Меню

Биогазовая установка для отопления дома своими руками

Главная » Отопление » Биогазовая установка для отопления дома своими руками

Биогазовая установка своими руками — инструкция!

Владельцам частных домов, расположенных в регионах с ограниченным доступом к традиционным видам топлива, следует обязательно обратить свое внимание на современные биогазовые установки. Подобные агрегаты позволяют получать биогаз из разнообразных органических отходов и использовать его для личных нужд, в том числе и обогрева жилых помещений.

Биогазовая установка своими руками

Газ можно получать практически из любой биомассы – отходов животноводческой промышленности, пищевого производства, сельского хозяйства, листвы и пр. При этом соорудить подобную установку можно своими руками.

Механизм действия биогазовых установок

Механизм действия биогазовых установок

Для получения биогаза подходит как однородное сырье, так и смеси различной биомассы. Биогазовая установка – это объемное герметичное сооружение, оснащенное приспособлениями для подачи сырья, подогрева биомассы, перемешивания компонентов, отвода полученного биогаза в газовый коллектор и, конечно же, защиты конструкции.

В реакторе под воздействием анаэробных бактерий осуществляется быстрое разложение биомассы. В процессе брожения органического сырья выделяется биогаз. Примерно 70% состава такого газа представлено метаном, оставшаяся часть – углекислым газом.

Биогаз характеризуется прекрасными показателями теплотворной способности, у него нет выраженного запаха и цвета. По своим свойствам биогаз практически ни в чем не уступает более традиционному природному газу.

В развитых странах используют дополнительные установки для очистки биогаза от углекислого газа. При желании вы сможете купить такую же установку и получать чистый биометан.

Биогазовые установки на силосе. 1 Силосные ямы. 2 Система загрузки биомассы. 3 Реактор. 4 Реактор дображивания. 5 Субстратер. 6 Система отопления. 7 Силовая установка. 8 Система автоматики и контроля. 9 Система газопроводов

Сравнение биогаза с более традиционными видами топлива

В среднем одна корова или другое животное весом в полтонны способно за сутки произвести количество навоза, достаточное для получения примерно 1,5 м3 биогаза. Суточный навоз одной средней свиньи можно переработать в 0,2 м3 биогаза, а кролика или курицы – в 0,01-0,02 м3 топлива.

Для сравнения: 1 м3 биогаза из навоза дает примерно столько же тепловой энергии, как 3,5 кг дров, 1-2 кг угля, 9-10 кВт/ч электричества.

Простейший рецепт смеси для получения биогаза включает в себя следующие компоненты:

  • коровий навоз – порядка 1500 кг;
  • сгнившая листва либо другие органические отходы – 3500 кг;
  • вода – 65-75% от общей массы предыдущих компонентов. Предварительно воду нужно подогреть примерно до 35 градусов.

Такого количества биомассы будет достаточно для получения биогаза на полгода эксплуатации с умеренным расходом. В среднем биогаз начинает выделяться уже через 1,5-2 недели после загрузки смеси в установку.

Газ можно использовать для обогрева дома и разнообразных хозяйственных и бытовых построек.

Конструкция типичной биогазовой установки

Биогазовая установка

Основными компонентами полноценной биогазовой системы являются:

  • реактор;
  • система подачи перегноя;
  • мешалки;
  • автоматизированная система подогрева биомассы;
  • газгольдер;
  • сепаратор;
  • защитная часть.

Бытовая установка будет иметь несколько упрощенную конструкцию, однако, для полноты восприятия вам предлагается ознакомиться с описанием всех перечисленных элементов.

Биогазовые установки

Реактор

Данная часть установки обычно собирается из нержавейки либо бетона. Внешне реактор похож на большую герметичную емкость, сверху которой установлен купол, обычно имеющий шаровидную форму.

В настоящее время наибольшей популярностью пользуются реакторы с разборной конструкции, выполненные с применением инновационных технологий. Такой реактор можно с легкостью собрать своими руками с минимальными временными затратами. В случае необходимости он настолько же легко разбирается и перевозится в другое место.

Сталь удобна тем, что в ней можно без лишних усилий создавать отверстия для подключения других элементов системы. Бетон же превосходит сталь по показателям прочности и долговечности.

Система подачи биомассы

Эта часть установки включает в свой состав бункер для приема отходов, подводящий трубопровод для подачи воды и шнековый насос, предназначенный для отправки перегноя в реактор.

Для загрузки сухого компонента в бункер используется фронтальный погрузчик. В домашних условиях с этой задачей можно справиться без погрузчика, используя различные подручные средства, к примеру, лопаты.

В бункере происходит увлажнение смеси до полужидкого состояния. После достижения нужного уровня увлажнения шнек переводит полужидкую массу в нижний отсек реактора.

Мешалки

Брожение перегноя в реакторе должно происходить равномерно. Это одно из главнейших условий обеспечения интенсивного выделения биогаза из смеси. Именно для достижения максимально равномерного процесса брожения смеси конструкция типичной биогазовой установки включает в свой состав мешалки с электроприводами.

Существуют мешалки погружного и наклонного типа. Погружные механизмы могут опускаться в биомассу на требуемую глубину для обеспечения интенсивного и равномерного перемешивания субстрата. Обычно такие мешалки размещаются на мачте.

Монтаж наклонных мешалок выполняется на боковых поверхностях реактора. За вращение винта в ферментаторе отвечает электродвигатель.

Автоматизированная система подогрева

Для успешного получения биогаза температура внутри системы должна поддерживаться на уровне +35-+40 градусов. Для этого в конструкцию включаются автоматизированные системы подогрева.

Источником тепла в данном случае выступает водогрейный котел, в отдельных ситуациях применяются электрические отопительные агрегаты.

Газгольдер

Газгольдер

В этом элементе конструкции собирается биогаз. Чаще всего газгольдер размещают на крыше реактора.

Производство современных газгольдеров обычно выполняется с применением поливинилхлорида – материала, устойчивого к солнечному свету и разнообразным неблагоприятным природным явлениям.

Газгольдер

В некоторых ситуациях вместо обычного газгольдера применяют специальные мешки. Также эти приспособления позволяют временно увеличить объем запаса полученного биогаза.

Для изготовления газгольдер-мешков применяется специальный поливинилхлорид с эластичными свойствами, способный раздуваться по мере увеличения объема биогаза.

Сепаратор

Сепаратор

Эта часть системы отвечает за сушку отработанного перегноя и получение при необходимости высококачественных удобрений.

Простейший сепаратор состоит из шнека и сепараторной камеры. Камера выполнена в форме сита. Это позволяет разделять биомассу на твердый компонент и жидкую часть.

Прессо-шнековый сепаратор

Осушенный перегной отправляется в отгрузочный отсек. Жидкую часть система направляет обратно в приемную камеру. Здесь жидкость применяется для увлажнения нового исходного сырья.

Простейшая биогазовая установка своими руками

Биогазовая установка для дома

Бытовая биогазовая установка будет иметь несколько упрощенную конструкцию, но к ее изготовлению следует подходить с максимальной ответственностью.

Первый шаг. Выройте яму. По своей сути биогазовая установка является большой ямой со специальной отделкой. Самой ответственной и одновременно с этим сложной частью изготовления рассматриваемой системы является правильная подготовка стенок биореактора и его основания.

Яма должна быть герметичной. Укрепите основание и стенки с помощью пластика либо бетона. Вместо этого вы можете приобрести готовые полимерные кольца с глухим дном. Такие приспособления позволяют обеспечить необходимую герметичность системы. Материал будет сохранять свои изначальные характеристики в течение долгих лет, а при необходимости вы сможете с легкостью заменить старое кольцо новым.

Второй шаг. Оборудуйте систему газового дренажа. Это избавит вас от необходимости покупки и установки мешалок, благодаря чему затраты времени и денежных средств на сборку установки существенно сократятся.

Простейший вариант системы газового дренажа – это вертикально закрепленные канализационные трубы из поливинилхлорида со множеством отверстий по корпусу.

Трубы подбирайте такой длины, чтобы их верхние края несколько возвышались над верхним уровнем загруженного перегноя.

Третий шаг. Накройте внешний слой субстрата пленочной изоляцией. Благодаря пленке будут создаваться условия для скапливания биогаза под куполом в условиях незначительного избыточного давления.

Четвертый шаг. Установите купол и смонтируйте газоотводящую трубу в его наивысшей точке.

Потребление газа должно быть регулярным. В противном случае купол над емкостью с биомассой может попросту взорваться. В летнее время газ образуется более интенсивно, чем в зимний период. Для решения последней проблемы купите и установите подходящие обогреватели.

Порядок и условия успешного использования биогазовой установки

Средний удельный выход биогаза

Таким образом, самостоятельно собрать простую биогазовую установку несложно. Однако для ее успешной эксплуатации вы должны запомнить и соблюдать несколько простых правил.

Одно из важнейших требований – в загружаемой органической массе не должно присутствовать никаких веществ, способных оказать отрицательное воздействие на жизнедеятельность анаэробных микроорганизмов. К числу запрещенных включений относятся разного рода растворители, антибактериальные препараты и прочие подобные вещества.

Ряд неорганических веществ также способен привести к ухудшению жизнедеятельности бактерий. Ввиду этого запрещается, к примеру, разбавлять перегной водой, оставшейся после стирки одежды либо мытья машины.

Жителям холодных регионов рекомендуется оснащать свои самодельные биогазовые установки полноценными системами обогрева. Оборудование, подходящее для данных целей, упоминалось ранее.

Помните: биогазовая установка является потенциально взрывоопасным агрегатом, поэтому соблюдайте все положения техники безопасности, актуальной для эксплуатации любого газового оборудования.

Таким образом, даже навоз и в принципе практически все, от чего ранее вы старались всеми силами избавляться, может пригодиться в хозяйстве. Нужно лишь правильно соорудить домашнюю биогазовую установку, и уже очень скоро в вашем доме будет тепло. Следуйте полученным рекомендациям, и вам больше не придется тратить колоссальные суммы на отопление.

Удачной работы!

Читайте также на нашем сайте статью — гидропонная установка своими руками.

Видео – Биогазовая установка своими руками

svoimi-rykami.ru

Биогазовая установка собственными силами

В статье о получении биогаза приводились теоретические основы производства газа метана из биомассы путем анаэробного сбраживания.

Была объяснена роль бактерий в поэтапном преобразовании органических веществ с описанием необходимых условий для наиболее интенсивного получения биогаза. В данной статье будут приведены практические реализации биогазовых установок, с описанием некоторых самодельных конструкций.

Поскольку цены на энергоносители растут, и у многих собственников животноводческих ферм и малых хозяйств существуют проблемы с утилизацией отходов, появились в продаже промышленные комплексы по производству биогаза и небольшие  биогазовые установки для частного дома. Пользуясь поисковиками, пользователь сети Интернет сможет легко найти доступное готовое решение, чтобы биогазовая установка и цена на нее соответствовали запросам,  выйти на связь с поставщиками оборудования и договориться о постройке биогазового генератора у себя дома или на хозяйстве.

Промышленный комплекс по производству биогаза

Биореактор – основа биогазовой установки

Емкость, в которой происходит анаэробное разложение биомассы, называют биореактором, ферментатором, или метантанком. Биореакторы бывают полностью герметичными, с фиксированным или плавающим куполом, имеющие конструкцию водолазного колокола. Колокольные психрофильные (не требующие подогрева) биореакторы имеют вид открытого резервуара с жидкой биомассой, в которую погружена емкость в виде цилиндра или колокола, где собирается биогаз.

Собравшийся биогаз оказывает давление на цилиндр, из-за чего тот приподнимается над резервуаром. Таким образом, колокол также выполняет функцию газгольдера – временного хранилища образовавшегося газа.


Биореактор с плавающим куполом

Недостатком колокольной конструкции биогазового реактора является невозможность перемешивания субстрата и его подогрева в холодные периоды года. Также негативным фактором является сильный запах, и антисанитария из-за открытой поверхности части субстрата.

К тому же, часть образовавшегося газа улетучится в атмосферу, загрязняя окружающую среду. Поэтому данные биореакторы используются лишь в кустарных биогазовых установках в бедных странах с жарким климатом.

Еще один пример биореактора с плавающим куполом

Ради предотвращения загрязнения окружающей среды и исключения неприятного запаха реакторы биогазовых установок для дома и больших производств имеют конструкцию с фиксированным куполом. Форма конструкции в процессе газообразования большого значения не имеет, но при использовании цилиндра с крышей в виде купола достигается значительная экономия строительных материалов. Биореакторы с фиксированным куполом снабжаются патрубками для добавления новых порций биомассы и отбора отработанного субстрата.

Разновидность биореактора с фиксированным куполом

Основные типы биогазовых установок

Поскольку наиболее приемлемой является конструкция с фиксированным куполом, то большинство готовых решений биореакторов имеют данный тип. В зависимости от способа загрузки биореакторы имеют различную конструкцию и подразделяются на:

  • Порционные, с разовой загрузкой всей биомассы, и с последующей полной выгрузкой после отработки сырья. Основным недостатком данного типа биореакторов является неравномерность выделения газа в течение переработки субстрата;
  • непрерывной загрузкой и выгрузкой сырья, благодаря чему достигается равномерное выделение биогаза. Благодаря конструкции биореактора во время загрузки и выгрузки не прекращается производство биогаза и не происходит утечек, так как патрубки, по которым осуществляется добавление и удаление биомассы, выполнены в виде гидрозатвора, предотвращающего вытекание газа.

Пример порционного биореактора

Порционные биогазовые реакторы могут иметь любую конструкцию, предотвращающую утечку газа. Так, например, в свое время в Австралии были популярны канальные метантанки с эластичным надувающимся сводом, где небольшое избыточное давление внутри биореактора надувало пузырь из прочного полипропилена. При достижении определенного уровня давления внутри биореактора, включался компрессор, откачивающий выработанный биогаз.

Канальные биореакторы с эластичным газгольдером

Тип брожения в данной биогазовой установке может быть мезофильным (со слабым подогревом). Из-за большой площади раздувающегося купола, канальные биореакторы могут устанавливаться только в отапливаемых помещениях, или в регионах с жарким климатом. Достоинством конструкции является отсутствие необходимости в промежуточном ресивере, но большим недостатком является уязвимость эластичного купола к механическим повреждениям.

Большой канальный биореактор с эластичным газгольдером

В последнее время набирают популярности порционные биореакторы с сухой ферментацией навоза без добавления воды в субстрат. Поскольку в навозе имеется своя влажность, ее будет достаточно для жизнедеятельности организмов, хотя интенсивность реакций уменьшится.

Биореакторы сухого типа имеют вид герметичного гаража с плотно закрывающимися дверьми. Биомасса загружается в реактор при помощи фронтального погрузчика и остается в таком состоянии до завершения полного цикла газообразования (примерно полгода), при этом не требуется добавления субстрата и его перемешивания.

Порционный биореактор с загрузкой через герметично закрывающуюся дверь

Биогазовая установка своими руками

Следует заметить, что у большинства биореакторов, как правило, герметичной является только зона газообразования, а жидкая биомасса на входе и выходе пребывает под атмосферным давлением.  Избыточное давление внутри биореактора вытесняет часть жидкого субстрата в патрубки, из-за чего уровень биомассы в них несколько выше, чем внутри емкости.

Красными линиями на схеме указана разница уровней в биореакторе и патрубках

Данные конструкции самодельных биореакторов являются популярными среди народных мастеров, которые самостоятельно изготавливают биогазовые установки своими руками для дома, допускающие многоразовую ручную загрузку и выгрузку субстрата. При изготовлении биореакторов своими руками многие мастера ставят эксперименты с полностью герметичными емкостями, применяя в качестве газгольдера несколько резиновых камер от шин колес крупной автотехники.

