودال عمیق استفاده می شود. برای اطمینان از سفتی زیاد، دیواره های گود را با بتن یا با پلاستیک تقویت می کنند و گاهی اوقات حلقه های بتنی در گود تعبیه می شود. سطح دیوارها با محلول های ضد رطوبت درمان می شود. سفتی شرط لازم برای عملکرد کارآمد نصب است. هرچه ظرف عایق بندی بهتری داشته باشد، کیفیت و کمیت بالاتری دارد. علاوه بر این، مواد زائد تجزیه سمی هستند و در صورت نشت، می توانند برای سلامتی مضر باشند.

یک همزن در ظرف زباله تعبیه شده است. این ماده مسئول اختلاط ضایعات در طول تخمیر، جلوگیری از توزیع نابرابر مواد خام و تشکیل پوسته است. به دنبال میکسر، یک ساختار زهکشی در کود تعبیه شده است که خروج گاز به مخزن ذخیره را تسهیل می کند و از نشتی جلوگیری می کند. حذف گاز به دلایل ایمنی و همچنین بهبود کیفیت کودهای باقی مانده در راکتور پس از فرآوری ضروری است. یک سوراخ در پایین راکتور برای. سوراخ مجهز به یک درب محکم است تا تجهیزات مهر و موم شوند.

نحوه اطمینان از تخمیر فعال زیست توده در خانه با استفاده از ژنراتور و سایر تجهیزات: پردازش، ترکیب و استخراج زباله

برای اینکه فرآیند پردازش در بیوراکتور سریعتر پیش رود، گرمایش ضروری است. دمای محیط برای پردازش کود بدون کمک خارجی کافی است. اما در شرایط نامساعد آب و هوایی، در زمستان، یک کارخانه کوچک بیوگاز به یک منبع گرمای اضافی نیاز دارد، در غیر این صورت تولید گاز غیرممکن می شود. برای اینکه باکتری ها زباله ها را به گاز تبدیل کنند، دمای راکتور باید بالاتر از 38 درجه سانتیگراد باشد. به دست آوردن بیوگاز با دستان خود دشوار نیست؛ نکته اصلی این است که قوانین ساخت خاصی را بدانید.

ظرف با استفاده از یک سیم پیچ که در زیر راکتور قرار دارد یا با نصب بخاری های الکتریکی برای گرم کردن مستقیم مخزن گرم می شود. ، که زباله ها را به گاز تبدیل می کنند، در حال حاضر در مواد خام هستند. برای فعال کردن میکروارگانیسم ها و شروع فرآیند تولید بیوگاز، دمای ظرف باید برای تخمیر کافی باشد. برای سهولت در کنترل انطباق با شرایط دما، گرمایش خودکار به راکتور متصل می شود. این ظرف زمانی که سوخت در آن بارگیری می شود تا دمای مورد نظر گرم می شود و با رسیدن به علامت مورد نظر روی دماسنج، گرمایش را خاموش می کند. یک دستگاه کنترل دما، که به راحتی در فروشگاه تجهیزات گاز پیدا می شود، می تواند نقش یک بخاری اتوماتیک را انجام دهد.

ماژول کنترل دما می توان آن را در هر فروشگاه سخت افزاری خریداری کرد

حذف صحیح گاز از بیوراکتور: نقشه ها، استفاده از فناوری

برای حذف آسان گاز تشکیل شده از مخزن، نیروگاه های بیوگاز به تعدادی دستگاه مجهز هستند:

1. لوله های پلاستیکی عمودی با تعداد زیادی سوراخ برای تسهیل جداسازی گاز از مواد خام. بالای لوله باید از بالای توده زباله بیرون بزند و اجازه دهد گاز آزادانه از آن خارج شود.
2. یک فیلم روی ظرف گذاشته شده و نوعی اثر گلخانه ای ایجاد می کند. دمای مورد نظر را در داخل ظرف حفظ می کند و همچنین از مخلوط شدن گاز با هوا جلوگیری می کند.
   

   گاهی اوقات ظرف را با گنبدی از بتن یا مواد دیگر می پوشانند. برای جلوگیری از فرار چنین گنبدی تحت فشار گاز حاصل، به دقت به سازه متصل شده و با کابل ها بسته می شود.

