تاسیسات کوچک را می توان در خانه نیز نصب کرد. به عنوان یک کنار، من می گویم که تولید بیوگاز با دستان خود نوعی اختراع جدید نیست. حتی در دوران باستان، بیوگاز به طور فعال در خانه در چین تولید می شد. این کشور همچنان در تعداد تاسیسات بیوگاز پیشرو است. اما اینجا چگونه با دستان خود یک کارخانه بیوگاز بسازید، آنچه برای این مورد نیاز است ، چقدر هزینه خواهد داشت - سعی خواهم کرد همه اینها را در این مقاله و مقالات بعدی به شما بگویم.

محاسبه اولیه یک نیروگاه بیوگاز

قبل از شروع به خرید یا مونتاژ مستقل یک نیروگاه بیوگاز، باید به اندازه کافی در دسترس بودن مواد خام، نوع، کیفیت و امکان عرضه بدون وقفه را ارزیابی کنید. هر ماده خامی برای تولید بیوگاز مناسب نیست. مواد اولیه نامناسب:

• مواد خام با محتوای لیگنین بالا؛
• مواد اولیه حاوی خاک اره درختان سوزنی برگ (با وجود رزین)
• با رطوبت بیش از 94 درصد
• کود پوسیده و همچنین مواد خام حاوی قالب یا مواد شوینده مصنوعی.

اگر ماده خام برای پردازش مناسب باشد، می توانید شروع به تعیین حجم بیوراکتور کنید. حجم کل مواد خام برای حالت مزوفیل (دمای زیست توده از 25-40 درجه متغیر است، رایج ترین حالت) از 2/3 حجم راکتور تجاوز نمی کند. دوز روزانه بیش از 10٪ از کل مواد خام بارگیری شده نیست.

هر ماده خام با سه پارامتر مهم مشخص می شود:

• تراکم؛
• محتوای خاکستر؛
• رطوبت

دو پارامتر آخر از جداول آماری تعیین می شوند. مواد خام با آب رقیق می شود تا رطوبت 80-92٪ حاصل شود. نسبت مقدار آب و مواد اولیه می تواند از 1:3 تا 2:1 متغیر باشد. این کار برای دادن سیالیت لازم به بستر انجام می شود. آن ها برای اطمینان از عبور زیرلایه از لوله ها و امکان اختلاط آن. برای نیروگاه های بیوگاز کوچک، چگالی زیرلایه را می توان برابر با چگالی آب در نظر گرفت.

بیایید سعی کنیم حجم راکتور را با استفاده از یک مثال تعیین کنیم.

فرض کنید یک مزرعه 10 راس گاو، 20 خوک و 35 مرغ دارد. فضولات زیر در روز تولید می شود: از 1 گاو 55 کیلوگرم، از 1 خوک 4.5 کیلوگرم و از مرغ 0.17 کیلوگرم. حجم زباله روزانه خواهد بود: 10x55+20x4.5+0.17x35 = 550+90+5.95 =645.95 کیلوگرم. بیایید تا 646 کیلوگرم گرد کنیم. رطوبت فضولات خوک و گاو 86 درصد و فضولات مرغ 75 درصد است. برای رسیدن به رطوبت 85 درصد در کود مرغ، باید 3.9 لیتر آب (حدود 4 کیلوگرم) اضافه کنید.

به نظر می رسد که دوز روزانه بارگیری مواد خام حدود 650 کیلوگرم خواهد بود. بار کامل راکتور: OS=10x0.65=6.5 تن و حجم راکتور OR=1.5x6.5=9.75 m³. آن ها ما به یک راکتور با حجم 10 متر مکعب نیاز خواهیم داشت.

محاسبه بازده بیوگاز

جدول محاسبه بازده بیوگاز بسته به نوع ماده خام.

نوع ماده خام	خروجی گاز، m³ در هر کیلوگرم ماده خشک	خروجی گاز m³ در هر تن در رطوبت 85%
کود دامی	0,25-0,34	38-51,5
کود خوک	0,34-0,58	51,5-88
مدفوع پرندگان	0,31-0,62	47-94
سرگین اسب	0,2-0,3	30,3-45,5
کود گوسفندی	0,3-0,62	45,5-94

اگر همین مثال را در نظر بگیریم، سپس وزن هر نوع ماده خام را در داده های جدولی مربوطه ضرب کنیم و هر سه جزء را جمع کنیم، بازده بیوگاز تقریباً 27-36.5 متر مکعب در روز بدست می آید.

برای اینکه تصوری از مقدار مورد نیاز بیوگاز داشته باشید، می گویم که یک خانواده متوسط ​​4 نفره به 1.8-3.6 متر مربع برای پخت و پز نیاز دارد. برای گرم کردن یک اتاق 100 متر مربعی - 20 متر مکعب بیوگاز در روز.

نصب و ساخت راکتور

یک مخزن فلزی، یک ظرف پلاستیکی می تواند به عنوان یک راکتور استفاده شود، یا می توان آن را از آجر یا بتن ساخت. برخی منابع می گویند که شکل ترجیحی آن یک استوانه است، اما در سازه های مربعی که از سنگ یا آجر ساخته شده اند، بر اثر فشار مواد اولیه، ترک هایی ایجاد می شود. صرف نظر از شکل، مواد و محل نصب، راکتور باید:

• ضد آب و گاز باشد اختلاط هوا و گاز نباید در راکتور اتفاق بیفتد. بین روکش و بدنه باید یک واشر ساخته شده از مواد مهر و موم شده وجود داشته باشد.
• عایق حرارتی باشد؛
• تحمل تمام بارها (فشار گاز، وزن و غیره)؛
• یک دریچه برای انجام کارهای تعمیری داشته باشید.

نصب و انتخاب شکل راکتور به صورت جداگانه برای هر مزرعه انجام می شود.

موضوع ساخت کارخانه بیوگاز DIYبسیار گسترده بنابراین، در این مقاله به این موضوع می پردازم. در مقاله بعدی در مورد انتخاب عناصر باقیمانده یک نیروگاه بیوگاز، قیمت ها و مکان هایی که می توان آن را خریداری کرد صحبت خواهیم کرد.

محبوبیت فزاینده روش های جایگزین برای تولید گرما و انرژی الکتریکی منجر به تمایل بسیاری از صاحبان خانه ها و کلبه های روستایی برای به دست آوردن استقلال خاصی از تامین کنندگان انرژی خارجی شده است. علاوه بر این، انرژی "خریداری شده" تمایل دائمی به افزایش قیمت ها را نشان می دهد و نگهداری از یک مزرعه روستایی هر روز گران تر می شود. نیروگاه بیوگاز یک جایگزین عالی برای منابع انرژی خارجی است. حداقل می تواند گاز قابل اشتعال برای اجاق گاز را برای خانه فراهم کند و وقتی برق افزایش می یابد (اگر زباله های خودتان یا خریداری شده به اندازه کافی وجود داشته باشد) می تواند هم گرمایش و هم برق خانه و کل خانه را تامین کند.

چه کسانی به نیروگاه های بیوگاز نیاز دارند

نیروگاه های بیوگاز برای تولید گازهای قابل احتراق از مواد خام بیولوژیکی استفاده می شود. بنابراین هر جا که گازهای قابل اشتعال لازم باشد به آنها نیاز است. یعنی به دست آوردن انرژی حرارتی و الکتریکی.
اول از همه، نیروگاه های بیوگاز برای آن دسته از مزارع ضروری است که در آن مواد خام زیادی به شکل زباله های بیولوژیکی وجود دارد. به این ترتیب، نه تنها می توان تولید را بدون ضایعات ساخت، بلکه به دلیل تولید مستقل انرژی و عدم وجود هزینه برای خرید انرژی حرارتی و الکتریکی، سودآوری آن را نیز به میزان قابل توجهی افزایش داد.

