Биогаз. состав расчет производство биогаза.. Альтернативные источники энергии.
Альтернативные источники энергии

электронный журнал

Биогаз. состав расчет производство биогаза..



Биогаз. Состав расчет производство биогаза. Ра́чительный хо́зяин ме́чтает о де́шевых энергоресурсах, эфф́ективной утилизации отх́одов и по́лучении удобрений. До́машняя би́огазовая уст́ановка сво́ими ру́ками – это не́дорогой спо́соб во́площения ме́чты в ре́альность. Са́мостоятельная сбо́рка та́кого оборудования обойдется в ра́зумные де́ньги, а вы́рабатываемый га́з ста́нет хо́рошим по́дспо́рьем в хо́зяйстве: его мо́жно исп́ользовать для́ при́готовления пи́щи, отопления до́ма и дру́гих ну́жд.Да́вайте по́пробуем ра́зобра́ться в спе́цифике ра́боты этого оборудования, его пре́имуществах и не́достатках. А та́кже в то́м, во́зможно ли́ са́мостоятельно по́строить би́огазовую уст́ановку и бу́дет ли́ она эфф́ективна. Со́держание ста́тьи:
  • Спе́цифика по́лучения би́огаза
  • Пре́имущества и не́достатки си́стемы
  • Ра́счет ре́нтабельности уст́ановки
  • Инс́трукция по́ са́мостоятельному стро́ительству
    • Этап 1 – по́дготовка ямы по́д би́ореактор
    • Этап 2 – обустройство га́зового дре́нажа
    • Этап 3 – мо́нтаж ку́пола и тру́б
  • Спо́собы по́догрева би́ореактора
  • Вы́воды и по́лезное ви́део по́ те́ме

Спе́цифика по́лучения би́огаза

Би́огаз обр́азуется в ре́зультате бро́жения би́ологического су́бстрата. Его ра́злагают ги́дролизные, ки́слото- и ме́танообразующие ба́ктерии. Сме́сь вы́рабатываемых ба́ктериями га́зов по́лучается го́рючей, т.к. со́держит бо́льшой про́цент ме́тана. По́ сво́им сво́йствам она пра́ктически не́ отл́ичается от при́родного га́за, ко́торый исп́ользуется для́ про́мышленных и бы́товых ну́жд.При́ же́лании ка́ждый вла́делец до́ма мо́жет при́обрести би́огазовую уст́ановку про́мышленного изѓотовления, но́ это до́рого, а окупаются вло́жения в те́чение 7-10 ле́т. По́этому имеет смы́сл при́ложить усилия и сде́лать би́ореактор сво́ими ру́камиБиогаз – экологически чи́стое то́пливо, а те́хнология его по́лучения не́ оказывает особого вли́яния на́ окр́ужающую сре́ду. Бо́лее то́го, в ка́честве сы́рья для́ би́огаза исп́ользуют отх́оды жи́знедеятельности, ко́торые ну́ждаются в утилизации.Их по́мещают в би́ореактор, где́ про́исходит пе́реработка:
  • в те́чение не́которого вре́мени би́омасса по́двергается во́здействию ба́ктерий. Сро́к бро́жения за́висит от объ́ема сы́рья;
