Jó napot mindenkinek! Ez a bejegyzés az alternatív energia témáját folytatja az Ön számára. Ebben mesélek a biogázról és annak felhasználásáról otthon fűtésére és főzésre. Ez a téma leginkább azon gazdálkodók számára érdekes, akik különféle nyersanyagokhoz férnek hozzá az ilyen típusú tüzelőanyag megszerzéséhez. Először is értsük meg, mi az a biogáz, és honnan származik.

Honnan származik a biogáz és miből áll?

Biogáz – gyúlékony gáz, amely tápközegben a mikroorganizmusok létfontosságú tevékenységének termékeként keletkezik. Ez a tápközeg lehet trágya vagy szilázs, amelyet egy speciális bunkerbe helyeznek el. Ebben a reaktornak nevezett bunkerben biogáz keletkezik. A reaktor belseje a következőképpen lesz elrendezve:

A biomassza fermentációs folyamatának felgyorsítása érdekében melegíteni kell. Ehhez bármilyen fűtőkazánhoz csatlakoztatott fűtőelem vagy hőcserélő használható. Nem szabad megfeledkezni a jó hőszigetelésről, hogy elkerüljük a fűtés felesleges energiaköltségeit. Az erjedő masszát a melegítés mellett keverni kell. E nélkül a telepítés hatékonysága jelentősen csökkenthető. A keverés lehet kézi vagy mechanikus. Minden a költségvetéstől vagy a rendelkezésre álló technikai eszközöktől függ. A legfontosabb dolog egy reaktorban a térfogat! Egy kis reaktor egyszerűen fizikailag képtelen termelni nagyszámú gáz

A gáz kémiai összetétele erősen függ attól, hogy milyen folyamatok mennek végbe a reaktorban. Leggyakrabban ott megy végbe a metános erjedés folyamata, aminek következtében nagy százalékban metánt tartalmazó gáz képződik. De a metános fermentáció helyett egy hidrogénképződési folyamat is előfordulhat. De véleményem szerint a hidrogén az átlagfogyasztó számára nem szükséges, sőt veszélyes is lehet. Emlékezzen csak a Hindenburg léghajó halálára. Most nézzük meg, miből nyerhető biogáz.

Miből lehet biogázt szerezni?

Gázt be lehet szerezni különféle típusok biomassza. Soroljuk fel őket lista formában:

• Pazarlás ételgyártás- ez lehet a vágásból vagy a tejtermelésből származó hulladék. A napraforgó- vagy gyapotmagolaj gyártásából származó megfelelő hulladék. Ez messze van teljes lista, de elég a lényeget átadni. Ez a típus nyersanyag adja a gáz legmagasabb metántartalmát (akár 85%).
• Mezőgazdasági növények – bizonyos esetekben speciális növényeket termesztenek gáztermelés céljából. Például silókukorica ill hínár. A gáz metántartalma 70% körüli.
• A trágyát leggyakrabban nagy állattartó telepeken használják fel. A metán aránya a gázban, ha trágyát nyersanyagként használunk, általában nem haladja meg a 60 %-ot, a többi szén-dioxid és jókora hidrogén-szulfid és ammónia lesz.

Biogáz-telepítés blokkvázlata.

A biogáz üzem működésének legjobb megértése érdekében nézzük meg a következő ábrát:

A bioreaktor felépítéséről fentebb volt szó, ezért nem beszélünk róla. Nézzük a telepítés egyéb összetevőit:

• A hulladékgyűjtő egyfajta tartály, amelybe az első szakaszban nyersanyagok kerülnek. Ebben a nyersanyagok vízzel keverhetők és összetörhetők.
• A szivattyú (a hulladékgyűjtő után) egy székletszivattyú, melynek segítségével biomasszát pumpálnak a reaktorba.
• A kazán egy tetszőleges tüzelőanyagot használó fűtőkazán, amelyet biomassza felmelegítésére terveztek a reaktoron belül.
• A szivattyú (a kazán mellett) keringtető szivattyú.
• A „műtrágya” olyan tartály, amelybe az erjesztett iszap esik. A szövegkörnyezetből kitűnik, hogy műtrágyaként használható.
• A szűrő olyan berendezés, amelyben a biogázt állapotba hozzák. A szűrő eltávolítja a felesleges gázokat és nedvességet.
• Kompresszor - összenyomja a gázt.
• A gáztároló egy zárt tartály, amelyben a felhasználásra kész gáz tetszőleges ideig tárolható.

Biogáz magánházba.

Sok kisgazdaság tulajdonosa gondolkodik azon, hogy belső szükségletekre biogázt használjon. De miután részletesebben megtudta, hogyan működik az egész, a legtöbb elhagyja ezt az ötletet. Ez annak köszönhető, hogy a trágya vagy siló feldolgozására szolgáló berendezések sok pénzbe kerülnek, és a gázkibocsátás (alapanyagtól függően) kicsi lehet. Ez viszont veszteségessé teszi a berendezések telepítését. A gazdálkodók jellemzően primitív, trágyával működő berendezéseket telepítenek magánlakásokba. Leggyakrabban csak a konyhába és egy kis teljesítményű fali gázkazánra tudják biztosítani a gázt. Ugyanakkor sok energiát kell fordítani magára a technológiai folyamatra - a fűtésre, a szivattyúzásra és a kompresszor működésére. A drága szűrőket sem lehet kizárni a nézetből.

Általában a morál a következő: minél nagyobb maga a létesítmény, annál jövedelmezőbb a működése. De otthoni körülmények között ez szinte mindig lehetetlen. De ez nem jelenti azt, hogy senki nem végez otthoni telepítést. Azt javaslom, hogy nézze meg a következő videót, hogy megtudja, hogyan néz ki a hulladékanyagok felhasználása:

Összegzés.