ولادیمیر راشین، طراح یک کارخانه بیوگاز و کشاورز اهل پرم، از تجربه خود ثابت کرده است که تولیدات کشاورزی که به طور مستقل زباله ها را با استفاده از یک دستگاه مناسب دفع می کند، به طور کامل نیاز آن به انرژی حرارتی و الکتریکی و همچنین گاز قابل احتراق را برآورده می کند. . در مزرعه بلدرچین او، بیوگاز برای گرم کردن اماکن (اعم از مسکونی، صنعتی و صنعتی)، برای تولید برق، در اجاق‌های آشپزخانه و همچنین برای سوخت‌گیری وسایل نقلیه استفاده می‌شود - همه ماشین‌های مزرعه راشین با بیوگاز کار می‌کنند. در این حالت ماده اولیه اصلی کارخانه بیوگاز فضولات بلدرچین است. این خروجی علاوه بر بیوگاز، کود آلی نیز تولید می کند که درآمد اضافی را نیز برای مزرعه به ارمغان می آورد.

کارخانه های بیوگاز مانند ولادیمیر راشین می توانند سودآوری هر تولید کشاورزی را به میزان قابل توجهی افزایش دهند. نه تنها کود، بلکه ضایعات مختلف صنایع فرآوری چوب (پوست، خاک اره و غیره) و تقریباً از هر ماده آلی می توان به عنوان ماده اولیه برای تولید بیوگاز استفاده کرد.

علاوه بر این، گیاهان بیوگاز را می توان در خانه های روستایی و کلبه ها استفاده کرد، حتی اگر چنین مزارعی تمرکز کشاورزی نداشته باشند. زباله های خانگی هر مزرعه ای برای تامین مواد اولیه برای یک نیروگاه بیوگاز به اندازه کافی خواهد بود و اگر مزرعه به طور کامل از انرژی حرارتی و الکتریکی برخوردار نیست، حداقل هزینه خرید چنین انرژی را کاهش دهید. علاوه بر این، علاوه بر زباله های خانگی، هر مزرعه روستایی حاوی ضایعات زمین (علف های هرز، قلمه شاخه ها و غیره) نیز می باشد. خوب، شما حتی می توانید یک اجاق گاز آشپزخانه را با گاز قابل اشتعال با استفاده از نصب مینی بیوگاز در یک خانه روستایی تهیه کنید.

اصل تولید بیوگاز

بیوگاز از طریق تخمیر بی هوازی (یعنی بدون اکسیژن) زیست توده تولید می شود که توسط باکتری های خاص تامین می شود. سه نوع باکتری در این فرآیند نقش دارند: هیدرولیتیک، اسیدساز و متان ساز.

یک نیروگاه بیوگاز از چندین بخش (ظروف) تشکیل شده است. ابتدا مواد خام وارد یک ظرف اولیه می شود و در آنجا کاملاً مخلوط شده و خرد می شود (در مورد کسر جامد) به یک توده همگن تبدیل می شود. سپس مواد خام خرد شده وارد راکتور (محفظه ای که زیست توده مستقیماً در آن تخمیر می شود) می شود.

راکتور معمولاً از بتن مسلح ساخته می شود که در برابر اسید مقاوم است. این ظرف کاملا مهر و موم شده است. به منظور سرعت بخشیدن به فرآیند تخمیر، مایع موجود در ظرف را حرارت داده و هم می زنند. اغلب از یک واحد تولید همزمان برای گرم کردن راکتور استفاده می شود - در چنین نصبی لازم است ژنراتور گرما و نیرو خنک شود و گرمای حذف شده وارد راکتور می شود. گرما همچنین می تواند از یک دیگ آب گرم مخصوص تامین شود.

پس از اتمام فرآیند تخمیر، گاز تولید شده از راکتور وارد نگهدارنده گاز می شود، جایی که فشار یکسان می شود و سپس بیوگاز وارد مولد حرارت و برق (گاز یا گازوئیل-گاز) می شود که در نتیجه حرارت یا الکتریکی انرژی تولید می شود.

علاوه بر بیوگاز، بخش جامد - کودهای آلی - در راکتور ته نشین می شود که می توان از آن در مزارع استفاده کرد. کودهای مایع نیز پس از آزاد شدن گاز از راکتور به دست می آیند. کودهای مایع و جامد هر دو غلیظ هستند و به طور فعال در کشاورزی استفاده می شوند.

نیروگاه های بیوگاز صنعتی دارای کنترل خودکار هستند. اتوماسیون وظیفه جریان مواد اولیه به داخل تاسیسات را بر عهده دارد و برای اختلاط، دما، عملکرد ژنراتور و غیره را کنترل می کند. همچنین، چنین تاسیساتی مجهز به دستگاه های شعله ور اضطراری هستند - در صورت توقف موتور، گاز به سادگی سوزانده می شود. علاوه بر این، کارخانه‌های بیوگاز صنعتی اغلب مجهز به خط بسته‌بندی کودهای مایع هستند؛ در این حالت، کودها در بطری‌های کوچک (حداکثر 1 لیتر) بطری می‌شوند.

کارخانه بیوگاز انفرادی

اصل کار یک نیروگاه بیوگاز فردی مانند یک کارخانه صنعتی است. درست است، نصب های کوچک به ندرت مجهز به دستگاه های خودکار برای مخلوط کردن بستر و سایر اتوماسیون ها هستند - به دلیل افزایش قابل توجه هزینه نصب خانگی با چنین تجهیزاتی. در اغلب موارد، این تاسیسات فقط دارای دستگاه هایی برای کنترل دما، عملکرد ژنراتور و غیره هستند و کلیه تعمیرات کارخانه مینی بیوگاز به صورت دستی انجام می شود.

اگر مزرعه تولید دام یا محصول نداشته باشد، از نیروگاه های بیوگاز خانگی عمدتاً برای تولید گاز قابل احتراق برای نیازهای آشپزخانه استفاده می شود. با این حال، تمایل فزاینده ای به استفاده از تاسیسات کوچک برای ارائه خانه ها و کلبه های روستایی با یک مجموعه انرژی کامل وجود دارد، یعنی نه تنها گاز "آشپزخانه"، بلکه انرژی حرارتی و الکتریکی. علاوه بر این، این دیگر به حضور دام های بزرگ یا کوچک در مزرعه بستگی ندارد، مواد خام برای نیروگاه های بیوگاز خانگی به سادگی از نزدیک ترین مزرعه خریداری می شود. این می تواند کود یا ضایعات صنایع فرآوری چوب باشد.

کارخانه بیوگاز DIY

ساخت نیروگاه های بیوگاز، حتی مینی، برای نیازهای داخلی، ارزان نیست. و اگرچه دوره بازپرداخت چنین تجهیزاتی نسبتاً کوتاه است (5-7 سال) ، اما هر مالکی آماده نیست یا فرصت سرمایه گذاری مقدار مورد نیاز را ندارد. بله، مزایا واضح است: در مدت زمان کوتاهی، با کمک یک کارخانه کوچک بیوگاز، می توانید تقریباً استقلال کامل از منابع انرژی خریداری شده به دست آورید، مزرعه خود را به خودکفایی منتقل کنید و حتی کودهای رایگان به عنوان پاداش اضافی داشته باشید. با این حال، امروز باید پول بپردازید، و مزایای آن تنها در چند سال ظاهر می شود. بنابراین، بسیاری از صاحبان خانه های روستایی و کلبه ها تعجب می کنند: چگونه خودتان یک کارخانه بیوگاز بسازید؟

یک مینی نیروگاه بیوگاز چندان پیچیده نیست و ساخت آن کاملاً قابل مدیریت است. این باعث صرفه جویی قابل توجهی می شود. علاوه بر این، پروژه‌هایی برای نیروگاه‌های بیوگاز وجود دارد که از وسایل و مواد بداهه استفاده می‌کنند (به عنوان مثال، با یک راکتور زنگ، و زنگ را می‌توان از لاستیک ساخت و غیره). یعنی تاسیسات خانگی برای تولید بیوگاز به معنای به دست آوردن پاداش های مورد نظر با حداقل پول است.

