Šiuolaikinės visų rūšių žaliavų perdirbimo technologijos suteikia galimybę sėkmingai išspręsti biokuro iš mėšlo gavimo tiesiogiai namuose problemą. Be to, gamindami biokurą savo rankomis namuose, remdamiesi naujais atliekų perdirbimo principais, galite tuo pačiu gaminti trąšas žemės ūkio plantacijoms.
Ir ko tam reikia ir kaip teisingai pagaminti bioreaktorių - mes išsamiai apsvarstysime šias problemas mūsų straipsnyje. Mes pateiksime rekomendacijas, kaip pasirinkti geriausias žaliavas biodujų gamybai, išanalizuosime gauto kuro naudojimo namų ūkio reikmėms ypatybes.
Žinoma, paprasčiausias būdas yra įsigyti paruoštų pramonės įmonių. Tačiau dėl didelių išlaidų jie verčia apsvarstyti gamybos sistemų gamybos savo rankomis galimybes.
Trumpai apie biodujų apibrėžimą
Remiantis moksliniais apibrėžimais, biodujos yra produktas, gaunamas fermentuojant biologinių atliekų masę. Fermentacijos produktas šiuo atveju yra metanas arba vandenilis.
Metanas (arba vandenilis) susidaro dėl trijų rūšių bakterijų gyvybinio aktyvumo:
- hidrolizė;
- rūgšties formavimas;
- sudarydamas metaną.
Fermentacijos produkto kokybė yra dujų mišinio, kurio kiekis pasiskirsto santykiu: 50–85% metano, 15–50% anglies dioksido ir mažiau kaip 5% vandenilio sulfido, sudėtis.
Alternatyvios energijos gamybos struktūrinė schema atrodo maždaug taip. Tuo pačiu metu sėkmingai naudojami žaliavų šaltiniai, tradiciniai kasdieniam gyvenimui, kurie yra tinkami alternatyviai energijai - biokurui gauti.
Šis dujų mišinys praleidžiamas per filtrus, kad būtų pašalinta CO.2 ir H2S, po kurio lieka grynas biologinis metanas. Tokios dujos niekuo nesiskiria nuo gamtinių dujų, naudojamų buities ir pramonės sektoriuose.
Žaliavos aukštos kokybės biologinių dujų mišiniui gauti paprastai yra:
- mėšlas ir paukščių išmatos;
- alkoholio gamybos atliekos (bardas);
- alaus pramonės perteklius (alaus grūdai);
- išmatų ir žuvų atliekos;
- burokėlių minkštimas, buitinės atliekos, žolė ir kita.
Tai tik dalis visų priimtinų naudoti žaliavų. Bet net šis sąrašas rodo: koks įvairus yra žaliavų sąrašas, kad būtų galima nuolat nustatyti biodujų gamybą.
Biokuro gamybos padalinys, pagamintas vieno iš daugelio esamų ūkių reikmėms. Maža stotis, tačiau visiškai tenkinanti privataus ūkio poreikius
Dujų mišinio išeigos tūriniai rodikliai tiesiogiai priklauso nuo naudojamų žaliavų rūšies ir sausųjų medžiagų kiekio jose. Taigi, jei versle naudojame galvijų mėšlą, iš vienos tonos mėšlo iš tikrųjų galime gauti 50–60 m3 biokuras, kuriame yra iki 60% metano.
Manoma, kad geriausios žaliavos yra atliekos, turinčios daug riebalų. Perdirbant vieną toną riebalų atliekų per klasikinę biokuro gamyklą, susidaro iki 1300 m3 dujų mišinys, kuriame metano kiekis siekia 90%.
Kaip pasidaryti perdirbimo fermos modulį?
Norėdami sukurti atliekų perdirbimo į biokurą sistemą, turite bent jau žinoti apie tokių prietaisų veikimo principą, taip pat turėti schemos idėją.
