Биогазовая установка для частного дома своими руками

Любой фермер или владелец собственного подсобного хозяйства не понаслышке знаком с проблемой отопления и утилизации отходов растениеводства и жизнедеятельности животных.

На первый взгляд может показаться, что между ними нет никакой связи, но по факту именно биологические отходы могут стать источником получения метана, который в дальнейшем может быть использован для хозяйственных нужд.

Суть вопроса

Дело в том, что процесс биологического разложения отходов (сбраживания) сопровождается выделением газа, в составе которого не менее 60% метана, примерно 30% углекислого газа, а также некоторое количество сероводорода. Этот газ называют биологическим. По теплоте сгорания он мало отличается от газа, поступающего по магистральному газопроводу, и может использоваться в печах и котлах после предварительной очистки от сероводорода.

Вырабатывают биогаз анаэробные бактерии, без которых биологическое разложение отходов невозможно в принципе.

Интенсивность процесса во многом зависит от температуры среды: она должна быть не ниже 36 С, но и не выше 50С.

В среднем при утилизации одного метра кубического биологического сырья выделяется до 80м3 природного газа.  Для сравнения: при сжигании одного кубометра газа выделяется столько же тепловой энергии, как и при сжигании 4 кг дров.  Следует отметить, что в ходе утилизации отходов получают не только биогаз, но и полезное в растениеводстве органическое удлобрение. Это ли не мечта каждого фермера?!

Остается одно – правильно организовать процесс сбраживания отходов и умело собрать и сохранить полученный метан.

Для этого можно воспользоваться покупными био реакторами, специально предназначенными для сбраживания отходов и выработки биогаза и гумуса.

Как работает биогазовая установка?

Биогазовая установка может иметь непрерывный цикл работы или использоваться циклично. Процесс работы устройства начинается с подготовки и загрузки сырья, в качестве которого могут использоваться отходы растениеводства, солома, ветки растений, скошенная трава и зерно, непригодное для других целей. В состав сырья обязательно должны быть включены биологические отходы, поступающие с ферм.

Полученную массу помещают в герметично закрытый резервуар, в который не должен попадать воздух. Анаэробные бактерии в нем не нуждаются, а приток воздуха в итоге приведет к снижению концентрации метана в биогазе.

Если установка работает непрерывно, то загрузка (выгрузка) биомассы ведется через отверстия, дополненные гидрозатворами, что исключает попадание воздуха внутрь рабочей камеры биогазовой установки.

Биомасса, поступившая внутрь реактора, перемешивается и подогревается. Процесс выработки метана начинается практически сразу, но своего пика достигает спустя несколько дней.

Если выработка биогаза ведется в промышленном масштабе, то процесс сбраживания разделяют  на два периода:

• период, максимальной интенсивности выработки газа, занимающий в среднем две недели
• период доводки, в течение которого скорость процесса сбраживания постепенно снижается и практически прекращается.

Полученный газ собирается под куполом реактора, а затем через гидрозатвор, поступает в газгольдер. В промышленных установках газ дополнительно очищают от метана, пропуская его через водяные фильтры, а затем, для удаления лишней влаги, охлаждают до 0С.

Если газа слишком много, и давление в газгольдере превышает максимально допустимое значение, разрешается сброс некоторого количества газовой смеси через горящий факел. Выброс газа в атмосферу без предварительного сжигания запрещен.

Как видите, технологический процесс получения биогаза достаточно прост и при желании может быть реализован самостоятельно, при использовании подручных средств.

Биогазовая установка своими руками: с чего начать?

Собственная биогазовая установка может иметь любой объем. Главное условие для ее бесперебойной работы наличие достаточного количества биологической массы. Сомневаетесь, что сможете полностью заполнить выбранный для производства газа резервуар, возьмите емкость меньшего объема.

В сети интернет немало примеров биореактора из обычной пластиковой бочки, объемом 250 литров.

Впрочем, там же немало примеров сооружения газогенераторных установок своими руками, объемом в несколько кубометров и рассчитанных на прием и переработку отходов ферм крупного рогатого скота.

Какого бы объема ректор вы  не решили делать, начинать его сооружение лучше с чертежа, продумав все детали конструкции.

Главной составной частью любого биогазового реактора является резервуар для сбраживания. Он должен обязательно подогреваться. Для этого предусматривают систему подогрева, устанавливая внутри емкости змеевик, по которому пропускают горячую воду.

Для снижения потерь тепла резервуар обязательно утепляют. Если речь идет о большой емкости, объемом несколько кубометров, ее углубляют в грунт ниже уровня промерзания грунта.

Если для выработки газа решено использовать простую бочку, достаточно ее изолировать с помощью теплоизоляционных матов. Внутри емкости устанавливают вращающиеся лопасти, обеспечивающие перемешивание биологической массы.

Выбирая резервуар для сбраживания, следует помнить, что внутри будет находиться  достаточно агрессивная среда, создающая отличные условия для коррозии металла. Поэтому в конструкции реактора рекомендуется использовать материалы, устойчивые к коррозии: полимеры, стекло и нержавеющую сталь.

По бокам емкости делают два отверстия-одно для закладки биомассы, а второе для выгрузки удобрений. Оба отверстия необходимо дополнить гидрозатворами.

В верхней части емкости устанавливают патрубок для отвода биологического газа. Перед использованием газ, для очистки от сероводорода, пропускает через воду.

Как видите, сооружение биореактора своими руками по силам каждому. При этом можно не только получить дорогостоящее топливо из отходов, но и принести немалую пользу защите окружающей среды. Обратите внимание, что в качестве сырья может использоваться то, что обычно принято сжигать в хозяйствах: ветки деревьев, сухая трава, опавшая листва и многое другое.

Все это может стать источником для получения газа своими руками.

 

Как сделать биогазовую установку для отопления частного дома

Содержание статьи:

Добыча природного газа позволила людям, живущим в квартирах, получить комфортные условия для проживания. Только благодаря газопроводу время на приготовление пищи сокращается вдвое, а в зимний период в квартире всегда тепло. К сожалению, для жителей частного сектора такое удовольствие дорого стоит. Однако выход есть. Хорошо, когда в собственном доме построена биогазовая установка, своими руками сделать это нетрудно. Для этого потребуется разобраться в том, как протекают химические реакции, и приложить немного усилий.

Из чего можно добыть газ

Основной горючей и полезной составляющей биологического синего топлива считается метан, который является продуктом жизнедеятельности микроорганизмов. Поэтому для добычи биогаза потребуется питательная масса, в которой бактерии смогут размножаться. В качестве сырья можно использовать:

• отходы растительного происхождения;
• сточные воды;
• птичий или животный навоз.

В случае выбора любого сырья коэффициент и скорость получения газа будут разниться. Измельченная растительность долго перегнивает и дает небольшое количество биогаза, сточные воды больше подходят для разбавления основной массы, а вот экскременты способны давать горючий газ уже на второй день после начала использования.

Как это работает

Чтобы проще было понять, как работают биогазовые установки, можно посмотреть видео, сделанное народными умельцами. Однако весь процесс добычи газа можно вкратце описать и разложить на несколько этапов:

• загрузка реактора;
• ожидание синтеза;
• сбор и хранение газа.

Во время загрузки биомассу следует тщательно перемешать, а емкость для брожения должна быть герметичной. Время получения голубого топлива можно сократить, если реактор будет утеплен, а лучше, чтобы он был с подогревом.

Для сбора и хранения понадобятся качественные баллоны и шланги, ведь пренебрегать безопасностью в добыче газа нельзя.

Необходимые условия

Владельцы производящей биогаз системы отмечают высокую эффективность ее работы. Однако есть 3 условия, которые должны соблюдаться, чтобы установка была полезной.

1. Несмотря на размеры предполагаемой биогазовой установки, для нее потребуется специально отведенное место. Для небольшой системы добычи газа вполне может подойти гараж или сарай, но установки, способные полностью отапливать жилище, потребуют много места. Часто для экономии полезной площади на частной территории резервуары вкапывают на открытом пространстве.
2. Перед тем как конструировать биогазовую установку, следует понять, что она нуждается в постоянном наблюдении. Нельзя сказать, что потребуется неустанно быть возле системы, но, чтобы избежать опасностей случайного выброса газа, установку надо изредка контролировать. На время длительных отъездов ее нужно очищать, а резервуары – открывать.
3. Чтобы начать строительство биогазовой установки для отопления дома или приготовления пищи, следует рассчитать имеющееся количество сырья. Если биомасса будет закупаться, тогда нужно убедиться, что сырье всегда есть в наличии, так как недостаточный объем массы значительно снижает добычу.

Что потребуется для биогазовой установки

Постройка самого простого реактора не требует специального оборудования. В ход могут пойти подручные материалы. Вот список необходимых вещей:

• емкость для брожения;
• надежные шланги или трубки;
• герметичный резервуар для хранения топлива;
• вентили;
• фильтр (обязательно).

Когда строится биогазовая установка для отопления дома, требуется более сложная система добычи, с наличием редукторов, двигателя для откачки газа, перемешивающим устройством, подогревом биомассы и утеплителем емкостей.

Простейший принцип установки

Для простейшей системы выработки биологического газа можно использовать бочку в качестве реактора. Однако она должна быть чистой. Нельзя применять емкости, в которых остались ядовитые частицы, например красители или токсины. Это может снизить жизнедеятельность микроорганизмов до нуля.

Бочка должна закрываться герметично, но в ней необходимы отверстия для загрузки биомассы, выкачки газа и удаления отработанного материала. Чтобы упростить задачу, можно сделать универсальный вывод, который позволит осуществить все манипуляции. Вначале через это отверстие заливают разведенную до кефирной густоты биомассу. Позже его можно закрутить пробкой с выведенной для газа трубкой.

Вывод газа из бочки должен проходить через фильтр, ведь биологическая масса выделяет до 10 % сероводорода, который вреден, и 35 % углерода, который ухудшает горючие свойства метана. Для фильтра от сероводорода может использоваться колба с металлической стружкой, а чтобы удалить углерод, подойдет жидкий раствор с гашеной известью.

После прохождения фильтров газ должен поступать в накопительную емкость. Для этой цели подойдет тара больших объемов, в которую нужно поместить коллектор, он же – емкость для сбережения голубого топлива. В качестве коллектора подойдет плотный герметичный полиэтилен или старая автомобильная камера.

Система для многофункционального применения

Сделать своими руками многофункциональную биогазовую установку для частного дома будет ненамного сложнее, чем простейшее устройство, но такая объемная система займет больше места.

Реактор

Чтобы биогаза хватало на отопление и обслуживание, потребуется реактор, емкость которого способна вмещать от 300 кг сырья. При этом следует учитывать, что биомасса загружается только на 2/3 объема резервуара. Свободное пространство реактора необходимо для нормального течения процессов брожения. К тому же большой реактор целесообразно оснастить подогревом.

Подогрев

Для подогрева реактор помещают в емкость с водой, где расположены электрические тэны.

Компрессор

При использовании большой биогазовой установки газ лучше собирать в баллоны. Для этого удобно использовать компрессор, который подключается к отводу прошедшего через фильтр газа.

что это такое, расчет и чертежи, как сделать в домашних условиях

Содержание статьи:

Стационарная биогазовая установка предназначена для эффективной ликвидации отходов, получения сырья и недорогих энергоресурсов. Собрать такое оборудование можно своими руками и применять вырабатываемый газ с целью отопления помещения, приготовления пищи, а также других нужд. Перед строительством полезно узнать о принципе работы установки, подходящих для нее типах сырья, специфике получения биологического газа и всех этапах монтажа.

Определение биогаза

Биогазовая установка выделяет газ путем сбраживания отходов

Биогаз стандартного типа – это натуральное топливо, образуемое в результате процессов сбраживания биологических субстратов. Он разлагается под воздействием гидролизных, а также кислото- и метанообразующих бактериальных организмов. Полученная смесь обладает горючими свойствами из-за высокого содержания метана, благодаря своим характеристикам она почти не отличается от привычного природного сырья, применяемого для бытовых и промышленных целей. Биогаз представляет собой экологически чистое вещество, технология его производства также не оказывает негативного воздействия на окружающую среду. В качестве сырьевого компонента для него применяются отходы жизнедеятельности, которые необходимо утилизировать.

Установка с биогазом будет выгодна собственникам частных строений, имеющих доступ к отходам от животноводческих хозяйств. В этом случае оптимальным вариантом станет строительство сразу нескольких биогазовых станций.

Принцип работы биогазовой установки

Этот прибор может иметь различную комплектацию, которая зависит от его мощности, типа применяемого сырья и продукта, который получается в итоге. Монтаж стандартного типа включает в себя установку накопительной емкости, мельниц и миксеров, газгольдера накопления вырабатываемого газа, реактора и системы для подачи в него отходов, систем передачи топливного компонента, обработки, автоматики, контроля и защиты производственных процессов. Биогазовая домашняя станция работает по стандартному принципу:

1. В герметичную емкость засыпают биомассу, которая разбавляется водой, там она начинает бродить и выделять газовое вещество.
2. Содержимое емкости обновляют, сливая отработанные отходы и добавляя свежие.
3. Накопленный в верхней части емкости газ по трубке переходит в газовый сборник и затем в подключенные бытовые приборы.

Главное преимущество этого альтернативного энергетического источника заключается в сокращении выбросов метана. После такой переработки и ее поэтапного процесса образуются эффективные удобрения, идеально подходящие для полей и огородов, а также не содержащие опасных примесей.

Какое сырье подходит для установки

В биогазовых установках используются отходы домашних животных, содержимое септиков

Любая установка для биогаза лучше всего работает на свежем органическом компоненте – навозе домашнего скота либо птицы, запасы которого должны пополняться каждый день. В реактор можно дополнительно добавлять измельченную траву, ботву либо листву, включая бытовые отходы, например, овощные очистки. Результативность работы станции напрямую зависит от вида используемого сырья. Наибольшее количество биологического газа получается из смеси помета свиней и индюшиного навоза. Сочетание отходов коров и силоса позволяет получить гораздо меньше газа при аналогичной нагрузке.