3. یک لوله اگزوز گاز در بالای راکتور قرار داده شده است. لوله مجهز به مکانیزم قفل محکم است تا سفتی ساختار را نقض نکند. بیوگاز تازه آزاد شده که وارد لوله خروجی می شود با بخار آب اشباع شده و حاوی ناخالصی های زیادی است. با تراکم اتفاق می افتد: هنگامی که تا دمای محیط خنک می شود، آب به شکل تراکم روی دیواره های لوله می نشیند. برای جلوگیری از خوردگی، لوله تخلیه به گونه ای نصب می شود که خروج میعانات را از طریق جداکننده تسهیل کند.
4. برای حذف ناخالصی‌های سولفید هیدروژن از بیوگاز، فیلتری ساخته شده از کربن فعال تصفیه‌شده مخصوص در راه ذخیره‌سازی نصب می‌شود که در آن مخلوط به گوگرد اکسید شده و در جاذب رسوب می‌کند.

فیلم را ببینید

یک کارخانه بیوگاز خود مونتاژ شده که کود را در خانه به بیوگاز تبدیل می کند، هزینه های گرمایش و برق را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. چنین نصبی هزینه تأمین یک خانه خصوصی با گرما را کاهش می دهد، هزینه محصولات کشاورزی را کاهش می دهد و در نتیجه سودآوری مزرعه را افزایش می دهد. - توانایی تبدیل زباله به منبع انرژی و جایگزینی برای گاز طبیعی. بیوگاز سازگار با محیط زیست و مدرن است.

در میان اجزای مهم زندگی ما، منابع انرژی از اهمیت بالایی برخوردار است که قیمت آن تقریبا هر ماه در حال افزایش است. هر فصل زمستان در بودجه خانواده ها سوراخ ایجاد می کند و آنها را مجبور به متحمل شدن هزینه های گرمایش و در نتیجه سوخت برای اجاق گاز و دیگ های گرمایش می کند. اما چه باید کرد، بالاخره برق، گاز، زغال سنگ یا هیزم هزینه دارد، و هر چه خانه های ما از بزرگراه های اصلی انرژی دورتر باشد، هزینه گرمایش گران تر خواهد بود... در این میان، گرمایش جایگزین، مستقل از هر تامین کننده و تعرفه ای ، می تواند بر روی بیوگاز ساخته شود که استخراج آن نیازی به اکتشاف زمین شناسی، حفاری چاه یا تجهیزات گران قیمت پمپاژ ندارد.

بیوگاز را می توان تقریباً در شرایط خانه به دست آورد، در حالی که هزینه های حداقل و سریع جبران می شود - بیشتر پاسخ ها در مورد این موضوع در این مقاله آمده است.

گرمایش بیوگاز - تاریخچه

علاقه به گازهای قابل اشتعال که در فصل گرم سال در باتلاق ها ایجاد می شود در میان اجداد دور ما ایجاد شد - فرهنگ های پیشرفته هند، چین، ایران و آشور بیش از 3 هزار سال پیش با بیوگاز آزمایش کردند. در همان دوران باستان، در اروپای قبیله ای، سوابی های المانی متوجه شدند که گاز آزاد شده در باتلاق ها به خوبی می سوزد - آنها از آن برای گرم کردن کلبه های خود استفاده می کردند و از طریق لوله های چرمی به آنها گاز می دادند و آنها را در اجاق می سوزاندند. سوابی ها بیوگاز را "نفس اژدها" می دانستند که معتقد بودند در باتلاق ها زندگی می کنند.

قرن ها و هزاره ها بعد، بیوگاز دومین کشف خود را تجربه کرد - در قرن 17 و 18، دو دانشمند اروپایی بلافاصله به آن توجه کردند. شیمیدان معروف زمان خود، یان باپتیستا ون هلمونت، ثابت کرد که تجزیه هر زیست توده گاز قابل اشتعال تولید می کند، و فیزیکدان و شیمیدان معروف الساندرو ولتا رابطه مستقیمی بین مقدار زیست توده ای که فرآیندهای تجزیه در آن انجام می شود و مقدار آن برقرار کرد. بیوگاز آزاد شده در سال 1804 شیمیدان انگلیسی جان دالتون فرمول متان را کشف کرد و چهار سال بعد هامفری دیوی انگلیسی آن را به عنوان بخشی از گاز باتلاق کشف کرد. علاقه به استفاده عملی از بیوگاز با توسعه روشنایی خیابان های گازی - در پایان در قرن نوزدهم، خیابان‌های یکی از محله‌های شهر اکستر انگلیس با گاز روشنایی که از جمع‌کننده فاضلاب به‌دست می‌آمد، بود.

