Ako vyrobiť metán doma. DIY bioplynová stanica pre domácnosť

28.08.2023

Mnoho majiteľov domácností sa obáva, ako znížiť náklady na vykurovanie domu, varenie a dodávku elektriny. Niektorí z nich už postavili bioplynové stanice vlastnými rukami a čiastočne alebo úplne sa izolovali od dodávateľov energií. Ukazuje sa, že získať takmer bezplatné palivo v súkromnej domácnosti nie je veľmi ťažké.

Čo je bioplyn a ako sa dá využiť?

Majitelia usadlostí vedia: uložením akéhokoľvek rastlinného materiálu, vtáčieho trusu a hnoja na hromadu môžete časom získať cenné organické hnojivo. Málokto z nich ale vie, že biomasa sa nerozkladá sama od seba, ale vplyvom rôznych baktérií.

Spracovaním biologického substrátu tieto drobné mikroorganizmy uvoľňujú odpadové produkty vrátane zmesi plynov. Väčšinu z toho (asi 70 %) tvorí metán – ten istý plyn, ktorý horí v horákoch domácich sporákov a vykurovacích kotlov.

Myšlienka využitia takýchto ekologických palív pre rôzne ekonomické potreby nie je nová. Zariadenia na jeho extrakciu sa používali už v starovekej Číne. Sovietski inovátori skúmali možnosť využitia bioplynu aj v 60. rokoch minulého storočia. Táto technológia však zažila skutočné oživenie začiatkom roku 2000. V súčasnosti sa bioplynové stanice aktívne využívajú v Európe a USA na vykurovanie domácností a iné potreby.

Ako funguje bioplynová stanica?

Princíp činnosti zariadenia na výrobu bioplynu je pomerne jednoduchý:

Biomasa zriedená vodou sa vloží do uzavretej nádoby, kde začne „kvasiť“ a uvoľňovať plyny;
obsah nádrže je pravidelne aktualizovaný - baktériami spracované suroviny sa vypúšťajú a pridávajú čerstvé (v priemere asi 5-10% denne);
Plyn nahromadený v hornej časti nádrže sa privádza špeciálnou trubicou do zberača plynu a potom do domácich spotrebičov.

Schéma zariadenia na výrobu bioplynu.

Aké suroviny sú vhodné pre bioreaktor?

Zariadenia na výrobu bioplynu sú rentabilné len tam, kde dochádza k dennému dopĺňaniu čerstvej organickej hmoty – hnoja alebo trusu hospodárskych zvierat a hydiny. Do bioreaktora môžete pridať aj nasekanú trávu, vrcholy, lístie a domáci odpad (najmä šupky zo zeleniny).

Účinnosť inštalácie do značnej miery závisí od typu nakladanej suroviny. Je dokázané, že pri rovnakej hmotnosti sa najvyššia výťažnosť bioplynu získava z hnoja ošípaných a morčacieho trusu. Na druhej strane kravské exkrementy a silážny odpad produkujú menej plynu pri rovnakej záťaži.

Využitie biosurovín na vykurovanie domácností.

Čo nemožno použiť v bioplynovej stanici?

Existujú faktory, ktoré môžu výrazne znížiť aktivitu anaeróbnych baktérií, či dokonca úplne zastaviť proces výroby bioplynu. Suroviny obsahujúce:

antibiotiká;
pleseň;
syntetické detergenty, rozpúšťadlá a iné „chemikálie“;
živice (vrátane pilín z ihličnatých stromov).

Je neefektívne používať už hnijúci hnoj – nakladať možno len čerstvý alebo predsušený odpad. Suroviny by sa tiež nemali nechať namočiť - ukazovateľ 95% sa už považuje za kritický. K biomase je však ešte potrebné pridať malé množstvo čistej vody, aby sa uľahčilo jej nakladanie a urýchlil proces fermentácie. Hnoj a odpad sa zriedia na konzistenciu riedkej krupicovej kaše.

Bioplynová stanica pre domácnosť

Dnes priemysel už vyrába zariadenia na výrobu bioplynu v priemyselnom meradle. Ich obstaranie a inštalácia je nákladná, takéto zariadenia v súkromných domácnostiach sa vrátia najskôr za 7-10 rokov, ak sa na spracovanie použijú veľké objemy organických látok. Skúsenosti ukazujú, že v prípade potreby môže skúsený majiteľ postaviť malú bioplynovú stanicu pre súkromný dom vlastnými rukami az najdostupnejších materiálov.

Príprava spracovateľského bunkra

V prvom rade budete potrebovať hermeticky uzavretú valcovú nádobu. Môžete samozrejme použiť veľké hrnce alebo varne, ale ich malý objem neumožní dosiahnuť dostatočnú produkciu plynu. Preto sa na tieto účely najčastejšie používajú plastové sudy s objemom od 1 m³ do 10 m³.

Môžete si ho vyrobiť sami. PVC dosky sú komerčne dostupné, s dostatočnou pevnosťou a odolnosťou voči agresívnemu prostrediu ich možno ľahko zvariť do konštrukcie požadovanej konfigurácie. Ako bunker sa dá použiť aj kovový sud dostatočného objemu. Je pravda, že budete musieť vykonať antikorózne opatrenia - zakryte ho zvnútra aj zvonka farbou odolnou voči vlhkosti. Ak je nádrž vyrobená z nehrdzavejúcej ocele, nie je to potrebné.

Systém výfuku plynu

Výstupné potrubie plynu je namontované v hornej časti suda (zvyčajne vo veku) - tu sa hromadí podľa fyzikálnych zákonov. Prostredníctvom pripojeného potrubia sa bioplyn privádza do uzáveru vody, potom do zásobníka (voliteľne pomocou kompresora do valca) a do domácich spotrebičov. Odporúča sa tiež nainštalovať vypúšťací ventil vedľa výstupu plynu - ak je tlak vo vnútri nádrže príliš vysoký, uvoľní prebytočný plyn.

Systém dodávky a vykládky surovín

Na zabezpečenie nepretržitej produkcie plynnej zmesi je potrebné baktérie v substráte neustále (denne) „kŕmiť“, to znamená pridávať čerstvý hnoj alebo inú organickú hmotu. Na druhej strane už spracované suroviny z bunkra musia byť odstránené, aby nezaberali užitočný priestor v bioreaktore.

Na tento účel sú v hlavni vytvorené dva otvory - jeden (na vykladanie) takmer pri dne, druhý (na nakladanie) vyššie. Do nich sú privarené (spájkované, lepené) rúry s priemerom minimálne 300 mm. Nakladacie potrubie je nasmerované nahor a je vybavené lievikom a odtok je usporiadaný tak, aby bolo vhodné zbierať spracovanú hnojovicu (neskôr sa môže použiť ako hnojivo). Spoje sú utesnené.

Vykurovací systém

Tepelná izolácia bunkra.

Ak je bioreaktor inštalovaný vo vonkajšom prostredí alebo v nevykurovanej miestnosti (čo je potrebné z bezpečnostných dôvodov), potom musí byť vybavený tepelnou izoláciou a ohrevom substrátu. Prvá podmienka sa dosiahne „obalením“ hlavne akýmkoľvek izolačným materiálom alebo zahĺbením do zeme.