Некоторые факторы способны понижать активность анаэробных бактерий и даже полностью приостановить производство натурального биогаза. В резервуар не должно поступать сырье, содержащее антибиотики, плесень, синтетические компоненты моющего типа и смолы. Не стоит применять перегнивший навоз, загружать внутрь установки можно только свежие либо высушенные отходы. Помимо этого сырье не должно быть переувлажненным, критическим считают показатель в 95%.

С целью облегчения загрузки биологической массы и ускорения процессов сбраживания в отходы необходимо добавлять немного очищенной воды и разводить ее до нормальной консистенции.

Специфика получения биогаза

После получения газа отходы биогазовой установки применяют в качестве удобрения

Биогаз, произведенный в домашних условиях, перерабатывается в биологическом реакторе на протяжении нескольких этапов. На протяжении некоторого времени на биомассу воздействуют бактерии, точные сроки сбраживания будут зависеть от объемов сырья. За счет работы бактерий образуется горючая газовая смесь, содержащая метан, углекислый газ и ряд других веществ, включая сероводород. Далее смесь из реактора переходит в газгольдер, где сохраняется до начала целевого использования, газ оттуда можно применять и для обслуживания бытовых приборов, по свойствам он не уступает натуральному. Разложенную массу нужно своевременно убирать из ферментатора, чтобы в итоге получить высококачественное удобрение.

Расчет рентабельности биогазовой установки

Вырабатывать биогаз своими руками выгодно, поскольку 1 куб.м этого топлива предоставляет аналогичный объем энергии, как 3,5 кг дров, 1-2 кг угля или 9-10 кВт электричества. Если знать приблизительный вес доступных отходов и количество требуемой энергии, можно рассчитать возможные выгоды и минусы такой станции.

В качестве примера можно привести расчет субстрата, приготовленного из 1,5 навозного компонента, 3,5 тонн органических отходов и подогретой воды в количестве, равном 65-75% от стандартного объема органики. Это сырье рассчитано на шесть месяцев умеренного использования газа. Процесс ферментации дает нужный результат спустя 10-15 суток, газ начнет вырабатываться в минимальном количестве и заполнить емкость. Через тридцать дней топливо будет вырабатываться в полноценном режиме. При отсутствии проблем и корректной работе станции объем увеличивается постепенно вплоть до полного перегнивания субстрата.

Производительность биогазовой станции будет зависеть от скорости перебраживания сырья, которая связана с повышенным уровнем влажности и температурой субстрата.

Этапы строительства своими руками

В качестве накопителей газа используются автомобильные камеры

Биологический газ своими руками полностью доступен каждому владельцу частного строения, который может самостоятельно сделать максимально простую и надежную установку. Ее монтаж осуществляется по чертежам и состоит из нескольких шагов.

Подготовка ямы

Поскольку биогазовая установка расположена под землей, эффективность ее работы будет зависеть от того, насколько качественно была проведена подготовка и отделка специальной ямы. Укрепить ее стенки можно с помощью пластика, бетона либо полимерных колец, которые должны быть оснащены глухим днищем. Они будут стоить дороже, чем подручные материалы, но при этом не потребуют дополнительного герметика. Полимерные компоненты не боятся воды и химических компонентов, но при этом чувствительны к механическим воздействиям, если понадобится, их всегда можно заменить.

Система отвода газа

Получение природного биогаза осуществляется с помощью патрубка, который устанавливают в верхнем элементе бочки. Вещество выходит на гидрозатвор по подсоединенной трубке, потом переходит в накопитель и перемещается к приборам бытового типа. Недалеко от отвода газа устанавливают спусковой клапан, в случае превышения давления внутри емкости он выпустит излишки вещества.

Система подачи и выгрузки сырья

Для постоянного вырабатывания газовой смеси в биогазогенератор бактерии внутри субстрата необходимо постоянно обеспечивать свежим навозом и органикой. Отработанное сырье убирают из бункера, чтобы оно не заняло лишнее место. В бочке проделывают отверстия с целью выгрузки и загрузки, в которые вваривают трубы с диаметром не меньше 300 мм. Трубопровод загрузочного типа должен быть направлен вверх, его дополняют воронкой, а сливную часть строят таким образом, чтобы во время работы было удобно собирать отходы после переработки.

Система подогрева

Если установка располагается на улице, необходимо обеспечить подогрев сырья

Если станцию размещают во дворе или в неотапливаемой комнате, ей понадобится обеспечить оптимальную теплоизоляцию и стабильный подогрев. Для этой цели можно завести внутрь установки трубки, по которым вода перемещается из отопительной системы, и установить их вдоль стен бочки. Также в реактор кладут резервуар, наполненный водой, подогретой электрическими ТЭНами, первый вариант считается более экономичным. Чтобы работа установки была стабильной, температура ее содержимого не должна опускаться ниже 38 и подниматься выше 55 градусов.

Система перемешивания

Дополнительная ручная мешалка с любой конструкцией способна заметно повысить эффективность станции. Для ее создания ось с приваренными к ней лопастями выводят сквозь крышку бочки наружу. Затем на нее надевают ручку-ворот и полностью герметизируют отверстие.

Монтаж купола и труб

На завершающем этапе понадобится сделать газгольдер своими руками для станции биогаза и установить купол ее верхнего элемента. В наиболее высокой купольной точке ставят трубу отвода газа и протягивают ее по направлению к газгольдеру.

Свободное пространство внутри реактора выполняет функции газового хранилища, но этого не хватит для полностью безопасного функционирования установки. Во избежание взрыва от повышенного давления под куполом газ должен использоваться постоянно. Для предотвращения смешивания биологического метана с воздухом ставят гидрозатвор, который также предназначен для очищения газа.

Преимущества и недостатки биогазовой установки

Биогазовая установка не загрязняет окружающую среду, поставляет органическое удобрение для огорода

В перечень преимуществ входит:

• возможность безопасной утилизации отходов;
• получение возобновляемых запасов экологичного сырья;
• выделение минимального количества углекислого газа и серы по сравнению с обычными газовыми установками;
• полноценная стабильность работы станции;
• возможность использовать сразу несколько установок для снижения издержек и предотвращения ущерба;
• максимальные выгоды для сельского хозяйства.

Помимо всех перечисленных достоинств у биогазовой установки есть и свои минусы. Такой газ является относительно чистым топливом, но он все же способен загрязнять окружающую среду. Также у владельцев таких станций могут возникать сложности с поставками биомассы, если они не позаботятся об этом заранее.

принцип работы, схемы и расчет

Одна из задач, которую приходится решать в сельском хозяйстве — утилизация навоза и растительных отходов. И это довольно серьезная проблема, которая требует постоянного внимания. На утилизацию уходят не только время и силы, но и приличные суммы. Сегодня есть, как минимум, один способ, позволяющий эту головную боль превратить в статью дохода: переработка навоза в биогаз. В основе технологии лежит природный процесс разложения навоза и растительных остатков за счет содержащихся в них бактерий. Вся задача в создании особых условий для наиболее полного разложения. Эти условия — отсутствие доступа кислорода и оптимальная температура (40-50^oC).

Все знают, как чаще всего утилизируют навоз: складывают в кучи, потом, после ферментации, вывозят на поля. В этом случае образовавшийся газ выделяется в атмосферу, туда же улетает и 40% содержащегося в исходном веществе азота и большая часть фосфора. Получающееся в результате удобрение далеко не идеально.

Как можно организовать переработку навоза в биогаз

Для получения биогаза необходимо чтобы процесс разложения навоза проходил без доступа кислорода, в закрытом объеме. В этом случае и азот, и фосфор остаются в остаточном продукте, а газ скопится в верхней части емкости, откуда его легко выкачать. Получаются два источника прибыли: непосредственно газ и эффективное удобрение. Причем удобрение высшего качества и безопасное на 99%: большая часть болезнетворных микроорганизмов и яйца гельминтов погибают, содержащиеся в навозе семена сорных трав теряют всхожесть. Существуют даже линии по расфасовке этого остатка.

Второе обязательное условие процесса переработки навоза в биогаз — это поддержание оптимальной температуры. Содержащиеся в биомассе бактерии, при низких температурах малоактивны. Они начинают действовать при температуре среды от +30^oC. Причем в навозе содержатся бактерии двух типов:

• мезофильные — они размножаются при температуре от +30^oC до +40^oC;
• термофильные — для их активного роста необходима температура от +50^oC до +60^oC.

  Сравнительная таблица затрат и эффективности мезофильного и термофильного разложения навоза. Как видите, денег нужно на старте в три-четрые раза больше, но на выходе получаете больше в десять раз

Термофильные установки с температурой от +43^oC до +52^oC являются наиболее эффективными: в них навоз обрабатывается 3 дня, на выходе с 1 литра полезной площади биореактора получается до 4,5 литров биогаза (это максимальный выход). Но на поддержание температуры в +50^oC требуются значительные расходы энергии, что не в каждом климате рентабельно. Потому чаще биогазовые установки работают на мезофильных температурах. В этом случае время переработки может составлять 12-30 дней, выход — примерно 2 литра биогаза на 1 литр объема биореактора.

Состав газа меняется в зависимости от сырья и условий переработки, но примерно он следующий: метан — 50-70%, двуокись углерода — 30-50%, а также содержится небольшое количество сероводорода (менее 1%) и совсем небольшой количество аммиака, водорода и соединений азота. В зависимости от конструкции установки в биогазе могут содержаться в значительном количестве пары воды, что потребует их осушения (в противном случае он просто не будет гореть). Как выглядит промышленная установка продемонстрировано в видео.

Это можно сказать целый завод по выработке газа. Но для частного подворья или небольшой фермы такие объемы ни к чему. Простейшую биогазовую установку легко сделать своими руками. Но вот вопрос: «Куда дальше направлять биогаз?» Теплота сгорания получаемого в результате газа от 5340 ккал/м3 до 6230 ккал/м3 (6,21 — 7,24 кВт.ч/м3). Потому его можно подавать на газовый котел для выработки тепла (отопление и горячая вода), или на установку по выработке электричества, на газовую печку и т. д. Вот как использует навоз от своей перепелиной фермы Владимир Рашин — конструктор биогазовой установки.

Получается, что имея хоть какое-то более-менее приличное количество скота и птицы, можно самому полностью обеспечить потребности своего хозяйства в тепле, газе и электричестве. А если установить на автомобили газовые установки, то и топливом для автопарка. Учитывая, что доля энергоносителей в себестоимости продукции 70-80% вы сможете только на биореакторе сэкономить, а потом и заработать множество денег. Ниже приведен скриншот экономического расчета рентабельности биогазовой установки для небольшого хозяйства (по состоянию на сентябрь 2014). Хозяйство мелким не назовешь, но и не крупное однозначно. Просим прощения за терминологию — это авторский стиль.

Это примерный расклад требуемых затрат и возможных доходов Схемы самодельных биогазовых установок

Возможно, вам будет интересно прочитать о том, как использовать солнечную энергию для отопления дома.

Схемы самодельных биогазовых установок

Простейшая схема биогазовой установки — это герметичная емкость — биореактор, в который сливается подготовленная жижа. Соответственно есть люк загрузки навоза и люк выгрузки переработанного сырья.

Простейшая схема биогазовой установки без «наворотов»

Емкость заполняется субстратом не полностью: 10-15% объема должно оставаться свободным для сбора газа. В крышку бака встраивается труба для отведения газа. Так как в полученном газе содержится довольно большое количество водяных паров, гореть в таком виде он не будет. Потому необходимо его для осушения пропустить через гидрозатвор. В этом нехитром устройстве большая часть водяного пара сконденсируется, и газ уже будет хорошо гореть. Потом газ желательно очистить от негорючего сероводорода и только потом его можно подавать в газгольдер — емкость для сбора газа. А оттуда уже можно разводить к потребителям: подавать на котел или газовую печь. Как сделать фильтры для биогазовой установки своими руками              смотрите в видео.

Большие промышленные установки размещают на поверхности. И это, в принципе, понятно — слишком велики объемы земельных работ. Но в небольших хозяйствах чашу бункера закапывают в землю. Это во-первых, позволяет снизить затраты на поддержание требуемой температуры, а во-вторых, на частном подворье и так достаточно всяких устройств.

Емкость можно взять готовую, или в вырытом котловане сделать из кирпича, бетона и т.д. Но придется в этом случае позаботиться о герметичности и непроходимости воздуха: процесс анаэробный — без доступа воздуха, потому необходимо создать непроницаемую для кислорода прослойку. Сооружение получается многослойным и изготовление такого бункера длительный и затратный процесс. Потому дешевле и проще закопать готовую емкость. Раньше это обязательно были металлические бочки, часто из нержавейки. Сегодня с появлением на рынке емкостей из ПВХ можно использовать их. Они химически нейтральны, имеют низкую теплопроводность, длительный срок эксплуатации, и стоят в разы дешевле нержавеек.

Биореактор не обязательно закапывать. Это очень неплохой вариант, и обслуживать его удобно. Но зимой придется еще дополнительные меры по утеплению принимать. А газ отводится в специальные мешки-газгольдеры

Но описанная выше биогазовая установка будет иметь малую производительность. Для активизации процесса переработки необходимо активное перемешивание массы, находящейся в бункере. В противном случае на поверхности или в толще субстрата образуется корка, которая замедляет процесс разложения, газа на выходе получается меньше. Перемешивание проводится любым доступным способом. Например, таким, как продемонстрировано в видео. Привод при этом можно сделать любой.

Есть еще один способ перемешивания слоев, но немеханический — барбитация: вырабатываемый газ под давлением подают в нижнюю часть емкости с навозом. Поднимаясь вверх, пузырьки газа будут разбивать корку. Так как подается все тот же биогаз, то никаких изменений условий переработки не будет. Также этот газ нельзя считать расходом — он снова попадет в газгольдер.