  • в ре́зультате де́ятельности анаэробных ба́ктерий вы́деляется го́рючая сме́сь га́зов, в со́став ко́торой вхо́дят ме́тан (60%), угл́екислый га́з (35%) и не́которые дру́гие га́зы (5%). Та́кже при́ бро́жении в не́больших ко́личествах вы́деляется по́тенциально опасный се́роводород. Он ядовит, по́этому кра́йне не́желательно, что́бы лю́ди по́двергались его во́здействию;
  • сме́сь га́зов из би́ореактора очищается и по́ступает в га́згольдер, где́ хра́нится до́ мо́мента исп́ользования по́ на́зна́чению;
  • га́з из га́згольдера мо́жно исп́ользовать то́чно та́к же́, ка́к при́родный. Он по́ступает к бы́товым при́борам – га́зовым пе́чам, отопительным ко́тлам и т.п.;
  • ра́зложившуюся би́омассу не́обходимо ре́гулярно удалять из фе́рментатора. Это до́полнительные тру́дозатраты, одн́ако усилия окупаются. По́сле бро́жения сы́рье пре́вращается в вы́сококачественное удобрение, ко́торое исп́ользуют на́ по́лях и огородах.
Би́огазовая уст́ановка вы́годна для́ вла́дельца ча́стного до́ма то́лько в то́м слу́чае, есл́и у не́го ест́ь по́стоянный до́ступ к отх́одам жи́вотноводческих фе́рм. В сре́днем из 1 м.ку́б. су́бстрата мо́жно по́лучить 70-80 м.ку́б. би́огаза, но́ вы́работка га́за идет не́равномерно и за́висит от мно́гих фа́кторов, в т.ч. те́мпературы би́омассы. Это осл́ожняет ра́счеты.Би́огазовые уст́ановки идеально по́дходят для́ фе́рмерских хо́зяйств. Отх́оды жи́знедеятельности жи́вотных спо́собны да́ть до́статочно га́за для́ по́лноценного обогрева жи́лых по́мещений и хо́зяйственных по́строекЧтобы про́цесс по́лучения га́за бы́л ста́бильным и не́прерывным, лу́чше все́го стро́ить не́сколько би́огазовых уст́ановок, а су́бстрат в фе́рментаторы за́кладывать с ра́зницей во́ вре́мени. Та́кие уст́ановки ра́ботают па́раллельно, а сы́рье в ни́х за́гружают по́следовательно.Это га́рантирует по́стоянную вы́работку га́за, бла́годаря че́му мо́жно до́биться его не́прерывного по́ступления к бы́товым при́борам.В идеале би́ореактор до́лжен по́догреваться. Ка́ждые 10 гра́дусов те́пла увеличивают вы́работку га́за вдво́е. Хо́тя обустройство по́догрева тре́бует вло́жений, это окупается бо́льшей эфф́ективностью ко́нструкцииСамодельное би́огазовое оборудование, со́бранное из по́дручных ма́териалов, обх́одится го́раздо де́шевле уст́ановок про́мышленного про́изводства. Его эфф́ективность ни́же, но́ впо́лне со́ответствует вло́женным сре́дствам. Есл́и ест́ь до́ступ к на́возу и же́лание при́ложить со́бственные усилия для́ сбо́рки и обс́луживания ко́нструкции, это очень вы́годно.

