Malé inštalácie je možné inštalovať aj doma. Na okraj poviem, že výroba bioplynu vlastnými rukami nie je nejaký nový vynález. Dokonca aj v dávnych dobách sa bioplyn aktívne vyrábal doma v Číne. Táto krajina je stále lídrom v počte zariadení na výrobu bioplynu. Ale tu ako vyrobiť bioplynovú stanicu vlastnými rukami, čo je k tomu potrebné, koľko to bude stáť - to všetko sa vám pokúsim povedať v tomto a nasledujúcich článkoch.

Predbežný výpočet bioplynovej stanice

Predtým, ako sa pustíte do nákupu alebo samostatnej montáže bioplynovej stanice, musíte adekvátne posúdiť dostupnosť surovín, ich druh, kvalitu a možnosť nepretržitej dodávky. Nie každá surovina je vhodná na výrobu bioplynu. Nevhodné suroviny:

• suroviny s vysokým obsahom lignínu;
• suroviny, ktoré obsahujú piliny z ihličnatých stromov (s prítomnosťou živíc)
• s vlhkosťou nad 94%
• hnijúci hnoj, ako aj suroviny obsahujúce plesne alebo syntetické čistiace prostriedky.

Ak je surovina vhodná na spracovanie, môžete začať určovať objem bioreaktora. Celkový objem surovín pre mezofilný režim (teplota biomasy sa pohybuje od 25-40 stupňov, najbežnejší režim) nepresahuje 2/3 objemu reaktora. Denná dávka nie je väčšia ako 10% z celkovo naložených surovín.

Každá surovina sa vyznačuje tromi dôležitými parametrami:

• hustota;
• obsah popola;
• vlhkosť.

Posledné dva parametre sú určené zo štatistických tabuliek. Surovina sa riedi vodou na dosiahnutie 80-92% vlhkosti. Pomer množstva vody a surovín sa môže meniť od 1:3 do 2:1. To sa robí, aby substrát získal požadovanú tekutosť. Tie. zabezpečiť prechod substrátu potrubím a možnosť jeho premiešania. Pre malé bioplynové stanice sa hustota substrátu môže rovnať hustote vody.

Skúsme na príklade určiť objem reaktora.

Povedzme, že farma má 10 kusov hovädzieho dobytka, 20 ošípaných a 35 kurčiat. Za deň sa vyprodukujú tieto exkrementy: 55 kg z 1 hovädzieho dobytka, 4,5 kg z 1 ošípanej a 0,17 kg z kurčiat. Objem denného odpadu bude: 10x55+20x4,5+0,17x35 = 550+90+5,95 =645,95 kg. Zaokrúhlime na 646 kg. Obsah vlhkosti v exkrementoch ošípaných a hovädzieho dobytka je 86 % a v trusu kurčiat 75 %. Na dosiahnutie 85% vlhkosti kuracieho hnoja je potrebné pridať 3,9 litra vody (asi 4 kg).

Ukazuje sa, že denná dávka nakladania suroviny bude asi 650 kg. Plné zaťaženie reaktora: OS=10x0,65=6,5 tony a objem reaktora OR=1,5x6,5=9,75 m³. Tie. budeme potrebovať reaktor s objemom 10 m³.

Výpočet výnosu bioplynu

Tabuľka pre výpočet výťažnosti bioplynu v závislosti od druhu suroviny.

Druh suroviny	Výkon plynu, m³ na 1 kg sušiny	Výkon plynu m³ na 1 tonu pri vlhkosti 85%
Hnoj dobytka	0,25-0,34	38-51,5
Prasací hnoj	0,34-0,58	51,5-88
Vtáčí trus	0,31-0,62	47-94
Konský trus	0,2-0,3	30,3-45,5
Ovčí hnoj	0,3-0,62	45,5-94

Ak vezmeme rovnaký príklad, potom vynásobíme hmotnosť každého druhu suroviny príslušnými tabuľkovými údajmi a sčítame všetky tri zložky, dostaneme výťažok bioplynu približne 27-36,5 m³ za deň.

Aby som mal predstavu o požadovanom množstve bioplynu, poviem, že priemerná 4-členná rodina bude potrebovať na varenie 1,8-3,6 m³. Na ohrev miestnosti 100 m² – 20 m³ bioplynu za deň.

Inštalácia a výroba reaktora

Ako reaktor môže byť použitá kovová nádrž, plastová nádoba, alebo môže byť postavená z tehly alebo betónu. Niektoré zdroje uvádzajú, že preferovaný tvar je valec, ale v štvorcových konštrukciách postavených z kameňa alebo tehál sa vplyvom tlaku surovín tvoria trhliny. Bez ohľadu na tvar, materiál a miesto inštalácie musí reaktor:

• byť vodotesné a plynotesné. V reaktore by nemalo dochádzať k miešaniu vzduchu a plynu. Medzi krytom a telesom musí byť tesnenie vyrobené z utesneného materiálu;
• byť tepelne izolovaný;
• odolávať všetkým zaťaženiam (tlak plynu, hmotnosť atď.);
• mať poklop na vykonávanie opráv.

Inštalácia a výber tvaru reaktora sa vykonáva individuálne pre každú farmu.

Výrobná téma DIY bioplynová stanica veľmi rozsiahle. Preto sa v tomto článku budem venovať práve tomuto. V ďalšom článku si povieme o výbere zvyšných prvkov bioplynovej stanice, cenách a kde sa dá kúpiť.

Rastúca popularita alternatívnych spôsobov výroby tepla a elektrickej energie viedla k túžbe mnohých majiteľov vidieckych domov a chát získať určitú autonómiu od externých dodávateľov energie. Navyše „nakupovaná“ energia vykazuje neustálu tendenciu zvyšovať ceny a údržba vidieckej farmy je každým dňom drahšia a drahšia. Bioplynová stanica je výbornou alternatívou k externým zdrojom energie. Minimálne dokáže zabezpečiť domu horľavý plyn pre sporák a pri zvýšení výkonu (ak je dostatok vlastného alebo kúpeného odpadu) dokáže zabezpečiť vykurovanie aj elektrinu ako pre dom, tak pre celú domácnosť.

Kto potrebuje bioplynové stanice

Bioplynové stanice slúžia na výrobu horľavých plynov z biologických surovín. Sú teda potrebné všade tam, kde sú potrebné horľavé plyny. Teda na získanie tepelnej a elektrickej energie.
V prvom rade sú bioplynové stanice potrebné pre tie farmy, kde je veľa surovín vo forme biologického odpadu. Týmto spôsobom je možné výrobu nielen urobiť bezodpadovou, ale aj výrazne zvýšiť jej rentabilitu – vďaka samostatnej výrobe energie a absencii nákladov na nákup tepelnej aj elektrickej energie.

Vladimír Rašin, konštruktér bioplynovej stanice a farmár z Permu, z vlastnej skúsenosti dokázal, že poľnohospodárska výroba, ktorá samostatne nakladá s odpadmi pomocou vhodného zariadenia, plne vyhovuje jej potrebám tepelnej a elektrickej energie, ako aj horľavého plynu. . V jeho prepeličej farme sa bioplyn využíva na vykurovanie priestorov (obytných, úžitkových aj priemyselných), na výrobu elektriny, v kuchynských sporákoch a tiež na tankovanie vozidiel – všetky autá na Rašinovej farme jazdia na bioplyn. Hlavnou surovinou pre bioplynovú stanicu je v tomto prípade prepeličí trus. Výstupom je okrem bioplynu aj organické hnojivo, ktoré farme prináša aj ďalší príjem.

Bioplynové stanice ako Vladimir Rashin môžu výrazne zvýšiť ziskovosť akejkoľvek poľnohospodárskej výroby. Ako surovinu na výrobu bioplynu možno použiť nielen hnoj, ale aj rôzne odpady z drevospracujúceho priemyslu (kôra, piliny a pod.) a takmer všetky organické látky.