Как говорилось выше, для хорошей производительности необходима повышенная температура. Чтобы не особенно тратиться на поддержание этой температуры необходимо позаботиться об утеплении. Какого типа теплоизолятор выбирать, конечно, дело ваше, но сегодня самый оптимальный — пенополистирол. Он не боится воды, не поражается грибками и грызунами, имеет длительный срок эксплуатации и отличные показатели по теплоизоляции.

Для увеличения температуры субстрата подойдет любая технология обогрева. Важно добиться требуемой температуры. От этого зависит эффективность установки

Формы биореактора могут быть разные, но чаще всего встречается цилиндрическая. Она неидеальна с точки зрения сложности перемешивания субстрата, но используется чаще, потому что у людей накоплен большой опыт построения подобных емкостей. А если такой цилиндр разделить перегородкой, то можно использовать их как два отдельных резервуара, в которых процесс смещен по времени. При этом в перегородку можно встроить нагревательный элемент, таким образом решив проблему поддержания температуры сразу в двух камерах.

Если обычный цилиндр разделить вертикальной перегородкой, получить можно две камеры для переработки

В самом простом варианте самодельные биогазовые установки — это прямоугольной формы яма, стенки которой сделаны из бетона, а для герметичности обработаны слоем стеклопластика и полиэфирной смолы. Такая емкость снабжается крышкой. Она крайне неудобна в эксплуатации: трудно реализуется и подогрев, перемешивание и отведение сбродившей массы, добиться полной переработки и высокой эффективности невозможно.

Биогазовая установка своими руками: чертежи установки траншейного типа

Чуть лучше обстоит дело с траншейными биогазовыми установками переработки навоза. Они имеют скошенные края, что облегчает загрузку свежего навоза. Если сделать дно под уклоном, то в одну сторону самотеком будет смещаться сбродившая масса и отбирать ее будет проще. В таких установках нужно предусмотреть теплоизоляцию не только стен, но и крышки. Подобная биогазовая установка своими руками реализуется несложно. Но полной переработки и максимального количества газа в ней не добиться. Даже при условии подогрева.

С основными техническими вопросами разбирались, и вы теперь знаете несколько способов того, как построить установку для получения биогаза из навоза. Остались технологические нюансы.

Что можно перерабатывать и как добиться хороших результатов

В навозе любого животного имеются необходимые для его переработки организмы. Было обнаружено, что в процессе сбраживания и в выработке газа участвует более тысячи различных микроорганизмов. Важнейшую роль при этом играют метанобразующие. Также считается, что все эти микроорганизмы в оптимальных пропорциях находятся в навозе КРС. Во всяком случае, при переработке этого вида отходов в сочетании с растительной массой, выделяется самое большое количество биогаза. В таблице приведены усредненные данные по наиболее распространенным видам сельскохозяйственных отходов. Примите во внимание, что такое количество газа на выходе можно получить при идеальных условиях.

Количество биогаза, которое можно получить из различного сырья

Для хорошей продуктивности необходимо поддерживать определенную влажность субстрата: 85-90%. Но воду при этом нужно использовать не содержащую посторонних химических веществ. Негативно на процессы влияют растворители, антибиотики, моющие средства и т.д. Также для нормального протекания процесса в жиже не должны содержаться крупные фрагменты. Максимальные размеры фрагментов: 1*2 см, лучше более мелкие. Потому если вы планируете добавлять растительные ингредиенты, то необходимо их измельчать.

Важно для нормальной переработки в субстрате поддерживать оптимальный уровень рН: в пределах 6,7-7,6. Обычно среда имеет нормальную кислотность, и лишь изредка кислотообразующие бактерии развиваются быстрее метанобразующих. Тогда среда становится кислой, выработка газа снижается. Для достижения оптимального значения в субстрат добавляют обычную известь или соду.

В таблице указаны составы, повышающие количество выделяющегося газа

Теперь немного о времени, которое необходимо на переработку навоза. Вообще время зависит от созданных условий, но первый газ может начать поступать уже на третьи сутки после начала сбраживания. Наиболее активно газообразование происходит при разложении навоза на 30-33%. Чтобы можно было ориентироваться по времени, скажем, что через две недели субстрат разлагается на 20-25%. То есть, оптимально переработка должна продолжаться месяц. В этом случае и удобрение получается наиболее качественным.

Расчет объема бункера для переработки

Для небольших хозяйств оптимальной является установка постоянного действия — это когда свежий навоз поступает небольшими порциями ежедневно и такими же порциями удаляется. Для того чтобы процесс не нарушался доля ежесуточной загрузки не должна превышать 5% от перерабатываемого объема.

Самодельные установки по переработке навоза в биогаз — не вершина совершенства, но достаточно эффективны

Исходя из этого, вы легко определите требуемый объем резервуара для самодельной биогазовой установки. Вам нужно суточный объем навоза с вашего хозяйства (уже в разведенном состоянии с влажностью 85-90%) умножить на 20 (это для мезофильных температур, для термофильных придется умножать на 30). К полученной цифре нужно добавить еще 15-20% — свободное пространство для сбора биогаза под куполом. Основной параметр вы знаете. Все дальнейшие расходы и параметры системы зависят от того, какая схема биогазовой установки выбрана для реализации и как вы все будете делать. Вполне можно обойтись подручными материалами, а можно заказать установку «под ключ». Заводские разработки обойдется от 1,5 млн. евро, установки от «Кулибиных» будут дешевле.

Юридическое оформление

Согласовывать установку придется с СЭС, газовой инспекцией и пожарниками. Вам понадобятся:

• Технологическая схема установки.
• План размещения оборудования и составляющих с привязкой самой установки, местом установки теплового агрегата, места прокладки трубопроводов и энергомагистралей, подключения насоса. На схеме должны быть обозначены громоотвод и подъездные пути.
• Если установка будет находиться в помещении, то необходим также будет план вентиляции, которая будет обеспечивать не менее чем восьмикратный обмен всего воздуха в помещении.

Как видим, без бюрократии и тут не обойтись.

Имея источник энергии им грех не воспользоваться

Напоследок немного о производительности установки. В среднем за сутки биогазовая установка выдает объем газа в два раза превышающий полезный объем резервуара. То есть, 40 м³ навозной жижи дадут в сутки 80 м³ газа. Примерно 30% уйдет на обеспечение самого процесса (главная статья расходов — подогрев). Т.е. на выходе вы получите 56 м³ биогаза в день. Для покрытия потребностей семьи из трех человек и на отопление среднего по размерам дома требуется по статистике 10 м³. В чистом остатке у вас 46 м³ в день. И это при небольшой установке.

Итоги

Вложив некоторое количество средств в устройство биогазовой установки (своими руками или под ключ), вы не только обеспечите собственные нужды и потребности в тепле и газе, но и сможете продавать газ, а также получающиеся в результате переработки высококачественные удобрения.

рекомендации по обустройству самоделки Биогазовая установка своими руками

Социальный проект Biobolsa обеспечивает местных крестьян простыми биогазовыми установками, которые позволяют им автономно получать газ из органических отходов. В 2010 году проект стартовал в Мексике, а сегодня активно развивается в 9 странах Латинской Америки и Африке.

Идея проекта Biobolsa возникла еще в 2007 году, когда молодой мескиканец Алекс Итон решил сделать бюджетный анаэробный биореактор природного газа для фермерских хозяйств. К 2010 году Алекс оформил все патенты и полноценно запустил первый пилотный проект.

Что собой преставляет биореактор Biobolsa?

В принципе ничего сложного, большие прочные мембранные мешки 15 метров в длину 2 метра в ширину и более 2 м в высоту. Их вместимость около 40000 литров жидкости, и возможность переработки до 1 тонны отходов в день. Есть более компактные решения 2х2 метра для небольшой семьи, они перерабатывают до 20 кг отходов.

При помощи такой биогазовой установки одна крестьянская семья с четырьмя свиньями может производить достаточное количество биогаза для готовки на кухне.

Фермеры часто видят увеличение урожайности на 20-40% в первый год, и с каждым годом она только растет. На ферме с 1000 свиней, семья оснащается системой, которая способна производить больше энергии, чем они могут потреблять и они даже продают электроэнергию обратно в мексиканскую электросеть.

Повсеместное внедрение таких биогазовых установок благотворно сказывается и на экологии. Согласно исследований Организации продовольства FAO, современный сельскохозяйственный бизнес генерирует больше выбросов парниковых газов, чем транспорт. Этот сектор также загрязняет водные источники отходами животного происхождения, антибиотиками, гормонами, химическими удобрениями и пестицидами которые используются для выращивания сельскохозяйственных культур.

Биогазовые установки превращают метан и диоксид углерода в энергии, уменьшая парниковых газов от сельскохозяйственной деятельности, а использование органических удобрений предотвращает загрязнение водосборных бассейнов. Фермеры которые перешли на биогаз в качестве источника питания для своих домов не зависят от ископаемого топлива, не рубят для топлива. Это замедляет обезлесение и улучшает качество воздуха.

Таким образом биогазовые установки это немного больше, чем просто мешки для сельских семей. Итон утверждает, что такой подход также пробуждает эмоциональную связь с миром вокруг, и фермеры начинают проникаться культурой повторного использования отходов.

При поддержке различных фондов и государственных учреждений, создателям Biobolsa удалось обеспечить частичное субсидирование для заинтересованных сторон. И это послужило толчком для внедрения установок в самых бедных и депрессивных регионах Латинской Америки. В этом году планируется запустить еще 2 пилотных проекта в Африке.

Biobolsa получил несколько международных наград, как социальное предпринимательство, среди прочих, сеть развития бизнеса Network из Голландии, вручила награду 10000 евро, что послужило мощным толчком в развитии проекта.

«По нашим оценкам, только в Мескике есть 4 миллиона домов, которые потенциально могли бы использовать биогазовые установки», рассказывает Алекс Итон.

По материалам:
5.3. Электроэнергия.
5.4. Биогумус.
6. Хранение продуктов, произведенных биогазовой установкой.
7. С чего начинать.
8. Делаем сами.
8.1. «Китайская» яма.
8.2. Гибкий ферментатор.
8.3. «Всепогодная» установка.
9. Промышленные конструкции.

Такое название для описываемой конструкции я выбрал, потому что очень часто в литературе по биогазу такую конструкцию упоминают, как использовавшуюся еще тысячу лет назад в Китае. Конечно, правильнее было бы назвать ее «подземной биогазовой установкой для теплого грунта».

Эта конструкция примечательна тем, что в ней нет никаких движущихся деталей, а сырье движется по ней самотеком. Конструкция состоит из входной трубы, герметичной ямы-реактора, выходной трубы для биогаза, выходной трубы для шлама и буферного накопителя шлама.

К верхнему отверстию входной трубы стекается по канавкам сырье. Обычно применяется жидкий навоз (смесь навоза с мочой), стекающий из расположенного рядом стойла для содержания домашних животных, а также из туалета. Естественно, что высота расположения таких сборников фекалий немного больше высоты расположения горловины приемной трубы, чтобы фекалии свободно стекали в приемную трубу. Входная труба косо опускается вниз под землю, и входит в стенку реактора ниже уровня субстрата в реакторе. Получается гидравлический затвор, который пропускает внутрь реактора свежий субстрат, но не выпускает биогаз. Конечно, часть биогаза, генерирующаяся в толще субстрата точно под входным отверстием в стенке реактора, поднимаясь вверх, попадает в это отверстие, движется дальше по входной трубе и улетучивается в воздух. Но этими потерями можно пренебречь. Выходная труба выходит из противоположной стенки реактора почти от самого его днища и косо поднимается вверх. Наверху она входит снизу в емкость в форме открытого сверху параллелепипеда. Верхние края этой емкости должны быть расположены ниже горловины входной трубы. Из этой емкости должен быть проложен «аварийный» сток в более низкорасположенную лагуну или яму. Реактор в нижней части имеет цилиндрическую форму, а верх реактора выполнен в форме купола-полусферы. Из вершины купола выходит трубка для отвода биогаза.

Стенки труб, реактора и буферного накопителя должны быть укреплены так, чтобы не разрушаться под давлением грунта или субстрата и должны не пропускать сквозь себя субстрат. Верхняя часть купола реактора должна быть выполнена так, чтобы сквозь нее не просачивался биогаз. Раньше это делалось из кирпичей, раствора и специальной штукатурки. Сейчас обычно применяют бетон и полимеры.

Размер (объем) реактора подбирают в соответствии с объемом ежесуточных фекальных стоков. Этот объем также зависит от температурного режима. Если температуры грунта вокруг реактора не опускается ниже 30° C, то внутри реактора будет происходить анаэробное брожение в мезофильном режиме. Длительность цикла такого брожения лежит в пределах двух-четырех недель. Соответственно, объем реактора должен быть больше 14 суточных доз стоков. Если температура в глубине земли составляет 20-25° С, то будет происходить психрофильное брожение. В этом случае объем реактора надо удвоить.

Процесс протекает следующим образом:

Фекальные стоки стекают по входной трубе в реактор. При этом аналогичное количество шлама поднимается со дна реактора и выталкивается в буферную емкость через выходную трубу. В процессе брожения выделяется биогаз и поднимается под свод купола реактора. Если через выходную биогазовую трубу к потребителю поступает меньше газа, чем его вырабатывается, то уровень субстрата в реакторе понижается, а во входной трубе и буферной емкости – повышается. Давление биогаза задается разностью уровней в буферной емкости и в реакторе. Купол реактора при этом условно можно назвать газгольдером. Рабочий объем этого газгольдера будет равен разнице объемов субстрата в реакторе в вернем и нижнем положении, в промежутке между которыми давление биогаза будет лежать в заданных пределах. Обычно для различных газовых горелок и котлов необходимо давление газа 0,013-0,030 атм, или 13-30 см водяного столба. В принципе можно допустить и давление до 0,050 атм, если его выдержит конструкция установки, потому что скорость истекания биогаза можно подрегулировать вентилем или редуктором.