Bioreaktoriaus įrengimo schema: 1 - bioreaktorius; 2 - maišytuvas; 3 - šildytuvas; 4 - pompa; 5 - filtro elementas; 6 - dujų kompresorius; 7 - dujų laikiklis; 8 - mėšlo rinkinys; 9 - trąšų (dumblo) išeiga; 10 - šildymo valdymo pultas
Apsvarstykite abu klausimus, tačiau reikėtų atkreipti dėmesį: visavertės instaliacijos statyba yra gana varginantis ir brangus verslas. Paprastai namuose galima padaryti tik kažką panašaus į perdirbimo stotis. Tačiau kai kurie bandymai yra sėkmingi.
Biostacijos principas
Biokuro gamybos technologija, kaip taisyklė, palaiko šį sistemingą požiūrį:
- Bioreaktorius (rezervuaras) yra pakrautas mėšlu.
- Tam tikrą laiką reaktoriaus viduje vyksta fermentacijos procesas.
- Susidaro dujinė terpė.
- Dujų išmetimas iš reaktoriaus.
- Dujų mišinys išvalomas ir siunčiamas naudoti kaip kuras.
Gauto dujų mišinio sudėtis pasižymi pakankamai dideliu prisotinimu įvairiomis medžiagomis. Didžiausią procentinę dalį sudaro metanas (60%), anglies dioksidas (35%) ir kitos medžiagos, įskaitant vandenilio sulfidą (5%).
Taip atrodo mišinio dujų pasiskirstymo schema: 1 - metano kiekis yra apie 63–65%; 2 - anglies dioksido kiekis apie 30-33%; 3 - vandenilio sulfido kiekis yra apie 2%; 4 - apie 1% amoniako; 5 - vandenilio kiekis sudaro apie 1%
Tuo tarpu, norint efektyviai eksploatuoti namų gamybos dujas gaminančią stotį, reikia didelių gyvūninių atliekų atsargų.
Todėl pirmas dalykas, į kurį turėtumėte atkreipti dėmesį spręsdamas biokuro gavimo namų (kotedžo) sąlygomis, yra žaliavų šaltinių prieinamumas perdirbimo įmonei.
„Pasidaryk pats“ bioreaktorių gamyba
Nusprendę dėl žaliavų šaltinių, tada turite nustatyti namo (ar kotedžo) bioreaktoriaus vietą. Pats reaktorius yra uždarytas indas, pakankamai stiprus, kurio tūris priklauso nuo kasdienio perdirbti skirto mėšlo (nuoroda: norint gauti 100 m3 dujų mišiniui reikia apie 1 toną mėšlo).
Mėšlo rūšies ir pagamintų biodujų kiekio santykio lentelė
Lentelė, rodanti tam tikros rūšies biologinių atliekų efektyvumą atsižvelgiant į pagamintų dujų kiekį. Kaip matyti iš lentelės, efektyviausias yra kiaulių mėšlas, iš kurio galima gauti didžiausią biokuro kiekį
Toks konteineris turės būti sumontuotas ant tvirto pamato, aprūpintas uždarymo vožtuvais ir kitomis techninėmis savybėmis pagal klasikinę schemą. Pageidautina, kad viršutinė indo dalis būtų nuimama, su varžtų tvirtinimo detalėmis ir tarpikliu.
Kad būtų užtikrintas ciklo tęstinumas, rezervuare turi būti įmontuotas dirbtinis šildymo modulis. Jei vasaros laikotarpiu mėšlo fermentacijos efektyvumą ir dujų pagaminimo greitį visiškai užtikrina išorinės temperatūros sąlygos, situacija žiemą keičiasi.
Bioreaktoriaus žiemą veikimui būtinas dirbtinis kaitinimas, atsižvelgiant į tai, kad fermentacijos bakterijų veikla nutraukta jau esant 4–10 ° C temperatūrai virš nulio. Atitinkamai bakas turi būti gerai pagamintas šilumos izoliacija. Tam puikiai tinka klasikinis izoliacijos mineraline vata metodas.
Geras bioreaktoriaus izoliavimo žiemos darbui pavyzdys. Čia kaip izoliacinė medžiaga buvo naudojama mineralinė vata. Viršutinis vatos sluoksnis yra padengtas folijos medžiaga.
