Πώς να φτιάξετε βιοκαύσιμα με τα χέρια σας από κοπριά στο σπίτι

Οι σύγχρονες τεχνολογίες για την επεξεργασία όλων των ειδών πρώτων υλών ανοίγουν την προοπτική επιτυχούς επίλυσης του προβλήματος της απόκτησης βιοκαυσίμων από κοπριά απευθείας στο σπίτι. Επιπλέον, φτιάχνοντας βιοκαύσιμα με τα χέρια σας στο σπίτι, χάρη στις νέες αρχές επεξεργασίας των απορριμμάτων, μπορείτε ταυτόχρονα να παράγετε λιπάσματα για γεωργικές καλλιέργειες.

Τι χρειάζεται για αυτό και πώς να φτιάξετε σωστά έναν βιοαντιδραστήρα - θα εξετάσουμε αυτά τα θέματα λεπτομερώς στο άρθρο μας. Θα δώσουμε συστάσεις για την επιλογή των καλύτερων πρώτων υλών για την παραγωγή βιοαερίου και θα αναλύσουμε τα χαρακτηριστικά της χρήσης του καυσίμου που προκύπτει για τις οικιακές ανάγκες.

Φυσικά, ο ευκολότερος τρόπος είναι να αγοράσετε έτοιμες βιομηχανικές εγκαταστάσεις. Ωστόσο, το υψηλό κόστος τους μας αναγκάζει να εξετάσουμε επιλογές για την κατασκευή συστημάτων παραγωγής μόνοι μας.

Συνοπτικά για τον ορισμό του βιοαερίου

Σύμφωνα με επιστημονικούς ορισμούς, το βιοαέριο είναι ένα προϊόν που λαμβάνεται ως αποτέλεσμα της διαδικασίας ζύμωσης μιας μάζας βιολογικών αποβλήτων. Στην περίπτωση αυτή, το προϊόν της ζύμωσης είναι μεθάνιο ή υδρογόνο.

Ο σχηματισμός μεθανίου (ή υδρογόνου) συμβαίνει ως αποτέλεσμα της ζωτικής δραστηριότητας τριών τύπων βακτηρίων:

• υδρολυτικός;
• σχηματισμός οξέος;
• σχηματίζοντας μεθάνιο.

Ως προϊόν ζύμωσης υψηλής ποιότητας θεωρείται η σύνθεση ενός μείγματος αερίων, τα περιεχόμενα του οποίου κατανέμονται σε αναλογία: 50-85% μεθάνιο, 15-50% διοξείδιο του άνθρακα και λιγότερο από 5% υδρόθειο.

Αυτό είναι περίπου το μπλοκ διάγραμμα της παραγωγής εναλλακτικής ενέργειας. Στην περίπτωση αυτή, χρησιμοποιούνται παραδοσιακές οικιακές πηγές πρώτων υλών, οι οποίες είναι κατάλληλες για την παραγωγή εναλλακτικής ενέργειας - βιοκαυσίμων

Αυτό το μείγμα αερίων διέρχεται από φίλτρα για να αφαιρεθεί η παρουσία CO² και Χ²S, μετά το οποίο παραμένει καθαρό βιολογικό μεθάνιο. Αυτό το αέριο δεν διαφέρει από το φυσικό αέριο που χρησιμοποιείται σε οικιακές και βιομηχανικές εφαρμογές.

Οι πρώτες ύλες για τη λήψη ενός υψηλής ποιότητας βιολογικού αερίου μείγματος είναι συνήθως:

• κοπριά και περιττώματα πτηνών.
• απόβλητα παραγωγής οινοπνεύματος (απόσταγμα).
• πλεονάζουσα παραγωγή ζυθοποιίας (σπόροι μπύρας).
• περιττώματα και απόβλητα ψαριών.
• πολτός τεύτλων, οικιακά απορρίμματα, γρασίδι κ.λπ.

Αυτό είναι μόνο ένα μέρος όλων των πρώτων υλών που επιτρέπεται να χρησιμοποιηθούν. Αλλά ακόμη και αυτός ο κατάλογος δείχνει πόσο ποικιλόμορφος είναι ο κατάλογος των πρώτων υλών για να μπορέσουμε να δημιουργήσουμε παραγωγή βιοαερίου σε συνεχή βάση.