A biogáz nagyszerű módszer hasznos feldolgozás szerves hulladék. A kibocsátás üzemanyag és hasznos műtrágya erjesztett iszap formájában. Ez a technológia annál hatékonyabban működik, minél nagyobb a feldolgozott nyersanyag mennyisége. Modern technológiák lehetővé teszik a gáztermelés jelentős növelését speciális katalizátorok és mikroorganizmusok segítségével. Mindennek a fő hátránya egy köbméter magas ára. Mert hétköznapi emberek leggyakrabban sokkal olcsóbb lesz palackban gázt vásárolni, mint hulladékkezelő telepet építeni. De természetesen minden szabály alól van kivétel, így mielőtt a biogázra való átállás mellett döntenénk, érdemes kiszámolni a köbméter árat és a megtérülési időt. Egyelőre ennyi, írjon kérdéseket a megjegyzésekben

A biogázt speciális, korrózióálló hengeres zárt tartályokban, más néven fermentorokban állítják elő. Az erjedési folyamat ilyen tartályokban zajlik. De a fermentorba való belépés előtt a nyersanyagokat egy gyűjtőtartályba töltik. Itt vízzel simára keverjük, speciális szivattyú segítségével. Ezután az előkészített nyersanyagot a gyűjtőtartályból vezetik be a fermentorokba. Megjegyzendő, hogy a keverési folyamat nem áll le, és addig folytatódik, amíg semmi nem marad a vevőtartályban. Miután kiürült, a szivattyú automatikusan leáll. A fermentációs folyamat megkezdése után biogáz szabadul fel, amely speciális csöveken keresztül a közelben található gáztartályba áramlik.

5. ábra Biogáz üzem általánosított diagramja

A 6. ábra a biogázt előállító létesítmény diagramját mutatja. A szerves hulladék, általában hígtrágya, az 1. fogadó-hőcserélőbe kerül, ahol a 9. szivattyú által a 3. emésztőből hőcserélő csövön keresztül szállított felmelegített iszappal felmelegszik, és felhígul. forró víz.

6. ábra Biogáz termelés telepítési diagramja

A szennyvíz további melegvízzel történő hígítása és a kívánt hőmérsékletre történő felmelegítése a 2-es berendezésben történik. A szántóföldi hulladékot is ide szállítják a szükséges C/N arány létrehozásához. A 3 rothasztóban keletkező biogáz részben elégetik a 4 vízmelegítőben, az égéstermékek pedig az 5 csövön keresztül távoznak. A fennmaradó biogáz áthalad a 6 tisztítóberendezésen, a 7 kompresszor összenyomja és a gáztartályba kerül. 8. Az 1 berendezésből származó iszap belép a 10 hőcserélőbe, ahol további hűtéssel hideg vizet melegít fel. Az iszap egy fertőtlenített, rendkívül hatékony természetes műtrágya, amely 3-4 tonna ásványi műtrágyát, például nitrophoskát képes helyettesíteni.

2.2 Biogáz tároló rendszerek

A biogáz jellemzően egyenetlenül és alacsony nyomással (legfeljebb 5 kPa) jön ki a reaktorokból. Ez a nyomás a gázszállító hálózat hidraulikus veszteségeit figyelembe véve nem elegendő a gázfelhasználó berendezések normál működéséhez. Ráadásul a biogáz-termelés és -fogyasztás csúcsai időben sem esnek egybe. A felesleges biogáz eltávolításának legegyszerűbb megoldása a fáklyában történő elégetése, de ez visszafordíthatatlan energiaveszteséggel jár. A gáztermelés és -fogyasztás egyenetlenségeinek kiegyenlítésének költségesebb, de végső soron gazdaságilag indokolt módja a különféle típusú gáztartók alkalmazása. Hagyományosan az összes gáztartály „közvetlen” és „közvetett” csoportra osztható. A „közvetlen” gáztartályok folyamatosan tartalmaznak bizonyos mennyiségű gázt, amelyet a fogyasztás csökkenésének időszakában fecskendeznek be, és csúcsterheléskor vonják ki. A „közvetett” gáztartályok nem magának a gáznak, hanem egy közbenső hűtőközeg (víz vagy levegő) energiájának felhalmozódásáról gondoskodnak, amelyet az elégetett gáz égéstermékei melegítenek fel, pl. a hőenergia felmelegített hűtőfolyadék formájában halmozódik fel.

A biogáz mennyiségétől és felhasználási irányától függően eltérő nyomáson tárolható, ennek megfelelően a gáztárolókat alacsony (5 kPa-nál nem nagyobb), közepes (5 kPa-tól 0,3 MPa-ig) és magas gáztárolóknak nevezzük. (0,3-1,8 MPa) nyomás. A kisnyomású gáztartályok enyhén ingadozó gáznyomású és jelentősen változó térfogatú gáz tárolására szolgálnak, ezért néha állandó nyomású és változó térfogatú (a szerkezetek mobilitása által biztosított) gáztárolóknak is nevezik. Gáztartályok közepes és magas nyomású ellenkezőleg, az állandó térfogat, de változó nyomás elve szerint vannak elrendezve. A biogázüzemek használatának gyakorlatában leggyakrabban alacsony nyomású gáztartályokat alkalmaznak.

