Cara menghasilkan biogas daripada baja: gambaran keseluruhan prinsip asas dan reka bentuk kilang pengeluaran

Petani setiap tahun menghadapi masalah pembuangan baja.Dana yang banyak diperlukan untuk mengatur pemindahan dan pengebumian menjadi sia-sia. Tetapi ada cara yang membolehkan anda bukan sahaja menjimatkan wang anda, tetapi juga untuk menjadikan produk semulajadi ini memberi manfaat kepada anda.

Pemilik berjimat cermat telah lama mempraktikkan teknologi eko yang memungkinkan untuk mendapatkan biogas daripada baja dan menggunakan hasilnya sebagai bahan api.

Oleh itu, dalam bahan kami, kami akan bercakap tentang teknologi untuk menghasilkan biogas, dan kami juga akan bercakap tentang cara membina loji biotenaga.

Kelebihan menggunakan bioteknologi

Teknologi mendapatkan biofuel daripada pelbagai sumber semula jadi bukanlah perkara baru. Penyelidikan di kawasan ini bermula pada akhir abad ke-18 dan berkembang dengan jayanya pada abad ke-19. Di Kesatuan Soviet, loji biotenaga pertama dicipta pada empat puluhan abad yang lalu.

Bioteknologi telah lama digunakan di banyak negara, tetapi hari ini ia semakin penting. Oleh kerana keadaan alam sekitar yang semakin merosot di planet ini dan kos tenaga yang tinggi, ramai yang mengalihkan perhatian mereka kepada sumber tenaga dan haba alternatif.

Teknologi pemprosesan baja menjadi biogas memungkinkan untuk mengurangkan jumlah pelepasan metana yang berbahaya ke atmosfera dan mendapatkan sumber tenaga haba tambahan

Sudah tentu, baja adalah baja yang sangat berharga, dan jika terdapat dua ekor lembu di ladang, maka tidak ada masalah dengan penggunaannya. Ia adalah perkara yang berbeza apabila ia datang kepada ladang dengan ternakan bersaiz besar dan sederhana, di mana banyak bahan biologi yang berbau busuk dan reput dihasilkan setiap tahun.

Agar baja menjadi baja berkualiti tinggi, kawasan dengan rejim suhu tertentu diperlukan, dan ini adalah perbelanjaan tambahan. Oleh itu, ramai petani menyimpannya di mana-mana sahaja dan kemudian membawanya ke ladang.

Bergantung pada jumlah bahan mentah yang dihasilkan setiap hari, dimensi pemasangan dan tahap automasinya harus dipilih

Sekiranya syarat penyimpanan tidak dipenuhi, sehingga 40% nitrogen dan sebahagian besar fosforus tersejat daripada baja, yang secara ketara memburukkan penunjuk kualitinya. Di samping itu, gas metana dilepaskan ke atmosfera, yang mempunyai kesan negatif terhadap keadaan alam sekitar planet ini.

Bioteknologi moden membolehkan bukan sahaja untuk meneutralkan kesan berbahaya metana terhadap alam sekitar, tetapi juga untuk menjadikannya berguna untuk orang ramai, sambil meraih manfaat ekonomi yang besar. Akibatnya pemprosesan baja menghasilkan biogas, yang mana beribu-ribu kW tenaga kemudiannya boleh diperoleh, dan sisa pengeluaran mewakili baja anaerobik yang sangat berharga.

Mekanisme pembentukan gas daripada bahan mentah organik

Biogas ialah bahan meruap tanpa warna atau sebarang bau, yang mengandungi sehingga 70% metana. Dari segi penunjuk kualitinya, ia mendekati jenis bahan api tradisional - gas asli. Mempunyai nilai kalori yang baik, 1m³ biogas menghasilkan haba sebanyak yang dihasilkan dengan membakar satu setengah kilogram arang batu.

Kami berhutang pembentukan biogas kepada bakteria anaerobik, yang secara aktif berfungsi untuk mengurai bahan mentah organik, termasuk najis haiwan ternakan, najis burung dan sebarang sisa tumbuhan.