Μια μονάδα παραγωγής βιοκαυσίμων προσαρμοσμένη για τις ανάγκες μιας από τις πολλές υπάρχουσες φάρμες. Ο σταθμός είναι μικρός σε όγκο, αλλά καλύπτει πλήρως τις ανάγκες της ιδιωτικής γεωργίας

Η ογκομετρική απόδοση του μείγματος αερίων εξαρτάται άμεσα από τον τύπο των πρώτων υλών που χρησιμοποιούνται και την περιεκτικότητα σε ξηρές ουσίες σε αυτό. Έτσι, εάν χρησιμοποιείτε κοπριά βοοειδών στην επιχείρηση, μπορείτε πραγματικά να πάρετε 50-60 μέτρα από έναν τόνο κοπριάς³ βιοκαυσίμων, που περιέχει έως και 60% μεθάνιο.

Πιστεύεται ότι οι καλύτερες πρώτες ύλες είναι τα απόβλητα με υψηλή περιεκτικότητα σε λιπαρά. Η επεξεργασία ενός τόνου αποβλήτων λίπους μέσω μιας κλασικής μονάδας παραγωγής βιοκαυσίμων μπορεί να παράγει έως και 1300 m3³ μίγμα αερίων, όπου η περιεκτικότητα σε μεθάνιο φθάνει το 90%.

Πώς να φτιάξετε μια ενότητα μεταποίησης γεωργίας;

Για να δημιουργήσετε ένα σύστημα επεξεργασίας απορριμμάτων σε βιοκαύσιμο, τουλάχιστον, πρέπει να γνωρίζετε την αρχή λειτουργίας τέτοιων συσκευών, καθώς και να κατανοείτε τα κυκλώματα.

Σχέδιο εγκατάστασης βιοαντιδραστήρα: 1 – βιοαντιδραστήρας; 2 – αναδευτήρας; 3 – θερμαντήρας; 4 – αντλία; 5 – στοιχείο φίλτρου. 6 – συμπιεστής αερίου. 7 – δεξαμενή αερίου. 8 – συλλέκτης κοπριάς. 9 – απόδοση λιπασμάτων (λάσπη). 10 – πίνακας ελέγχου θέρμανσης

Ας εξετάσουμε και τα δύο, αλλά πρέπει να σημειωθεί: η κατασκευή μιας πλήρους εγκατάστασης είναι αρκετά ενοχλητική και δαπανηρή. Στο σπίτι, κατά κανόνα, μπορείτε να φτιάξετε μόνο κάτι παρόμοιο με σταθμούς ανακύκλωσης. Ωστόσο, ορισμένες προσπάθειες είναι επιτυχείς.

Η αρχή λειτουργίας της βιοεγκατάστασης

Η τεχνολογία παραγωγής βιοκαυσίμων υποστηρίζει γενικά την ακόλουθη προσέγγιση συστημάτων:

1. Ο βιοαντιδραστήρας (δοχείο) είναι γεμάτος κοπριά.
2. Για ορισμένο χρονικό διάστημα, λαμβάνει χώρα μια διαδικασία ζύμωσης μέσα στον αντιδραστήρα.
3. Σχηματίζεται ένα αέριο περιβάλλον.
4. Τα αέρια απομακρύνονται από τον αντιδραστήρα.
5. Το μίγμα αερίων καθαρίζεται και αποστέλλεται για χρήση ως καύσιμο.

Η σύνθεση του προκύπτοντος μίγματος αερίων χαρακτηρίζεται από έναν αρκετά υψηλό κορεσμό διαφόρων ουσιών. Το μεγαλύτερο ποσοστό συστατικών είναι το μεθάνιο (60%), το διοξείδιο του άνθρακα (35%) και άλλες ουσίες, συμπεριλαμβανομένου του υδρόθειου (5%).