Поскольку плотность субстрата близка к плотности воды, то можно считать, что разница уровней в реакторе и в буферном накопителе должна составлять 13-50 см.

Для того, чтобы давление биогаза внутри реактора не превысило верхнюю границу 0,05 атм, необходимо предусмотреть клапан, который стравит биогаз, если его давление превысит это значение. Как Вы понимаете, тысячу лет назад не было автоматических механических клапанов, калиброванных на заданное давление. Но задача, тем не менее, имеет простое решение. Верхний срез отверстия соединения входной трубы с реактором делается на высоте на 50 см ниже вершины стенок буферной емкости. Тогда, когда давление биогаза растет, уровень субстрата в реакторе понижается, поднимая уровень субстрата в буферной емкости. Излишек субстрата выливается из буферной емкости. Когда уровень субстрата внутри реактора опускается ниже верхнего среза отверстия входной трубы, излишек биогаза выходит наружу через входную трубу.

Для того чтобы избежать возможности попадания субстрата в биогазовую трубу, необходимо, чтобы уровень слива из буферной емкости находился ниже точки выхода биогазовой трубы из реактора, то есть, ниже вершины купола реактора. Поэтому, такие подземные реакторы удобно располагать на склоне, чтобы избежать лишних земляных работ.

При нормальной эксплуатации шлам из буферной емкости ежедневно вычерпываю в объемах, соответствующих объему принятых фекальных стоков. Шлам используют в качестве биоудобрения.

Конструкция эта достаточно простая, не требует дефицитных материалов. Но работать она будет только в теплом климате. Даже если сделать стенки такого реактора в виде термоса, чтобы теплоизолировать их от окружающего грунта, мы не сможем полностью исключить отток тепла в холодное время года. При падении температуры внутри реактора ниже 200C выделение биогаза практически прекратится.

Также у этой конструкции есть недостаток – на дне реактора постепенно скапливается песок, или прочие тяжелые осадки. Поэтому время от времени такой реактор надо вскрывать и чистить. Как Вы сами понимаете, во-первых, это усложняет конструкцию реактора, а во-вторых, сама процедура чистки – весьма грязная и трудоемкая.

Павел Северилов

Актуальность биогазовых установок для дома растет с каждым годом. Все возрастающие цены на электроэнергию и природный газ побуждают людей искать новые источники энергии. Биогаз является эффективной и недорогой заменой традиционных энергоносителей.

Из чего получают биогаз?

Биогаз вырабатывают из отходов органического происхождения, в большом количестве скапливающихся при ведении приусадебного хозяйства, разведении домашних птиц и животных. В качестве сырья применяют навоз крупного и мелкого скота, птичий помет, силос, отходы бойни, прогнившее зерно, жиры, пищевые отходы, выжимку, молочную сыворотку, свекольную ботву, солодовый остаток и пр. Большинство перечисленных видов сырья можно смешивать между собой.

Процесс производства биогаза в домашних условиях

В процессе получения биогаза используется брожение биомассы животного и растительного происхождения в анаэробных (без поступления воздуха) условиях. Органические отходы при таких условиях выделяют смесь газов, в составе которой метан занимает более 50%, углекислый газ — 35%, остальные 15% — азот, сероводород и др. Помимо получения бесплатного горючего процесс переработки отходов позволяет производить в виде побочного продукта высококачественные биоудобрения.

Видео: принцип работы биогазовой установки

За рубежом домашние биогазовые установки появились уже давно. В Китае их задействовано в сельских хозяйствах более 12 миллионов. Широко распространены биогазовые установки и в Европе. Доля применения биогаза в Швеции и Австрии составляет около 20%.
Обычно в таких установках применяется порционная загрузка. При этом реактор полностью заполняется сырьем, которое в процессе ферментации до конца вырабатывается.
Самодельные биогазовые установки имеют довольно низкий выход биогаза при ферментации сырья, поэтому окупаются обычно только в течение 3-5 лет. Профессиональные биогазовые мини-установки способны окупить затраты через год-полтора.
На эффективность применения биогазовых установок оказывают влияние климатические условия, достаточность количества сырья. Профессиональные установки разрабатываются с учетом этих факторов, поэтому они более экономичны и могут использоваться в разнообразных климатических условиях.

Описание распространенной домашней биогазовой установки

Наиболее популярны установки, состоящие из куполообразного реактора и выгрузочной области. Газ собирается в верхней куполообразной части реактора. После загрузки новой порции отходов получившийся в результате переработки сырья биогумус поступает через специальный канал в выгрузочную (компенсирующую) область. Давление на ферментируемую массу усиливается пропорционально объему полученного газа и постепенно все сильнее выталкивает переработанное сырье в компенсирующую область.
Для эффективного использования подобной установки необходим теплый климат, поэтому в России они не распространены широко. Для холодного климата применяются профессиональные биогазовые установки, построенные по специальной технологии.

Получение электричества и тепла

Для выработки электричества и тепловой энергии из биогаза применяются когенерационные электростанции. Основное преимущество таких электростанций — использование тепловой энергии, при обычных условиях уходящей в атмосферу с дымовыми газами. Позволяют значительно экономить топливо. Виды когенерационных электростанций: поршневые (более распространенные) и турбинные.

Преимущества биогазовых установок для дома

• значительное уменьшение затрат на приобретение традиционных энергоносителей;
• экономия на утилизации отходов;
• увеличение урожая благодаря применению полученных биоудобрений;
• экономия средств за счет использования биоудобрений вместо минеральных;
• возможность экономии на утилизации отходов;
• доход от продажи излишков биоудобрений;
• улучшение экологической и санитарной обстановки благодаря переработке отходов животноводческой промышленности.

Биогаз является возобновляемым и экологически чистым энергоресурсом, имеющим большие перспективы в условиях удорожания энергоносителей и ухудшения экологической обстановки.

Биогазовая установка для дома. Мини биогазовая установка.

Биогазовая установка для дома сейчас актуальна как никогда! Цены на природный газ и электроэнергию возрастают ежегодно на 15-30%. Мировой финансовый кризис приводит к еще большему повышению этих цен в России.
Биогазовая установка позволяет извлекать из навоза и других органических отходов большое количество биогаза и ценнейших биоудобрений. Из одной тонны навоза можно получить 50-100 кубометров газа. Биотехнологии уже зарекомендовали себя на западе и не являются там чем-то новым. В России наиболее актуальным может быть применение биогазовых установок и вырабатывание ими электричества и тепла при расширении аграрного бизнеса , строительстве перерабатывающих производств, теплиц, объектов культурно-социального назначения и здравоохранения.
Биогазовая установка – это значительное подспорье для сельскохозяйственного бизнеса. Сырье бесплатное, его очень-очень много и оно есть повсеместно. Как сырье можно использовать навоз крупного рогатого скота, навоз свиней, птичий помет, отходы бойни, силос, прогнившее зерно, жиры, отходы пищевой промышленности, солодовой осадок, выжимку, послеспиртовую барду, свекольную батву, технический глицерин при производстве биодизеля, молочную сыроватку, водоросли. Большинство видов сырья можно смешивать между собой.
Переработка отходов на биогазовой установке для дома дает одновременно газ и, следовательно, из него можно получить электричество и тепло, высококачественные биоудобрения. Выработка электричества из биогаза осуществляются на когенерационных электростанциях. Это использования первичного источника энергии – газа, для получения двух источников энергии: тепловой и электрической. Главное преимущество такой электростанции перед обычными состоит в том, что использование энергии топлива здесь происходит с гораздо большей эффективностью. Иными словами, когенереционная установка позволяет использовать тепловую энергию, которая обычно улетучивается в атмосферу вместе с дымовыми газами. Когенереционные электростанции могут быть поршневыми (более традиционными) и турбинными. Если Вы хотите купить печи для бань. Обратите внимание, печи для бань тут кратчайшие сроки! С нами Вы сделает качественно печи для бань, информация на сайте Инжкомцентр ВВД.
Преимущество микротурбин Capstone для потребителей заключается в том, что это высоконадежное оборудование, которое неприхотливо в обслуживании, не требует больших затрат и имеет всю автоматизированную систему управления. Оборудование экономично по расходу топлива. Применения таких турбин – это энергетическая независимость потребителей. Строк до капитального ремонта микротурбин – 60 000 часов.

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.

Сделайте генератор биогаза для производства собственного природного газа

Вы можете использовать многие домашние органические «отходы» для производства собственного природного газа для приготовления пищи, освещения, отопления помещений и воды. Этот газ, известный как «биогаз», также может заменить ископаемый природный газ для топлива двигателя или абсорбционной системы охлаждения, такой как газовый холодильник или чиллер. Некоторые бензиновые двигатели разработаны или могут быть модифицированы для использования с природным газом, пропаном или биогазом. Дизельные двигатели могут принимать до 80 процентов биогаза.

Биогаз представляет собой смесь в первую очередь горючих газов, в основном метана, и углекислого газа, который образуется везде, где органический материал разлагается анаэробно (без кислорода), например, в воде, глубоко на свалке или в кишечниках животных, включая вас.

Я предпочитаю термин «генератор» для системы, потому что он передает намерение произвести что-то. Построив домашний биогазовый генератор, вы сможете сделать достаточно топлива, по крайней мере, для получения энергии для приготовления пищи. Семье со скромными ежедневными потребностями в приготовлении пищи потребуется как минимум теплый, сытый генератор объемом 200 галлонов (27 кубических футов).Такое количество биогаза позволит ежедневно готовить на плите около часа. Начните с малого, чтобы получить представление о биогазе, сделав небольшой генератор из одной бочки емкостью 55 галлонов. Найдите планы в Справочнике домовладельца по энергетике.

Вы можете производить много энергии домашнего биогаза?

Хорошо управляемый метановый реактор может производить примерно собственный объем биогаза каждый день. В любом месте от 10 до 60 процентов твердых веществ будут превращаться в биогаз во время сбраживания, поэтому ожидайте от 3 до 18 кубических футов доступной энергии биогаза на каждый фунт сухого материала.

Точный состав биогаза зависит от того, что вы подаете в варочный котел. Основным ингредиентом биогаза является метан. Метан (химически известный как Ch5) является основным компонентом обычного природного газа, обычно используемого для приготовления пищи и отопления, хотя биогаз не так энергоемок. Содержание метана в биогазе, вероятно, будет составлять от 50 до 80 процентов, по сравнению с примерно 70-90 процентами в природном газе, поставляемом коммунальными предприятиями. Природный газ содержит до 20 процентов других горючих газов, таких как пропан, бутан и этан, а биогаз — нет.Основными негорючими компонентами биогаза являются диоксид углерода, некоторое количество водяного пара, азот и, возможно, следы сероводорода.

Хорошим материалом для производства биогаза как с точки зрения производства, так и с точки зрения доступности, является свежесрезанная скошенная трава, из которой можно производить около 1–1⁄2 кубических футов биогаза на фунт. При такой скорости около 20 фунтов скошенной травы будут производить один час топлива для приготовления пищи (даже лучше силос из травы, для производства такого же количества биогаза требуется всего около 10 фунтов).Пищевые отходы могут давать немного большее количество биогаза на фунт, чем трава, но большинство людей будут иметь доступ к обрезкам травы в больших количествах (см. Слайд-шоу для сравнения различных материалов). Если у вас есть корова, свежий навоз хорошо подходит для производства метана на ферме, несмотря на его относительно низкий выход на фунт сухого веса. Одна корова будет производить около 140 фунтов (18 галлонов) навоза каждый день, что в конечном итоге может произвести в среднем 85 кубических футов биогаза или около трех часов ежедневного топлива для приготовления пищи.(Имейте в виду, что навоз, производимый в те часы, когда ваша корова находится на пастбище, будет трудно собрать.)

Производство биогаза в метановом котле

Если вы можете компостировать его, вы сможете его переварить. Идеальные ингредиенты биогаза — это те материалы, которых у вас есть в изобилии, удобные и постоянные поставки, поэтому вы можете производить стабильные и полезные количества биогаза. Практически любое сочетание овощей, пищевых отходов, обрезков травы, навоза, мяса, отходов скотобойни и жиров будет работать, если в вашем рецепте будет правильное соотношение углерода и азота.Избегайте использования слишком большого количества древесных продуктов, таких как древесная щепа и солома, которые содержат большое количество лигнина (часть стенок растительных клеток, устойчивых к микробному разрушению), который имеет тенденцию затруднять процесс пищеварения.

Генератор метана обычно содержит подающую трубку для заполнения емкости варочного котла, выпускное отверстие для сточных вод для удаления сброженных твердых и жидких веществ (называемое «дигестатом»), выпускное отверстие для газа и сборный резервуар для хранения биогаза.

Для производства биогаза в домашних условиях сначала смешайте воду с органическим материалом или «сырьем». «Диапазон общего содержания твердых веществ в смеси для оптимального производства биогаза составляет от 2 до 10 процентов, что означает, что от 90 до 98 процентов материала внутри вашего генератора может быть водой, включая воду, которая является частью вашего сырья. Измельчите или измельчите твердый материал на кусочки размером 1 дюйм или меньше. Наличие большей площади поверхности, доступной для микробов, будет способствовать лучшему усвоению органического материала. Волокнистый материал может легче перевариваться, если он стареет в течение нескольких дней (позволяя грибкам и бактериям начать расщепление волокна) перед тем, как попасть в генератор.

После добавления сырья добавьте воды, достаточной для приготовления суспензии, а затем добавьте заквасочную культуру организмов, производящих метан. Эти микробы, известные как «метаногены», естественным образом присутствуют в навозе большинства животных, поэтому, если вы используете навоз, вам не нужно их добавлять. Но если вы хотите переваривать только пищевые отходы или траву, вам нужно будет засеять смесь, чтобы запустить биологические процессы (в идеале, вам нужно будет сделать это только один раз).

