نصب برای تولید بیوگاز (گاز ارزان قیمت). روش های خود تولید بیوگاز نصب و راه اندازی برای تولید بیوگاز u3

ویژگی های پردازش زباله های آلی در تاسیسات زیستی خانگیپردازش ضایعات آلی بدون دسترسی به اکسیژن یک راه بسیار موثر برای به دست آوردن کودهای آلی با کیفیت بالا و یک حامل انرژی دوستدار محیط زیست است که بیوگاز است. علاوه بر این، این روش پردازش زباله برای محیط زیست کاملا بی خطر است.

بیوگاز گازی است که تقریباً 60 درصد آن متان و 40 درصد دی اکسید کربن (CO2) است. انواع گونه های میکروبی کربن را از بسترهای آلی تحت شرایط بدون اکسیژن (بی هوازی) متابولیزه می کنند (جدول 4).

بازده بیوگاز (m3) از یک تن ماده آلی
نوع مواد اولیه ارگانیک	خروجی گاز، متر مکعب در هر تن ماده خام
کود گاوی
کود خوک
مدفوع پرندگان
سرگین اسب
کود گوسفندی
سیلوی ذرت
سیلوی چمن
چمن تازه
برگ چغندر قند
سیلو شده برگ چغندرقند

این فرآیند به اصطلاح پوسیدگی یا تخمیر بدون اکسیژن است.

تخمیر متان یک فرآیند بی هوازی پیچیده (بدون دسترسی هوا) است که در نتیجه فعالیت حیاتی میکروارگانیسم ها رخ می دهد و با تعدادی از واکنش های بیوشیمیایی همراه است. دمای تخمیر 35 درجه سانتی گراد (فرایند مزوفیل) یا 50 درجه سانتی گراد (فرایند گرمادوست) است. این روش باید به عنوان یک اقدام محلی حفاظت از محیط زیست ارزیابی شود که در عین حال تعادل انرژی اقتصاد را بهبود می بخشد، زیرا امکان سازماندهی یک اقتصاد کم زباله و صرفه جویی در انرژی وجود دارد.

در طی فرآوری کود مایع با رطوبت 90 تا 91 درصد در واحد هضم متان، سه محصول اولیه به دست می آید: لجن آبگیری، بیوگاز و ضایعات مایع. لجن خشک شده بی بو است، حاوی میکرو فلور بیماری زا نیست و جوانه زنی بذر علف های هرز به صفر می رسد. به طور کلی، لجن آبگیری یک کود آلی بسیار غلیظ، ضدعفونی شده و بو داده شده مناسب برای استفاده مستقیم در خاک است. همچنین به عنوان ماده اولیه برای تولید ورمی کمپوست استفاده می شود. تخمیر متان کیفیت بستر را بهبود می بخشد. این به دلیل این واقعیت است که در طی تخمیر متان بدون دسترسی به اکسیژن، نیتروژن آمونیاکی به فرم آمونیوم تبدیل می شود که متعاقباً در فرآیند تخمیر هوازی تلفات نیتروژن را کاهش می دهد. بستر به دست آمده از کود تخمیری و بستر به افزایش 15-40 درصد عملکرد محصول کمک می کند.

از سال 1920، بیوگاز در مقیاس بزرگ از فاضلاب فاضلاب تولید شده است. در شهرهای اروپایی، ناوگان کامیون های شهری در سال 1937 شروع به تبدیل به بیوگاز کردند. در طول جنگ جهانی دوم و دوران پس از جنگ، تولید بیوگاز از زباله های آلی مورد تحقیق و ترویج قرار گرفت. به دلیل کاهش قیمت نفت، توسعه فناوری بیوگاز در دهه 60 متوقف شد. در کشورهای در حال توسعه، نیروگاه های ساده بیوگاز رواج یافته اند. میلیون‌ها دستگاه از نوع «حیاط خلوت» قبلاً در چین ایجاد شده‌اند. حدود 70 میلیون واحد در هند ساخته شده است. در کشورهای توسعه یافته، پس از بحران سال 1973، نیروگاه های بیوگاز با حجم زیاد گسترش یافت. تخمیر سریع فاضلاب در فیلترهای بی هوازی در دمای تخمیر نسبتاً پایین ممکن شده است.

در میان انواع نیروگاه های بیوگاز که امروزه در بسیاری از کشورهای جهان کار می کنند، نیروگاه هایی با حجم راکتور از چند تا چند هزار متر مکعب وجود دارد. به طور متعارف، آنها را می توان به موارد زیر تقسیم کرد:

حجم راکتور کوچک یا خانگی تا 20 متر مکعب؛

مزرعه - 20-200 متر مکعب؛

متوسط ​​- 200-500 متر مکعب؛

بزرگ - بیش از 500 متر مکعب

مزایای نیروگاه بیوگاز:

زراعی - توانایی به دست آوردن کودهای آلی بسیار مؤثر.

انرژی - تولید بیوگاز؛

زیست محیطی - خنثی کردن تأثیر منفی زباله بر محیط زیست.

اجتماعی - بهبود شرایط زندگی، که به ویژه برای ساکنان مناطق روستایی مهم است.

بسیاری از کشورها به طور گسترده از پتانسیلی که این روش پردازش زباله فراهم می کند استفاده می کنند. متأسفانه، در اوکراین حتی در حال حاضر نیز تا حدودی عجیب و غریب باقی مانده است و در عمل در موارد جدا شده، به ویژه برای پردازش بی هوازی زباله های آلی برای کود، که در شرایط فعلی مرتبط است، استفاده می شود. حتی بحران انرژی نیز توسعه این فناوری تولید انرژی را تحریک نکرد، در حالی که در برخی از کشورها مانند هند و چین، برنامه‌های ملی بازیافت زباله در کارخانه‌های زیستی مدت‌هاست که اجرا می‌شود. درصد قابل توجهی از انرژی مورد نیاز در بسیاری از کشورهای اروپایی توسط این فناوری تامین می شود و در انگلستان حتی قبل از سال 1990 قرار بود گاز «تولید خود» برای جمعیت روستایی تأمین شود.

شکل 41. کارخانه بیوگازشکل 42.هندی

کارخانه بیوگاز در اتیوپی

بدون نادیده گرفتن اهمیت نیروگاه های بزرگ مقیاس، ارزش توجه دقیق به مزایای نیروگاه های کوچک بیوگاز را دارد. آنها ارزان هستند، برای ساخت و ساز با روش های فردی و صنعتی در دسترس هستند، نگهداری آنها ساده و ایمن است و محصولات حاصل از پردازش زباله های آلی در آنها - بیوگاز و کودهای آلی با کیفیت بالا - می توانند مستقیماً برای نیازهای مزرعه بدون هزینه استفاده شوند. حمل و نقل

از مزایای نیروگاه های بیوگاز کوچک می توان به در دسترس بودن مواد محلی برای ساخت نیروگاه، امکان نگهداری توسط مالک، عدم نیاز به حسابداری، حمل و نقل در فواصل طولانی و آمادگی برای استفاده از بیوگاز اشاره کرد.

نیروگاه های بیوگاز کوچک نیز در مقایسه با نیروگاه های بزرگ دارای معایب خاصی هستند. در اینجا اتوماسیون و مکانیزه کردن فرآیندهای آماده سازی بستر و عملکرد خود تأسیسات دشوارتر است؛ آسیاب کردن بستر، گرم کردن آن، بارگیری و تخلیه، ذخیره سازی قبل و بعد از پردازش، که نیاز به ظروف برای ذخیره سازی زباله های تخمیر شده را از پیش تعیین می کند. ، مشکل ساز است. علاوه بر این، برای اینکه بستر را به غلظت مورد نیاز برای تخمیر برسانید، باید ظرف دیگری و مقدار مشخصی آب داشته باشید. برای کاهش هزینه های آب، قابل توجه است که امکان استفاده مجدد از آن در نظر گرفته شود. مشکلاتی نیز با کم آبی توده تخمیر شده ایجاد می شود. اغلب واحدهایی که برای مکانیزه کردن کارها (آسیاب، اختلاط، گرمایش، تغذیه محصولات فرآوری شده و غیره) در تاسیسات بزرگ استفاده می شوند، به دلیل پارامترهای فنی و هزینه بالا، برای استفاده در واحدهای کوچک نامناسب هستند.

گیاهان خانگی حجم کمی بیوگاز تولید می کنند، بنابراین سازماندهی فرآیندهای کم آبی و تصفیه آن از ناخالصی های اجزای غیر قابل احتراق دشوارتر است.

از مشکلات راه اندازی نیروگاه های کوچک بیوگاز می توان به ناهمواری فرآیند تولید بیوگاز در زمان های مختلف سال اشاره کرد. در طول دوره تابستانی بهره برداری، مشکلاتی به وجود می آید که در صورت وجود بخاری گازی، بیوگاز تولید خود کمتر برای گرم کردن بستر صرف می شود؛ مقدار تجاری آن بیشتر از زمستان خواهد بود. در تابستان، زمانی که حیوانات به مرتع تبدیل می شوند، مقدار زباله، مواد خام برای بیوراکتور، کاهش می یابد. به عنوان بخشی از چنین تاسیساتی، تهیه واحدهایی برای تجمع قابل توجه بیوگاز نامناسب است - وقتی گاز بیشتر از مقدار مورد نیاز برای اقتصاد تولید شود، به سادگی باید در جو رها شود.

اما مهم نیست که چه، پردازش بی هوازی زباله های آلی یک راه بسیار موثر و سودآور برای به دست آوردن کودهای آلی با کیفیت بالا و حامل های انرژی سازگار با محیط زیست است. تقریباً در هر حیاط روستایی که زباله‌های آلی انباشته می‌شود، می‌توان کارخانه‌های کوچک بیوگاز-هوموس خانگی با راکتوری تا 20 متر مکعب را برای نصب توصیه کرد.

از جمله روندهای مدرن اصلی در توسعه فناوری بیوگاز موارد زیر است:

تخمیر بسترهای چند جزئی؛

استفاده از نوع "خشک" تخمیر بی هوازی برای تولید بیوگاز از محصولات گیاهی انرژی.

ایجاد ایستگاه های بیوگاز متمرکز با بهره وری بالا و مانند آن.

چهار نوع اصلی اجرای فناوری هضم بی هوازی وجود دارد که عبارتند از: تالاب ها و هاضم های سرپوشیده که در حالت راکتور اختلاط و راکتور با حامل زیست توده کار می کنند. امکان سنجی فنی و اقتصادی استفاده از یک نوع یا دیگری عمدتاً به میزان رطوبت بسترها و شرایط آب و هوایی در منطقه ای که نیروگاه بیوگاز در آن قرار دارد بستگی دارد. نوع بیوراکتور مورد استفاده بر کل مدت زمان فرآیند متانیزاسیون تأثیر می گذارد.

استفاده از تالاب های سرپوشیده در آب و هوای گرم و معتدل توصیه می شود - برای زباله های کود مایع که حاوی اجزایی با درشتی هیدرولیکی قابل توجه نیست. چنین راکتورهایی به طور ویژه گرم نمی شوند، و بنابراین آنها را فشرده نمی دانند. مدت زمان پوسیدگی مواد آلی برای تثبیت ضایعات به طور قابل توجهی بیشتر از راکتورهایی با حالت تخمیر فشرده است.