A nagynyomású gáztartályok kapacitása több litertől (palack) több tízezer köbméterig (helyhez kötött gáztárolók) is változhat. A biogáz palackokban történő tárolását főszabály szerint a járművek üzemanyagaként történő felhasználása esetén alkalmazzák. A nagy és közepes nyomású gáztartók fő előnyei a kis méretük, jelentős mennyiségű tárolt gázzal és a mozgó alkatrészek hiánya, de a hátránya a kiegészítő felszerelés szükségessége: egy kompresszor egység közepes vagy nagy nyomás létrehozásához és nyomásszabályozó. a gázfelhasználó egységek égőberendezései előtti gáznyomás csökkentésére.

Biogáz előállítási technológia. A modern állattenyésztési komplexumok magas termelési mutatókat biztosítanak. Az alkalmazott technológiai megoldások lehetővé teszik, hogy maguk a komplexumok helyiségeiben teljes mértékben megfeleljenek a jelenlegi egészségügyi és higiéniai szabványok követelményeinek.

A nagy mennyiségű, egy helyen koncentrált hígtrágya azonban jelentős problémákat okoz a komplexum szomszédságában lévő területek ökológiájában. Például a friss sertéstrágyát és az ürüléket a 3. veszélyességi osztályba sorolják. A környezetvédelmi kérdések a felügyeleti hatóságok ellenőrzése alatt állnak, és az ezekkel kapcsolatos jogszabályi követelmények folyamatosan szigorodnak.

A Biocomplex átfogó megoldást kínál a hígtrágya ártalmatlanítására, amely magában foglalja a gyorsított feldolgozást a modern biogáz üzemekben (BGU). A feldolgozási folyamat során a szerves anyagok természetes bomlási folyamatai felgyorsított üzemmódban mennek végbe, gázok felszabadulásával, beleértve: metán, CO2, kén stb. Csak a keletkező gáz nem kerül ki a légkörbe, üvegházhatást okozva, hanem speciális gázgenerátor (kogenerációs) egységekhez kerül, amelyek elektromos és hőenergiát termelnek.

Biogáz – gyúlékony gáz, a biomassza anaerob metános fermentációja során keletkezik, és főként metánból (55-75%), szén-dioxidból (25-45%) és hidrogén-szulfidból, ammóniából, nitrogén-oxidokból és egyéb szennyeződésekből (kevesebb, mint 1%) áll.

A biomassza lebomlása kémiai és fizikai folyamatok, valamint 3 fő baktériumcsoport szimbiotikus élettevékenysége következtében megy végbe, míg egyes baktériumcsoportok anyagcseretermékei más csoportok élelmiszertermékei, meghatározott sorrendben.

Az első csoport a hidrolitikus baktériumok, a második a savképző, a harmadik a metánképző.

Biogáz termelés alapanyagaként felhasználhatók bio agráripari ill Háztartási hulladékés növényi nyersanyagok.

A biogáz előállításához használt mezőgazdasági hulladékok leggyakoribb típusai:

• sertés és szarvasmarha trágya, baromfi alom;
• szarvasmarha-komplexek takarmányozási asztaláról származó maradékok;
• zöldség felsők;
• a gabonafélék és zöldségfélék, cukorrépa, kukorica nem megfelelő betakarítása;
• pép és melasz;
• liszt, kimerült gabona, apró szem, csíra;
• sörgabona, malátacsíra, fehérjeiszap;
• keményítő- és szirupgyártásból származó hulladék;
• gyümölcs- és zöldségtörköly;
• szérum;
• stb.

Nyersanyagforrás	Nyersanyag típusa	Nyersanyag mennyisége évente, m3 (tonna)	Biogáz mennyisége, m3
1 tejes tehén	Almatlan hígtrágya
1 hízómalac	Almatlan hígtrágya
1 hízóbika	Alom szilárd trágya
1 ló	Alom szilárd trágya
100 csirke	Száraz ürülék
1 ha szántó	Friss kukoricaszilázs
1 ha szántó	Cukorrépa
1 ha szántó	Friss szemes szilázs
1 ha szántó	Friss fű szilázs

Az egy biogáz üzemen belüli biogáz előállításához használt szubsztrátumok (hulladéktípusok) száma egytől tízig vagy még több is lehet.

Biogáz projektek az agráripari szektorban a következő lehetőségek egyikével hozhatók létre:

• biogáz előállítása különálló vállalkozás hulladékából (például állattartó telepről származó trágya, cukorgyárból származó bagasz, szeszfőzde lepárlása);
• különböző vállalkozások hulladékán alapuló biogáz-termelés, a projekt külön vállalkozáshoz vagy külön elhelyezett központosított biogázüzemhez kapcsolódik;
• biogáz termelés energiatelepek elsődleges felhasználásával külön elhelyezett biogáz üzemekben.

A leggyakoribb módja energiafelhasználás A biogázt gázdugattyús motorokban égetik el egy mini-CHP részeként, elektromos áramot és hőt termelve.

Létezik különféle lehetőségeket biogáz állomások technológiai sémái- a felhasznált hordozók típusától és típusától függően. Az előzetes előkészítés alkalmazása bizonyos esetekben lehetővé teszi a nyersanyagok lebomlási sebességének és mértékének növelését a bioreaktorokban, és ennek következtében a biogáz összhozamának növelését. Több eltérő tulajdonságú hordozó alkalmazása esetén például folyékony ill szilárd hulladék, felhalmozódásukat, előzetes előkészítésüket (frakciókra bontás, őrlés, hevítés, homogenizálás, biokémiai vagy biológiai kezelés stb.) külön-külön végzik, majd a bioreaktorokba való betáplálás előtt vagy összekeverik, vagy külön áramban táplálják be.