Dalam pengeluaran sendiri biogas, najis burung dan bahan buangan ternakan kecil dan besar boleh digunakan. Bahan mentah boleh digunakan dalam bentuk tulen atau dalam bentuk campuran termasuk rumput, dedaunan, kertas lama

Untuk mengaktifkan proses, perlu mewujudkan keadaan yang menggalakkan untuk kehidupan bakteria. Mereka harus sama dengan mikroorganisma yang berkembang di dalam takungan semula jadi - di dalam perut haiwan, di mana ia hangat dan tiada oksigen.

Sebenarnya, ini adalah dua syarat utama yang menyumbang kepada transformasi ajaib baja reput kepada bahan api mesra alam dan baja berharga.

Untuk menghasilkan biogas, anda memerlukan reaktor tertutup tanpa akses kepada udara, di mana proses penapaian baja dan penguraiannya menjadi komponen akan berlaku:

• metana (sehingga 70%);
• karbon dioksida (kira-kira 30%);
• bahan gas lain (1-2%).

Gas yang terhasil naik ke bahagian atas bekas, dari mana ia kemudian dipam keluar, dan sisa produk mendap - baja organik berkualiti tinggi, yang, sebagai hasil pemprosesan, telah mengekalkan semua bahan berharga yang terdapat dalam baja. - nitrogen dan fosforus, dan telah kehilangan sebahagian besar mikroorganisma patogen.

Reaktor untuk menghasilkan biogas mesti mempunyai reka bentuk yang tertutup sepenuhnya di mana tiada oksigen, jika tidak, proses penguraian baja akan menjadi sangat perlahan.

Syarat penting kedua untuk penguraian baja yang berkesan dan pembentukan biogas ialah pematuhan dengan rejim suhu. Bakteria yang mengambil bahagian dalam proses itu diaktifkan pada suhu dari +30 darjah.

Selain itu, baja mengandungi dua jenis bakteria:

• mesofilik. Aktiviti hidup mereka berlaku pada suhu +30 – +40 darjah;
• termofilik. Untuk menghasilkan semula mereka, perlu mengekalkan rejim suhu +50 (+60) darjah.

Masa pemprosesan bahan mentah dalam pemasangan jenis pertama bergantung pada komposisi campuran dan berkisar antara 12 hingga 30 hari. Pada masa yang sama, 1 liter kawasan reaktor yang berguna menghasilkan 2 liter biofuel. Apabila menggunakan pemasangan jenis kedua, masa pengeluaran produk akhir dikurangkan kepada tiga hari, dan jumlah biogas meningkat kepada 4.5 liter.

Kecekapan tumbuhan termofilik dapat dilihat dengan mata kasar, bagaimanapun, kos penyelenggaraannya sangat tinggi, jadi sebelum memilih satu atau kaedah lain untuk menghasilkan biogas, anda perlu mengira semuanya dengan berhati-hati.

Walaupun fakta bahawa kecekapan tumbuhan termofilik adalah berpuluh-puluh kali lebih tinggi, ia digunakan lebih kurang kerap, kerana mengekalkan suhu tinggi dalam reaktor dikaitkan dengan kos yang tinggi.

Penyelenggaraan dan penyelenggaraan loji jenis mesofilik adalah lebih murah, jadi kebanyakan ladang menggunakannya untuk menghasilkan biogas.

Dari segi potensi tenaga, biogas adalah lebih rendah sedikit daripada bahan api gas konvensional. Walau bagaimanapun, ia mengandungi asap asid sulfurik, kehadirannya harus diambil kira apabila memilih bahan untuk pembinaan pemasangan

Pengiraan kecekapan penggunaan biogas

Pengiraan mudah akan membantu anda menilai semua faedah menggunakan biofuel alternatif. Seekor lembu seberat 500 kg menghasilkan lebih kurang 35-40 kg baja setiap hari. Jumlah ini cukup untuk mendapatkan kira-kira 1.5 m³ biogas, dari mana 3 kW/j tenaga elektrik boleh dijana.

Menggunakan data daripada jadual, adalah mudah untuk mengira berapa banyak m³ biogas boleh diperolehi di keluaran mengikut bilangan ternakan yang terdapat di ladang

Untuk menghasilkan biofuel, anda boleh menggunakan sama ada satu jenis bahan mentah organik atau campuran beberapa komponen dengan kelembapan 85-90%. Adalah penting bahawa ia tidak mengandungi kekotoran kimia asing yang menjejaskan proses pemprosesan secara negatif.