راکتورهایی با حالت تخمیر فشرده شامل راکتورهای گرم شده از انواع مختلف هستند. دو تفاوت اساسی بین طراحی چنین راکتورهایی وجود دارد که به ویژگی های زیرلایه های تخمیر شده بستگی دارد. در راکتورهای نوع اول، بسترهایی با غلبه ضایعات کود مایع تخمیر می شوند. متداول ترین نوع این راکتورها بتن یا فولاد استوانه ای با ستون مرکزی، پوشیده شده با یک غشای الاستیک است که برای آب بندی سازه و تجمع بیوگاز تولید شده عمل می کند. چنین راکتورهایی بر اساس اصل اختلاط کامل عمل می کنند، زمانی که هر بخش تازه از مخلوط بسترهای اولیه با کل جرم قابل تخمیر راکتور مخلوط می شود. طراحی اولیه چنین راکتورهایی در شکل 43 نشان داده شده است.

شکل 43 . هاضم نوع عمودی

2 - سرریز بستر;

3 - پمپ تامین هوا;

4 - عایق حرارتی مخزن متان;

5 - ستون مرکزی که غشای مخزن گاز را از سقوط حمایت می کند.

6 - دستگاه مخلوط کن;

7 - درایو دستگاه مخلوط کن.

8 - منطقه خدمات؛

9 - غشای مخزن گاز;

10 - سطح پر شدن مخزن متان;

11 - ارتفاع بالا آمدن غشای مخزن گاز.

12 - خطوط لوله گرمایش

نوع دیگری از راکتور برای بسترهای مایع نوع افقی است که بر اساس اصل جابجایی کار می کند. در چنین ساختارهایی، مخلوط اولیه بستر از یک طرف تامین و از طرف دیگر خارج می شود. در این مورد، مواد آلی به دلیل کنسرسیومی از میکروارگانیسم‌هایی که قبلاً در بستر اصلی وجود دارند، دستخوش دگرگونی‌های متوالی می‌شوند. چنین رآکتورهایی را می توان از نظر شدت فرآیند کارایی کمتری در نظر گرفت، اما در آنها به دلیل جداسازی فضایی مبادی ورودی بسترهای تازه و نقاط خروجی زیرلایه های تخمیر شده، می توان خطر بروز را به حداقل رساند. انتشار بخش تخمیر نشده از بسترهای تازه همراه با بستر تخمیر شده (که از مخزن متان خارج می شود). توصیه می شود از این نوع راکتورها برای حجم های کم بسترهای تخمیر شده استفاده شود.

نوع راکتورهای زیر برای متانیزاسیون مخلوط‌های آلی خشک طراحی شده‌اند که در آن‌ها سوبستراهای حاصل از گیاهان انرژی‌زا غالب هستند. راکتورهایی از این نوع همراه با گسترش فن آوری برای تخمیر "خشک" گیاهان انرژی زا در حال گسترش هستند. ویژگی بارز چنین مخازن متان این است که به عنوان راکتورهای جابجایی کامل طراحی شده اند.

از دیدگاه فناوری، فرآیند تولید بیوگاز از مواد آلی چند مرحله ای است. این شامل فرآیند آماده سازی بسترها برای تخمیر، فرآیند تجزیه بیولوژیکی ماده، پس از تخمیر (اختیاری)، پردازش بستر تخمیر شده و بیوگاز استخراج شده، آماده سازی آنها برای استفاده یا دفع در محل است. شکل 2 نمودار جریان یک ایستگاه بیوگاز مزرعه ای معمولی را برای هضم همزمان زباله های کود و زیرلایه های ارگانیک نشان می دهد.

برنج. 44. نمودار شماتیک یک ایستگاه بیوگاز مزرعه معمولی

آماده سازی بستر برای تخمیر شامل جمع آوری و همگن کردن (اختلاط) بستر است. برای جمع آوری بستر، بسته به مقدار طراحی آن، یک مخزن ذخیره سازی مجهز به دستگاه اختلاط ویژه و یک پمپ ساخته می شود که متعاقباً بستر آماده شده را به راکتور (مخزن متان) می رساند. بسته به انواع بسترها، سیستم آماده سازی مواد را می توان با ماژول هایی برای سنگ زنی یا استریل کردن زیرلایه ها (در صورت لزوم) پیچیده کرد.

پس از آماده سازی اولیه، مقدار از پیش محاسبه شده بستر با استفاده از پمپ ها از طریق یک سیستم خط لوله به راکتور پمپ می شود. در یک راکتور (مخزن متان)، بستر با مشارکت میکروبیوسنوز در یک دوره زمانی محاسبه‌شده، بسته به رژیم دمایی انتخاب شده، در معرض تخریب قرار می‌گیرد. مخزن هاضم مجهز به سیستم خطوط لوله گرمایش، دستگاه اختلاط (برای از بین بردن امکان طبقه بندی محیط و تشکیل پوسته، تقسیم یکنواخت مواد مغذی برای محیط میکروبیولوژیکی و تسطیح دمای بستر) است. سیستم هایی برای حذف بیوگاز استخراج شده و تخلیه بستر تخمیر شده. علاوه بر این، مخزن هاضم مجهز به یک سیستم تامین هوا است که مقدار کمی از آن برای تصفیه بیوگاز از سولفید هیدروژن توسط بارش بیوشیمیایی مورد نیاز است.

درجه تجزیه مواد آلی در زمان تکمیل تشکیل گاز فعال به 70-80٪ نزدیک می شود. در این حالت، توده آلی تخمیر شده را می توان به سیستم جداسازی رساند تا در یک جداکننده مخصوص به دو قسمت جامد و مایع تقسیم شود.

طرح های مختلفی برای استفاده از بیوگاز استخراج شده وجود دارد که اصلی ترین آنها احتراق بیوگاز در یک نیروگاه تولید همزمان مستقیم در محل با تولید برق و گرما است که برای نیازهای خود مزرعه و ایستگاه بیوگاز استفاده می شود. . علاوه بر این، بخشی از انرژی الکتریکی به شبکه برق منتقل می شود.

بستر اصلی برای هضم بی هوازی، به عنوان یک قاعده، کود حیوانی و طیور و همچنین زباله های کشتارگاه است. بسترهای این منشا حاوی بیشترین میکروارگانیسم های لازم برای سازماندهی و پیشرفت فرآیند تخمیر متان هستند، زیرا آنها قبلاً در معده حیوانات وجود دارند.

همانطور که تجربه آلمان نشان می دهد، اکثر تاسیسات بر روی مخلوطی از لایه های زیرین با نسبت های مختلف کار می کنند. این کشور برنامه ویژه ای را برای جمع آوری داده ها از بیش از 60 کارخانه فعال بیوگاز و تجزیه و تحلیل آنها اجرا کرد. ایستگاه های بسیار زیادی (حدود 45٪) وجود دارد که در آنها کود به عنوان بستر اصلی در حجم 75-100٪ از حجم کل مخلوط استفاده می شود. با این حال، بسیاری از ایستگاه ها نیز وجود دارند که محتوای دوغاب کمتر از 50٪ است. این نشان می دهد که کارخانه های بیوگاز در آلمان تا حد زیادی از پتانسیل نه تنها زباله های کود، بلکه از انواع زیرلایه های اضافی اضافی در هنگام تولید بیوگاز استفاده می کنند.

تجزیه و تحلیل داده‌های تولید بیوگاز در این ایستگاه‌ها نشان داد که با افزایش ذرات سوبسترا در مخلوط، بازده ویژه متان افزایش می‌یابد. رایج ترین نوع سوبسترا، سیلو ذرت است. از کشاورزان به صورت خرد شده، آماده برای بارگیری در راکتورها، و در مناطق باز حصاردار ذخیره می شود. علاوه بر سیلوی ذرت، سیلوی علف، کاه غلات، ضایعات چربی، بریده علف، آب پنیر، ضایعات مواد غذایی و سبزیجات و مانند آن نیز بسیار استفاده می شود.

در ذهن کشاورز اوکراینی، یک کارخانه بیوگاز به شدت با پردازش زباله های مزارع بزرگ مرتبط است. انگیزه اصلی برای ساخت نیروگاه های بیوگاز در اوکراین، که اغلب بسیار مؤثر نیست، نیاز به تصفیه فاضلاب است. امکان دستیابی به کودهای آلی مرغوب نیز برای کشاورز جالب است. جنبه‌های انرژی تولید بیوگاز به دلیل تعرفه‌های پایین برای برق و گرما مورد استفاده قرار نمی‌گیرد و در نتیجه بازده سرمایه‌گذاری بسیار پایینی برای نیروگاه‌های بیوگاز از طریق فروش انرژی حاصل می‌شود.

البته، برای اینکه فناوری های بیوگاز به طور فعال شروع به توسعه کنند، لازم است سیستم تعرفه های "سبز" برای همه انواع انرژی های تجدید پذیر الکتریکی و حرارتی قانونی شود، همانطور که قبلاً در بسیاری از کشورهای جهان اتفاق افتاده است، و نه تنها. در توسعه یافته ها

راه دیگر برای افزایش کارایی نیروگاه های بیوگاز، استفاده فعالانه از بسترهای اضافی برای تخمیر، مانند سیلو ذرت است. یک نمونه عالی از یک نیروگاه بیوگاز موثر BGU شرکت آلمانی Envitek Biogas است. BGU استاندارد این شرکت مجهز به یک راکتور 2500 متر مکعبی و یک واحد تولید همزمان با توان الکتریکی 500 کیلووات است. تامین کننده اصلی مواد خام برای چنین تاسیساتی می تواند یک مزرعه خوک معمولی آلمانی با جمعیت 5000 خوک باشد. افزایش بازده بیوگاز با افزودن سیلاژ ذرت حاصل می شود. برای بهره برداری مستمر تاسیسات در طول سال به 6000 تن سیلو یا 300 هکتار زمین با عملکرد سیلو 20 تن در هکتار نیاز است.

مشخصات فنی مختصر شرکت بیوگاز LLC					Biodieseldnepr"
برند نصب	حجم راکتور، m 3	برق نصب شده		خروجی بیوگاز	تولید برق، کیلووات	تولید گرما، کیلو وات	بیوگازولین

ضایعات مایع یک مایع ضد عفونی شده و بو داده شده است که حاوی حداکثر 1% مواد معلق و حاوی عناصر کود دهنده است. سنترات یک خوراک ارگانیک عالی برای محصولات کشاورزی است که استفاده از آن هم برای آبیاری و هم برای آبیاری راحت است. پس از تصفیه، پسماندهای مایع حتی می توانند به عنوان آب فرآیند استفاده شوند.

بیوگاز برای تولید انرژی الکتریکی و حرارتی استفاده می شود. با سوزاندن 1 متر مکعب بیوگاز، می توانید 2.5-3 کیلووات در ساعت برق و 4-5 کیلووات انرژی حرارتی دریافت کنید. در عین حال، 40-60٪ بیوگاز برای نیازهای تکنولوژیکی تاسیسات استفاده می شود. بیوگاز تحت فشار 200-220 اتمسفر. می تواند برای سوخت گیری وسایل نقلیه استفاده شود.

کارخانه های بیوگاز علاوه بر تولید انرژی و کود در طی تخمیر زباله، به عنوان تاسیسات تصفیه عمل می کنند - آنها آلودگی شیمیایی و باکتریولوژیکی خاک، آب، هوا را کاهش می دهند و زباله های آلی را به محصولات معدنی خنثی تبدیل می کنند. در مقایسه با انرژی رودخانه‌های کوچک، انرژی باد و خورشید، که در آن تاسیسات از منابع انرژی سازگار با محیط زیست (نیروگاه‌های غیرفعال تمیز) استفاده می‌کنند، نیروگاه‌های انرژی زیستی (BES) به طور فعال تمیز هستند، که خطرات زیست‌محیطی محصولاتی را که مواد اولیه آنها هستند حذف می‌کند.