Fő szerkezeti elemek Egy tipikus biogáz üzem diagramjai a következők:

• rendszer az aljzatok fogadására és előzetes előkészítésére;
• szubsztrát szállítási rendszer a létesítményen belül;
• keverőrendszerrel ellátott bioreaktorok (fermentátorok);
• bioreaktor fűtési rendszer;
• rendszer a biogáz eltávolítására és tisztítására a hidrogén-szulfidtól és a nedvességszennyeződésektől;
• tárolótartályok fermentált tömeg és biogáz számára;
• technológiai folyamatok szoftveres vezérlésére és automatizálására szolgáló rendszer.

A biogáz üzemek technológiai sémája a feldolgozott szubsztrátumok típusától és számától, a végtermékek típusától és minőségétől, a technológiai megoldást nyújtó cég konkrét know-how-jától és számos egyéb tényezőtől függően változik. Manapság a legelterjedtebbek a többféle szubsztrátum egylépcsős fermentációjával kapcsolatos rendszerek, amelyek közül az egyik általában a trágya.

Az alkalmazott biogáz technológiák fejlődésével műszaki megoldások bonyolultabbá válik a kétlépcsős sémák felé, amit egyes esetekben a hatékony feldolgozás technológiai igénye indokol egyes fajok szubsztrátok és a bioreaktorok munkatérfogatának általános hatékonyságának növelése.

A biogáz termelés sajátosságai az, hogy a metánbaktériumok csak abszolút szárazból tudják előállítani szerves anyag. Ezért a gyártás első szakaszának feladata olyan szubsztrátumkeverék létrehozása, amely magas szervesanyag-tartalmú, ugyanakkor szivattyúzható. Ez egy 10-12% szárazanyag-tartalmú szubsztrátum. A megoldást úgy érik el, hogy a felesleges nedvességet csavaros elválasztókkal oldják fel.

A hígtrágya a termelőhelyiségből tartályba érkezik, búvárkeverővel homogenizálják, majd búvárszivattyúval szállítják a leválasztó műhelybe csigás szeparátorokba. A folyékony frakció egy külön tartályban halmozódik fel. A szilárd frakciót a szilárd nyersanyag adagolóba töltjük.

A szubsztrátum fermentorba történő betöltési ütemtervének megfelelően, a kidolgozott program szerint a szivattyú időszakosan bekapcsol, amely a folyékony frakciót juttatja a fermentorba, és ezzel egyidejűleg bekapcsolja a szilárd nyersanyag-feltöltőt. Opcióként a folyékony frakció keverő funkcióval rendelkező szilárd alapanyag-feltöltőbe betáplálható, majd a kész keveréket a kidolgozott töltőprogram szerint a fermentorba tápláljuk, a zárványok rövid élettartamúak. Ez azért történik, hogy megakadályozzuk a szerves szubsztrát túlzott bejutását a fermentorba, mivel ez felboríthatja az anyagok egyensúlyát és destabilizálhatja a folyamatot a fermentorban. Ezzel egyidejűleg a szivattyúk is be vannak kapcsolva, amelyek a fermentorból a fermentorba, a fermentorból a fermentorból a fermentorba (lagúnába) pumpálják a fermentort, hogy megakadályozzák a fermentor és a fermentor túlfolyását.

A fermentorban és a fermentorban található emésztési masszákat összekeverik, hogy biztosítsák a baktériumok egyenletes eloszlását a tartályok teljes térfogatában. A keveréshez speciális kialakítású, alacsony fordulatszámú keverőket használnak.

Amíg a szubsztrát a fermentorban van, a baktériumok a biogázüzem által termelt teljes biogáz akár 80%-át is felszabadítják. A biogáz fennmaradó része az emésztőben szabadul fel.

A felszabaduló biogáz stabil mennyiségének biztosításában fontos szerepet játszik a fermentorban és fermentorban lévő folyadék hőmérséklete. Általában a folyamat mezofil üzemmódban zajlik, 41-43 ° C hőmérsékleten. A stabil hőmérséklet fenntartását a fermentorok és fermentorok belsejében speciális cső alakú fűtőberendezések, valamint a falak és a csővezetékek megbízható hőszigetelése biztosítja. A fermentátumból kilépő biogáz magas kéntartalmú. A biogázt speciális baktériumok segítségével tisztítják a kéntől, amelyek a fermentorok és fermentorok belsejében egy fa gerenda boltozatra fektetett szigetelés felületét kolonizálják.

A biogáz egy gáztartályban halmozódik fel, amely a fermentor felülete és a fermentort és fermentort fedő rugalmas, nagy szilárdságú anyag között képződik. Az anyag nagymértékben nyújtható (a szilárdság csökkentése nélkül), ami a biogáz felhalmozódása esetén jelentősen megnöveli a gáztartó kapacitását. A gáztartály túlcsordulásának és az anyag felszakadásának megakadályozására biztonsági szelep található.

Ezután a biogáz belép a kapcsolt energiatermelő erőműbe. A kapcsolt energiatermelő egység (CGU) olyan egység, amelyben termelés folyik elektromos energia biogázzal működő gázdugattyús motorral hajtott generátorok. A biogázzal működő kogenerátorok kialakítása eltér a hagyományos gázgenerátoros motoroktól, mivel a biogáz erősen kimerült üzemanyag. A generátorok által termelt elektromos energia magát a BSU elektromos berendezéseit látja el árammal, ezen kívül mindent a közeli fogyasztók látnak el. A kogenerátorok hűtésére használt folyadék energiája a megtermelt hőenergia mínusz a kazánberendezésekben keletkező veszteségek. Gyártva hőenergia, részben a fermentorok és fermentorok fűtésére kerül, a többit pedig a közeli fogyasztókhoz is eljuttatják. belép

Telepíthető opcionális felszerelés szintre történő biogáz tisztításához földgáz Ez azonban drága berendezés, és csak akkor használják, ha a biogázüzem célja nem hő- és elektromos energia, hanem gázdugattyús motorokhoz üzemanyag előállítása. A bevált és leggyakrabban alkalmazott biogáz tisztítási technológiák a vizes abszorpció, a nyomás alatti adszorpció, a kémiai kicsapás és a membránszeparáció.