Pokiaľ ide o vykurovanie, môžete zvážiť rôzne možnosti. Niektorí remeselníci inštalujú potrubia, cez ktoré cirkuluje voda z vykurovacieho systému, a inštalujú ich pozdĺž stien suda vo forme cievky. Iní umiestnia reaktor do väčšej nádrže s vodou vo vnútri, vyhrievanej elektrickými ohrievačmi. Prvá možnosť je pohodlnejšia a oveľa ekonomickejšia.

Pre optimalizáciu prevádzky reaktora je potrebné udržiavať teplotu jeho obsahu na určitej úrovni (najmenej 38⁰C). Ak však stúpne nad 55 °C, baktérie tvoriace plyn sa jednoducho „uvaria“ a proces fermentácie sa zastaví.

Systém miešania

Ako ukazuje prax, v konštrukciách ručné miešadlo akejkoľvek konfigurácie výrazne zvyšuje účinnosť bioreaktora. Os, ku ktorej sú privarené (priskrutkované) lopatky „mixéra“, sa odstráni cez veko suda. Potom sa na ňu umiestni kľučka brány a otvor sa starostlivo utesní. Domáci remeselníci však nie vždy vybavujú fermentory takýmito zariadeniami.

Výroba bioplynu

Po pripravenosti inštalácie sa do nej naloží biomasa zriedená vodou v pomere približne 2:3. Veľký odpad je potrebné rozdrviť - maximálna veľkosť frakcie by nemala presiahnuť 10 mm. Potom sa veko zatvorí – stačí len počkať, kým zmes začne „kvasiť“ a uvoľňovať bioplyn. Za optimálnych podmienok sa prvá dodávka paliva pozoruje niekoľko dní po naložení.

Skutočnosť, že plyn „naštartoval“, možno posúdiť podľa charakteristického bublavého zvuku vo vodnom uzávere. Zároveň treba skontrolovať tesnosť hlavne. To sa vykonáva pomocou bežného mydlového roztoku - nanáša sa na všetky kĺby a pozoruje sa, či sa neobjavia bubliny.

Prvá aktualizácia biosurovín by sa mala uskutočniť približne o dva týždne. Po naliatí biomasy do lievika vytečie z výstupného potrubia rovnaký objem odpadovej organickej hmoty. Potom sa tento postup vykonáva denne alebo každé dva dni.

Ako dlho vydrží výsledný bioplyn?

V malej farme nebude bioplynová stanica absolútnou alternatívou k zemnému plynu a iným dostupným zdrojom energie. Napríklad pomocou zariadenia s objemom 1 m³ získate palivo len na pár hodín varenia pre malú rodinu.

Ale s bioreaktorom s objemom 5 m³ je už možné vykurovať miestnosť s plochou 50 m², ale jej prevádzku bude potrebné udržiavať denným nakladaním surovín s hmotnosťou najmenej 300 kg. Na to potrebujete mať na farme asi desať ošípaných, päť kráv a pár desiatok sliepok.

Remeselníci, ktorým sa podarilo samostatne vyrobiť pracovné bioplynové stanice, zdieľajú videá s majstrovskými kurzami na internete:

Požadované povinné materiály:

dve nádoby;
spojovacie potrubia;
ventily;
plynový filter;
prostriedky na zabezpečenie tesnosti (lepidlo, živica, tmel atď.);

Žiaduce:

miešadlo s elektromotorom;
teplotný senzor;
tlakomer;

Nižšie uvedená sekvencia je vhodná pre južné oblasti. Pre prevádzku za akýchkoľvek podmienok by mal pribudnúť systém ohrevu reaktora, ktorý zabezpečí ohrev nádoby na 40 stupňov Celzia a zvýši tepelnú izoláciu napríklad ohradením konštrukcie skleníkom. Je vhodné zakryť skleník čiernym filmom. Potrubie je vhodné doplniť aj o zariadenie na odvod kondenzátu.

Vytvorenie jednoduchej bioplynovej stanice:

Vytvorte skladovací kontajner. Vyberieme nádrž, kde sa bude výsledný bioplyn skladovať. Zásobník je upevnený ventilom a vybavený manometrom. Ak je spotreba plynu konštantná, potom nie je potrebná plynová nádrž.
Izolujte štruktúru vo vnútri jamy.
Nainštalujte potrubia. Do jamy položte potrubie na nakladanie surovín a vykladanie kompostového humusu. V nádrži reaktora je vytvorený vstupný a výstupný otvor. Reaktor je umiestnený v šachte. Rúry sú pripojené k otvorom. Rúry sú pevne zaistené pomocou lepidla alebo iných vhodných prostriedkov. Priemer rúr menší ako 30 cm prispeje k ich upchávaniu. Miesto nakladania by sa malo zvoliť na slnečnej strane.
Nainštalujte poklop. Rektor vybavený poklopom uľahčuje opravy a údržbu. Poklop a nádoba reaktora by mali byť utesnené gumou. Môžete tiež nainštalovať snímače teploty, tlaku a hladiny surovín.
Vyberte nádobu pre bioreaktor. Vybraná nádoba musí byť odolná - pretože fermentácia uvoľňuje veľké množstvo energie; mať dobrú tepelnú izoláciu; byť vzduch a vodotesný. Najvhodnejšie sú nádoby v tvare vajíčka. Ak je výstavba takéhoto reaktora problematická, potom by bola vhodnou alternatívou valcová nádoba so zaoblenými hranami. Nádoby štvorcového tvaru sú menej účinné, pretože stvrdnutá biomasa sa hromadí v rohoch, čo sťažuje fermentáciu.
Pripravte jamu.
Vyberte miesto pre montáž budúcej inštalácie. Vhodné je vybrať si miesto dostatočne vzdialené od domu a tak, aby ste mohli vykopať jamu. Umiestnenie do jamy vám umožňuje výrazne ušetriť na tepelnej izolácii pomocou lacných materiálov, ako je hlina.
Skontrolujte tesnosť výslednej konštrukcie.
Spustite systém.
Pridajte suroviny.Čakáme asi dva týždne, kým prebehnú všetky potrebné procesy Nevyhnutnou podmienkou spaľovania plynu je zbavenie sa oxidu uhličitého. Na to poslúži bežný filter z železiarstva. Domáci filter je vyrobený z 30 cm dlhého kusu plynového potrubia naplneného suchým drevom a kovovými hoblinami.

Zloženie a typy

Bioplyn je plyn získaný ako výsledok trojfázového biochemického procesu na biomase, ktorý prebieha v uzavretých podmienkach.

Proces rozkladu biomasy je sekvenčný: najprv je vystavená hydrolytickým baktériám, potom kyselinotvorným baktériám a nakoniec baktériám tvoriacim metán. Materiál pre mikroorganizmy v každom štádiu je produktom činnosti predchádzajúcej fázy.