انواع مختلفی از نیروگاه های بیوگاز در سراسر جهان استفاده می شود. آنها حاوی دستگاه هایی برای دریافت کود گیاهی، متاتانک ها و واحدهای انرژی انرژی هستند.

مخازن متان در طراحی دستگاه های مخلوط کردن جرم در حین تخمیر با یکدیگر متفاوت هستند. بیشترین اختلاط با استفاده از شفت با تیغه انجام می شود که اختلاط لایه به لایه توده تخمیر شده را تضمین می کند. علاوه بر این، آنها توسط دستگاه های هیدرولیک و مکانیکی مخلوط می شوند که تضمین می کند که جرم از لایه های زیرین هاضم گرفته شده و به قسمت بالایی تغذیه می شود. نیروگاه های بیوگاز که در حالت فشرده کار می کنند دارای محفظه های تخمیر هوازی (اکسیژن) هستند که در آن جرم برای تخمیر آماده می شود و تخمیر بی هوازی (متان). همچنین دستگاه هایی برای مخلوط کردن جرم وجود دارد که به شکل شفت با تیغه ساخته شده است که در امتداد محور عمودی محفظه قرار دارد و به بالای درپوش گاز شناور متصل است. اختلاط جرم در راکتور به دلیل چرخش شفت با پره ها و حرکت کف شناور اتفاق می افتد. برخی از دستگاه ها فقط شکستن پوسته ای را که روی سطح جرم قطعه کار ایجاد می شود، فراهم می کنند. اختلاط همچنین با استفاده از پارتیشن‌ها و سیفون دو اثره انجام می‌شود، که ریختن متناوب جرم را از ناحیه پایینی یک بخش به ناحیه بالایی قسمت دوم و بالعکس با تنظیم فشار گاز تضمین می‌کند. گاهی اوقات مخزن متان به شکل یک کره یا استوانه طراحی می شود که باید بتواند حول محور هندسی خود بچرخد.

در اوکراین، به دلیل افزایش شدید قیمت گاز طبیعی و کاهش منابع آن، علاقه به فناوری های بیوگاز افزایش یافته است. امروزه هنوز از نیروگاه های کوچک بیوگاز در زمین های مسکونی و مزارع کوچک کشور استفاده نمی شود. در همین زمان، به عنوان مثال، در چین و هند، میلیون ها مخزن کوچک متان ساخته شده و با موفقیت در حال فعالیت هستند. در آلمان، از 3711 نیروگاه بیوگاز فعال، حدود 400 نیروگاه بیوگاز مزرعه هستند، در اتریش بیش از 100 مورد از آنها وجود دارد.

شکل 45.کارخانه بیوگاز آلمان (مزرعه)

شکل 46 نمودار یک نیروگاه بیوگاز برای یک مزرعه:

1 - مجموعه هایی برای چرک (به صورت شماتیک)؛ 2 - سیستم بارگیری زیست توده; 3- راکتور 4 راکتور تخمیر; 5 - بستر؛ 6 - سیستم گرمایشی; 7 - نیروگاه; 8 - اتوماسیون و سیستم کنترل; 9 - سیستم خط لوله گاز.

Fig.47 نمودار یک کارخانه بیوگاز برای یک مزرعه

طبق شهادت جانبازان جنگ بزرگ میهنی، در طول آزادی رومانی، آنها در بسیاری از خانوارهای دهقان تاسیسات اولیه بیوگاز کوچکی را دیدند که بیوگاز مورد استفاده برای نیازهای داخلی را تولید می کردند.

در میان نیروگاه های کوچک بیوگاز، باید به مواردی اشاره کرد که توسط Biodieseldnepr LLC (Dnepropetrovsk) توسعه یافته است. آنها برای پردازش با هضم بی هوازی (بدون دسترسی به اکسیژن) زباله های آلی از قطعات خانگی و مزارع در نظر گرفته شده اند. چنین تأسیساتی امکان پردازش روزانه 200-4000 کیلوگرم زباله را در حالت پیوسته یا 1000-20000 کیلوگرم در حالت چرخه ای به مدت پنج روز فراهم می کند. در عین حال، اطمینان حاصل می شود که حداقل 3 متر مکعب بیوگاز به ازای هر 1 متر مکعب حجم راکتور به دست می آید که می تواند در تاسیسات برای تولید گرما یا برق لازم برای پوشش انرژی مورد نیاز تاسیسات استفاده شود. برای سیستم های تامین گاز (روشنایی اتاق، پخت و پز)، گرمایش و تامین آب گرم برای خانواده ها؛ در گیاهان برای سنتز بیواتانول و سوخت بیودیزل، و همچنین مقدار مناسب کود آلی با کیفیت بالا، آماده برای استفاده در خاک.

شرکت صنعتی و تجاری "Dnepr-Desna" (Dnepropetrovsk) یک کارخانه کوچک انرژی زیستی "Biogas-6MGS 2" را توسعه داده است که برای خانوارهای خصوصی (3-4 گاو، 10-12 خوک، 20-30 مرغ) در نظر گرفته شده است. این تاسیسات تقریباً 11 متر مکعب بیوگاز در روز است. این مقدار گاز نیاز گرمایشی یک اتاق 100 متر مربعی و آب گرم یک خانواده پنج نفره را پوشش می دهد.

تجربه معرفی یک کارخانه کوچک بیوگاز در روستای لسکی، منطقه کنیا، منطقه اودسا، شایسته توجه است. کارخانه بیوگاز توسط یک شرکت خصوصی در Dnepropetrovsk توسعه و تولید شده است.

این نصب در چارچوب پروژه "الگوی دفع زباله های دامی در منطقه دلتای دانوب" نصب شده است که توسط گروهی از سازمان های غیر دولتی اودسا در چارچوب برنامه پروژه های کوچک زیست محیطی با حمایت مالی توسعه یافته است. صندوق محیط زیست بریتانیا برای اروپا و با کمک وزارت محیط زیست و غذا و کشاورزی بریتانیا و شورای بریتانیا.

تحت بارگیری و کارکرد عادی، یک نیروگاه بیوگاز با حجم راکتور 3 متر مکعب قادر خواهد بود تا 3 مترمکعب بیوگاز در روز را با پردازش ضایعات 100 طیور، 10 خوک یا 4 گاو تولید کند. اینها حداقل الزامات برای عملیات نصب هستند.

راکتور بر روی سطح زمین نصب شده است. این در درجه اول به دلیل طراحی راکتور است. مواد خام بیولوژیکی از پایین، از طریق یک اکسترودر به داخل آن بارگذاری می‌شوند، و مواد زائد از بالا تخلیه می‌شوند، که این طرح را از سایرین متمایز می‌کند، که در آن بارگذاری از بالا و انتخاب از پایین انجام می‌شود. دلیل دوم قرارگیری در سطح زمین بالا بودن سطح آب خاک در روستا - در عمق 50 سانتی متری است.در زمستان گرمایش کود در راکتور با استفاده از برق انجام می شود و در تابستان انرژی خورشیدی کافی است. .

گاز حاصل در درجه اول برای پخت و پز استفاده می شود - خط لوله گاز به آشپزخانه تابستانی متصل می شود. حفظ درجه حرارت در راکتور 30-35 درجه سانتیگراد و نظارت بر تولید بیوگاز ضروری است. کودهای فرآوری شده در بیوراکتور باید به موقع تخلیه شوند.

همانطور که قبلاً اشاره شد، در اروپای غربی، نیروگاه های بیوگاز به طور گسترده در مزارع دام اجرا می شوند. یکی از ویژگی های چنین تاسیساتی، معرفی واحدهای نیرو، که در آن بیوگاز به برق تبدیل می شود، و استفاده از توده گیاهی، علاوه بر کود است.

توصیه می شود از فیدرهای کوچک برای تغذیه توده گیاه به مخازن متان استفاده شود. ظرفیت قیف گیرنده چنین فیدر 4 متر مکعب است، طول کل نوار نقاله 6 متر است. قدرت درایو - 7.5 کیلو وات.

مینی نیروگاه S-BOKH50 می تواند به طور موثر برای تکمیل نیروگاه های بیوگاز مزرعه استفاده شود. قدرت الکتریکی چنین واحد قدرت از 25 تا 48 کیلو وات متغیر است. قدرت حرارتی - از 49 تا 97 کیلو وات.

آلمان نیروگاه های بیوگاز فشرده کوچکی با توان 30 و 100 کیلووات ارائه می دهد که برای استفاده از کود و سیلو ذرت طراحی شده اند. نصب 30 کیلووات شامل یک بارگذار ذخیره برای 5 متر مکعب ماده آلی جامد، یک تخمیر بتن برای 315 متر مکعب و یک موتور گازی USH با قدرت 30 کیلووات انرژی الکتریکی و 46 کیلووات انرژی حرارتی است. برای اطمینان از کارکرد یک نیروگاه بیوگاز 30 کیلوواتی در هنگام استفاده از مخلوط 50 درصد کود دامی و 50 درصد سیلو، داشتن 5-7 هکتار ذرت ضروری است. تاسیسات 100 کیلوواتی دارای گیرنده سیلاژ ذرت تا ظرفیت 20 متر مکعب، تخمیر با ظرفیت 1200 متر مکعب و موتور گازی با توان 100 کیلووات انرژی الکتریکی و 108 کیلووات انرژی حرارتی می باشد. هنگامی که برای اطمینان از عملکرد یک نیروگاه بیوگاز 100 کیلوواتی استفاده می شود، مخلوطی از 50٪ کود و 50 % سیلوی ذرت باید 30 هکتار ذرت داشته باشید.

لازم به ذکر است که هنگام معرفی نیروگاه های بیوگاز، شرکت های خارجی رویکردی فردی به هر کشاورز دارند. برای یک مزرعه خاص، پس از بررسی مناسب انواع و منابع زیست توده موجود و تعیین اهداف اصلی استفاده از تاسیسات، تکنولوژی مناسب (حالت تکنولوژیکی) توسعه یا انتخاب می شود که بر اساس آن نصب (خط فرآیند) طراحی شده است. پیکربندی به فناوری انتخاب شده بستگی دارد. اکثر شرکت ها نیروگاه های بیوگاز را به صورت کلید در دست توسعه و نصب می کنند. هنگام استفاده از نیروگاه های بیوگاز، توجه زیادی به فناوری های آماده سازی زیست توده برای تخمیر می شود، زیرا شاخص های انرژی به کیفیت مواد خام بستگی دارد. برای مدیریت موثر یک نیروگاه بیوگاز، استفاده از فناوری اندازه گیری و کنترل توصیه می شود.

موثرترین فناوری تخمیر است که انرژی بیوگاز را به انرژی الکتریکی و حرارتی تبدیل می کند.

فناوری تولید بیوگاز. مجتمع های دامپروری مدرن شاخص های تولید بالا را تضمین می کنند. راه حل های فن آوری استفاده شده امکان انطباق کامل با الزامات استانداردهای بهداشتی و بهداشتی فعلی را در محل خود مجتمع ها فراهم می کند.

با این حال، مقادیر زیادی کود مایع متمرکز در یک مکان مشکلات قابل توجهی را برای اکولوژی مناطق مجاور مجموعه ایجاد می کند. به عنوان مثال، کود و فضولات تازه خوک به عنوان زباله کلاس 3 خطر طبقه بندی می شوند. مسائل زیست محیطی تحت کنترل مقامات ناظر است و الزامات قانونی در مورد این موضوعات دائما سخت تر می شود.