Resipi paling mudah untuk campuran itu dicipta pada tahun 2000 oleh seorang lelaki Rusia dari wilayah Lipetsk, yang membina dengan tangannya sendiri pemasangan mudah untuk menghasilkan biogas.Dia mencampurkan 1,500 kg baja lembu dengan 3,500 kg pelbagai sisa tumbuhan, menambah air (kira-kira 65% daripada berat semua bahan) dan memanaskan campuran hingga 35 darjah.

Dalam dua minggu, bahan api percuma sudah siap. Pemasangan kecil ini menghasilkan 40 m³ gas setiap hari, yang cukup untuk memanaskan rumah dan bangunan luar selama enam bulan.

Pilihan untuk loji pengeluaran biofuel

Selepas membuat pengiraan, anda perlu memutuskan cara membuat pemasangan bagi mendapatkan biogas mengikut keperluan ladang anda. Sekiranya bilangan ternakan kecil, maka pilihan paling mudah adalah sesuai, yang mudah dibuat dengan tangan anda sendiri dari bahan yang tersedia.

Bagi ladang besar yang mempunyai sumber bahan mentah dalam kuantiti yang banyak, adalah dinasihatkan untuk membina sistem biogas automatik industri. Dalam kes ini, tidak mungkin dilakukan tanpa penglibatan pakar yang akan membangunkan projek dan memasang pemasangan di peringkat profesional.

Gambar rajah menunjukkan dengan jelas bagaimana kompleks automatik industri untuk menghasilkan biogas berfungsi. Pembinaan skala sedemikian boleh dianjurkan untuk beberapa ladang yang terletak berdekatan

Hari ini terdapat berpuluh-puluh syarikat yang boleh menawarkan banyak pilihan: daripada penyelesaian siap sedia kepada pembangunan projek individu. Untuk mengurangkan kos pembinaan, anda boleh bekerjasama dengan ladang jiran (jika ada berdekatan) dan membina satu pemasangan untuk menghasilkan biogas untuk kesemuanya.

Perlu diingatkan bahawa untuk membina walaupun pemasangan kecil, perlu menyediakan dokumen yang berkaitan, membuat gambar rajah teknologi, rancangan untuk penempatan peralatan dan pengudaraan (jika peralatan dipasang di dalam rumah), dan melalui prosedur kelulusan. dengan SES, pemeriksaan kebakaran dan gas.

Loji mini untuk pengeluaran gas untuk menampung keperluan isi rumah persendirian kecil boleh dibuat dengan tangan anda sendiri, memberi tumpuan kepada reka bentuk dan reka bentuk khusus pemasangan yang dihasilkan pada skala perindustrian.

Reka bentuk pemasangan untuk memproses baja dan bahan organik tumbuhan menjadi biogas tidak rumit. Asli yang dihasilkan oleh industri agak sesuai sebagai templat untuk membina kilang mini anda sendiri

Tukang bebas yang memutuskan untuk membina pemasangan mereka sendiri perlu menyimpan stok pada bekas air, bekalan air atau paip plastik pembetung, selekoh sudut, pengedap dan silinder untuk menyimpan gas yang dihasilkan dalam pemasangan.

Ciri-ciri sistem biogas

Loji biogas yang lengkap ialah sistem kompleks yang terdiri daripada:

1. Bioreaktor, di mana proses penguraian baja berlaku;
2. Sistem bekalan sisa organik automatik;
3. Peranti pencampuran biojisim;
4. Peralatan untuk mengekalkan keadaan suhu optimum;
5. Tangki gas – tangki simpanan gas;
6. Penerima untuk sisa pepejal sisa.

Semua elemen di atas dipasang dalam pemasangan industri yang beroperasi dalam mod automatik. Reaktor isi rumah, sebagai peraturan, mempunyai reka bentuk yang lebih mudah.

Rajah menunjukkan komponen utama sistem biogas automatik.Isipadu reaktor bergantung kepada pengambilan harian bahan mentah organik. Untuk pemasangan berfungsi sepenuhnya, reaktor mesti diisi hingga dua pertiga daripada isipadunya.