Рисунок газгольдера, сделанного из тракторных камер

На видео ниже энтузиаст самодельного производства биогаза на примере бочек, заполненных птичьим пометом, доказывает возможность реального получения горючего газа в домашних условиях, перерабатывая в полезное удобрение отходы из птичника. Единственное, что можно добавить к конструкции, описанной в данном видеоролике, так это то, что нужно поставить манометр и предохранительный клапан на самодельный биореактор.

Расчеты продуктивности биореактора

Количество биогаза определяется массой и качеством используемого сырья. В сети интернет можно найти таблицы, где указано количество отходов, производимых различными животными, но хозяевам, которым приходится каждый день убирать навоз, данная теория ни к чему, так как они благодаря собственной практике знают количество и массу будущего субстрата. Исходя из наличия возобновляемых каждый день запасов сырья, можно рассчитать требуемый объем биореактора и ежедневное производство биогаза.

Таблица получения количества навоза от некоторых животным с приблизительным расчетом выхода биогаза

После произведенных расчетов и утвержденной конструкции биореактора можно приступить к его постройке. Материалом может служить железобетонная емкость, залитая в земле, или кирпичная кладка, герметизированная специальным покрытием, которым обрабатывают бассейны.

Также возможна постройка основной емкости домашней биогазовой установки из железа, покрытого антикоррозионным материалом. Малые промышленные биореакторы часто делают из химически стойких пластиковых резервуаров большого объема.

Строительство биореактора из кирпичной кладки

В промышленных биогазовых установках применяются электронные системы контроля и различные реактивы для коррекции химического состава субстрата и его уровня кислотности, а также добавляются в биомассу специальные вещества – энзимы и витамины, стимулирующие размножение и жизнедеятельность микроорганизмов внутри биореактора. В процессе развития микробиологии создаются все более устойчивые и эффективные штаммы бактерий метаногенов, которые можно приобрести у занимающихся производством биогаза фирм.

Из графика видно, что с применением энзимов максимальный выход биогаза наступает в два раза быстрее

Необходимость в откачивании и очистке биогаза

Постоянная выработка газа в биореакторе любой конструкции приводит к необходимости откачивания биогаза. Некоторые примитивные биогазовые установки могут сжигать полученный газ прямо в горелке, установленной неподалеку, но нестабильность избыточного давления в биореакторе может привести к исчезновению пламени с последующим выбросом ядовитого газа. Применение такой примитивной биогазовой установки, подключенной к плите категорически недопустимо из-за возможности отравления ядовитыми компонентами неочищенного биогаза.

Пламя горелки при горении биогаза должно быть чистым, ровным и стабильным

Поэтому практически любая схема биогазовой установки включает в себя емкости для хранения газа и систему его очистки. В качестве самодельного комплекса очистки можно применить водяной фильтр, и самодельную емкость, наполненную металлической стружкой, или приобрести профессиональные системы фильтрации. Емкость для временного хранения биогаза может быть выполнена из камер от автошин, из которых газ время от времени откачивается компрессором в стандартные пропановые баллоны для хранения и последующего употребления.

В некоторых африканских странах для хранения и транспортировки биогаза используют надувные газгольдеры в виде подушки

Как альтернативу обязательному применению газгольдера можно воспринимать усовершенствованный биореактор с плавающим куполом. Усовершенствование состоит в добавлении концентрической перегородки, которая образует водяной карман, действующий наподобие гидрозатвора и не допускающий соприкосновения биомассы с воздухом. Давление внутри плавающего купола будет зависеть от его веса. Пропуская газ через систему очистки и редуктор, его можно использовать в бытовой плите, периодически стравливая из биореактора.

Биореактор с плавающим куполом и водяным карманом

Измельчение и перемешивание субстрата в биореакторе

Перемешивание биомассы является важной составляющей процесса образования биогаза, обеспечивая бактериям доступ к питательным веществам, которые могут сбиться в ком на дне биореактора. Чтобы частицы биомассы лучше перемешивались в биореакторе, их нужно измельчить механическим или ручным способом до загрузки в метантанк. В настоящий момент в промышленных и самодельных биогазовых установках применяются три способа перемешивания субстрата:

  1. механические мешалки, приводимые в действие электродвигателем или вручную;
  2. циркуляционное перемешивание при помощи насоса или гребного винта, перекачивающего субстрат внутри биореактора;
  3. барботажное перемешивание при помощи продувки уже имеющимся биогазом жидкой биомассы. Недостатком данного способа является образование пены на поверхности субстрата.

Стрелкой указан перемешивающий циркуляционный винт в самодельном биореакторе

Механическое перемешивание субстрата внутри биореактора может осуществляться вручную, или автоматически, путем включения электродвигателя при помощи электронного таймера. Водоструйное или барботажное перемешивание биомассы может осуществляться только при помощи электродвигателей, управляемых вручную или при помощи программного алгоритма.

В данном биореакторе установлено механическое перемешивающее устройство

Подогрев субстрата в мезофильных и термофильных биогазовых установках

Оптимальной для газообразования является температура субстрата в пределах 35-50ºC. Для поддержания данной температуры в биореактор могут устанавливаться различные системы обогрева – водяные, паровые, электрические. Контроль температуры должен производиться при помощи термореле или термопар, подключенных к исполнительному механизму, регулирующему отопление биореактора.

Категорически запрещается подогревать биореактор открытым пламенем – в случае утечки биогаза возможен взрыв!

Также нужно помнить, что открытое пламя будет перегревать стенки биореактора, и внутри его биомасса будет пригорать. Пригоревший субстрат понизит теплоотдачу и качество подогрева, а раскаленная стенка биореактора будет быстро разрушаться. Одним из лучших вариантов является водяной подогрев из обратной трубы системы отопления дома. Нужно установить систему электрических вентилей для возможности отключения подогрева биореактора или подключения обогрева субстрата напрямую от котла, если будет слишком холодно.

Электрическая и водяная система обогрева биореактора

Подогрев субстрата в биореакторе при помощи ТЭНов будет выгоден лишь в случае наличия альтернативного электричества, получаемого от ветрогенератора или солнечных батарей. В данном случае ТЭНы могут быть подключены напрямую к генератору или батарее, что исключит из схемы дорогие преобразователи напряжения. Чтобы снизить потери тепла и уменьшить расходы на подогрев субстрата в биореакторе нужно его максимально утеплить с помощью различных утеплителей.

Утепление биореактора термоизоляционным материалом

Практические опыты, неизбежные при постройке биогазовых установок своими руками

Сколько бы литературы не прочитал начинающий энтузиаст самостоятельного производства биогаза, и сколько бы видеороликов не пересмотрел, на практике многое придется познавать самому, и результаты, как правило, будут далеки от расчетных.

Поэтому, многие начинающие мастера идут по пути самостоятельных экспериментов по получению биогаза, начиная с малых емкостей, определяя, сколько газа из имеющегося сырья дает его небольшая экспериментальная биогазовая установка. Цены на комплектующие, выход метана и будущие расходы на постройку полноценной рабочей биогазовой установки будут определять ее рентабельность и целесообразность.

В приведенном выше видеоролике мастер демонстрирует возможности своей биогазовой установки, засекая, сколько биогаза получится за одни сутки. В его случае, при закачке в ресивер компрессора восьми атмосфер, объем получившегося газа после перерасчетов с учетом объема емкости 24л будет около 0,2 м².

Данный объем биогаза, полученный из двухсотлитровой бочки, не является значительным, но, как показано в следующем видео этого мастера, такого количества газа хватит на час горения одной конфорки плиты (15 мин умножить на четыре атмосферы баллона, который в два раза больше ресивера).

В другом видеоролике ниже мастер рассказывает о получении биогаза и биологически чистых удобрений путем переработки в биогазовой установке органических отходов. Нужно иметь в виду, что ценность экологических удобрений может превысить стоимость полученного газа, и тогда биогаз станет полезным побочным продутом процесса изготовления качественных удобрений. Еще одним полезным свойством органического сырья является возможность его хранения некоторый период для использования в нужное время.

Похожие статьи

infoelectrik.ru

Биогаз своими руками: технология получения альтернативного топлива из биологических отходов

Обеспокоенное надвигающимся энергетическим кризисом человечество активно пытается осваивать возобновляемые источники энергии.

Наряду с солнечными и ветровыми электростанциями появились установки для получения из органических отходов газообразного топлива, именуемого биогазом.

Замечательная особенность этой технологии заключается в ее простоте: реализовать ее в небольших масштабах может любой желающий. Итак, биогаз своими руками – вот о чем пойдет разговор.

Если появлением солнечных батарей и ветрогенераторов мы обязаны открытиям ученых, то в случае с биогазом изобретать им ничего не пришлось – природа все сделала сама. Данный вид топлива представляет собой продукт жизнедеятельности особых бактерий, которые обобщенно называют гидролизными, кислотообразующими и метанообразующими.

По названию нетрудно догадаться об основной составляющей биогаза – это метан, который также содержится в природном газе. В биогазе на его долю приходится 60% всего объема. Около трети (35%) составляет углекислота, оставшиеся 5% — прочие газы, к примеру, сероводород.

Принципиальная схема биогазовой установки

Откуда берутся эти замечательные микроорганизмы? Они представляют собой естественную микрофлору, обитающую в кишечнике крупного рогатого скота и разлагающую его содержимое. Эти бактерии выводятся наружу вместе с навозом, который используется для заправки новой газогенераторной установки.

Когда микробы будут заселены на новое место жительства, их «меню» можно разнообразить другими отходами. Сгодится любая органика: экскременты других животных и птиц, растения и опилки, отходы пищевой промышленности. Все это подвергается сбраживанию с образованием биогаза. При этом сырье превращается в ценнейшее удобрение.

Обязательным условием жизнедеятельности метаногенов и других бактерий является отсутствие доступа воздуха (такие микроорганизмы называются анаэробными).

Факторы, влияющие на производство биогаза

Объем продуцируемого дружной командой микробов биогаза при различных условиях может меняться и зависит от ряда факторов.

Вид сырья

Больше всего биогаза можно получить из отходов пищевой промышленности, содержащих сахарный жом и большое количество жиров. Наименее выгодным видом сырья является навоз крупного рогатого скота.

Навоз — сырье для биогаза

Температура

С ростом температуры производительность бактерий увеличивается. По температурному режиму газогенераторы делятся на три типа.

Психрофильные

Это установки без подогрева, в которых температура поддерживается в пределах от 18 до 25 градусов. В настоящий момент почти не применяются.

Мезофильные

Благодаря подогреву температурный режим выдерживается в пределах от 25 до 40 градусов.

Достоинства:

  • низкие энергозатраты;
  • аминокислотный состав удобрений является максимально полезным.

Недостатки:

  • относительно низкая производительность по биогазу;
  • отсутствие обеззараживающего эффекта (в сырье содержатся болезнетворные бактерии, от которых следовало бы избавиться).
Термофильный

Применяется интенсивный подогрев, температура превышает 40 градусов.

Достоинства:

  • высокая производительность;
  • гибнут болезнетворные бактерии.

Недостатки:

  • высокие энергозатраты;
  • низкое качество удобрений.

Термофильный биореактор на навозе

Для каждого вида сырья существует оптимальный температурный режим. Почему нельзя просто разогреть реактор до максимально возможной температуры? По двум причинам:

  • из-за роста энергозатрат понизится рентабельность установки;
  • с ростом температуры увеличивается и количество свободного аммиака.

Последняя зависимость приводит к торможению газогенерации (этот газ является токсичным для бактерий).

Обмен веществ и свобода перемещения

Сырье должно быть достаточно разжиженным, чтобы микробы и пузырьки газа могли в нем двигаться. Для этого в установку доливают горячую воду, доводя влажность загрузки до 85% зимой и до 92% летом.

Чтобы в реакторе лучше происходили обменные процессы, его содержимое нужно время от времени (примерно каждые 4 – 6 часов) перемешивать.

Время брожения

Если сырье выгружать раньше положенного срока, бактерии не будут успевать компенсировать потери в численности и производительность их колоний упадет.

При чрезмерно длительной выдержке производительность также снижается из-за недостатка питательных веществ.

В среднем оптимальное время брожения составляет:

  • для психрофильного режима: 30 – 40 суток или более;
  • для мезофильного: 10 – 20 суток;
  • для термофильного: 5 – 10 суток.

Кислотно-щелочной баланс

Наибольшая производительность наблюдается при значениях рН от 6,5 до 8,5 (зависит от сырья).

Соотношение углерода и азота

Оптимальное значение опять же зависит от сырья. Углерода должно быть раз в 10 – 20 больше, чем азота.

Сравнение биогаза с более традиционными видами топлива

К сильным сторонам данной технологии относят следующее:

  1. Сырье, используемое для получения биогаза, является неисчерпаемым ресурсом и обходится бесплатно.
  2. Биогазовая энергетика не привязана к определенному месту – сырье для установки найдется в любом регионе.
  3. Широкая сфера применения: биогаз может выступать в роли источника тепла, электроэнергии и моторного топлива.

По стоимости строительства (3 – 4 тыс. евро на каждый кВт мощности) биогазовые установки находятся между атомными (5 тыс. евро на 1 кВт) и угольными (2 тыс. евро на 1 кВт) станциями.

Установка для получения биогаза

На практике доказано: чем больше мощность установки, тем дешевле обходится вырабатываемая с ее помощью энергия. Также рентабельность зависит от вида используемого сырья.

Схема организации производства биогаза в домашних условиях

При сооружении газогенератора мощностью свыше 10 МВт, работающего на пищевых отходах, придется потратить около 2 тыс. евро на каждый кВт мощности; в то же время установка с мощностью до 1 МВт, использующая в качестве сырья коровий навоз, обойдется в 7 тыс. евро на 1 кВт.

Агрегат состоит из нескольких технологических узлов.

Реактор

Представляет собой обитую теплоизоляцией цельную железобетонную емкость с несколькими технологическими отверстиями. Реактор должен герметично закрываться, чтобы воздух не попадал в его внутреннее пространство.

Система подачи биомассы

Для загрузки сырья установка оснащается бункером. Отходы подаются сюда вручную или с помощью транспортера.

Также к реактору подводится труба с горячей водой.

Мешалки

Лопатки для перемешивания закреплены на вертикальном валу, хвостовик которого выходит наружу через уплотненное отверстие в крышке реактора.

Устройство приводится в движение электродвигателем посредством зубчатого редуктора.

Включение электродвигателя может производиться вручную или автоматически.

Автоматизированная система подогрева

Обогрев устанавливается в нижней части реактора. Теплоносителем могут служить вода или электричество. Включение нагревательных элементов осуществляется термостатом, настроенным на определенную температуру.

Газгольдер

Это емкость, в которую поступает образующийся в реакторе биогаз.

Сепаратор

Как было сказано выше, биогаз представляет собой смесь различных газов. Сепаратор позволяет отделить метан от примесей для последующей подачи к потребителю.

Простейшая биогазовая установка своими руками для дома

Самодельный биогазогенератор, конечно, уступает по характеристикам дорогим установкам заводского изготовления, но зато потребует значительно меньших первоначальных затрат.

Для его сооружения понадобятся:

  • железобетонные кольца;
  • стальной бункер;
  • массивная крышка из стали или железобетона (известен случай, когда в качестве крышки был применен тяжелый колокол);
  • трубопроводы для подачи воды и отведения готового продукта.