Okrem toho sa bioplynové stanice môžu využívať vo vidieckych domoch a chatách, aj keď takéto farmy nemajú farmárske zameranie. Domovný odpad ktorejkoľvek farmy bude stačiť na zabezpečenie surovín pre individuálnu bioplynovú stanicu, a ak farma nie je plne vybavená tepelnou a elektrickou energiou, tak aspoň znížte náklady na nákup takejto energie. Okrem domáceho odpadu sa na každej vidieckej farme nachádza aj odpad z pozemku (burina, odrezky konárov atď.). Pomocou inštalácie mini-bioplynu vo vidieckom dome môžete dokonca poskytnúť kuchynský sporák s horľavým plynom.

Princíp výroby bioplynu

Bioplyn vzniká anaeróbnou (čiže bezkyslíkovou) fermentáciou biomasy, ktorú zabezpečujú špeciálne baktérie. Na procese sa podieľajú tri druhy baktérií: hydrolytické, kyselinotvorné a metánotvorné.

Bioplynová stanica pozostáva z niekoľkých častí (nádob). Najprv sa surovina dostane do predbežnej nádoby, kde sa dôkladne premieša a rozdrví (v prípade pevnej frakcie) na homogénnu hmotu. Potom sa rozdrvená surovina dostáva do reaktora (nádoba, kde sa biomasa priamo fermentuje).

Reaktor je zvyčajne vyrobený zo železobetónu, ktorý je odolný voči kyselinám. Táto nádoba je úplne utesnená. Aby sa urýchlil proces fermentácie, kvapalina v nádobe sa zahrieva a mieša. Najčastejšie sa na vykurovanie reaktora používa kogeneračná jednotka - v takejto inštalácii je potrebné chladiť generátor tepla a elektriny a odobraté teplo vstupuje do reaktora. Teplo môže pochádzať aj zo špeciálneho teplovodného kotla.

Po ukončení fermentačného procesu sa vyprodukovaný plyn z reaktora dostáva do plynojemu, kde sa vyrovná tlak a následne bioplyn vstupuje do generátora tepla a elektriny (plyn alebo nafta-plyn), v dôsledku čoho dochádza k tepelnému alebo elektrickému sa vyrába energia.

Okrem bioplynu sa v reaktore usadzuje tuhá frakcia – organické hnojivá, ktoré sa potom dajú využiť na poliach. Po uvoľnení plynu sa z reaktora získavajú aj tekuté hnojivá. Kvapalné aj tuhé hnojivá sú koncentrované a aktívne sa používajú v poľnohospodárstve.

Priemyselné bioplynové stanice majú automatické riadenie. Automatizácia je zodpovedná za tok surovín do zariadenia a za miešanie, riadi teplotu, prevádzku generátora atď. Takéto zariadenia sú tiež vybavené núdzovými zariadeniami na vzplanutie - v prípade, že sa motor zastaví, plyn sa jednoducho spáli. Priemyselné bioplynové stanice sú navyše často vybavené linkou na balenie tekutých hnojív, v tomto prípade sú hnojivá plnené do malých (do 1 litrových) fliaš.

Samostatná bioplynová stanica

Princíp činnosti samostatnej bioplynovej stanice je rovnaký ako pri priemyselnej. Je pravda, že mini-inštalácie sú zriedka vybavené automatickými zariadeniami na miešanie substrátu a inú automatizáciu - kvôli výraznému zvýšeniu nákladov na inštaláciu v domácnosti s takýmto zariadením. Tieto zariadenia majú najčastejšie len zariadenia na reguláciu teploty, prevádzky generátora atď. a všetka údržba mini bioplynovej stanice sa vykonáva ručne.

Bioplynové stanice pre domácnosť slúžia najmä na výrobu horľavého plynu pre kuchynské potreby, ak na farme nie je živočíšna alebo rastlinná výroba. Rastie však tendencia používať miniinštalácie na poskytovanie kompletného energetického komplexu vidieckych domov a chát, teda nielen „kuchynského“ plynu, ale aj tepelnej a elektrickej energie. Navyše to už nezávisí od prítomnosti veľkých alebo malých hospodárskych zvierat na farme, suroviny pre domáce bioplynové stanice sa jednoducho nakupujú z najbližšej farmy. Môže to byť buď hnoj alebo odpad z drevospracujúceho priemyslu.

DIY bioplynová stanica

Výstavba bioplynových staníc, dokonca aj mini, pre domáce potreby nie je lacná. A hoci je doba návratnosti takéhoto zariadenia relatívne krátka (5-7 rokov), nie každý majiteľ je pripravený alebo má možnosť investovať požadovanú sumu. Áno, výhody sú zrejmé: za krátky čas môžete pomocou mini-bioplynovej stanice získať takmer úplnú autonómiu od nakúpených zdrojov energie, previesť svoju farmu do sebestačnosti a dokonca máte ako bonusy zadarmo aj hnojivá. Peniaze však musíte platiť už dnes a výhody sa dostavia až o niekoľko rokov. Preto sa mnohí majitelia vidieckych domov a chát zaujímajú: ako si vyrobiť bioplynovú stanicu sami?

Mini bioplynová stanica nie je až taká zložitá a jej výstavba je celkom zvládnuteľná. Tým sa ušetrí značné množstvo. Okrem toho existujú projekty pre bioplynové stanice, ktoré využívajú improvizované prostriedky a materiály (napríklad so zvonovým reaktorom a zvon môže byť vyrobený z gumy atď.). To znamená, že domáce zariadenia na výrobu bioplynu znamenajú získanie požadovaných bonusov za minimálne peniaze.

Pri výstavbe bioplynovej stanice je potrebné urobiť presný výpočet, aká by mala byť jej produktivita. Aby ste to dosiahli, mali by ste vziať do úvahy všetkých želaných spotrebiteľov bioplynu (napríklad sporák, automobilové vybavenie atď.). Ak sa plánuje použitie bioplynu na výrobu elektrickej a/alebo tepelnej energie, výpočet musí zahŕňať všetkých spotrebiteľov energie. Na základe výpočtu sa vytvorí projekt bioplynovej stanice.

Domáce zariadenia na výrobu bioplynu sú široko dostupné na internete. Môžete nájsť vzorové výpočty, nákres zariadenia a podrobný popis. Obrovský výber zariadení vám umožní vytvoriť komplexnú inštaláciu s niekoľkými komorami a zjednodušenú verziu (napríklad také jednoduché zariadenie, ako je žumpa pokrytá gumovým zvonom so zariadením na odvádzanie plynu). Každý si môže vybrať domácu inštaláciu podľa svojich túžob, schopností a zručností. V tomto prípade sú užitočné najmä popisy sprevádzané podrobnými fotografiami alebo videami.

Výroba bioplynovej stanice vlastnými rukami vám umožňuje ušetriť až 50% nákladov na zariadenie, čo výrazne urýchľuje návratnosť zariadenia. Navyše, vykonanie najjednoduchšej inštalácie na začiatok vám umožní posúdiť potrebu takéhoto zariadenia v domácnosti, ako aj investovať peniaze postupne, čo je pre mnohých oveľa jednoduchšie ako zaplatiť celú požadovanú sumu naraz.

Ako funguje bioplynová stanica?

Téma alternatívnych palív je aktuálna už niekoľko desaťročí. Bioplyn je prírodný zdroj paliva, ktorý si môžete vyrobiť a použiť sami, najmä ak máte hospodárske zvieratá.

Čo to je

Zloženie bioplynu je podobné tomu, ktorý sa vyrába v priemyselnom meradle. Etapy výroby bioplynu:

1. Bioreaktor je nádoba, v ktorej je biologická hmota spracovávaná anaeróbnymi baktériami vo vákuu.
2. Po určitom čase sa uvoľní plyn pozostávajúci z metánu, oxidu uhličitého, sírovodíka a iných plynných látok.
3. Tento plyn sa čistí a odstraňuje z reaktora.
4. Recyklovaná biomasa je vynikajúce hnojivo, ktoré sa odstraňuje z reaktora na obohatenie polí.

Výroba bioplynu vlastnými rukami doma je možná za predpokladu, že žijete na dedine a máte prístup k živočíšnemu odpadu. Je to dobrá voľba paliva pre chovy hospodárskych zvierat a poľnohospodárske podniky.

Výhodou bioplynu je, že znižuje emisie metánu a poskytuje alternatívny zdroj energie. V dôsledku spracovania biomasy vzniká hnojivo pre zeleninové záhrady a polia, čo je ďalšou výhodou.