Prinsip operasi pemasangan

Elemen utama sistem ialah bioreaktor. Terdapat beberapa pilihan untuk pelaksanaannya, perkara utama adalah untuk memastikan ketat struktur dan mencegah kemasukan oksigen. Ia boleh dibuat dalam bentuk bekas logam pelbagai bentuk (biasanya silinder), terletak di permukaan. Selalunya tangki bahan api kosong 50 cc digunakan untuk tujuan ini.

Anda boleh membeli bekas boleh lipat siap pakai. Kelebihan mereka ialah keupayaan untuk membuka dengan cepat dan, jika perlu, mengangkut ke lokasi lain. Adalah dinasihatkan untuk menggunakan pemasangan permukaan industri di ladang besar di mana terdapat kemasukan berterusan bahan mentah organik dalam kuantiti yang banyak.

Untuk ladang kecil, pilihan penempatan tangki bawah tanah adalah lebih sesuai. Bunker bawah tanah dibina daripada bata atau konkrit. Anda boleh menanam bekas siap pakai di dalam tanah, contohnya, tong yang diperbuat daripada logam, keluli tahan karat atau PVC. Ia juga mungkin untuk meletakkannya secara cetek di jalan atau di dalam bilik yang ditetapkan khas dengan pengudaraan yang baik.

Untuk mengeluarkan kilang pengeluaran biogas, anda boleh membeli bekas PVC siap pakai dan memasangnya di dalam bilik yang dilengkapi dengan sistem pengudaraan.

Tidak kira di mana dan bagaimana reaktor itu terletak, ia dilengkapi dengan bunker untuk memuatkan baja. Sebelum memuatkan bahan mentah, ia mesti menjalani penyediaan awal: ia dihancurkan menjadi pecahan tidak lebih besar daripada 0.7 mm dan dicairkan dengan air. Sebaik-baiknya, kelembapan substrat hendaklah kira-kira 90%.

Pemasangan jenis industri automatik dilengkapi dengan sistem bekalan bahan mentah, termasuk penerima di mana campuran dibawa ke tahap kelembapan yang diperlukan, saluran paip bekalan air dan unit pengepaman untuk mengepam jisim ke dalam bioreaktor.

Dalam pemasangan rumah untuk menyediakan substrat, bekas berasingan digunakan di mana sisa dihancurkan dan dicampur dengan air. Kemudian jisim dimuatkan ke dalam petak penerima. Dalam reaktor yang terletak di bawah tanah, corong untuk menerima substrat dibawa keluar, dan campuran yang disediakan mengalir melalui graviti melalui saluran paip ke dalam ruang penapaian.

Jika reaktor terletak di atas tanah atau di dalam rumah, paip masuk dengan peranti penerima boleh terletak di bahagian bawah tangki. Ia juga mungkin untuk membawa paip ke bahagian atas dan meletakkan soket di lehernya. Dalam kes ini, biojisim perlu dibekalkan menggunakan pam.

Ia juga perlu menyediakan lubang keluar dalam bioreaktor, yang dibuat hampir di bahagian bawah bekas di sebelah bertentangan dari corong input. Apabila diletakkan di bawah tanah, paip alur keluar dipasang secara serong ke atas dan membawa kepada bekas sisa, berbentuk seperti kotak segi empat tepat. Bahagian atasnya hendaklah berada di bawah paras salur masuk.

Paip masuk dan alur keluar terletak serong ke atas pada sisi tangki yang berbeza, manakala tangki pampasan di mana sisa masuk mestilah berada di bawah corong penerima.

Prosesnya berjalan seperti berikut: corong input menerima kumpulan substrat baru, yang mengalir ke dalam reaktor, pada masa yang sama jumlah jisim sisa yang sama naik melalui paip ke penerima sisa, dari mana ia kemudiannya dicedok dan digunakan. sebagai baja bio berkualiti tinggi.

Biogas disimpan dalam tangki gas. Selalunya ia terletak terus di atas bumbung reaktor dan mempunyai bentuk kubah atau kon. Ia diperbuat daripada besi bumbung, dan kemudian, untuk mengelakkan proses kakisan, ia dicat dengan beberapa lapisan cat minyak.