Объем реактора должен превышать объем загрузки в 1,5 раза.

Схема установки

В простейшем исполнении газогенератор не оснащается подогревом и устройством перемешивания. Работы по строительству установки ведутся в следующей последовательности:

  1. Выкапывается котлован достаточных размеров, дно которого бетонируется.
  2. В котлован опускают одно за другим несколько ж/б-колец, формируя из них цилиндрический резервуар. Все стыки следует герметизировать битумной мастикой.
  3. Бетонная емкость оклеивается теплоизоляцией и гидроизоляцией, после чего приступают к засыпке котлована.
  4. Сверху на реактор укладывается крышка с плотно закрывающимся загрузочным люком. В ходе брожения сырья в реакторе образуется высокое давление, поэтому крышку для надежности можно закрепить тросами. Не будет лишним установить в ней предохранительный клапан с противовесом в виде гири.
  5. К загрузочному люку необходимо присоединить бункер.
  6. Остается подключить к реактору трубопроводы. При этом на линии отведения готового продукта должен быть установлен гидрозатвор.

Биомасса готовится следующим образом:

  • Следует взять 3 части коровьего навоза и 7 частей сгнивших растительных остатков – ботвы овощных культур, листьев, очисток и т.д.
  • Получившуюся смесь необходимо разбавить водой, подняв тем самым ее влажность до 60% — 70%.

С целью увеличения производительности можно применить более совершенную схему установки, включающую водяной подогрев. В роли теплогенератора будет выступать водогрейный котел, работающий на вырабатываемом установкой топливе.

Биогазовая установка своими руками — чертеж

При загрузке сырье достаточно прогреть до 35 градусов, после чего его температура в результате брожения поднимется до 70 градусов.

Как показала практика, 5-тонная загрузка биомассы позволяет в течение 6-ти месяцев получать ежедневно в среднем около 40 куб. м газообразного топлива.

Видео на тему

Поделиться:

Нет комментариев

microklimat.pro

Биогазовая установка для частного дома своими руками: рекомендации по устройству и пример обустройства самоделки

Рачительный хозяин мечтает о дешевых энергоресурсах, эффективной утилизации отходов и получении удобрений. Домашняя биогазовая установка своими руками – это недорогой способ воплощения мечты в реальность. Самостоятельная сборка такого оборудования обойдется в разумные деньги, а вырабатываемый газ станет хорошим подспорьем в хозяйстве: его можно использовать для приготовления пищи, отопления дома и других нужд.

Что нужно для получения биогаза

Биогаз образуется в результате брожения биологического субстрата. Его разлагают гидролизные, кислото- и метанообразующие бактерии. Смесь вырабатываемых бактериями газов получается горючей, т.к. содержит большой процент метана.

По своим свойствам она практически не отличается от природного газа, который используется для промышленных и бытовых нужд.

При желании каждый владелец дома может приобрести биогазовую установку промышленного изготовления, но это дорого, а окупаются вложения в течение 7-10 лет. Поэтому имеет смысл приложить усилия и сделать биореактор своими руками

Биогаз – экологически чистое топливо, а технология его получения не оказывает особого влияния на окружающую среду. Более того, в качестве сырья для биогаза используют отходы жизнедеятельности, которые нуждаются в утилизации. Их помещают в биореактор, где происходит переработка:

  • В течение некоторого времени биомасса подвергается воздействию бактерий. Срок брожения зависит от объема сырья.
  • В результате деятельности анаэробных бактерий выделяется горючая смесь газов, в состав которой входят метан (60%), углекислый газ (35%) и некоторые другие газы (5%). Также при брожении в небольших количествах выделяется потенциально опасный сероводород. Он ядовит, поэтому крайне нежелательно, чтобы люди подвергались его воздействию.
  • Смесь газов из биореактора очищается и поступает в газгольдер, где хранится до момента использования по назначению.
  • Газ из газгольдера можно использовать точно так же, как природный. Он поступает к бытовым приборам – газовым печам, отопительным котлам и т.п.
  • Разложившуюся биомассу необходимо регулярно удалять из ферментатора. Это дополнительные трудозатраты, однако усилия окупаются. После брожения сырье превращается в высококачественное удобрение, которое используют на полях и огородах.

Биогазовая установка выгодна для владельца частного дома только в том случае, если у него есть постоянный доступ к отходам животноводческих ферм. В среднем из 1 м.куб. субстрата можно получить 70-80 м.куб. биогаза, но выработка газа идет неравномерно и зависит от многих факторов, в т.ч. температуры биомассы. Это осложняет расчеты.

Биогазовые установки идеально подходят для фермерских хозяйств. Отходы жизнедеятельности животных способны дать достаточно газа для полноценного обогрева жилых помещений и хозяйственных построек

Чтобы процесс получения газа был стабильным и непрерывным, лучше всего строить несколько биогазовых установок, а субстрат в ферментаторы закладывать с разницей во времени. Такие установки работают параллельно, а сырье в них загружают последовательно. Это гарантирует постоянную выработку газа, благодаря чему можно добиться его непрерывного поступления к бытовым приборам.

В идеале биореактор должен подогреваться. Каждые 10 градусов тепла увеличивают выработку газа вдвое. Хотя обустройство подогрева требует вложений, это окупается большей эффективностью конструкции

Самодельное биогазовое оборудование, собранное из подручных материалов, обходится гораздо дешевле установок промышленного производства. Его эффективность ниже, но вполне соответствует вложенным средствам. Если есть доступ к навозу и желание приложить собственные усилия для сборки и обслуживания конструкции, это очень выгодно.

Преимущества и недостатки системы

Биогазовые установки имеют немало преимуществ, но и недостатков хватает, поэтому перед началом проектирования и строительства следует все взвесить:

  • Утилизация отходов. Благодаря биогазовой установке можно получить максимум пользы от мусора, от которого все равно пришлось бы избавляться. Эта утилизация менее опасна для окружающей среды, чем закапывание отходов.
  • Возобновляемость сырья. Биомасса – это не уголь и не природный газ, добыча которых истощает запасы ресурсов. При ведении сельского хозяйства сырье появляется постоянно.
  • Относительная небольшое количество СО2. При получении газа окружающая среда не загрязняется, а вот при его использовании в атмосферу выделяется небольшое количество двуокиси углерода. Оно не опасно и не способно критично изменить экологию, т.к. его поглощают растения в процессе роста.
  • Умеренное выделение серы. При сгорании биогаза в атмосферу попадает небольшое количество серы. Это негативное явление, однако его масштабы познаются в сравнении: при сжигании природного газа загрязнение окружающей среды окислами серы гораздо больше.
  • Стабильная работа. Производство биогаза более стабильно, чем работа солнечных батарей или ветряков. Если энергией солнца и ветра нельзя управлять, то биогазовые установки зависят от деятельности человека.
  • Можно использовать несколько установок. Газ – это всегда риски. Чтобы снизить потенциальный ущерб в случае аварии, можно рассредоточить по участку несколько биогазовых установок. Если правильно спроектировать и собрать систему из нескольких ферментаторов, она будет работать стабильнее, чем один крупный биореактор.
  • Выгоды для сельского хозяйства. Для получения биомассы высаживают некоторые виды растений. Можно выбрать такие, которые улучшают состояние грунта. Например, сорго снижает эрозию почвы, улучшает ее качество.

У биогаза есть и недостатки. Хотя это относительно чистое топливо, оно все же загрязняет атмосферу. Также могут возникать проблемы с поставками растительной биомассы. Безответственные владельцы установок нередко заготавливают ее так, что истощают землю и нарушают экологический баланс.

Как рассчитать рентабельность установки

В качестве сырья для производства биогаза обычно используют коровий навоз. Одна взрослая корова может дать его столько, чтобы обеспечить 1.5 м.куб. топлива; свинья – 0.2 м.куб.; курица или кроль (в зависимости от массы тела) – 0.01-0.02 м.куб. Чтобы понять, много это или мало, можно сравнить с более привычными видами ресурсов.

1 м.куб. биогаза обеспечивает такое же количество тепловой энергии, как:

  • дрова – 3.5 кг;
  • уголь – 1-2 кг;
  • электричество – 9-10 кВт/ч.

Если знать примерный вес сельскохозяйственных отходов, которые будут доступны в течение ближайших лет, и количество необходимой энергии, можно просчитать рентабельность биогазовой установки.

Один из главных недостатков добычи биогаза – запах. Возможность использования небольших компостных куч – это большой плюс, но придется терпеть неудобства и тщательно контролировать процесс, чтобы не спровоцировать распространение болезнетворных микроорганизмов

Для закладки в биореактор готовят субстрат, в который входят несколько компонентов в таких пропорциях:

  • навоз (лучше всего коровий или свиной) – 1.5 т;
  • органические отходы (это могут быть перегнившие листья или другие компоненты растительного происхождения) – 3.5 т;
  • подогретая до 35 градусов вода (количество теплой воды рассчитывают так, чтобы ее масса составляла 65-75% от общего количества органики).

Расчет субстрата сделан для одной закладки на полгода, если исходить из умеренного потребления газа. Примерно через 10-15 дней процесс ферментации даст первые результаты: газ появится в небольших количествах и начнет заполнять хранилище. Через 30 дней можно ожидать полноценной выработки топлива.

Оборудование для производства биогаза пока еще не особенно распространено в нашей стране. Во многом это связано с плохой информированностью людей о преимуществах и особенностях работы биогазовых систем. В Китае и Индии многие небольшие фермерские хозяйства оборудованы кустарными установками для получения дополнительного чистого топлива

Если установка работает правильно, объем биогаза постепенно будет увеличиваться, пока субстрат не перегниет. Производительность конструкции напрямую зависит от скорости брожения биомассы, которая в свою очередь связана с температурой и влажностью субстрата.

Инструкция по самостоятельному строительству

Если нет опыта в сборке сложных систем, имеет смысл подобрать в сети или разработать самый простой чертеж биогазовой установки для частного дома.

Чем проще конструкция, тем она надежнее и долговечнее. Позже, когда появятся навыки строительства и обращения с системой, можно будет переделать оборудование или смонтировать дополнительную установку.

В дорогих конструкциях промышленного производства предусмотрены системы перемешивания биомассы, автоматического подогрева, очистки газа и т.д. Бытовое оборудование не так сложно. Лучше собрать простую установку, а потом добавить элементы, в которых возникнет необходимость

При расчете объема ферментатора стоит ориентироваться на 5 м.куб. Такая установка позволяет получить количество газа, необходимое для обогрева частного дома площадью 50 м.кв., если в качестве источника тепла используют газовый котел или печь. Это усредненный показатель, т.к. калорийность биогаза обычно не выше 6000 ккал/м.куб.

Чтобы процесс ферментации протекал более-менее стабильно, нужно добиться правильного температурного режима. Для этого биореактор устанавливают в земляной яме или заранее продумывают надежную теплоизоляцию. Постоянный подогрев субстрата можно обеспечить, если под основание ферментатора подвести трубу водяного отопления

Строительство биогазовой установки можно разделить на несколько этапов.

Этап 1: подготовка ямы под биореактор

Практически вся биогазовая установка находится под землей, поэтому многое зависит от того, как была вырыта и отделана яма. Есть несколько вариантов укрепления стенок и герметизации ямы – пластик, бетон, полимерные кольца.

От подготовки стен и днища биореактора зависит интенсивность брожения субстрата и выход газа, поэтому яму тщательно укрепляют, утепляют и герметизируют. Это самый сложный и трудоемкий этап работ

Оптимальное решение – покупка готовых полимерных колец с глухим дном. Они обойдутся дороже подручных материалов, зато не потребуется дополнительная герметизация. Полимеры чувствительны к механическим нагрузкам, зато не боятся влаги и химически агрессивных веществ. Они не подлежат ремонту, но при необходимости их легко будет заменить.

Этап 2: обустройство газового дренажа

Покупка и монтаж специальных мешалок для биогазовых установок – дорогое удовольствие. Систему можно удешевить, обустроив газовый дренаж. Он представляет собой вертикально установленные полимерные канализационные трубы, в которых проделано множество отверстий.

Для газового дренажа можно выбрать металлические или полимерные трубы. Первые прочнее, а вторые устойчивее к химическим воздействиям. Лучше отдать предпочтение полимерам, т.к. металл быстро проржавеет и сгниет

При расчете длины труб дренажа следует ориентироваться на запланированную глубину заполнения биореактора. Верхние части труб должны быть выше этого уровня.

Этап 3: обустройство изоляционного слоя

В готовый биореактор можно сразу загрузить субстрат. Его накрывают пленкой, чтобы выделяющийся в процессе ферментации газ находился под небольшим давлением. Когда будет готов купол, это обеспечит нормальную подачу биометана по отводящей трубе.

Этап 4: монтаж купола и труб

Завершающий этап сборки простейшей биогазовой установки – это монтаж купольной верхней части. В самой высокой точке купола устанавливают газоотводящую трубу и протягивают ее к газгольдеру.

Свободное пространство биореактора в какой-то мере выполняет функции хранилища газа, однако этого недостаточно для безопасной работы установки. Газ должен потребляться постоянно, иначе возможен взрыв от избыточного давления под куполом

Емкость биореактора закрывают плотной крышкой. Чтобы предотвратить смешивание биометана с воздухом, обустраивают гидрозатвор. Также он служит для очистки газа. Нужно предусмотреть спусковой клапан, который сработает, если давление в ферментаторе будет слишком высоким.

Два способа подогрева биореактора

Микроорганизмы, перерабатывающие субстрат, есть в биомассе постоянно, однако для их интенсивного размножения нужна температура 38 градусов и выше. Для подогрева в холодный период можно использовать змеевик, подсоединенный к системе отопления дома, или электрические нагреватели. Первый способ экономически выгоднее, поэтому чаще используют именно его.

Проще всего обустроить подогрев снизу, проложив трубу от системы отопления, но эффективность работы такого теплообменника относительно низка. Лучше обустроить внешний обогрев, в идеале – паром, чтобы биомасса не перегревалась

Биогазовую установку необязательно заглублять в землю, есть и другие варианты обустройства. Пример работы системы, собранной из бочек, приведен в видеоролике ниже.

Видеоматериалы по сборке и обустройству системы

Хотя в сборке и обустройстве биогазового оборудования нет ничего сложного, нужно быть предельно внимательным к деталям. Ошибки недопустимы, т.к. могут привести к взрывам и разрушениям. Предлагаем видеоинструкции, которые помогут разобраться в устройстве установок, правильно их собрать и дополнить полезными приспособлениями для более удобного использования биогаза.

В видеоролике рассказано, как устроена и работает стандартная биогазовая установка:

Пример самодельной биогазовой установки. Видеоурок по обустройству системы своими руками:

Видеоинструкция по сборке биогазовой установки из бочки:

Описание процесса изготовления мешалок для субстрата:

Подробное описание работы самодельного газового хранилища:

Какой бы простой ни была биогазовая установка, выбранная для частного дома, не стоит на ней экономить. Если есть возможность, лучше купить разборный биореактор промышленного производства. Если нет – изготовить из качественных и устойчивых материалов: полимеров, бетона или нержавеющей стали. Это позволит создать по-настоящему надежную и безопасную систему газоснабжения дома.

sovet-ingenera.com

Биогазовая установка для отапливания дома собственными руками

Биогазовая установка собственными руками — инструкция!

Хозяевам личных домов, размещенных в регионах с ограниченным доступом к классическим видам топлива, необходимо обязательно обратить собственное внимание на современные биогазовые установки. Такие агрегаты разрешают получать биогаз из очень разных отходов органики и применять его для собственных нужд, также и обогревания жилищных помещений.