در قرن بیستم، تقاضای انرژی ناشی از جنگ جهانی دوم، اروپایی ها را وادار کرد تا به دنبال منابع انرژی جایگزین باشند. کارخانه های بیوگاز، که در آنها گاز از کود تولید می شد، در آلمان و فرانسه و تا حدودی در اروپای شرقی گسترش یافت. با این حال، پس از پیروزی کشورهای ائتلاف ضد هیتلر، بیوگاز فراموش شد - برق، گاز طبیعی و فرآورده های نفتی به طور کامل نیازهای صنایع و جمعیت را پوشش داد.

امروزه، نگرش نسبت به منابع انرژی جایگزین به طور چشمگیری تغییر کرده است - آنها جالب شده اند، زیرا هزینه منابع انرژی معمولی سال به سال افزایش می یابد. در هسته خود، بیوگاز راهی واقعی برای اجتناب از تعرفه ها و هزینه های منابع انرژی کلاسیک، به دست آوردن منبع سوخت خود، برای هر هدف و به مقدار کافی است.

بیشترین تعداد نیروگاه بیوگاز در چین ایجاد و راه اندازی شده است: 40 میلیون نیروگاه با توان متوسط ​​و کم، حجم متان تولید شده حدود 27 میلیارد متر مکعب در سال است.

بیوگاز - چیست؟

این یک مخلوط گازی است که عمدتاً از متان (محتوای 50 تا 85٪)، دی اکسید کربن (محتوای 15 تا 50٪) و سایر گازها در درصدهای بسیار کمتر تشکیل شده است. بیوگاز توسط تیمی متشکل از سه نوع باکتری که از زیست توده تغذیه می‌کنند - باکتری‌های هیدرولیز تولید می‌شود که برای باکتری‌های اسیدساز غذا تولید می‌کنند، که به نوبه خود غذای باکتری‌های تولیدکننده متان را فراهم می‌کنند که بیوگاز را تشکیل می‌دهند.

تخمیر مواد آلی اصلی (مثلاً کود دامی) که محصول آن بیوگاز خواهد بود، بدون دسترسی به اتمسفر خارجی صورت می گیرد و بی هوازی نامیده می شود. یکی دیگر از محصولات این تخمیر، به نام هوموس کمپوست، برای ساکنان روستایی که از آن برای کود دهی مزارع و باغات سبزیجات استفاده می کنند، به خوبی شناخته شده است، اما بیوگاز و انرژی حرارتی تولید شده در انبوه کمپوست معمولاً استفاده نمی شود - و بیهوده!

چه عواملی بازده بیوگاز با محتوای متان بالاتر را تعیین می کند؟

اول از همه، بستگی به دما دارد. هر چه دمای محیط آنها بیشتر باشد، فعالیت باکتری‌ها در تخمیر مواد آلی بیشتر است؛ در دماهای زیر صفر، تخمیر کند می‌شود یا به طور کامل متوقف می‌شود. به همین دلیل، تولید بیوگاز در کشورهای آفریقا و آسیا که در مناطق نیمه گرمسیری و استوایی قرار دارند، رایج‌تر است. در آب و هوای روسیه، تولید بیوگاز و انتقال کامل به آن به عنوان سوخت جایگزین، نیازمند عایق حرارتی بیوراکتور و وارد کردن آب گرم به توده مواد آلی زمانی که دمای اتمسفر خارجی به زیر صفر می‌رسد، خواهد بود. مواد آلی قرار داده شده در بیوراکتور باید زیست تخریب پذیر باشند، لازم است آن را حاوی مقدار قابل توجهی آب - تا 90٪ از جرم مواد آلی - معرفی کنید. یک نکته مهم بی طرفی محیط ارگانیک، عدم وجود اجزایی در ترکیب آن است که از رشد باکتری ها مانند پاک کننده ها و مواد شوینده و هرگونه آنتی بیوتیک جلوگیری می کند. بیوگاز را می توان تقریباً از هر زباله ای با منشاء اقتصادی و گیاهی، فاضلاب، کود و غیره به دست آورد.