Dalam pemasangan industri yang direka untuk menghasilkan kuantiti gas yang banyak, tangki gas selalunya dibina dalam bentuk tangki berasingan yang disambungkan ke reaktor melalui saluran paip.

Gas yang dihasilkan melalui penapaian tidak sesuai digunakan kerana ia mengandungi sejumlah besar wap air dan tidak akan terbakar dalam bentuk ini. Untuk membersihkannya daripada pecahan air, gas tersebut disalurkan melalui kedap air. Untuk melakukan ini, paip dikeluarkan dari tangki gas, di mana biogas memasuki bekas dengan air, dan dari sana ia dibekalkan kepada pengguna melalui paip plastik atau logam.

Skim pemasangan terletak di bawah tanah. Bukaan masuk dan keluar hendaklah terletak pada sisi bertentangan bekas. Terdapat pengedap air di atas reaktor yang melaluinya gas yang terhasil disalurkan untuk kering.

Dalam sesetengah kes, beg pemegang gas khas yang diperbuat daripada polivinil klorida digunakan untuk menyimpan gas. Beg diletakkan di sebelah pemasangan dan secara beransur-ansur diisi dengan gas.Apabila ia diisi, bahan elastik mengembang dan isipadu beg bertambah, membolehkan anda menyimpan lebih banyak produk akhir buat sementara waktu jika perlu.

Syarat untuk pengendalian bioreaktor yang cekap

Untuk operasi pemasangan yang cekap dan pelepasan intensif biogas, penapaian seragam substrat organik adalah perlu. Campuran mestilah dalam gerakan berterusan. Jika tidak, kerak terbentuk di atasnya, proses penguraian menjadi perlahan, dan akibatnya, kurang gas dihasilkan daripada yang dikira pada mulanya.

Untuk memastikan pencampuran aktif biojisim, pembancuh tenggelam atau condong yang dilengkapi dengan pemacu elektrik dipasang di bahagian atas atau sisi reaktor biasa. Dalam pemasangan buatan sendiri, pencampuran dilakukan secara mekanikal menggunakan peranti yang menyerupai pengadun isi rumah. Ia boleh dikawal secara manual atau dilengkapi dengan pemacu elektrik.

Apabila reaktor diletakkan secara menegak, pemegang pengaduk terletak di bahagian atas pemasangan. Jika bekas dipasang secara mendatar, gerimit juga terletak dalam satah mendatar, dan pemegangnya terletak di sisi bioreaktor.

Salah satu syarat terpenting untuk menghasilkan biogas ialah mengekalkan suhu yang diperlukan dalam reaktor. Pemanasan boleh dilakukan dalam beberapa cara. Dalam pemasangan pegun, sistem pemanasan automatik digunakan, yang dihidupkan apabila suhu turun di bawah paras yang telah ditetapkan, dan dimatikan apabila suhu yang diperlukan dicapai.

Boleh digunakan untuk pemanasan dandang gas, jalankan pemanasan terus dengan peranti pemanas elektrik atau bina elemen pemanas ke dalam dasar bekas.

Untuk mengurangkan kehilangan haba, disyorkan untuk membina bingkai kecil di sekeliling reaktor dengan lapisan bulu kaca atau menutup pemasangan dengan penebat haba. Mempunyai sifat penebat haba yang baik polistirena kembang dan varieti lainnya.

Untuk menyediakan sistem pemanasan biojisim, anda boleh menjalankan saluran paip dari sistem pemanasan rumah, yang dikuasakan oleh reaktor

Menentukan isipadu yang diperlukan

Isipadu reaktor ditentukan berdasarkan jumlah harian baja yang dihasilkan di ladang. Ia juga perlu mengambil kira jenis bahan mentah, suhu dan masa penapaian. Untuk pemasangan berfungsi sepenuhnya, bekas diisi hingga 85-90% daripada isipadu, sekurang-kurangnya 10% mesti kekal bebas untuk gas keluar.

Proses penguraian bahan organik dalam pemasangan mesofilik pada suhu purata 35 darjah berlangsung dari 12 hari, selepas itu sisa yang ditapai dikeluarkan dan reaktor diisi dengan bahagian baru substrat. Oleh kerana sisa dicairkan dengan air sehingga 90% sebelum dihantar ke reaktor, jumlah cecair juga mesti diambil kira semasa menentukan beban harian.