Na výrobu vlastného bioplynu je potrebné postaviť bioreaktor na spracovanie hnoja, vtáčieho trusu a iného organického odpadu. Použité suroviny sú:

• odpadové vody;
• Slamka;
• tráva;
• riečny bahno

Je dôležité zabrániť tomu, aby sa chemické nečistoty dostali do reaktora, pretože narúšajú proces spracovania.

Prípady použitia

Spracovanie hnoja na bioplyn umožňuje získavať elektrickú, tepelnú a mechanickú energiu. Toto palivo sa používa v priemyselnom meradle alebo v súkromných domoch. Používa sa na:

• vykurovanie;
• osvetlenie;
• vykurovacia voda;
• prevádzka spaľovacích motorov.

Pomocou bioreaktora si môžete vytvoriť vlastnú energetickú základňu na napájanie vášho súkromného domu alebo poľnohospodárskej výroby.

Tepelné elektrárne využívajúce bioplyn sú alternatívnym spôsobom vykurovania súkromnej farmy alebo malej obce. Organický odpad je možné premeniť na elektrinu, čo je oveľa lacnejšie ako jeho privádzanie na miesto a platenie účtov. Bioplyn je možné použiť na varenie na plynových sporákoch. Veľkou výhodou biopaliva je, že je to nevyčerpateľný, obnoviteľný zdroj energie.

Účinnosť biopalív

Bioplyn z podstielky a hnoja je bez farby a bez zápachu. Poskytuje rovnaké množstvo tepla ako zemný plyn. Jeden meter kubický bioplynu poskytuje rovnaké množstvo energie ako 1,5 kg uhlia.

Farmy najčastejšie odpad z hospodárskych zvierat nelikvidujú, ale ukladajú ho na jednom mieste. V dôsledku toho sa metán uvoľňuje do atmosféry a hnoj stráca svoje vlastnosti ako hnojivo. Včas spracovaný odpad prinesie farme oveľa viac výhod.

Týmto spôsobom je ľahké vypočítať účinnosť likvidácie hnoja. Priemerná krava vyprodukuje 30-40 kg hnoja denne. Táto masa produkuje 1,5 metra kubického plynu. Z tohto množstva sa vyrobí 3 kW/h elektriny.

Ako postaviť biomateriálový reaktor

Bioreaktory sú betónové kontajnery s otvormi na odstraňovanie surovín. Pred výstavbou si musíte vybrať miesto na mieste. Veľkosť reaktora závisí od množstva biomasy, ktorú máte denne. Nádobu by mala naplniť do 2/3.

Ak je biomasy málo, namiesto betónovej nádoby si môžete vziať železný sud, napríklad obyčajný sud. Musí byť ale pevný, s kvalitnými zvarmi.

Množstvo vyrobeného plynu priamo závisí od objemu surovín. V malej nádobke z nej dostanete trochu. Aby ste získali 100 kubických metrov bioplynu, musíte spracovať tonu biologickej hmoty.

Na zvýšenie pevnosti inštalácie sa zvyčajne zakopáva do zeme. Reaktor musí mať vstupné potrubie na nakladanie biomasy a výstup na odstraňovanie odpadového materiálu. V hornej časti nádrže by mal byť otvor, cez ktorý sa vypúšťa bioplyn. Je lepšie ho uzavrieť vodným uzáverom.

Pre správnu reakciu musí byť nádoba hermeticky uzavretá, bez prístupu vzduchu. Vodný uzáver zabezpečí včasné odstránenie plynov, čo zabráni výbuchu systému.

Reaktor pre veľkú farmu

Jednoduchá konštrukcia bioreaktora je vhodná pre malé farmy s 1-2 zvieratami. Ak vlastníte farmu, je najlepšie nainštalovať priemyselný reaktor, ktorý zvládne veľké objemy paliva. Najlepšie je zapojiť špeciálne spoločnosti, ktoré sa podieľajú na vývoji projektu a inštalácii systému.

Priemyselné komplexy pozostávajú z:

• Nádrže na dočasné uskladnenie;
• Miešacie zariadenia;
• Malá tepelná elektráreň, ktorá poskytuje energiu na vykurovanie budov a skleníkov, ako aj elektrinu;
• Nádoby na fermentovaný hnoj používaný ako hnojivo.

Najúčinnejšou možnosťou je postaviť jeden komplex pre niekoľko susedných fariem. Čím viac biomateriálu sa spracuje, tým viac energie sa v dôsledku toho vyrobí.

Pred prijatím bioplynu musia byť priemyselné zariadenia schválené sanitárnou a epidemiologickou stanicou, požiarnou a plynovou inšpekciou. Sú zdokumentované, existujú špeciálne normy pre umiestnenie všetkých prvkov.

Ako vypočítať objem reaktora

Objem reaktora závisí od množstva denne vyprodukovaného odpadu. Nezabúdajte, že pre efektívne kvasenie stačí nádoba naplniť len do 2/3. Zvážte aj čas fermentácie, teplotu a druh suroviny.

Pred odoslaním do digestora je najlepšie riediť hnoj vodou. Spracovanie hnoja pri teplote 35-40 stupňov bude trvať asi 2 týždne. Na výpočet objemu určte počiatočný objem odpadu s vodou a pridajte 25-30%. Objem biomasy by mal byť každé dva týždne rovnaký.

Ako zabezpečiť aktivitu biomasy

Pre správnu fermentáciu biomasy je najlepšie zmes zohriať. V južných oblastiach teplota vzduchu podporuje nástup fermentácie. Ak bývate na severe alebo v strednom pásme, môžete pripojiť ďalšie vykurovacie telesá.

Na spustenie procesu je potrebná teplota 38 stupňov. Existuje niekoľko spôsobov, ako to zabezpečiť:

• Cievka pod reaktorom pripojená k vykurovaciemu systému;
• Vyhrievacie prvky vo vnútri nádoby;
• Priamy ohrev nádoby elektrickými vykurovacími zariadeniami.

Biologická hmota už obsahuje baktérie, ktoré sú potrebné na výrobu bioplynu. Prebudia sa a začnú činnosť, keď teplota vzduchu stúpne.

Najlepšie je ohrievať ich automatickými vykurovacími systémami. Zapnú sa, keď studená hmota vstúpi do reaktora a automaticky sa vypnú, keď teplota dosiahne požadovanú hodnotu. Takéto systémy sú inštalované v kotloch na ohrev vody, možno ich zakúpiť v predajniach plynových zariadení.

Ak zabezpečíte ohrev na 30-40 stupňov, spracovanie bude trvať 12-30 dní. Závisí to od zloženia a objemu hmoty. Pri zahriatí na 50 stupňov sa aktivita baktérií zvyšuje a spracovanie trvá 3-7 dní. Nevýhodou takýchto inštalácií sú vysoké náklady na udržiavanie vysokých teplôt. Sú porovnateľné s množstvom prijatého paliva, takže systém sa stáva neúčinným.

Ďalším spôsobom aktivácie anaeróbnych baktérií je miešanie biomasy. Hriadele môžete nainštalovať do kotla sami a v prípade potreby posunúť rukoväť, aby ste hmotu premiešali. Ale je oveľa pohodlnejšie navrhnúť automatický systém, ktorý bude miešať hmotu bez vašej účasti.

Správne odstránenie plynu

Bioplyn z hnoja sa odstraňuje cez horný kryt reaktora. Počas procesu fermentácie musí byť pevne uzavretá. Zvyčajne sa používa vodný uzáver. Riadi tlak v systéme, keď sa zvýši, veko sa zdvihne a aktivuje sa vypúšťací ventil. Ako protizávažie sa používa závažie. Na výstupe sa plyn čistí vodou a ďalej prúdi rúrkami. Čistenie vodou je potrebné na odstránenie vodnej pary z plynu, inak nebude horieť.

Pred spracovaním bioplynu na energiu je potrebné ho akumulovať. Mal by sa skladovať v plynovej nádrži:

• Je vyrobený v tvare kupoly a inštalovaný na výstupe z reaktora.
• Najčastejšie je vyrobený zo železa a potiahnutý niekoľkými vrstvami farby, aby sa zabránilo korózii.
• V priemyselných komplexoch je plynová nádrž samostatná nádrž.