Поддерживайте в контейнере температуру, близкую к температуре тела, от 90 до 100 градусов по Фаренгейту, и вы должны будете производить биогаз примерно через неделю.Чтобы уменьшить количество необходимого внешнего тепла, поместите генератор на солнце или в теплицу. Для дополнительной изоляции оберните генератор тонкой, гибкой изоляцией из вспененного материала или даже пузырчатой ​​пленкой, покрытой устойчивым к УФ излучению черным или прозрачным полиэтиленовым пластиком толщиной 6 мил.

Когда вы производите биогаз, направляйте его в простой контейнер для хранения, такой как небольшая бочка, перевернутая в большую бочку, наполненную водой (см. Слайд-шоу). Можно использовать любой контейнер для хранения, который является воздухонепроницаемым и расширяемым при поступлении и выходе газа.Приложите внешний груз к контейнеру для хранения, чтобы достичь нужного давления, требуемого вашей газовой установкой.

Вы определите время удерживания — время, необходимое генератору для преобразования твердых веществ в биогаз — путем прямого наблюдения. После того, как ваш генератор загружен и заработает, следите за скоростью производства газа, наблюдая за расширением бочки для сбора газа. Когда расширение замедляется, производительность падает, и пора кормить. Возможно, вам потребуется кормить каждый день или раз в неделю, в зависимости от смеси материалов и условий внутри генератора.Кормить лучше всего по рецепту. (Узнайте о разработке рецептов в The Homeowner’s Energy Handbook.)

Effluent — это смесь компостируемых твердых веществ и богатой питательными веществами жидкости из вашего биогазового генератора со слабым запахом. Вы можете вносить сточные воды прямо в свой сад в качестве улучшения почвы, но разумно сначала слить сточные воды в компост, чтобы уничтожить любые патогены.

Температура биогазового генератора: самая важная деталь

В большинстве случаев материал, который вы помещаете в хорошо обслуживаемый метановый генератор, работающий в диапазоне температур от 70 до 105 градусов, будет достаточно хорошо перевариваться примерно через месяц (вы будете постоянно добавлять сырье по мере разложения материала). Условия, которые вы попытаетесь имитировать в генераторе, аналогичны тем, которые существуют в кишечнике животного. Биологическая активность в генераторе будет производить некоторое количество тепла, но в зависимости от вашего климата вам может потребоваться дополнительное тепло.

Для производства газа зимой в холодном климате вам потребуется дополнительный источник тепла. Более крупный генератор может производить достаточно газа, чтобы часть его могла непрерывно нагревать воду, которая может циркулировать по замкнутому трубопроводу в качестве теплообменника.Или вы можете обернуть внешнюю часть бочки гибкой трубкой, покрытой изоляцией, и прокачивать через нее горячую воду (узнайте, как построить солнечный коллектор). Другой вариант — это погружной электрический водонагреватель с термостатическим управлением, предназначенный для предотвращения замерзания поилок домашнего скота.

Оцените затраты на обеспечение теплом и преимущества добычи газа. Если вы живете в жарком климате, обеспечьте немного тени, чтобы температура внутри генератора не поднималась намного выше 105 градусов.

Соображения безопасности

Никогда не производите биогаз в помещении или в закрытых помещениях. Метан — легковоспламеняющийся газ, который воспламеняется при смешивании с воздухом и воздействии пламени. Генератор биогаза может взорваться, если давление упадет, и пламя будет возвращено через трубопровод. Риски такие же, как при обращении с обычным природным газом и его хранении.

Бесплатные планы

В Полном справочнике по биогазу вы можете найти в Интернете планы по созданию генераторов объемом до 2640 галлонов.Генератор биогаза — это как еще один рот, который нужно кормить, но при правильной настройке и стабильной поставке сырья вы сможете производить природный газ, не содержащий ископаемых углеводородов, для удовлетворения различных потребностей в энергии на своем участке.

---

Энергия биогаза из метана со свалок

Городские свалки твердых отходов составляют третий по величине источник выбросов метана в США. Но вместо того, чтобы выбрасывать метан в атмосферу, где он усугубляет изменение климата, его можно улавливать для производства электроэнергии. По данным Агентства по охране окружающей среды США, около 600 свалок в США улавливают метан для использования различными способами, в том числе для обжига стеклодувных и гончарных печей, обогрева теплиц и даже питания ледового катка. Другие запланированные проекты будут преобразовывать свалочный газ в метанол для использования в качестве альтернативного топлива для автомобилей. — Кале Робертс

---

Пол Шекель (Paul Scheckel) — практический помощник по дому, работающий вне сети, и консультант по эффективности для коммунальных предприятий, домовладельцев и предприятий.Закажите его книгу The Homeowner’s Energy Handbook .

Анаэробное сбраживание (мелкомасштабное) | SSWM

Информационный бюллетень Корпус блока

Биогазовые реакторы могут быть построены из кирпича купола или сборных резервуаров, установленных над или под землей, в зависимости от пространства, характеристик почвы, имеющихся ресурсов и объема образующихся отходов. Они могут быть построены как варочные котлы с фиксированным или плавающим куполом. В неподвижном куполе объем реактора постоянный.Когда образуется газ, он создает давление и вытесняет суспензию вверх в камеру расширения. Когда газ удаляется, суспензия возвращается в реактор. Давление можно использовать для транспортировки биогаза по трубам. В реакторе с плавающим куполом купол поднимается и опускается при добыче и отборе газа. Как вариант, он может расширяться (как воздушный шар). Биогазовые установки с резиновыми баллонами — самые простые и дешевые в строительстве. Чтобы свести к минимуму потери при распределении, реакторы следует устанавливать рядом с местом, где можно использовать газ.Для получения дополнительной информации о различных типах биогазовых реакторов прочтите раздел «Типы биогазовых реакторов».

Анаэробное сбраживание — это биологический процесс, который осуществляется особой смесью бактерий (см. Также информационный бюллетень по анаэробной очистке сточных вод и сточных вод). Когда реакторы устанавливаются впервые, может пройти некоторое время, прежде чем установится конкретное бактериальное сообщество, производящее биогаз. Это может помочь засеять реактор анаэробным илом из септика или другого анаэробного варочного котла.

Гидравлическое время удержания (HRT) в реакторе должно составлять не менее 15 дней в жарком климате и 25 дней в умеренном климате. Для высокопатогенных входов следует рассмотреть возможность проведения ЗГТ в течение 60 дней. Обычно биогазовые реакторы работают в мезофильном диапазоне температур от 30 до 38 ° C. Термофильная температура от 50 до 57 ° C обеспечит уничтожение патогенов, но может быть достигнута только путем нагрева реактора (хотя на практике это встречается только в промышленно развитых странах).Если температура биомассы ниже 15 ° C, производство газа будет настолько низким, что биогазовая установка больше не представляет интереса с экономической точки зрения (ISAT / GTZ 1999, Vol. I). При более высокой температуре может быть увеличено не только производство метана, но и свободный аммиак, который может иметь ингибирующий эффект на характеристики разложения (ISAT / GTZ 1999, Vol. I).

Пищеварение	Минимум	Оптимальное	Максимум	Время удерживания
150002 Психрофильное	03 900 18 ° C	от 25 до 30 ° C	> 100 дней
Мезофильный	от 10 до 20 ° C	от 28 до 33 ° C	от 35 до 45 ° C	от 30 до 60 дней
Термофильный	от 25 до 45 ° C	от 40 до 60 ° C	от 75 до 80 ° C	10 до 16 дней 9 0003

Температурные диапазоны для анаэробной ферментации и соответствующее требуемое время удерживания.Источник: WERNER et al. (1989) и MANG (2005)

Часто биогазовые реакторы напрямую подключаются к частным или общественным туалетам с дополнительной точкой доступа для органических материалов. На бытовом уровне реакторы можно делать из пластиковых контейнеров или кирпичей. Размеры могут варьироваться от 1 000 л для одной семьи до 100 000 л для общественных или общественных туалетов. Поскольку производство дигестата является непрерывным, необходимо предусмотреть его хранение, использование и / или транспортировку за пределы объекта.Для получения дополнительной информации о различных биогазовых реакторах малой мощности см. Раздел ниже.

Расчетный размер реактора зависит от HRT (в зависимости от температуры) и объема ферментационной суспензии (т. Е. Исходного материала). Требуемый объем рассчитывается путем умножения суточного количества ферментационной суспензии на HRT.

Виды	Суточный навоз,% от жизненного веса		Живой вес
	Навоз	42
Крупный рогатый скот	5	16	135-900
Буйвол	5	14 03 03
Свиньи	2	16	30-75
Овцы / козы	3	30	30-100
Цыплята	4. 5	25	1,5-2
Человек	1	20	50-80

Стандартный срок службы животноводство и средний выход навоза (помет и моча) в процентах от живой массы (адаптировано из WERNER et al.1989)

Малые биогазовые фермы, принимающие отходы животноводства, показывают более высокие темпы производства биогаза, чем биореакторы, использующие только сточные воды в качестве субстрата.Источник: WELL (ny)

Чтобы предсказать, сколько биогаза будет произведено с отходами, добавленными в реактор, необходимо знать химическую потребность в кислороде (ХПК) ила или константу биоразлагаемости (общее количество метана, произведенного в течение время удерживания не менее 50 дней (MES et al. 2003). Биогаз, как правило, можно получить из любого органического материала (SASSE 1988), но ХПК или константа биоразлагаемости зависит от типа субстрата. Навоз животных имеет гораздо более высокий потенциал образования метана, чем, например, человеческие экскременты.Переваривание человеческих фекалий само по себе не было бы экономически интересно, поскольку органические отходы, производимые типичной средней семьей, не производили бы достаточного количества биогаза для удовлетворения своих потребностей. Учитывая производство от 0,12 кг до 0,6 кг фекалий в день на человека (JOENNSSEN 2004; YONGFU 1992) и от 20 до 150 л биогаза на кг (FAO 1996; SASSE 1996; GTZ 2009), производство биогаза будет колебаться от нескольких литров до максимальных 90 л (как показывает практика, реально от 20 до 30 л биогаза на человека в день).Это намного меньше количества биогаза, необходимого для приготовления еды для одного человека, что составляет от 300 до 900 л биогаза в день (ISAT / GTZ 1999, Vol. II).

Помимо кухонных отходов, в реактор можно добавлять садовые отходы и растения, чтобы увеличить производство биогаза. Зеленые растения хорошо подходят для анаэробного сбраживания, и их выход газа высок, обычно выше, чем у навоза (WERNER et al. 1989). Кормовой материал, содержащий лигнин, такой как солома или древесина, устойчив к анаэробной ферментации и поэтому не должен использоваться в биогазовых установках (WERNER et al.1989) или, по крайней мере, предварительно компостировать и предпочтительно измельчать перед перевариванием (SASSE 1988).

	Крупный рогатый скот	Буйвол	Свинья	Цыплята	Человек	Источник
Источник
Biureas 40	30	60	70	60	MANG (2005)
л биогаза / кг навоза					40-59		20-28	ООН (1984) в ФАО (1996):
L Биогаз / кг навоза					40L	SASSE (1998)
L Биогаз / кг содержится в фекалиях 30% навоза)					430 л (при 35 ° C). 300 л (при 25 ° C)	GTZ (2009)

Производство биогаза по категориям фекалий животных и человека.

Мелкомасштабные биогазовые варочные котлы обычно используют процесс влажного анаэробного сбраживания с оптимальным общим содержанием твердых веществ (TS) от 5 до 10% (SASSE 1988; NIJAGUNA 2002). Жидкие свойства суспензии важны для работы, поскольку метановым бактериям легче вступать в контакт с сырьем, ускоряя процесс пищеварения.В навозе животных обычно содержится более высокое содержание TS, чем требуется. Для достижения оптимального содержания TS субстраты можно разбавить (например, серой водой или туалетными отходами). Коровий навоз, например, содержащий 18% TS, разбавляют водой в соотношении 1: 1 (по весу), чтобы получить оптимальную концентрацию 9% TS (MAZUMDAR 1982; NIJAGUNA 2002).

превращение пищевых отходов в возобновляемые источники энергии

Вчера вечером я приготовил для своей семьи вкусный ужин из макарон, используя энергию биогаза. Сегодня утром у всех нас были яйца, приготовленные на биогазе. Я не знаю, что на ужин сегодня, но знаю, что даст энергию для приготовления пищи: биогаз.

И не просто биогаз — это домашний биогаз, производимый на заднем дворе нашего пригорода, как часть моих текущих «практических исследований» в области устойчивой энергетики.

---

Прочитайте больше: Биогаз: пахнет решением наших проблем с энергией и отходами

---

В эпоху тревожных климатических изменений и надвигающегося сокращения добычи ископаемых видов энергии преимущества биогаза очевидны.Это возобновляемый источник энергии с нулевыми чистыми выбросами парниковых газов. И все же его потенциал в значительной степени остался неиспользованным, по крайней мере, в развитом мире.

Основываясь на своих исследованиях и опыте, я утверждаю, что биогаз собственного производства — чрезвычайно многообещающая технология, время которой пришло. Фактически, я считаю, что это могло бы спровоцировать внутреннюю революцию в области зеленой энергетики, если бы мы только позволили этому.

Что такое биогаз?

Биогаз образуется, когда органическое вещество разлагается в анаэробных условиях (то есть в отсутствие кислорода).В результате этого процесса образуется смесь газов — в основном метана, немного углекислого газа и крошечных порций других газов, таких как сероводород.

Когда биогаз фильтруют для удаления сероводорода, полученную смесь можно сжигать в качестве источника энергии для приготовления пищи, освещения или нагрева воды или помещения. В сжатом состоянии может использоваться в качестве топлива для транспортных средств. В промышленных масштабах биогаз может использоваться для производства электроэнергии или даже очищаться и подаваться в газовую сеть.

Типы органических веществ, используемых для производства биогаза, включают пищевые отходы, животный навоз и побочные продукты сельского хозяйства.Некоторые коммерческие системы используют сточные воды для производства и улавливания биогаза.