Na výstupe vyzerá približné zloženie bioplynu takto:

metán (50 až 70 %);
oxid uhličitý (30 až 40 %);
sírovodík (~2 %);
vodík (-1 %);
amoniak (~1 %);

Presnosť proporcií je ovplyvnená použitými surovinami a technológiou výroby plynu. Metán má potenciál na spaľovanie, čím vyššie je jeho percento, tým lepšie.

Staroveké kultúry staré viac ako tri tisícky rokov (India, Perzia alebo Asýria) majú skúsenosti s používaním horľavého močiarneho plynu. Vedecký základ sa vytvoril oveľa neskôr. Chemický vzorec metánu CH 4 objavil vedec John Dalton a prítomnosť metánu v močiarnom plyne objavil Humphry Davy. Druhá svetová vojna zohrala veľkú úlohu v rozvoji priemyslu alternatívnej energie, ktorá si od bojujúcich strán vyžadovala obrovskú potrebu energetických zdrojov.

Vlastníctvo obrovských zásob ropy a zemného plynu v ZSSR viedlo k nedostatku dopytu po iných technológiách výroby energie, štúdium bioplynu bolo predmetom záujmu najmä akademickej vedy. Momentálne sa situácia zmenila natoľko, že okrem priemyselnej výroby rôznych druhov palív si bioplynovú stanicu môže vytvoriť každý pre svoje účely.

Inštalačné zariadenie

– súbor zariadení určených na výrobu bioplynu z organických surovín.

Podľa druhu dodávanej suroviny sa rozlišujú tieto typy bioplynových staníc:

s porciovaným kŕmením;
s nepretržitým podávaním;

Bioplynové stanice s neustálym prísunom surovín sú efektívnejšie.

Podľa druhu spracovania surovín:

Žiadne automatické miešanie suroviny a udržiavanie požadovanej teploty - komplexy s minimálnym vybavením, vhodné pre malé farmy (Schéma 1).
S automatickým miešaním, ale bez udržiavania požadovanej teploty - slúži aj malým farmám, efektívnejšie ako predchádzajúci typ.
S podporou požadovanej teploty, ale bez automatického miešania.
S automatickým miešaním surovín a podporou teploty.

Princíp činnosti

Proces premeny organických surovín na bioplyn sa nazýva fermentácia. Suroviny sú naložené do špeciálneho kontajnera, ktorý poskytuje spoľahlivú ochranu biomasy pred kyslíkom. Udalosť, ktorá nastáva bez zásahu kyslíka, sa nazýva anaeróbna.

Pod vplyvom špeciálnych baktérií sa fermentácia začína vyskytovať v anaeróbnom prostredí. V priebehu fermentácie sa surovina pokryje kôrkou, ktorá sa musí pravidelne ničiť. Zničenie sa vykonáva dôkladným premiešaním.

Obsah je potrebné miešať aspoň dvakrát denne, bez toho, aby sa porušila tesnosť procesu. Okrem odstránenia kôry vám miešanie umožňuje rovnomerne rozložiť kyslosť a teplotu vo vnútri organickej hmoty. V dôsledku týchto manipulácií vzniká bioplyn.

Výsledný plyn sa zhromažďuje v plynovej nádrži a odtiaľ sa potrubím dodáva spotrebiteľovi. Biohnojivá získané po spracovaní východiskovej suroviny možno použiť ako potravinovú prísadu pre zvieratá alebo pridať do pôdy. Toto hnojivo sa nazýva kompostový humus.

Bioplynová stanica obsahuje tieto prvky:

homogenizačná nádrž;
reaktor;
miešadlá;
zásobná nádrž (držiak plynu);
komplex vykurovania a miešania vody;
plynový komplex;
komplex čerpadiel;
separátor;
riadiace senzory;
Prístrojové vybavenie a automatizácia s vizualizáciou;
bezpečnostný systém;

Príklad zariadenia na výrobu bioplynu priemyselného typu je znázornený na obrázku 2.

Použité suroviny

Rozkladom akejkoľvek živočíšnej alebo rastlinnej hmoty sa uvoľní horľavý plyn v rôznej miere. Zmesi rôzneho zloženia sú vhodné pre suroviny: hnoj, slamu, trávu, rôzne odpady atď. Chemická reakcia vyžaduje vlhkosť 70%, preto je potrebné surovinu riediť vodou.

Prítomnosť čistiacich prostriedkov, chlóru a pracích práškov v organickej biomase je neprijateľná, pretože narúšajú chemické reakcie a môžu poškodiť reaktor. Do reaktora nie sú vhodné ani suroviny s pilinami z ihličnatých stromov (obsahujúce živice), s vysokým podielom lignínu a presahujúcou hranicu vlhkosti 94 %.

Zeleninové. Rastlinné suroviny sú vynikajúce na výrobu bioplynu. Čerstvá tráva dáva maximálnu výťažnosť paliva - z tony suroviny sa získa asi 250 m 3 plynu s podielom metánu 70 %. Kukuričná siláž je o niečo menšia – 220 m3. Repné vršky – 180 m3.

Ako biomasu možno použiť takmer akúkoľvek rastlinu, seno alebo riasy. Nevýhodou aplikácie je dĺžka výrobného cyklu. Proces získavania bioplynu trvá až dva mesiace. Suroviny musia byť jemne mleté.

Zviera. Odpad zo spracovateľských závodov, mliekarní, bitúnkov atď. Vhodné pre bioplynovú stanicu. Maximálnu výťažnosť paliva zabezpečujú živočíšne tuky - 1500 m 3 bioplynu s podielom metánu 87 %. Hlavnou nevýhodou je nedostatok. Živočíšne suroviny musia byť tiež mleté.

Exkrementy. Hlavnou výhodou hnoja je jeho lacnosť a ľahká dostupnosť. Nevýhoda – množstvo a kvalita bioplynu je nižšia ako z iných druhov surovín. Exkrementy koní a kráv je možné ihneď spracovať. Výrobný cyklus bude trvať približne dva týždne a vyprodukuje výkon 60 m3 so 60 % obsahom metánu.

Kurací trus a prasačí trus nemožno použiť priamo, pretože sú toxické. Aby sa začal proces fermentácie, musia byť zmiešané so silážou. Môžu sa použiť aj ľudské odpadové produkty, ale odpadové vody nie sú vhodné, pretože obsah fekálií je nízky.

Schémy práce

Schéma 1 – bioplynová stanica bez automatického miešania surovín:

Schéma 2 – priemyselná bioplynová stanica:

Na záver uvádzame zoznam užitočných informácií, ktoré vám pomôžu vyhnúť sa ďalším problémom pri vytváraní bioplynovej stanice:

Prax hovorí, že na vykurovanie obytného priestoru s rozlohou 50 m2 je potrebné spotrebovať 3,5 m3 plynu za hodinu.
Nie je vhodné používať bioplyn priamo na varenie, pretože sa môže zmeniť chuť.
Je potrebné zabrániť tomu, aby sa do surovín dostali pevné predmety (matice, skrutky atď.), pretože zariadenie sa môže znehodnotiť.