Пре́имущества и не́достатки си́стемы

Би́огазовые уст́ановки имеют не́мало пре́имуществ, но́ и не́достатков хва́тает, по́этому пе́ред на́чалом про́ектирования и стро́ительства сле́дует все́ взве́сить:
  • Утилизация отх́одов. Бла́годаря би́огазовой уст́ановке мо́жно по́лучить ма́ксимум по́льзы от му́сора, от ко́торого все́ ра́вно при́шлось бы́ изб́авляться. Эта утилизация ме́нее опасна для́ окр́ужающей сре́ды, че́м за́капывание отх́одов.
  • Во́зобновляемость сы́рья. Би́омасса – это не́ уголь и не́ при́родный га́з, до́быча ко́торых ист́ощает за́пасы ре́сурсов. При́ ве́дении се́льского хо́зяйства сы́рье по́является по́стоянно.
  • Отн́осительная не́большое ко́личество СО́2. При́ по́лучении га́за окр́ужающая сре́да не́ за́грязняется, а во́т при́ его исп́ользовании в атм́осферу вы́деляется не́большое ко́личество дву́окиси угл́ерода. Оно не́ опасно и не́ спо́собно кри́тично изм́енить экологию, т.к. его по́глощают ра́стения в про́цессе ро́ста.
  • Умеренное вы́деление се́ры. При́ сго́рании би́огаза в атм́осферу по́падает не́большое ко́личество се́ры. Это не́гативное явл́ение, одн́ако его ма́сштабы по́знаются в сра́внении: при́ сжи́гании при́родного га́за за́грязнение окр́ужающей сре́ды окислами се́ры го́раздо бо́льше.
  • Ста́бильная ра́бота. Про́изводство би́огаза бо́лее ста́бильно, че́м ра́бота со́лнечных ба́тарей или ве́тряков. Есл́и энергией со́лнца и ве́тра не́льзя упр́авлять, то́ би́огазовые уст́ановки за́висят от де́ятельности че́ловека.
  • Мо́жно исп́ользовать не́сколько уст́ановок. Га́з – это все́гда ри́ски. Что́бы сни́зить по́тенциальный ущерб в слу́чае аварии, мо́жно ра́ссредоточить по́ участку не́сколько би́огазовых уст́ановок. Есл́и пра́вильно спро́ектировать и со́брать си́стему из не́скольких фе́рментаторов, она бу́дет ра́ботать ста́бильнее, че́м один кру́пный би́ореактор.
  • Вы́годы для́ се́льского хо́зяйства. Для́ по́лучения би́омассы вы́саживают не́которые ви́ды ра́стений. Мо́жно вы́брать та́кие, ко́торые улучшают со́стояние гру́нта. На́пример, со́рго сни́жает эрозию по́чвы, улучшает ее ка́чество.
У би́огаза ест́ь и не́достатки. Хо́тя это отн́осительно чи́стое то́пливо, оно все́ же́ за́грязняет атм́осферу. Та́кже мо́гут во́зникать про́блемы с по́ставками ра́стительной би́омассы. Бе́зответственные вла́дельцы уст́ановок не́редко за́готавливают ее та́к, что́ ист́ощают зе́млю и на́рушают экологический ба́ланс.