Έτσι φαίνεται το διάγραμμα κατανομής αερίων μείγματος: 1 – η περιεκτικότητα σε μεθάνιο είναι περίπου 63-65%. 2 – περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα περίπου 30-33%. 3 – περιεκτικότητα σε υδρόθειο περίπου 2%. 4 – περιεκτικότητα σε αμμωνία περίπου 1%. 5 – περιεκτικότητα σε υδρογόνο περίπου 1%

Εν τω μεταξύ, για την αποτελεσματική λειτουργία ενός σταθμού μορφοποίησης αερίου οικιακής παραγωγής απαιτούνται σημαντικά αποθέματα απορριμμάτων από εκπροσώπους του ζωικού κόσμου.

Επομένως, το πρώτο πράγμα που πρέπει να προσέξετε για την επίλυση του προβλήματος της απόκτησης βιοκαυσίμων στο σπίτι (χώρα) είναι η διαθεσιμότητα πηγών πρώτων υλών για τη μονάδα επεξεργασίας.

Φτιάχνοντας έναν βιοαντιδραστήρα με τα χέρια σας

Έχοντας αποφασίσει για τις πηγές των πρώτων υλών, θα πρέπει στη συνέχεια να αποφασίσετε για τη θέση του βιοαντιδραστήρα του σπιτιού (ή της χώρας). Ο ίδιος ο αντιδραστήρας είναι ένα σφραγισμένο δοχείο, αρκετά ανθεκτικό, με όγκο που βασίζεται στην ημερήσια πρόσληψη πρώτων υλών κοπριάς για επεξεργασία (για αναφορά: για λήψη 100 m³ το μείγμα αερίων απαιτεί περίπου 1 τόνο κοπριάς).

Πίνακας της σχέσης μεταξύ του τύπου κοπριάς και της ποσότητας βιοαερίου που παράγεται

Πίνακας που δείχνει την αποτελεσματικότητα ενός συγκεκριμένου τύπου βιολογικών αποβλήτων ως προς τον όγκο του παραγόμενου αερίου. Όπως φαίνεται από τον πίνακα, η πιο αποτελεσματική είναι η κοπριά χοίρων, η οποία μπορεί να παράγει τη μεγαλύτερη ποσότητα βιοκαυσίμου

Ένα τέτοιο δοχείο θα πρέπει να εγκατασταθεί σε ισχυρό θεμέλιο, εξοπλισμένο με βαλβίδες διακοπής και άλλα τεχνικά σύνεργα σύμφωνα με το κλασικό σχήμα. Συνιστάται να αφαιρείτε το πάνω μέρος του δοχείου, με βίδες και στεγανοποιητικό παρέμβυσμα.

Για να εξασφαλιστεί η συνέχεια του κύκλου, η δεξαμενή αποθήκευσης πρέπει να είναι εξοπλισμένη με μονάδα τεχνητής θέρμανσης. Εάν το καλοκαίρι η αποτελεσματικότητα της ζύμωσης της κοπριάς και ο ρυθμός σχηματισμού αερίων διασφαλίζονται πλήρως από τις εξωτερικές συνθήκες θερμοκρασίας, το χειμώνα η κατάσταση αλλάζει.

Για τη χειμερινή λειτουργία του βιοαντιδραστήρα, απαιτείται τεχνητή θέρμανση, δεδομένης της παύσης της δραστηριότητας των βακτηρίων ζύμωσης ήδη στους 4-10 ° C πάνω από το μηδέν. Αντίστοιχα, το δοχείο πρέπει να έχει υψηλής ποιότητας θερμομόνωση. Η κλασική μέθοδος μόνωσης με ορυκτοβάμβακα είναι κατάλληλη για αυτό.

Ένα καλό παράδειγμα απομόνωσης βιοαντιδραστήρα για τη χειμερινή λειτουργία του. Ως μονωτικό υλικό χρησιμοποιήθηκε ορυκτοβάμβακας. Το επάνω στρώμα από βαμβάκι καλύπτεται με αλουμινόχαρτο

Υπάρχουν πολλές επιλογές για την οργάνωση της θέρμανσης. Για παράδειγμα, η χρήση ηλεκτρικών θερμοσίφωνων ή συστήματος θέρμανσης νερού (υδατικό τζάκετ).

Η ισχύς του κυκλώματος θέρμανσης θα πρέπει να υπολογίζεται με βάση τη βέλτιστη θερμοκρασία εντός του αντιδραστήρα των 25-40 ° C, απαραίτητη για την επίτευξη μιας αποτελεσματικής διαδικασίας ζύμωσης βιομάζας.