Biocomplex یک راه حل جامع برای دفع کود مایع ارائه می دهد که شامل پردازش سریع در کارخانه های بیوگاز مدرن (BGU) است. در طی فرآیند فرآوری، فرآیندهای طبیعی تجزیه مواد آلی در حالت تسریع با آزاد شدن گاز از جمله متان، CO2، گوگرد و غیره رخ می دهد. تنها گاز حاصله در اتمسفر آزاد نمی‌شود و باعث ایجاد اثر گلخانه‌ای می‌شود، بلکه به واحدهای ویژه تولیدکننده گاز (تولید همزمان) ارسال می‌شود که انرژی الکتریکی و حرارتی تولید می‌کنند.

بیوگاز - گاز قابل اشتعال، در طی تخمیر بی هوازی متان زیست توده تشکیل می شود و عمدتاً متان (55-75٪)، دی اکسید کربن (25-45٪) و ناخالصی های سولفید هیدروژن، آمونیاک، اکسیدهای نیتروژن و دیگران (کمتر از 1٪) است.

تجزیه زیست توده در نتیجه فرآیندهای شیمیایی و فیزیکی و فعالیت زندگی همزیستی 3 گروه اصلی باکتری اتفاق می افتد، در حالی که محصولات متابولیکی برخی از گروه های باکتری، محصولات غذایی گروه های دیگر، در یک توالی مشخص است.

گروه اول باکتری های هیدرولیتیک، دوم اسید ساز، سوم متان ساز هستند.

هم زباله های ارگانیک کشاورزی و صنعتی یا خانگی و هم مواد خام گیاهی را می توان به عنوان مواد خام برای تولید بیوگاز استفاده کرد.

متداول ترین انواع ضایعات کشاورزی مورد استفاده برای تولید بیوگاز عبارتند از:

• کود خوک و گاو، بستر طیور؛
• باقی مانده از جدول تغذیه مجتمع های گاو؛
• رویه سبزیجات؛
• برداشت نامرغوب غلات و سبزیجات، چغندر قند، ذرت؛
• خمیر و ملاس؛
• آرد، دانه مصرف شده، دانه ریز، جوانه;
• دانه آبجو، جوانه مالت، لجن پروتئین.
• ضایعات تولید نشاسته و شربت؛
• تفاله میوه و سبزیجات؛
• سرم؛
• و غیره.

منبع مواد اولیه	نوع ماده اولیه	مقدار مواد خام در سال، متر مکعب (تن)	مقدار بیوگاز، m3
1 گاو شیر	کود مایع بدون بستر
1 خوک پروار	کود مایع بدون بستر
1 گاو نر چاق کننده	بستر کود جامد
1 اسب	بستر کود جامد
100 جوجه	فضولات خشک
1 هکتار زمین زراعی	سیلوی ذرت تازه
1 هکتار زمین زراعی	چغندر قند
1 هکتار زمین زراعی	سیلوی غلات تازه
1 هکتار زمین زراعی	سیلوی علف تازه

تعداد بسترها (انواع زباله) مورد استفاده برای تولید بیوگاز در یک نیروگاه بیوگاز (BGU) می تواند از یک تا ده یا بیشتر متفاوت باشد.

پروژه های بیوگاز در بخش کشت و صنعت می تواند بر اساس یکی از گزینه های زیر ایجاد شود:

• تولید بیوگاز از ضایعات یک شرکت جداگانه (به عنوان مثال، کود دامی، باگاس از کارخانه قند، ته نشینی از یک کارخانه تقطیر)؛
• تولید بیوگاز بر اساس ضایعات شرکت های مختلف، با پروژه مرتبط با یک شرکت جداگانه یا یک کارخانه متمرکز بیوگاز جداگانه.
• تولید بیوگاز با استفاده اولیه از نیروگاه های انرژی در نیروگاه های بیوگاز مجزا.

متداول ترین روش استفاده از انرژی بیوگاز، احتراق در موتورهای پیستونی گازی به عنوان بخشی از mini-CHP است که برق و گرما تولید می کند.

وجود داشته باشد گزینه های مختلف برای طرح های فن آوری ایستگاه های بیوگاز- بسته به نوع و تعداد انواع بسترهای مورد استفاده. استفاده از آماده سازی اولیه، در برخی موارد، دستیابی به افزایش سرعت و درجه تجزیه مواد خام در بیورآکتورها و در نتیجه افزایش بازده کلی بیوگاز را ممکن می سازد. در صورت استفاده از چندین بستر با خواص مختلف، به عنوان مثال، ضایعات مایع و جامد، انباشت و آماده سازی اولیه آنها (تفکیک به کسری، آسیاب، حرارت دادن، همگن سازی، تصفیه بیوشیمیایی یا بیولوژیکی و غیره) به طور جداگانه انجام می شود و پس از آن. آنها یا قبل از عرضه به بیورآکتورها مخلوط می شوند یا در جریان های جداگانه عرضه می شوند.

عناصر ساختاری اصلی یک نیروگاه بیوگاز معمولی عبارتند از:

• سیستم دریافت و آماده سازی اولیه بسترها؛
• سیستم حمل و نقل بستر در داخل نصب؛
• بیوراکتورها (فرمانترها) با سیستم اختلاط؛
• سیستم گرمایش بیوراکتور؛
• سیستم حذف و تصفیه بیوگاز از سولفید هیدروژن و ناخالصی های رطوبت.
• مخازن ذخیره توده تخمیر شده و بیوگاز؛
• سیستم کنترل نرم افزاری و اتوماسیون فرآیندهای تکنولوژیکی.

طرح‌های فن‌آوری نیروگاه‌های بیوگاز بسته به نوع و تعداد بسترهای فرآوری‌شده، نوع و کیفیت محصولات نهایی هدف، دانش خاصی که توسط شرکت ارائه‌دهنده راه‌حل فن‌آوری استفاده می‌شود، و تعدادی از عوامل دیگر متفاوت است. امروزه رایج ترین طرح هایی با تخمیر تک مرحله ای چندین نوع بستر است که یکی از آنها معمولاً کود است.

با توسعه فناوری‌های بیوگاز، راه‌حل‌های فنی مورد استفاده به سمت طرح‌های دو مرحله‌ای پیچیده‌تر می‌شوند، که در برخی موارد با نیاز تکنولوژیکی برای پردازش کارآمد انواع خاصی از بسترها و افزایش کارایی کلی استفاده از حجم کاری توجیه می‌شود. بیوراکتورها

ویژگی های تولید بیوگازاین است که می تواند توسط باکتری های متان فقط از مواد آلی کاملا خشک تولید شود. بنابراین، وظیفه مرحله اول تولید، ایجاد مخلوطی از بستر است که دارای محتوای بالایی از مواد آلی و در عین حال قابل پمپاژ باشد. این یک بستر با محتوای ماده خشک 10-12٪ است. راه حل با رهاسازی رطوبت اضافی با استفاده از جداکننده های پیچی به دست می آید.

کود مایع از محل تولید به یک مخزن می آید، با استفاده از یک مخلوط کن شناور همگن می شود و توسط یک پمپ شناور به کارگاه جداسازی در جداکننده های حلزونی عرضه می شود. کسر مایع در یک مخزن جداگانه جمع می شود. کسر جامد در فیدر مواد خام جامد بارگذاری می شود.

مطابق برنامه زمان بندی بارگیری بستر در تخمیر، طبق برنامه توسعه یافته، پمپ به صورت دوره ای روشن می شود و کسر مایع را به تخمیر می رساند و در عین حال بارگذار مواد خام جامد نیز روشن می شود. به عنوان یک گزینه، کسر مایع را می توان به یک بارکننده مواد خام جامد که عملکرد اختلاط دارد، وارد کرد و سپس مخلوط نهایی طبق برنامه بارگذاری توسعه یافته به تخمیر وارد می شود. این کار برای جلوگیری از ورود بیش از حد سوبسترای آلی به تخمیر انجام می شود، زیرا این امر می تواند تعادل مواد را به هم بزند و باعث بی ثباتی فرآیند در تخمیر شود. همزمان، پمپ ها نیز روشن می شوند و مواد هضم را از تخمیر به تخمیر و از تخمیر به مخزن ذخیره هضم (تالاب) پمپ می کنند تا از سرریز شدن تخمیر و تخمیر جلوگیری شود.

توده های هضم موجود در تخمیر و تخمیر مخلوط می شوند تا از توزیع یکنواخت باکتری ها در کل حجم ظروف اطمینان حاصل شود. میکسرهای کم سرعت با طراحی خاص برای مخلوط کردن استفاده می شود.

در حالی که بستر در تخمیر است، باکتری ها تا 80٪ از کل بیوگاز تولید شده توسط کارخانه بیوگاز را آزاد می کنند. قسمت باقی مانده از بیوگاز در هاضم آزاد می شود.

نقش مهمی در حصول اطمینان از مقدار پایدار بیوگاز آزاد شده توسط دمای مایع داخل تخمیر و تخمیر بازی می‌کند. به عنوان یک قاعده، فرآیند در حالت مزوفیلیک با دمای 41-43 درجه سانتیگراد ادامه می یابد. حفظ دمای پایدار با استفاده از بخاری های لوله ای ویژه در داخل تخمیرها و تخمیرها و همچنین عایق حرارتی قابل اعتماد دیوارها و خطوط لوله به دست می آید. بیوگاز خارج شده از هضم دارای محتوای گوگرد بالایی است. بیوگاز از گوگرد با استفاده از باکتری‌های خاصی که سطح عایق قرار داده شده روی طاق چوبی در داخل تخمیرکننده‌ها و تخمیرکننده‌ها استعمار می‌کنند، خالص می‌شود.

بیوگاز در یک نگهدارنده گاز انباشته می شود که بین سطح ماده هضم و مواد الاستیک و با استحکام بالا که تخمیر و تخمیر را در بالا می پوشاند تشکیل می شود. این ماده توانایی کشش شدید (بدون کاهش استحکام) را دارد که با تجمع بیوگاز، ظرفیت نگهدارنده گاز به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. برای جلوگیری از سرریز شدن مخزن گاز و پارگی مواد، شیر اطمینان وجود دارد.

سپس بیوگاز وارد نیروگاه تولید همزمان می شود. واحد تولید همزمان (CGU) واحدی است که در آن انرژی الکتریکی توسط ژنراتورهایی که توسط موتورهای پیستونی گازی کار می‌کنند تولید می‌شود. کوژنراتورهایی که با بیوگاز کار می‌کنند، تفاوت‌هایی در طراحی با موتورهای مولد گاز معمولی دارند، زیرا بیوگاز سوخت بسیار ضعیفی است. انرژی الکتریکی تولید شده توسط ژنراتورها برق تجهیزات الکتریکی خود BSU را تامین می کند و همه چیز فراتر از این به مصرف کنندگان نزدیک عرضه می شود. انرژی مایع مورد استفاده برای خنک کردن کوژنراتورها، انرژی حرارتی تولید شده منهای تلفات در دستگاه های دیگ بخار است. انرژی حرارتی تولید شده تا حدی برای گرم کردن تخمیرها و تخمیرها استفاده می شود و قسمت باقی مانده نیز برای مصرف کنندگان مجاور ارسال می شود. وارد می شود

نصب تجهیزات اضافی برای تصفیه بیوگاز تا سطح گاز طبیعی امکان پذیر است، اما این تجهیزات گران قیمت است و تنها در صورتی استفاده می شود که هدف کارخانه بیوگاز تولید انرژی حرارتی و الکتریکی نباشد، بلکه تولید سوخت برای موتورهای پیستونی گازی فن آوری های اثبات شده و رایج ترین روش های تصفیه بیوگاز عبارتند از: جذب آبی، جذب تحت فشار، رسوب شیمیایی و جداسازی غشایی.