فرآیند تخمیر بی هوازی مواد آلی زمانی بهترین کار را انجام می دهد که مقدار pH در محدوده 6.8-8.0 باشد - اسیدیته بالا تشکیل بیوگاز را کند می کند، زیرا باکتری ها مشغول مصرف اسیدها و تولید دی اکسید کربن هستند که اسیدیته را خنثی می کند.

نسبت نیتروژن و کربن در بیوراکتور باید 1 به 30 محاسبه شود - در این صورت، باکتری ها مقدار دی اکسید کربن مورد نیاز خود را دریافت می کنند و محتوای متان در بیوگاز بالاترین خواهد بود.

بهترین بازده بیوگاز با محتوای متان به اندازه کافی بالا در صورتی حاصل می شود که دمای مواد آلی قابل تخمیر در محدوده 32-35 درجه سانتی گراد باشد؛ در دماهای پایین تر و بالاتر، محتوای دی اکسید کربن در بیوگاز افزایش می یابد و کیفیت آن افزایش می یابد. کاهش می دهد. باکتری هایی که متان تولید می کنند به سه گروه تقسیم می شوند: روان دوست، موثر در دمای 5+ تا 20+ درجه سانتی گراد. مزوفیلیک، محدوده دمایی آنها از +30 تا +42 درجه سانتیگراد است. گرمادوست که در حالت از 54+ تا 56+ درجه سانتیگراد کار می کند. برای مصرف‌کنندگان بیوگاز، باکتری‌های مزوفیل و گرما دوست که مواد آلی را با بازده گاز بالاتر تخمیر می‌کنند، بیشترین علاقه را دارند.

تخمیر مزوفیل نسبت به تغییرات دما تا چند درجه نسبت به محدوده دمایی بهینه حساسیت کمتری دارد و برای گرم کردن مواد آلی در بیوراکتور به انرژی کمتری نیاز دارد. معایب آن، در مقایسه با تخمیر گرمادوست، خروجی گاز کمتر، دوره طولانی تر پردازش کامل بستر آلی (حدود 25 روز) و مواد آلی تجزیه شده حاصل ممکن است حاوی فلور مضر باشد، زیرا دمای پایین در بیوراکتور 100% عقیمی را تضمین نمی کند.

افزایش و حفظ دمای داخل راکتور در سطح قابل قبول برای باکتری های گرمادوست، بیشترین بازده بیوگاز را تضمین می کند، تخمیر کامل مواد آلی در 12 روز انجام می شود، محصولات تجزیه بستر آلی کاملاً استریل هستند. ویژگی های منفی: تغییر دما به میزان 2 درجه خارج از محدوده قابل قبول برای باکتری های گرمادوست باعث کاهش تولید گاز می شود. نیاز زیاد به گرمایش، در نتیجه - هزینه های انرژی قابل توجه.

محتویات بیوراکتور باید دو بار در روز هم زده شود، در غیر این صورت پوسته ای روی سطح آن ایجاد می شود و مانعی برای بیوگاز ایجاد می کند. علاوه بر از بین بردن آن، همزدن به شما امکان می دهد درجه حرارت و سطح اسیدیته را در داخل توده آلی یکسان کنید.در بیورآکتورهای چرخه پیوسته، بالاترین بازده بیوگاز با تخلیه همزمان مواد آلی که تحت تخمیر قرار گرفته و بارگذاری حجمی از آن رخ می دهد. ماده آلی جدید به مقداری معادل حجم تخلیه نشده. در بیوراکتورهای با حجم کم، نوعی که معمولاً در مزارع ویلا استفاده می شود، هر روز نیاز به استخراج و معرفی مواد آلی در حجمی تقریباً معادل 5 درصد حجم داخلی محفظه تخمیر است.