هنگام ساخت یک نیروگاه بیوگاز، لازم است محاسبه دقیقی از میزان بهره وری آن انجام شود. برای انجام این کار، شما باید تمام مصرف کنندگان مورد نظر بیوگاز (به عنوان مثال، اجاق گاز، تجهیزات خودرو و غیره) را در نظر بگیرید. اگر قرار است از بیوگاز برای تولید انرژی الکتریکی و/یا حرارتی استفاده شود، محاسبه باید شامل تمام مصرف کنندگان انرژی باشد. بر اساس محاسبات، یک پروژه نیروگاه بیوگاز ایجاد می شود.

کارخانه های تولید بیوگاز خانگی به طور گسترده در اینترنت در دسترس هستند. می توانید محاسبات نمونه، نقشه دستگاه و توضیحات مفصل را بیابید. مجموعه عظیمی از دستگاه ها به شما این امکان را می دهد که هم یک نصب پیچیده با چندین محفظه و هم یک نسخه ساده شده ایجاد کنید (به عنوان مثال، یک دستگاه ساده مانند یک حوضچه پوشیده شده با زنگ لاستیکی با دستگاهی برای تخلیه گاز). هرکسی می تواند با توجه به خواسته ها، قابلیت ها و مهارت های خود یک نصب خانگی را انتخاب کند. توضیحات همراه با عکس یا فیلم گام به گام به ویژه در این مورد مفید است.

ساخت کارخانه بیوگاز با دستان خود به شما امکان می دهد تا 50٪ از هزینه دستگاه را صرفه جویی کنید که به طور قابل توجهی سرعت بازپرداخت تجهیزات را افزایش می دهد. علاوه بر این، ایجاد ساده ترین نصب برای شروع به شما امکان می دهد نیاز به چنین تجهیزاتی را در خانه ارزیابی کنید، و همچنین پول را به تدریج سرمایه گذاری کنید، که برای بسیاری بسیار آسان تر از پرداخت کل مبلغ مورد نیاز است.

نیروگاه بیوگاز چگونه کار می کند؟

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

آنچه هست

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

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

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

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

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

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

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

موارد استفاده

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

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

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

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

راندمان سوخت زیستی

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

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

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

چگونه یک راکتور بیومتریال بسازیم

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

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

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

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

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

راکتور برای یک مزرعه بزرگ

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

مجتمع های صنعتی عبارتند از:

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

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

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

نحوه محاسبه حجم راکتور

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

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

نحوه اطمینان از فعالیت زیست توده

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

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

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

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

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

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

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

حذف صحیح گاز

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

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

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

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

کارخانه تولید سوخت زیستی زیرزمینی

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

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

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

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

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

در مزرعه هر مزرعه ای می توانید نه تنها از انرژی باد، خورشید، بلکه بیوگاز نیز استفاده کنید.

بیوگاز- سوخت گازی، محصول تجزیه میکروبیولوژیکی بی هوازی مواد آلی. فناوری‌های بیوگاز رادیکال‌ترین، دوست‌دار محیط‌زیست و بدون زباله‌ترین روش پردازش، بازیافت و ضدعفونی انواع زباله‌های آلی با منشاء گیاهی و حیوانی هستند.

شرایط به دست آوردن و ارزش انرژی بیوگاز.

کسانی که می خواهند یک نیروگاه بیوگاز کوچک در مزرعه خود بسازند باید با جزئیات بدانند که از چه مواد خام و چه فناوری می توان برای تولید بیوگاز استفاده کرد.

بیوگاز به دست می آیددر فرآیند تخمیر بی هوازی (بدون دسترسی به هوا) (تجزیه) مواد آلی (زیست توده) با منشاء مختلف: فضولات پرندگان، سر، برگ ها، کاه، ساقه گیاهان و سایر زباله های آلی از خانواده های فردی. بنابراین، بیوگاز را می توان از تمام زباله های خانگی که توانایی تخمیر و تجزیه را در حالت مایع یا مرطوب بدون دسترسی به اکسیژن دارند، تولید کرد. گیاهان بی هوازی (تخمیر کننده ها) پردازش هر توده آلی را در طول فرآیند در دو مرحله امکان پذیر می کنند: تجزیه توده آلی (هیدراتاسیون) و تبدیل به گاز آن.

استفاده از مواد آلی که تحت تجزیه میکروبیولوژیکی در گیاهان بیوگاز قرار گرفته اند، حاصلخیزی خاک و عملکرد محصولات مختلف را 10-50 درصد افزایش می دهد.

بیوگاز، که در طی تخمیر پیچیده زباله های آلی آزاد می شود، از مخلوطی از گازها تشکیل شده است: متان (گاز "مرداب") - 55-75٪، دی اکسید کربن - 23-33٪، سولفید هیدروژن - 7٪. تخمیر متان یک فرآیند باکتریایی است. شرط اصلی جریان و تولید بیوگاز آن وجود گرما در زیست توده بدون دسترسی هوا است که می تواند در نیروگاه های بیوگاز ساده ایجاد شود. نصب و راه اندازی در مزارع فردی به شکل تخمیرکننده های ویژه برای تخمیر زیست توده آسان است.

در مزرعه داری، اصلی ترین ماده خام آلی برای بارگیری در تخمیر می باشد کود کشاورزی.

در مرحله اول بارگیری کود دامی در ظرف تخمیر، مدت زمان فرآیند تخمیر باید 20 روز باشد، کود خوک - 30 روز. گاز بیشتری هنگام بارگیری اجزای آلی مختلف در مقایسه با بارگیری تنها یک جزء به دست می آید. به عنوان مثال، هنگام پردازش کود گاوی و کود مرغی، بیوگاز می تواند تا 70٪ متان داشته باشد که به طور قابل توجهی کارایی بیوگاز را به عنوان سوخت افزایش می دهد. پس از تثبیت فرآیند تخمیر، مواد خام باید روزانه در تخمیر بارگیری شوند، اما حداکثر 10٪ از مقدار جرم پردازش شده در آن. رطوبت توصیه شده مواد خام در تابستان 92-95٪، در زمستان - 88-90٪ است.

در تخمیر همراه با تولید گاز، ضایعات آلی از میکرو فلور بیماری زا ضد عفونی می شود و بوهای نامطبوع منتشر شده را از بین می برند. لجن قهوه ای حاصل به صورت دوره ای از تخمیر خارج شده و به عنوان کود استفاده می شود.

برای گرم کردن توده فرآوری شده از گرمایی که در حین تجزیه آن در بیوفرمانتر آزاد می شود استفاده می شود. هنگامی که درجه حرارت در تخمیر کاهش می یابد، شدت تکامل گاز کاهش می یابد، زیرا فرآیندهای میکروبیولوژیکی در توده آلی کند می شود. بنابراین، عایق حرارتی مطمئن یک نیروگاه بیوگاز (بیوفرمانتر) یکی از مهمترین شرایط برای عملکرد عادی آن است.

برای اطمینان از رژیم تخمیر مورد نیاز، توصیه می شود کود موجود در تخمیر را با آب داغ (ترجیحاً 35-40 درجه سانتیگراد) مخلوط کنید. تلفات حرارتی نیز باید در طی بارگیری مجدد و تمیز کردن دوره ای تخمیر به حداقل برسد. برای گرم شدن بهتر تخمیر می توانید از ” اثر گلخانه ای" برای انجام این کار، یک قاب فلزی چوبی یا سبک در بالای گنبد نصب شده و با فیلم پلاستیکی پوشانده شده است. بهترین نتایج در دمای ماده خام در حال تخمیر، 30-32 درجه سانتیگراد و رطوبت 90-95٪ به دست می آید. در جنوب اوکراین، نیروگاه‌های بیوگاز می‌توانند بدون گرم کردن اضافی توده آلی در تخمیر به طور موثر کار کنند. در مناطق میانی و شمالی، بخشی از گاز تولید شده باید در دوره های سرد سال صرف گرمایش اضافی توده تخمیری شود که طراحی نیروگاه های بیوگاز را پیچیده می کند. این امکان وجود دارد که پس از اولین پر شدن تخمیر و شروع استخراج گاز، دومی نسوزد. این با این واقعیت توضیح داده می شود که گاز تولید شده اولیه حاوی بیش از 60٪ دی اکسید کربن است. در این صورت باید در اتمسفر رها شود و پس از 1-3 روز نیروگاه بیوگاز به صورت پایدار کار خواهد کرد.