Εκτός από τους θερμαντήρες, η δραστηριότητα ζύμωσης της βιομάζας επηρεάζεται από τον βαθμό στασιμότητας της. Ουσιαστικά μέσα στη δεξαμενή το υλικό κοπριάς πρέπει να βρίσκεται συνεχώς σε κίνηση. Η κίνηση της βιομάζας ενισχύει τη διαδικασία ζύμωσης και μειώνει το χρόνο για τη λήψη του συστατικού αερίου.

Επιλογή για καλοκαιρινή εγκατάσταση για την επεξεργασία κοπριάς και την παραγωγή βιοκαυσίμων. Σε αυτή την περίπτωση, η θέρμανση γίνεται με τη μορφή ενός λουτρού νερού από σκυρόδεμα στο οποίο βυθίζεται η δεξαμενή του αντιδραστήρα. Ωστόσο, αυτή η εγκατάσταση δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί το χειμώνα.

Το πρόβλημα της οργάνωσης της κίνησης επιλύεται με την εισαγωγή ενός ειδικού μηχανικού αναδευτήρα στο σχεδιασμό του βιοαντιδραστήρα. Ο άξονας αυτής της συσκευής συνδέεται με τον άξονα ενός κινητήρα χαμηλής ταχύτητας, ο οποίος εκτελεί τη δράση περιστροφής. Η ενεργοποίηση και απενεργοποίηση της διαδικασίας ανάμειξης μπορεί να γίνει χειροκίνητα ή αυτόματα.

Έχουμε ένα άλλο άρθρο στην ιστοσελίδα μας που παρέχει Οδηγίες Εγκατάστασης για την απόκτηση βιοαερίου για τις ανάγκες μιας ιδιωτικής κατοικίας.

Διαδικασία παραγωγής βιοαερίου και λιπασμάτων

Ο σχεδιασμός του συστήματος για την παραγωγή βιοκαυσίμου κατ' οίκον περιλαμβάνει τεχνολογική φόρτωση του σκάφους με κοπριά στο 1/3 περίπου της χωρητικότητας. Για τη φόρτωση κοπριάς κατασκευάζεται καταπακτή φόρτωσης με ερμητικά κλειστή πόρτα. Η εναπομείνασα ελεύθερη άνω περιοχή του βιοαντιδραστήρα χρησιμοποιείται για τη συσσώρευση των απελευθερωμένων αερίων.

Ένας σπιτικός μικροσκοπικός βιοαντιδραστήρας κατασκευασμένος με βάση ένα συνηθισμένο βαρέλι 200 ​​λίτρων. Κατ' αρχήν, για να καλύψει τις μέτριες ανάγκες σε βιολογικό καύσιμο, είναι αρκετά κατάλληλο για χρήση σε ιδιωτικά νοικοκυριά. Αυτό είναι το ίδιο σχέδιο που μπορεί πραγματικά να κατασκευαστεί στο σπίτι για την παραγωγή βιοκαυσίμων

Πρέπει να γίνουν οπές εξόδου στο άνω και κάτω επίπεδο του σκάφους. Στο επάνω μέρος υπάρχει μια έξοδος αερίου, στο κάτω μέρος υπάρχει μια έξοδος για την αποστράγγιση επεξεργασμένης κοπριάς (λιπάσματα). Συνιστάται επίσης να τοποθετήσετε ένα παράθυρο παρατήρησης στην περιοχή της άνω περιοχής του σκάφους για την παρακολούθηση της διαδικασίας.

Ο σωλήνας για την εκκένωση του μείγματος αερίων συνδέεται με έναν σφραγισμένο σωλήνα σε μια συσκευή που εκτελεί ταυτόχρονα τις λειτουργίες ενός διαχωριστή και μιας στεγανοποίησης νερού. Για επικοινωνία χρησιμοποιείται σωλήνας (μεταλλικός ή πολυαιθυλένιος) μικρής διαμέτρου (25-32 mm).