Ďalšia možnosť výroby plynového držiaka: použite PVC vrecko. Tento elastický materiál sa pri plnení vrecka natiahne. V prípade potreby dokáže uskladniť veľké množstvo bioplynu.

Podzemný závod na výrobu biopalív

Pre úsporu miesta je najlepšie vybudovať podzemné inštalácie. Toto je najjednoduchší spôsob, ako získať bioplyn doma. Ak chcete zriadiť podzemný bioreaktor, musíte vykopať jamu a vyplniť jej steny a dno železobetónom.

Na oboch stranách nádoby sú vytvorené otvory pre vstupné a výstupné potrubie. Okrem toho by výstupné potrubie malo byť umiestnené na dne nádoby na odčerpávanie odpadovej hmoty. Jeho priemer je 7-10 cm.Vstupný otvor s priemerom 25-30 cm je najlepšie umiestnený v hornej časti.

Inštalácia je zvrchu pokrytá murivom a je nainštalovaná plynová nádrž na príjem bioplynu. Na výstupe z nádoby musíte vytvoriť ventil na reguláciu tlaku.

Bioplynovú stanicu je možné zakopať na dvore súkromného domu a napojiť na ňu kanalizáciu a odpad z dobytka. Recyklačné reaktory dokážu úplne pokryť potreby rodiny v oblasti elektriny a tepla. Ďalšou výhodou je získanie hnojiva pre vašu záhradu.

Urob si svoj bioreaktor je spôsob, ako získať energiu z pastvy a zarobiť peniaze z hnoja. Znižuje náklady na energiu farmy a zvyšuje ziskovosť. Môžete to urobiť sami alebo si objednať inštaláciu. Cena závisí od objemu, od 7 000 rubľov.

Na farme akejkoľvek farmy môžete využiť nielen energiu vetra, slnka, ale aj bioplynu.

Bioplyn- plynné palivo, produkt anaeróbneho mikrobiologického rozkladu organických látok. Bioplynové technológie predstavujú najradikálnejšiu, ekologickú, bezodpadovú metódu spracovania, recyklácie a dezinfekcie rôznych organických odpadov rastlinného a živočíšneho pôvodu.

Podmienky získavania a energetická hodnota bioplynu.

Tí, ktorí si chcú na svojej farme postaviť malú bioplynovú stanicu, musia podrobne vedieť, aké suroviny a akou technológiou možno bioplyn vyrábať.

Získava sa bioplyn v procese anaeróbnej (bez prístupu vzduchu) fermentácie (rozkladu) organických látok (biomasy) rôzneho pôvodu: vtáčí trus, vršky, listy, slama, stonky rastlín a iný organický odpad z jednotlivých domácností. Bioplyn tak možno vyrobiť zo všetkých domových odpadov, ktoré majú schopnosť kvasiť a rozkladať sa v tekutom alebo mokrom stave bez prístupu kyslíka. Anaeróbne zariadenia (fermentory) umožňujú spracovať akúkoľvek organickú hmotu počas procesu v dvoch fázach: rozklad organickej hmoty (hydratácia) a jej splyňovanie.

Použitie organickej hmoty, ktorá prešla mikrobiologickým rozkladom v bioplynových staniciach zvyšuje úrodnosť pôdy a úrodu rôznych plodín o 10 – 50 %.

Bioplyn, ktorý sa uvoľňuje pri komplexnej fermentácii organického odpadu, pozostáva zo zmesi plynov: metán („bažinový“ plyn) - 55-75%, oxid uhličitý - 23-33%, sírovodík - 7%. Metánová fermentácia je bakteriálny proces. Hlavnou podmienkou jeho prúdenia a výroby bioplynu je prítomnosť tepla v biomase bez prístupu vzduchu, ktoré môže vzniknúť v jednoduchých bioplynových staniciach. Inštalácie sa dajú ľahko vybudovať na jednotlivých farmách vo forme špeciálnych fermentorov na fermentáciu biomasy.

V usadlosti je hlavnou organickou surovinou na nakladanie do fermentora hnoj.

V prvej fáze nakladania maštaľného hnoja do fermentačnej nádoby by doba fermentácie mala byť 20 dní, prasačí hnoj - 30 dní. Pri plnení rôznych organických zložiek sa získa viac plynu v porovnaní s naložením iba jednej zložky. Napríklad pri spracovaní maštaľného hnoja a hydinového trusu môže bioplyn obsahovať až 70 % metánu, čo výrazne zvyšuje účinnosť bioplynu ako paliva. Po stabilizácii fermentačného procesu by sa do fermentora mali denne nakladať suroviny, maximálne však 10 % z množstva v ňom spracovanej hmoty. Odporúčaná vlhkosť surovín v lete je 92-95%, v zime - 88-90%.

Vo fermentore sa spolu s produkciou plynu dezinfikuje organický odpad od patogénnej mikroflóry a zbavujú sa nepríjemných pachov. Vzniknutý hnedý kal sa periodicky vypúšťa z fermentora a používa sa ako hnojivo.

Na ohrev spracovávanej hmoty sa využíva teplo, ktoré sa uvoľňuje pri jej rozklade v biofermenteri. Keď teplota vo fermentore klesá, intenzita vývoja plynu sa znižuje, pretože mikrobiologické procesy v organickej hmote sa spomaľujú. Spoľahlivá tepelná izolácia bioplynovej stanice (biofermentora) je preto jednou z najdôležitejších podmienok jej normálnej prevádzky.

Pre zabezpečenie požadovaného fermentačného režimu sa odporúča hnoj umiestnený vo fermentore zmiešať s horúcou vodou (najlepšie 35-40 °C). Tepelné straty sa musia minimalizovať aj pri periodickom prekládke a čistení fermentora. Pre lepšie zahriatie fermentora môžete použiť „ skleníkový efekt" Na tento účel je nad kupolou inštalovaný drevený alebo ľahký kovový rám a pokrytý plastovou fóliou. Najlepšie výsledky sa dosahujú pri teplote fermentovanej suroviny 30-32°C a vlhkosti 90-95%. Na juhu Ukrajiny môžu bioplynové stanice efektívne fungovať bez dodatočného ohrevu organickej hmoty vo fermentore. V regiónoch strednej a severnej zóny sa časť vyprodukovaného plynu musí v chladných obdobiach roka minúť na dohrievanie fermentovanej hmoty, čo komplikuje projektovanie bioplynových staníc. Je možné, že po prvom naplnení fermentora a spustení extrakcie plynu tento nezhorí. Vysvetľuje to skutočnosť, že pôvodne vyrobený plyn obsahuje viac ako 60% oxidu uhličitého. V tomto prípade sa musí vypustiť do atmosféry a po 1-3 dňoch bude bioplynová stanica fungovať stabilne.

Pri fermentácii exkrementov od jedného zvieraťa môžete získať za deň: hovädzí dobytok (živá hmotnosť 500-600 kg) - 1,5 metra kubického bioplynu, ošípané (živá hmotnosť 80-100 kg) - 0,2 metra kubického, kura alebo králik - 0,015 metra kubického .

Za jeden deň fermentácie sa z maštaľného hnoja vytvorí 36 % bioplynu, z bravčového 57 %. Energeticky sa 1 kubický meter bioplynu rovná 1,5 kg uhlia, 0,6 kg petroleja, 2 kW/h elektriny, 3,5 kg palivového dreva, 12 kg hnojových brikiet.

Bioplynové technológie sú v Číne široko rozvinuté a aktívne sa implementujú v mnohých krajinách Európy, Ameriky, Ázie a Afriky. V západnej Európe, napríklad v Rumunsku a Taliansku, začali pred viac ako 10 rokmi vo veľkom využívať malé bioplynové stanice s objemom spracovaných surovín 6-12 metrov kubických.

O takéto inštalácie začali prejavovať záujem aj majitelia usadlostí a fariem na Ukrajine. Na území akéhokoľvek panstva je možné vybaviť jednu z najjednoduchších bioplynových staníc, ktoré sa napríklad používajú na jednotlivých farmách v Rumunsku. Podľa tých, ktoré sú znázornené na obr. 1-a je podľa rozmerov vybavená jama 1 a kupola 3. Jama je obložená železobetónovými doskami hrúbky 10 cm, ktoré sú omietnuté cementovou maltou a pre tesnosť potiahnuté živicou. Zo strešnej krytiny je zvarený zvon vysoký 3 m, v ktorého hornej časti sa bude hromadiť bioplyn. Na ochranu proti korózii je zvon pravidelne natieraný dvoma vrstvami olejovej farby. Ešte lepšie je najskôr potrieť vnútro zvončeka červeným olovom.

