Преимущества и недостатки биогаза
Во всем мире интерес к возобновляемым источникам энергии набирает обороты. Производство биогаза неуклонно растет, так как все больше людей создают биогазовые установки для производства биогаза. Чтобы получить более полное представление о том, для чего нужен биогаз, мы создали этот список, объясняющий преимущества и недостатки биогаза.
Условия для выработки газа
Процесс образования биогаза происходит за счет жизнедеятельности разного рода бактерий, которые содержатся в самих отходах. Но для того чтобы они активно «работали» необходимо им создать определенные условия: влажность и температуру. Для их создания строятся биогазовая установка. Это комплекс устройств, основа которого — биореактор, в котором и происходит разложение отходов, который сопровождается газообразованием.
Организация цикла переработки навоза и растительных отходов в биогаз
Различают три режима переработки навоза в биогаз:
- Психофильный режим. Температура в биогазовой установке от +5°C до +20°C. При таких условиях процесс разложения идет медленно,газа образуется намного, его качество низкое.
- Мезофильный. На этот режим установка выходит при температуре от +30°C до +40°C. В этом случае активно размножаются мезофильные бактерии. Газа при этом образуется больше, процесс переработки занимает меньше времени — от 10 до 20 дней.
- Термофильный. Эти бактерии размножаются при температуре от +50°C. Процесс идет быстрее всего (3-5 дней), выход газа — самый большой (при идеальных условиях с 1 кг завоза можно получить до 4,5 литров газа). Большинство справочных таблиц по выходу газа от переработки даны именно для этого режима, так что при использовании других режимов стоит делать корректировку в меньшую сторону.
Сложнее всего в биогазовых установках реализуется термофильный режим. Тут требуется качественная теплоизоляция биогазовой установки, подогрев и система контроля за температурой. Зато на выходе получаем максимальное количество биогаза. Еще одна особенность термофильной переработки — невозможность дозагрузки. Остальные два режима — психофильный и мезофильный — позволяют ежедневно добавлять свежую порцию подготовленного сырья. Но, при термофильном режиме, малый срок переработки позволяет разделить биореактор на зоны, в которых будет перерабатываться своя доля сырья с разными сроками загрузки.
Преимущества биогазовых технологий
Продвижение и развитие технологий производства биогаза из навоза имеет массу преимуществ, которые уже неоднократно подтверждены международной практикой:
- Навоз является возобновляемым источником энергии. Биомасса производится всеми видами животных, в том числе и человеком.
- Возможность использовать любое биологическое сырьё. Биогазовые установки можно строить в местах скопления ферм и промышленных отраслей, которые технически связаны с животноводством.
- Формируется новая рыночная цепочка, что создаёт новые рабочие места – перевозчиков сырья, персонал, работающий с установкой и т. д.
- Универсальность путей применения биогаза. Из него можно получать как электрическую, так и тепловую энергию, как в месте его получения, так и на других объектах, которые подключены к газотранспортным сетям. Также из биогаза можно получать моторное топливо для транспортных средств.
- Процессу характерен позитивный агротехнический эффект, выражающийся в улучшении почвенной структуры. Питательные органические вещества, выпадающие в осадок, рассеиваются по полям, что приводит к регенерации грунта и повышению его плодородия. Продукция, выращенная на таких полях, более конкурентоспособна, так как это чистый экологичный продукт, неспособный навредить здоровью.
- Обеспечение стабильности производства и подачи электрической энергии. С помощью производных навоза можно перекрыть пиковые нагрузки сетей, как традиционных электростанций, так и нестабильных ВИЭ – электростанций, использующих энергию солнца и ветра.
- Поворот в сторону очищения планеты от загрязнений. Метан, ранее вредивший планете, помогает решать насущные энергетические задачи.
- Благодаря навозу снижается использование невозобновляемых источников энергии.
Автор канала «СараЙкинО» показал самодельную биогазовую установку, расположенную в перепелятнике
Состоит это устройство для переработки навоза и других отходов из батареи из 200-литровых бочек и труб. В перспективе планируется установить отдельную большую емкость. Это будет и проще, и объем будет больше. Это установка, с помощью которой мастер получает газ.