Aby bioplyn stabilne spaľoval, musí spĺňať určité normy:

obsah metánu najmenej 65 % (optimálny obsah od 90 do 95 %);
nemala by existovať vodná para, vodík a oxid uhličitý;
normálny prívodný tlak plynu 12,5 bar;

Ak plyn v dôsledku tlakového rázu alebo z iných dôvodov vypadne a jeho dodávka bude pokračovať, môže to mať tragické následky. Preto by sa malo používať moderné vybavenie so senzormi na monitorovanie plynu.

Lacný zdroj energie si môžete zaobstarať sami, doma – stačí si len zložiť bioplynovú stanicu. Ak pochopíte princíp jeho fungovania a štruktúry, potom to nie je ťažké. Zmes, ktorú vyrába, obsahuje veľké množstvo metánu (v závislosti od nakladanej suroviny – až 70 %), preto má široké uplatnenie.

Dopĺňanie automobilových fliaš na plyn ako palivo do vykurovacích kotlov nie je úplný zoznam všetkých možných možností použitia hotového výrobku. Náš príbeh je o tom, ako nainštalovať bioplynovú stanicu vlastnými rukami.

Existuje niekoľko dizajnov jednotky. Pri výbere konkrétneho inžinierskeho riešenia musíte pochopiť, ako je táto inštalácia vhodná pre miestne podmienky. Toto je hlavné kritérium na posúdenie realizovateľnosti inštalácie. Navyše máte svoje vlastné schopnosti, to znamená, aký druh surovín a v akom objeme môžete použiť, čo môžete urobiť vlastnými rukami.

Bioplyn vzniká rozkladom organickej hmoty, ale jeho „výťažnosť“ (v objemovom vyjadrení), a teda aj účinnosť zariadenia, závisí od toho, čo presne je do neho naložené. V tabuľke sú uvedené relevantné informácie (orientačné údaje), ktoré pomôžu určiť výber konkrétneho inžinierskeho riešenia. Užitočná by bola aj nejaká vysvetľujúca grafika.

Možnosti dizajnu

S ručným vkladaním surovín, bez zahrievania a miešania

Pre domáce použitie sa tento model považuje za najpohodlnejší. Pri kapacite reaktora 1 až 10 m³ bude denne potrebných približne 50–220 kg hnoja. Z toho je potrebné vychádzať pri rozhodovaní o veľkosti nádoby.

Inštalácia je inštalovaná v zemi, takže bude vyžadovať malú jamu. Miesto na mieste sa vyberá v súlade s jeho vypočítanými rozmermi. Zloženie a účel všetkých prvkov obvodu nie je ťažké pochopiť.

Funkcia inštalácie

Po inštalácii reaktora na mieste je potrebné skontrolovať jeho tesnosť. Potom musí byť kov natretý (najlepšie mrazuvzdornou kompozíciou) a izolovaný.

K odstraňovaniu odpadu dochádza prirodzene – buď počas procesu pridávania novej dávky, alebo keď je v reaktore prebytok plynu so zatvoreným ventilom. Kapacita nádoby na zber odpadu by preto nemala byť menšia ako kapacita pracovnej nádoby.
Napriek jednoduchosti zariadenia a príťažlivosti pre montáž vlastnými rukami, vzhľadom na to, že nie je zabezpečené miešanie a zahrievanie hmoty, je vhodné túto možnosť inštalácie prevádzkovať v oblastiach s miernym podnebím, t.j. na juhu Ruska. Hoci s vysokokvalitnou tepelnou izoláciou, v podmienkach, kde sú podzemné vodné vrstvy hlboké, je tento dizajn celkom vhodný pre strednú zónu.

Bez zahrievania, ale s miešaním

Takmer to isté, len malá úprava, ktorá výrazne zvyšuje výkon inštalácie.

Ako vytvoriť mechanizmus? Pre niekoho, kto si to montoval napríklad vlastnými rukami, to nie je problém. V reaktore bude potrebné namontovať hriadeľ s lopatkami. Preto je potrebné nainštalovať nosné ložiská. Ako prevodový článok medzi hriadeľom a pákou je dobré použiť reťaz.

Bioplynová stanica môže byť prevádzkovaná takmer vo všetkých regiónoch, s výnimkou severných regiónov. Ale na rozdiel od predchádzajúceho modelu vyžaduje dohľad.

Miešanie + zahrievanie

Tepelné pôsobenie na biomasu zvyšuje intenzitu v nej prebiehajúcich rozkladných a fermentačných procesov. Bioplynová jednotka je pri použití všestrannejšia, pretože môže pracovať v dvoch režimoch - mezofilnom a termofilnom, to znamená v teplotnom rozsahu (približne) 25 - 65 ºС (pozri grafy vyššie).

Vo vyššie uvedenom diagrame kotol beží na výsledný plyn, aj keď to nie je jediná možnosť. Ohrev biomasy sa môže vykonávať rôznymi spôsobmi, v závislosti od toho, ako je pre majiteľa pohodlnejšie ho organizovať.

Automatické možnosti

Rozdiel medzi touto schémou je v tom, že je pripojená k inštalácii. To vám umožňuje akumulovať zásoby plynu namiesto toho, aby ste ich okamžite použili na určený účel. Jednoduché použitie je spôsobené aj tým, že takmer každý teplotný režim je vhodný na intenzívne kvasenie.

Táto inštalácia je ešte produktívnejšia. Pri podobnom objeme reaktora je schopný spracovať až 1,3 tony surovín za deň. Za to zodpovedá nakladanie, miešanie – pneumatika. Výstupný kanál umožňuje odvoz odpadu buď do bunkra na krátkodobé uskladnenie, alebo do mobilných kontajnerov na okamžitý odvoz. Napríklad na hnojenie polí.

Tieto možnosti bioplynových staníc sú len ťažko vhodné na domáce použitie. Ich inštalácia, najmä vlastnými rukami, je oveľa ťažšia. Ale pre malú farmu je to dobré riešenie.

Mechanizovaná bioplynová stanica

Rozdiel od predchádzajúcich modelov je v prídavnej nádrži, v ktorej prebieha predbežná príprava suroviny.

Stlačený bioplyn sa privádza do násypky a potom do reaktora. Používa sa aj na vykurovanie.

Jediná vec, ktorá je potrebná pri montáži niektorej z inštalácií vlastnými rukami, sú presné technické výpočty. Možno sa budete musieť poradiť s odborníkom. Inak je všetko celkom jednoduché. Ak sa aspoň jeden z čitateľov začne zaujímať o bioplynovú jednotku a sám si ju nainštaluje, tak autor nepracoval na tomto článku márne. Veľa štastia!

Farmy potrebujú palivo pre vykurovacie systémy, výrobu elektriny a iné každodenné potreby. Keďže ceny energií rok čo rok neustále rastú, každý majiteľ domu alebo malého podniku sa aspoň raz zamyslel nad tým, ako si vyrobiť bioplyn doma.

Bioplynové stanice sa čoraz viac využívajú na farmách, čo im umožňuje ušetriť peniaze na vykurovanie

Bioplynová stanica pre súkromný dom vám umožňuje organizovať výrobu bioplynu priamo vo vašom dvore, čo rieši problém s palivom. Keďže značné percento obyvateľov obce má zručnosti v práci so zváračským a inštalatérskym náradím, otázka vlastnej výroby plynárne sa zdá byť logická. Týmto spôsobom môžete ušetriť nielen na práci, ale aj na materiáloch, ak použijete improvizované prostriedky.