Преимущества биогаза

Основное преимущество биогаза заключается в его возобновляемости. В то время как производство нефти и других ископаемых видов топлива в конечном итоге достигнет пика и снизится, мы всегда сможем производить биогаз, пока светит солнце и растения могут расти.

Биогаз имеет нулевые чистые выбросы парниковых газов, потому что CO₂, который выбрасывается в атмосферу при его сгорании, не превышает того количества, которое было извлечено из атмосферы при первом выращивании органического вещества.

Как уже отмечалось, когда органическое вещество разлагается в анаэробных условиях, образуется метан. Подсчитано, что ежегодно в атмосферу выбрасывается от 590 до 800 миллионов тонн метана. Это плохие новости для климата — фунт за фунт, метан — гораздо более мощный парниковый газ, чем CO₂.

Но в биогазовой системе этот метан улавливается и в конечном итоге превращается в CO₂ при сжигании топлива. Поскольку CO₂ в любом случае должен был попасть в атмосферу в результате естественного разложения, чистые выбросы биогаза нулевые.

Есть и другие преимущества. Органические вещества, используемые в варочных котлах биогаза, обычно являются отходами. Используя биогаз, мы можем уменьшить количество пищевых отходов и других органических материалов, отправляемых на свалки.

Кроме того, биогазовые системы производят богатый питательными веществами отстой, который можно разбавить водой и превратить в удобрение для садов или ферм. Все это может помочь повысить энергетическую независимость, повысить устойчивость и сэкономить деньги.

Мой эксперимент с биогазом

В духе научных исследований я установил одну из немногих доступных в настоящее время домашних биогазовых систем, поставленная за чуть более 1000 австралийских долларов, и был впечатлен ее простотой и функциональностью.(Обратите внимание, что у меня нет никаких коммерческих или иных аффилированных отношений с производителем.)

На практике я выбрасываю около 2 кг пищевых отходов каждый день, и до сих пор у меня было достаточно газа, чтобы готовить, иногда два раза в день. Если бы мне когда-нибудь понадобилось больше газа, я мог бы добавить больше органических веществ. Я буду продолжать следить за системой в рамках своего исследования и в свое время опубликую обновления. Если интересно, посмотрите это пространство.

Моя личная мотивация к изучению биогаза (связанная с моими исследованиями) возникает, прежде всего, из желания декарбонизировать использование энергии в моем доме.Все идет нормально. Мы отключились от обычной газовой сети, и теперь у нас есть больше денег, чтобы потратить их на такие проекты, как расширение нашей солнечной батареи.

Учитывая вызывающий тревогу уровень пищевых отходов в Австралии, мне также нравится идея превратить эти отходы в экологически чистую энергию. Мои соседи любезно жертвуют свои органические вещества в дополнение к нашему собственному вкладу, повышая вовлеченность сообщества. При необходимости я еду на свой местный овощной рынок и с энтузиазмом прыгаю в их большую корзину для пищевых отходов, чтобы взять то, что мне нужно, с разрешения.

Они думают, что я злой. Но я считаю, что использование ископаемого топлива безумие.

Препятствия и надежды

Домашний биогаз широко производится в развивающихся регионах мира. Всемирный банк и Организация Объединенных Наций активно поощряют его использование в качестве дешевого экологически чистого источника энергии. В Китае 27 миллионов биогазовых установок.

Но развитые регионы, включая Австралию, не спешат использовать этот огромный потенциал. Учитывая, что Австралия — одна из самых углеродоемких стран на Земле, это прискорбно.

Отказ от использования домашнего биогаза частично объясняется отсутствием четких правил его использования. Где Закон о домашнем биогазе? Почти на каждом заднем дворе в Австралии есть отдельный газовый баллон для вездесущего барбекю, поэтому очевидно, что хранение газа на заднем дворе не проблема. Моя биогазовая система поставляется с надежными сертификатами безопасности, гарантиями и страховкой, и в этих системах нет газовых труб высокого давления.

---

Прочитайте больше: Сохранение истинного богатства австралийских отходов

---

Производство домашнего биогаза необычно.Но я считаю, что правительства штатов должны разработать законодательство, учитывающее это, и что местные советы должны предлагать советы и помощь домовладельцам, которые заинтересованы в его принятии. Надеясь на прогресс в этом отношении, я недавно сделал представление правительству Виктории в рамках его консультаций по отходам и энергии.

Мой собственный тщательно управляемый эксперимент демонстрирует, как можно безопасно и успешно использовать домашний биогаз. Тем не менее, биогаз — горючее топливо, и его необходимо фильтровать от ядовитого сероводорода.Как и любое топливо, его следует уважать и использовать ответственно. Но опасаться биогаза не стоит. В любом случае ископаемый газ гораздо опаснее.

Биогаз | WBDG — Руководство по проектированию всего здания

Введение

Внутри этой страницы

ЭТА СТРАНИЦА ПОДДЕРЖИВАЕТСЯ

Биогаз — это газ, образующийся в результате биологического разложения органических материалов. Ферментация или анаэробное сбраживание — наиболее распространенный процесс разрушения органических материалов.Затем органические материалы окисляются и создают энергию, которая восходит к древним персам, которые наблюдали, что гниющие овощи выделяют горючий газ. Анаэробное пищеварение — это процесс, при котором микроорганизмы разрушают органический материал в отсутствие кислорода, что создает энергию. Завод анаэробного сбраживания был построен для обработки сточных вод в Бомбее в 1859 году и используется в Соединенном Королевстве с 1895 года.

Типы органических материалов включают биомассу, отходы свалок, сточные воды, навоз и растительный материал.Наиболее распространенные выделяемые газы — это метан и диоксид углерода. Другие общие газы, которые могут образовываться, включают водород, азот и окись углерода. Метан, водород и окись углерода можно сжигать для получения тепла и электричества. Когда биогаз создается из существующих потоков отходов, он уменьшает запахи и выбросы метана и создает два возобновляемых ресурса. Осадок сточных вод и животный навоз обычно превращается в удобрение, поэтому лучше сначала получить из них топливо, одновременно предотвращая сток и выбросы метана.Биогаз не является широко используемой технологией возобновляемой энергии для большинства новых строительных или крупных проектов реконструкции, поскольку большинство зданий не имеют большого источника органических материалов. Тем не менее, проекты, расположенные рядом со свалкой или предприятиями по кормлению животных, могут захотеть рассмотреть этот вариант, поскольку он может обеспечить низкую стоимость энергии.

Метан — это очень мощный парниковый газ, более чем в 21 раз сильнее углекислого газа, и он является одним из основных факторов глобального изменения климата. По оценкам Агентства США по охране окружающей среды (EPA) по распространению метана на свалках, энергетический проект, связанный со свалочным газом, улавливает от 60% до 90% метана, выбрасываемого со свалки, в зависимости от конструкции и эффективности системы. По состоянию на декабрь 2010 года в Соединенных Штатах имелся 541 действующий энергетический проект, связанный со свалочным газом, и приблизительно 510 свалок, которые являются хорошими кандидатами для проектов.

Этот обзор предназначен для предоставления конкретных деталей федеральным агентствам, рассматривающим биогазовые технологии как часть крупного строительного проекта. Дополнительную общую информацию можно получить в Управлении энергоэффективности и возобновляемых источников энергии (EERE) Министерства энергетики США (DOE) «Основы энергии анаэробного сбраживания».

Описание

Есть два основных метода восстановления биогаза для использования в качестве энергии. Первый процесс заключается в создании системы анаэробного сбраживания для обработки отходов, чаще всего навоза или другой влажной биомассы. Второй процесс — восстановление производства природного биогаза, образующегося на существующих свалках. После извлечения биогаз можно преобразовать в энергию несколькими способами.

Анаэробное пищеварение

Система анаэробного сбраживания состоит из нескольких ключевых компонентов, в том числе:

• Системы сбора навоза
• Анаэробные варочные котлы
• Системы обработки биогаза
• Приборы для использования газа.

Система сбора навоза необходима для сбора навоза и транспортировки его в метантенк. Существующие системы управления жидким / жидким навозом можно легко адаптировать для доставки навоза в анаэробный варочный котел. Анаэробные варочные котлы, обычно в виде закрытых лагун или резервуаров, предназначены для стабилизации навоза и оптимизации производства метана. Также требуется хранилище для сточных вод варочного котла или отходов. В системе обработки биогаза биогаз — продукт разложения навоза, обычно содержащий около 60% метана и 40% диоксида углерода — собирается, обрабатывается и подается по трубопроводу в устройство для использования газа.Затем биогаз можно использовать для выработки электроэнергии, в качестве котельного топлива для отопления помещений или нагрева воды, для повышения качества трубопроводов природного газа или для множества других целей. Факелы также устанавливаются для уничтожения лишнего газа и в качестве резервного механизма для основного устройства использования газа.

Этапы процесса анаэробного пищеварения.

Анаэробные варочные котлы изготавливаются из бетона, стали, кирпича или пластика. Все конструкции систем анаэробного сбраживания включают следующие основные компоненты:

• Зона предварительного смешивания или резервуар
• Емкость варочного котла
• Система использования биогаза
• Система распределения или распределения сточных вод.

Варочные котлы периодического действия и варочные котлы непрерывного действия — это два основных типа анаэробных варочных котлов. Варочные котлы периодического действия строить проще всего. Их работа заключается в загрузке варочного котла органическими материалами и обеспечении их переваривания. Время удерживания зависит от температуры и других факторов. После завершения пищеварения сточные воды удаляются, и процесс повторяется.

В варочном котле непрерывного действия органический материал постоянно или регулярно подается в варочный котел.Материал движется через варочный котел либо механически, либо под действием нового корма, выталкивающего сброженный материал. В отличие от варочных котлов периодического действия, варочные котлы непрерывного действия производят биогаз без прерывания загрузки материала и выгрузки сточных вод. Существует три типа варочных котлов непрерывного действия: системы с вертикальными резервуарами, системы с горизонтальными резервуарами или поршневыми системами и системы с несколькими резервуарами.

Правильная конструкция, эксплуатация и техническое обслуживание варочных котлов непрерывного действия обеспечивают стабильную и предсказуемую поставку пригодного для использования биогаза, который лучше подходит для крупномасштабных операций.

Утилизация свалочного газа

Станция очистки свалочного газа с нагнетателем и факелом.

Тот же самый процесс анаэробного сбраживания, при котором биогаз образуется из сточных вод и навоза, происходит естественным образом под землей на свалках. Отходы покрываются и сжимаются под весом материала, размещенного выше. Этот материал предотвращает воздействие кислорода, тем самым позволяя химическим реакциям и микробам воздействовать на отходы и способствуя неконтролируемому процессу разложения биомассы.На скорость производства влияет состав отходов и геометрия полигона. Свалочный газ состоит примерно на 40-60% из метана, а остальная часть состоит в основном из диоксида углерода.

Свалочный газ извлекается со свалок с использованием ряда скважин и системы нагнетания / факела. Согласно Программе распространения метана на свалках, система направляет собранный газ в центральную точку, где он может быть обработан и обработан в зависимости от конечного использования газа. Система сбора свалочного газа включает следующие компоненты:

• Скважина для свалочного газа
• Устье свалочного газа
• Подготовка и переработка свалочного газа
• Факел для свалочного газа.

Схема системы свалочного газа.

Приложение

Биогаз наиболее эффективно используется в системах отопления, поскольку тепло от сгорания может использоваться напрямую. Для этого требуется, чтобы на объекте была постоянная тепловая нагрузка в течение года, что является обычным явлением для таких типов зданий, как больницы и жилые дома. Биогаз также можно использовать для работы топливного элемента или генератора для производства электроэнергии. Если объект не имеет постоянной круглогодичной тепловой нагрузки, например, больница или жилой дом, производство электроэнергии может быть наиболее ценным использованием биогаза.

Биогаз также можно использовать для производства электроэнергии и прямого сжигания. Коммерческие системы производства электроэнергии, использующие биогаз, состоят из двигателя внутреннего сгорания, генератора, системы управления и дополнительной системы рекуперации тепла. Кроме того, топливные элементы могут использовать биогаз для производства электроэнергии. Прямое сжигание биогаза на месте в котле или печи с принудительной подачей воздуха может обеспечить сезонное тепло для помещений. Дополнительную информацию об этих приложениях можно получить в Институте возобновляемых источников энергии.

См. Страницу ресурсов по топливным элементам для получения дополнительной информации о топливных элементах.

Анаэробное пищеварение

Фермы и ранчо — обычные места, где анаэробное пищеварение может иметь смысл, поскольку обычно доступны большие количества органического материала. Варочные котлы эффективно устраняют экологические опасности молочных ферм и других животноводческих ферм. Экологические причины обычно мотивируют фермеров чаще, чем потенциал выработки электрической или тепловой энергии варочным котлом.Другими потенциальными распространенными видами использования являются зоопарки или любые объекты, расположенные рядом с непрерывным источником биомассы, такие как операции по кормлению животных в замкнутых системах.

Программа AgSTAR Агентства по охране окружающей среды

предоставляет набор информации и инструментов, предназначенных для помощи производителям в оценке и внедрении этих систем. Как правило, система должна быть большой, например, в помещении для кормления животных или в зоопарке. Федеральные агентства, расположенные рядом с такими объектами, могут захотеть изучить возможность партнерства по обеспечению постоянного биогаза на предприятии.

Утилизация свалочного газа

Когда федеральный объект расположен рядом или рядом со свалкой с существующей системой сбора газа или с возможностью восстановления на свалке, агентство может захотеть изучить потенциал партнерства с полигоном или работать с разработчиком для создания биогаза. процесс рекуперации, который обеспечит надежный возобновляемый газ для федерального объекта.

Экономика

При использовании систем анаэробного сбраживания и утилизации свалочного газа следует учитывать следующие экономические факторы.