Здесь мы видим емкости, они установлены параллельно. В результате технологического процесса образуется газ, который выходит из этих бочек. Он проходит через систему фильтрации. Поступает в газгольдер. Представленном варианте используется камеры от большой машины. До этого была в использовании пленка 200 микрон. С двух сторон спаивалась и получался большой герметичный мешок.
Что необходимо для выработки биогаза? Для этого нужна любая большая емкость
Важно, чтобы она была чистая. Потому что в процессе получения топлива участвовать метановые бактерии
Они погибнут, если бочку, которую применить, будет из под мыла или другого химического вещества. Необходимая промыть либо обжечь.
Весь процесс проходит без доступа кислорода. Заполняем бочку на две трети. Третья часть остается пустой. Нижнюю часть наполняем пометом, разбавленным водой. Доводим до консистенции манной каши или кефира и заливаем. Также можно использовать ботву, ненужные плоды, овощи. Если заполняем травой, отходами в виде рыбы, необходимо обязательно добавить навоз или помет. Это требуется в качестве закваски. Верхняя часть остается полой для того, чтобы пузырьки, образующиеся в технологическом процессе, имели свободные места для заполнения.
Сделать переход на резьбу. Здесь не обязательно использовать металлические детали. Установлен кран. Дали отвод гибкого шланга в ведро с водой. Это может быть любая емкость, заполненная водой.
Для чего она нужна? Дело в том, что после запуска технологического процесса, в течение 1-3 месяцев, в зависимости от консистенции закладываемого состава, необходимо ждать начала выработки газа.
Если используется коровье навоз, то это завершится через 2 недели. Зависит это также от температуры. Чем оно выше, тем быстрее начнет выделяться газ.
Продолжение на видео с 5 минуты.
Вторая часть.
Ведущий канала «СараЙкинО» демонстрирует процесс заполнения биогазовой установки, сделанной своими руками. Сделаем пробу на поджог, посмотрим, как это выглядит. Для этого соединим уже вырабатывающие биогаз бочки между собой и подсоединим их к фильтрам.
С чего мы начнем? Сначала, перед тем как заполнить установку, берется бочка. Ведущий отмечает, что бочка — это не лучший вариант. Хотелось бы большую емкость, но так как нет пока средств на это дело, приходится довольствоваться тем, что, как говорится, Бог послал.
Итак, берем пустую бочку. Она должна быть мало того что пустая, но и без всяких химических средств внутри, то есть чистая. Либо обожженная внутри, либо промытая хорошо. Чтобы не было внутри никакого остатка от мыла, моющих средств, каких-то химикатов, которые способны убить метановые бактерии.
После того, как бочка готова, производится ее заполнение.
Кстати, иногда задается вопрос: зачем два отверстия в бочке. Бочки идут изначально как бы с двумя отверстиями, но они, кстати, оба и необходимы. Для чего? Когда будем сливать уже готовое биоудобрение вот с этого большого отверстия, то откроем маленькое — туда будет попадать воздух и будет легче сливать.
Начнем заполнять. Заполняется следующим образом. Сначала берется пятилитровая бутыль, отрезается дно и откручивается, естественно, крышка. Вставляется в бочку. Получилась большая лейка.
Заполняется установка исключительно пометом перепелиным, без всякого там навоза коровьего, травы и прочее. Дополнительные компоненты это тема отдельного разговора – это уже эксперименты. В данном случае используется только помет перепелов. Больше ничего, помет и вода. Набираем полведра помёта перепелиного. Он вперемежку, сухой и влажный.
Далее, эти полведра разбавляем водой. Вода прямо из-под крана, не отстоянная, ничего. Всё отлично работает, не надо ее отстаивать. Хотя, честно говоря, не у всех так может получиться. В зависимости от щедрости «Водоканала», если они много хлорки в воду добавляют, может и необходимо отстаивать. Но у нас с этим вроде проблем не было, всё работает.