Биогазовая установка собственными руками

Газ можно получать почти что из любой биомассы – отходов животноводческой промышленности, производства пищи, фермерского хозяйства, листвы и др. При этом соорудить аналогичную установку можно собственными руками.

Механизм действия биогазовых установок

Механизм действия биогазовых установок

Для получения биогаза подойдет как однородное сырье, так и смеси разной биомассы. Биогазовая установка – это рельефное герметичное сооружение, оборудованное устройствами для сырьевой подачи, подогрева биомассы, смешивания элементов, отвода полученного биогаза в газовый коллектор и, разумеется, защиты конструкции.

В реакторе под влиянием анаэробных бактерий выполняется быстрое разложение биомассы. В процессе брожения органического сырья выделяется биогаз. Ориентировочно 70% состава подобного газа продемонстрировано метаном, оставшаяся часть – углекислым газом.

Биогаз отличается великолепными показателями теплотворной способности, у него нет выраженного запаха и цвета. По собственным особенностям биогаз почти что не уступает ни в чем более классическому газу.

В развитых государствах применяют вспомогательные установки для очищения биогаза от углекислого газа. При большом желании вы сумеете приобрести аналогичную установку и получать чистый биометан.

Биогазовые установки на силосе. 1 Силосные ямы. 2 Система загрузки биомассы. 3 Реактор. 4 Реактор дображивания. 5 Субстратер. 6 Система обогрева. 7 Силовая установка. 8 Система автоматики и контроля. 9 Система газовых магистралей

Сопоставление биогаза с более классическими видами топлива

Примерно одна корова или другое животное весом в полтонны способно за день сделать кол-во навоза, достаточное для получения ориентировочно 1,5 м3 биогаза. Суточный навоз одной средней свиньи можно переработать в 0,2 м3 биогаза, а зайца или курицы – в 0,01-0,02 м3 топлива.

Чтобы сравнить: 1 м3 биогаза из навоза даёт ориентировочно так же энергии тепла, как 3,5 кг дров, 1-2 кг угля, 9-10 кВт/ч электричества.

Самый простой рецепт смеси для получения биогаза в себя включает следующие элементы:

  • коровий навоз – порядка 1500 кг;
  • сгнившая листва либо иные органические отходы – 3500 кг;
  • вода – 65-75% от всей массы предыдущих элементов. Заранее воду необходимо разогреть ориентировочно до 35 градусов.

Подобного количества биомассы будет вполне хватать для получения биогаза на 6ть месяцев эксплуатации с умеренным расходом. Примерно биогаз начинает выделяться уже через 1,5-2 недели после загрузки смеси в установку.

Газ можно применять для обогрева дома и самых разных хозяйственных и бытовых строений.

Конструкция обычной биогазовой установки

Ключевыми элементами полноценной биогазовой системы считаются:

  • реактор;
  • система подачи перегноя;
  • мешалки;
  • автоматическая система подогрева биомассы;
  • газгольдер;
  • сепаратор;
  • защитная часть.

Домашняя установка станет иметь несколько упрощенную конструкцию, но, для полноты восприятия вам предлагается познакомиться с описанием всех указанных компонентов.

Эта часть установки в большинстве случаев собирается из нержавеющей стали либо бетона. Снаружи реактор похож на большую непроницаемую емкость, сверху которой поставлен купол, в большинстве случаев имеющий шаровидную форму.

На данный момент очень большой популярностью пользуются реакторы с разборной конструкции, сделанные с использованием современных технологий. Такой реактор можно очень легко собрать собственными руками с небольшими расходами по времени. При необходимости он настолько же легко разбирается и перевозится в иное место.

Сталь удобная тем, что в ней можно без дополнительных усилий создавать отверстия для подсоединения иных элементов системы. Бетон же превосходит сталь по показателям надежности и прочности.

Система подачи биомассы

Данная часть установки включает в свой состав бункер для приема отходов, подводящий трубопровод для водоподачи и шнековый насос, который предназначен для отправки перегноя в реактор.

Для загрузки сухого компонента в бункер применяется фронтальный погрузчик. Дома с такой задачей можно справиться без погрузчика, применяя разные подручные средства, например, лопаты.

В бункере происходит смачивание смеси до полужидкого состояния. После достижения необходимого уровня увлажнения шнек переводит полужидкую массу в нижний отсек реактора.

Брожение перегноя в реакторе должно выполняться одинаково. Это одно из главнейших условий обеспечения интенсивного выделения биогаза из смеси. Конкретно для достижения максимально одинакового бродильного процесса смеси конструкция обычной биогазовой установки включает в свой состав мешалки с электрическими приводами.

Есть мешалки погружного и наклонного типа. Погружные механизмы могут спускаться в биомассу на требуемую глубину для обеспечения интенсивного и одинакового смешивания субстрата. В большинстве случаев такие мешалки располагаются на мачте.

Монтаж наклонных мешалок исполняется на боковых поверхностях реактора. За вращение винта в ферментаторе отвечает электрический двигатель.

Автоматическая система подогрева

Для успешного получения биогаза температура в середине системы должна поддерживаться на уровне +35-+40 градусов. Для этого в конструкцию включаются автоматические системы подогрева.

Тепловым источником в этом случае выступает генератор тепла, в индивидуальных ситуациях используются электрические устройства для отопления.

Газгольдер

В таком элементе конструкции собирается биогаз. Очень часто газгольдер устанавливают на крыше реактора.

Производство современных газгольдеров в большинстве случаев осуществляется с использованием ПВХ – материала, устойчивого к солнцу и самым разным неблагоприятным явлениям природы.

В определенных ситуациях заместо привычного газгольдера используют специализированные мешки. Еще эти устройства разрешают на время расширить объем запаса полученного биогаза.

Для производства газгольдер-мешков применяется специализированный поливинилхлорид с гибкими характеристиками, способный раздуваться по мере увеличения объема биогаза.

Данная часть системы в ответе за сушку отработанного перегноя и получение при надобности качественных удобрений.

Самый простой сепаратор состоит из шнека и сепараторной камеры. Камера сделана в форме сита. Это дает возможность делить биомассу на твёрдый элемент и жидкую часть.

Осушенный перегной отправляется в отгрузочный отсек. Жидкую часть система направляет назад в камеру приема. Тут жидкость используется для увлажнения нового начального сырья.

Самая простая биогазовая установка собственными руками

Биогазовая установка для дома

Домашняя биогазовая установка станет иметь несколько упрощенную конструкцию, но к ее изготовлению необходимо подходить очень и очень серьезно.

Шаг первый. Выройте яму. По собственной сущности биогазовая установка считается большой ямой с особенной облицовкой. Очень ответственной и вместе с этим сложной частью изготовления рассматриваемой системы считается тщательная подготовка стенок биореактора и его основания.

Яма должна быть герметичной. Укрепите основание и стены при помощи пластика либо бетона. Заместо этого вы можете купить уже готовые полимерные кольца с глухим дном. Такие устройства разрешают обеспечить достаточную непроницаемость системы. Материал будет хранить собственные изначальные характеристики на протяжении долгих лет, а при надобности вы сумеете очень легко поменять старое кольцо новым.

Второй шаг. Оборудуйте систему газового водоотвода. Это освободит вас от надобности покупки и установки мешалок, из-за чего временные затраты и финансов на сборку установки значительно уменьшаться.

Самый простой вариант системы газового водоотвода – это вертикально закрепленные трубы для канализации из поливинилхлорида с большим количеством отверстий по корпусу.

Трубы выбирайте подобной длины, чтобы их верхние края несколько высились над верхним уровнем загруженного перегноя.

3-ий шаг. Накройте слой находящийся с внешней стороны субстрата пленочной изоляцией. Благодаря пленке будут создаваться условия для сосредоточения биогаза под куполом в условиях несущественного лишнего давления.

Четвертый шаг. Установите купол и сделайте газоотводящую трубу в его самой высокой точке.

Употребление газа должно быть постоянным. В другом случае купол над емкостью с биомассой может просто разразиться. Летом газ образуется наиболее интенсивнее, чем зимой. С целью решения последней проблемы приобретите и установите подходящие системы обогрева.

Порядок и условия успешного применения биогазовой установки

Средний выход биогаза

Аналогичным образом, своими силами собрать обычную биогазовую установку нетрудно. Но для ее удачной эксплуатации вы обязаны усвоить и исполнять несколько самых простых правил.

Одно из очень важных требований – в загружаемой органической массе не обязано присутствовать никаких веществ, способных оказать негативное влияние на жизнедеятельность анаэробных микроорганизмов. К числу запрещенных включений относятся различного рода растворители, антибактериальные препараты и другие аналогичные вещества.

Ряд неорганических веществ также может привести к ухудшению деятельности бактерий. Ввиду этого не позволяется, например, разбавлять перегной водой, оставшейся после стирки одежды либо мытья машины.

Населению холодных регионов рекомендуется оборудовать собственные самодельные биогазовые установки настоящими системами отопления. Оборудование, подобающее для этих целей, упоминалось раньше.

Не забывайте: биогазовая установка считается потенциально взрывоопасным агрегатом, благодаря этому соблюдайте все положения техники безопасности, важной для эксплуатирования любого оборудования которое работает на газу.

Аналогичным образом, даже навоз и как правило почти что все, от чего раньше вы старались всеми силами избавиться, может понадобиться в обиходе. Необходимо только правильно соорудить домашнюю биогазовую установку, и уже достаточно быстро у вас дома будет тепло. Следуйте полученным советам, и вам больше не придется расходовать большие суммы на теплоснабжение.

Читайте также на этом сайте публикацию — гидропонная установка собственными руками.

Видео – Биогазовая установка собственными руками

Биогазовая установка самостоятельно

В публикации о получении биогаза приводились теоретические производственной основы газа метана из биомассы путем анаэробного сбраживания.

Была объяснена роль бактерий в поэтапном преобразовании органических веществ с описанием важных условий для наиболее интенсивного получения биогаза. В этой публикации будут показаны функциональные реализации биогазовых установок, с описанием некоторых самодельных конструкций.

Так как стоимости на источники энергии растут, и у большинства собственников животноводческих ферм и небольших хозяйств есть проблемы с утилизацией отходов, возникли в продаже промышленные комплексы по изготовлению биогаза и маленькие биогазовые установки для приватизированного дома. Пользуясь поисковыми машинами, клиент интернет сети сумеет не сложно отыскать доступное готовое решение, чтобы биогазовая установка и стоимость на нее соответствовали требованиям, выйти на связь с поставщиками оборудования и договориться о постройке биогазового генератора в своем доме или на хозяйстве.

Заводской комплекс по изготовлению биогаза

Биореактор – база биогазовой установки

Емкость, в которой происходит анаэробное разложение биомассы, называют биореактором, ферментатором, или метантанком. Биореакторы бывают полностью герметичными, с фиксированным или плавающим куполом, имеющие конструкцию водолазного колокола. Колокольные психрофильные (не просящие подогрева) биореакторы имеют вид открытого резервуара с жидкой биомассой, в которую погружена емкость в виде цилиндра или колокола, где собирается биогаз.

Собравшийся биогаз давит на цилиндр, благодаря чему тот приподымается над резервуаром. Аналогичным образом, колокол также создает роль газгольдера – временного хранилища появившегося газа.

Биореактор с плавающим куполом

Минусом колокольной конструкции биогазового реактора считается невозможность смешивания субстрата и его подогрева в холодные периоды года. Также отрицательным аргументом считается крепкий аромат, и антисанитария из-за открытой поверхности части субстрата.

Также, часть появившегося газа улетучится в атмосферу, загрязняя внешнюю среду. Благодаря этому данные биореакторы применяются лишь в кустарных биогазовых установках в бедных государствах с жарким климатом.

Еще 1 пример биореактора с плавающим куполом

Ради устранения загрязнения внешней среды и исключения зловонного запаха реакторы биогазовых установок для дома и больших производств имеют конструкцию с фиксированным куполом. Форма конструкции в процессе газообразования особого значения не имеет, однако во время применения цилиндра с крышей в виде купола достигается большая экономия стройматериалов. Биореакторы с фиксированным куполом снабжены патрубками для добавки новых порций биомассы и отбора отработанного субстрата.

Разновидность биореактора с фиксированным куполом

Главные типы биогазовых установок

Так как самой оптимальной считается конструкция с фиксированным куполом, то большинство готовых решений биореакторов имеют этот тип. В зависимости от способа загрузки биореакторы имеют разную конструкцию и делятся на:

  • Порционные, с разовой загрузкой всей биомассы, и с дальнейшей полной выгрузкой после отработки сырья. Основным минусом этого типа биореакторов считается неравномерность выделения газа на протяжении переработки субстрата;
  • непрерывной загрузкой и выгрузкой сырья, поэтому достигается одинаковое выделение биогаза. Благодаря конструкции биореактора во время загрузки и выгрузки не заканчивается производство биогаза и не случается утечек, так как отрезки трубы, по которой выполняется добавление и убирание биомассы, сделаны в виде водяного замка, предотвращающего вытекание газа.

Пример порционного биореактора

Порционные биогазовые реакторы могут иметь любую конструкцию, предотвращающую утечку газа. Так, к примеру, в свое время в Австралии были востребованы канальные метантанки с эластичным надувающимся сводом, где маленькое лишнее давление в середине биореактора надувало пузырь из крепкого полипропилена. При достижении конкретного уровня давления в середине биореактора, включался нагнетатель воздуха, откачивающий выработанный биогаз.

Канальные биореакторы с эластичным газгольдером

Вид брожения в этой биогазовой установке может быть мезофильным (со слабым подогревом). Из-за большой площади раздувающегося купола, канальные биореакторы как правило ставятся только в обогреваемых помещениях, или в регионах с жарким климатом. Плюсом конструкции считается нет потребности в промежуточном ресивере, однако весомым недостатком является чувствительность эластичного купола к ударам царапинам и так далее.

Большой канальный биореактор с эластичным газгольдером

В наше время становятся популярными порционные биореакторы с сухой ферментацией навоза без добавки воды в субстрат. Так как в навозе есть собственная влажность, ее будет вполне хватать для деятельности организмов, хотя интенсивность реакций станет меньше.

Биореакторы сухого типа имеют вид герметичного гаража с плотно закрывающимися дверьми. Биологическая масса загружается в реактор с помощью фронтального погрузчика и остается в подобном состоянии до окончания полного цикла газообразования (ориентировочно полгода), при этом не потребуется добавки субстрата и его смешивания.

Порционный биореактор с загрузкой через плотно закрывающийся дверь

Биогазовая установка собственными руками

Необходимо заметить, что у многих биореакторов, в основном, герметичной считается только территория газообразования, а жидкая биологическая масса при входе и выходе пребывает под атмосферным давлением. Лишнее давление в середине биореактора вытесняет часть жидкого субстрата в отрезки трубы, благодаря чему уровень биомассы в них немного выше, чем в середине емкости.

Красными линиями на схеме указана разница уровней в биореакторе и патрубках

Такие конструкции самодельных биореакторов считаются популярными среди народных профессионалов, которые своими силами делают биогазовые установки собственными руками для дома, допускающие многоразовую ручную загрузку и выгрузку субстрата. В процессе изготовления биореакторов собственными руками многие специалисты ставят эксперименты с полностью герметичными емкостями, используя в качестве газгольдера несколько резиновых камер от шин колес крупной автотехники.