V hornej časti zvona je inštalované potrubie 4 na odvod bioplynu a tlakomer 5 na meranie jeho tlaku. Výstupná rúrka 6 plynu môže byť vyrobená z gumenej hadice, plastovej alebo kovovej rúrky.

Okolo fermentačnej jamy je osadená betónová drážka-voda 2 naplnená vodou, do ktorej je ponorená spodná strana zvona do hĺbky 0,5 m.

Plyn je možné privádzať do kachlí kovovými, plastovými alebo gumenými rúrkami. Aby sa zabránilo prasknutiu potrubia v dôsledku zamrznutia kondenzovanej vody v zime, používa sa jednoduché zariadenie (obr. 1-b): Rúrka v tvare U 2 sa pripojí na potrubie 1 v najnižšom bode. Výška jeho voľnej časti musí byť väčšia ako tlak bioplynu (v mm vodného stĺpca). Kondenzát 3 sa odvádza cez voľný koniec trubice a nedochádza k úniku plynu.

V druhom variante inštalácie (obr. 1-c) je jama 1 s priemerom 4 mm a hĺbkou 2 m vo vnútri obložená strešnou krytinou, ktorej plechy sú tesne zvarené. Vnútorný povrch zváranej nádrže je potiahnutý živicou pre antikoróznu ochranu. Na vonkajšej strane horného okraja betónovej nádrže je osadená kruhová drážka s hĺbkou 5 až 1 m, ktorá sa naplní vodou. Vertikálna časť kupoly 2, zakrývajúca nádrž, je do nej voľne inštalovaná. Drážka s vodou naliatou do nej teda slúži ako vodný uzáver. Bioplyn sa zhromažďuje v hornej časti kupoly, odkiaľ je privádzaný výstupným potrubím 3 a následne potrubím 4 (alebo hadicou) na miesto použitia.

Asi 12 metrov kubických organickej hmoty (najlepšie čerstvého hnoja) sa naplní do kruhovej nádrže 1, ktorá sa naplní tekutou frakciou hnoja (moču) bez pridania vody. Týždeň po naplnení začne fermentor pracovať. V tomto zariadení je kapacita fermentora 12 metrov kubických, čo umožňuje postaviť ho pre 2-3 rodiny, ktorých domy sa nachádzajú v blízkosti. Takáto inštalácia môže byť postavená na farme, ak rodina chová býky na základe zmluvy alebo chová niekoľko kráv.

Konštrukčné a technologické schémy najjednoduchších malých inštalácií sú znázornené na obr. 1-d, d, f, g. Šípky označujú technologické pohyby počiatočnej organickej hmoty, plynu a kalu. Konštrukčne môže byť kupola pevná alebo vyrobená z polyetylénovej fólie. Pevná kupola môže byť vyrobená s dlhou valcovou časťou pre hlboké ponorenie do spracovávanej hmoty, „plávajúca“ (obr. 1-d) alebo vložená do hydraulického ventilu (obr. 1-e). Filmová kupola môže byť vložená do vodného uzáveru (obr. 1-e) alebo vyrobená vo forme jednodielneho lepeného veľkého vrecka (obr. 1-g). V poslednej verzii je na fóliové vrecúško umiestnené závažie 9, aby sa vrecúško príliš nenafúklo a tiež aby sa vytvoril dostatočný tlak pod fóliou.

Plyn, ktorý sa zhromažďuje pod kupolou alebo fóliou, sa privádza cez plynovod na miesto použitia. Aby sa zabránilo výbuchu plynu, môže byť na výstupnom potrubí nainštalovaný ventil nastavený na určitý tlak. Nebezpečenstvo výbuchu plynu je však nepravdepodobné, pretože pri výraznom zvýšení tlaku plynu pod kupolou sa táto zdvihne v hydraulickom tesnení do kritickej výšky a prevráti sa, čím sa uvoľní plyn.

Produkcia bioplynu sa môže znížiť v dôsledku skutočnosti, že sa na povrchu organickej suroviny vo fermentore počas fermentácie vytvorí kôra. Aby sa zabezpečilo, že nebude prekážať úniku plynu, rozbije sa miešaním hmoty vo fermentore. Môžete miešať nie ručne, ale pripevnením kovovej vidlice na kupolu zospodu. Kupola stúpa v hydraulickom tesnení do určitej výšky, keď sa hromadí plyn a klesá, keď sa používa.

V dôsledku systematického pohybu kupoly zhora nadol vidlice spojené s kupolou zničia kôru.

Vysoká vlhkosť a prítomnosť sírovodíka (až 0,5%) prispievajú k zvýšenej korózii kovových častí bioplynové stanice. Preto sa pravidelne kontroluje stav všetkých kovových prvkov fermentora a miesta poškodenia sa starostlivo chránia, najlepšie oloveným olovom v jednej alebo dvoch vrstvách a následne sa v dvoch vrstvách natierajú ľubovoľnou olejovou farbou.

Ryža. 1. Schémy najjednoduchších bioplynových staníc:

A). s pyramídovou kupolou: 1 - jama na hnoj; 2 - tesnenie drážka-voda; 3 - zvon na zber plynu; 4, 5 - výstupné potrubie plynu; 6 - manometer;

b). zariadenie na odvod kondenzátu: 1 - potrubie na odvod plynu; 2 - potrubie v tvare U pre kondenzát; 3 - kondenzát;

V). s kužeľovou kupolou: 1 - jama na hnoj; 2 - kupola (zvonček); 3 - rozšírená časť potrubia; 4 - výstupné potrubie plynu; 5 - tesnenie drážka-voda;

d, e, f, g - schémy variantov najjednoduchších inštalácií: 1 - dodávka organického odpadu; 2 - nádoba na organický odpad; 3 - priestor na zber plynu pod kupolou; 4 - výstupné potrubie plynu; 5 - odstraňovanie kalu; 6 - manometer; 7 - kupola vyrobená z polyetylénovej fólie; 8 - vodný uzáver; 9 - zaťaženie; 10 - jednodielne polyetylénové vrecko.

Bioplynová stanica s ohrevom fermentovateľnej hmoty teplom uvoľneným pri rozklade hnoja v aeróbnom fermentore, je znázornené na obr. 2, obsahuje nádrž na metán - valcovú kovovú nádobu s plniacim hrdlom 3, vypúšťacím ventilom 9, mechanickým miešadlom 5 a potrubím 6 na výber bioplynu.

Fermentor 1 môže byť vyrobený obdĺžnikový z drevených materiálov. Na vykladanie upraveného hnoja sú bočné steny odnímateľné. Podlaha fermentora je mriežková, cez technologický kanál 10 je vzduch vháňaný z dúchadla 11. Horná časť fermentora je pokrytá drevenými panelmi 2. Pre zníženie tepelných strát sú steny a dno opatrené tepelnoizolačnou vrstvou 7.

Inštalácia funguje takto. Do metánovej nádrže 4 sa cez hlavu 3 naleje vopred pripravený hnoj s vlhkosťou 88-92 %, výška hladiny je určená spodnou časťou plniaceho hrdla. Aeróbny fermentor 1 je naplnený cez hornú otváraciu časť podstielkovým hnojom alebo zmesou hnoja so sypkým suchým organickým plnivom (slama, piliny) s vlhkosťou 65-69%. Pri privádzaní vzduchu cez technologický kanál vo fermentore sa organická hmota začína rozkladať a uvoľňuje sa teplo. Stačí zohriať obsah nádoby na metán. V dôsledku toho sa uvoľňuje bioplyn. Zhromažďuje sa v hornej časti nádrže digestora. Cez potrubie 6 sa používa pre domáce potreby. Počas procesu fermentácie sa hnoj vo vyhnívacom zariadení mieša miešadlom 5.

Takáto inštalácia sa zaplatí do jedného roka len vďaka likvidácii odpadu v osobných domácnostiach.