Анаэробное пищеварение

Стоимость систем анаэробного варочного котла сильно различается, особенно потому, что эти типы систем могут быть собраны с использованием готовых материалов. Есть также несколько компаний, которые производят системные компоненты. Конструкция этих систем имеет решающее значение, и они должны быть тщательно спроектированы экспертами, чтобы гарантировать, что процесс действительно переваривает отходы в различных условиях эксплуатации на объекте. Перед установкой анаэробного варочного котла, также известного как биодигестер, на ферме или ранчо, рекомендуется изучить экономическую ценность и потенциальные выгоды системы.

Биодигестеру обычно требуется навоз более чем 150 крупных животных для выработки электроэнергии наиболее экономичным способом. Анаэробное сбраживание и производство биогаза также могут снизить общие эксплуатационные расходы там, где высоки затраты на удаление сточных вод, сельскохозяйственных или животноводческих отходов.

В Соединенных Штатах доступность недорогого ископаемого топлива ограничила использование варочных котлов исключительно для производства биогаза. Однако преимущества контролируемого анаэробного сбраживания в отношении обработки отходов и уменьшения запаха вызывают все больший интерес, особенно для крупных животноводческих хозяйств, таких как молочные фермы, откормочные площадки и бойни. Во многих случаях экономика системы основана не на самой низкой стоимости энергии; но если проект может сочетать внутрихозяйственные преимущества варочного котла с долгосрочным контрактом на биогаз, экономические соображения могут иметь смысл либо для фермы, либо для разработчика.

Утилизация свалочного газа

Как указано в Программе охвата метана на свалках Агентства по охране окружающей среды, действующие нормативные акты Закона о чистом воздухе требуют, чтобы многие более крупные свалки собирали и сжигали свалочный газ. Существует несколько вариантов соблюдения требований, включая сжигание газа или установку системы использования свалочного газа.Только рекуперация энергии из свалочного газа дает общинам и владельцам свалок возможность снизить затраты, связанные с соблюдением нормативных требований, за счет превращения загрязнения в ценный общественный ресурс.

Опять же, доступная энергия не может быть движущей силой утилизации свалочного газа, но партнерство с федеральным агентством, которое способно обеспечить долгосрочное использование биогаза, могло бы улучшить экономические показатели системы этого типа.

Оценка доступности ресурсов

Для системы анаэробного сбраживания или утилизации свалочного газа необходимо оценить следующие ресурсы.

Анаэробное пищеварение

Системы регенерации биогаза технически осуществимы там, где навоз обрабатывается в жидком, жидком или полутвердом состоянии, тогда как системы варочного котла технически осуществимы только на определенных фермах. Количество животных и тип системы управления навозом имеют решающее значение. Анаэробные варочные котлы наиболее подходят для хозяйств, собирающих большие количества навоза в виде жидкости или навозной жижи. Чтобы определить, подходит ли система восстановления биогаза для конкретного объекта, необходимо учитывать следующие факторы:

• Как происходит обращение с навозом на предприятии?
• Какая частота сбора навоза?
• Какие существуют варианты использования восстановленного биогаза?

Чтобы узнать больше о возможности использования системы регенерации биогаза для конкретного объекта, посетите программу AgSTAR Агентства по охране окружающей среды.

Утилизация свалочного газа

Ключевыми моментами, которые необходимо исследовать для определения возможности улавливания свалочного газа, являются возраст свалки, размер и типы образующихся газов. Для улавливания свалочного газа лучше всего иметь новый закрытый полигон, потому что производство свалочного газа значительно снижается через 20–30 лет. Типы газов, которые образуются на свалке, можно определить, выполнив следующий тест: просверливание дыры в свалке, создание вакуума на свалке и определение скорости и типов выделяемых газов.Необходимо провести подробное исследование свалочного газа, чтобы определить возможность использования свалочного газа. По оценкам EPA, в США около 6000 свалок. Чтобы узнать, где расположены все существующие и потенциальные свалки, посетите программу EPA Landfill Methane Outreach Program. На веб-сайте также есть калькулятор энергетической отдачи от свалочного газа для оценки прямого, предотвращенного и общего сокращения выбросов парниковых газов для конкретного проекта.

Рекомендации по закупкам

Следующие вопросы должны быть рассмотрены до подачи заявки на предложение свалочного газа: государственная собственность по сравнению с частной, законы и политика, потенциальные финансовые и нефинансовые выгоды для муниципалитета, необходимые и доступные ресурсы и предварительный анализ осуществимости.Риски закупок включают слишком низкую или слишком большую ценность для муниципалитета, капитальные и операционные затраты, доступ к заемному и акционерному капиталу, доступ к федеральной субсидии или федеральному инвестиционному налоговому кредиту, продажные цены кредитов на возобновляемые источники энергии и электричество, а также монетизированную стоимость углеродных кредитов. .

Как правило, источник биогаза не находится в федеральной собственности, и требуется отдельное владение биогазовой системой. Агентству следует изучить различные варианты финансирования проекта по возобновляемым источникам энергии.

Руководство Федеральной программы энергоменеджмента (FEMP) по интеграции возобновляемых источников энергии в федеральное строительство содержит дополнительную информацию о финансировании проектов в области возобновляемых источников энергии.

Эксплуатация и обслуживание

Для метантенков малого и среднего размера с электрическими генераторами затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание (O&M) включают ежедневный труд оператора по выполнению планового технического обслуживания и перекачиванию навоза. К другим факторам относятся расходы на замену моторного масла и мелкий ремонт, а также техническое обслуживание, такое как капитальный ремонт двигателя и удаление шлама.Ежегодное ЭиТО оценивается в 3% от стоимости установки под ключ.

Затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание системы сбора свалочного газа составляют приблизительно 25 долларов США за акр в месяц. Это учитывает различные детали, замену, мониторинг и труд для ЭиТО системы сбора газа.

Особые соображения

Ниже приведены важные особенности биогазовых систем.

Межсоединение

Биогазовая система, которая будет использоваться для производства электроэнергии, должна быть подключена к местной коммунальной сети и должна соответствовать требованиям к межсетевым соединениям местного коммунального предприятия. Во многих штатах или населенных пунктах есть руководящие принципы, требующие объединения многих энергетических проектов, находящихся в собственности потребителей. Некоторые руководящие принципы ограничивают размер проекта, который может быть соединен между собой, или устанавливают общесетевой предел мощности, которую коммунальное предприятие должно соединить. Локальная утилита для сайта — лучший ресурс для правил межсетевого взаимодействия.

Федеральное агентство должно подтвердить на раннем этапе обсуждения с коммунальным предприятием, может ли оно подписать соглашение о межсетевом подключении коммунального предприятия, поскольку были некоторые случаи, когда положения о компенсации коммунального предприятия не позволяли агентству юридически подписать соглашение.

База данных государственных стимулов для возобновляемых источников энергии и эффективности (DSIRE) является исчерпывающим источником информации о государственных, местных, коммунальных и федеральных стимулах и политике, которые способствуют возобновляемой энергии и энергоэффективности.

Экологическая экспертиза / разрешение

Если проект расположен на федеральной земле или использует федеральное финансирование (помимо налогового кредита), он должен соответствовать Закону о национальной экологической политике (NEPA). Хотя системы анаэробного сбраживания и утилизации свалочного газа имеют чистый положительный эффект удаления вредных выбросов из воздуха, они все же могут столкнуться с проблемами при проверке NEPA.Однако, если проекты находятся не на федеральных землях и не принадлежат агентству, процесс NEPA может не требоваться для некоторых систем. Рекомендуется проконсультироваться с экологическим экспертом агентства по процедурам реализации NEPA.

Дополнительные ресурсы

Институт возобновляемой энергии имеет дополнительную информацию и ресурсы по биогазовым технологиям.

Анаэробное пищеварение

Программа AgSTAR Агентства по охране окружающей среды — это добровольная просветительская и образовательная программа, которая способствует извлечению и использованию метана из навоза животных.

Утилизация свалочного газа

Программа EPA по изучению метана на свалках — это программа добровольной помощи, которая помогает сократить выбросы метана со свалок путем поощрения рекуперации и полезного использования свалочного газа в качестве энергетического ресурса. Калькулятор энергетической выгоды от свалочного газа позволяет оценить прямые, предотвращенные и общие сокращения выбросов парниковых газов для проекта.

руководящих принципов и разрешений для анаэробных дигестеров домашнего скота | AgSTAR: Восстановление биогаза в сельском хозяйстве

Многие ссылки на этой странице выходят с сайта Выход

Системы регенерации биогаза, использующие анаэробное сбраживание, представляют собой сложные системы.Чтобы помочь вам спланировать и оптимизировать работу вашего анаэробного варочного котла, AgSTAR предоставляет следующую информацию:

---

Инструкции по использованию анаэробного реактора

Эти ресурсы могут помочь вам оценить конструкции анаэробных варочных котлов, построить и внедрить анаэробные варочные котлы, а также эксплуатировать и обслуживать систему:

Начало страницы

---

Правила кодирования пищеварения

Кодированное пищеварение происходит, когда в анаэробный варочный котел загружается более одного типа органических отходов. Совместное пищеварение может увеличить производство метана из низкопродуктивного или трудноперевариваемого фермерского сырья.

Сырье для кодирования пищеварения

Сырье для кодирования пищеварения может быть получено из других близлежащих источников, включая пищевые отходы в ресторанах или кафетериях; отходы или побочные продукты пищевой промышленности; жиры, масла и жиры из ресторанных жироуловителей; энергетические культуры; пожнивные остатки; и другие. Сырье для совместного пищеварения должно быть тщательно отобрано для увеличения, а не подавления производства метана.

Тестирование потенциального сырья для совместного переваривания помогает владельцам понять потенциал производства биогаза, влияние на производство метана и другие характеристики.Методы тестирования свойств сырья для кодирования пищеварения включают:

Состав сырья в анаэробных варочных котлах также оказывает значительное влияние на производимый биогаз. В этом ресурсе обсуждается энергия, получаемая из обычного сырья для пищеварения:

Лаборатории, проводящие испытания сырья для анаэробных варочных котлов

Чтобы найти университет или частную лабораторию, которая проверяет исходное сырье для анаэробных реакторов, обратитесь к разработчику системы за рекомендациями или свяжитесь с отделом сельского хозяйства вашего государственного университета.

Начало страницы

---

Руководство по подключению

Межсоединение — это физическое соединение системы рекуперации биогаза с электросетью. Системы рекуперации биогаза, подключенные к электрической сети, генерируют возобновляемую энергию, которая распределяется между потребителями энергии в сети. Продажа электроэнергии может принести доход владельцам систем рекуперации биогаза. Кроме того, сертификаты возобновляемых источников энергии (REC) и другие экологические кредиты могут быть получены от производства и распределения энергии.

Руководство по подключению содержит общие рекомендации по подключению системы рекуперации биогаза к электросети.

Начало страницы

Часто задаваемые вопросы о биогазе

FAQ по биогазу

Что такое биогаз?

Биогаз — это побочный продукт разложения органических веществ анаэробными бактериями.

Биогаз обычно состоит из 60% метана и 40% CO ₂ .Он похож на природный газ, который на 99% состоит из метана.

Биогаз — это чистая и возобновляемая энергия, которая может быть заменена природным газом для приготовления пищи, производства пара, горячей воды или выработки электроэнергии.

При комнатной температуре и давлении биогаз находится в газообразной форме, а не в жидком виде, как СНГ (пропан). Розлив биогаза в бутылки — очень дорогой процесс.

Как это работает?

Органические отходы помещаются в герметичный резервуар, называемый варочным котлом (или биореактором), где они нагреваются и перемешиваются.В отсутствие кислорода анаэробные бактерии потребляют органическое вещество для размножения и производства биогаза.

Из каких отходов образуется биогаз?

Любые органические отходы могут производить биогаз: человеческие экскременты, навоз, жидкий навоз, отходы фруктов и овощей, отходы бойни, отходы упаковки мяса, отходы молочных заводов, отходы пивоваренных и ликероводочных заводов и т. Д.

Отходы с высоким содержанием клетчатки, такие как древесина, листья и т. Д., Являются плохим сырьем для варочных котлов, так как они трудно перевариваются.

Сколько биогаза я могу получить из своих отходов?

Количество биогаза, которое вы можете извлечь из органических отходов, зависит от самих отходов и конструкции системы варочного котла.

Некоторые варочные котлы могут производить 20 м3 биогаза ³ на тонну отходов, в то время как другие могут давать до 800 м3 ³ на тонну.

Все зависит от качества отходов, конструкции варочного котла и правильной работы системы.

Где производится биогаз?

Биогаз обычно образуется в природе в результате анаэробного разложения органических отходов в почве, болотах, океане и т. Д.

Биогаз также производится на свалках, где органические пищевые отходы разлагаются в анаэробных условиях.

Биогаз можно производить в анаэробных варочных котлах. Это оборудование (резервуары), обеспечивающее полный контроль процесса и обеспечивающее полное восстановление биогаза.

Поскольку метан является мощным парниковым газом, разве не глупо производить биогаз?

У метана коэффициент нагрева парниковым газом (ПГ) в 21 раз выше, чем у CO. ₂ .

При сжигании биогаза метан преобразуется в CO ₂ и снижает воздействие парниковых газов более чем в 20 раз.

Извлекая метан из отходов и используя его для производства тепла и / или электроэнергии, мы гарантируем, что отходы не будут разлагаться в открытой среде, что снижает прямые выбросы метана в атмосферу. Более того, энергия, обеспечиваемая биогазом, вероятно, вытеснит ископаемое топливо, которое является основным источником выбросов парниковых газов.

Энергия биогаза считается углеродно-нейтральной, поскольку углерод, выделяемый при его сгорании, происходит из углерода, зафиксированного растениями (естественный углеродный цикл).

Сколько энергии в биогазе?

Каждый кубический метр ( ³ м) биогаза содержит эквивалент 6 кВт · ч теплотворной энергии.

Однако, когда мы преобразуем биогаз в электричество, в электрогенераторе, работающем на биогазе, мы получаем около 2 кВт-ч полезной электроэнергии, остальное превращается в тепло, которое также можно использовать для отопления.