هنگام تخمیر فضولات از یک حیوان، می توانید در روز دریافت کنید: گاو (وزن زنده 500-600 کیلوگرم) - 1.5 متر مکعب بیوگاز، خوک (وزن زنده 80-100 کیلوگرم) - 0.2 متر مکعب، مرغ یا خرگوش - 0.015 متر مکعب .

در یک روز تخمیر، 36 درصد بیوگاز از کود گاوی و 57 درصد از کود گوشت خوک تشکیل می شود. از نظر انرژی، 1 متر مکعب بیوگاز معادل 1.5 کیلوگرم زغال سنگ، 0.6 کیلوگرم نفت سفید، 2 کیلووات در ساعت برق، 3.5 کیلوگرم هیزم، 12 کیلوگرم بریکت کود است.

فن‌آوری‌های بیوگاز به طور گسترده در چین توسعه یافته‌اند؛ آنها به طور فعال در تعدادی از کشورها در اروپا، آمریکا، آسیا و آفریقا اجرا می‌شوند. در اروپای غربی، به عنوان مثال در رومانی و ایتالیا، بیش از 10 سال پیش آنها شروع به استفاده گسترده از نیروگاه های بیوگاز کوچک با حجم مواد خام فرآوری شده 6-12 متر مکعب کردند.

صاحبان خانه ها و مزارع در اوکراین نیز به چنین تاسیساتی علاقه نشان دادند. در قلمرو هر ملکی می توان یکی از ساده ترین نیروگاه های بیوگاز را تجهیز کرد که به عنوان مثال در مزارع فردی در رومانی استفاده می شود. با توجه به موارد نشان داده شده در شکل. 1-الف، گودال 1 و گنبد 3 با توجه به ابعاد تجهیز شده اند، گودال با دال های بتن آرمه به ضخامت 10 سانتی متر اندود شده که با ملات سیمان اندود شده و برای سفتی با رزین روکش شده است. زنگی به ارتفاع 3 متر از آهن سقف جوش داده شده است که در قسمت بالایی آن بیوگاز جمع می شود. برای محافظت در برابر خوردگی، زنگ به صورت دوره ای با دو لایه رنگ روغن رنگ می شود. حتی بهتر است ابتدا داخل زنگ را با سرب قرمز بپوشانید.

در قسمت بالای زنگ یک لوله 4 برای حذف بیوگاز و یک گیج فشار 5 برای اندازه گیری فشار آن تعبیه شده است. لوله خروجی گاز 6 می تواند از شیلنگ لاستیکی، پلاستیکی یا لوله فلزی ساخته شود.

در اطراف گودال تخمیر، یک مهر و موم شیار آب بتنی 2 نصب شده است که با آب پر شده است که قسمت پایینی زنگ تا عمق 0.5 متر در آن غوطه ور می شود.

گاز را می توان از طریق لوله های فلزی، پلاستیکی یا لاستیکی به اجاق گاز رساند. برای جلوگیری از شکستن لوله ها در اثر یخ زدن آب متراکم شده در زمستان، از یک وسیله ساده استفاده می شود (شکل 1-b): لوله U شکل 2 در پایین ترین نقطه به خط لوله 1 متصل می شود. ارتفاع قسمت آزاد آن باید بیشتر از فشار بیوگاز (به میلی متر ستون آب) باشد. میعانات 3 از طریق انتهای آزاد لوله تخلیه می شود و نشتی گاز وجود نخواهد داشت.

در گزینه نصب دوم (شکل 1-ج)، گودال 1 به قطر 4 میلی متر و عمق 2 متر داخل با آهن سقفی که ورق های آن محکم جوش داده شده اند، اندود شده است. سطح داخلی مخزن جوش داده شده با رزین برای محافظت در برابر خوردگی پوشش داده شده است. در قسمت بیرونی لبه بالایی مخزن بتنی شیار دایره ای به عمق 5 تا 1 متر تعبیه شده که با آب پر می شود. قسمت عمودی گنبد 2 که مخزن را می پوشاند، آزادانه در آن نصب می شود. بنابراین، شیار با آب ریخته شده در آن به عنوان آب بند عمل می کند. بیوگاز در قسمت بالایی گنبد جمع آوری می شود، از آنجا از طریق لوله خروجی 3 و سپس از طریق خط لوله 4 (یا شیلنگ) به محل استفاده می رسد.

حدود 12 متر مکعب از جرم آلی (ترجیحاً کود تازه) در مخزن گرد 1 بارگیری می شود که با کسر مایع کود (ادرار) بدون اضافه کردن آب پر می شود. یک هفته پس از پر شدن، تخمیر شروع به کار می کند. در این نصب، ظرفیت تخمیر 12 متر مکعب است که امکان ساخت آن را برای 2-3 خانواده که خانه های آنها در مجاورت قرار دارد، می دهد. اگر خانواده به صورت قراردادی گاو نر پرورش دهند یا چندین گاو نگهداری کنند، می توان چنین تاسیساتی را در مزرعه ساخت.

طراحی و نمودارهای تکنولوژیکی ساده ترین تاسیسات با اندازه کوچک در شکل 1 نشان داده شده است. 1-d، d، f، g. فلش ها حرکت های تکنولوژیکی توده آلی اولیه، گاز و لجن را نشان می دهد. از نظر ساختاری، گنبد می تواند سفت باشد یا از فیلم پلی اتیلن ساخته شود. گنبد سفت و سخت را می توان با یک قسمت استوانه ای بلند برای غوطه ور شدن عمیق در توده پردازش شده، "شناور" (شکل 1-d) یا در یک شیر هیدرولیک قرار داد (شکل 1-e). یک گنبد فیلم را می توان در یک مهر و موم آب قرار داد (شکل 1-e) یا به شکل یک کیسه بزرگ چسبیده یک تکه (شکل 1-g) ساخته شد. در نسخه اخیر وزنه 9 روی کیسه فیلم قرار می گیرد تا کیسه بیش از حد متورم نشود و همچنین فشار کافی در زیر فیلم ایجاد شود.

گازی که در زیر گنبد یا فیلم جمع آوری می شود، از طریق خط لوله گاز به محل استفاده می رسد. برای جلوگیری از انفجار گاز، می توان یک شیر تنظیم شده با فشار معین روی لوله خروجی نصب کرد. با این حال، خطر انفجار گاز بعید است، زیرا با افزایش قابل توجه فشار گاز در زیر گنبد، دومی در آب بند هیدرولیک تا ارتفاع بحرانی بالا می رود و واژگون می شود و گاز را آزاد می کند.

تولید بیوگاز ممکن است به دلیل این واقعیت کاهش یابد که یک پوسته در سطح مواد خام آلی در تخمیر در طول تخمیر ایجاد می شود. برای اطمینان از عدم تداخل با خروج گاز، با مخلوط کردن جرم در تخمیر شکسته می شود. می توانید نه با دست، بلکه با چسباندن یک چنگال فلزی به گنبد از زیر، مخلوط کنید. گنبد در آب بند هیدرولیک تا ارتفاع معینی در هنگام تجمع گاز بالا می رود و در هنگام استفاده پایین می آید.

به دلیل حرکت سیستماتیک گنبد از بالا به پایین، شاخک های متصل به گنبد باعث از بین رفتن پوسته می شود.

رطوبت بالا و وجود سولفید هیدروژن (تا 0.5٪) به افزایش خوردگی قطعات فلزی کمک می کند. نیروگاه های بیوگاز. بنابراین، وضعیت تمام عناصر فلزی تخمیر به طور منظم کنترل می شود و مکان های آسیب به دقت محافظت می شود، ترجیحاً با سرب در یک یا دو لایه، و سپس در دو لایه با هر رنگ روغنی رنگ آمیزی می شود.