Ryža. 2. Schéma vykurovanej bioplynovej stanice:
1 - fermentor; 2 - drevený štít; 3 - plniace hrdlo; 4 - nádrž na metán; 5 - miešadlo; 6 - potrubie na odber vzoriek bioplynu; 7 - tepelnoizolačná vrstva; 8 - rošt; 9 - vypúšťací ventil pre spracovanú hmotu; 10 - kanál na prívod vzduchu; 11 - dúchadlo.

Samostatná bioplynová stanica(IBGU-1) pre roľnícku rodinu s 2 až 6 kravami alebo 20-60 ošípanými, prípadne 100-300 kusmi hydiny (obr. 3). Zariadenie dokáže spracovať od 100 do 300 kg hnoja každý deň a vyprodukuje 100-300 kg ekologických organických hnojív a 3-12 metrov kubických bioplynu.

Na varenie jedla pre 3-4 člennú rodinu je potrebné spáliť 3-4 kubické metre bioplynu za deň, na vykurovanie domu s rozlohou 50-60 m2 - 10-11 kubických metrov. Inštalácia môže fungovať v akejkoľvek klimatickej zóne. Závod Tula Stroytekhnika a Orlovský opravárenský a mechanický závod (Orel) začali svoju sériovú výrobu.

Ryža. 3. Schéma individuálnej bioplynovej stanice IBGU-1:
1 - plniace hrdlo; 2 - miešadlo; 3 - potrubie na odber vzoriek plynu; 4 - tepelnoizolačná vrstva; 5 - potrubie s kohútikom na vykladanie spracovanej hmoty; 6 - teplomer.

Rastúce ceny energií nás nútia zamyslieť sa nad možnosťou zabezpečiť si ich sami. Jednou z možností je bioplynová stanica. S jeho pomocou sa z maštaľného hnoja, trusu a rastlinných zvyškov získava bioplyn, ktorý je po vyčistení možné použiť pre plynové spotrebiče (sporáky, bojlery), prečerpať do fliaš a použiť ako palivo pre automobily alebo elektrocentrály. Vo všeobecnosti môže spracovanie hnoja na bioplyn pokryť všetky energetické potreby domu alebo farmy.

Výstavba bioplynovej stanice je spôsob samostatného zabezpečenia energetických zdrojov

Všeobecné zásady

Bioplyn je produkt, ktorý sa získava rozkladom organických látok. Počas procesu hnitia/kvasenia sa uvoľňujú plyny, ktorých zachytávaním môžete uspokojiť potreby vlastnej domácnosti. Zariadenie, v ktorom prebieha tento proces, sa nazýva „bioplynová stanica“.

Proces tvorby bioplynu nastáva v dôsledku životnej aktivity rôznych druhov baktérií, ktoré sú obsiahnuté v samotnom odpade. Aby však mohli aktívne „pracovať“, musia vytvoriť určité podmienky: vlhkosť a teplotu. Na ich vytvorenie sa buduje bioplynová stanica. Ide o komplex zariadení, ktorých základom je bioreaktor, v ktorom dochádza k rozkladu odpadu, ktorý je sprevádzaný tvorbou plynu.

Existujú tri spôsoby spracovania hnoja na bioplyn:

• Psychofilný režim. Teplota v bioplynovej stanici je od +5°C do +20°C. Za takýchto podmienok je proces rozkladu pomalý, tvorí sa veľa plynu a jeho kvalita je nízka.
• Mezofilný. Jednotka prejde do tohto režimu pri teplotách od +30°C do +40°C. V tomto prípade sa mezofilné baktérie aktívne množia. V tomto prípade sa tvorí viac plynu, proces spracovania trvá menej času - od 10 do 20 dní.
• Teplomilné. Tieto baktérie sa množia pri teplotách od +50°C. Proces prebieha najrýchlejšie (3-5 dní), výstup plynu je najväčší (pri ideálnych podmienkach s 1 kg dodávky môžete získať až 4,5 litra plynu). Väčšina referenčných tabuliek pre výťažok plynu zo spracovania je uvedená špeciálne pre tento režim, takže pri použití iných režimov sa oplatí vykonať menšiu úpravu.

Najťažšie na implementáciu v bioplynových staniciach je termofilný režim. To si vyžaduje kvalitnú tepelnú izoláciu bioplynovej stanice, vykurovanie a systém regulácie teploty. Ale na výstupe získame maximálne množstvo bioplynu. Ďalšou vlastnosťou termofilného spracovania je nemožnosť dodatočného zaťaženia. Zvyšné dva režimy – psychofilný a mezofilný – umožňujú denne pridávať čerstvú porciu pripravených surovín. Ale v termofilnom režime krátka doba spracovania umožňuje rozdeliť bioreaktor do zón, v ktorých sa bude spracovávať ich podiel surovín s rôznymi časmi nakladania.

Schéma bioplynovej stanice

Základom bioplynovej stanice je bioreaktor alebo bunker. Prebieha v ňom proces fermentácie a v ňom sa hromadí výsledný plyn. Nechýba ani nakladacia a vykladacia násypka, vzniknutý plyn je odvádzaný potrubím vloženým do hornej časti. Nasleduje systém úpravy plynu – jeho čistenie a zvýšenie tlaku v plynovode na pracovný tlak.

Pre mezofilné a termofilné režimy je na dosiahnutie požadovaných režimov potrebný aj vykurovací systém bioreaktora. Na tento účel sa zvyčajne používajú plynové kotly na vyrobené palivo. Z nej ide potrubný systém do bioreaktora. Zvyčajne ide o polymérové ​​rúry, pretože najlepšie odolávajú agresívnemu prostrediu.

Bioplynová stanica potrebuje aj systém na miešanie látky. Počas fermentácie sa na vrchu vytvorí tvrdá kôra a usadia sa ťažké častice. To všetko spolu zhoršuje proces tvorby plynu. Na udržanie homogénneho stavu spracovanej hmoty sú potrebné mixéry. Môžu byť mechanické alebo dokonca manuálne. Môžu byť spustené pomocou časovača alebo manuálne. Všetko závisí od toho, ako je bioplynová stanica vyrobená. Automatizovaný systém je drahší na inštaláciu, ale vyžaduje minimálnu pozornosť počas prevádzky.

Podľa typu lokality môže byť bioplynová stanica:

• Nadzemné.
• Polozapustené.
• Zapustené.

Zapustené sú nákladnejšie na inštaláciu - je potrebné veľké množstvo výkopových prác. Ale pri použití v našich podmienkach sú lepšie - je ľahšie organizovať izoláciu a náklady na vykurovanie sú nižšie.

Čo sa dá recyklovať

Bioplynová stanica je v podstate všežravá – spracovať sa dá akákoľvek organická hmota. Vhodný je akýkoľvek hnoj a moč, rastlinné zvyšky. Čistiace prostriedky, antibiotiká a chemikálie negatívne ovplyvňujú proces. Je vhodné minimalizovať ich príjem, pretože zabíjajú flóru, ktorá ich spracováva.

Hnoj dobytka sa považuje za ideálny, pretože obsahuje veľké množstvo mikroorganizmov. Ak na farme nie sú žiadne kravy, pri nakladaní bioreaktora je vhodné pridať trochu hnoja, aby sa substrát zaplnil požadovanou mikroflórou. Rastlinné zvyšky sa vopred rozdrvia a zriedia vodou. Rastlinné materiály a exkrementy sa miešajú v bioreaktore. Spracovanie tohto „plnenia“ trvá dlhšie, ale na konci dňa, pri správnom režime, máme najvyššiu výťažnosť produktu.

Určenie polohy

Pre minimalizáciu nákladov na organizáciu procesu má zmysel umiestniť bioplynovú stanicu blízko zdroja odpadu – v blízkosti budov, kde sa chová hydina alebo zvieratá. Konštrukciu je vhodné vypracovať tak, aby k zaťaženiu dochádzalo gravitáciou. Zo stodoly alebo ošípaných môžete položiť potrubie na svahu, cez ktorý bude hnoj prúdiť gravitáciou do bunkra. To značne zjednodušuje údržbu reaktora a tiež odstraňovanie hnoja.