بهره وری انرژی نیروگاه های بیوگاز تا حد زیادی به فناوری انتخاب شده، مواد و طراحی سازه های اصلی و همچنین به شرایط آب و هوایی در منطقه ای که در آن قرار دارند بستگی دارد. میانگین مصرف انرژی حرارتی برای گرم کردن بیورآکتورها در یک منطقه آب و هوایی معتدل 15 تا 30 درصد انرژی تولید شده توسط کوژنراتورها (ناخالص) است.

بازده انرژی کلی یک مجتمع بیوگاز با نیروگاه حرارتی با سوخت بیوگاز به طور متوسط ​​75-80٪ است. در شرایطی که تمام گرمای دریافتی از یک ایستگاه تولید همزمان برق در طول تولید الکتریسیته قابل مصرف نباشد (وضعیت رایج به دلیل نبود مصرف کننده گرمای خارجی)، در جو منتشر می شود. در این حالت راندمان انرژی یک نیروگاه حرارتی بیوگاز تنها 35 درصد کل انرژی بیوگاز است.

شاخص های اصلی عملکرد نیروگاه های بیوگاز می تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد، که تا حد زیادی توسط بسترهای مورد استفاده، مقررات تکنولوژیکی اتخاذ شده، عملکرد عملیاتی و وظایف انجام شده توسط هر نیروگاه مشخص می شود.

فرآیند پردازش کود بیش از 40 روز طول نمی کشد. هضم به دست آمده در نتیجه فرآوری بی بو و یک کود آلی عالی است که در آن بالاترین درجه معدنی شدن مواد مغذی جذب شده توسط گیاهان حاصل می شود.

مواد هضم معمولاً با استفاده از جداکننده های پیچی به بخش های مایع و جامد جدا می شوند. کسر مایع به تالاب ها فرستاده می شود، جایی که تا دوره کاربرد در خاک انباشته می شود. کسر جامد نیز به عنوان کود استفاده می شود. اگر خشک کردن، دانه بندی و بسته بندی اضافی روی کسر جامد اعمال شود، برای نگهداری طولانی مدت و حمل و نقل در فواصل طولانی مناسب خواهد بود.

تولید و استفاده از انرژی بیوگازدارای تعدادی از مزایای توجیه شده و تایید شده توسط رویه جهانی است، یعنی:

1. منبع انرژی تجدیدپذیر (RES). برای تولید بیوگاز از زیست توده تجدیدپذیر استفاده می شود.
2. طیف گسترده ای از مواد خام مورد استفاده برای تولید بیوگاز امکان ساخت نیروگاه های بیوگاز را تقریباً در همه جا در مناطقی که تولیدات کشاورزی و صنایع مرتبط با فناوری متمرکز هستند، می دهد.
3. تطبیق پذیری روش های استفاده از انرژی بیوگاز، هم برای تولید انرژی الکتریکی و/یا حرارتی در محل تشکیل آن، و هم در هر تاسیسات متصل به شبکه حمل و نقل گاز (در مورد تامین بیوگاز خالص شده به این شبکه ) و همچنین سوخت موتور خودروها.
4. پایداری تولید برق از بیوگاز در طول سال، پوشش بارهای پیک در شبکه، از جمله در مورد استفاده از منابع انرژی تجدیدپذیر ناپایدار، به عنوان مثال، نیروگاه های خورشیدی و بادی را ممکن می سازد.
5. ایجاد شغل از طریق تشکیل زنجیره بازار از تامین کنندگان زیست توده تا پرسنل عملیاتی تاسیسات انرژی.
6. کاهش اثرات منفی بر محیط زیست از طریق بازیافت و خنثی سازی زباله از طریق تخمیر کنترل شده در راکتورهای بیوگاز. فناوری های بیوگاز یکی از اصلی ترین و منطقی ترین راه ها برای خنثی سازی زباله های آلی هستند. پروژه های تولید بیوگاز باعث کاهش انتشار گازهای گلخانه ای در جو می شود.
7. اثر زراعی استفاده از تخمیر انبوه در راکتورهای بیوگاز در مزارع کشاورزی در بهبود ساختار خاک، زادآوری و افزایش حاصلخیزی آنها به دلیل معرفی مواد مغذی با منشاء آلی آشکار می شود. توسعه بازار کودهای آلی، از جمله کودهای حاصل از فرآوری انبوه در راکتورهای بیوگاز، در آینده به توسعه بازار محصولات کشاورزی سازگار با محیط زیست و افزایش رقابت پذیری آن کمک خواهد کرد.

برآورد هزینه های سرمایه گذاری واحد

BGU 75 kWel. ~ 9000 €/kWel.

BGU 150 kWel. ~ 6.500 €/kWel.

BGU 250 kWel. ~ 6000 €/kWel.

BGU bis 500 kWel. ~ 4500 €/kWel.

BGU 1 MWel. ~ 3.500 €/kWel.

انرژی الکتریکی و حرارتی تولید شده می تواند نه تنها نیازهای مجتمع، بلکه زیرساخت های مجاور را نیز برآورده کند. علاوه بر این، مواد خام برای نیروگاه های بیوگاز رایگان است، که کارایی اقتصادی بالایی را پس از دوره بازپرداخت (4-7 سال) تضمین می کند. هزینه انرژی تولید شده در نیروگاه های بیوگاز در طول زمان افزایش نمی یابد، بلکه برعکس کاهش می یابد.

بیوگاز گازی است که از تخمیر زیست توده تولید می شود. از این طریق می توانید هیدروژن یا متان دریافت کنید. ما به متان به عنوان جایگزینی برای گاز طبیعی علاقه مند هستیم. متان بی رنگ و بی بو است و بسیار قابل اشتعال است. با توجه به اینکه مواد اولیه تولید بیوگاز به معنای واقعی کلمه زیر پای شماست، هزینه چنین گازی به طور قابل توجهی کمتر از گاز طبیعی است و می توانید در این مورد صرفه جویی زیادی کنید. در اینجا اعداد از ویکی پدیا آمده است: «از یک تن کود دامی، 50-65 مترمکعب بیوگاز با محتوای متان 60٪، 150-500 مترمکعب بیوگاز از انواع مختلف گیاهان با محتوای متان تا 70٪ به دست می آید. حداکثر مقدار بیوگاز 1300 مترمکعب است که تا 87 درصد متان را می توان از چربی به دست آورد."، "در عمل از 1 کیلوگرم ماده خشک 300 تا 500 لیتر بیوگاز به دست می آید."

ابزار و مواد:
-ظرف پلاستیکی 750 لیتری;
-ظرف پلاستیکی 500 لیتری;
لوله ها و آداپتورهای لوله کشی
سیمان برای لوله های پی وی سی;
-چسب اپوکسی؛
-چاقو؛
-اره برقی
-چکش؛
- آچارهای باز
اتصالات گاز (جزئیات در مرحله 7)؛

مرحله اول: کمی تئوری بیشتر
مدتی پیش استاد نمونه اولیه یک نیروگاه بیوگاز را ساخت.

و او با سؤالات و درخواست ها برای کمک به مجمع بمباران شد. در نتیجه، حتی مقامات ایالتی نیز به نصب علاقه مند شدند (استاد در هند زندگی می کند).

در مرحله بعدی استاد باید نصب کامل تری را انجام می داد. بیایید در نظر بگیریم که چیست.
-تاسیسات شامل یک مخزن ذخیره است که مواد آلی در آن ذخیره می شود و میکروارگانیسم ها آن را پردازش کرده و گاز آزاد می کنند.
-گاز به دست آمده در مخزنی به نام هدر گاز جمع آوری می شود. در مدل شناور این مخزن به صورت معلق شناور بوده و بسته به میزان گاز ذخیره شده در آن بالا و پایین می رود.
-لوله راهنما به مخزن کلکتور گاز کمک می کند تا در داخل مخزن ذخیره به بالا و پایین حرکت کند.
-ضایعات از طریق یک لوله تامین داخل مخزن ذخیره می شوند.
- سیستم تعلیق کاملاً بازیافت شده از طریق لوله خروجی جریان می یابد. می توان آن را جمع آوری کرد، رقیق کرد و به عنوان کود گیاهی استفاده کرد.
-از منیفولد گاز، گاز از طریق لوله به وسایل مصرف کننده (اجاق گاز، آبگرمکن، ژنراتور) تامین می شود.

مرحله دوم: انتخاب ظرف
برای انتخاب یک ظرف، باید در نظر بگیرید که چه مقدار زباله می تواند در روز جمع آوری شود. به گفته استاد، یک قانون وجود دارد که 5 کیلوگرم زباله نیاز به یک ظرف 1000 لیتری دارد. برای استاد تقریباً 3.5 - 4 کیلوگرم است. این بدان معناست که ظرفیت مورد نیاز 700-800 لیتر است. در نتیجه، استاد ظرفیت 750 لیتر را خریداری کرد.
نصب با نوع شناور منیفولد گاز، به این معنی که شما باید ظرفی را انتخاب کنید که تلفات گاز حداقل باشد. یک مخزن 500 لیتری برای این منظور مناسب بود. این ظرف 500 لیتری در داخل ظرف 750 لیتری حرکت خواهد کرد. فاصله دیواره های دو ظرف از هر طرف حدود 5 سانتی متر است. ظروف باید انتخاب شوند که در برابر نور خورشید و محیط های تهاجمی مقاوم باشند.

مرحله سوم: آماده سازی مخزن
قسمت بالای مخزن کوچکتر را جدا می کند. ابتدا با چاقو سوراخی ایجاد می کند، سپس آن را با تیغه اره برقی در امتداد خط برش اره می کند.

قسمت بالای ظرف 750 لیتری نیز باید بریده شود. قطر قسمت بریده شده درب مخزن کوچکتر + 4 سانتی متر است.

مرحله چهارم: لوله تامین
یک لوله ورودی باید در پایین مخزن بزرگتر نصب شود. سوخت زیستی در داخل آن ریخته خواهد شد. قطر لوله 120 میلی متر است. سوراخی در بشکه ایجاد می کند. زانو را نصب می کند. اتصال از دو طرف با چسب اپوکسی جوش سرد محکم می شود.

مرحله پنجم: لوله برای تخلیه سیستم تعلیق
برای جمع آوری سیستم تعلیق، لوله ای به قطر 50 میلی متر و طول 300 میلی متر در قسمت بالایی یک مخزن بزرگتر تعبیه شده است.

مرحله ششم: راهنما
همانطور که قبلاً فهمیدید ، یک کوچکتر آزادانه در یک ظرف بزرگ شناور می شود. همانطور که مخزن داخلی با گاز پر می شود، گرم می شود و بالعکس. برای اینکه آزادانه به بالا و پایین حرکت کند، استاد چهار راهنما می سازد. در "گوش ها" او برش هایی برای یک لوله 32 میلی متری ایجاد می کند. همانطور که در عکس نشان داده شده است لوله را محکم می کند. طول لوله 32 سانتی متر.

4 راهنما از لوله های 40 میلی متری نیز به محفظه داخلی وصل شده است.

مرحله هفتم: اتصالات گاز
منبع گاز به سه بخش تقسیم می شود: از منیفولد گاز به لوله، از لوله به سیلندر، از سیلندر به اجاق گاز.
استاد به سه لوله 2.5 متری با انتهای رزوه ای، 2 شیر، واشر آب بندی، آداپتورهای رزوه ای، نوار FUM و براکت ها برای بست نیاز دارد.