Čo je bioplyn a ako vzniká: získavanie a výroba

Bioplyn je látka vznikajúca pri fermentácii organického odpadu, ktorá obsahuje metán v dostatočnom množstve na to, aby sa dal použiť ako palivo. Bioplyn pri spaľovaní uvoľňuje teplo, ktoré stačí na vykurovanie domu alebo natankovanie paliva do auta. zdrojom energie je hnoj, ktorý je ľahko dostupný a lacný alebo dokonca zadarmo, ak hovoríme o chove hospodárskych zvierat alebo o veľkej súkromnej farme.

Bioplyn je ekologické biopalivo, ktoré si môžete vyrobiť vlastnými rukami, biologický plyn súvisí so zemným plynom. Plyn sa vyrába spracovaním odpadu anaeróbnymi baktériami. Fermentácia prebieha v bezvzduchovej nádobe nazývanej bioreaktor. Miera produkcie bioplynu závisí od množstva odpadu naloženého do biogenerátora. Vplyvom baktérií sa zo suroviny uvoľňuje zmes metánu a oxidu uhličitého s niektorými prímesami iných plynných látok. Vzniknutý plyn sa z bioreaktora odvádza, čistí a používa pre vlastnú potrebu. Spracované suroviny sa po dokončení procesu stávajú hnojivom, ktoré sa používa na zlepšenie úrodnosti pôdy. Výroba bioplynu je výhodná pre podniky zaoberajúce sa chovom hospodárskych zvierat, ktoré majú prístup k voľnému hnoju a inému organickému odpadu.

Výhody spaľovania paliva z hnoja (farmárske hnojivo) na vykurovanie: elektrina z metánu

Výhody bioplynu ako paliva zahŕňajú:

Efektívna a ekologická recyklácia odpadu
Dostupnosť surovín na výrobu plynu vo vidieckych oblastiach
Možnosť zorganizovať uzavretý cyklus bezodpadovej výroby plynu a hnojív z hnoja
Nevyčerpateľný, samoobnoviteľný zdroj surovín

Ako postaviť bioreaktor (inštaláciu) vlastnými rukami

Bioplynové stanice, ktoré vyrábajú plyn z hnoja, sa dajú ľahko zostaviť vlastnými rukami na vašom vlastnom mieste. Pred zostavením bioreaktora na spracovanie hnoja sa oplatí nakresliť výkresy a starostlivo preštudovať všetky nuansy, pretože nádoba obsahujúca veľké množstvo výbušného plynu môže byť zdrojom veľkého nebezpečenstva, ak sa používa nesprávne alebo ak sa vyskytnú chyby v návrhu inštalácie.

Schéma výroby bioplynu

Kapacita bioreaktora sa vypočítava na základe množstva suroviny, ktorá sa používa na výrobu metánu. Aby boli prevádzkové podmienky optimálne, je kapacita reaktora naplnená odpadom aspoň do dvoch tretín. Na tieto účely sa používa hlboká jama. Na zabezpečenie vysokej tesnosti sú steny jamy vystužené betónom alebo vystužené plastom a niekedy sú do jamy inštalované betónové krúžky. Povrch stien je ošetrený roztokmi odolnými proti vlhkosti. Tesnosť je nevyhnutnou podmienkou pre efektívnu prevádzku inštalácie. Čím lepšie je nádoba izolovaná, tým vyššia je kvalita a množstvo. Okrem toho sú produkty rozkladu odpadu jedovaté a v prípade úniku môžu byť zdraviu škodlivé.

V nádobe na odpad je nainštalované miešadlo. Zodpovedá za premiešavanie odpadu pri kvasení, zabraňuje nerovnomernému rozloženiu surovín a vytváraniu kôrky. Po miešačke je v hnoji inštalovaná drenážna konštrukcia, ktorá uľahčuje odstraňovanie plynu do zásobníka a zabraňuje úniku. Plyn je potrebné odstrániť z bezpečnostných dôvodov, ako aj pre zlepšenie kvality hnojív zostávajúcich v reaktore po spracovaní. V spodnej časti reaktora je vytvorený otvor pre. Otvor je vybavený tesným vekom, aby zariadenie zostalo utesnené.

Ako zabezpečiť aktívnu fermentáciu biomasy doma pomocou generátora a ďalších zariadení: spracovanie odpadu, zloženie a extrakcia

Aby proces spracovania v bioreaktore prebiehal rýchlejšie, je potrebné zahrievanie. Okolitá teplota je dostatočná na to, aby spracovanie hnoja prebiehalo bez vonkajšej pomoci. Ale za nepriaznivých poveternostných podmienok, v zime, mini-bioplynová stanica potrebuje dodatočný zdroj tepla, inak je výroba plynu nemožná. Aby baktérie premenili odpad na plyn, musí byť teplota v reaktore vyššia ako 38 stupňov Celzia. Nie je ťažké získať bioplyn vlastnými rukami, hlavnou vecou je poznať určité výrobné pravidlá.

Nádoba je vyhrievaná pomocou špirály, ktorá je umiestnená pod reaktorom, alebo inštaláciou elektrických ohrievačov na priamy ohrev zásobníka. , ktoré spracúvajú odpad na plyn, sú už v surovine. Pre aktiváciu mikroorganizmov a spustenie procesu výroby bioplynu musí byť teplota v nádobe dostatočná na fermentáciu. Na uľahčenie kontroly dodržiavania teplotných podmienok je k reaktoru pripojený automatický ohrev. Ohrieva nádobu, keď je do nej vložené palivo na požadovanú teplotu a vypne ohrev, keď je dosiahnutá požadovaná značka na teplomere. Zariadenie na reguláciu teploty, ktoré sa dá ľahko nájsť v obchode s plynovými zariadeniami, zvládne úlohu automatického ohrievača.

Modul riadenia teploty. Dá sa kúpiť v každom železiarstve

Správne odstránenie plynu z bioreaktora: výkresy, použitie technológie

Na ľahké odstránenie vzniknutého plynu z nádrže sú bioplynové stanice vybavené množstvom zariadení:

Vertikálne usporiadané plastové rúrky s veľkým počtom otvorov na uľahčenie oddelenia plynu od suroviny. Horná časť potrubia by mala vyčnievať nad odpadovú hmotu, čo umožňuje voľný únik plynu.
Film položený cez nádobu a vytvárajúci akýsi skleníkový efekt. Udržuje požadovanú teplotu vo vnútri nádoby a tiež zabraňuje miešaniu plynu so vzduchom.