برنج. 1. طرح های ساده ترین نیروگاه های بیوگاز:

آ). با گنبد هرمی: 1 - گودال برای کود. 2 - آب بند شیار; 3 - زنگ برای جمع آوری گاز; 4، 5 - لوله خروجی گاز؛ 6 - فشار سنج;

ب). دستگاه برای حذف میعانات: 1 - خط لوله برای حذف گاز. 2 - لوله U شکل برای میعانات; 3 - میعانات;

V). با گنبد مخروطی: 1 - گودال برای کود. 2 - گنبد (زنگ)؛ 3 - قسمت منبسط شده لوله; 4 - لوله خروجی گاز; 5 - آب بند شیار;

d، e، f، g - نمودارهای انواع ساده ترین تاسیسات: 1 - تامین زباله های آلی. 2 - ظرف برای زباله های آلی; 3 - محل جمع آوری گاز در زیر گنبد; 4 - لوله خروجی گاز; 5 - لجن زدایی; 6 - فشار سنج; 7 - گنبد ساخته شده از فیلم پلی اتیلن؛ 8 - آب بند; 9 - بار; 10 - کیسه پلی اتیلن یک تکه.

کارخانه بیوگازبا گرم کردن توده قابل تخمیر توسط گرمای آزاد شده در طی تجزیه کود در یک تخمیر هوازی، در شکل نشان داده شده است. 2، شامل یک مخزن متان - یک محفظه فلزی استوانه ای با گردن پرکننده 3، یک شیر تخلیه 9، یک همزن مکانیکی 5 و یک لوله انتخاب بیوگاز 6 است.

Fermenter 1 را می توان از مواد چوبی مستطیلی ساخت. برای تخلیه کود تصفیه شده، دیواره های جانبی قابل جابجایی هستند. کف تخمیر مشبک است؛ هوا از طریق کانال تکنولوژیکی 10 از یک دمنده 11 دمیده می شود. رویه تخمیر با پانل های چوبی پوشانده شده است. 7.

نصب به این صورت عمل می کند. کود مایع از پیش آماده شده با رطوبت 88-92٪ از طریق سر 3 به مخزن متان 4 ریخته می شود، سطح مایع توسط قسمت پایین گردن پرکننده تعیین می شود. تخمیر هوازی 1 از طریق قسمت دهانه بالایی با کود بستر یا مخلوطی از کود با پرکننده آلی خشک شل (کاه، خاک اره) با رطوبت 65-69٪ پر می شود. هنگامی که هوا از طریق کانال تکنولوژیکی در تخمیر تامین می شود، توده آلی شروع به تجزیه می کند و گرما آزاد می شود. برای گرم کردن محتویات مخزن متان کافی است. در نتیجه بیوگاز آزاد می شود. در قسمت بالایی مخزن هاضم جمع می شود. از طریق لوله 6 برای نیازهای داخلی استفاده می شود. در طی فرآیند تخمیر، کود دامی در هاضم با میکسر 5 مخلوط می شود.

چنین نصبی فقط به دلیل دفع زباله در خانه های شخصی در عرض یک سال هزینه خود را پرداخت می کند.

برنج. 2. نمودار یک نیروگاه بیوگاز گرم شده:
1 - تخمیر؛ 2 - سپر چوبی; 3 - گردن پرکننده; 4 - مخزن متان; 5 - همزن؛ 6 - لوله برای نمونه برداری بیوگاز; 7 - لایه عایق حرارتی; 8 - رنده؛ 9 - شیر تخلیه برای جرم فرآوری شده. 10 - کانال برای تامین هوا؛ 11 - دمنده.

کارخانه بیوگاز انفرادی(IBGU-1) برای یک خانواده دهقانی با 2 تا 6 گاو یا 20-60 خوک یا 100-300 مرغ (شکل 3). این تاسیسات می تواند روزانه 100 تا 300 کیلوگرم کود را فرآوری کند و 100 تا 300 کیلوگرم کود آلی سازگار با محیط زیست و 3 تا 12 متر مکعب بیوگاز تولید می کند.

برای پختن غذا برای یک خانواده 3-4 نفره، لازم است روزانه 3-4 متر مکعب بیوگاز بسوزانید، خانه ای با مساحت 50-60 متر مربع - 10-11 متر مکعب را گرم کنید. نصب می تواند در هر منطقه آب و هوایی کار کند. کارخانه Tula Stroytekhnika و کارخانه تعمیرات و مکانیکی Orlovsky (اورل) تولید سریال خود را آغاز کردند.

برنج. 3. طرح یک نیروگاه بیوگاز فردی IBGU-1:
1 - گردن پرکننده؛ 2 - همزن؛ 3 - لوله نمونه گیری گاز; 4 - لایه عایق حرارتی; 5 - لوله با شیر برای تخلیه جرم فرآوری شده. 6 - دماسنج.

افزایش قیمت انرژی ما را به فکر این می‌اندازد که بتوانیم خودمان آن را تامین کنیم. یکی از گزینه ها یک نیروگاه بیوگاز است. با کمک آن، بیوگاز از کود، فضولات و بقایای گیاهی به دست می آید که پس از تصفیه، می توان از آن برای وسایل گاز (اجاق گاز، دیگ بخار) استفاده کرد، به سیلندرها پمپ کرد و به عنوان سوخت خودروها یا ژنراتورهای الکتریکی استفاده کرد. به طور کلی، پردازش کود به بیوگاز می تواند تمام نیازهای انرژی یک خانه یا مزرعه را برآورده کند.

ساخت نیروگاه بیوگاز راهی برای تامین مستقل منابع انرژی است

اصول کلی

بیوگاز محصولی است که از تجزیه مواد آلی به دست می آید. در طی فرآیند پوسیدگی/تخمیر، گازهایی آزاد می‌شوند که با جمع‌آوری آن‌ها می‌توانید نیازهای خانوار خود را برآورده کنید. تجهیزاتی که این فرآیند در آنها اتفاق می افتد، «نیروگاه بیوگاز» نامیده می شود.

فرآیند تشکیل بیوگاز به دلیل فعالیت حیاتی انواع مختلفی از باکتری‌هایی است که در خود زباله وجود دارد. اما برای اینکه آنها به طور فعال "کار کنند"، آنها باید شرایط خاصی را ایجاد کنند: رطوبت و دما. برای ایجاد آنها، یک نیروگاه بیوگاز در حال ساخت است. این مجموعه ای از دستگاه ها است که اساس آن یک بیوراکتور است که در آن تجزیه زباله رخ می دهد که با تشکیل گاز همراه است.

سه حالت برای تبدیل کود به بیوگاز وجود دارد:

• حالت روان دوستی دما در نیروگاه بیوگاز از 5+ تا 20+ درجه سانتی گراد است. در چنین شرایطی، فرآیند تجزیه کند است، گاز زیادی تشکیل می شود و کیفیت آن پایین است.
• مزوفیلیک. دستگاه در دمای 30+ تا 40+ درجه سانتی گراد وارد این حالت می شود. در این مورد، باکتری های مزوفیل به طور فعال تکثیر می شوند. در این مورد، گاز بیشتری تشکیل می شود، فرآیند پردازش زمان کمتری می برد - از 10 تا 20 روز.
• گرما دوست. این باکتری ها در دمای 50+ درجه سانتی گراد تکثیر می شوند. این فرآیند سریعترین اتفاق می افتد (3-5 روز)، خروجی گاز بزرگترین است (در شرایط ایده آل، با 1 کیلوگرم تحویل می توانید تا 4.5 لیتر بنزین دریافت کنید). بیشتر جداول مرجع برای بازده گاز از پردازش به طور خاص برای این حالت ارائه شده است، بنابراین هنگام استفاده از حالت های دیگر ارزش تنظیم کمتری را دارد.