Najvhodnejšie je umiestniť bioplynovú stanicu tak, aby odpad z farmy mohol prúdiť samospádom

Budovy so zvieratami sa zvyčajne nachádzajú v určitej vzdialenosti od obytnej budovy. Vyrobený plyn preto bude potrebné previesť k spotrebiteľom. Položenie jedného plynového potrubia je však lacnejšie a jednoduchšie ako organizovanie linky na prepravu a nakladanie hnoja.

Bioreaktor

Na nádrže na spracovanie hnoja sú kladené pomerne prísne požiadavky:

Všetky tieto požiadavky na výstavbu bioplynovej stanice musia byť splnené, pretože zaisťujú bezpečnosť a vytvárajú bežné podmienky na spracovanie hnoja na bioplyn.

Z akých materiálov sa dá vyrobiť?

Odolnosť voči agresívnemu prostrediu je hlavnou požiadavkou na materiály, z ktorých môžu byť kontajnery vyrobené. Substrát v bioreaktore môže byť kyslý alebo zásaditý. V súlade s tým musí materiál, z ktorého je nádoba vyrobená, dobre znášať rôzne prostredia.

Nie veľa materiálov spĺňa tieto požiadavky. Prvá vec, ktorá vás napadne, je kov. Je odolný a dajú sa z neho vyrobiť nádoby akéhokoľvek tvaru. Dobrá vec je, že môžete použiť hotovú nádobu - nejakú starú nádrž. V tomto prípade bude výstavba bioplynovej stanice trvať veľmi málo času. Nevýhodou kovu je, že reaguje s chemicky aktívnymi látkami a začína kolabovať. Na neutralizáciu tejto nevýhody je kov potiahnutý ochranným povlakom.

Vynikajúcou možnosťou je nádoba bioreaktora vyrobená z polyméru. Plast je chemicky neutrálny, nehnije, nehrdzavie. Stačí si vybrať z materiálov, ktoré znesú mrazenie a zahriatie na poriadne vysoké teploty. Steny reaktora by mali byť hrubé, výhodne vystužené sklenenými vláknami. Takéto nádoby nie sú lacné, ale vydržia dlho.

Lacnejším variantom je bioplynová stanica s nádobou z tehál, betónových tvárnic, prípadne kameňa. Aby murivo vydržalo vysoké zaťaženie, je potrebné murivo vystužiť (v každých 3-5 radoch, v závislosti od hrúbky steny a materiálu). Po dokončení procesu výstavby steny, aby sa zabezpečila nepriepustnosť vody a plynu, je potrebná následná viacvrstvová úprava stien vo vnútri aj vonku. Steny sú omietnuté cementovo-pieskovou kompozíciou s prísadami (prísadami), ktoré poskytujú požadované vlastnosti.

Dimenzovanie reaktora

Objem reaktora závisí od zvolenej teploty spracovania hnoja na bioplyn. Najčastejšie sa volí mezofilný - je jednoduchší na údržbu a umožňuje možnosť denného prebíjania reaktora. Produkcia bioplynu po dosiahnutí normálneho režimu (asi 2 dni) je stabilná, bez rázov alebo poklesov (keď sú vytvorené normálne podmienky). V tomto prípade má zmysel vypočítať objem bioplynovej stanice v závislosti od množstva hnoja vytvoreného na farme za deň. Všetko sa ľahko vypočíta na základe priemerných štatistických údajov.

Rozklad hnoja pri mezofilných teplotách trvá od 10 do 20 dní. Podľa toho sa objem vypočíta vynásobením 10 alebo 20. Pri výpočte je potrebné vziať do úvahy množstvo vody, ktoré je potrebné na uvedenie substrátu do ideálneho stavu - jeho vlhkosť by mala byť 85-90%. Nájdený objem sa zvýši o 50%, pretože maximálne zaťaženie by nemalo presiahnuť 2/3 objemu nádrže - plyn by sa mal hromadiť pod stropom.

Napríklad na farme je 5 kráv, 10 ošípaných a 40 sliepok. Výsledkom je 5 * 55 kg + 10 * 4,5 kg + 40 * 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Aby ste dostali kurací hnoj na vlhkosť 85 %, musíte pridať o niečo viac ako 5 litrov vody (to je ďalších 5 kg). Celková hmotnosť je 331,8 kg. Na spracovanie za 20 dní potrebujete: 331,8 kg * 20 = 6636 kg - asi 7 metrov kubických len na substrát. Nájdený údaj vynásobíme 1,5 (zvýšenie o 50%), dostaneme 10,5 kubických metrov. To bude vypočítaná hodnota objemu reaktora bioplynovej stanice.

Nakladacie a vykladacie poklopy vedú priamo do nádrže bioreaktora. Aby bol substrát rovnomerne rozložený po celej ploche, vyrábajú sa na opačných koncoch nádoby.

Pri hĺbkovej inštalácii bioplynovej stanice sa nakladacie a vykladacie potrubia približujú k telesu pod ostrým uhlom. Okrem toho by mal byť spodný koniec potrubia pod hladinou kvapaliny v reaktore. Tým sa zabráni vniknutiu vzduchu do nádoby. Na potrubiach sú tiež inštalované otočné alebo uzatváracie ventily, ktoré sú v normálnej polohe zatvorené. Otvárajú sa iba počas nakladania alebo vykladania.

Keďže hnoj môže obsahovať veľké úlomky (prvky steliva, steblá trávy atď.), potrubia s malým priemerom sa často upchajú. Preto na nakladanie a vykladanie musia mať priemer 20-30 cm Musia byť inštalované pred začatím prác na izolácii bioplynovej stanice, ale až po osadení nádoby na miesto.

Najpohodlnejší režim prevádzky bioplynovej stanice je s pravidelným nakladaním a vykladaním substrátu. Táto operácia sa môže vykonávať raz denne alebo raz za dva dni. Hnoj a ostatné zložky sa predbežne zhromažďujú v zásobnej nádrži, kde sa privedú do požadovaného stavu - rozdrvia, v prípade potreby navlhčia a premiešajú. Pre pohodlie môže mať táto nádoba mechanické miešadlo. Pripravený substrát sa naleje do prijímacieho poklopu. Ak umiestnite prijímaciu nádobu na slnko, substrát sa predhreje, čím sa znížia náklady na udržiavanie požadovanej teploty.

Hĺbku inštalácie prijímacej násypky je vhodné vypočítať tak, aby do nej odpad prúdil samospádom. To isté platí pre vykladanie do bioreaktora. Najlepší prípad je, ak sa pripravený substrát pohybuje gravitáciou. A uzávierka to pri príprave ohradí.

Na zabezpečenie tesnosti bioplynovej stanice musia mať poklopy na prijímacej násypke a vo vykladacom priestore tesniace gumové tesnenie. Čím menej vzduchu je v nádobe, tým čistejší bude plyn na výstupe.

Zber a odvoz bioplynu

Bioplyn sa z reaktora odvádza potrubím, ktorého jeden koniec je pod strechou, druhý je zvyčajne spustený do vodného uzáveru. Ide o nádobu s vodou, do ktorej sa odvádza vzniknutý bioplyn. Vo vodnom uzávere je druhé potrubie - je umiestnené nad hladinou kvapaliny. Vychádza do nej čistejší bioplyn. Na výstupe z ich bioreaktora je inštalovaný uzáver plynu. Najlepšou možnosťou je guľová.

Aké materiály možno použiť na prepravu plynu? Pozinkované kovové rúry a plynové rúry z HDPE alebo PPR. Musia zabezpečiť tesnosť, švy a spoje sa kontrolujú pomocou mydlovej peny. Celé potrubie je zostavené z rúr a tvaroviek rovnakého priemeru. Žiadne kontrakcie alebo expanzie.

Čistenie od nečistôt

Približné zloženie výsledného bioplynu je:

• metán - až 60%;
• oxid uhličitý - 35%;
• iné plynné látky (vrátane sírovodíka, ktorý dáva plynu nepríjemný zápach) - 5%.

Aby bol bioplyn bez zápachu a dobre horel, je potrebné z neho odstrániť oxid uhličitý, sírovodík, vodnú paru. Oxid uhličitý sa odstráni vo vodnom uzávere, ak sa na spodok zariadenia pridá hasené vápno. Takáto záložka sa bude musieť pravidelne meniť (akonáhle plyn začne horieť horšie, je čas ju zmeniť).