بازده بیوگاز مستقیماً به نوع بستر آلی قرار داده شده در بیوراکتور بستگی دارد (میانگین داده ها به ازای هر کیلوگرم وزن بستر خشک در زیر آورده شده است):

1. کود اسب 0.27 متر مکعب بیوگاز تولید می کند، محتوای متان 57٪.
2. کود گاوی 0.3 متر مکعب بیوگاز تولید می کند، محتوای متان 65٪.
3. کود دامی تازه 0.05 متر مکعب بیوگاز با محتوای متان 68 درصد تولید می کند.
4. کود مرغ - 0.5 متر مکعب، محتوای متان در آن 60٪ خواهد بود.
5. کود خوک - 0.57 متر مکعب، سهم متان 70٪ خواهد بود.
6. کود گوسفندی - 0.6 متر مکعب با محتوای متان 70٪؛
7. کاه گندم - 0.27 متر مکعب، با محتوای 58٪ متان؛
8. کاه ذرت - 0.45 متر مکعب، محتوای متان 58٪؛
9. چمن - 0.55 متر مکعب، با 70٪ محتوای متان؛
10. شاخ و برگ چوب - 0.27 متر مکعب، سهم متان 58٪؛
11. چربی - 1.3 متر مکعب، محتوای متان 88٪.

نیروگاه های بیوگاز

این دستگاه ها از عناصر اصلی زیر تشکیل شده اند - یک راکتور، یک قیف بارگیری آلی، یک خروجی بیوگاز و یک قیف تخلیه مواد آلی تخمیر شده.

با توجه به نوع طراحی، نیروگاه های بیوگاز به انواع زیر تقسیم می شوند:

• بدون حرارت دادن و بدون هم زدن مواد آلی تخمیر شده در راکتور.
• بدون حرارت، اما با هم زدن توده آلی؛
• با حرارت دادن و هم زدن؛
• با حرارت دادن، با هم زدن و با وسایلی که به شما امکان می دهد فرآیند تخمیر را کنترل و مدیریت کنید.

اولین نوع کارخانه بیوگاز برای یک مزرعه کوچک مناسب است و برای باکتری های روان دوست طراحی شده است: حجم داخلی بیوراکتور 1-10 متر مکعب است (فرآوری 50-200 کیلوگرم کود در روز)، حداقل تجهیزات، بیوگاز حاصل نمی باشد. ذخیره شده - بلافاصله به لوازم خانگی که آن را مصرف می کنند می رود. این نصب فقط در مناطق جنوبی قابل استفاده است، برای دمای داخلی 5-20 درجه سانتیگراد طراحی شده است.

حذف مواد آلی تخمیر شده (تخمیر شده) به طور همزمان با بارگیری یک دسته جدید انجام می شود؛ محموله در ظرفی انجام می شود که حجم آن باید برابر یا بیشتر از حجم داخلی بیوراکتور باشد. محتویات ظرف تا زمانی که به خاک بارور شده وارد شود در آن ذخیره می شود. طراحی نوع دوم نیز برای مزارع کوچک طراحی شده است؛ بهره وری آن کمی بالاتر از نیروگاه های بیوگاز نوع اول است - مجهز به یک دستگاه اختلاط با یک درایو دستی یا مکانیکی است.

نوع سوم نیروگاه های بیوگاز، علاوه بر دستگاه اختلاط، مجهز به گرمایش اجباری بیوراکتور است؛ دیگ آب گرم با سوخت جایگزین تولید شده توسط نیروگاه بیوگاز کار می کند. تولید متان در چنین تاسیساتی توسط باکتری های مزوفیل و ترموفیل بسته به شدت گرمایش و سطح دمای راکتور انجام می شود.

آخرین نوع نیروگاه های بیوگاز پیچیده ترین است و برای چندین مصرف کننده بیوگاز طراحی شده است؛ طراحی نیروگاه ها شامل فشارسنج برقی، شیر اطمینان، دیگ آب گرم، کمپرسور (اختلاط پنوماتیک مواد آلی)، یک گیرنده، یک مخزن گاز، یک کاهنده گاز و یک خروجی برای بارگیری بیوگاز در حمل و نقل. این تاسیسات به طور مداوم کار می کنند، به لطف گرمایش دقیق قابل تنظیم، امکان تنظیم هر یک از سه شرایط دما را فراهم می کنند و انتخاب بیوگاز به طور خودکار انجام می شود.