A biogáz üzem energiahatékonysága nagymértékben függ mind a kiválasztott technológiától, a fő szerkezetek anyagától és kialakításától, mind éghajlati viszonyok azon a területen, ahol találhatók. A bioreaktorok fűtésére szolgáló hőenergia átlagos felhasználása mérsékelt éghajlati zóna a kogenerátorok által megtermelt energia 15-30%-a (bruttó).

Tábornok energiahatékonyság biogáz komplexum biogáz üzemű hőerőművel átlagosan 75-80%. Abban a helyzetben, amikor a villamos energia előállítása során a kapcsolt energiatermelő állomástól kapott összes hő nem fogyasztható el (gyakori helyzet a külső hőfogyasztók hiánya miatt), az a légkörbe kerül. Ebben az esetben egy biogáz hőerőmű energiahatékonysága a teljes biogáz energiának csak 35%-a.

A biogáz üzemek fő teljesítménymutatói jelentősen eltérhetnek, amit nagyban meghatároznak a felhasznált szubsztrátok, az elfogadott technológiai előírásokat, az egyes létesítmények feladatai által végzett üzemeltetési gyakorlatok.

A trágyafeldolgozási folyamat legfeljebb 40 napot vesz igénybe. A feldolgozás eredményeként kapott fermentátum szagtalan, kiváló szerves trágya, amelyben a legmagasabb fokú mineralizációt sikerült elérni. tápanyagok, asszimilálják a növények.

Az emésztést rendszerint folyékony és szilárd frakciókra választják szét csavaros elválasztókkal. A folyékony frakciót lagúnákba küldik, ahol felhalmozódnak a talajra való kijuttatásig. A szilárd frakciót műtrágyaként is használják. Ha további szárítást, granulálást és csomagolást alkalmaznak a szilárd frakcióra, akkor az alkalmas lesz hosszú távú tárolásra és nagy távolságra történő szállításra.

Biogáz előállítása és energiafelhasználása számos előnnyel rendelkezik, amelyet a világgyakorlat igazol és megerősít, nevezetesen:

1. Megújuló energiaforrás (RES). A megújuló biomasszát biogáz előállítására használják.
2. A biogáz előállításához felhasznált alapanyagok széles választéka gyakorlatilag mindenhol lehetővé teszi biogáz üzemek építését azokon a területeken, ahol a mezőgazdasági termelés és a technológiailag kapcsolódó iparágak koncentrálódnak.
3. A biogáz energiafelhasználási módszereinek sokoldalúsága, mind elektromos és/vagy hőenergia előállítására a keletkezés helyén, mind a gázszállító hálózathoz kapcsolódó bármely létesítményben (tisztított biogáz ebbe a hálózatba történő ellátása esetén) ), szintén motor üzemanyag autókhoz.
4. A biogázból történő villamosenergia-termelés egész éves stabilitása lehetővé teszi a hálózat csúcsterheléseinek fedezését, ideértve instabil megújuló energiaforrások, például nap- és szélerőművek alkalmazása esetén is.
5. Munkahelyek létrehozása piaci lánc kialakításával a biomassza beszállítóktól az energetikai létesítmények üzemeltetőiig.
6. Hanyatlás negatív hatás tovább környezet a hulladékok feldolgozásával és semlegesítésével, szabályozott erjesztéssel biogáz reaktorokban. A biogáz-technológiák a szerves hulladék semlegesítésének egyik fő és legracionálisabb módja. A biogáz-termelési projektek csökkentik az üvegházhatású gázok légkörbe történő kibocsátását.
7. A biogáz reaktorban erjesztett massza mezőgazdasági táblákon történő felhasználásának agrotechnikai hatása a szerves eredetű tápanyagok bejuttatása révén a talaj szerkezetének javításában, regenerációjában, termékenységének növelésében nyilvánul meg. A szerves trágyák piacának fejlesztése, beleértve a biogáz reaktorban tömegesen feldolgozott műtrágyákat is, a jövőben hozzájárul a környezetbarát mezőgazdasági termékek piacának fejlődéséhez és versenyképességének növeléséhez.

Becsült egységnyi beruházási költségek

BGU 75 kWel. ~ 9.000 €/kWel.

BGU 150 kWel. ~ 6.500 €/kWel.

BGU 250 kWel. ~ 6.000 €/kWel.

BGU bis 500 kWel. ~ 4.500 €/kWel.

BGU 1 MWel. ~ 3.500 €/kWel.

A megtermelt villamos- és hőenergia nemcsak a komplexum, hanem a szomszédos infrastruktúra igényeit is kielégíti. Ráadásul a biogáz üzemek alapanyaga ingyenes, ami a megtérülési idő (4-7 év) után is magas gazdasági hatékonyságot biztosít. A biogáz erőművekben előállított energia költsége idővel nem nő, hanem éppen ellenkezőleg, csökken.