Разбавили водой и сейчас необходимо дать чуть-чуть постоять, раскваситься. Затем взять палку какую-либо и хорошо перемешать, чтобы получилась такая однородная масса, напоминающая кефир или манную кашу. Лучше делать жиже, гуще немного хуже. Делать жиже надо для того, чтобы не образовывалась внутри ёмкости на поверхности корка, препятствующая выходу газа.
Биогазовая установка для частного дома
В связи с тем, что в личном подсобном хозяйстве, количество образующихся органических отходов и продуктов деревообработки и переработки сельскохозяйственных культур, ограничено, то в качестве основного и единственного источника энергии, вне зависимости от направленности (тепловая, электрическая, газ), биогазовые установки рассматривать не целесообразно.
К тому же, необходимо учитывать, что при работе подобных устройств, выделяется целая группа прочих газов (сероводород, аммиак и т.д.), которым свойственен специфический неприятный запах, что требует выполнять монтаж установки на некотором удалении от жилых помещений.
Конструктивно, подобная установка может выглядеть следующим образом:
- Главный элемент — это реактор, в качестве которого выступает емкость, соответствующая объемами сырья. Емкость может быть установлена в различном исполнении (подземная, наземная и частично заглубленная конструкция).
- В емкости должны быть предусмотрены загрузочный люк, отводная труба или штуцер для отвода газа, люк для удаления переработанного сырья (может совмещаться с загрузочным) и механизм перемешивания, при необходимости. Монтируемые узлы и элементы должны герметично закрываться и держать определенное давление.
- К штуцеру отводной трубы подсоединяется отводящий трубопровод, на котором устанавливается запорный вентиль и манометр, для контроля за давлением получаемого газа.
- При необходимости, может быть установлен электрический привод на мешалке установки, а также насос и транспортер в системах подачи сырья.
Как сделать своими руками
Умея работать с различным ручным инструментом, имея навыки сантехнических и сварочных работ, а также свободное время и желание, можно изготовить биогазовую установку малой мощности своими руками.
Работы выполняются в соответствии с ниже приведенной схемой и в следующей последовательности:
- Монтируется корпус реактора, в котором будет происходить брожение. Для этого используется металлическая емкость или сооружается бетонная конструкция (№1 на схеме), произвольной формы.
- В верхней части реактора изготавливается крышка (№3 на схеме), а в боковых стенках – отверстия для загрузки сырья (№2 на схеме) и выгрузки переработанного материала (№% на схеме). Крышка и отверстия должны быть герметичны по отношению к окружающей среде.
- Отдельно устанавливается газгольдер, устройство, служащее накопителем биогаза (№4 на схеме).
- От газгольдера до места потребления монтируется трубопровод (№6 на схеме), с устройством вентилей и элементов защиты (клапана и задвижки).
Малые Биогазовые Системы
Компактные биогазовые котлы малого или семейного размера чаще всего встречаются в Индии и Китае. Однако спрос на такие устройства быстро растет во всем мире благодаря более передовым и удобным технологиям.
Поскольку современный мир производит все больше и больше отходов, люди стремятся найти экологические способы обработки своего мусора.
Традиционные системы, обычно встречающиеся в Индии и Китае, ориентированы на отходы животных. Из-за нехватки энергии в сельских районах в сочетании с избытком навоза, биогазовые реакторы очень популярны, полезны и даже меняют жизнь.
Во многих развивающихся странах биореакторы даже субсидируются и пропагандируются правительством и местными министерствами, которые видят разнообразные выгоды от использования биогаза.
В дополнение к наличию на кухне чистого возобновляемого источника энергии, многие семьи широко используют побочный продукт удобрений, который обеспечивают биогазовые системы.
В африканских странах некоторые пользователи биогаза даже получают прибыль, продавая побочный продукт био-суспензии, произведенный системами биогаза.
Эта био-суспензия отличается как жидкое удобрение, которое производится ежедневно. Биологическая суспензия относится к наиболее разложившейся стадии органического вещества после его разрушения в системе.
Биологическая суспензия опускается на дно биогазовой системы и с помощью современных установок, легко сливается после накопления (обычно это ежегодный процесс).