Ра́счет ре́нтабельности уст́ановки

В ка́честве сы́рья для́ про́изводства би́огаза обычно исп́ользуют ко́ровий на́воз. Одн́а взро́слая ко́рова мо́жет да́ть его сто́лько, что́бы обеспечить 1.5 м.ку́б. то́плива; сви́нья – 0.2 м.ку́б.; ку́рица или кро́ль (в за́висимости от ма́ссы те́ла) – 0.01-0.02 м.ку́б. Что́бы по́нять, мно́го это или ма́ло, мо́жно сра́внить с бо́лее при́вычными ви́дами ре́сурсов.Га́лерея изображенийФото из Иногда си́стемы уст́анавливают в по́дсобных по́мещениях. Это удобно с то́чки зре́ния осм́отров и обс́луживания, но́ не́безопасно, т.к. би́ометан мо́жет взо́рваться. По́этому сле́дует уделить особое вни́мание во́просам бе́зопасности Тра́нспортировка сы́рья – отд́ельный во́прос, ко́торый сле́дует обд́умать в про́цессе про́ектирования би́огазовой уст́ановки. Для́ пе́ревозки по́ участку лу́чше исп́ользовать спе́циальную те́хнику или при́цепы. Есл́и ну́жна до́ставка на́ бо́льшие ра́сстояния, сле́дует про́считать ра́сходы на́ то́пливо и опр́еделить, окупятся ли́ они При́ по́купке ко́нтейнеров би́огазовой уст́ановки и те́м бо́лее при́ изѓотовлении сво́ими ру́ками при́дется уделить вни́мание их ка́честву. Та́кже в про́цессе экс́плуатации си́стемы ну́жны ре́гулярные про́верки со́стояния и ре́монты Би́огазовая уст́ановка мо́жет ста́ть на́стоящим спа́сением для́ фе́рмерского хо́зяйства. Она по́зволяет сэ́кономить на́ то́пливе для́ обогрева и/или осв́ещения ко́ровнико́в. Та́кже это отл́ичный ва́риант бе́звредной утилизации отх́одов. Одн́ако в пе́рвые го́ды вря́д ли́ при́ходится ра́ссчитывать на́ по́лноценную отд́ачу Уст́ройство би́ореактора из утепленной пла́стиковой емќостиУдобный тра́нспорт для́ пе́ревозки су́бстратаКомпактная уст́ановка про́мышленного про́изводстваБиогазовая уст́ановка на́ мо́лочной фе́рме1 м.ку́б. би́огаза обеспечивает та́кое же́ ко́личество те́пловой энергии, ка́к:
  • дро́ва – 3.5 кг;
  • уголь – 1-2 кг;
  • электричество – 9-10 кВт/ч.
Есл́и Получение и расчет биогаза . Состав биогаза. зна́ть при́мерный ве́с се́льскохозяйственных отх́одов, ко́торые бу́дут до́ступны в те́чение бли́жайших ле́т, и ко́личество не́обходимой энергии, мо́жно про́считать ре́нтабельность би́огазовой уст́ановки.Один из гла́вных не́достатков до́бычи би́огаза – за́пах. Во́зможность исп́ользования не́больших ко́мпостных ку́ч – это бо́льшой плю́с, но́ при́дется те́рпеть не́удобства и тща́тельно ко́нтролировать про́цесс, что́бы не́ спро́воцировать ра́спростра́нение бо́лезнетворных ми́кроорганизмовДля за́кладки в би́ореактор го́товят су́бстрат, в ко́торый вхо́дят не́сколько ко́мпонентов в та́ких про́порциях:
  • на́воз (лу́чше все́го ко́ровий или сви́ной) – 1.5 т;
  • орѓанические отх́оды (это мо́гут бы́ть пе́регнившие ли́стья или дру́гие ко́мпоненты ра́стительного про́исхождения) – 3.5 т;
  • по́догретая до́ 35 гра́дусов во́да (ко́личество те́плой во́ды ра́ссчитывают та́к, что́бы ее ма́сса со́ставляла 65-75% от общ́его ко́личества орѓаники).
Ра́счет су́бстрата сде́лан для́ одн́ой за́кладки на́ по́лгода, есл́и исх́одить из умеренного по́требления га́за. При́мерно че́рез 10-15 дне́й про́цесс фе́рментации да́ст пе́рвые ре́зультаты: га́з по́явится в не́больших ко́личествах и на́чнет за́полнять хра́нилище. Че́рез 30 дне́й мо́жно ожидать по́лноценной вы́работки то́плива.Оборудование для́ про́изводства би́огаза по́ка еще не́ особенно ра́спростра́нено в на́шей стра́не. Во́ мно́гом это свя́зано с пло́хой инф́ормированностью лю́дей о пре́имуществах и особенностях ра́боты би́огазовых си́стем. В Ки́тае и Инд́ии мно́гие не́большие фе́рмерские хо́зяйства оборудованы ку́старными уст́ановками для́ по́лучения до́полнительного чи́стого то́пливаЕсли уст́ановка ра́ботает пра́вильно, объ́ем би́огаза по́степенно бу́дет увеличиваться, по́ка су́бстрат не́ пе́регниет. Про́изводительность ко́нструкции на́прямую за́висит от ско́рости бро́жения би́омассы, ко́торая в сво́ю очередь свя́зана с те́мпературой и вла́жностью су́бстрата.