A metántermelés kérdése a magángazdaságok azon tulajdonosait érdekli, akik baromfit vagy sertést tenyésztenek, valamint szarvasmarhát tartanak. Az ilyen gazdaságok általában jelentős mennyiségű szerves állati hulladékot termelnek, amely jelentős előnyökkel járhat azáltal, hogy olcsó üzemanyag forrásává válik. Ennek az anyagnak az a célja, hogy elmesélje, hogyan lehet otthon biogázt előállítani ugyanezen hulladék felhasználásával.

Általános információk a biogázról

A különféle trágyákból és baromfi ürülékből nyert házi biogáz többnyire metánból áll. Ott ez 50-80%, attól függően, hogy kinek a hulladékát használták fel a termeléshez. Ugyanaz a metán, ami a tűzhelyeinkben, kazánjainkban ég, és amiért a mérőállások szerint néha rengeteg pénzt fizetünk.

Ahhoz, hogy képet kapjunk arról, mennyi üzemanyagot lehet elméletileg előállítani otthoni vagy vidéki állattartás során, bemutatunk egy táblázatot a biogáz hozamáról és a benne lévő tiszta metántartalomról:

Amint a táblázatból látható, a tehéntrágyából és a silóhulladékból történő hatékony gáz előállításához meglehetősen nagy mennyiségű nyersanyagra lesz szükség. Kifizetődőbb a sertéstrágyából és pulykaürülékből üzemanyagot kinyerni.

Az otthoni biogázt alkotó anyagok fennmaradó hányada (25-45%) a szén-dioxid (legfeljebb 43%) és a hidrogén-szulfid (1%). Az üzemanyag nitrogént, ammóniát és oxigént is tartalmaz, de kis mennyiségben. Egyébként a hidrogén-szulfid és az ammónia felszabadulásának köszönhető, hogy a trágyadomb olyan ismerős „kellemes” szagot áraszt. Ami az energiatartalmat illeti, 1 m3 metán elméletileg akár 25 MJ (6,95 kW) hőenergiát is felszabadíthat elégetésekor. A biogáz fajlagos égéshője az összetételében lévő metán arányától függ.

Tájékoztatásul. A gyakorlatban bebizonyosodott, hogy egy szigetelt ház fűtésére középső sáv, fűtési szezononként körülbelül 45 m3 biológiai tüzelőanyag szükséges 1 m2 területre.

A természet úgy rendezi be, hogy a trágyából spontán képződik biogáz, függetlenül attól, hogy akarjuk-e kapni vagy sem. Egy trágyadomb egy-másfél éven belül elrohad, pusztán attól, hogy szabad levegőn van és még fagypont alatti hőmérsékleten is. Ez idő alatt biogázt bocsát ki, de csak kis mennyiségben, mivel a folyamat idővel meghosszabbodik. Az ok az állatok ürülékében található mikroorganizmusok százai. Vagyis semmi sem kell a gázfejlődés megindításához, az magától megtörténik. De a folyamat optimalizálásához és felgyorsításához speciális berendezésekre lesz szükség, amelyeket a továbbiakban tárgyalunk.

Biogáz technológia

A hatékony termelés lényege a gyorsítás természetes folyamat szerves anyagok lebontása. Ehhez a benne lévő baktériumoknak létre kell hozniuk legjobb körülmények között a hulladékok újratermelésére és újrahasznosítására. Az első feltétel pedig az, hogy a nyersanyagot zárt tartályba - reaktorba, egyébként - biogáz generátorba helyezzük. A hulladékot összetörik és egy reaktorban összekeverik számított mennyiségű tiszta vízzel, amíg a kiindulási szubsztrátot meg nem kapják.

Jegyzet. Tiszta víz szükséges annak biztosítása érdekében, hogy a baktériumok életét hátrányosan befolyásoló anyagok ne kerüljenek a szubsztrátumba. Ennek eredményeként az erjedési folyamat nagymértékben lelassulhat.

Egy ipari biogáz-termelő üzem szubsztrátfűtéssel, keverővel és a környezet savasságának szabályozásával van felszerelve. A keverést azért végezzük, hogy eltávolítsuk a felületről a kemény kérget, amely az erjedés során keletkezik, és megzavarja a biogáz felszabadulását. Időtartam technológiai folyamat– legalább 15 nap, ezalatt a bomlás mértéke eléri a 25%-ot. Úgy gondolják, hogy a maximális tüzelőanyag-hozam a biomassza lebomlásának 33%-áig fordul elő.

A technológia biztosítja az aljzat napi megújítását, ami biztosítja az intenzív trágyából történő gáztermelést, ipari létesítményekben ez napi több száz köbmétert tesz ki. A hulladéktömeg egy részét, a teljes térfogat mintegy 5%-át eltávolítják a reaktorból, és ugyanannyi friss biológiai nyersanyagot töltenek be a helyére. A hulladékot szerves trágyaként használják a szántóföldeken.

Biogáz üzem diagram

A biogáz otthoni előállítása során lehetetlen olyan kedvező feltételeket teremteni a mikroorganizmusok számára, mint a benn ipari termelés. És mindenekelőtt ez a kijelentés a generátoros fűtés megszervezésére vonatkozik. Mint ismeretes, ez energiaráfordítást igényel, ami az üzemanyag költségének jelentős növekedéséhez vezet. A fermentációs folyamatban rejlő enyhén lúgos környezet betartásának ellenőrzése teljesen lehetséges. De hogyan lehet korrigálni eltérések esetén? Megint költségek.