Эта био-суспензия на самом деле является плотным осадком, который дает много полезных свойств для почвы и может повысить продуктивность огородов.
- Биогаз — это технология, которая имитирует способность природы отдавать. Как промышленные, так и семейные биогазовые установки становятся невероятно популярными и актуальными в современном мире.
- По мере роста применения и эффективности биогаз может оказать существенное влияние на сокращение выбросов парниковых газов.
- Биогаз как чистый источник энергии и возобновляемое средство обработки органических отходов применим как в слаборазвитых, так и в промышленно развитых странах.
Создание установки для биогаза из навоза в домашних условиях
Для конструирования установки по переработке навоза в биогаз вам понадобится:
- герметично закрывающая емкость (из металла, бетона, пластика) объемом не меньше одного кубометра;
- крышка для реактора с герметичным узлом прохода для ручки мешалки;
- материал для теплоизоляции днища (играет роль системы подогрева);
- ручная мешалка из подручных материалов (можно использовать лопату или винтовой шнек);
- патрубки для подачи/вытяжки субстрата и для вывода биогаза.
В процессе строительства вам могут понадобиться дополнительные материалы: трубы, фильтры, клапаны. Все это можно найти в строительном магазине. Конструкция довольна проста, и вы сможете усовершенствовать ее по мере возведения.
Советы по самодельному изготовлению
Самое важное правило – отсутствие кислорода в реакторе. При его наличии может произойти взрыв
Для того чтобы крышку реактора не сорвало высоким давлением, необходимы противовесы, защитные прокладки между резервуарами и крышками.
На участке перед установкой оборудование необходимо:
- правильно выбрать место (желательно, как можно дальше от жилого дома)
- рассчитать ежедневные объемы образуемого навоза
- выбрать местоположение для труб (отгрузочных, погрузочных, конденсирующих влагу)
- найти место для отходов навоза
- выкопать котлован
- приобрести емкость для резервуара и закрепить ее на дне котлована
- загерметизировать все места стыков
- сконструировать люк для осмотра реактора (между люком и реактором обязательно поставить прокладку)
Если установка происходит в холодном климате, то обязательно стоит продумать способы её нагрева.
Завершающим этапом постройки считается проверка оборудования на герметичность.
Делаем установку из пластиковой бочки
В качестве эксперимента можно попробовать сделать установку из обычной пластиковой бочки. Они выпускаются объемом от 100 до 200 литров. Бочка будет служить реактором. Сделайте в ней два отверстия для входа и выхода патрубков. Входное отверстие делается ближе к днищу, а выходное — сверху. Диаметр отверстий зависит от диаметра используемых патрубков. Пластиковые трубы можно купить в строительном магазине. Вставляем их в отверстия и надежно изолируем. Для входа подойдет труба с изгибом (с соединителем), а для выхода — короткая прямая трубка.
Не забудьте про теплоизоляцию бочки. Ее можно обмотать минеральной ватой, пенополиэтиленом или любым другим материалом. Лучше всего поставить бочку на солнце, чтобы увеличить температуру внутри реактора. Засыпаем внутрь сырье в соотношении 0,7 л воды на 1 кг навоза. Ставим любую подходящую емкость для отвода шлама, устанавливаем сверху ведро и ждем брожения. Ждем около трех недель первой партии своего домашнего биогаза. Помните, что перед использованием метан нужно очистить от двуокиси углерода. С этой задачей справится специальный фильтр, который продается в магазине как «фильтр для очистки сжатого воздуха, углекислого газа и пара».
Биогаз из навоза своими руками: строим подземную установку
Еще один простой способ возвести собственную установку по переработке навоза в биогаз — построить подземную систему. Для начала необходимо вырыть яму объемом не меньше одного кубометра. Ее стенки и днище заливаются керамзитобетоном. С противоположных стен выводится по одной трубе для подачи биомассы и выведения шлама. Выходная труба должна располагаться ближе к днищу, а входная — на 50 см выше дна. Конец выходной трубы подводится к емкости для отходов. Конец входной трубы должен быть расположен таким образом, чтобы вам было удобно закачивать через него новое сырье.