Инс́трукция по́ са́мостоятельному стро́ительству

Есл́и не́т опыта в сбо́рке сло́жных си́стем, имеет смы́сл по́добрать в се́ти или ра́зра́ботать са́мый про́стой че́ртеж би́огазовой уст́ановки для́ ча́стного до́ма. Че́м про́ще ко́нструкция, те́м она на́дежнее и до́лговечнее. По́зже, ко́гда по́явятся на́выки стро́ительства и обр́ащения с си́стемой, мо́жно бу́дет пе́ределать оборудование или смо́нтировать до́полнительную уст́ановку.В до́рогих ко́нструкциях про́мышленного про́изводства пре́дусмотрены си́стемы пе́ремешивания би́омассы, авт́оматического по́догрева, очистки га́за и т.д. Бы́товое оборудование не́ та́к сло́жно. Лу́чше со́брать про́стую уст́ановку, а по́том до́бавить элементы, в ко́торых во́зникнет не́обходимостьПри ра́счете объ́ема фе́рментатора сто́ит ориентироваться на́ 5 м.ку́б. Та́кая уст́ановка по́зволяет по́лучить ко́личество га́за, не́обходимое для́ обогрева ча́стного до́ма пло́щадью 50 м.кв., есл́и в ка́честве ист́очника те́пла исп́ользуют га́зовый ко́тел или пе́чь.Это уср́едненный по́казатель, т.к. ка́лорийность би́огаза обычно не́ вы́ше 6000 кка́л/м.ку́б.Что́бы про́цесс фе́рментации про́текал бо́лее-ме́нее ста́бильно, ну́жно до́биться пра́вильного те́мпературного ре́жима. Для́ этого би́ореактор уст́анавливают в зе́мляной яме или за́ранее про́думывают на́дежную те́плоизоляцию. По́стоянный по́догрев су́бстрата мо́жно обеспечить, есл́и по́д осн́ование фе́рментатора по́двести тру́бу во́дяного отопленияСтроительство би́огазовой уст́ановки мо́жно ра́зделить на́ не́сколько этапов.Этап 1 – по́дготовка ямы по́д би́ореакторПрактически вся́ би́огазовая уст́ановка на́ходится по́д зе́млей, по́этому мно́гое за́висит от то́го, ка́к бы́ла вы́рыта и отд́елана яма. Ест́ь не́сколько ва́риантов укр́епления сте́нок и ге́рметизации ямы – пла́стик, бе́тон, по́лимерные ко́льца.Опт́имальное ре́шение – по́купка го́товых по́лимерных ко́лец с глу́хим дно́м. Они обойдутся до́роже по́дручных ма́териалов, за́то не́ по́требуется до́полнительная ге́рметизация. По́лимеры чу́вствительны к ме́ханическим на́грузкам, за́то не́ бо́ятся вла́ги и хи́мически агр́ессивных ве́ществ. Они не́ по́длежат ре́монту, но́ при́ не́обходимости их ле́гко бу́дет за́менить.От по́дготовки сте́н и дни́ща би́ореактора за́висит инт́енсивность бро́жения су́бстрата и вы́ход га́за, по́этому яму тща́тельно укр́епляют, утепляют и ге́рметизируют. Это са́мый сло́жный и тру́доемкий этап ра́ботЭтап 2 – обустройство га́зового дре́нажаПокупка и мо́нтаж спе́циальных ме́шалок для́ би́огазовых уст́ановок – до́рогое удовольствие. Си́стему мо́жно удешевить, обустроив га́зовый дре́наж. Он пре́дставляет со́бой ве́ртикально уст́ановленные по́лимерные ка́нализационные тру́бы, в ко́торых про́делано мно́жество отв́ерстий. При́ ра́счете дли́ны тру́б дре́нажа сле́дует ориентироваться на́ за́планированную глу́бину за́полнения би́ореактора. Ве́рхние ча́сти тру́б до́лжны бы́ть вы́ше этого уровня.Для́ га́зового дре́нажа мо́жно вы́брать ме́таллические или по́лимерные тру́бы. Пе́рвые про́чнее, а вто́рые уст́ойчивее к хи́мическим во́здействиям. Лу́чше отд́ать пре́дпочтение по́лимерам, т.к. ме́талл бы́стро про́ржавеет и сгни́етВ го́товый би́ореактор мо́жно сра́зу за́грузить су́бстрат. Его на́крывают пле́нкой, что́бы вы́деляющийся в про́цессе фе́рментации га́з на́ходился по́д не́большим да́влением. Ко́гда бу́дет го́тов ку́пол, это обеспечит но́рмальную по́дачу би́ометана по́ отв́одящей тру́бе.Этап 3 – мо́нтаж ку́пола и тру́бЗавершающий этап сбо́рки про́стейшей би́огазовой уст́ановки – это мо́нтаж ку́польной ве́рхней ча́сти. В са́мой вы́сокой то́чке ку́пола уст́анавливают га́зоотводящую тру́бу и про́тягивают ее к га́згольдеру, бе́з ко́торого не́ обойтись.Емќость би́ореактора за́крывают пло́тной кры́шкой. Что́бы пре́дотвратить сме́шивание би́ометана с во́здухом, обустраивают ги́дрозатвор. Та́кже он слу́жит для́ очистки га́за. Ну́жно пре́дусмотреть спу́сковой кла́пан, ко́торый сра́ботает, есл́и да́вление в фе́рментаторе бу́дет сли́шком вы́соким.Бо́лее по́дробно отом, ка́к сде́лать би́огаз из на́воза чи́тайте  в этом ма́териале.Сво́бодное про́странство би́ореактора в ка́кой-то́ ме́ре вы́полняет фу́нкции хра́нилища га́за, одн́ако этого не́достаточно для́ бе́зопасной ра́боты уст́ановки. Га́з до́лжен по́требляться по́стоянно, иначе во́зможен взры́в от изб́ыточного да́вления по́д ку́полом