Рисунок газгольдера, выполненного из тракторных камер

На видео ниже энтузиаст самодельного производства биогаза на примере бочек, заполненных птичьим пометом, утверждает возможность настоящего получения горючего газа дома, перерабатывая в полезное удобрение отходы из птичника. Одно, что добавить можно к конструкции, описанной в этом видео обзоре, так это то, что необходимо установить прибор для определения величины давления и клапан для предохранения на рукодельный биореактор.

Расчеты продуктивности биореактора

Кол-во биогаза устанавливается массой и качеством сырья которое применяется. На просторах интернета можно отыскать таблицы, где отмечено кол-во отходов, производимых разными животными, но хозяевам, которым приходится ежедневно убирать навоз, эта доктрина ни к чему, так как они за счёт своей практике знают кол-во и массу грядущего субстрата. Исходя из наличия возобновляемых ежедневно запасов сырья, можно высчитать требуемый объем биореактора и повседневное производство биогаза.

Таблица получения количества навоза от некоторых животным с приблизительным расчетом выхода биогаза

После выполненных расчетов и утвержденной конструкции биореактора можно приступать к его постройке. Материалом послужит монолитно бетонная емкость, залитая в земля, или кладка, выполненная из кирпича, герметизированная специализированным покрытием, которым обрабатывают бассейны.

Также возможна постройка ключевой емкости домашней биогазовой установки из железа, покрытого антикоррозионным материалом. Малые промышленные биореакторы иногда выполняют из химически стойких пластиковых резервуаров значительного объема.

Строительство биореактора из кладки из кирпича

В промышленных биогазовых установках используются электронные системы контроля и разные реактивы для корректировки химического состава субстрата и его уровня кислотности, а еще прибавляются в биомассу специализированные вещества – энзимы и витамины, стимулирующие размножение и жизнедеятельность микроорганизмов в середине биореактора. В процессе развития микробиологии делаются все намного устойчивее и эффектные штаммы бактерий метаногенов, которые можно выбрать у занимающихся производством биогаза фирм.

Из графика видно, что с использованием энзимов самый большой выход биогаза приходит быстрее в два раза

Необходимость в откачивании и очистке биогаза

Неизменная выработка газа в биореакторе самой разной конструкции приводит к надобности откачивания биогаза. Некоторые примитивные биогазовые установки могут сжигать получившийся газ прямо в горелке, установленной недалеко, но нестабильность лишнего давления в биореакторе может привести к исчезновению пламени с дальнейшим выбросом токсичного газа. Использование такой примитивной биогазовой установки, подключенной к плите решительно непозволительно благодаря возможности отравления токсичными элементами нечищенного биогаза.

Пламя горелки при возгорании биогаза должно быть чистым, ровным и стабильным

Благодаря этому почти что каждая схема биогазовой установки в себя включает емкости для хранения газа и систему его чистки. В качестве самодельного комплекса чистки можно задействовать фильтр для воды, и самодельную емкость, наполненную железной стружкой, или приобрести профессиональные системы фильтрации. Емкость для непостоянного хранения биогаза может быть сделана из камер от автомобильных шин, из которых газ иногда откачивается компрессором в типовые пропановые балоны для хранения и будущего употребления.

В определенных странах Африки для хранения и транспортировки биогаза применяют надувные газгольдеры в виде подушки

Как альтернативу обязательному использованию газгольдера можно воспринимать улучшенный биореактор с плавающим куполом. Усовершенствование находится в добавлении концентрической перегородки, которая образовывает водяной карман, работающий наподобие водяного замка и не позволяющий соприкасания биомассы с воздухом. Давление в середине плавающего купола зависит от его веса. Пропуская газ через очистную систему и редуктор, он может применяться в бытовой плите, иногда стравливая из биореактора.

Биореактор с плавающим куполом и водяным карманом

Измельчение и смешивание субстрата в биореакторе

Смешивание биомассы считается значительной составляющей процесса образования биогаза, обеспечивая бактериям доступ к питательным веществам, которые могут сбиться в ком на дне биореактора. Чтобы частицы биомассы лучше перемешивались в биореакторе, их необходимо размельчить механическим или ручным способом до загрузки в метантанк. На данный момент в промышленных и самодельных биогазовых установках используются три способа смешивания субстрата:

  1. механичные мешалки, приводимые в действие электрическим двигателем или ручным способом;
  2. циркуляционное смешивание с помощью насоса или гребного винта, перекачивающего субстрат в середине биореактора;
  3. барботажное смешивание с помощью продувки уже имеющимся биогазом жидкой биомассы. Минусом этого способа считается образование пены на поверхности субстрата.

Стрелкой указан перемешивающий циркуляционный винт в самодельном биореакторе

Самодельная установка для создания био газа. Своими руками ! И отопление Газом.

Механическое смешивание субстрата в середине биореактора может выполняться ручным способом, или автоматично, путем включения электрического двигателя с помощью электронного таймера. Водоструйное или барботажное смешивание биомассы может выполняться исключительно при помощи электрических двигателей, управляемых ручным способом или с помощью программного метода.

В этом биореакторе установлено механическое перемешивающее устройство

Разогрев субстрата в мезофильных и термофильных биогазовых установках

Хорошей для газообразования считается температура субстрата в границах 35-50?C. Для поддержки этой температуры в биореактор как правило ставятся разные системы отопления – водяные, паровые, электрические. Контроль температуры должен выполняться с помощью реле температуры или термопар, включенных к исполнительному механизму, регулирующему теплоснабжение биореактора.

Строго запрещается нагревать биореактор открытым пламенем – в случае утечки биогаза возможен взрыв!

Также необходимо помнить, что открытое пламя будет нагревать стены биореактора, и в середине его биологическая масса будет пригорать. Пригоревший субстрат уменьшит отдачу тепла и качество подогрева, а раскаленная стенка биореактора будет быстро рушиться. Одним из прекрасных вариантов считается водяной разогрев из обратной трубы для отопления дома. Необходимо установить систему электрических вентилей для возможности выключения подогрева биореактора или подсоединения обогревания субстрата прямо от котла, если будет чрезмерно прохладно.

Электрическая и водяная нагревательная система биореактора

Разогрев субстрата в биореакторе с помощью Трубчатых нагревателей будет Выгоден только в случае наличия альтернативного электричества, получаемого от ветрогенератора или фотоэлектрических панелей. В этом случае Нагревательные элементы трубчатого типа могут быть подключены прямо к генератору или батарее, что исключит из схемы не дешёвые инверторы. Чтобы уменьшить теплопотери и сделать меньше затраты на разогрев субстрата в биореакторе необходимо его максимально теплоизолировать при помощи разных теплоизоляторов.

Утепление биореактора материалом термоизоляционным

Функциональные опыты, неизбежные при строительстве биогазовых установок собственными руками

Сколько бы литературы не прочёл начинающий энтузиаст самостоятельного производства биогаза, и сколько бы видеороликов не пересмотрел, в действительности многое придется узнавать самому, и результаты, в основном, будут далеки от расчетных.

Благодаря этому, многие начинающие мастера идут по пути самостоятельных экспериментов по получению биогаза, начав с малых емкостей, определяя, сколько газа из имеющегося сырья даёт его маленькая экспериментальная биогазовая установка. Стоимости на комплектующие, выход метана и будущие затраты на постройку полноценной рабочей биогазовой установки будут определять ее рентабельность и правильность.

В приведенном выше видео обзоре специалист показывает возможности собственной биогазовой установки, засекая, сколько биогаза выйдет за одни сутки. В его случае, при закачке в ресивер нагнетателя воздуха восьми атмосфер, объем получившегося газа после перерасчетов с учетом объема емкости 24л будет около 0,2 м?.

Данный объем биогаза, получившийся из двухсотлитровой бочки, не считается существенным, однако, как показано в следующем видео этого мастера, подобного количества газа хватит на час горения одной конфорки плиты (15 мин помножить на 4-ре атмосферы баллона, который вдвое больше ресивера).

В ином видео обзоре ниже специалист рассказывает о получении биогаза и биологически чистых удобрений благодаря переработке в биогазовой установке отходов органики. Следует иметь в виду, что ценность экологичных удобрений превышает стоимость полученного газа, и вот тогда биогаз станет полезным побочным продутом процесса изготовления хороших удобрений. Дополнительным хорошим свойством органического сырья считается возможность его хранения некоторый период для применения в необходимое время.

Похожие публикации

Биогаз собственными руками: технология получения альтернативного топлива из биологических отходов

Обеспокоенное надвигающимся энергетическим кризисом человечество активно пытается изучать возобновляемые источники энергии.

Наряду с солнечными и ветровыми электростанциями возникли установки для получения из отходов органики газообразного топлива, именуемого биогазом.

Отличная исключительность этой технологии состоит в ее простоте: осуществить ее в маленьких масштабах может каждый у кого есть желание. Итак, биогаз собственными руками – вот о чем пойдёт разговор.

Если возникновением фотоэлектрических панелей и ветрогенераторов мы обязаны открытиям ученых, то в случае с биогазом выдумывать им ничего не понадобилось – природа все сделала сама. Этот вид топлива собой представляет продукт деятельности особенных бактерий, которые обобщенно называют гидролизными, кислотообразующими и метанообразующими.

По наименованию несложно догадаться об главной составляющей биогаза – это метан, который также содержится в сетевом газе. В биогазе на его долю приходится 60% всего объема. Около трети (35%) составляет углекислота, оставшиеся 5% — другие газы, например, сероводород.

Важная схема биогазовой установки

Откуда берутся эти великолепные микроорганизмы? Они собой представляют природную микрофлору, обитающую в кишечнике крупного скота и разлагающую его содержание. Эти бактерии выводятся наружу одновременно с навозом, который применяется для заправки новой пиролизной установки.

Когда микробы будут заселены на другое место жительства, их «меню» можно изменить иными отходами. Подойдет каждая органика: фикалии иных зверей и птиц, растения и опилки, отходы пищевой промышленности. Все это подвергается сбраживанию с образованием биогаза. При этом сырье преобразуется в ценнейшее удобрение.

Необходимым требованием деятельности метаногенов и прочих бактерий считается отсутствие доступа воздуха (такие микроорганизмы называются анаэробными).

Факторы, которые влияют на производство биогаза

Объем продуцируемого дружной командой микробов биогаза при разных условиях может изменяться и зависит от нескольких моментов.

биогаз установка для частного дома

Более всего биогаза можно получить из отходов пищевой промышленности, содержащих сахарный жом и немалое количество жиров. Наименее рентабельным видом сырья считается навоз крупного скота .

Навоз — сырье для биогаза

Температура

С ростом температуры продуктивность бактерий становится больше. По режиму температур газогенераторы разделяют на три типа.

Психрофильные

Это установки без подогрева, в которых температура поддерживается в границах от 18 до 25 градусов. На данный момент почти не используются.

Мезофильные

Благодаря подогреву режим температур выдерживается в границах от 25 до 40 градусов.

  • невысокие затраты на энергию;
  • аминокислотный состав удобрений считается максимально полезным.
  • практически невысокая продуктивность по биогазу;
  • отсутствие обеззараживающего эффекта (в сырье содержатся вредоносные микроорганизмы, от них следовало бы избавиться).
Термофильный

Применяется активный разогрев, температура превосходит 40 градусов.

  • большая продуктивность;
  • гибнут вредоносные микроорганизмы.
  • высокие затраты на энергию;
  • плохое качество удобрений.

Термофильный биореактор на навозе

Для любого вида сырья есть подходящий режим температур. Почему нельзя просто подогреть реактор до максимально предполагаемой температуры? По двум причинам:

  • из-за роста энергозатрат понизится рентабельность установки;
  • с ростом температуры становится больше и кол-во свободного нашатырного спирта.

Последняя зависимость приводит к торможению газогенерации (этот газ считается ядовитым для бактерий).

Вещественный обмен и свобода перемещения

Сырье должно быть довольно разжиженным, чтобы микробы и пузыри газа могли в нем перемещаться. Для этого в установку доливают горячую воду, доводя влажность загрузки до 85% во время зимы и до 92% летом.

Чтобы в реакторе лучше происходили процессы обмена, его содержание необходимо иногда (ориентировочно каждые 4 – 6 часов) смешивать.

Время брожения

Если сырье выгружать раньше положенного срока, бактерии не будут успевать возместить потери в численности и продуктивность их колоний упадет.

При слишком долгой выдержке продуктивность также уменьшается из-за минуса питательных веществ.

Примерно подходящее время брожения составляет:

  • для психрофильного режима: 30 – 40 суток или более;
  • для мезофильного: 10 – 20 суток;
  • для термофильного: 5 – 10 суток.

Кислотно-щелочной баланс

Самая большая продуктивность встречается при значениях рН от 6,5 до 8,5 (зависит от сырья).

Соотношение углерода и азота

Подходящее значение снова же зависит от сырья. Углерода должно быть раз в 10 – 20 больше, чем азота.

Сопоставление биогаза с более классическими видами топлива

К крепким сторонам этой технологии относят следующее:

  1. Сырье, применяемое для получения биогаза, считается неисчерпаемым ресурсом и обходится бесплатно.
  2. Биогазовая энергетика не привязана к конкретному месту – сырье для установки найдется в абсолютно любом регионе.
  3. Широкая область использования: биогаз как правило выступает в роли теплового источника, электрической энергии и моторного топлива.

По цене строительства (3 – 4 тыс. евро на каждый кВт мощности) биогазовые установки находятся между атомными (5 тыс. евро на 1 кВт) и угольными (2 тыс. евро на 1 кВт) станциями.

Установка для получения биогаза

В действительности доказали: чем больше мощность установки, тем дешево обойдется вырабатываемая при ее помощи энергия. Также рентабельность зависит от варианта сырья которое применяется.

Схема организации производства биогаза дома

При сооружении газогенератора мощностью более 10 МВт, работающего на пищевых отходах, нужно будет потратить около 2 тыс. евро на каждый кВт мощности; в то же время установка с мощностью до 1 МВт, применяющая в качестве сырья коровий навоз, обойдется в 7 тыс. евро на 1 кВт.

Аппарат имеет несколько инновационных узлов.

Собой представляет обитую утеплением цельную монолитно бетонную емкость с несколькими инновационными отверстиями. Реактор должен плотно закрываться, чтобы воздух не попадал в его пространство внутри.

Система подачи биомассы

Для загрузки сырья установка оборудуется бункером. Отходы подаются сюда ручным способом или при помощи транспортера.

Также к реактору подводится труба с горячей водой.

Лопатки для смешивания закреплены на вертикальном валу, хвостовик которого выходит наружу через уплотненное отверстие в крышке реактора.

Устройство приводится в движение электрическим двигателем при помощи зубчатого редуктора.

Включение электрического двигателя может выполняться ручным способом или автоматично.

Автоматическая система подогрева

Обогрев устанавливается снизу реактора. Носителем тепла могут работать вода или электричество. Включение ТЕНОВ выполняется термостатическим клапаном, настроенным на конкретную температуру.

Газгольдер

Это емкость, в которую поступает появляющийся в реакторе биогаз.

Как говорили выше, биогаз собой представляет смесь разных газов. Сепаратор позволяет разделить метан от примесей для подачи к потребителю.

Самая простая биогазовая установка собственными руками для дома

Рукодельный биогазогенератор, разумеется, уступает по свойствам дорогим установкам фабричного изготовления, зато востребует намного меньших первоначальных расходов.

Для его строения потребуются:

  • кольца из железобетона;
  • стальной бункер;
  • массивная крышка из стали или бетона и железа (известен случай, когда в качестве крышки был применен тяжкий колокол);
  • магистрали из труб для водоподачи и отведения готового продукта.

Объем реактора должен превосходить объем загрузки в 1,5 раза.