برای نصب اتصالات گاز، استاد در قسمت بالایی (قسمت پایین سابق یعنی سیلندر 500 لیتری زیر و رو شده) در مرکز سوراخ ایجاد می کند. اتصالات را نصب می کند، اتصال را با اپوکسی آب بندی می کند.

مرحله هشتم: مونتاژ
حالا باید ظرف را روی یک سطح صاف و سخت قرار دهید. محل نصب باید تا حد امکان آفتابی باشد. فاصله بین نصب و آشپزخانه باید حداقل باشد.

لوله های با قطر کمتر را در داخل لوله های راهنما نصب می کند. لوله برای تخلیه تعلیق اضافی کشیده شده است.

لوله ورودی را گسترش می دهد. اتصال با استفاده از سیمان برای لوله های PVC ثابت می شود.

یک باتری گاز در داخل یک مخزن بزرگ نصب می کند. آن را در امتداد راهنماها جهت می دهد.

مرحله نهم: اولین راه اندازی
برای راه اندازی اولیه یک کارخانه بیوگاز با این حجم، حدود 80 کیلوگرم کود گاوی مورد نیاز است. کود با 300 لیتر آب غیر کلر رقیق می شود. استاد همچنین یک افزودنی ویژه برای تسریع رشد باکتری ها اضافه می کند. این مکمل از آب غلیظ نیشکر، نارگیل و درختان نخل تشکیل شده است. ظاهرا چیزی شبیه مخمر است. این جرم را از طریق لوله ورودی پر می کند. پس از پر کردن، لوله ورودی باید شسته شود و دوشاخه نصب شود.

پس از چند روز، باتری گاز شروع به بالا رفتن می کند. این فرآیند تشکیل گاز را آغاز کرد. به محض پر شدن مخزن ذخیره، گاز حاصل باید تخلیه شود. گاز اول حاوی ناخالصی های زیادی است و هوا در مخزن ذخیره وجود داشت.

مرحله دهم: سوخت
فرآیند تشکیل گاز آغاز شده است و اکنون باید بفهمیم چه چیزی می تواند به عنوان سوخت استفاده شود و چه چیزی نمی تواند استفاده شود.
بنابراین، موارد زیر برای سوخت مناسب هستند: سبزیجات فاسد، پوست سبزیجات و میوه ها، لبنیات غیرقابل استفاده، کره بیش از حد پخته شده، علف های هرز خرد شده، ضایعات دام و طیور و غیره. بسیاری از ضایعات غیرقابل استفاده گیاهی و حیوانی را می توان در نصب استفاده کرد. قطعات باید تا حد امکان ریز خرد شوند. این کار روند بازیافت را تسریع می کند.

استفاده نکنید: پوست پیاز و سیر، پوست تخم مرغ، استخوان، مواد فیبری.

حال بیایید به سوال میزان سوخت بارگیری شده نگاه کنیم. همانطور که قبلا ذکر شد، چنین ظرفیتی به 3.5 - 4 کیلوگرم سوخت نیاز دارد. پردازش سوخت بسته به نوع سوخت بین 30 تا 50 روز طول می کشد. هر روز با اضافه کردن 4 کیلوگرم سوخت، ظرف 30 روز حدود 750 گرم گاز از آن تولید می شود. پر کردن بیش از حد دستگاه منجر به سوخت اضافی، اسیدیته و کمبود باکتری می شود. استاد یادآوری می کند که طبق قوانین، روزانه 5 کیلوگرم سوخت به ازای هر 1000 لیتر حجم مورد نیاز است.
مرحله یازدهم: پلانجر
برای سهولت بارگیری سوخت، استاد یک پیستون ساخت.

یکی از مشکلاتی که در کشاورزی باید حل شود، دفع کود و فضولات گیاهی است. و این یک مشکل نسبتا جدی است که نیاز به توجه مداوم دارد. بازیافت نه تنها به زمان و تلاش، بلکه مقادیر قابل توجهی نیز نیاز دارد. امروزه حداقل یک راه برای تبدیل این سردرد به منبع درآمد وجود دارد: فرآوری کود به بیوگاز. این فناوری مبتنی بر فرآیند طبیعی تجزیه کود و بقایای گیاهی به دلیل باکتری هایی است که در آنها وجود دارد. کل کار ایجاد شرایط ویژه برای کامل ترین تجزیه است. این شرایط عدم دسترسی به اکسیژن و دمای مطلوب (40-50 درجه سانتیگراد) است.

همه می دانند که کود اغلب چگونه دفع می شود: آنها آن را در انبوهی قرار می دهند، سپس پس از تخمیر، آن را به مزارع می برند. در این حالت گاز حاصل به اتمسفر رها می شود و 40 درصد نیتروژن موجود در ماده اولیه و بیشتر فسفر نیز از آنجا خارج می شود. کود حاصل از ایده آل فاصله زیادی دارد.

برای به دست آوردن بیوگاز، لازم است که فرآیند تجزیه کود بدون دسترسی به اکسیژن، در حجم بسته انجام شود. در این حالت هم نیتروژن و هم فسفر در محصول باقیمانده باقی می ماند و گاز در قسمت بالایی ظرف جمع می شود و از آنجا به راحتی می توان آن را خارج کرد. دو منبع سود وجود دارد: گاز مستقیم و کود موثر. علاوه بر این، کود از بالاترین کیفیت و 99٪ ایمن است: بیشتر میکروارگانیسم های بیماری زا و تخم های کرم ها می میرند و دانه های علف های هرز موجود در کود زنده ماندن خود را از دست می دهند. حتی خطوطی برای بسته بندی این پسماند وجود دارد.

پیش نیاز دوم برای فرآیند پردازش کود به بیوگاز، حفظ دمای مطلوب است. باکتری های موجود در زیست توده در دمای پایین غیر فعال هستند. آنها در دمای محیط +30 درجه سانتیگراد شروع به عمل می کنند. علاوه بر این، کود حاوی دو نوع باکتری است:

گیاهان ترموفیل با دمای 43+ تا 52+ درجه سانتیگراد مؤثرترین هستند: در آنها کود به مدت 3 روز پردازش می شود و خروجی از 1 لیتر منطقه مفید بیوراکتور تا 4.5 لیتر بیوگاز است (این مقدار است. حداکثر خروجی). اما حفظ دمای 50+ درجه سانتیگراد مستلزم صرف انرژی قابل توجهی است که در هر آب و هوایی سودآور نیست. بنابراین، نیروگاه های بیوگاز اغلب در دماهای مزوفیل کار می کنند. در این مورد، زمان پردازش می تواند 12-30 روز باشد، عملکرد تقریباً 2 لیتر بیوگاز در هر لیتر حجم بیوراکتور است.

ترکیب گاز بسته به مواد خام و شرایط فرآوری متفاوت است، اما تقریباً به شرح زیر است: متان - 50-70٪، دی اکسید کربن - 30-50٪، و همچنین حاوی مقدار کمی سولفید هیدروژن (کمتر از 1) است. درصد و مقادیر بسیار کمی از ترکیبات آمونیاک، هیدروژن و نیتروژن. بسته به طراحی کارخانه، بیوگاز ممکن است حاوی مقدار قابل توجهی بخار آب باشد که نیاز به خشک شدن دارد (در غیر این صورت به سادگی نمی سوزد). این که یک تاسیسات صنعتی چگونه به نظر می رسد در ویدیو نشان داده شده است.

می توان گفت که این یک کارخانه تولید گاز کامل است. اما برای یک مزرعه خصوصی یا مزرعه کوچک چنین حجمی بی فایده است. ساده ترین کارخانه بیوگاز به راحتی با دستان خود درست می شود. اما سوال این است: "بیوگاز باید به کجا ارسال شود؟" گرمای احتراق گاز حاصل از 5340 کیلو کالری بر متر مکعب تا 6230 کیلوکالری بر متر مکعب (21/6 - 24/7 کیلووات ساعت بر متر مکعب) می باشد. بنابراین می توان آن را به دیگ گاز برای تولید گرما (گرمایش و آب گرم) و یا به تاسیسات تولید برق، اجاق گاز و غیره عرضه کرد. اینگونه است که ولادیمیر راشین، طراح کارخانه بیوگاز، از کود دامی مزرعه بلدرچین خود استفاده می کند.

به نظر می رسد که اگر حداقل مقدار مناسبی از دام و طیور داشته باشید، می توانید نیازهای مزرعه خود را به گرما، گاز و برق به طور کامل برآورده کنید. و اگر روی خودروها تاسیسات گاز نصب کنید، سوخت ناوگان را نیز تامین می کند. با توجه به اینکه سهم منابع انرژی در هزینه تولید 70-80٪ است، فقط می توانید در یک بیوراکتور صرفه جویی کنید و سپس درآمد زیادی کسب کنید. در زیر تصویری از یک محاسبه اقتصادی از سودآوری یک کارخانه بیوگاز برای یک مزرعه کوچک (از سپتامبر 2014) ارائه شده است. مزرعه را نمی توان کوچک نامید، اما قطعا بزرگ هم نیست. ما بابت اصطلاحات عذرخواهی می کنیم - این سبک نویسنده است.

این یک تفکیک تقریبی از هزینه‌های مورد نیاز و طرح‌های درآمد احتمالی برای نیروگاه‌های بیوگاز خانگی است.

طرح های کارخانه های بیوگاز خانگی

ساده ترین طرح یک کارخانه بیوگاز یک ظرف مهر و موم شده - یک بیوراکتور است که دوغاب آماده شده در آن ریخته می شود. بر این اساس، دریچه ای برای بارگیری کود و دریچه ای برای تخلیه مواد اولیه فرآوری شده وجود دارد.

ساده ترین طرح یک کارخانه بیوگاز بدون هیچ زنگ و سوت

ظرف کاملاً با بستر پر نشده است: 10-15٪ حجم باید آزاد بماند تا گاز جمع شود. یک لوله خروجی گاز در درب مخزن تعبیه شده است. از آنجایی که گاز حاصل حاوی مقدار نسبتاً زیادی بخار آب است، به این شکل نمی سوزد. بنابراین لازم است آن را از آب بند عبور دهید تا خشک شود. در این دستگاه ساده، بیشتر بخار آب متراکم می شود و گاز به خوبی می سوزد. سپس توصیه می شود که گاز را از سولفید هیدروژن غیر قابل اشتعال تمیز کنید و تنها پس از آن می توان آن را به یک نگهدارنده گاز - یک ظرف برای جمع آوری گاز، رساند. و از آنجا می توان آن را بین مصرف کنندگان توزیع کرد: به یک دیگ بخار یا اجاق گاز تغذیه می شود. برای مشاهده نحوه ساخت فیلتر برای یک کارخانه بیوگاز با دستان خود، ویدیو را تماشا کنید.

تاسیسات صنعتی بزرگ روی سطح قرار می گیرند. و این، در اصل، قابل درک است - حجم کار زمین بسیار زیاد است. اما در مزارع کوچک کاسه پناهگاه در زمین مدفون است. این اولاً به شما امکان می دهد هزینه حفظ دمای مورد نیاز را کاهش دهید و ثانیاً در یک حیاط خلوت خصوصی در حال حاضر انواع دستگاه ها به اندازه کافی وجود دارد.