Yra keletas galimybių organizuoti šildymą. Pavyzdžiui, elektrinių šildytuvų arba šildymo sistemos naudojimas ant vandens aušinimo skysčio (vandens striukės).
Šildymo kontūro galia turėtų būti apskaičiuojama pagal optimalią 25–40 ° C temperatūros normą reaktoriaus viduje, reikalingą efektyviam biomasės fermentacijos procesui pasiekti.
Be šildytuvų, stagnacijos laipsnis turi įtakos biomasės fermentacijos aktyvumui. Tiesą sakant, rezervuaro viduje mėšlas turi būti nuolat judinamas. Biomasės judėjimas pagerina fermentacijos procesą ir sumažina dujų komponento gavimo laiką.
Mėšlo ir biokuro perdirbimo vasaros augalų variantai. Tokiu atveju šildymas atliekamas betoninės vandens vonios forma, kurioje panardinamas reaktoriaus indas. Tačiau šis įrenginys negali būti eksploatuojamas žiemą.
Judėjimo organizavimo problema išspręsta į bioreaktoriaus dizainą įvedant specialų mechaninį maišytuvą. Šio prietaiso velenas yra sujungtas su mažo greičio variklio velenu, kuris atlieka sukimosi veiksmus. Maišymo procesą galite įjungti arba išjungti rankiniu būdu arba automatiškai.
Mūsų svetainėje yra dar vienas straipsnis, kuriame pateikiamos instrukcijos, kaip įrengti biodujų gamyklą privačiojo namo reikmėms.
Biodujų ir trąšų gavimo procesas
Biokuro gamybos sistemos projektavimas namuose technologiškai apima indo pakrovimą mėšlu, kurio tūris yra maždaug 1/3. Mėšlui krauti pagamintas pakrovimo liukas su hermetiškai uždaromomis durimis. Likusi viršutinė bioreaktoriaus sritis naudojama išmetamosioms dujoms kaupti.
Namuose pagamintas miniatiūrinis bioreaktorius, pagamintas iš įprastos 200 litrų statinės. Iš esmės, norint patenkinti kuklius biokuro poreikius, jis yra gana tinkamas naudoti privačiame sektoriuje. Tai yra pats dizainas, kurį iš tikrųjų galima padaryti namuose, norint gauti biokurą.
Viršutiniame ir apatiniame laivo lygiuose turite padaryti išėjimo angas. Viršuje yra dujų išleidimo anga, apačioje yra išleidimo anga apdorotam mėšlui (trąšoms) išpilti. Taip pat viršutinėje indo srityje pageidautina sumontuoti apžvalgos langą proceso stebėjimui.
Dujų mišinio išleidimo vamzdis yra uždaromu vamzdžiu sujungtas su įtaisu, kuris tuo pačiu metu atlieka separatoriaus ir vandens sandariklio funkcijas. Ryšiams naudojamas mažo skersmens (25-32 mm) vamzdis (metalinis arba polietileninis).
Pats separatorius yra palyginti mažos talpos indas, užpildytas vandeniu. Dujos, praeinančios per vandens koloną, išgryninamos, išleidžiamos į dujų baką ir tiekiamos vartotojams.
Dviejų pakopų separatoriaus įtaiso pavyzdys - hidraulinė sklendė, skirta tiekti iš bioreaktoriaus gaunamą dujų mišinį. Ši filtravimo parinktis leidžia gauti aukštos kokybės išgrynintą produktą.
Pageidautina, kad apatinis reaktoriaus vamzdis (panaudotam mėšlui išvežti - dumblas) būtų kuo didesnis. Prie jo prijungiami uždaromieji vožtuvai (uždaromieji vožtuvai) ir į rezervuarą išleidžiamas čiaupas dumblui surinkti. Atliekų masė ūkyje gali būti sėkmingai naudojama kaip trąša.
Išsamią informaciją apie reikalingo talpos tūrio nustatymą, taip pat kaip apskaičiuoti bioreaktoriaus efektyvumą ir biodujų naudojimo tinkamumą, mes apsvarstėme kitame straipsnyje.
Kokia turėtų būti mėšlo mišinio sudėtis?