Установочная схема

В простейшем выполнении газогенератор не оборудуется подогревом и устройством смешивания. Строительные работы установки ведутся в следующей очередности:

  1. Роют котлован достаточных размеров, днище которого бетонируется.
  2. В котлован опускают одно за иным несколько ж/б-колец, создавая из них цилиндрический резервуар. Все стыки следует покрывать герметиком мастикой на основе битума.
  3. Бетонная емкость обклеивается утеплением и защитой от негативного воздействия влаги, после этого приступают к засыпке котлована.
  4. Сверху на реактор ложится крышка с плотно закрывающимся загрузочным люком. В ходе брожения сырья в реакторе образуется большое давление, благодаря этому крышку для верности можно зафиксировать тросами. Будет кстати установить в ней клапан для предохранения с противовесом в виде гири.
  5. К загрузочному люку нужно подсоединить бункер.
  6. Остается присоединить к реактору магистрали из труб. При этом на линии отведения готового продукта обязан быть поставлен водяной замок.

Биологическая масса готовится так:

  • Необходимо взять 3 части навоза коровы и 7 частей сгнивших остатков растительности – ботвы овощных культур, листьев, очисток и т.д.
  • Получившуюся смесь нужно разбавить водой, приподняв таким образом ее влажность до 60% — 70%.

С целью увеличения продуктивности можно задействовать более совершенную схему установки, включающую водяной разогрев. В роли теплогенератора будет выступать генератор тепла, действующий на вырабатываемом установкой топливе.

Биогазовая установка собственными руками — чертеж

При загрузке сырье достаточно прогреть до 35 градусов, после этого его температура в результате брожения встанет до 70 градусов.

На практике, 5-тонная загрузка биомассы позволяет на протяжении 6-ти месяцев получать повседневно примерно около 40 куб. м газообразного топлива.

Видео на тему

Биогазовая установка для приватизированного дома собственными руками: советы по устройству и пример благоустройства самоделки

Бережливый хозяин мечтает о недорогих энергоресурсах, эффектной утилизации отходов и получении удобрений. Домашняя биогазовая установка собственными руками – это доступный вариант воплощения мечты в реальность. Самостоятельная сборка данного оборудования обойдется в разумные наличные средства, а вырабатываемый газ станет прекрасным подспорьем в обиходе: он может применяться для готовки пищи, домашнего отопления и прочих нужд.

Что необходимо для получения биогаза

Биогаз образуется в результате брожения биологического субстрата. Его разлагают гидролизные, кислото- и метанообразующие бактерии. Смесь вырабатываемых бактериями газов выходит горючей, т.к. имеет высокий процент метана.

По собственным особенностям она практически не выделяется от газа, который применяется для промышленных и домашних потребностей.

При большом желании любой хозяин дома как правило приобретает биогазовую установку промышленного изготовления, но это не дешево, а окупятся вложения на протяжении 7-10 лет. Благодаря этому есть смысл постараться и выполнить биореактор собственными руками

Биогаз – чистое в экологическом плане горючее, а технология его получения не оказывает особенного воздействия на внешнюю среду. Кроме того, в качестве сырья для биогаза применяют отходы деятельности, которые нуждаются в утилизации. Их помещают в биореактор, где происходит переработка:

  • На протяжении определенного времени биологическая масса подвергается влиянию бактерий. Срок брожения зависит от объема сырья.
  • В результате деятельности анаэробных бактерий выделяется горючая смесь газов, в состав какой входят метан (60%), углекислый газ (35%) и некоторые прочие газы (5%). Также при брожении в минимальных количествах выделяется опасный сероводород. Он ядовит, благодаря этому очень нежелательно, чтобы люди подвергались его влиянию.
  • Смесь газов из биореактора очищается и поступает в газгольдер, где хранится до момента применения по назначению.
  • Газ из газгольдера можно применять точно также, как настоящий. Он поступает к приборам для домашнего применения – газовым печам, котлам отопления и т.п.
  • Разложившуюся биомассу нужно постоянно убирать из ферментатора. Это вспомогательные затраты труда, однако усилия окупятся. После брожения сырье преобразуется в очень качественное удобрение, которое применяют на полях и огородах.

Биогазовая установка выгодна для хозяина частного дома исключительно в случае, если есть у него частый доступ к отходам животноводческих ферм. Примерно из 1 м.куб. субстрата можно получить 70-80 м.куб. биогаза, но выработка газа идет неровно и зависит от большого количества самых разных факторов, в т.ч. температуры биомассы. Это осложняет расчеты.

Биогазовые установки прекрасно подойдут для сельских хозяйств. Отходы деятельности зверей способны дать достаточно газа для настоящего обогревания жилищных помещений и построек для хозяйственных нужд

Чтобы процесс получения газа был стабильным и непрерывным, наиболее целесообразно возводить несколько биогазовых установок, а субстрат в ферментаторы залаживать с разницей во времени. Данные установки работают параллельно, а сырье в них загружают постепенно. Это гарантирует постоянную производство газа, из-за чего можно достичь его непрерывного поступления к приборам для домашнего применения.

Лучше всего биореактор должен подогреваться. Каждые 10 градусов тепла делают больше производство газа в два раза. Хотя обустройство подогрева просит вложений, это возмещается высокой эффективностью конструкции

Рукодельное биогазовое оборудование, накопленное из материалов которые всегда под рукой, обходится намного дешевле установок товарного производства. Его результативность ниже, но полностью отвечает вложенным средствам. Если обеспечивается доступ к навозу и желание приложить свои усилия для сборки и обслуживания конструкции, это намного выгоднее.

Плюсы и минусы системы

Биогазовые установки имеют много положительных качеств, но и минусов хватает, благодаря этому в начале проектирования и строительства следует все взвесить:

  • Утилизация отходов. Благодаря биогазовой установке можно получить максимум пользы от мусора, от которого все равно понадобилось бы избавиться. Эта утилизация менее опасна для внешней среды, чем закапывание отходов.
  • Возобновляемость сырья. Биологическая масса – это не уголь и не газ, добыча которых истощает залежи ресурсов. При ведении фермерского хозяйства сырье возникает регулярно.
  • Относительная минимальное количество СО2. Во время получения газа внешняя среда не становится грязной, а вот при его применении в атмосферу выделяется минимальное количество двуокиси углерода. Оно не страшно и не может критично скорректировать экологию, т.к. его съедают растения в процессе роста.
  • Умеренная выделение серы. При горении биогаза в атмосферу проникает минимальное количество серы. Это негативное явление, однако его масштабы познаются по сравнению: при сжигании газа засорение внешней среды окислами серы намного больше.
  • Постоянная работа. Производство биогаза намного стабильнее, чем работа фотоэлектрических панелей или ветряков. Если солнечной энергией и ветра нельзя управлять, то биогазовые установки зависят от человеческой деятельности.
  • Можно применять несколько установок. Газ – это всегда опасности. Чтобы уменьшить возможный ущерб в аварийном случае, можно рассредоточить по участку несколько биогазовых установок. Если чётко спроектировать и собрать систему из нескольких ферментаторов, она будет работать стабильнее, чем один большой биореактор.
  • Выгоды для фермерского хозяйства. Для получения биомассы высаживают определенные виды растений. Можно подобрать такие, которые совершенствуют состояние грунта. К примеру, сорго понижает эрозию почвы, делает лучше ее качество.

У биогаза есть и минусы. Хотя это сравнительно чистое горючее, оно все же загрязняет атмосферу. Также могут появляться проблемы с поставками растительной биомассы. Безответственные хозяева установок нередко заготавливают ее так, что истощают землю и нарушают экологичный баланс.

Как высчитать рентабельность установки

В качестве сырья для изготовления биогаза в большинстве случаев применяют коровий навоз. Одна взрослая корова может дать его столько, чтобы обеспечить 1.5 м.куб. топлива; свинья – 0.2 м.куб.; курица или кроль (в зависимости от массы тела) – 0.01-0.02 м.куб. Чтобы понимать, это много или мало, можно сопоставить с более обыкновенными видами ресурсов.

1 м.куб. биогаза обеспечивает такое же кол-во энергии тепла, как:

  • дрова – 3.5 кг;
  • уголь – 1-2 кг;
  • электричество – 9-10 кВт/ч.

Если знать примерный вес сельскохозяйственных отходов, которые будут доступные на протяжении ближайших лет, и кол-во нужной энергии, можно высчитать рентабельность биогазовой установки.

Один из основных минусов добычи биогаза – аромат. Возможность применения маленьких куч компоста – это несомненный плюс, но придется терпеть неудобства и тщательно контролировать процесс, чтобы не спровоцировать распространение вредных микроорганизмов

Для закладки в биореактор приготавливают субстрат, в который входят несколько элементов в подобных пропорциях:

  • навоз (наиболее целесообразно коровий или свиной) – 1.5 т;
  • органические отходы (это могут быть перегнившие листы или прочие элементы растительного происхождения) – 3.5 т;
  • подогретая до 35 градусов вода (кол-во тёплой воды нужно рассчитать таким образом, чтобы ее масса составляла 65-75% от всего количества органики).

Расчет субстрата осуществлен для одной закладки на 6ть месяцев, если исходить из умеренного употребления газа. Ориентировочно через 10-15 дней процесс ферментации даст первые результаты: газ возникнет в минимальных количествах и начнет заполнять хранилище. Через 30 дней можно ждать полноценной выработки топлива.

Оборудование для изготовления биогаза пока еще не сильно популярно у нас в государстве. В большинстве случаев связано это с плохой информированностью людей про хорошие качества и спецификах работы биогазовых систем. В Китае и Индии многие маленькие сельские хозяйства оснащены кустарными установками для получения добавочного чистого топлива

Если установка не прекращает работу правильно, объем биогаза поэтапно будет становиться больше, пока субстрат не перегниет. Продуктивность конструкции зависит от скорости брожения биомассы, которая в свою очередь связана с температурой и влажностью субстрата.

Инструкция по строительству своими руками

Если нет опыта в сборке непростых систем, есть смысл выбрать в сети или создать наиболее простой чертеж биогазовой установки для приватизированного дома.

Чем легче конструкция, тем она лучше и долговечнее. Позднее, когда возникнут способности строительства и обращения с системой, можно будет переделывать оборудование или установить добавочную установку.

В дорогих конструкциях товарного производства учтены системы смешивания биомассы, автоматизированного подогрева, чистки газа и т.д. Домашнее оборудование очень просто. Лучше собрать лёгкую установку, а потом добавить детали, в которых появится необходимость

Во время расчета объема ферментатора необходимо смотреть на 5 м.куб. Данная установка дает возможность получить кол-во газа, нужное для обогревания приватизированного дома площадью 50 м.кв., если как источник тепла применяют котел на газу или печь. Это среднестатистический показатель, т.к. питательность биогаза как правило не выше 6000 ккал/м.куб.

Чтобы процесс ферментации протекал более менее стабильно, необходимо добиться правильного режима температур. Для этого биореактор устанавливают в земляной яме или заблаговременно продумывают хорошую тепловую изоляцию. Постоянный разогрев субстрата можно обеспечить, если под основу ферментатора подвести трубу традиционного отопления

Строительство биогазовой установки можно поделить на пару этапов.

Этап 1: подготовка ямы под биореактор

Почти что вся биогазовая установка находится под землёй, благодаря этому многое зависит от того, как была вырыта и отделана яма. Существует несколько способов укрепления стенок и герметизации ямы – пластик, бетон, полимерные кольца.

От стеновой подготовки и днища биореактора зависит интенсивность брожения субстрата и выход газа, благодаря этому яму тщательно крепят, утепляют и герметизируют. Это очень непростой и сложный этап работ

Лучшее решение – покупка готовых полимерных колец с глухим дном. Они обходятся дороже материалов которые всегда под рукой, зато не понадобится добавочная герметизация. Полимерные материалы восприимчивы к нагрузкам механическим путем, зато влагоустойчивы и химически агрессивных веществ. Они не подлежат ремонту, но при надобности их легко будет поменять.

Этап 2: обустройство газового водоотвода

Покупка и монтаж специализированных мешалок для биогазовых установок – не дешевое удовольствие. Систему можно удешевить, обустроив газовый водоотвод. Он собой представляет вертикально установленные полимерные трубы для канализации, в которых проделано много отверстий.

Для газового водоотвода можно подобрать железные или полипропиленовые трубы. Первые крепче, а вторые устойчивее к влияниям химии. Предпочтение лучше отдать полимерным материалам, т.к. металл быстро проржавеет и сгниет

Во время расчета длины труб водоотвода необходимо смотреть на запланированную глубину наполнения биореактора. Верхние части труб обязаны быть выше этого уровня.

Этап 3: обустройство слоя изоляции

В готовый биореактор можно сразу загрузить субстрат. Его накрывают пленкой, чтобы выдиляющийся в процессе ферментации газ находился под маленьким давлением. Когда будет готов купол, это даст нормальную подачу биометана по отводящей трубе.

Этап 4: монтаж купола и труб

Последний этап сборки самой простой биогазовой установки – это монтаж куполообразной части сверху. В наивысшей точке купола устанавливают газоотводящую трубу и протягивают ее к газгольдеру.

Свободное место биореактора в какой-то степени исполняет функции хранилища газа, однако этого недостаточно для неопасной работы установки. Газ должен потребляться регулярно, иначе возможен взрыв от лишнего давления под куполом

Емкость биореактора закрывают плотной крышкой. Чтобы устранить перемешивание биометана с воздухом, обустраивают водяной замок. Также он служит для очищения газа. Необходимо учесть спусковой клапан, который сработает, если давление в ферментаторе будет очень большим.

Два способа подогрева биореактора

Микроорганизмы, перерабатывающие субстрат, есть в биомассе регулярно, но для их интенсивного размножения необходима температура 38 градусов и выше. Для подогрева в период холодов можно применять полотенцесушитель, подсоединенный к системе обогрева дома, или бойлеры. Первый способ экономически рентабельнее, благодаря этому очень часто применяют собственно его.

Большого труда не составит оборудовать разогрев снизу, проложив трубу от отопительной системы, но результативность рабочего процесса подобного трубного змеевика относительно низка. Лучше оборудовать внешний обогрев, лучше всего – паром, чтобы биологическая масса не перегревалась

Биогазовую установку необязательно углублять в землю, есть и иные варианты благоустройства. Пример работы системы, собранной из бочек, приведен в видео обзоре ниже.

Материалы по сборке и обустройству системы

Хотя в сборке и обустройстве биогазового оборудования сложностей нет, необходимо быть очень внимательным к деталям. Ошибки недопускаются, т.к. приводят к взрывам и разрушениям. Рекомендуем видеоинструкции, которые смогут помочь разобраться в устройстве установок, правильно их собрать и дополнить полезными устройствами для более хорошего применения биогаза.

В видео обзоре рассказано, как устроена и не прекращает работу обычная биогазовая установка:

Пример самодельной биогазовой установки. Урок, который можно посмотреть в видео формате для обустраивания системы собственными руками:

Видеоинструкция по сборке биогазовой установки из бочки:

Описание процесса изготовления мешалок для субстрата:

Детальное описание работы самодельного газового хранилища:

Какой бы простой ни была биогазовая установка, подобранная для приватизированного дома, не стоит на ней экономить. Если имеется возможность, удобнее купить разборный биореактор товарного производства. Если нет – изготовить из высококачественных и устойчивых материалов: полимерных материалов, бетона или нержавейки. Это даст возможность создать действительно хорошую и неопасную систему газоснабжения дома.