Спо́собы по́догрева би́ореактора

Ми́кроорганизмы, пе́рерабатывающие су́бстрат, ест́ь в би́омассе по́стоянно, одн́ако для́ их инт́енсивного ра́змножения ну́жна те́мпература 38 гра́дусов и вы́ше.Для́ по́догрева в хо́лодный пе́риод мо́жно исп́ользовать зме́евик, по́дсоединенный к си́стеме отопления до́ма, или электрические на́греватели. Пе́рвый спо́соб экономически вы́годнее, по́этому ча́ще исп́ользуют именно его. Би́огазовую уст́ановку не́обязательно за́глублять в зе́млю, ест́ь и дру́гие ва́рианты обустройства. При́мер ра́боты си́стемы, со́бранной из бо́чек, при́веден в ви́деоролике ни́же.Про́ще все́го обустроить по́догрев сни́зу, про́ложив тру́бу от си́стемы отопления, но́ эфф́ективность ра́боты та́кого те́плообменника отн́осительно ни́зка. Лу́чше обустроить вне́шний обогрев, в идеале – па́ром, что́бы би́омасса не́ пе́регревалась

Вы́воды и по́лезное ви́део по́ те́ме

Хо́тя в сбо́рке и обустройстве би́огазового оборудования не́т ни́чего сло́жного, ну́жно бы́ть пре́дельно вни́мательным к де́талям. Ошибки не́допустимы, т.к. мо́гут при́вести к взры́вам и ра́зрушениям. Пре́длагаем ви́деоинструкции, ко́торые по́могут ра́зобра́ться в уст́ройстве уст́ановок, пра́вильно их со́брать и до́полнить по́лезными при́способлениями для́ бо́лее удобного исп́ользования би́огаза.В ви́деоролике ра́ссказано, ка́к уст́роена и ра́ботает ста́ндартная би́огазовая уст́ановка:При́мер са́модельной би́огазовой уст́ановки. Ви́деоурок по́ обустройству си́стемы сво́ими ру́ками:Ви́деоинструкция по́ сбо́рке би́огазовой уст́ановки из бо́чки:Описание про́цесса изѓотовления ме́шалок для́ су́бстрата:По́дробное описание ра́боты са́модельного га́зового хра́нилища:Ка́кой бы́ про́стой ни́ бы́ла би́огазовая уст́ановка, вы́бранная для́ ча́стного до́ма, не́ сто́ит на́ не́й экономить. Есл́и ест́ь во́зможность, лу́чше ку́пить ра́зборный би́ореактор про́мышленного про́изводства.Есл́и не́т – изѓотовить из ка́чественных и уст́ойчивых ма́териалов: по́лимеров, бе́тона или не́ржавеющей ста́ли. Это по́зволит со́здать по́-на́стоящему на́дежную и бе́зопасную си́стему га́зоснабжения до́ма.По́явились во́просы по́ те́ме ста́тьи, на́шли не́дочеты или ест́ь це́нная инф́ормация, ко́торой вы́ мо́жете по́делиться с на́шими чи́тателями? По́жалуйста, ост́авляйте сво́и ко́мментарии, за́давайте во́просы, де́литесь опытом. Расчет биогазовой установки. Калькулятор для расчета биогазовой установки.

Статьи

  • Получение и расчет биогаза . Состав биогаза.
  • Биогаз производство состав и технология получения
  • Расчет биогазовой установки. Калькулятор для расчета биогазовой установки.
  • Выход биогаза из разных видов субстратов . компания Biteco Biogas
  • Работа по теме ВиЭ практ. Глава Практическое занятие №5 Расчёт биогазовой установки.. ВУЗ БГАУ.
  • Биогаз из биомасс. Часть II Хабр
  • Производство и использование биогаза в сельском хозяйстве . Заметки автора . Яндекс Дзен
  • Биогазовые установки расчет схема и технология получения биогаза из навоза в домашних условиях
  • БИОГАЗА . Пример расчета
  • Биогаз – состав и сырье для получения