سخت ترین چیز برای پیاده سازی در نیروگاه های بیوگاز حالت گرمادوست است. این امر به عایق حرارتی باکیفیت نیروگاه بیوگاز، گرمایش و سیستم کنترل دما نیاز دارد. اما در خروجی حداکثر مقدار بیوگاز را دریافت می کنیم. یکی دیگر از ویژگی های پردازش ترموفیل عدم امکان بارگذاری اضافی است. دو حالت باقی مانده - روان دوست و مزوفیلیک - به شما امکان می دهد روزانه یک بخش تازه از مواد خام آماده شده را اضافه کنید. اما در حالت گرمادوست، زمان پردازش کوتاه امکان تقسیم بیوراکتور را به مناطقی فراهم می‌کند که در آن سهم مواد خام با زمان‌های بارگذاری متفاوت پردازش می‌شود.

نمودار نیروگاه بیوگاز

اساس یک نیروگاه بیوگاز یک بیوراکتور یا پناهگاه است. فرآیند تخمیر در آن اتفاق می افتد و گاز حاصل در آن تجمع می یابد. همچنین یک قیف بارگیری و تخلیه وجود دارد؛ گاز تولید شده از طریق لوله ای که به قسمت بالایی وارد شده است تخلیه می شود. بعد سیستم تصفیه گاز می آید - تمیز کردن آن و افزایش فشار در خط لوله گاز تا فشار کاری.

برای حالت های مزوفیل و گرما دوست، یک سیستم گرمایش بیوراکتور نیز برای رسیدن به حالت های مورد نیاز مورد نیاز است. برای این منظور معمولاً از دیگ های گازی که با سوخت تولید شده کار می کنند استفاده می شود. از آن، یک سیستم خط لوله به بیوراکتور می رود. معمولاً این لوله‌های پلیمری هستند، زیرا در محیط‌های تهاجمی بهترین مقاومت را دارند.

یک کارخانه بیوگاز نیز به سیستمی برای اختلاط مواد نیاز دارد. در طی تخمیر، یک پوسته سخت در قسمت بالایی تشکیل می شود و ذرات سنگین ته نشین می شوند. همه اینها با هم روند تشکیل گاز را بدتر می کند. میکسرها برای حفظ حالت همگن توده فرآوری شده مورد نیاز هستند. آنها می توانند مکانیکی یا حتی دستی باشند. آنها را می توان با تایمر یا دستی شروع کرد. همه چیز به نحوه ساخت نیروگاه بیوگاز بستگی دارد. نصب یک سیستم خودکار گرانتر است، اما در حین کار به حداقل توجه نیاز دارد.

با توجه به نوع مکان، یک نیروگاه بیوگاز می تواند:

• روی زمین.
• نیمه فرورفته.
• فرورفته.

نصب آنها گرانتر است - مقدار زیادی کار حفاری مورد نیاز است. اما هنگامی که در شرایط ما استفاده می شود، آنها بهتر هستند - سازماندهی عایق راحت تر است و هزینه های گرمایش کمتر است.

چه چیزی قابل بازیافت است

یک کارخانه بیوگاز اساساً همه چیزخوار است - هر ماده آلی را می توان پردازش کرد. هر گونه کود و ادرار، بقایای گیاهی مناسب است. شوینده ها، آنتی بیوتیک ها و مواد شیمیایی بر روند تاثیر منفی می گذارند. توصیه می شود مصرف آنها را به حداقل برسانید، زیرا آنها فلور را که آنها را پردازش می کند از بین می برند.

کود گاوی ایده آل در نظر گرفته می شود، زیرا حاوی مقادیر زیادی میکروارگانیسم است. اگر گاو در مزرعه وجود ندارد، هنگام بارگیری بیوراکتور، توصیه می شود مقداری از کود دامی اضافه شود تا بستر با میکرو فلور مورد نیاز پر شود. بقایای گیاهی از قبل خرد شده و با آب رقیق می شوند. مواد گیاهی و فضولات در یک بیوراکتور مخلوط می شوند. پردازش این "پر کردن" بیشتر طول می کشد، اما در پایان روز، در حالت صحیح، بالاترین بازده محصول را داریم.

تعیین مکان

برای به حداقل رساندن هزینه های سازماندهی فرآیند، منطقی است که کارخانه بیوگاز را در نزدیکی منبع ضایعات قرار دهیم - نزدیک ساختمان هایی که طیور یا حیوانات در آن نگهداری می شوند. توصیه می شود طرح را به گونه ای توسعه دهید که بارگذاری توسط گرانش اتفاق بیفتد. از یک انبار یا خوک‌خانه، می‌توانید خط لوله‌ای را در یک شیب ایجاد کنید که از طریق آن کود توسط نیروی جاذبه به داخل پناهگاه جریان می‌یابد. این امر کار نگهداری راکتور و همچنین حذف کود را بسیار ساده می کند.

بسیار توصیه می شود که کارخانه بیوگاز را به گونه ای قرار دهید که زباله های مزرعه بتوانند توسط گرانش جریان پیدا کنند

به طور معمول، ساختمان های دارای حیوانات در فاصله ای از یک ساختمان مسکونی قرار دارند. بنابراین، گاز تولید شده باید به مصرف کنندگان منتقل شود. اما گذاشتن یک لوله گاز ارزان تر و راحت تر از سازماندهی یک خط برای حمل و بارگیری کود است.

بیوراکتور

الزامات کاملاً سختگیرانه ای برای مخازن پردازش کود وجود دارد:

تمام این الزامات برای ساخت یک کارخانه بیوگاز باید برآورده شود، زیرا آنها ایمنی را تضمین می کنند و شرایط عادی را برای پردازش کود به بیوگاز ایجاد می کنند.

از چه موادی می توان ساخت؟

مقاومت در برابر محیط های تهاجمی نیاز اصلی موادی است که می توان از آنها ظروف ساخت. بستر موجود در بیوراکتور می تواند اسیدی یا قلیایی باشد. بر این اساس، ماده ای که ظرف از آن ساخته شده است باید محیط های مختلف را به خوبی تحمل کند.

مواد زیادی این درخواست ها را برآورده نمی کند. اولین چیزی که به ذهن می رسد فلز است. بادوام است و می توان از آن برای ساخت ظروف با هر شکلی استفاده کرد. خوبی این است که می توانید از یک ظرف آماده استفاده کنید - مقداری مخزن قدیمی. در این صورت، ساخت نیروگاه بیوگاز زمان بسیار کمی می برد. عیب فلز این است که با مواد شیمیایی فعال واکنش داده و شروع به فروپاشی می کند. برای خنثی کردن این عیب، فلز با یک پوشش محافظ پوشانده می شود.

یک گزینه عالی یک ظرف بیوراکتور ساخته شده از پلیمر است. پلاستیک از نظر شیمیایی خنثی است، پوسیده نمی شود، زنگ نمی زند. شما فقط باید از بین موادی انتخاب کنید که می توانند در برابر انجماد و گرم شدن تا دمای نسبتاً بالا مقاومت کنند. دیواره های راکتور باید ضخیم باشد و ترجیحاً با الیاف شیشه تقویت شده باشد. چنین ظروفی ارزان نیستند، اما عمر طولانی دارند.

یک گزینه ارزان تر، یک کارخانه بیوگاز با ظرف ساخته شده از آجر، بلوک های بتنی یا سنگ است. برای اینکه سنگ تراشی بتواند بارهای زیادی را تحمل کند، لازم است سنگ تراشی را (در هر 3-5 ردیف بسته به ضخامت دیوار و متریال) تقویت کرد. پس از تکمیل فرآیند ساخت دیوار، برای اطمینان از نفوذ ناپذیری آب و گاز، عملیات چند لایه بعدی دیوارها در داخل و خارج ضروری است. دیوارها با ترکیب سیمان-شن و ماسه با مواد افزودنی (افزودنی) اندود شده اند که خواص مورد نیاز را فراهم می کنند.