Биогазовая установка своими руками

Биогаз – это то вещество, в состав которого входит большое количество метана. Оно получается в результате гниения различных органических отходов. Биогаз вырабатывает большое количество энергии, что позволяет использовать его для обогрева или заправлять транспорт. Использование навоза в качестве альтернативного источника энергии последнее время часто интересует фермеров. Биогазовая установка своими руками отлично справиться с поставленной задачей.

При выборе вида установки для выделения газа опираться нужно на погодные и климатические условия региона. Для России предлагаются следующие виды:

Установка для получения биогаза с ручной загрузкой сырья

(Перемешивание и подогрев сырья в реакторе не осуществляется)

Этот вариант биогазовой установки, сделанной своими руками, самый простой из всех существующих. В реактор должно помещаться приблизительно от 1 до 10 м. куб. Такая установка за день перерабатывает довольно много сырья – от 50 кг навоза и более. В установке нет никаких лишних частей: реактор, емкость для сырья, приспособление для отбора и использования биогаза, приспособление для выгрузки отходов.

Такое устройство замечательно подойдет для использования в жарких областях, тогда можно не подогревать и не перемешивать перерабатываемое сырье. Ею пользуются в промышленном режиме при нагревании в пределах 5-20°С. Удобно то, что полученный биогаз сразу направляется на использование в бытовых приборах. Все переработанное сырье выходит через специально сделанный вывод.

Пользуясь чертежами можно создать подобную биогазовую установку своими руками без значительных усилий и затрат. Ее может сделать даже самый неопытный новичок. Здесь нет абсолютно ничего сложного, но есть некоторые нюансы, которые стоит обговорить детально.

Для начала нужно четко знать: сколько навоза у вас в хозяйстве есть? То есть насколько ваша установка будет загружена. От этого будет зависеть объем будущего реактора. Далее определяем: где расположится установка? Нужно выбрать место по принципу: безопасное и удобное.

Потом можно приступать к поиску деталей для будущего источника альтернативной энергии. Займемся монтажом труб загрузки и выгрузки сырья. Слаживаем реактор приспособления в котлован и хорошо закрепляем загрузочную емкость и сам газоотвод. Начнем финальную часть, монтируем верхнюю часть, крышку.

Обязательно нужно чтобы реактор был герметичным, чтобы в него не поступало ничего лишнего. Для этого необходимо провести проверку после его сборки. Установку обязательно нужно покрасить и утеплить. Все, наконец-то можно приступать к работе. Стоит избегать попадания солнечных лучей на изготовленное приспособление. Для этого лучше всего использовать солнцезащитную панель.

Биогазовая установка: загрузка и перемешивание сырья ручное

Такой вариант также очень удобный и не потребует значительных финансовых вложений. Но если говорить о полезности и эффективности работы, то эта модель с ручной загрузкой и возможностью перемешивания сырья значительно выигрывает.

Изготовленная установка такого типа большей мерой подойдет для небольших фермерских хозяйств. Рекомендуемый объем реактора в пределах 1-10 куб. м. Переработать за сутки устройство сможет от 50 до 200 кг навоза.

Самодельная установка с перемешиванием, подогревом и ручной загрузкой сырья

Для большей эффективности и лучшего брожения сырья лучше всего продумать систему подогрева. Устройство может работать при температуре до 35°С при мезофильном и до 55°С при термофильном режиме.

Для подогрева сырья лучше всего использовать водогрейные котлы, что еще и экономно, поскольку работает он на вырабатываемом биотопливе. То сырье, которое остается после выработки замечательно подойдет в качестве удобрения. Храниться оно в специальной емкости. Также это незаменимое вещество подходит для разведения червей.

Биогазовая установка своими руками с газгольдером, пневматическим перемешиванием сырья и подогревом его в реакторе (загрузка ручная)

Домашнюю установку для получения биогаза можно обустроить газгольдером, что предназначен для хранения вырабатываемого топлива. Также устанавливается устройство для автоматического откачивания газа. При этом загрузка, как и в прежних видах установок, остается ручной.

В реакторе можно осуществлять перемешивание сырья пневматическим способом, использую при этом полученный биогаз. Она может быть снабжена для облегчения работы всем чем угодно, процесс может быть полностью автоматизирован. Особенностью этой модели является способность работать при разных температурах сбраживания навоза.

Установка с газгольдером, ручной подготовкой, пневматической загрузкой, перемешиванием сырья и его подогревом в реакторе

Отлично подойдет такое устройство, как для малого, так и для среднего производства. За сутки оно сможет переработать до 1,5 тонн навоза (минимальное количество 0,3 т.). Предлагаемый объем реактора составляет 5-25 м. куб.

Пневмоническая система задействована для загрузки и перемешивания сырья. Но подготовка осуществляется в ручной способ. Подогрев, осуществляемый в реакторе, происходит благодаря теплообмену с водонагревательным котлом. Последний также работает на получаемом биогазе. Выгрузка отходов происходит двумя путями: через один трубопровод сырье подается в хранилище для сбора, а через второй – для погрузки на транспорт и вывоза непосредственно в поле.

Добытый биогаз отбирается автоматически, для хранения предусмотрен газгольдер. По температурному режиму установка не имеет ограничений.

Механическая подготовка сырья (что является особенностью данной модели) осуществляется с помощью компрессора, который подает материал в бункер загрузки из специальной емкости. Подача в реактор происходит с использованием сжатого биогаза, который также идет и на обогрев. Отбор газа происходит автоматически в газгольдер. Такая биогазовая установка своими руками, может использоваться в крупных и средних хозяйствах при различных температурных режимах сбраживания.

Как сделать Биогазовую установу своими руками — видео

Для получения наглядного представления о процессе получения газа из навоза и работе установок промышленного назначения можно просмотреть представленное видео.

Биогазовая установка для частного дома: рекомендации по обустройству самоделки

Рачительный хозяин мечтает о дешевых энергоресурсах, эффективной утилизации отходов и получении удобрений. Домашняя биогазовая установка своими руками – это недорогой способ воплощения мечты в реальность.

Самостоятельная сборка такого оборудования обойдется в разумные деньги, а вырабатываемый газ станет хорошим подспорьем в хозяйстве: его можно использовать для приготовления пищи, отопления дома и других нужд.

Давайте попробуем разобраться в специфике работы этого оборудования, его преимуществах и недостатках. А также в том, возможно ли самостоятельно построить биогазовую установку и будет ли она эффективна.

Специфика получения биогаза

Биогаз образуется в результате брожения биологического субстрата. Его разлагают гидролизные, кислото- и метанообразующие бактерии. Смесь вырабатываемых бактериями газов получается горючей, т.к. содержит большой процент метана.

По своим свойствам она практически не отличается от природного газа, который используется для промышленных и бытовых нужд.

Биогаз – экологически чистое топливо, а технология его получения не оказывает особого влияния на окружающую среду. Более того, в качестве сырья для биогаза используют отходы жизнедеятельности, которые нуждаются в утилизации.

Их помещают в биореактор, где происходит переработка:

  • в течение некоторого времени биомасса подвергается воздействию бактерий. Срок брожения зависит от объема сырья;
  • в результате деятельности анаэробных бактерий выделяется горючая смесь газов, в состав которой входят метан (60%), углекислый газ (35%) и некоторые другие газы (5%). Также при брожении в небольших количествах выделяется потенциально опасный сероводород. Он ядовит, поэтому крайне нежелательно, чтобы люди подвергались его воздействию;
  • смесь газов из биореактора очищается и поступает в газгольдер, где хранится до момента использования по назначению;
  • газ из газгольдера можно использовать точно так же, как природный. Он поступает к бытовым приборам – газовым печам, отопительным котлам и т.п.;
  • разложившуюся биомассу необходимо регулярно удалять из ферментатора. Это дополнительные трудозатраты, однако усилия окупаются. После брожения сырье превращается в высококачественное удобрение, которое используют на полях и огородах.

Биогазовая установка выгодна для владельца частного дома только в том случае, если у него есть постоянный доступ к отходам животноводческих ферм. В среднем из 1 м.куб. субстрата можно получить 70-80 м.куб. биогаза, но выработка газа идет неравномерно и зависит от многих факторов, в т.ч. температуры биомассы. Это осложняет расчеты.

Чтобы процесс получения газа был стабильным и непрерывным, лучше всего строить несколько биогазовых установок, а субстрат в ферментаторы закладывать с разницей во времени. Такие установки работают параллельно, а сырье в них загружают последовательно.

Это гарантирует постоянную выработку газа, благодаря чему можно добиться его непрерывного поступления к бытовым приборам.

Самодельное биогазовое оборудование, собранное из подручных материалов, обходится гораздо дешевле установок промышленного производства. Его эффективность ниже, но вполне соответствует вложенным средствам. Если есть доступ к навозу и желание приложить собственные усилия для сборки и обслуживания конструкции, это очень выгодно.

Преимущества и недостатки системы

Биогазовые установки имеют немало преимуществ, но и недостатков хватает, поэтому перед началом проектирования и строительства следует все взвесить:

  • Утилизация отходов. Благодаря биогазовой установке можно получить максимум пользы от мусора, от которого все равно пришлось бы избавляться. Эта утилизация менее опасна для окружающей среды, чем закапывание отходов.
  • Возобновляемость сырья. Биомасса – это не уголь и не природный газ, добыча которых истощает запасы ресурсов. При ведении сельского хозяйства сырье появляется постоянно.
  • Относительная небольшое количество СО2. При получении газа окружающая среда не загрязняется, а вот при его использовании в атмосферу выделяется небольшое количество двуокиси углерода. Оно не опасно и не способно критично изменить экологию, т.к. его поглощают растения в процессе роста.
  • Умеренное выделение серы. При сгорании биогаза в атмосферу попадает небольшое количество серы. Это негативное явление, однако его масштабы познаются в сравнении: при сжигании природного газа загрязнение окружающей среды окислами серы гораздо больше.
  • Стабильная работа. Производство биогаза более стабильно, чем работа солнечных батарей или ветряков. Если энергией солнца и ветра нельзя управлять, то биогазовые установки зависят от деятельности человека.
  • Можно использовать несколько установок. Газ – это всегда риски. Чтобы снизить потенциальный ущерб в случае аварии, можно рассредоточить по участку несколько биогазовых установок. Если правильно спроектировать и собрать систему из нескольких ферментаторов, она будет работать стабильнее, чем один крупный биореактор.
  • Выгоды для сельского хозяйства. Для получения биомассы высаживают некоторые виды растений. Можно выбрать такие, которые улучшают состояние грунта. Например, сорго снижает эрозию почвы, улучшает ее качество.

У биогаза есть и недостатки. Хотя это относительно чистое топливо, оно все же загрязняет атмосферу. Также могут возникать проблемы с поставками растительной биомассы.

Безответственные владельцы установок нередко заготавливают ее так, что истощают землю и нарушают экологический баланс.

Расчет рентабельности установки

В качестве сырья для производства биогаза обычно используют коровий навоз. Одна взрослая корова может дать его столько, чтобы обеспечить 1.5 м.куб. топлива; свинья – 0.2 м.куб.; курица или кроль (в зависимости от массы тела) – 0.01-0.02 м.куб. Чтобы понять, много это или мало, можно сравнить с более привычными видами ресурсов.

Биогазовая установка для частного дома

Установка для получения биогаза для частного дома, обладает следующими достоинствами:
• легкое получение биогаза прямо у себя дома экономичным способом, не используя дорогостоящее оборудование;
• отличный альтернативный источник энергии для того, кто живет далеко от цивилизационных благ, и для того, что хочет обрести энергетическую независимость от государства;
• доступность сырья – оно может быть в виде навоза, кухонных отходов, измельченной растительности и т. п.;
• экологическая безопасность – когда органические вещества разлагаются, атмосфера наполняется газом, с обеспечением парникового эффекта; однако в данной ситуации будет происходить сжигание биогаза, на выходе получается СО2;
• удобрения станут побочным продуктом работы такого оборудования как биогазовая установка.
Вместе с достоинствами установка по производству биогаза обладает и своими недостатками:
• «работа» бактерий возможна, когда температура окружающей среды составляет +18…+40°C, что делает удобной работу установки в летний сезон; для весеннего и осеннего периода необходимо утепление биогазового оборудования, обеспечение подогрева, однако такая схема может стать невыгодной;
• необходимо постоянное добавление нового сырья и слив удобрений.

Биогазовая установка для дома – схема

Чтобы самостоятельно изготовить биогазовую установку, необходимо взять:
• две бочки объемом по 200 л;
• одну бочку объемом 30…60 л, или пластмассовое ведро большого размера;
• канализационные трубы из пластика;
• газовый шланг;
• кран.

Как работает биогазовая установка

В реактор нужно поместить сырье и воду. Установка биогаза начнет реально работать только через несколько суток, когда анаэробные бактерии образуются в максимальном количестве.

С жизнедеятельностью анаэробных бактерий начинает выделяться биогаз и собирается вверху в бочке, и по газовому шлангу поступает в коллектор.
При поступлении газа в коллекторе – бочке с водой – ведро начнет подыматься.

Как сделать реактор

Чтобы создать реактор, нужно взять герметичную бочку на 200 л, вверху сделать отверстия и установить:
• трубу, чтобы заливать сырье;
• трубу, чтобы сливать удобрения;
• кран вверху бочки, чтобы собирать биогаз.

Очень важно обеспечить герметичность реактора, в противном случае под действием давления газ может просочиться. Сливную трубу нужно поместить ниже, чем газовый кран. Сливную и заливную трубу, которые не используются, нужно заглушить.

Чтобы изготовить коллектор, нужно взять пластиковую бочку без крышки, налить три четверти воды и установить другую, меньшую бочку дном кверху. Затем врезать в дно малой бочки штуцер под шланг от реактора, и кран под шланг от газовой печи.

Чтобы залить сырье, нужно открыть отверстия для впуска и слива. В качестве сырья лучше брать навоз, который разбавлен водой – дождевой или отстоянной, которая не содержит хлор, бытовую химию, яичную скорлупу, кости, чешую лука.

Вообще биогаз отличается неприятным запахом, однако, когда он горит, запах не присутствует. В случае со сжиганием газа, который не смешан с воздухом, образуется желтое пламя, которое будет быстро коптить кастрюлю.

Если мы смешаем биогаз с воздухом, и затем подожжем, образуется синее пламя, и оно не будет коптить. К примеру, инструкция заводской газовой печи пишет, что в случае перехода с магистрального газа на баллонный и наоборот, нужно проводит смену жиклеров (у них отверстие разного диаметра), в противном случае вы получите копоть с конфорки. Одним из вариантов является лабораторная горелка Бунзена.

Если лабораторную горелку достать сложно, изготовьте ее своими руками. Достаточно взять отрезок трубы и просверлить несколько отверстий возле основания. В результате при прохождении газа по трубе он смешивается с воздухом.

Чтобы получить жиклеры, мы можем взять кусочки деревяшек, заточить их по примеру карандаша, и просверлить несколько отверстий с разным диаметром. В итоге мы получим факел оптимального размера.

Как эксперимент, печь была создана из старой барбекюшницы, с вырезанным в ее дне отверстием и установленной горелкой Бунзена. В результате вместо барбекюшницы была использована одноконфорочная печь.

В конце статьи нужно подчеркнуть, что такая биогазовая установка для частного дома обеспечит биогазом, когда горелка будет гореть 30 минут в сутки, при использовании сырья в виде навоза. Если сырьем будут служить кухонные отходы, уровень производительности будет ниже – 15 минут в сутки.