کارخانه بیوگاز DIY

ارزش حرارتی بیوگاز تولید شده در نیروگاه های بیوگاز تقریباً 5500 کیلو کالری بر متر مکعب است که کمی کمتر از ارزش حرارتی گاز طبیعی (7000 کیلو کالری بر متر مکعب) است. برای گرم کردن 50 متر مربع یک ساختمان مسکونی و استفاده از اجاق گاز چهار شعله به مدت یک ساعت، به طور متوسط ​​4 متر مکعب بیوگاز مورد نیاز است.

کارخانه های تولید بیوگاز صنعتی ارائه شده در بازار روسیه از 200000 روبل قیمت دارند. - علیرغم هزینه ظاهری بالای آنها، شایان ذکر است که این تاسیسات دقیقاً با توجه به حجم زیرلایه آلی بارگذاری شده محاسبه شده و تحت پوشش ضمانت‌های سازنده قرار می‌گیرند.

اگر ترجیح می دهید خودتان یک کارخانه بیوگاز ایجاد کنید، اطلاعات بیشتر برای شما مناسب است!

فرم بیوراکتور

بهترین شکل برای آن بیضی شکل (تخم مرغی) است، اما ساختن چنین رآکتوری بسیار دشوار است. یک بیوراکتور استوانه ای که قسمت های بالایی و پایینی آن به صورت مخروطی یا نیم دایره ساخته شده است، طراحی آسان تر خواهد بود. راکتورهای مربع یا مستطیل ساخته شده از آجر یا بتن بی اثر خواهند بود زیرا ... با گذشت زمان، ترک هایی در گوشه های آنها ایجاد می شود که ناشی از فشار زیرلایه است؛ قطعات سخت شده مواد آلی در گوشه ها جمع می شوند و در فرآیند تخمیر اختلال ایجاد می کنند. ساختن آنها چندان دشوار نیست. نقطه ضعف آنها مقاومت ضعیف آنها در برابر زنگ زدگی است، آنها نیاز به یک پوشش محافظ، به عنوان مثال، رزین دارند تا روی دیوارهای داخلی اعمال شود. قسمت بیرونی بیوراکتور فولادی باید به طور کامل تمیز و در دو لایه رنگ شود.

ظروف بیوراکتور ساخته شده از بتن، آجر یا سنگ باید به دقت در داخل با لایه ای از رزین پوشانده شوند که بتواند نفوذ ناپذیری موثر آنها در آب و گاز را تضمین کند، دمای حدود 60 درجه سانتیگراد و تهاجم سولفید هیدروژن و اسیدهای آلی را تحمل کند. علاوه بر رزین، برای محافظت از سطوح داخلی راکتور، می توانید از پارافین رقیق شده با روغن موتور 4٪ (جدید) یا نفت سفید استفاده کنید و تا دمای 120-150 درجه سانتیگراد گرم کنید - سطوح بیوراکتور باید با مشعل گرم شوند. قبل از اعمال یک لایه پارافین به آنها.

هنگام ایجاد یک بیوراکتور، می توانید از ظروف پلاستیکی استفاده کنید که مستعد زنگ زدگی نیستند، بلکه فقط از پلاستیک سخت با دیواره های به اندازه کافی محکم استفاده کنید. پلاستیک نرم را فقط در فصل گرم می توان استفاده کرد، زیرا... با شروع هوای سرد، چسباندن عایق به آن دشوار خواهد بود و دیوارهای آن به اندازه کافی محکم نیستند. بیوراکتورهای پلاستیکی را فقط می توان برای تخمیر روان دوست مواد آلی استفاده کرد.

مکان بیوراکتور

قرار دادن آن بسته به فضای موجود در یک سایت معین، فاصله کافی از ساختمان های مسکونی، فاصله از محل دفع زباله، از مکان های قرار دادن حیوانات و غیره برنامه ریزی می شود. برنامه ریزی یک بیوراکتور زمینی، به طور کامل یا جزئی غوطه ور به سطح آب زیرزمینی، راحتی ورود و حذف بستر آلی به مخزن راکتور بستگی دارد. بهینه است که مخزن راکتور را در زیر سطح زمین قرار دهید - صرفه جویی در تجهیزات برای وارد کردن یک بستر آلی به مخزن راکتور به دست می آید، عایق حرارتی به طور قابل توجهی افزایش می یابد، که برای آن می توان از مواد ارزان قیمت (کاه، خاک رس) استفاده کرد.