اندازه راکتور

حجم راکتور به دمای انتخاب شده برای پردازش کود به بیوگاز بستگی دارد. اغلب، مزوفیلیک انتخاب می شود - نگهداری آن آسان تر است و امکان بارگیری مجدد روزانه راکتور را فراهم می کند. تولید بیوگاز پس از رسیدن به حالت نرمال (حدود 2 روز) پایدار است، بدون جهش یا شیب (در صورت ایجاد شرایط عادی). در این مورد منطقی است که حجم کارخانه بیوگاز را بسته به مقدار کود تولید شده در مزرعه در روز محاسبه کنیم. همه چیز به راحتی بر اساس داده های آماری متوسط ​​محاسبه می شود.

تجزیه کود در دمای مزوفیل از 10 تا 20 روز طول می کشد. بر این اساس، حجم با ضرب در 10 یا 20 محاسبه می شود. هنگام محاسبه، لازم است مقدار آبی را که برای رساندن بستر به حالت ایده آل لازم است در نظر بگیرید - رطوبت آن باید 85-90٪ باشد. حجم یافت شده 50٪ افزایش می یابد زیرا حداکثر بار نباید از 2/3 حجم مخزن تجاوز کند - گاز باید در زیر سقف جمع شود.

به عنوان مثال، در یک مزرعه 5 گاو، 10 خوک و 40 مرغ وجود دارد. نتیجه 5 * 55 کیلوگرم + 10 * 4.5 کیلوگرم + 40 * 0.17 کیلوگرم = 275 کیلوگرم + 45 کیلوگرم + 6.8 کیلوگرم = 326.8 کیلوگرم است. برای رساندن کود مرغی به رطوبت 85 درصد، باید کمی بیشتر از 5 لیتر آب اضافه کنید (یعنی 5 کیلوگرم دیگر). وزن کل 331.8 کیلوگرم است. برای پردازش در 20 روز شما نیاز دارید: 331.8 کیلوگرم * 20 = 6636 کیلوگرم - حدود 7 متر مکعب فقط برای بستر. رقم پیدا شده را در 1.5 ضرب می کنیم (50٪ افزایش می یابد)، به 10.5 متر مکعب می رسیم. این مقدار محاسبه شده حجم راکتور نیروگاه بیوگاز خواهد بود.

دریچه های بارگیری و تخلیه مستقیماً به مخزن بیوراکتور منتهی می شوند. برای اینکه بستر به طور مساوی در کل منطقه توزیع شود، آنها در انتهای مخالف ظرف ساخته می شوند.

هنگام نصب نیروگاه بیوگاز در عمق، لوله های بارگیری و تخلیه با زاویه شدید به بدنه نزدیک می شوند. علاوه بر این، انتهای پایین لوله باید زیر سطح مایع در راکتور باشد. این کار از ورود هوا به داخل ظرف جلوگیری می کند. همچنین روی لوله ها شیرهای دوار یا قطع کننده تعبیه شده که در حالت عادی بسته می شوند. آنها فقط در هنگام بارگیری یا تخلیه باز می شوند.

از آنجایی که کود ممکن است حاوی قطعات بزرگ باشد (عناصر بستر، ساقه چمن، و غیره)، لوله های با قطر کوچک اغلب مسدود می شوند. بنابراین برای بارگیری و تخلیه باید 20-30 سانتی متر قطر داشته باشند که باید قبل از شروع کار عایق کاری نیروگاه بیوگاز نصب شوند اما پس از نصب کانتینر در محل.

راحت ترین حالت کار یک نیروگاه بیوگاز با بارگیری و تخلیه منظم زیرلایه است. این عمل را می توان یک بار در روز یا هر دو روز یک بار انجام داد. کود و سایر اجزاء به طور مقدماتی در یک مخزن ذخیره سازی جمع آوری می شوند، جایی که آنها را به حالت مورد نیاز می آورند - خرد شده، در صورت لزوم، مرطوب و مخلوط می شوند. برای راحتی، این ظرف ممکن است یک همزن مکانیکی داشته باشد. بستر آماده شده در دریچه گیرنده ریخته می شود. اگر ظرف گیرنده را در زیر نور خورشید قرار دهید، بستر از قبل گرم می شود که هزینه حفظ دمای مورد نیاز را کاهش می دهد.

توصیه می شود عمق نصب قیف گیرنده را محاسبه کنید تا زباله ها توسط گرانش به داخل آن بریزند. همین امر در مورد تخلیه در بیوراکتور نیز صدق می کند. بهترین حالت این است که بستر آماده شده توسط گرانش حرکت کند. و یک کرکره آن را در حین آماده سازی حصار می کشد.

برای اطمینان از سفتی نیروگاه بیوگاز، دریچه های روی قیف گیرنده و در ناحیه تخلیه باید دارای مهر و موم لاستیکی آب بند باشند. هرچه هوای داخل ظرف کمتر باشد، گاز در خروجی تمیزتر خواهد بود.

جمع آوری و حذف بیوگاز

بیوگاز از طریق لوله ای از راکتور خارج می شود که یک سر آن زیر سقف قرار دارد و سر دیگر آن معمولاً در آب بند آب فرو می رود. این ظرف حاوی آب است که بیوگاز حاصل در آن تخلیه می شود. یک لوله دوم در مهر و موم آب وجود دارد - بالای سطح مایع قرار دارد. بیوگاز تمیزتر به داخل آن خارج می شود. یک شیر قطع کننده گاز در خروجی بیوراکتور آنها نصب شده است. بهترین گزینه توپی است.

از چه موادی می توان برای سیستم انتقال گاز استفاده کرد؟ لوله های فلزی گالوانیزه و لوله های گاز ساخته شده از HDPE یا PPR. آنها باید از محکم بودن اطمینان حاصل کنند؛ درزها و اتصالات با استفاده از کف صابون بررسی می شوند. کل خط لوله از لوله ها و اتصالات با همان قطر مونتاژ می شود. بدون انقباض و انبساط.

پاکسازی از ناخالصی ها

ترکیب تقریبی بیوگاز حاصل به شرح زیر است:

• متان - تا 60٪؛
• دی اکسید کربن - 35٪؛
• سایر مواد گازی (از جمله سولفید هیدروژن، که بوی نامطبوع به گاز می دهد) - 5٪.

برای اینکه بیوگاز بی بو باشد و به خوبی بسوزد، باید دی اکسید کربن، سولفید هیدروژن و بخار آب را از آن جدا کرد. در صورتی که آهک ژولیده به ته تاسیسات اضافه شود، دی اکسید کربن در آب بند حذف می شود. چنین نشانکی باید به طور دوره ای تغییر کند (به محض اینکه گاز بدتر شروع به سوختن کرد، زمان تغییر آن فرا رسیده است).

خشک کردن گاز را می توان به دو صورت انجام داد - با ایجاد آب بند در خط لوله گاز - با وارد کردن بخش های منحنی در لوله زیر آب بند آب که در آن میعانات تجمع می یابد. عیب این روش نیاز به تخلیه منظم آب بند است - اگر مقدار زیادی آب جمع شده باشد، می تواند عبور گاز را مسدود کند.

راه دوم نصب فیلتر با ژل سیلیکا است. اصل مانند آب بند است - گاز به سیلیکا ژل عرضه می شود و از زیر درب خشک می شود. با این روش خشک کردن بیوگاز، سیلیکا ژل باید به صورت دوره ای خشک شود. برای این کار باید مدتی آن را در مایکروویو گرم کنید. گرم می شود و رطوبت تبخیر می شود. می توانید آن را پر کنید و دوباره از آن استفاده کنید.

برای حذف سولفید هیدروژن، از یک فیلتر پر شده با براده های فلزی استفاده می شود. می توانید آبشکن های فلزی قدیمی را در ظرف قرار دهید. تصفیه دقیقاً به همین ترتیب انجام می شود: گاز به قسمت پایین ظرف پر از فلز می رسد. با عبور، از سولفید هیدروژن پاک می‌شود، که در قسمت آزاد بالای فیلتر جمع‌آوری شده و از آنجا از طریق لوله/شلنگ دیگری تخلیه می‌شود.