Niekedy je nádoba pokrytá kupolou z betónu alebo iného materiálu. Aby takáto kupola pod tlakom vznikajúceho plynu neodletela, je opatrne pripevnená ku konštrukcii a zviazaná káblami.
Výfukové potrubie plynu je umiestnené v hornej časti reaktora. Rúrka je vybavená tesným uzamykacím mechanizmom, aby nenarušila tesnosť konštrukcie. Novo uvoľnený bioplyn vstupujúci do výstupného potrubia je nasýtený vodnou parou a obsahuje veľa nečistôt. vzniká kondenzáciou: pri ochladení na teplotu okolia sa voda usadzuje vo forme kondenzácie na stenách potrubia. Aby sa zabránilo korózii, je vypúšťacie potrubie inštalované tak, aby sa uľahčilo odvádzanie kondenzátu cez separátor.
Na odstránenie sírovodíkových nečistôt z bioplynu je na ceste do skladu inštalovaný filter zo špeciálne upraveného aktívneho uhlia, v ktorom sa zmes oxiduje na síru a ukladá sa do sorbentu.

POZRI SI VIDEO

Vlastnoručne zostavená bioplynová stanica, ktorá doma spracováva hnoj na bioplyn, výrazne znižuje náklady na vykurovanie a elektrinu. Takáto inštalácia zníži náklady na poskytovanie tepla v súkromnom dome, zníži náklady na poľnohospodárske produkty, čím sa zvýši ziskovosť farmy. – schopnosť premeniť odpad na zdroj energie a alternatívu k zemnému plynu. Bioplyn je ekologický a moderný.

Medzi dôležité zložky nášho života majú veľký význam energetické zdroje, ktorých ceny takmer každý mesiac rastú. Každé zimné obdobie robí dieru v rodinných rozpočtoch a núti ich vynakladať náklady na vykurovanie, a teda aj palivo do kachlí a kotlov. Ale čo robiť, veď elektrina, plyn, uhlie či palivové drevo stoja peniaze a čím vzdialenejšie sú naše obydlia od veľkých energetických diaľnic, tým drahšie bude kúrenie stáť... Zatiaľ alternatívne vykurovanie, nezávislé od akýchkoľvek dodávateľov a taríf , možno postaviť na bioplyn, ktorého ťažba si nevyžaduje geologický prieskum, vŕtanie studní, ani drahé čerpacie zariadenia.

Bioplyn je možné získať takmer v domácich podmienkach, pričom vznikajú minimálne náklady, ktoré sa rýchlo vrátia – väčšinu odpovedí na túto otázku nájdete v tomto článku.

Kúrenie na bioplyn – história

Záujem o horľavý plyn vznikajúci v močiaroch počas teplého ročného obdobia vznikol medzi našimi vzdialenými predkami – vyspelé kultúry Indie, Číny, Perzie a Asýrie experimentovali s bioplynom pred viac ako 3 000 rokmi. V tých istých dávnych dobách si v kmeňovej Európe Alemanskí Švábi všimli, že plyn uvoľnený v močiaroch dobre horí - používali ho na vykurovanie svojich chatrčí, dodávali im plyn cez kožené rúry a spaľovali ich v ohniskách. Švábi považovali bioplyn za „dych drakov“, o ktorých verili, že žijú v močiaroch.

O stáročia a tisícročia neskôr zažil bioplyn svoj druhý objav – v 17. a 18. storočí mu hneď venovali pozornosť dvaja európski vedci. Slávny chemik svojej doby Jan Baptista van Helmont zistil, že rozkladom akejkoľvek biomasy vzniká horľavý plyn, a slávny fyzik a chemik Alessandro Volta stanovil priamu súvislosť medzi množstvom biomasy, v ktorej prebiehajú rozkladné procesy, a množstvom uvoľneného bioplynu. V roku 1804 objavil anglický chemik John Dalton vzorec pre metán a o štyri roky neskôr ho objavil Angličan Humphry Davy ako súčasť močiarneho plynu Záujem o praktické využitie bioplynu vznikol s rozvojom plynového pouličného osvetlenia – koncom r. 19. storočia boli ulice jednej štvrte anglického mesta Exeter osvetlené plynom získaným zo zberača odpadových vôd.

V 20. storočí energetické nároky spôsobené 2. svetovou vojnou prinútili Európanov hľadať alternatívne zdroje energie. Bioplynové stanice, v ktorých sa vyrábal plyn z hnoja, sa rozšírili v Nemecku a Francúzsku a čiastočne aj vo východnej Európe. Po víťazstve krajín protihitlerovskej koalície sa však na bioplyn zabudlo - elektrina, zemný plyn a ropné produkty úplne pokryli potreby priemyslu a obyvateľstva.

Dnes sa postoj k alternatívnym zdrojom energie dramaticky zmenil - stali sa zaujímavými, pretože náklady na konvenčné zdroje energie sa z roka na rok zvyšujú. Bioplyn je vo svojej podstate skutočným spôsobom, ako sa vyhnúť tarifám a nákladom za klasické zdroje energie, ako získať vlastný zdroj paliva, na akýkoľvek účel a v dostatočnom množstve.

Najväčší počet bioplynových staníc bol vytvorený a prevádzkovaný v Číne: 40 miliónov zariadení so stredným a nízkym výkonom, objem vyprodukovaného metánu je asi 27 miliárd m3 ročne.

Bioplyn - čo to je

Ide o zmes plynov pozostávajúcu najmä z metánu (obsah od 50 do 85 %), oxidu uhličitého (obsah od 15 do 50 %) a iných plynov v oveľa menšom percente. Bioplyn je produkovaný tímom troch druhov baktérií, ktoré sa živia biomasou – hydrolýznych baktérií, ktoré produkujú potravu pre kyselinotvorné baktérie, ktoré zase poskytujú potravu baktériám produkujúcim metán, ktoré tvoria bioplyn.

Fermentácia pôvodného organického materiálu (napríklad hnoja), ktorého produktom bude bioplyn, prebieha bez prístupu vonkajšej atmosféry a nazýva sa anaeróbna. Ďalší produkt takejto fermentácie, nazývaný kompostový humus, je dobre známy obyvateľom vidieka, ktorí ho používajú na hnojenie polí a zeleninových záhrad, ale bioplyn a tepelná energia vyrobená v kompostoch sa zvyčajne nevyužíva - a márne!

Aké faktory určujú výťažnosť bioplynu s vyšším obsahom metánu?

V prvom rade to závisí od teploty. Čím vyššia je teplota ich prostredia, tým vyššia je aktivita baktérií fermentujúcich organickú hmotu, pri mínusových teplotách sa fermentácia spomalí alebo úplne zastaví. Z tohto dôvodu je výroba bioplynu najbežnejšia v krajinách Afriky a Ázie, ktoré sa nachádzajú v subtrópoch a trópoch. V ruskej klíme si výroba bioplynu a úplný prechod naň ako na alternatívne palivo bude vyžadovať tepelnú izoláciu bioreaktora a privádzanie teplej vody do hmoty organickej hmoty, keď teplota vonkajšej atmosféry klesne pod nulu. organický materiál umiestnený v bioreaktore musí byť biologicky odbúrateľný, je potrebné ho zaviesť obsahuje značné množstvo vody - až 90 % hmotnosti organickej hmoty. Dôležitým bodom bude neutralita organického prostredia, neprítomnosť zložiek, ktoré bránia rozvoju baktérií, ako sú čistiace a čistiace prostriedky, a akékoľvek antibiotiká v jeho zložení. Bioplyn možno získať takmer z každého odpadu ekonomického a rastlinného pôvodu, odpadových vôd, hnoja atď.