Ο ίδιος ο διαχωριστής είναι ένα δοχείο σχετικά μικρής χωρητικότητας γεμάτο με νερό. Το αέριο που διέρχεται από τη στήλη νερού καθαρίζεται και εκκενώνεται θήκη αερίου και στη συνέχεια σερβίρεται στους καταναλωτές.

Ένα παράδειγμα σχεδιασμού διαχωριστή δύο σταδίων - μια υδραυλική βαλβίδα για την τροφοδοσία ενός μείγματος αερίων που προέρχεται από έναν βιοαντιδραστήρα. Αυτή η επιλογή φιλτραρίσματος σάς επιτρέπει να αποκτήσετε ένα καθαρισμένο προϊόν υψηλής ποιότητας.

Συνιστάται να κάνετε τον κάτω σωλήνα στον αντιδραστήρα (για την έξοδο απορριμμάτων κοπριάς - λάσπης) όσο το δυνατόν μεγαλύτερη σε διάμετρο. Σε αυτό συνδέεται μια βαλβίδα διακοπής (βαλβίδα) και μια αποστράγγιση γίνεται σε μια δεξαμενή συλλογής λάσπης. Η χρησιμοποιημένη μάζα στο αγρόκτημα μπορεί να χρησιμοποιηθεί με επιτυχία ως λίπασμα.

Εξετάσαμε λεπτομερείς πληροφορίες για τον προσδιορισμό του απαιτούμενου όγκου του δοχείου, καθώς και για τον υπολογισμό της απόδοσης του βιοαντιδραστήρα και της σκοπιμότητας χρήσης βιοαερίου σε επόμενο άρθρο.

Ποια πρέπει να είναι η σύνθεση της μάζας της κοπριάς;

Η μάζα κοπριάς που φορτώνεται στον βιοαντιδραστήρα δεν πρέπει να θεωρείται απλώς ως πρώτη ύλη κατάλληλη σε οποιαδήποτε ποιότητα. Το συστατικό της ουσίας είναι θεμελιώδους σημασίας για τη διαδικασία ζύμωσης. Στην πράξη, έχει σημειωθεί ότι η μείωση των σωματιδίων του υποστρώματος συνοδεύεται από καλύτερη απόδοση της διαδικασίας.

Η έντονη ινώδης υφή του υποστρώματος και η αύξηση της περιοχής αλληλεπίδρασης των βακτηρίων είναι τα κύρια κριτήρια που συμβάλλουν στην ταχεία αποσύνθεση της μάζας της κοπριάς. Σε αυτή την κατάσταση, η πρώτη ύλη κοπριάς, όταν θερμαίνεται και αναμιγνύεται, δεν σχηματίζει ίζημα ή φιλμ στην επιφάνεια, γεγονός που απλοποιεί σημαντικά τη διήθηση του μείγματος αερίων.

Προετοιμασία μάζας κοπριάς για φόρτωση στον αντιδραστήρα. Σε αυτή τη διαδικασία δίνεται όχι λιγότερη προσοχή από οτιδήποτε άλλο εάν υπάρχει η επιθυμία να ληφθεί σημαντική ποσότητα βιοκαυσίμου σε σύντομο χρονικό διάστημα

Ο βαθμός άλεσης της πρώτης ύλης καθορίζει τη διάρκεια της ζύμωσης, η οποία με τη σειρά της επηρεάζει τον όγκο του παραγόμενου αερίου. Έτσι, για να μειωθεί ο χρόνος ζύμωσης, είναι απαραίτητο να αλέσετε καλά τις πρώτες ύλες: όσο καλύτερη είναι η ποιότητα άλεσης, τόσο μικρότερη είναι η περίοδος ζύμωσης.

Χαρακτηριστικά της χρήσης βιοαερίου για οικιακές ανάγκες

Το πεδίο εφαρμογής αυτού του τύπου ενεργειακού πόρου είναι αρκετά εκτεταμένο. Χρησιμοποιώντας το βιοαέριο ως καύσιμο, παράγεται ηλεκτρική ενέργεια, παράγεται ζεστό νερό ή ατμός. Υπάρχουν πολλά παραδείγματα από την πρακτική όπου τα βιοκαύσιμα χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία οχημάτων.

Αλλά για να αποφευχθούν προβλήματα στο αγρόκτημα κατά τη χρήση τέτοιου καυσίμου, είναι εξαιρετικά σημαντικό να οργανωθεί μια εγκατάσταση αποθήκευσης για το βιοαέριο που προκύπτει, κατανέμοντας το σωστό μέρος για τη δεξαμενή αερίου Τοποθεσία ενεργοποιημένη.

Οι μονάδες βιοαερίου αυτού του τύπου είναι εξοπλισμός που ανοίγει τη δυνατότητα δημιουργίας παραγωγής χωρίς απόβλητα. Από αυτή την άποψη, μεμονωμένες χώρες της Δυτικής Ευρώπης παρέχουν ένα καλό παράδειγμα.

Για παράδειγμα, στη Δανία, η παραγωγή αυτού του τύπου καυσίμου έχει φτάσει σχεδόν το 20% των συνολικών ενεργειακών πόρων της χώρας. Σε μεγάλες περιοχές του κόσμου - Ινδία και Κίνα - ο αριθμός των μονάδων βιοαερίου ανέρχεται σε εκατοντάδες χιλιάδες.

Ισχυρές βιομηχανικές εγκαταστάσεις παραγωγής βιοκαυσίμων. Τέτοιες κατασκευές είναι ικανές να παρέχουν πλήρως βιοκαύσιμα σε μεγάλες γεωργικές κατασκευές. Υπάρχει ένας τεράστιος αριθμός παρόμοιων συστημάτων σε χρήση σε όλο τον κόσμο. Και η ποσοτική ανάπτυξη συνεχίζεται ενεργά

Δεν είναι τυχαίο ότι υπήρξε σημαντική αύξηση του ενδιαφέροντος σε όλο τον κόσμο για τις διαδικασίες παραγωγής βιοαερίου.

Αυτή είναι μια από εκείνες τις επιλογές ενέργειας που ταξινομούνται ως εναλλακτική πηγή και για την οποία βλέπουν το μέλλον, έτσι οι αγρότες και οι διαχειριστές στέγασης και κοινοτικών υπηρεσιών, ιδιοκτήτες ιδιωτικών αγροκτημάτων και μικρών επιχειρήσεων παρακολουθούν στενά την ανάπτυξη της τεχνολογίας.

Συμπεράσματα και χρήσιμο βίντεο για το θέμα

Ανασκόπηση μονάδας παραγωγής βιοαερίου, στην κατασκευή της οποίας χρησιμοποιείται πλαστική δεξαμενή 127 λίτρων. Χαρακτηριστικά της συσκευής και συμβουλές λειτουργίας.

Ιδιαίτερο ενδιαφέρον για τη χρήση εγκαταστάσεων εκδηλώνεται μεταξύ των ιδιοκτητών του εστιατορίου και της γαστρονομικής σφαίρας, όπου το θέμα της επεξεργασίας των απορριμμάτων τροφίμων παραμένει επίκαιρο. Σε αυτή τη βάση υπάρχει μια καλή ευκαιρία να δημιουργηθεί φθηνή ανακύκλωση οργανικών απορριμμάτων προς όφελος των αγροκτημάτων. Τέλος, η τεχνολογία παραγωγής βιοκαυσίμων σημαίνει πραγματική διατήρηση του περιβάλλοντος, κάτι που δεν μπορεί να λεχθεί για την παραγωγή άλλων ενεργειακών ποτών.

Ενδιαφέρεστε για την παραγωγή βιοκαυσίμων και θέλετε να διευκρινίσετε κάποια σημεία; Κάντε αμφιλεγόμενες ερωτήσεις στα σχόλια - οι ειδικοί μας θα προσπαθήσουν να διευκρινίσουν τέτοια σημεία.

Ή μήπως είστε εξοικειωμένοι με την κατασκευή ενός βιοαντιδραστήρα και τη διαδικασία παραγωγής βιοαερίου από πρώτο χέρι; Μοιραστείτε τις πρακτικές σας γνώσεις και τη γνώμη σας για αυτό το θέμα στο άρθρο μας - πολλά στελέχη επιχειρήσεων θα ενδιαφέρονται για την εμπειρία και τις συστάσεις σας.