مخزن گاز و کمپرسور

بیوگاز تصفیه شده وارد یک مخزن ذخیره - یک نگهدارنده گاز می شود. این می تواند یک کیسه پلاستیکی مهر و موم شده یا ظرف پلاستیکی باشد. شرط اصلی سفتی گاز است؛ شکل و جنس مهم نیست. نگهدارنده گاز یک منبع بیوگاز را ذخیره می کند. از آن، با کمک یک کمپرسور، گاز تحت فشار معین (تنظیم شده توسط کمپرسور) به مصرف کننده - به اجاق گاز یا دیگ بخار عرضه می شود. همچنین می توان از این گاز برای تولید برق با استفاده از ژنراتور استفاده کرد.

برای ایجاد فشار پایدار در سیستم پس از کمپرسور، توصیه می شود یک گیرنده نصب کنید - یک دستگاه کوچک برای تراز کردن نوسانات فشار.

دستگاه های اختلاط

برای اینکه نیروگاه بیوگاز به طور عادی کار کند، لازم است به طور منظم مایع موجود در بیوراکتور مخلوط شود. این فرآیند ساده بسیاری از مشکلات را حل می کند:

• بخش تازه ای از بار را با کلنی باکتری مخلوط می کند.
• انتشار گاز تولید شده را ترویج می کند.
• دمای مایع را به استثنای مناطق گرمتر و سردتر یکسان می کند.
• یکنواختی بستر را حفظ می کند و از ته نشین شدن یا شناور شدن برخی از اجزاء جلوگیری می کند.

به طور معمول، یک کارخانه بیوگاز خانگی کوچک دارای همزن های مکانیکی است که توسط نیروی ماهیچه ای هدایت می شود. در سیستم‌های با حجم زیاد، همزن‌ها را می‌توان توسط موتورهایی که توسط تایمر فعال می‌شوند به حرکت درآورد.

روش دوم هم زدن مایع با عبور مقداری از گاز تولید شده از آن است. برای انجام این کار، پس از خروج از متاتانک، سه راهی نصب می شود و بخشی از گاز به قسمت پایینی راکتور جریان می یابد و از طریق یک لوله دارای سوراخ خارج می شود. این قسمت از گاز را نمی توان مصرفی در نظر گرفت، زیرا باز هم دوباره وارد سیستم می شود و در نتیجه به مخزن گاز می رسد.

روش سوم اختلاط استفاده از پمپ های مدفوع برای پمپاژ بستر از قسمت پایین و ریختن آن در بالا می باشد. نقطه ضعف این روش وابستگی آن به در دسترس بودن برق است.

سیستم گرمایش و عایق حرارتی

بدون حرارت دادن مایع فرآوری شده، باکتری های روان دوست تکثیر می شوند. فرآیند پردازش در این مورد 30 روز طول می کشد و خروجی گاز کم خواهد بود. در تابستان، در صورت وجود عایق حرارتی و پیش گرم کردن بار، می توان به دمای 40 درجه رسید، زمانی که توسعه باکتری های مزوفیل شروع می شود، اما در زمستان چنین نصبی عملاً غیرفعال است - فرآیندها بسیار کند پیش می روند. . در دمای کمتر از 5+ درجه سانتیگراد عملا یخ می زنند.

چه چیزی را گرم کنیم و در کجا قرار دهیم

برای بهترین نتیجه، از گرمایش استفاده کنید. منطقی ترین آنها گرم کردن آب از دیگ بخار است. دیگ می تواند با برق، سوخت جامد یا مایع کار کند و همچنین می توانید آن را روی بیوگاز تولید شده کار کنید. حداکثر دمایی که آب باید در آن گرم شود +60 درجه سانتیگراد است. لوله های داغتر می توانند باعث چسبیدن ذرات به سطح شوند و راندمان گرمایش را کاهش دهند.

شما همچنین می توانید از گرمایش مستقیم استفاده کنید - عناصر گرمایش را وارد کنید، اما اولا، سازماندهی اختلاط دشوار است، ثانیا، بستر به سطح می چسبد، انتقال حرارت را کاهش می دهد، عناصر گرمایش به سرعت می سوزند.

یک نیروگاه بیوگاز را می توان با استفاده از رادیاتورهای گرمایش استاندارد، لوله هایی که به شکل یک سیم پیچ پیچ خورده اند، یا رجیسترهای جوش داده شده گرم کرد. بهتر است از لوله های پلیمری - فلزی پلاستیکی یا پلی پروپیلن استفاده کنید. لوله های فولادی زنگ نزن راه راه نیز مناسب هستند؛ نصب آنها به ویژه در بیوراکتورهای عمودی استوانه ای آسان تر است، اما سطح موج دار باعث چسبیدن رسوب می شود که برای انتقال حرارت خیلی خوب نیست.

برای کاهش احتمال ته نشین شدن ذرات بر روی المنت های حرارتی، آنها را در ناحیه همزن قرار می دهند. فقط در این مورد همه چیز باید طوری طراحی شود که میکسر نتواند لوله ها را لمس کند. اغلب به نظر می رسد که بهتر است بخاری ها را در پایین قرار دهید، اما تمرین نشان داده است که به دلیل رسوب در قسمت پایین، چنین گرمایی بی اثر است. بنابراین منطقی تر است که بخاری ها را روی دیواره های متاتانک یک نیروگاه بیوگاز قرار دهیم.

روش های گرمایش آب

بسته به روش چیدمان لوله، گرمایش می تواند خارجی یا داخلی باشد. در صورت نصب داخلی، گرمایش موثر است، اما تعمیر و نگهداری بخاری ها بدون توقف و پمپاژ سیستم غیرممکن است. بنابراین توجه ویژه ای به انتخاب مواد و کیفیت اتصالات می شود.

گرمایش بهره وری نیروگاه بیوگاز را افزایش می دهد و زمان پردازش مواد خام را کاهش می دهد

هنگامی که بخاری ها در خارج قرار می گیرند، گرمای بیشتری مورد نیاز است (هزینه گرم کردن محتویات یک نیروگاه بیوگاز بسیار بالاتر است)، زیرا گرمای زیادی برای گرم کردن دیوارها صرف می شود. اما این سیستم همیشه برای تعمیر در دسترس است و گرمایش یکنواخت تر است، زیرا محیط از دیوارها گرم می شود. مزیت دیگر این محلول این است که همزن ها نمی توانند به سیستم گرمایش آسیب بزنند.

نحوه عایق کاری

ابتدا یک لایه تسطیح شن و ماسه در کف گودال ریخته می شود و سپس یک لایه عایق حرارتی. این می تواند خاک رس مخلوط با کاه و خاک رس منبسط شده، سرباره باشد. همه این اجزا را می توان مخلوط کرد و در لایه های جداگانه ریخت. آنها تا افق تسطیح شده و ظرفیت نیروگاه بیوگاز نصب می شود.

کناره های بیوراکتور را می توان با مواد مدرن یا با روش های قدیمی کلاسیک عایق بندی کرد. یکی از روش های قدیمی، پوشش با خاک رس و کاه است. در چند لایه اعمال کنید.

مواد مدرن شامل فوم پلی استایرن اکسترود شده با چگالی بالا، بلوک های بتنی هوادهی کم چگالی و غیره است. پیشرفته ترین فن آوری در این مورد فوم پلی اورتان (PPU) است، اما خدمات برای کاربرد آن ارزان نیست. اما نتیجه یک عایق حرارتی بدون درز است که هزینه های گرمایش را به حداقل می رساند. یکی دیگر از مواد عایق حرارتی وجود دارد - شیشه فوم. در اسلب بسیار گران است، اما تراشه ها یا خرده های آن بسیار کم است، و از نظر ویژگی ها تقریبا ایده آل است: رطوبت را جذب نمی کند، از انجماد نمی ترسد، بارهای ساکن را به خوبی تحمل می کند و رسانایی حرارتی پایینی دارد.