Berdasarkan penunjuk yang diberikan, isipadu reaktor akan sama dengan jumlah harian substrat yang disediakan (baja dengan air) didarab dengan 12 (masa yang diperlukan untuk penguraian biojisim) dan meningkat sebanyak 10% (isipadu bebas bekas).

Pembinaan struktur bawah tanah

Sekarang mari bercakap tentang pemasangan paling mudah yang membolehkan anda dapatkan biogas di rumah dengan kos yang paling rendah. Pertimbangkan untuk membina sistem bawah tanah. Untuk membuatnya, anda perlu menggali lubang, pangkalan dan dindingnya dipenuhi dengan konkrit tanah liat yang diperkuatkan.

Bukaan masuk dan keluar terletak pada bahagian bertentangan ruang, di mana paip condong dipasang untuk membekalkan substrat dan mengepam keluar jisim sisa.

Paip alur keluar dengan diameter kira-kira 7 cm hendaklah terletak hampir di bahagian paling bawah kubu, hujungnya yang satu lagi dipasang dalam tangki pampasan segi empat tepat di mana sisa akan dipam. Saluran paip untuk membekalkan substrat terletak kira-kira 50 cm dari bahagian bawah dan mempunyai diameter 25-35 cm Bahagian atas paip memasuki petak untuk menerima bahan mentah.

Reaktor mesti ditutup sepenuhnya. Untuk mengecualikan kemungkinan kemasukan udara, bekas mesti ditutup dengan lapisan kalis air bitumen

Bahagian atas bunker adalah pemegang gas, yang mempunyai bentuk kubah atau kon. Ia diperbuat daripada kepingan logam atau besi bumbung. Anda juga boleh melengkapkan struktur dengan kerja bata, yang kemudiannya ditutup dengan jaring keluli dan ditampal. Anda perlu membuat penetasan tertutup di atas tangki gas, keluarkan paip gas yang melalui pengedap air dan pasang injap untuk melegakan tekanan gas.

Untuk mencampurkan substrat, anda boleh melengkapkan pemasangan dengan sistem saliran yang beroperasi pada prinsip menggelegak. Untuk melakukan ini, pasangkan paip plastik secara menegak di dalam struktur supaya pinggir atasnya berada di atas lapisan substrat. Buat banyak lubang di dalamnya. Gas di bawah tekanan akan jatuh ke bawah, dan naik ke atas, gelembung gas akan mencampurkan biojisim di dalam bekas.

Jika anda tidak mahu membina bunker konkrit, anda boleh membeli bekas PVC yang sudah siap. Untuk mengekalkan haba, ia mesti dikelilingi oleh lapisan penebat haba - busa polistirena. Bahagian bawah lubang diisi dengan lapisan konkrit bertetulang 10 cm.Tangki yang diperbuat daripada polivinil klorida boleh digunakan jika isipadu reaktor tidak melebihi 3 m3.

Kesimpulan dan video berguna mengenai topik ini

Anda akan belajar cara membuat pemasangan paling mudah dari tong biasa jika anda menonton video:

Anda boleh melihat bagaimana pembinaan reaktor bawah tanah berlaku dalam video:

Cara baja dimuatkan ke dalam pemasangan bawah tanah ditunjukkan dalam video berikut:

Pemasangan untuk menghasilkan biogas daripada baja akan membolehkan anda menjimatkan kos haba dan elektrik dengan ketara, dan menggunakan bahan organik, yang terdapat dengan banyak di setiap ladang, untuk tujuan yang baik. Sebelum memulakan pembinaan, semuanya mesti dikira dan disediakan dengan teliti.

Reaktor paling mudah boleh dibuat dalam beberapa hari dengan tangan anda sendiri, menggunakan bahan yang tersedia. Sekiranya ladang itu besar, maka sebaiknya membeli pemasangan siap pakai atau hubungi pakar.

Jika, semasa membaca maklumat yang dibentangkan, anda mempunyai soalan atau mempunyai cadangan yang anda ingin kongsikan dengan pelawat tapak, sila tinggalkan komen di blok di bawah.