Proces anaeróbnej fermentácie organickej hmoty najlepšie funguje pri hodnote pH v rozmedzí 6,8-8,0 – vysoká kyslosť spomalí tvorbu bioplynu, pretože baktérie budú zaneprázdnené konzumáciou kyselín a produkciou oxidu uhličitého, ktorý neutralizuje kyslosť.

Pomer dusíka a uhlíka v bioreaktore treba vypočítať ako 1 ku 30 – v tomto prípade baktérie dostanú toľko oxidu uhličitého, koľko potrebujú, a obsah metánu v bioplyne bude najvyšší.

Najlepšia výťažnosť bioplynu s dostatočne vysokým obsahom metánu sa dosiahne, ak je teplota vo skvasiteľnej organickej hmote v rozmedzí 32-35 °C, pri nižších a vyšších teplotách sa obsah oxidu uhličitého v bioplyne zvyšuje a jeho kvalita klesá. Baktérie, ktoré produkujú metán, sú rozdelené do troch skupín: psychrofilné, účinné pri teplotách od +5 do +20 ° C; mezofilné, ich teplotný rozsah je od +30 do +42 °C; teplomilné, pracujúce v režime od +54 do +56 °C. Pre spotrebiteľa bioplynu sú najväčším záujmom mezofilné a termofilné baktérie, ktoré fermentujú organickú hmotu s vyššou výťažnosťou plynu.

Mezofilná fermentácia je menej citlivá na zmeny teploty o niekoľko stupňov od optimálneho teplotného rozsahu a vyžaduje menej energie na ohrev organického materiálu v bioreaktore. Jeho nevýhodou oproti termofilnej fermentácii je nižší výdaj plynu, dlhšia doba úplného spracovania organického substrátu (asi 25 dní) a výsledný rozložený organický materiál môže obsahovať škodlivú flóru, pretože nízka teplota v bioreaktore nezabezpečuje 100% sterilitu.

Zvyšovanie a udržiavanie vnútroreaktorovej teploty na úrovni prijateľnej pre termofilné baktérie zabezpečí najväčšiu výťažnosť bioplynu, úplná fermentácia organickej hmoty prebehne za 12 dní, produkty rozkladu organického substrátu sú úplne sterilné. Negatívne vlastnosti: zmena teploty o 2 stupne mimo rozsahu prijateľného pre termofilné baktérie zníži výťažok plynu; vysoká potreba vykurovania v dôsledku toho - značné náklady na energiu.

Obsah bioreaktora je potrebné miešať dvakrát denne, inak sa na jeho povrchu vytvorí kôra, ktorá vytvára bariéru pre bioplyn. Okrem jeho eliminácie umožňuje miešanie vyrovnávať teplotu a úroveň kyslosti vo vnútri organickej hmoty.V bioreaktoroch s kontinuálnym cyklom dochádza k najvyššej výťažnosti bioplynu pri súčasnom vykladaní organickej hmoty, ktorá prešla fermentáciou a nakladaní objemu novej organickej hmoty v množstve rovnajúcom sa vyloženému objemu. V maloobjemových bioreaktoroch, aké sa zvyčajne používajú na dach farmách, je každý deň potrebné extrahovať a zavádzať organickú hmotu v objeme približne rovnajúcom sa 5 % vnútorného objemu fermentačnej komory.

Výťažok bioplynu priamo závisí od typu organického substrátu umiestneného v bioreaktore (priemerné údaje na kg hmotnosti suchého substrátu sú uvedené nižšie):

konský hnoj vyprodukuje 0,27 m3 bioplynu, obsah metánu 57 %;
maštaľný hnoj vyprodukuje 0,3 m3 bioplynu, obsah metánu 65 %;
čerstvý maštaľný hnoj vyprodukuje 0,05 m3 bioplynu s obsahom metánu 68 %;
kurací hnoj - 0,5 m3, obsah metánu v ňom bude 60%;
bravčový hnoj - 0,57 m3, podiel metánu bude 70%;
ovčí hnoj - 0,6 m3 s obsahom metánu 70%;
pšeničná slama - 0,27 m3, s obsahom metánu 58%;
kukuričná slama - 0,45 m3, obsah metánu 58 %;
tráva - 0,55 m3, s obsahom metánu 70%;
drevná zeleň - 0,27 m3, podiel metánu 58 %;
tuk - 1,3 m3, obsah metánu 88%.

Bioplynové stanice

Tieto zariadenia sa skladajú z nasledujúcich hlavných prvkov - reaktora, násypky organických látok, výstupu bioplynu a násypky na vykladanie fermentovanej organickej hmoty.

Podľa typu konštrukcie sú bioplynové stanice nasledujúcich typov:

bez zahrievania a bez miešania fermentovanej organickej hmoty v reaktore;
bez zahrievania, ale s miešaním organickej hmoty;
za zahrievania a miešania;
s ohrevom, s miešaním a so zariadeniami, ktoré umožňujú kontrolovať a riadiť proces fermentácie.

Prvý typ bioplynovej stanice je vhodný pre malú farmu a je určený pre psychrofilné baktérie: vnútorný objem bioreaktora je 1-10 m3 (spracovanie 50-200 kg hnoja za deň), minimálne vybavenie, výsledný bioplyn nie je uložené - okamžite ide do domácich spotrebičov, ktoré ho spotrebúvajú. Túto inštaláciu je možné použiť iba v južných oblastiach, je určená pre vnútornú teplotu 5-20 °C.

Odstraňovanie fermentovanej (fermentovanej) organickej hmoty sa vykonáva súčasne s naložením novej šarže, preprava sa uskutočňuje do kontajnera, ktorého objem musí byť rovnaký alebo väčší ako vnútorný objem bioreaktora. Obsah nádoby sa v nej uchováva až do zavedenia do hnojenej pôdy. Konštrukcia druhého typu je určená aj pre malé farmy, jeho produktivita je o niečo vyššia ako u bioplynových staníc prvého typu - je vybavená miešacím zariadením s ručným alebo mechanickým pohonom.

Tretí typ bioplynových staníc je vybavený okrem zmiešavacieho zariadenia aj núteným ohrevom bioreaktora, teplovodný kotol beží na alternatívne palivo vyrábané bioplynovou stanicou. Produkciu metánu v takýchto zariadeniach zabezpečujú mezofilné a termofilné baktérie v závislosti od intenzity ohrevu a úrovne teploty v reaktore.

Posledný typ bioplynových staníc je najkomplexnejší a je určený pre viacerých odberateľov bioplynu, v konštrukcii zariadení je elektrický kontaktný tlakomer, poistný ventil, teplovodný kotol, kompresor (pneumatické miešanie organickej hmoty), zberač, plynová nádrž, reduktor plynu a výstup na nakladanie bioplynu do dopravy. Tieto inštalácie fungujú nepretržite, umožňujú nastavenie ktoréhokoľvek z troch teplotných podmienok vďaka presne nastaviteľnému ohrevu a výber bioplynu prebieha automaticky.