A saját kezűleg biogázt előállítani kívánó magángazdaságok tulajdonosainak javasolt a rendelkezésre álló anyagokból egyszerű kivitelű reaktor elkészítése, majd lehetőségeikhez mérten korszerűsítése. Mit kell tenni:

• hermetikusan lezárt, legalább 1 m3 térfogatú tartály. Különféle kis tartályok és hordók is alkalmasak, de ezekből kevés üzemanyag fog kiszabadulni az alapanyagok elégtelensége miatt. Az ilyen termelési mennyiségek nem felelnek meg Önnek;
• Ha otthoni biogáztermelést szervez, nem valószínű, hogy felmelegíti a tartályt, de mindenképpen szigetelnie kell. Egy másik lehetőség a reaktor földbe ásása, a felső rész hőszigetelése;
• szereljen fel bármilyen kialakítású kézi keverőt a reaktorba, a fogantyút kiterjesztve a felső burkolaton keresztül. A fogantyú járatát le kell zárni;
• biztosítson csöveket az aljzat betáplálásához és kiürítéséhez, valamint a biogáz összegyűjtéséhez.

Az alábbiakban a talajszint alatt található biogázüzem diagramja látható:

1 – üzemanyag-generátor (fém-, műanyag- vagy betontartály); 2 — garat az aljzat feltöltéséhez; 3 – műszaki nyílás; 4 – vízzárként működő edény; 5 – kivezető nyílás a hulladékok kirakodásához; 6 – biogáz mintavevő cső.

Hogyan szerezzünk biogázt otthon?

Az első művelet a hulladék 10 mm-nél nem nagyobb frakcióra való őrlése. Így sokkal könnyebb lesz az aljzat előkészítése, és a baktériumok könnyebben tudják feldolgozni az alapanyagokat. A kapott masszát alaposan összekeverjük vízzel, mennyisége körülbelül 0,7 liter / 1 kg szerves anyag. Mint fentebb említettük, csak tiszta vizet szabad használni. Ezután egy saját készítésű biogázüzemet töltenek fel a szubsztrátummal, majd a reaktort hermetikusan lezárják.

A nap folyamán többször meg kell látogatnia a tartályt a tartalom keveréséhez. Az 5. napon ellenőrizheti a gáz jelenlétét, és ha megjelenik, időszakonként szivattyúzza ki kompresszorral egy hengerbe. Ha ezt nem teszik meg időben, a reaktor belsejében a nyomás megnő, és az erjedés lelassul, vagy akár teljesen leáll. 15 nap elteltével ki kell rakni az aljzat egy részét, és ugyanannyi újat kell hozzáadni. A videó megtekintésével többet megtudhat:

Következtetés

Valószínű, hogy legegyszerűbb telepítés a biogáz előállítása nem fogja biztosítani az összes szükségletet. De az energiaforrások jelenlegi költségét tekintve ez már jelentős segítséget jelent majd háztartás, mert nem kell fizetni az alapanyagokért. Idővel, ha szorosan részt vesz a gyártásban, képes lesz megragadni az összes funkciót, és elvégezni a szükséges fejlesztéseket a telepítésen.

Az emelkedő energiaárak arra kényszerítenek bennünket, hogy alternatív fűtési lehetőségek után nézzünk. Jó eredmények érhetők el a rendelkezésre álló szerves nyersanyagokból történő biogáz öntermeléssel. Ebben a cikkben a gyártási ciklusról, a bioreaktor tervezéséről és a kapcsolódó berendezésekről lesz szó.

Az alapvető működési szabályok betartása esetén a gázreaktor teljesen biztonságos, és akár egy kis házat vagy egy egész mezőgazdasági komplexumot is képes tüzelőanyaggal és villamos energiával ellátni. A bioreaktor eredménye nem csak gáz, hanem az egyik legértékesebb műtrágyafajta, a természetes humusz fő összetevője is.

Hogyan szerezzünk biogázt

A biogáz előállításához a szerves nyersanyagokat olyan körülmények között helyezik el, amelyek több fajta baktérium fejlődésére alkalmasak, amelyek életfolyamataik során metánt termelnek. A biomassza három átalakulási cikluson megy keresztül, és minden szakaszban különböző anaerob organizmustörzsek vesznek részt. Oxigénre nincs szükség élettevékenységükhöz, de igen nagyon fontos az alapanyag összetétele és állaga, valamint a hőmérséklet és a belső nyomás. Optimálisnak tekinthetők a 40-60 °C hőmérsékletű és legfeljebb 0,05 atm nyomású körülmények. A betöltött nyersanyag hosszabb aktiválás után kezd gázt termelni, ami több héttől hat hónapig tart.

A gázfelszabadulás kezdete a számított térfogatban azt jelzi, hogy a baktériumkolóniák már meglehetősen nagyszámúak, ezért 1-2 hét elteltével friss nyersanyagokat adagolnak a reaktorba, amely szinte azonnal aktiválódik és belép a termelési ciklusba.

A támogatásért optimális feltételeket a nyersanyagokat időszakonként keverik, a gázfűtésből származó hő egy részét felhasználják a hőmérséklet fenntartására. A keletkező gáz 30-80% metánt, 15-50% szén-dioxidot, kis nitrogén-, hidrogén- és kén-hidrogén-keverékeket tartalmaz. Háztartási használatra a gázt a szén-dioxid eltávolításával dúsítják, ami után a tüzelőanyag az energetikai berendezések széles skálájában használható fel: az erőművi motoroktól a fűtőkazánokig.

Milyen alapanyagok alkalmasak a gyártásra

A közhiedelemmel ellentétben a trágya nem a legjobb alapanyag a biogáz előállításához. Egy tonna tisztatrágyából mindössze 50-70 m 3 a tüzelőanyag-hozam 28-30%-os koncentráció mellett. Azonban az állati eredetű hulladékok tartalmazzák a legtöbb szükséges baktériumot a gyors elindításhoz és karbantartáshoz hatékony munkavégzés reaktor.