Верхняя часть этого «бункера» представляет собой газгольдер купольной или конусообразной формы. Его проще всего изготовить из металлических листов или кирпичной кладки. На вершине газгольдера монтируется герметичный люк и газовая труба с гидрозатвором.
Перемешивание субстрата в такой установке происходит по принципу барботажа. Для этого возьмите несколько пластиковых труб и проделайте в них как можно больше дырочек. После этого закрепите трубы внутри реактора в вертикальном положении. Когда газ будет подниматься вверх, он будет испускать пузырьки, которые на выходе начнут бурлить в субстрате, тем самым его перемешивая.
Отходы биомассы после получения газа
Образуемый после нагревания навоза шлам применяют повсеместно в сельском хозяйстве в виде удобрений.
Образуемый углекислый газ обычно стремятся очистить, но при растворении его в воде получается полезная жидкость.
Юридическое оформление
Согласовывать установку придется с СЭС, газовой инспекцией и пожарниками. Вам понадобятся:
- Технологическая схема установки.
- План размещения оборудования и составляющих с привязкой самой установки, местом установки теплового агрегата, места прокладки трубопроводов и энергомагистралей, подключения насоса. На схеме должны быть обозначены громоотвод и подъездные пути.
- Если установка будет находиться в помещении, то необходим также будет план вентиляции, которая будет обеспечивать не менее чем восьмикратный обмен всего воздуха в помещении.
Как видим, без бюрократии и тут не обойтись.
Имея источник энергии им грех не воспользоваться
Напоследок немного о производительности установки. В среднем за сутки биогазовая установка выдает объем газа в два раза превышающий полезный объем резервуара. То есть, 40 м3 навозной жижи дадут в сутки 80 м3 газа. Примерно 30% уйдет на обеспечение самого процесса (главная статья расходов — подогрев). Т.е. на выходе вы получите 56 м3 биогаза в день. Для покрытия потребностей семьи из трех человек и на отопление среднего по размерам дома требуется по статистике 10 м3. В чистом остатке у вас 46 м3 в день. И это при небольшой установке.
Создание установки для биогаза из навоза в домашних условиях
Для конструирования установки по переработке навоза в биогаз вам понадобится:
- герметично закрывающая емкость (из металла, бетона, пластика) объемом не меньше одного кубометра;
- крышка для реактора с герметичным узлом прохода для ручки мешалки;
- материал для теплоизоляции днища (играет роль системы подогрева);
- ручная мешалка из подручных материалов (можно использовать лопату или винтовой шнек);
- патрубки для подачи/вытяжки субстрата и для вывода биогаза.
В процессе строительства вам могут понадобиться дополнительные материалы: трубы, фильтры, клапаны. Все это можно найти в строительном магазине. Конструкция довольна проста, и вы сможете усовершенствовать ее по мере возведения.
Советы по самодельному изготовлению
Самое важное правило – отсутствие кислорода в реакторе. При его наличии может произойти взрыв
Для того чтобы крышку реактора не сорвало высоким давлением, необходимы противовесы, защитные прокладки между резервуарами и крышками.
На участке перед установкой оборудование необходимо:
- правильно выбрать место (желательно, как можно дальше от жилого дома)
- рассчитать ежедневные объемы образуемого навоза
- выбрать местоположение для труб (отгрузочных, погрузочных, конденсирующих влагу)
- найти место для отходов навоза
- выкопать котлован
- приобрести емкость для резервуара и закрепить ее на дне котлована
- загерметизировать все места стыков
- сконструировать люк для осмотра реактора (между люком и реактором обязательно поставить прокладку)
Если установка происходит в холодном климате, то обязательно стоит продумать способы её нагрева.
Завершающим этапом постройки считается проверка оборудования на герметичность.
Делаем установку из пластиковой бочки
В качестве эксперимента можно попробовать сделать установку из обычной пластиковой бочки. Они выпускаются объемом от 100 до 200 литров. Бочка будет служить реактором. Сделайте в ней два отверстия для входа и выхода патрубков. Входное отверстие делается ближе к днищу, а выходное — сверху. Диаметр отверстий зависит от диаметра используемых патрубков. Пластиковые трубы можно купить в строительном магазине. Вставляем их в отверстия и надежно изолируем. Для входа подойдет труба с изгибом (с соединителем), а для выхода — короткая прямая трубка.
Не забудьте про теплоизоляцию бочки. Ее можно обмотать минеральной ватой, пенополиэтиленом или любым другим материалом. Лучше всего поставить бочку на солнце, чтобы увеличить температуру внутри реактора. Засыпаем внутрь сырье в соотношении 0,7 л воды на 1 кг навоза. Ставим любую подходящую емкость для отвода шлама, устанавливаем сверху ведро и ждем брожения. Ждем около трех недель первой партии своего домашнего биогаза. Помните, что перед использованием метан нужно очистить от двуокиси углерода. С этой задачей справится специальный фильтр, который продается в магазине как «фильтр для очистки сжатого воздуха, углекислого газа и пара».
Биогаз из навоза своими руками: строим подземную установку
Еще один простой способ возвести собственную установку по переработке навоза в биогаз — построить подземную систему. Для начала необходимо вырыть яму объемом не меньше одного кубометра. Ее стенки и днище заливаются керамзитобетоном. С противоположных стен выводится по одной трубе для подачи биомассы и выведения шлама. Выходная труба должна располагаться ближе к днищу, а входная — на 50 см выше дна. Конец выходной трубы подводится к емкости для отходов. Конец входной трубы должен быть расположен таким образом, чтобы вам было удобно закачивать через него новое сырье.
Верхняя часть этого «бункера» представляет собой газгольдер купольной или конусообразной формы. Его проще всего изготовить из металлических листов или кирпичной кладки. На вершине газгольдера монтируется герметичный люк и газовая труба с гидрозатвором.
Перемешивание субстрата в такой установке происходит по принципу барботажа. Для этого возьмите несколько пластиковых труб и проделайте в них как можно больше дырочек. После этого закрепите трубы внутри реактора в вертикальном положении. Когда газ будет подниматься вверх, он будет испускать пузырьки, которые на выходе начнут бурлить в субстрате, тем самым его перемешивая.
Отходы биомассы после получения газа
Образуемый после нагревания навоза шлам применяют повсеместно в сельском хозяйстве в виде удобрений.
Образуемый углекислый газ обычно стремятся очистить, но при растворении его в воде получается полезная жидкость.
Преимущества биотоплива
Всем известно, что любое изобретение — это хорошо забытое старое. Так вот биотопливо — далеко не открытие нашего времени, так как его умели производить еще в Древнем Китае. В качестве исходного материала в то время использовали ботву растений, траву, различные отходы и навоз. Преимуществ у такого сырья очень много, так что стоит ознакомиться с основными из них.
Невысокая стоимость
На современном рынке биотопливо по стоимости равно бензину. Но оно более чистое и производит минимум вредных выбросов. При использовании такого топлива можно существенно снизить затраты на техническое обслуживание тех агрегатов, где оно используется.
Возобновляемые источники
Ферментация навоза в устройстве Как известно, бензин получают из нефти, которая относится к невозобновляемым ресурсам. И, несмотря на то, что запасов нефти хватит еще не на одно десятилетие или даже столетие, она в итоге рано или поздно закончится. В свою очередь, биотопливо изготавливается из такого сырья, как:
- навоз;
- отходы культурных и диких растений;
- сами растения в виде сои, рапса, кукурузы или тростника;
- древесина и прочее.
Все они имеют свойство постоянно возобновляться.
Сокращение выбросов
В период сжигания ископаемое топливо (каменный уголь, природный газ, торф) производит значительное количество углекислого газа, который ученые называют парниковым. Использование нефти и угля повышает температуру атмосферы, что является одной из причин так называемого глобального потепления. Чтобы значительно уменьшить парниковый эффект, следует использовать биотопливо.
Проведенные исследования показали, что биологическое топливо существенно снижает выбросы парниковых газов до 65%.
Снижение зависимости от импорта
Заправка с биотопливом Учитывая, что далеко не каждая страна обладает запасами нефти, ее импорт «пробивает» солидную брешь в экономике государства. Поэтому, если большинство людей начнет склоняться к потреблению биотоплива, зависимость от импорта значительно снизится. Тем более что благодаря росту производства такого сырья будут создаваться новые рабочие места. А это положительно отразится на экономике стран.
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ БИОГАЗОВОЙ УСТАНОВКИ
Прежде чем приступать к покупке или самостоятельной сборке биогазовой установки необходимо адекватно оценить наличие сырья, его тип, качество и возможность бесперебойной поставки. Далеко не каждое сырье подходит для получения биогаза. Сырье, которое не походит:
сырье с высоким содержанием лигнина; сырье, которое содержит опилки хвойных деревьев, (с наличием смол) с влажностью, превышающей 94% гниющий навоз, а также сырье плесенью либо синтетическими моющими веществами.
Если сырье подходит для переработки, то можно приступать к определению объема биореактора. Общий объем сырья для мезофильного режима (температура биомассы колеблется от 25-40 градусов, наиболее распространенный режим) не превышает 2/3 объема реактора. Суточная доза составляет не более 10% от общего загруженного сырья.
Любое сырье характеризуется тремя важными параметрами:
плотность; зольность; влажность.
Последние два параметра определяются из статистических таблиц. Сырье разбавляется водой из учета достижения 80-92% влажности. Отношение количества воды и сырья может колебаться в соотношении от 1:3 и до 2:1. Это делается, чтобы предать субстрату требуемую текучесть. Т.е. чтобы обеспечить проходимость субстрата по трубам и возможность его перемешивания. Для малых биогазовых установок плотность субстрата допускается принимать равной плотности воды.
Попробуем определить объем реактора на примере.
Получается, что суточная доза загрузки сырья составит около 650 кг. Полная загрузка реактора: ОС=10х0,65=6,5 тонн, а объем реактора ОР=1,5х6,5=9,75 м³. Т.е. нам понадобится реактор объемом 10 м³.
Преимущества биогазовых технологий
Продвижение и развитие технологий производства биогаза из навоза имеет массу преимуществ, которые уже неоднократно подтверждены международной практикой:
- Навоз является возобновляемым источником энергии. Биомасса производится всеми видами животных, в том числе и человеком.
- Возможность использовать любое биологическое сырьё. Биогазовые установки можно строить в местах скопления ферм и промышленных отраслей, которые технически связаны с животноводством.
- Формируется новая рыночная цепочка, что создаёт новые рабочие места – перевозчиков сырья, персонал, работающий с установкой и т. д.
- Универсальность путей применения биогаза. Из него можно получать как электрическую, так и тепловую энергию, как в месте его получения, так и на других объектах, которые подключены к газотранспортным сетям. Также из биогаза можно получать моторное топливо для транспортных средств.
- Процессу характерен позитивный агротехнический эффект, выражающийся в улучшении почвенной структуры. Питательные органические вещества, выпадающие в осадок, рассеиваются по полям, что приводит к регенерации грунта и повышению его плодородия. Продукция, выращенная на таких полях, более конкурентоспособна, так как это чистый экологичный продукт, неспособный навредить здоровью.
- Обеспечение стабильности производства и подачи электрической энергии. С помощью производных навоза можно перекрыть пиковые нагрузки сетей, как традиционных электростанций, так и нестабильных ВИЭ – электростанций, использующих энергию солнца и ветра.
- Поворот в сторону очищения планеты от загрязнений. Метан, ранее вредивший планете, помогает решать насущные энергетические задачи.
- Благодаря навозу снижается использование невозобновляемых источников энергии.
Плюсы и минусы
Топливо, получаемое в биогазовых установках (биогаз), является возобновляемым и альтернативным традиционным, источником энергии.