ظرف را می توان به صورت آماده برداشت یا از آجر، بتن و غیره در یک گودال حفر شده تهیه کرد. اما در این مورد، شما باید مراقب سفتی و نفوذ ناپذیری هوا باشید: فرآیند بی هوازی است - بدون دسترسی به هوا، بنابراین لازم است لایه ای غیرقابل نفوذ به اکسیژن ایجاد شود. به نظر می رسد که این سازه چند لایه است و تولید چنین پناهگاهی فرآیندی طولانی و پرهزینه است. بنابراین، دفن یک ظرف آماده ارزان تر و راحت تر است. قبلاً، اینها لزوما بشکه های فلزی بودند که اغلب از فولاد ضد زنگ ساخته می شدند. امروزه با ورود ظروف پی وی سی به بازار می توانید از آنها استفاده کنید. آنها از نظر شیمیایی خنثی هستند، رسانایی حرارتی پایینی دارند، عمر طولانی دارند و چندین برابر ارزانتر از فولاد ضد زنگ هستند.

اما نیروگاه بیوگاز که در بالا توضیح داده شد بهره وری پایینی خواهد داشت. برای فعال کردن فرآیند پردازش، اختلاط فعال جرم واقع در قیف ضروری است. در غیر این صورت، پوسته ای روی سطح یا در ضخامت بستر ایجاد می شود که روند تجزیه را کند می کند و گاز کمتری در خروجی تولید می شود. مخلوط کردن به هر روش موجود انجام می شود. به عنوان مثال، همانطور که در ویدیو نشان داده شده است. در این صورت می توان هر درایو ساخت.

روش دیگری برای مخلوط کردن لایه ها وجود دارد، اما غیر مکانیکی است - باربیتاسیون: گاز تولید شده تحت فشار به قسمت پایین ظرف با کود وارد می شود. حباب های گاز که به سمت بالا می روند، پوسته را می شکنند. از آنجایی که همان بیوگاز عرضه می شود، هیچ تغییری در شرایط فرآوری ایجاد نخواهد شد. همچنین، این گاز را نمی توان یک مصرف در نظر گرفت - دوباره به مخزن گاز ختم می شود.

همانطور که در بالا ذکر شد، عملکرد خوب نیاز به دماهای بالا دارد. برای اینکه هزینه زیادی برای حفظ این دما خرج نکنید، باید مراقب عایق بندی باشید. انتخاب نوع عایق حرارتی، البته به شما بستگی دارد، اما امروزه بهینه ترین آنها فوم پلی استایرن است. از آب نمی ترسد، تحت تأثیر قارچ ها و جوندگان قرار نمی گیرد، دارای عمر طولانی و عملکرد عایق حرارتی عالی است.

شکل بیوراکتور می تواند متفاوت باشد، اما رایج ترین شکل آن استوانه ای است. از نقطه نظر پیچیدگی اختلاط بستر ایده آل نیست، اما بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد زیرا افراد تجربه زیادی در ساخت چنین ظروفی انباشته اند. و اگر چنین استوانه ای با یک پارتیشن تقسیم شود، می توان از آنها به عنوان دو مخزن جداگانه استفاده کرد که در آن فرآیند در زمان جابجا می شود. در این حالت، می توان یک المنت گرمایشی را در پارتیشن تعبیه کرد، بنابراین مشکل حفظ دما در دو محفظه به طور همزمان حل می شود.

در ساده ترین نسخه، کارخانه های بیوگاز خانگی یک گودال مستطیلی هستند که دیواره های آن از بتن ساخته شده است و برای محکم شدن با لایه ای از فایبرگلاس و رزین پلی استر درمان می شوند. این ظرف مجهز به درب می باشد. استفاده از آن بسیار ناخوشایند است: گرم کردن، مخلوط کردن و حذف توده تخمیر شده دشوار است و دستیابی به پردازش کامل و راندمان بالا غیرممکن است.

وضعیت در مورد کارخانه های فرآوری کود بیوگاز سنگر کمی بهتر است. آنها لبه های اریب دارند که بارگیری کود تازه را آسان تر می کند. اگر پایین را در شیب ایجاد کنید، آنگاه توده تخمیر شده بر اثر گرانش به یک طرف منتقل می شود و انتخاب آن آسان تر خواهد بود. در چنین تأسیساتی، نه تنها برای دیوارها، بلکه برای درپوش نیز لازم است عایق حرارتی ارائه شود. اجرای چنین کارخانه بیوگاز با دستان خود دشوار نیست. اما فرآوری کامل و حداکثر مقدار گاز در آن حاصل نمی شود. حتی با گرمایش.

به مسائل فنی اساسی پرداخته شده است، و شما اکنون چندین راه برای ساختن یک کارخانه برای تولید بیوگاز از کود می دانید. هنوز تفاوت های ظریف فنی وجود دارد.

چه چیزی را می توان بازیافت کرد و چگونه می توان به نتایج خوب دست یافت

کود هر حیوانی حاوی ارگانیسم های لازم برای پردازش آن است. کشف شده است که بیش از هزار میکروارگانیسم مختلف در فرآیند تخمیر و تولید گاز نقش دارند. مواد متان ساز مهمترین نقش را دارند. همچنین اعتقاد بر این است که همه این میکروارگانیسم ها به نسبت مطلوب در کود گاوی یافت می شوند. در هر صورت، هنگام پردازش این نوع زباله ها در ترکیب با مواد گیاهی، بیشترین میزان بیوگاز آزاد می شود. جدول میانگین داده های رایج ترین انواع ضایعات کشاورزی را نشان می دهد. لطفا توجه داشته باشید که این مقدار گاز خروجی را می توان در شرایط ایده آل به دست آورد.

برای بهره وری خوب، لازم است رطوبت بستر مشخصی حفظ شود: 85-90٪. اما باید از آبی استفاده کرد که مواد شیمیایی خارجی نداشته باشد. حلال ها، آنتی بیوتیک ها، مواد شوینده و غیره تاثیر منفی بر فرآیندها دارند. همچنین برای اینکه فرآیند به طور عادی پیش برود، مایع نباید حاوی قطعات بزرگ باشد. حداکثر اندازه قطعات: 1*2 سانتی متر، قطعات کوچکتر بهتر است. بنابراین، اگر قصد دارید مواد گیاهی را اضافه کنید، باید آنها را آسیاب کنید.

برای پردازش عادی در بستر، حفظ سطح pH بهینه: در محدوده 6.7-7.6 مهم است. معمولاً محیط دارای اسیدیته طبیعی است و فقط گاهی اوقات باکتری های اسیدساز سریعتر از باکتری های متان ساز رشد می کنند. سپس محیط اسیدی می شود، تولید گاز کاهش می یابد. برای رسیدن به مقدار مطلوب، آهک معمولی یا سودا را به بستر اضافه کنید.

اکنون کمی در مورد زمان مورد نیاز برای پردازش کود. به طور کلی، زمان بستگی به شرایط ایجاد شده دارد، اما اولین گاز می تواند در روز سوم پس از شروع تخمیر شروع به جریان کند. فعال ترین تشکیل گاز زمانی رخ می دهد که کود دامی 30-33٪ تجزیه شود. برای درک زمان، فرض کنید که پس از دو هفته، بستر 20-25٪ تجزیه می شود. یعنی به طور مطلوب پردازش باید یک ماه طول بکشد. در این صورت کود از بالاترین کیفیت برخوردار است.

محاسبه حجم bin برای پردازش

برای مزارع کوچک، نصب بهینه یک نصب ثابت است - این زمانی است که کود تازه در بخش های کوچک روزانه عرضه می شود و در همان قسمت ها حذف می شود. برای اینکه فرآیند مختل نشود، سهم بار روزانه نباید از 5 درصد حجم پردازش شده بیشتر شود.

تأسیسات خانگی برای پردازش کود به بیوگاز اوج کمال نیستند، اما کاملاً مؤثر هستند

بر این اساس می توانید به راحتی حجم مخزن مورد نیاز یک کارخانه بیوگاز خانگی را تعیین کنید. شما باید حجم روزانه کود را از مزرعه خود (در حال حاضر در حالت رقیق شده با رطوبت 85-90٪) در 20 ضرب کنید (این برای دمای مزوفیل است، برای دمای گرما دوست باید 30 ضرب کنید). به شکل حاصل باید 15-20٪ دیگر اضافه کنید - فضای آزاد برای جمع آوری بیوگاز در زیر گنبد. شما پارامتر اصلی را می دانید. تمام هزینه های بیشتر و پارامترهای سیستم به این بستگی دارد که کدام طرح نیروگاه بیوگاز برای اجرا انتخاب شده است و چگونه همه چیز را انجام خواهید داد. کاملاً ممکن است به مواد بداهه بسنده کنید یا می توانید نصب کلید در دست را سفارش دهید. توسعه کارخانه از 1.5 میلیون یورو هزینه خواهد داشت، نصب از Kulibins ارزان تر خواهد بود.

ثبت قانونی

نصب باید با SES، بازرسی گاز و آتش نشانان هماهنگ شود. شما نیاز خواهید داشت:

• نمودار تکنولوژیکی نصب.
• طرح چیدمان تجهیزات و اجزاء با اشاره به خود نصب، محل نصب واحد حرارتی، محل خطوط لوله و شبکه انرژی و اتصالات پمپ. نمودار باید صاعقه گیر و جاده های دسترسی را نشان دهد.
• اگر نصب در داخل خانه قرار گیرد، یک طرح تهویه نیز مورد نیاز است، که حداقل تبادل هشت برابری کل هوای اتاق را فراهم می کند.

همانطور که می بینیم، ما در اینجا نمی توانیم بدون بوروکراسی کار کنیم.

در نهایت، کمی در مورد عملکرد نصب. به طور متوسط ​​در روز یک نیروگاه بیوگاز حجمی گاز دو برابر حجم مفید مخزن تولید می کند. یعنی 40 متر مکعب دوغاب 80 متر مکعب گاز در روز تولید می کند. تقریباً 30٪ برای اطمینان از خود فرآیند هزینه می شود (اقلام هزینه اصلی گرمایش است). آن ها در خروجی روزانه 56 متر مکعب بیوگاز دریافت خواهید کرد. طبق آمار، برای تامین نیازهای یک خانواده سه نفره و گرم کردن یک خانه با متراژ متوسط، 10 متر مکعب نیاز است. در موجودی خالص شما 46 متر مکعب در روز دارید. و این با یک نصب کوچک است.

نتایج

با سرمایه گذاری مقدار مشخصی پول در راه اندازی یک کارخانه بیوگاز (چه با دست خود یا به صورت کلید در دست)، نه تنها نیازها و نیازهای خود را به گرما و گاز برآورده خواهید کرد، بلکه قادر به فروش گاز نیز خواهید بود. و همچنین کودهای باکیفیت حاصل از فرآوری.

موضوع سوخت های جایگزین برای چندین دهه مطرح بوده است. بیوگاز یک منبع سوخت طبیعی است که می توانید خودتان آن را تولید و استفاده کنید، به خصوص اگر دام دارید.

آنچه هست

ترکیب بیوگاز مشابه آن چیزی است که در مقیاس صنعتی تولید می شود. مراحل تولید بیوگاز:

1. بیوراکتور ظرفی است که در آن جرم بیولوژیکی توسط باکتری های بی هوازی در خلاء پردازش می شود.
2. پس از مدتی گازی متشکل از متان، دی اکسید کربن، سولفید هیدروژن و سایر مواد گازی آزاد می شود.
3. این گاز خالص شده و از راکتور خارج می شود.
4. زیست توده بازیافتی یک کود عالی است که برای غنی‌سازی مزارع از راکتور حذف می‌شود.