DIY bioplynová stanica

Výhrevnosť bioplynu vyrobeného v bioplynových staniciach je približne 5 500 kcal/m3, čo je o niečo menej ako výhrevnosť zemného plynu (7 000 kcal/m3). Na vykúrenie 50 m2 obytného domu a hodinu používania štvorhorákového plynového sporáka bude potrebných v priemere 4 m3 bioplynu.

Priemyselné zariadenia na výrobu bioplynu ponúkané na ruskom trhu stoja od 200 000 rubľov. - napriek ich zjavne vysokým nákladom stojí za zmienku, že tieto zariadenia sú presne vypočítané podľa objemu naloženého organického substrátu a sú pokryté zárukami výrobcov.

Ak si chcete vytvoriť bioplynovú stanicu sami, ďalšie informácie sú pre vás!

Bioreaktorová forma

Najlepší tvar by bol preňho oválny (vajcovitý), no postaviť takýto reaktor je mimoriadne náročné. Cylindrický bioreaktor, ktorého horná a spodná časť sú vyrobené vo forme kužeľa alebo polkruhu, bude jednoduchšie navrhnúť. Štvorcové alebo obdĺžnikové reaktory vyrobené z tehál alebo betónu budú neúčinné, pretože... V rohoch sa v nich časom vytvoria trhliny spôsobené tlakom substrátu, v rohoch sa budú hromadiť stvrdnuté úlomky organickej hmoty, ktoré zasahujú do procesu fermentácie Oceľové nádrže bioreaktorov sú vzduchotesné, odolné voči vysokému tlaku, nie sú také náročné na stavbu. Ich nevýhodou je slabá odolnosť voči hrdzi, vyžadujú si na vnútorné steny ochranný náter, napríklad živicu. Vonkajšok oceľového bioreaktora musí byť dôkladne vyčistený a natretý v dvoch vrstvách.

Bioreaktorové nádoby z betónu, tehly alebo kameňa musia byť zvnútra starostlivo potiahnuté vrstvou živice, ktorá dokáže zabezpečiť ich účinnú nepriepustnosť vody a plynov, odolávať teplotám okolo 60 °C, agresivite sírovodíka a organických kyselín. Okrem živice môžete na ochranu vnútorných povrchov reaktora použiť aj parafín, zriedený 4% motorovým olejom (nový) alebo petrolejom a zahriaty na 120-150°C - povrchy bioreaktora je potrebné ohrievať horákom pred nanesením parafínovej vrstvy na ne.

Pri vytváraní bioreaktora môžete použiť plastové nádoby, ktoré nie sú náchylné na hrdzu, ale iba tvrdý plast s dostatočne pevnými stenami. Mäkký plast je možné použiť iba v teplom období, pretože... S nástupom chladného počasia bude ťažké k nemu pripevniť izoláciu a jeho steny nie sú dostatočne pevné. Plastové bioreaktory možno použiť len na psychrofilnú fermentáciu organických látok.

Umiestnenie bioreaktora

Jeho umiestnenie sa plánuje v závislosti od dostupného priestoru na danom mieste, dostatočnej vzdialenosti od obytných budov, vzdialenosti od skládky odpadu, od miest umiestnenia zvierat atď. Plánovanie pozemného, úplne alebo čiastočne ponoreného bioreaktora závisí od hladiny podzemnej vody, vhodnosti zavádzania a odstraňovania organického substrátu do reaktorovej nádrže. Optimálne by bolo umiestnenie reaktorovej nádoby pod úroveň terénu - dosahujú sa úspory na zariadení na zavádzanie organického substrátu do reaktorovej nádrže, výrazne sa zvyšuje tepelná izolácia, na čo možno použiť lacné materiály (slama, hlina).

Zariadenie bioreaktora

Nádrž reaktora musí byť vybavená poklopom, ktorý možno použiť na vykonávanie opravárskych a údržbárskych prác. Medzi telesom bioreaktora a krytom poklopu je potrebné položiť gumové tesnenie alebo vrstvu tmelu. Je voliteľné, ale mimoriadne pohodlné, vybaviť bioreaktor snímačom teploty, vnútorného tlaku a úrovne organického substrátu.

Tepelná izolácia bioreaktora

Jeho absencia neumožní prevádzkovať bioplynovú stanicu celoročne, iba počas teplejších mesiacov. Na izoláciu zasypaného alebo polozasypaného bioreaktora sa používa hlina, slama, suchý hnoj a troska. Izolácia je položená vo vrstvách - pri inštalácii zakopaného reaktora je jama pokrytá vrstvou PVC fólie, ktorá zabraňuje priamemu kontaktu tepelnoizolačného materiálu s pôdou. Pred inštaláciou bioreaktora sa slama naleje na dno jamy s položenou PVC fóliou, na ňu sa položí vrstva hliny a potom sa umiestni bioreaktor. Potom sa všetky voľné plochy medzi nádržou reaktora a základovou jamou vystlané PVC fóliou zaplnia slamou takmer po koniec nádrže a na vrstvu 300 mm sa naleje vrstva hliny zmiešanej s troskou.

Nakladanie a vykladanie organického substrátu

Priemer potrubí na nakladanie do bioreaktora a vykladanie z bioreaktora musí byť minimálne 300 mm, inak sa upchajú. Aby sa vo vnútri reaktora zachovali anaeróbne podmienky, každé z týchto potrubí by malo byť vybavené skrutkovými alebo polovičnými otočnými ventilmi. Objem bunkra na zásobovanie organickou hmotou v závislosti od typu bioplynovej stanice by sa mal rovnať dennému objemu vstupných surovín. Plniaca násypka by mala byť umiestnená na slnečnej strane bioreaktora, pretože to pomôže zvýšiť teplotu v zavedenom organickom substráte a urýchliť fermentačné procesy. Ak je bioplynová stanica napojená priamo na farmu, potom by mal byť bunker umiestnený pod jej konštrukciou tak, aby sa do nej organický substrát dostal vplyvom gravitácie.

Potrubie na nakladanie a vykladanie organického substrátu by malo byť umiestnené na opačných stranách bioreaktora - v tomto prípade budú vstupné suroviny rozložené rovnomerne a fermentovaná organická hmota bude ľahko odstránená vplyvom gravitačných síl a hmoty. čerstvého substrátu. Otvory a inštalácia potrubia na nakladanie a vykladanie organických látok by mali byť dokončené pred inštaláciou bioreaktora na mieste inštalácie a pred umiestnením vrstiev tepelnej izolácie naň. Tesnosť vnútorného objemu bioreaktora je dosiahnutá tým, že vstupy potrubia na nakladanie a vykladanie substrátu sú umiestnené pod ostrým uhlom, pričom hladina kvapaliny vo vnútri reaktora je vyššia ako body vstupu potrubia - blokuje hydraulické tesnenie prístup vzduchu.

Najjednoduchšie je zavádzanie nového a odstraňovanie fermentovaného organického materiálu pomocou princípu prepadu, t.j. zvýšenie hladiny organickej hmoty vo vnútri reaktora, keď sa zavádza nová časť, odstráni substrát cez vykladacie potrubie v objeme, ktorý sa rovná objemu zavádzaného materiálu.