تجهیزات بیوراکتور

مخزن راکتور باید مجهز به دریچه ای باشد که بتوان از آن برای انجام کارهای تعمیر و نگهداری استفاده کرد. لازم است یک واشر لاستیکی یا یک لایه درزگیر بین بدنه بیوراکتور و پوشش دریچه قرار دهید. تجهیز بیوراکتور به حسگر دما، فشار داخلی و سطح زیرلایه آلی اختیاری است، اما بسیار راحت است.

عایق حرارتی بیوراکتور

عدم وجود آن اجازه نمی دهد که نیروگاه بیوگاز در تمام طول سال و فقط در ماه های گرم تر کار کند. برای عایق کاری بیوراکتور مدفون یا نیمه مدفون از خاک رس، کاه، کود خشک و سرباره استفاده می شود. عایق در لایه ها گذاشته می شود - هنگام نصب یک راکتور مدفون، گودال با لایه ای از فیلم PVC پوشیده شده است که از تماس مستقیم مواد عایق حرارتی با خاک جلوگیری می کند. قبل از نصب بیوراکتور، کاه را با یک فیلم پی وی سی در کف گودال ریخته می شود، یک لایه خاک رس در بالای آن قرار می گیرد، سپس بیوراکتور قرار می گیرد. پس از این، تمام مناطق آزاد بین مخزن راکتور و گودال پایه که با فیلم پی وی سی پوشانده شده است تقریباً تا انتهای مخزن با کاه پر می شود و یک لایه خاک رس مخلوط با سرباره روی یک لایه 300 میلی متری ریخته می شود.

بارگیری و تخلیه بستر آلی

قطر لوله ها برای بارگیری و تخلیه از بیوراکتور باید حداقل 300 میلی متر باشد، در غیر این صورت گرفتگی می کنند. به منظور حفظ شرایط بی هوازی در داخل راکتور، هر یک از این لوله ها باید مجهز به شیرهای پیچی یا نیمه چرخشی باشند. حجم پناهگاه تامین مواد آلی بسته به نوع نیروگاه بیوگاز باید برابر با حجم روزانه مواد اولیه ورودی باشد. قیف تغذیه باید در سمت آفتابی بیوراکتور قرار گیرد، زیرا این به افزایش دما در بستر آلی معرفی شده کمک می کند و فرآیندهای تخمیر را تسریع می کند. اگر نیروگاه بیوگاز مستقیماً به مزرعه متصل باشد، باید پناهگاه را در زیر ساختار آن قرار داد تا بستر آلی تحت تأثیر گرانش وارد آن شود.

خطوط لوله برای بارگیری و تخلیه بستر آلی باید در طرف مقابل بیوراکتور قرار گیرد - در این حالت، مواد اولیه ورودی به طور مساوی توزیع می شوند و مواد آلی تخمیر شده به راحتی تحت تأثیر نیروهای گرانشی و جرم حذف می شوند. از بستر تازه سوراخ ها و نصب خط لوله بارگیری و تخلیه مواد آلی باید قبل از نصب بیوراکتور در محل نصب و قبل از قرار دادن لایه های عایق حرارتی روی آن انجام شود. تنگی حجم داخلی بیوراکتور با این واقعیت حاصل می شود که ورودی های لوله های بارگیری و تخلیه بستر در یک زاویه حاد قرار دارند، در حالی که سطح مایع داخل راکتور بالاتر از نقاط ورودی لوله است - بلوک های آب بند هیدرولیک. دسترسی به هوا

معرفی و حذف مواد آلی تخمیر شده جدید با استفاده از اصل سرریز آسان‌تر است. افزایش سطح مواد آلی در داخل راکتور هنگامی که یک بخش جدید وارد می شود، بستر را از طریق لوله تخلیه در حجمی برابر با حجم ماده معرفی شده خارج می کند.