تولید بیوگاز با دستان خود در خانه به شرطی امکان پذیر است که در روستا زندگی کنید و به فضولات حیوانی دسترسی داشته باشید. این یک گزینه سوخت خوب برای دامداری ها و شرکت های کشاورزی است.

مزیت بیوگاز این است که انتشار متان را کاهش می دهد و منبع انرژی جایگزین را فراهم می کند. در نتیجه فرآوری زیست توده، کود برای باغات و مزارع سبزیجات تشکیل می شود که یک مزیت اضافی است.

برای تولید بیوگاز خود، باید یک بیوراکتور برای پردازش کود، فضولات پرندگان و سایر ضایعات آلی بسازید. مواد اولیه مورد استفاده عبارتند از:

• فاضلاب؛
• پوشال؛
• چمن؛
• گل و لای رودخانه

مهم است که از ورود ناخالصی های شیمیایی به راکتور جلوگیری شود، زیرا آنها در فرآیند پردازش اختلال ایجاد می کنند.

موارد استفاده

فرآوری کود به بیوگاز به دست آوردن انرژی الکتریکی، حرارتی و مکانیکی را ممکن می سازد. این سوخت در مقیاس صنعتی یا در خانه های شخصی استفاده می شود. استفاده می شود برای:

• گرمایش؛
• نورپردازی؛
• آب گرمایش؛
• عملکرد موتورهای احتراق داخلی

با استفاده از بیوراکتور، می توانید پایگاه انرژی خود را برای تامین انرژی خانه خصوصی یا تولیدات کشاورزی خود ایجاد کنید.

نیروگاه های حرارتی با استفاده از بیوگاز روشی جایگزین برای گرم کردن مزرعه خصوصی یا روستای کوچک هستند. زباله های آلی را می توان به برق تبدیل کرد که بسیار ارزان تر از انتقال آن به محل و پرداخت قبوض آب و برق است. از بیوگاز می توان برای پخت و پز روی اجاق گاز استفاده کرد. مزیت بزرگ سوخت زیستی این است که یک منبع انرژی پایان ناپذیر و تجدیدپذیر است.

راندمان سوخت زیستی

بیوگاز از بستر و کود بی رنگ و بی بو است. همان مقدار گرمای گاز طبیعی را فراهم می کند. یک متر مکعب بیوگاز به اندازه 1.5 کیلوگرم زغال سنگ انرژی تولید می کند.

بیشتر اوقات، مزارع زباله های دام را دفع نمی کنند، بلکه آنها را در یک منطقه ذخیره می کنند. در نتیجه متان در اتمسفر آزاد می شود و کود کود خاصیت خود را به عنوان کود از دست می دهد. زباله های پردازش شده به موقع مزایای بسیار بیشتری را برای مزرعه به همراه خواهد داشت.

به راحتی می توان کارایی دفع کود را از این طریق محاسبه کرد. گاو به طور متوسط ​​30-40 کیلوگرم کود در روز تولید می کند. این توده 1.5 متر مکعب گاز تولید می کند. از این مقدار 3 کیلووات بر ساعت برق تولید می شود.

چگونه یک راکتور بیومتریال بسازیم

بیوراکتورها ظروف بتنی با سوراخ هایی برای حذف مواد خام هستند. قبل از ساخت و ساز، باید مکانی را در سایت انتخاب کنید. اندازه راکتور به مقدار زیست توده ای که روزانه دارید بستگی دارد. باید 2/3 ظرف پر شود.

اگر زیست توده کمی وجود دارد، به جای یک ظرف بتنی، می توانید یک بشکه آهنی، به عنوان مثال، یک بشکه معمولی بگیرید. اما باید قوی باشد، با جوش های با کیفیت بالا.

مقدار گاز تولیدی مستقیماً به حجم مواد خام بستگی دارد. در یک ظرف کوچک، مقدار کمی از آن را دریافت خواهید کرد. برای به دست آوردن 100 متر مکعب بیوگاز، باید یک تن جرم بیولوژیکی را پردازش کنید.

برای افزایش استحکام نصب، معمولاً آن را در زمین دفن می کنند. راکتور باید دارای یک لوله ورودی برای بارگیری زیست توده و یک خروجی برای حذف مواد زائد باشد. باید سوراخی در بالای مخزن وجود داشته باشد که از طریق آن بیوگاز تخلیه می شود. بهتر است آن را با آب بند ببندید.

برای یک واکنش صحیح، ظرف باید به صورت هرمتیک، بدون دسترسی هوا بسته شود. آب بند آب حذف به موقع گازها را تضمین می کند که از انفجار سیستم جلوگیری می کند.

راکتور برای یک مزرعه بزرگ

طراحی ساده بیوراکتور برای مزارع کوچک با 1-2 حیوان مناسب است. اگر صاحب یک مزرعه هستید، بهتر است یک راکتور صنعتی نصب کنید که بتواند حجم زیادی از سوخت را تحمل کند. بهتر است شرکت های ویژه ای را درگیر توسعه پروژه و نصب سیستم کنید.

مجتمع های صنعتی عبارتند از:

• مخازن ذخیره موقت؛
• تاسیسات اختلاط؛
• یک نیروگاه حرارتی کوچک که انرژی برای گرم کردن ساختمان ها و گلخانه ها و همچنین برق را تامین می کند.
• ظروف برای کود تخمیری که به عنوان کود استفاده می شود.

موثرترین گزینه ساخت یک مجتمع برای چندین مزرعه همسایه است. هر چه مواد زیستی بیشتر پردازش شود، در نتیجه انرژی بیشتری تولید می شود.

قبل از دریافت بیوگاز، تاسیسات صنعتی باید مورد تایید ایستگاه بهداشتی و اپیدمیولوژیک، آتش نشانی و بازرسی گاز باشد. آنها مستند هستند؛ استانداردهای خاصی برای مکان همه عناصر وجود دارد.

نحوه محاسبه حجم راکتور

حجم راکتور به میزان زباله تولید شده روزانه بستگی دارد. به یاد داشته باشید که برای تخمیر موثر، ظرف فقط باید 2/3 پر باشد. زمان تخمیر، دما و نوع ماده اولیه را نیز در نظر بگیرید.

بهتر است کود را قبل از فرستادن به هاضم با آب رقیق کنید. پردازش کود در دمای 35-40 درجه حدود 2 هفته طول می کشد. برای محاسبه حجم، حجم اولیه ضایعات را با آب تعیین کنید و 25-30٪ اضافه کنید. حجم زیست توده باید هر دو هفته یکبار باشد.

نحوه اطمینان از فعالیت زیست توده

برای تخمیر مناسب زیست توده، بهتر است مخلوط را گرم کنید. در مناطق جنوبی، دمای هوا باعث شروع تخمیر می شود. اگر در شمال یا در منطقه میانی زندگی می کنید، می توانید عناصر گرمایش اضافی را متصل کنید.

برای شروع فرآیند، دمای 38 درجه مورد نیاز است. چندین راه برای اطمینان از این موضوع وجود دارد:

• یک سیم پیچ در زیر راکتور متصل به سیستم گرمایش.
• عناصر گرمایش داخل ظرف؛
• گرم کردن مستقیم ظرف با وسایل گرمایش الکتریکی.

توده بیولوژیکی از قبل حاوی باکتری هایی است که برای تولید بیوگاز مورد نیاز هستند. با افزایش دمای هوا بیدار می شوند و شروع به فعالیت می کنند.

بهتر است آنها را با سیستم گرمایش اتوماتیک گرم کنید. آنها با ورود جرم سرد به راکتور روشن می شوند و زمانی که دما به مقدار مورد نظر رسید به طور خودکار خاموش می شوند. چنین سیستم هایی در دیگهای گرمایش آب نصب می شوند؛ آنها را می توان در فروشگاه های تجهیزات گاز خریداری کرد.

اگر گرمایش را تا 30-40 درجه فراهم کنید، پردازش 12-30 روز طول می کشد. بستگی به ترکیب و حجم جرم دارد. هنگامی که تا 50 درجه گرم می شود، فعالیت باکتری افزایش می یابد و پردازش 3-7 روز طول می کشد. عیب چنین تاسیساتی هزینه بالای نگهداری دماهای بالا است. آنها با مقدار سوخت دریافتی قابل مقایسه هستند، بنابراین سیستم بی اثر می شود.

راه دیگر برای فعال کردن باکتری های بی هوازی، هم زدن زیست توده است. می‌توانید شفت‌ها را خودتان در دیگ نصب کنید و در صورت لزوم دسته را به بیرون ببرید تا جرم به هم بخورد. اما طراحی یک سیستم خودکار که جرم را بدون مشارکت شما مخلوط می کند بسیار راحت تر است.

حذف صحیح گاز

بیوگاز از کود از طریق پوشش بالایی راکتور خارج می شود. در طول فرآیند تخمیر باید محکم بسته شود. به طور معمول از آب بند استفاده می شود. این فشار در سیستم را کنترل می کند، هنگامی که افزایش می یابد، درب بالا می رود و شیر آزاد کننده فعال می شود. وزنه به عنوان وزنه تعادل استفاده می شود. در خروجی، گاز با آب تصفیه می شود و بیشتر از طریق لوله ها جریان می یابد. تصفیه با آب برای حذف بخار آب از گاز ضروری است، در غیر این صورت نمی سوزد.

قبل از اینکه بیوگاز تبدیل به انرژی شود، باید انباشته شود. باید در مخزن گاز ذخیره شود:

• به شکل گنبد ساخته شده و در خروجی راکتور نصب می شود.
• اغلب از آهن ساخته شده و برای جلوگیری از خوردگی با چندین لایه رنگ پوشانده می شود.
• در مجتمع های صنعتی مخزن گاز یک مخزن مجزا می باشد.

گزینه دیگر برای ساخت نگهدارنده گاز: از کیسه PVC استفاده کنید. این ماده الاستیک با پر شدن کیسه کشیده می شود. در صورت لزوم، می تواند مقادیر زیادی بیوگاز را ذخیره کند.

کارخانه تولید سوخت زیستی زیرزمینی

برای صرفه جویی در فضا، بهتر است تاسیسات زیرزمینی بسازید. این ساده ترین راه برای دریافت بیوگاز در خانه است. برای راه اندازی یک بیوراکتور زیرزمینی، باید یک سوراخ حفر کنید و دیوارها و کف آن را با بتن مسلح پر کنید.

سوراخ هایی در دو طرف ظرف برای لوله های ورودی و خروجی ایجاد می شود. علاوه بر این، لوله خروجی باید در پایه ظرف برای پمپاژ توده زباله قرار گیرد. قطر آن 7-10 سانتی متر است سوراخ ورودی با قطر 25-30 سانتی متر بهتر است در قسمت بالایی قرار گیرد.

نصب با آجرکاری در بالا پوشیده شده است و یک مخزن گاز برای دریافت بیوگاز تعبیه شده است. در خروجی ظرف باید دریچه ای برای تنظیم فشار ایجاد کنید.

یک نیروگاه بیوگاز را می توان در حیاط خانه شخصی دفن کرد و فاضلاب و فضولات دام را به آن وصل کرد. راکتورهای بازیافت می توانند به طور کامل نیازهای برق و گرمایش یک خانواده را پوشش دهند. یک مزیت اضافی دریافت کود برای باغ شما است.

بیوراکتور DIY راهی برای دریافت انرژی از مراتع و کسب درآمد از کود است. هزینه های انرژی مزرعه را کاهش می دهد و سودآوری را افزایش می دهد. می توانید خودتان این کار را انجام دهید یا سفارش نصب را بدهید. قیمت به حجم بستگی دارد، از 7000 روبل شروع می شود.