Использование подобных агрегатов позволяет добиться положительных результатов в различных составляющих их применения, это:
- Экологическая – при устройстве подобных установок вблизи предприятий, являющихся поставщиками сырья, уменьшается защитная санитарная зона вокруг них. Снижаются выбросы вредных веществ в атмосферу.
- Энергетическая – имея доступное сырье по минимальным ценам, а иногда и без таковой (бесплатно), в результате потребитель получает различные виды энергии и топлива с низкой себестоимостью.
- Экономическая – монтаж биогазовых установок позволяет избежать строительства очистных сооружений и заградительных устройств (растекание навоза на животноводческих комплексах), и затрат по утилизации мусора.
Достоинствами подобных агрегатов, также являются:
- Доступность различного вида сырья.
- Неисчерпаемость сырьевой базы, обеспеченная ростом сельскохозяйственного производства и объемов продукции пищевой отрасли.
- Обеспечивает утилизацию отходов жизнедеятельности животных и органического мусора.
Недостатками являются:
- Являясь экологически чистым видом топлива, биогаз, тем не менее, при сжигании, выделяет определенное количество вредных веществ в атмосферу.
- Территориальная зависимость места размещения установки от района нахождения источников сырья (крупные животноводческие комплексы, перерабатывающие предприятия и объекты сельскохозяйственного производства).
- Высокая стоимость комплекта оборудования и соответственно продолжительные сроки его окупаемости.
Плюсы использования биотехнологий
Технология получения биогаза из различных природных источников не нова. Исследования в этой области начались еще в конце 18 века и успешно развивались в 19 столетии. В Советском Союзе первая биоэнергетическая установка была создана в сороковых годах прошлого века.
Биотехнологии давно применяются во многих странах, но именно сегодня они приобретают особое значение. Вследствие ухудшения экологической обстановки на планете и высокой стоимости энергоносителей, многие устремляют свои взоры в сторону альтернативных источников энергии и тепла.
Технология переработки навоза в биогаз позволяет уменьшить количество вредных выбросов метана в атмосферу и получить дополнительный источник тепловой энергии
Безусловно, навоз является очень ценным удобрением, и если в хозяйстве имеется две коровы, то и проблем с его применением не возникает. Другое дело, когда речь идет о фермерских хозяйствах с большим и средним поголовьем, где в год образуются тонны зловонного и гниющего биологического материала.
Чтобы навоз превратился в качественное удобрение, нужны площади с определенным температурным режимом, а это лишние расходы. Поэтому многие фермеры складируют его, где придется, а затем вывозят на поля.
В зависимости от объема сырья, образующегося в сутки, следует подбирать габариты установки и степень ее автоматизации
При несоблюдении условий хранения из навоза улетучиваются до 40% азота и основная часть фосфора, что значительно ухудшает его качественные показатели. Кроме того, в атмосферу выделяется газ метан, оказывающий негативное влияние на экологическую обстановку планеты.
Современные биотехнологии позволяют не только нейтрализовать вредное воздействие метана на экологическую обстановку, но и заставить его служить на благо человека, извлекая при этом немалую экономическую выгоду. В результате переработки навоза образуется биогаз, из которого затем можно получить тысячи кВт энергии, а отходы производства представляют собой очень ценное анаэробное удобрение.
Галерея изображений
Фото из
Организация системы по получению биогаза экономически обоснована для фермерских хозяйств. Если сырье дают только две коровы, его лучше использовать в качестве удобрения
Полученный путем переработки навоза газ обеспечит теплом и энергией. После очистки он может поставляться в плиту и котел, закачанный в баллон использоваться электрогенератором
Конструктивно простейшую перерабатывающую установку несложно построить собственными руками. Главный орган ее — биореактор, который нужно хорошо гидро- и теплоизолировать
Для тех, кто желает сократить сроки сооружения системы, подойдет пластиковая емкость заводского изготовления. При ее использовании действуют аналогичные принципы сооружения и изоляции
Фермерские хозяйства — основные поставщики сырья для получения биогаза
Получение и применение газообразного биотоплива
Строительство перерабатывающей установки своими руками
Готовая пластиковая емкость в устройстве биореактора