Pakraunama mėšlo masė bioreaktoriuje neturėtų būti laikoma tiesiog bet kokios kokybės žaliava. Medžiagos sudedamoji dalis turi didelę reikšmę fermentacijos procesui. Praktikoje buvo pastebėta, kad sumažėjus substrato dalelėms, padidėja proceso efektyvumas.
Ryškus substrato pluoštinis pobūdis ir padidėjęs bakterijų sąveikos plotas yra pagrindiniai kriterijai, prisidedantys prie greito mėšlo irimo. Esant tokiai būsenai, šildant ir maišant, mėšlas nesudaro nuosėdų ar plėvelės, o tai labai palengvina dujų mišinio filtravimą.
Mėšlo paruošimas krauti į reaktorių. Šiai procedūrai skiriamas ne mažiau dėmesio nei visai kitai, jei norite per trumpą laiką gauti nemažą kiekį biokuro
Žaliavų malimo laipsnis lemia fermentacijos trukmę, o tai savo ruožtu daro įtaką pagamintų dujų tūriui. Taigi, norint sutrumpinti fermentacijos laiką, būtina gerai susmulkinti žaliavas: kuo geresnė malimo kokybė, tuo trumpesnis fermentacijos laikotarpis.
Biodujų naudojimo namų ūkio reikmėms ypatybės
Šios rūšies energija yra gana plati. Dėl to, kad biodujos naudojamos kaip kuras, jos gamina elektros energiją, gauna karštą vandenį ar garus. Yra daugybė praktikos pavyzdžių, kai biokuras yra naudojamas automobiliams transportuoti.
Bet norint, kad ekonomikoje nekiltų problemų naudojant tokį kurą, labai svarbu įrengti gautų biodujų saugyklą, paskirstant tinkamą vietą dujų rezervuarui vietoje.
Tokio tipo biodujų jėgainės yra įranga, atverianti galimybę kurti gamybos įrenginius be atliekų. Šiuo atžvilgiu gerą pavyzdį rodo atskiros Vakarų Europos šalys.
Pavyzdžiui, Danijoje šios rūšies kuras pagamintas beveik 20% visų šalies energijos išteklių. Dideliuose pasaulio regionuose - Indijoje ir Kinijoje - biodujų jėgainių išlaidos siekia šimtus tūkstančių.
Galingos pramoninio biokuro gamybos įmonės. Tokios konstrukcijos gali visiškai aprūpinti biokurą didelėmis žemės ūkio struktūromis. Visame pasaulyje naudojama daugybė tokių sistemų. Ir kiekybinis augimas tęsiasi aktyviai
Ne tik todėl, kad visame pasaulyje labai išaugo susidomėjimas biodujų gamybos procesais.
Tai yra vienas iš tų energijos šaltinių, kurie priskiriami alternatyviems šaltiniams ir kuriems jie mato ateitį, todėl ūkininkai ir būsto bei komunalinių paslaugų valdytojai, privačių namų ūkių savininkai ir mažos įmonės atidžiai stebi technologijos plėtrą.
Biodujų gamyklos, kurios gamyboje buvo naudojamas 127 litrų plastikinis bakas, apžvalga. Įrenginio savybės ir naudojimo patarimai.
Ypatingas susidomėjimas yra įrenginių naudojimas restoranų ir gastronomijos sektoriaus savininkams, kur maisto atliekų perdirbimo tema tebėra aktuali. Tuo remiantis yra gera proga pigiai perdirbti organines atliekas ūkių naudai. Galiausiai biokuro gamybos technologija yra tikras aplinkos išsaugojimas, ko negalima pasakyti apie kitų energetikos inžinierių gamybą.
Ar domitės biokuro gamyba ir norite išsiaiškinti kai kuriuos dalykus? Klauskite prieštaringų klausimų komentaruose - mūsų ekspertai bandys išsiaiškinti tokius dalykus.
O gal nesate susipažinę su bioreaktoriaus gamyba ir biodujų gamybos procesu? Pasidalinkite praktinėmis žiniomis ir savo nuomone šia tema pagal mūsų straipsnį - daugelis įmonių vadovų susidomės jūsų patirtimi ir rekomendacijomis.