2 кВтч энергии достаточно для питания лампочки мощностью 100 Вт в течение 20 часов или фена мощностью 2000 Вт в течение 1 часа.

Что происходит с отходами после переваривания?

Несмотря на распространенное мнение, количество отходов, поступающих в варочный котел, почти равно количеству выходящих отходов. Однако качество отходов изменяется в лучшую сторону (меньше запаха, удобрения лучше, органическая нагрузка меньше, меньше загрязнение)

Отходы, выходящие из варочного котла, можно разделить (твердые / жидкие): твердую часть можно компостировать, а жидкую часть можно использовать в качестве жидкого удобрения или можно дополнительно обработать и утилизировать.

Так зачем делать биогаз?

Избавление от мусора всегда стоит денег. Если это вам ничего не стоит, вы, вероятно, создаете опасность для окружающей среды.

Включая варочный котел в вашу цепочку обработки отходов, вы создаете потенциальный центр дохода.

Например:

На ферме навоз считается не отходами, а удобрением. Установив варочный котел, фермер может получить прибыль от биогаза, уменьшив неприятные запахи и повысив удобрительную ценность навоза.

В агропищевой промышленности варочный котел можно использовать в качестве установки для первичной обработки отходов, где биогаз используется для компенсации некоторых затрат на электроэнергию на установке и для уменьшения объема вторичной обработки отходов.

Сколько это стоит и сколько я могу заработать?

Биогазовые установки могут принимать различные формы и формы.

Простая сельскохозяйственная установка может стоить всего 3500 долларов за установленный кВт электроэнергии.Коммунальный завод по переработке пищевых отходов может стоить до 19 000 долларов за установленный кВт!

Каждый проект индивидуален. Типичная окупаемость биогазовой установки составляет 7 лет.

Биогазовые системы — это значительные капиталовложения, которые требуют тщательного планирования, чтобы максимизировать шансы на успех.

Если вы чувствуете, что подвержены колебаниям цен на энергию, и у вас есть экологическая сознательность в отношении своих отходов, то биогазовая установка может стать для вас экологически безопасным решением.

Хорошо, мне интересно. Пришлите мне информацию о своей технике .

Электригаз — независимая фирма, не представляющая производителей оборудования. Мы не получаем комиссию за рекомендованное нашим клиентам оборудование.

Электригаз не продает оборудование, мы продаем экспертизу.

Мы работаем для вас и поможем вам в планировании вашего биогазового проекта.

Все биогазовые системы адаптированы к вашим потребностям. Каждая биогазовая система уникальна, потому что количество и качество отходов у всех разное.

Для обеспечения экономической жизнеспособности системы большое внимание должно уделяться изучению, проектированию, строительству и эксплуатации биогазовой установки.

Electrigaz предоставляет множество услуг, которые помогут вам в развитии вашего биогазового проекта.

Могу ли я сам сделать биогазовую установку?

Да, если у вас есть время и деньги, вы обязательно сможете его сделать.Вам нужно будет изучить тонкости проектирования биогазовой установки, построить план, исследовать оборудование, найти поставщиков, нанять инженеров и подрядчиков, получить разрешения, получить финансирование, заключить энергетические контракты, осуществлять надзор за строительством, зарегистрировать свой проект на выбросы парниковых газов. кредиты и др.

Или вы можете нанять Электригаз. Помните, что биогаз — это наш бизнес!

Мы также предлагаем образовательные услуги (семинары) для тех, кто намерен построить свою собственную биогазовую систему.

Сколько времени нужно, чтобы построить биогазовую установку?

Для варочного котла среднего и крупного масштаба (300 м ³ +) от первого обращения к работающей биогазовой установке обычно требуется от 8 месяцев до 2 лет.

Если вы заинтересованы в строительстве небольшого семейного метантенка (10 м ³ или меньше), вы можете рассчитывать примерно на 1-2 месяца, прежде чем у вас будет функционирующая биогазовая установка.

Насколько сложно управлять биогазовой установкой?

Биогазовая установка подобна животному.Вы должны кормить его каждый день и кормить нужным кормом в нужном количестве. Так же, как животное, если вы не будете заботиться о нем должным образом, оно заболеет и даст плохие результаты.

Сколько вы взимаете за проектирование биогазовой установки?

Обычно стоимость инженерных работ составляет от 5% до 12% от общей стоимости проекта.

Хорошо, меня интересуют ваши услуги, что делать?

ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА

Вы связываетесь с нами и сообщаете нам все о своих отходах (тип, дневное количество, физические свойства и т. Д.) Нам также необходимо знать ваши потребности в энергии и то, что вы собираетесь делать с биогазом: преобразовывать в электричество, тепло, готовить и т. Д.

Команда Electrigaz бесплатно проводит предварительную оценку, чтобы проверить, насколько жизнеспособен ваш проект.

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ИНЖИНИРИНГ

Если проект кажется жизнеспособным, вы можете нанять Electrigaz для подготовки предварительного инженерного отчета с указанием размера и цены вашего проекта. Это будет важная документация для вас, чтобы привлечь капитал для вашего проекта.Типичная стоимость этого отчета составляет от 7500 до 25000 долларов США, в зависимости от размера и сложности проекта.

Как правило, финансовые учреждения требуют от вас заблокировать разрешения на строительство, соглашения о поставках сырья, соглашения о покупке энергии и экологические разрешения, прежде чем они предоставят средства.

Может потребоваться дополнительная «детальная» инженерия для получения всех необходимых предпосылок и обеспечения финансовых средств. Вы должны запланировать бюджет для этого дополнительного проектирования.

ДЕТАЛЬНЫЙ ИНЖИНИРИНГ, ЗАКУПКИ И СТРОИТЕЛЬСТВО

Вы получили финансирование и хотите начать строительство биогазовой установки.

Вам потребуются полные планы, тендерная документация и спецификации оборудования, чтобы нанять подходящих подрядчиков и купить нужное оборудование.

Некоторые из наших клиентов хотят сами управлять строительством. В этом случае мы обеспечиваем периодический надзор за участком для обеспечения правильного выполнения.

Если вы не хотите участвовать в строительстве, вы можете нанять Electrigaz для управления проектами по закупке и строительству оборудования для вас. Мы позаботимся о том, чтобы проект продвигался максимально гладко, и подскажем, когда кому платить.

ПУСК БИОГАЗОВОГО ЗАВОДА

Электригаз настоятельно рекомендует вам нанять нас для ввода в эксплуатацию и ввода в эксплуатацию завода

С каких это пор люди начинают использовать биогаз?

Образование биогаза — это естественное явление, которое естественным образом происходит в водно-болотных угодьях, навозных сточках, в кишечнике человека и животных.На протяжении веков люди использовали возможности бактериологического пищеварения, восстанавливая естественно образованный биогаз, чтобы использовать его для освещения, приготовления пищи, отопления или для работы механических двигателей.

В Азии были построены миллионы семейных варочных котлов, чтобы обеспечивать топливо для приготовления пищи и освещение в сельских районах. Во время Второй мировой войны грузовики немецкой армии заправлялись биогазом, собранным из фермерского навоза (газовый двигатель).

За последние 50 лет был достигнут значительный прогресс в разработке анаэробных варочных котлов (биореакторов) для увеличения выхода метана (CH ₄ ) и улучшения технологических потоков.

В настоящее время тысячи проектов по всему миру, от небольших молочных ферм до крупных городских очистных сооружений, демонстрируют, что системы регенерации биогаза являются экологически и экономически безопасными. В Европе деревни полностью снабжаются электроэнергией и теплом из местных централизованных биогазовых установок.

А как насчет биологического водорода (BioH ₂ )?

Сегодня новаторские открытия в области биотехнологии принесли новую надежду водородной (H ₂ ) экономике.Бактериологическое расщепление / ферментация органических отходов открывает перспективы для биологического производства H ₂ .

Явным преимуществом био-водорода перед биогазом является то, что BioH ₂ практически не производит парниковых газов.

Электригаз стремится стать ведущим мировым экспертом в области производства биологического водорода (BioH ₂ ).

Можно ли использовать биогаз в топливных элементах?

Топливный элемент — это система, которая напрямую преобразует газообразную химическую реакцию в электричество.В типичном топливном элементе чистый водород (H ₂ ) реагирует с кислородом (O ₂ ) из воздуха с образованием воды (H ₂ O), тепла и электричества.

Твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ) могут преобразовывать очищенный биогаз непосредственно в электричество.

До появления технологии топливных элементов генераторы с двигателями внутреннего сгорания были единственной альтернативой для преобразования биометана в тепло и электричество с типичным диапазоном эффективности от 25 до 40%.

Сегодня несколько компаний предлагают системы прямых топливных элементов на метане для бесшумного производства зеленой энергии из биометана.

Поскольку чистые водородные топливные элементы обеспечивают эффективность преобразования биогаза в электрическую в диапазоне от 50% до 60%, Electrigaz предвидит огромные возможности в сочетании технологий разложения BioH ₂ и топливных элементов.

Введена в действие первая в Африке биогазовая установка, подключенная к сети

Джеффри Камади, Фонд Thomson Reuters

НАИВАША, Кения, 10 января (Фонд Thomson Reuters) — Коммерческая ферма в Кении стала первым производителем электроэнергии в Африке, работающим на биогазе продавать излишки электроэнергии в национальную сеть, сокращая выбросы углерода, связанные с выработкой энергии на нефти.

Энергетический парк Gorge Farm в Найваше производит 2 мегаватта (МВт) электроэнергии — более чем достаточно для выращивания 706 гектаров (1740 акров) овощей и цветов, а излишки достаточны для удовлетворения потребностей в электроэнергии 5000-6000 сельских домов. .

Новый завод вырабатывает не только электроэнергию, но и тепло для теплиц фермы с удобрениями в качестве побочного продукта.

Gorge Farm, примерно в 76 км (50 милях) к северо-западу от столицы Кении Найроби, принадлежит Vegpro Group, ведущему экспортеру свежих овощей в Восточной Африке и второму по величине экспортеру роз.

Biojoule Kenya, независимый производитель электроэнергии, который управляет заводом Gorge Farm, подписал соглашение о продаже электроэнергии Kenya Power & Lighting Company (KPLC) — единственному поставщику электроэнергии в стране — в 2016 году.

Biojoule Kenya продает электроэнергию Gorge Farm и KPLC по цене 0,10 доллара США за киловатт-час (кВтч). Дизельная энергия, напротив, стоит 0,38 доллара за киловатт-час.

«Завод Gorge Farm является физическим доказательством того, что сырье местного производства может использоваться для производства чистой и рентабельной энергии для всех кенийцев», — сказал Майк Нолан, главный операционный директор Tropical Power, разработчика биогазовых и солнечных электростанций в Африке. .

Он поставлял двигатели для завода совместно с Clarke Energy, британской компанией по обслуживанию двигателей.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗДЕЛИТЕЛЬНОГО ДИЗЕЛЯ

Завод производит биогаз путем анаэробного сбраживания, процесса, при котором растительные остатки с фермы перевариваются микроорганизмами. Произведенный биогаз сжигается в двух двигателях, производя электричество и тепло в процессе, называемом когенерацией.

Для производства того же количества энергии с использованием дизельного топлива потребуется 5 миллионов литров топлива в год, пояснил Нолан, плюс дополнительное топливо, необходимое для транспортировки дизельного топлива по суше из порта Момбаса.

Tropical Power заявляет, что биогазовая установка способствует сокращению выбросов углекислого газа на 7000 тонн в год, поскольку ферме не нужно использовать электроэнергию из сети, вырабатываемую электростанциями, работающими на жидком топливе.

По данным Кенийской электроэнергетической компании (KENGEN), крупнейшей энергетической компании страны, когенерация в настоящее время составляет крошечную долю возобновляемых источников энергии в Кении — 0,7 процента в 2015 году.

Геотермальная энергия внесла наибольший вклад в производство электроэнергии (49 процентов), за ней следовала гидроэнергетика (44 процента).Но некоторые эксперты видят возможности для значительного расширения производства биогаза.

«Потенциал производства электроэнергии из биогаза в Кении значителен», — сказала Хелен Осиоло, политический аналитик Кенийского института исследований и анализа государственной политики. Она считает, что биогаз может генерировать от 29 до 131 МВт электроэнергии, но говорит, что самая большая проблема заключается в том, что правительство не будет платить за это достаточно.

«Есть опасения, что тариф слишком низкий, чтобы вызвать существенный интерес инвесторов», — сказал Осиоло.Кроме того, сельскохозяйственные и муниципальные отходы пользуются спросом для других целей, таких как удобрения, что может ограничить рост производства биогаза.

Несмотря на то, что анаэробное сбраживание отходов для производства биогаза является общепринятой технологией в Европе и Азии, эта концепция все еще является новой для Африки в больших масштабах. Технология была внедрена на 45 предприятиях по всему миру, прежде чем она была представлена ​​на заводе Gorge Farm.

ИСТОЧНИК УДОБРЕНИЙ

Осиоло ​​говорит, что еще одним препятствием на пути расширения использования биогаза является представление о том, что он требует значительного количества сырья для производства значимого количества энергии.

Однако, согласно Tropical Power, если органические материалы или урожай с 1 процента территории Кении будут размещены на анаэробных установках, подключенных к сети, это произведет эквивалент всей текущей эффективной установленной электрической мощности страны, составляющей около 1800 МВт.

По словам Нолана из Tropical Power, есть и другие преимущества. Из 50 000 тонн остатков Gorge Farm, которые можно ежегодно использовать для получения биогаза, можно получить 35 000 тонн побочного продукта природных удобрений.

Это может быть использовано для повышения урожайности местных ферм, вытесняя синтетические удобрения, сказал он.

Нолан сказал, что у компании «Тропикал Пауэр» простой опыт работы с сетевым оператором.

«Наша площадка расположена очень близко к точке подключения к сети, поэтому инженерные проблемы были сведены к минимуму», — сказал он.