Emiatt a trágyát terméshulladékkal és Élelmiszeripar 1:3 arányban. Növényi alapanyagként a következőket használják:

A nyersanyagokat nem lehet egyszerűen a reaktorba önteni, bizonyos előkészületekre van szükség. A kiindulási szubsztrátumot 0,4-0,7 mm-es töredékre zúzzuk, és a száraz tömeg körülbelül 25-30% -ával vízzel hígítjuk. Nagyobb mennyiségben a keverék alaposabb keverést igényel homogenizáló készülékekben, ami után készen áll a reaktorba való betöltésre.

Bioreaktor építése

A reaktor elhelyezési feltételeire vonatkozó követelmények megegyeznek a passzív szeptikus tartályéval. A bioreaktor fő része az emésztő - az a tartály, amelyben a teljes fermentációs folyamat zajlik. A tömeg fűtési költségeinek csökkentése érdekében a reaktort a földbe ásják. Így a közeg hőmérséklete nem csökken 12-16 °C alá, és a reakció során keletkező hőkiáramlás minimális marad.

Biogáz üzem diagramja: 1 - nyersanyag-betöltő bunker; 2 - biogáz; 3 - biomassza; 4 — kiegyenlítő tartály; 5 — nyílás a hulladék eltávolításához; 6 — nyomáshatároló szelep; 7 - gázcső; 8 — vízzár; 9 - a fogyasztóknak

Legfeljebb 3 m 3 térfogatú rothasztókhoz nylon tartályok használata megengedett. Mivel a falak vastagsága és anyaga nem zavarja a hő kiáramlását, a tartályokat polisztirolhab vagy nedvességálló ásványgyapot rétegekkel bélelik. A gödör alját 7-10 cm-es esztrichtel betonozzák, vasalással, hogy megakadályozzák a reaktor kinyomódását a talajból.

A nagyméretű reaktorok építéséhez a legmegfelelőbb anyag a vasalt agyagbeton. Megfelelő szilárdságú, alacsony hővezető képességgel és hosszú élettartammal rendelkezik. A kamra falainak öntése előtt ferde csövet kell felszerelni a keverék reaktorba való ellátásához. Átmérője 200-350 mm, alsó vége 20-30 cm-re legyen az aljától.

A rothasztó tetején van egy gáztartó - kupola vagy kúpos szerkezet, amely a gázt a felső pontban koncentrálja. A gáztartály fémlemezből készülhet, de kis beépítéseknél a tető készül téglafalazat, majd acélhálóval letakarva és bevakolva. Gáztartály építésekor a felső részén két csőből zárt átjárót kell biztosítani: gázbeszíváshoz és nyomáscsökkentő szelep felszereléséhez. Egy másik, 50-70 mm átmérőjű csövet helyeznek el a hulladéktömeg kiszivattyúzására.

A reaktortartályt le kell zárni, és ki kell bírnia 0,1 atm nyomást. Ennek érdekében a rothasztó belső felületét egybefüggő bitumen vízszigetelő bevonatréteg borítja, a gáztartó tetejére pedig egy lezárt nyílást szerelnek.

Gáz eltávolítása és dúsítása

A gáztartály kupolája alól a gázt egy csővezetéken keresztül egy vízzáras tartályba engedik ki. A csőkimenet feletti vízréteg vastagsága határozza meg a reaktor üzemi nyomását, és általában 250-400 mm.

A vízzárás után a gáz felhasználható fűtőberendezésekben és főzéshez. A belső égésű motorok működéséhez azonban magasabb metántartalomra van szükség, így a gáz feldúsul.

A dúsítás első szakasza a szén-dioxid koncentrációjának csökkentése a gázban. Ehhez speciális berendezéseket használhat, amelyek a kémiai abszorpció elvén vagy félig áteresztő membránokon működnek. Otthon a dúsítás úgy is lehetséges, hogy gázt vezetnek át egy vízrétegen, amelyben a CO 2 fele feloldódik. A gázt cső alakú levegőztetőn keresztül kis buborékokká porlasztják, és a szén-dioxiddal telített vizet rendszeresen el kell távolítani és normál légköri körülmények között porlasztani kell. A növénytermesztési komplexumokban az ilyen vizet sikeresen használják hidroponikus rendszerekben.

A dúsítás második szakaszában a gáz nedvességtartalma csökken. Ez a funkció a legtöbb gyári dúsító készülékben megtalálható. A házi készítésű párátlanítók úgy néznek ki, mint egy szilikagéllel töltött Z alakú cső.

Biogáz felhasználása: sajátosságok és berendezések

A legtöbb modern fűtőberendezést úgy tervezték, hogy biogázzal működjön. Az elavult kazánok viszonylag egyszerűen átalakíthatók az égő és a gáz-levegő keverék előkészítő berendezés cseréjével.

Az üzemi nyomás alatti gáz előállításához hagyományos, vevővel ellátott dugattyús kompresszort használnak, amely a tervezett nyomás 1,2-es nyomására van beállítva. A nyomás normalizálását gázcsökkentő végzi, ez segít elkerülni a cseppeket és fenntartani az egyenletes lángot.

A bioreaktor termelékenységének legalább 50%-kal magasabbnak kell lennie a fogyasztásnál. A gyártás során nem keletkezik felesleges gáz: ha a nyomás meghaladja a 0,05-0,065 atm értéket, a reakció szinte teljesen lelassul, és csak a gáz egy részének kiszivattyúzása után áll helyre.