Sušenie plynu je možné vykonať dvoma spôsobmi - zhotovením vodných uzáverov v plynovode - vložením zakrivených úsekov do potrubia pod uzávery vody, v ktorých sa bude hromadiť kondenzát. Nevýhodou tejto metódy je potreba pravidelného vyprázdňovania vodného uzáveru - pri veľkom množstve zhromaždenej vody môže zablokovať priechod plynu.

Druhým spôsobom je inštalácia filtra so silikagélom. Princíp je rovnaký ako pri vodnom uzávere - plyn sa privádza do silikagélu a suší sa spod veka. Pri tomto spôsobe sušenia bioplynu sa musí silikagél pravidelne sušiť. Aby ste to dosiahli, musíte ho nejaký čas zohriať v mikrovlnnej rúre. Zahreje sa a vlhkosť sa odparí. Môžete ho naplniť a znova použiť.

Na odstránenie sírovodíka sa používa filter naplnený kovovými trieskami. Do kontajnera môžete naložiť staré kovové drôtenky. Čistenie prebieha presne rovnakým spôsobom: plyn sa dodáva do spodnej časti nádoby naplnenej kovom. Pri prechode sa zbavuje sírovodíka, zhromaždeného v hornej voľnej časti filtra, odkiaľ je vypúšťaný ďalším potrubím/hadicou.

Plynová nádrž a kompresor

Vyčistený bioplyn vstupuje do zásobníka - zásobníka plynu. Môže to byť zapečatené plastové vrecko alebo plastová nádoba. Hlavnou podmienkou je plynotesnosť, na tvare a materiáli nezáleží. Zásobník plynu uchováva zásobu bioplynu. Z neho sa pomocou kompresora dodáva plyn pod určitým tlakom (nastaveným kompresorom) spotrebiteľovi - do plynového sporáka alebo kotla. Tento plyn je možné použiť aj na výrobu elektriny pomocou generátora.

Na vytvorenie stabilného tlaku v systéme za kompresorom je vhodné nainštalovať prijímač - malé zariadenie na vyrovnávanie tlakových rázov.

Miešacie zariadenia

Aby bioplynová stanica fungovala normálne, je potrebné pravidelne premiešavať kvapalinu v bioreaktore. Tento jednoduchý proces rieši mnoho problémov:

• zmieša čerstvú časť nákladu s kolóniou baktérií;
• podporuje uvoľňovanie vyrobeného plynu;
• vyrovnáva teplotu kvapaliny, okrem teplejších a chladnejších oblastí;
• zachováva homogenitu podkladu, zabraňuje usadzovaniu alebo plávaniu niektorých zložiek.

Malá domáca bioplynová stanica má zvyčajne mechanické miešadlá, ktoré sú poháňané silou svalov. Vo veľkoobjemových systémoch môžu byť miešadlá poháňané motormi, ktoré sú aktivované časovačom.

Druhým spôsobom je miešanie kvapaliny prechodom časti vytvoreného plynu cez ňu. Na tento účel sa po výstupe z metanádrže nainštaluje odpalisko a časť plynu prúdi do spodnej časti reaktora, kde vystupuje cez rúrku s otvormi. Túto časť plynu nie je možné považovať za spotrebu, pretože stále opäť vstupuje do systému a v dôsledku toho končí v plynovej nádrži.

Tretím spôsobom miešania je pomocou fekálnych púmp načerpať substrát zo spodnej časti a nasypať ho hore. Nevýhodou tejto metódy je jej závislosť od dostupnosti elektrickej energie.

Vykurovací systém a tepelná izolácia

Bez zahrievania spracovanej kvapaliny sa budú množiť psychofilné baktérie. Proces spracovania v tomto prípade bude trvať 30 dní a výstup plynu bude malý. V lete, ak dôjde k tepelnej izolácii a predhrievaniu záťaže, je možné dosiahnuť teploty až 40 stupňov, kedy sa začína vývoj mezofilných baktérií, ale v zime je takáto inštalácia prakticky nefunkčná - procesy prebiehajú veľmi pomaly . Pri teplotách pod +5°C prakticky zamŕzajú.

Čo zohrievať a kam to umiestniť

Pre dosiahnutie najlepších výsledkov použite ohrev. Najracionálnejšie je ohrev vody z kotla. Kotol môže pracovať na elektrinu, tuhé alebo kvapalné palivo a môžete ho prevádzkovať aj na vyrobený bioplyn. Maximálna teplota, na ktorú je potrebné vodu zohriať, je +60°C. Teplejšie potrubia môžu spôsobiť prilepenie častíc na povrch, čím sa zníži účinnosť vykurovania.

Môžete tiež použiť priamy ohrev - vložte vykurovacie telesá, ale po prvé, je ťažké organizovať miešanie, po druhé, substrát sa prilepí na povrch, čím sa zníži prenos tepla, vykurovacie telesá sa rýchlo vypália

Bioplynová stanica môže byť vykurovaná klasickými vykurovacími radiátormi, jednoduchými rúrami stočenými do špirály alebo zváranými registrami. Je lepšie použiť polymérové ​​rúry - kovoplastové alebo polypropylénové. Vhodné sú aj vlnité rúrky z nehrdzavejúcej ocele, ktoré sa ľahšie inštalujú, najmä vo valcových vertikálnych bioreaktoroch, ale vlnitý povrch spôsobuje lepenie sedimentov, čo nie je dobré pre prenos tepla.

Aby sa znížila možnosť usadzovania častíc na výhrevných telesách, sú umiestnené v oblasti miešadla. Iba v tomto prípade musí byť všetko navrhnuté tak, aby sa mixér nemohol dotýkať rúr. Často sa zdá, že je lepšie umiestniť ohrievače na dno, ale prax ukázala, že kvôli usadeninám na dne je takéto vykurovanie neúčinné. Preto je racionálnejšie umiestniť ohrievače na steny metanádrže bioplynovej stanice.

Spôsoby ohrevu vody

V závislosti od spôsobu usporiadania potrubia môže byť vykurovanie vonkajšie alebo vnútorné. Pri vnútornej inštalácii je vykurovanie účinné, ale oprava a údržba ohrievačov nie je možná bez zastavenia a odčerpania systému. Preto sa osobitná pozornosť venuje výberu materiálov a kvalite spojov.

Vykurovanie zvyšuje produktivitu bioplynovej stanice a skracuje čas spracovania surovín

Ak sú ohrievače umiestnené zvonka, je potrebné viac tepla (náklady na ohrev obsahu bioplynovej stanice sú oveľa vyššie), pretože veľa tepla sa spotrebuje na vykurovanie stien. Systém je však vždy k dispozícii na opravu a vykurovanie je rovnomernejšie, pretože prostredie sa ohrieva od stien. Ďalšou výhodou tohto riešenia je, že miešadlá nemôžu poškodiť vykurovací systém.

Ako izolovať

Najprv sa na dno jamy naleje vyrovnávacia vrstva piesku, potom tepelne izolačná vrstva. Môže to byť hlina zmiešaná so slamou a expandovanou hlinkou, troskou. Všetky tieto zložky je možné zmiešať a naliať do samostatných vrstiev. Sú vyrovnané do horizontu a je inštalovaná kapacita bioplynovej stanice.

Boky bioreaktora môžu byť izolované modernými materiálmi alebo klasickými staromódnymi metódami. Jednou zo staromódnych metód je poťahovanie hlinou a slamou. Nanášajte v niekoľkých vrstvách.

Medzi moderné materiály patrí extrudovaná polystyrénová pena s vysokou hustotou, pórobetónové bloky s nízkou hustotou atď. Technologicky najpokročilejšia je v tomto prípade polyuretánová pena (PPU), no služby na jej aplikáciu nie sú lacné. Ale výsledkom je bezšvíková tepelná izolácia, ktorá minimalizuje náklady na vykurovanie. Existuje ďalší tepelnoizolačný materiál - penové sklo. Je veľmi drahý v doskách, ale jeho štiepky alebo drobky stoja veľmi málo a z hľadiska charakteristík je takmer ideálny: neabsorbuje vlhkosť, nebojí sa mrazu, dobre toleruje statické zaťaženie a má nízku tepelnú vodivosť.