Для изготовления реактора обязательно нужно использовать пластик. Если брать металл, окислительные процессы очень скоро станут причиной появления ржавчины и порчи установки. Можно создать реактор из пластиковых бочек большого объема (вариант еврокуба). А чтобы сэкономить место, бочки можно поместить в ямы, выкопанные во дворе.

Как добыть биогаз в домашних условиях

Вопрос получения метана интересен тем владельцам частных хозяйств, кто занимается разведением птицы или свиней, а также держит крупнорогатый скот. Как правило, в таких хозяйствах вырабатывается значительное количество органических отходов жизнедеятельности животных, они-то и могут принести немалую пользу, став источником дешевого топлива. Цель данного материала – рассказать, как добыть биогаз в домашних условиях, используя эти самые отходы.

Общие сведения о биогазе

Получаемый из различного навоза и птичьего помета домашний биогаз большей частью состоит из метана. Там его от 50 до 80% в зависимости от того, чьи отходы жизнедеятельности использовались для производства. Того самого метана, что горит в наших плитах и котлах, и за который мы платим порой немалые деньги согласно показаниям счетчика.

Чтобы дать представление о количестве горючего, что теоретически можно добыть при содержании животных дома или на даче, представим таблицу с данными о выходе биогаза и содержании в нем чистого метана:

Как можно понять из таблицы, для эффективного производства газа из коровьего навоза и силосных отходов понадобится довольно большое количество сырья. Выгоднее добывать горючее из навоза свиней и помета индюков.

Оставшаяся доля веществ (25—45%), из которых состоит домашний биогаз, приходится на углекислый газ (до 43%) и сероводород (1%). Также в составе горючего присутствует азот, аммиак и кислород, но в незначительных количествах. Кстати, именно благодаря выделению сероводорода и аммиака навозная куча издает такой знакомый «приятный» запах. Что касается энергетического содержания, то 1 м3 метана теоретически может выделить при сжигании до 25 МДж (6.95 кВт) тепловой энергии. Удельная теплота сгорания биогаза зависит от доли метана в его составе.

Для справки. На практике проверено, что для обогрева утепленного дома, находящегося в средней полосе, потребно около 45 м3 биологического горючего на 1 м2 площади за отопительный сезон.

Природой устроено так, что биогаз из навоза образуется самопроизвольно и независимо от того, хотим его получать или нет. Навозная куча перегнивает в течение года – полутора, просто находясь на открытом воздухе и даже при отрицательной температуре. Все это время она выделяет биогаз, но только в небольших количествах, поскольку процесс растянут во времени. Причиной служат сотни видов микроорганизмов, находящихся в экскрементах животных. То есть, для начала газовыделения ничего не нужно, оно будет происходить самостоятельно. А вот для оптимизации процесса и его ускорения потребуется специальное оборудование, о чем пойдет речь далее.

Технология получения биогаза

Суть эффективного производства — ускорение природного процесса разложения органического сырья. Для этого находящимся в нем бактериям необходимо создать наилучшие условия для размножения и переработки отходов. И первое условие – поместить сырье в закрытую емкость – реактор, иначе — генератор биогаза. Отходы измельчаются и перемешиваются в реакторе с расчетным количеством чистой воды до получения исходного субстрата.

Примечание. Чистая вода необходима для того, чтобы в субстрат не попали вещества, пагубно влияющие на жизнедеятельность бактерий. Как следствие, процесс брожения может сильно замедлиться.

Промышленная установка по производству биогаза оборудована подогревом субстрата, средствами перемешивания и контроля над кислотностью среды. Перемешивание выполняется с целью удалить с поверхности твердую корку, что возникает во время брожения и мешает выделению биогаза. Длительность технологического процесса – не менее 15 дней, за это время степень разложения достигает 25%. Считается, что максимальный выход горючего происходит до 33% разложения биомассы.

Технологией предусматривается ежедневное обновление субстрата, так обеспечивается интенсивное получение газа из навоза, в промышленных установках оно исчисляется сотнями кубических метров в день. Часть отработанной массы в размере порядка 5% от общего объема удаляется из реактора, а на ее место загружается столько же свежего биологического сырья. Отработанный материал используется в качестве органического удобрения полей.

Схема биогазовой установки

Получая биогаз в домашних условиях, невозможно создать столь благоприятные условия для микроорганизмов, как в промышленном производстве. И в первую очередь это утверждение касается организации подогрева генератора. Как известно, это требует затрат энергии, что ведет к существенному удорожанию себестоимости горючего. Контролировать соблюдение слабощелочной среды, присущей процессу брожения, вполне возможно. Только как ее корректировать в случае отклонений? Снова затраты.

Владельцам частных хозяйств, желающим добывать биогаз своими руками, рекомендуется изготовить реактор простой конструкции из доступных материалов, а потом его модернизировать в силу своих возможностей. Что надо сделать:

  • герметично закрывающуюся емкость объемом не менее 1 м3. Разные баки и бочки малых размеров тоже подойдут, но горючего из них будет выделяться мало из-за недостаточного количества сырья. Такие объемы производства вас не устроят;
  • организовывая производство биогаза в домашних условиях, вы вряд ли станете делать подогрев емкости, а вот утеплить ее нужно обязательно. Другой вариант – заглубить реактор в землю, выполнив тепловую изоляцию верхней части;
  • установить в реакторе ручную мешалку любой конструкции, выведя рукоятку через верхнюю крышку. Узел прохода ручки должен быть герметичным;
  • предусмотреть патрубки для подачи и выгрузки субстрата, а также для отбора биогаза.

Ниже показана схема биогазовой установки, размещенной ниже уровня земли:

1 – генератор горючего (емкость из металла, пластика или бетона); 2 — бункер для заливки субстрата; 3 – технический люк; 4 – сосуд, играющий роль водяного затвора; 5 – патрубок выгрузки отработанных отходов; 6 – патрубок отбора биогаза.

Как получить биогаз в домашних условиях?

Операция первая – измельчение отходов до фракции, чей размер не более 10 мм. Так гораздо легче приготовить субстрат, да и бактериям будет проще перерабатывать сырье. Получившаяся масса тщательно перемешивается с водой, ее количество – около 0.7 л на 1 кг органики. Как уже сказано выше, воду следует использовать только чистую. Затем субстратом заполняется биогазовая установка, сделанная своими руками, после чего реактор герметично закрывается.

Несколько раз в течении дня надо наведываться к емкости, чтобы перемешать содержимое. На 5-й день можно проверять наличие газа, и буде он появится, периодически откачивать его компрессором в баллон. Если этого вовремя не делать, то давление внутри реактора возрастет и брожение замедлится, а то и остановится вовсе. Спустя 15 дней надо производить выгрузку части субстрата и добавление такого же количество нового. Подробности можно узнать, просмотрев видео:

Заключение

Вполне вероятно, что простейшая установка для получения биогаза не обеспечит все ваши потребности. Но, учитывая нынешнюю стоимость энергоресурсов, это уже будет немалым подспорьем в домашнем хозяйстве, ведь за исходное сырье вам платить не приходится. Со временем, плотно занимаясь производством, вы сможете уловить все особенности и провести необходимое усовершенствование установки.

Биогазовая установка для частного дома: добываем энергоресурсы своими руками

Вопросами, как сократить расходы на отопление жилища, приготовление пищи и электроснабжение, озабочены многие владельцы домохозяйств. Некоторые из них уже соорудили своими руками биогазовые установки и частично или полностью обособились от поставщиков энергоресурсов. Оказывается, получить почти дармовое топливо в условиях частного домохозяйства не представляет большой сложности.

Что такое биогаз и как его можно использовать?

Владельцам приусадебных хозяйств известно: сложив в кучу любое растительное сырье, птичий помет и навоз, через время можно получить ценное органическое удобрение. Но немногие из них знают, что биомасса разлагается не сама по себе, а под воздействием различных бактерий.

Перерабатывая биологический субстрат, эти крошечные микроорганизмы выделяют продукты жизнедеятельности, в том числе – газовую смесь. Большую часть ее (около 70%) составляет метан – тот самый газ, что горит в горелках бытовых плит и обогревательных котлов.

Идея использовать такое экотопливо для различных хозяйственных нужд не нова. Устройства по его добыче использовали еще в древнем Китае. Возможностью использовать биогаз занимались и советские новаторы в 60-х годах прошлого столетия. Но настоящее возрождение технология пережила в начале двухтысячных. На данный момент биогазовые установки активно используют в Европе и США для отопления домов и прочих нужд.

Как работает биогазовая установка?

Принцип работы устройства по выработке биогаза достаточно прост:

  • в герметичную емкость загружают разбавленную водой биомассу, где она начинает «бродить» и выделять газы;
  • содержимое резервуара регулярно обновляют – сливают переработанное бактериями сырье и добавляют свежее (в среднем около 5-10% ежедневно);
  • скопившийся в верхней части резервуара газ по специальной трубке поступает на газосборник, а затем – на бытовые приборы.

Схема биогазовой установки.

Какое сырье подходит для биореактора?

Установки для получения биогаза рентабельны только там, где есть ежедневное пополнение свежей органики – навоза или помета домашнего скота и птицы. Также в биореактор можно подмешивать измельченную траву, ботву, листву и бытовые отходы (в частности, очистки от овощей).

Эффективность установки во многом зависит от типа загружаемого сырья. Доказано, что при одинаковой массе самый большой выход биогаза получается из свиного навоза и индюшиного помета. В свою очередь, экскременты коров и силосные отходы дают меньшее количество газа при такой же загрузке.

Использование биосырья для отопления дома.

Что нельзя использовать в биогазовой установке?

Существуют факторы, которые могут существенно снизить активность анаэробных бактерий, а то и вовсе приостановить процесс выработки биогаза. Нельзя допускать, чтобы внутрь резервуара попадало сырье с содержанием:

  • антибиотиков;
  • плесени;
  • синтетических моющих средств, растворителей и прочей «химии»;
  • смол (в том числе опилки хвойных деревьев).

Малоэффективно использовать уже гниющий навоз – загрузке подлежат только свежие или предварительно просушенные отходы. Также нельзя допускать переувлажнения сырья – показатель в 95% уже считается критическим. Впрочем, небольшое количество чистой воды в биомассу добавлять все же нужно – для того, чтобы облегчить ее загрузку и ускорить процесс брожения. Разводят навоз и отходы до консистенции негустой манной каши.

Рекомендуем прочитать о применении нихромовой проволоки в быту.

Биогазовая установка для дома

Сегодня промышленность уже выпускает установки для получения биогаза в промышленных масштабах. Их приобретение и монтаж обходится дорого, окупается такое оборудование в частных домохозяйствах не раньше, чем через 7-10 лет при условии, что для переработки будут использоваться большие объемы органики. Опыт показывает, что при желании небольшую биогазовую установку для частного дома мастеровитый хозяин может соорудить своими руками, причем из самых доступных материалов.

Готовим перерабатывающий бункер

В первую очередь понадобится герметично закрывающаяся емкость цилиндрической формы. Можно, конечно, использовать большие кастрюли или выварки, но их малый объем не позволить добиться достаточной выработки газа. Поэтому в этих целях используют чаще всего пластиковые бочки объемом от 1 м³ до 10 м³.

Изготовить такую можно самостоятельно. В продаже имеются листы из ПВХ, при достаточной прочности и стойкости к агрессивным средам они легко свариваются в конструкции нужной конфигурации. В качестве бункера можно использовать и металлическую бочку достаточного объема. Правда, придется провести антикоррозийные мероприятия – покрыть ее изнутри и снаружи устойчивой к воздействию влаги краской. Если резервуар сделан из нержавейки, этого делать не нужно.

Система отвода газа

Патрубок для отвода газа монтируют в верхней части бочки (как правило, в крышке) – именно там он скапливается, согласно законам физики. По подключенной трубе биогаз подается на гидрозатвор, далее – на накопитель (как вариант – с помощью компрессора в баллон) и к бытовым приборам. Рядом с газоотводом рекомендуется также вмонтировать спусковой клапан – если давление внутри резервуара станет слишком высоким, он выпустит лишний газ.

Система подачи и выгрузки сырья

Чтобы обеспечить непрерывное производство газовой смеси, бактерий в субстрате нужно постоянно (ежедневно) «подкармливать», то есть добавлять свежий навоз или другую органику. В свою очередь, уже переработанное сырье из бункера необходимо удалять, чтобы оно не занимало полезное место в биореакторе.

Для этого в бочке проделываются два отверстия – одно (для выгрузки) практически около дна, другое (для загрузки) повыше. В них ввариваются (впаиваются, вклеиваются) трубы диаметром не менее 300 мм. Загрузочный трубопровод направляют вверх и оборудуют воронкой, а слив обустраивают так, чтобы удобно было собирать переработанную жижу (ее впоследствии можно использовать как удобрение). Места стыков герметизируют.

Система подогрева

Если биореактор будет установлен на улице или в неотапливаемом помещении (что необходимо по технике безопасности), то ему необходимо обеспечить теплоизоляцию и подогрев субстрата. Первое условие достигается путем «укутывания» бочки любым утепляющим материалом или углублением в землю.

Что же касается подогрева, то здесь можно рассматривать самые разные варианты. Одни умельцы заводят внутрь трубы, по которым циркулирует вода из отопительной системы и монтируют их вдоль стенок бочки в виде змеевика. Другие помещают реактор в больший по объему резервуар с водой внутри, подогреваемой электротенами. Первый вариант удобнее и гораздо экономичнее.

Для оптимизации работы реактора необходимо поддерживать температуру его содержимого на определенном уровне (не менее 38⁰C). Но если она поднимется выше 55⁰C, то газообразующие бактерии просто-напросто «сварятся», и процесс ферментации остановится.

Система перемешивания

Как показывает практика, в конструкциях ручная мешалка любой конфигурации значительно повышает эффективность биореактора. Ось, к которой приварены (прикручены) лопасти «миксера», выводится через крышку бочки. На нее в дальнейшем надевается ручка-ворот, отверстие тщательно герметизируется. Впрочем, такими приспособлениями домашние мастера обустраивают ферментаторы не всегда.

Советуем узнать, как выбрать котел для отопления частного дома.

Получение биогаза

После того, как установка будет готова, в нее загружают биомассу, разведенную водой в соотношении примерно 2:3. Крупные отходы при этом должны быть измельчены – максимальный размер фракции не должен превышать 10 мм. Далее крышка закрывается – остается ждать, когда смесь начнет «бродить» и выделять биогаз. При оптимальных условиях первое поступление горючего наблюдается спустя несколько дней после загрузки.

О том, что газ «пошел», можно судить по характерному бульканью в водяном затворе. В это же время бочку стоит проверить на герметичность. Делается это с помощью обычного мыльного раствора – его наносят на все стыки и наблюдают, не появились ли пузыри.

Первое обновление биосырья нужно провести примерно через две недели. После того, как в воронку будет залита биомасса, из отводной трубы выльется такой же объем отработанной органики. Далее такую процедуру выполняют ежедневно или раз в два дня.

На сколько хватает полученного биогаза?

В условиях небольшого хозяйства биогазовая установка не станет абсолютной альтернативой природному газу и прочим доступным источникам энергии. Например, с помощью устройства емкостью 1 м³ можно получить топлива только на пару часов приготовления пищи для небольшой семьи.

А вот биореактором в 5 м³ уже можно отопить помещение площадью 50 м², но его работу нужно будет поддерживать ежедневной загрузкой сырья массой не менее 300 кг. Для этого необходимо иметь в хозяйстве примерно десять свиней, пять коров и пару десятков кур.

Мастера, у которых получилось самостоятельно смастерить действующие биогазовые установки, делятся видео с мастер-классами на просторах интернета:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *