Bioplynová stanica pre súkromný dom: odporúčania na usporiadanie domáceho projektu

Šetrný majiteľ sníva o lacných zdrojoch energie, efektívnej likvidácii odpadu a získavaní hnojív.Domáca bioplynová stanica pre domácich majstrov je lacný spôsob, ako si splniť svoj sen.

Vlastná montáž takéhoto zariadenia bude stáť primerané množstvo peňazí a vyrobený plyn bude dobrým pomocníkom v domácnosti: dá sa použiť na varenie, vykurovanie domu a iné potreby.

Pokúsme sa pochopiť špecifiká tohto zariadenia, jeho výhody a nevýhody. A tiež, či je možné postaviť si bioplynovú stanicu svojpomocne a či to bude efektívne.

Špecifiká výroby bioplynu

Bioplyn vzniká ako výsledok fermentácie biologického substrátu. Rozkladajú ho hydrolytické, kyselinotvorné a metánotvorné baktérie. Zmes plynov produkovaných baktériami je horľavá, pretože obsahuje veľké percento metánu.

Jeho vlastnosti sa prakticky nelíšia od zemného plynu, ktorý sa používa na priemyselné a domáce potreby.

Ak je to žiaduce, každý majiteľ domu si môže kúpiť priemyselnú bioplynovú stanicu, ale je to drahé a investícia sa vráti do 7-10 rokov. Preto má zmysel vynaložiť úsilie a vyrobiť bioreaktor vlastnými rukami

Bioplyn je ekologické palivo a technológia jeho výroby nemá veľký vplyv na životné prostredie. Okrem toho sa odpadové produkty, ktoré je potrebné zneškodniť, používajú ako suroviny na výrobu bioplynu.

Sú umiestnené v bioreaktore, kde dochádza k spracovaniu:

• biomasa je nejaký čas vystavená baktériám. Doba fermentácie závisí od objemu surovín;
• V dôsledku činnosti anaeróbnych baktérií sa uvoľňuje horľavá zmes plynov, ktorá zahŕňa metán (60 %), oxid uhličitý (35 %) a niektoré ďalšie plyny (5 %). Fermentáciou sa v malých množstvách uvoľňuje aj potenciálne nebezpečný sírovodík. Je jedovatý, preto je veľmi nežiaduce, aby mu boli ľudia vystavení;
• zmes plynov z bioreaktora sa čistí a dodáva do plynovej nádrže, kde sa skladuje, kým sa nepoužije na určený účel;
• plyn z plynovej nádrže je možné použiť rovnako ako zemný plyn. Ide do domácich spotrebičov - plynové sporáky, vykurovacie kotly atď.;
• Rozložená biomasa sa musí z fermentora pravidelne odstraňovať. Ide o dodatočnú prácu, ale vynaložené úsilie sa vypláca. Po fermentácii sa surovina mení na kvalitné hnojivo, ktoré sa používa na poliach a zeleninových záhradách.

Bioplynová stanica je pre majiteľa súkromného domu výhodná len vtedy, ak má neustály prístup k odpadu z chovov hospodárskych zvierat. V priemere od 1 kubického metra. Môžete získať 70-80 metrov kubických substrátu. bioplyn, ale produkcia plynu je nerovnomerná a závisí od mnohých faktorov, vrátane teploty biomasy. To komplikuje výpočty.

Bioplynové stanice sú ideálne pre farmy. Živočíšny odpad môže poskytnúť dostatok plynu na úplné vykurovanie obytných priestorov a hospodárskych budov

Aby bol proces výroby plynu stabilný a kontinuálny, je najlepšie postaviť niekoľko bioplynových staníc a substrát pridávať do fermentorov s časovým rozdielom.Takéto zariadenia fungujú paralelne a suroviny sa do nich nakladajú postupne.

To zaručuje stálu produkciu plynu, takže môže byť plynule dodávaný do domácich spotrebičov.

V ideálnom prípade by mal byť bioreaktor vyhrievaný. Každých 10 stupňov tepla zvyšuje produkciu plynu o polovicu. Inštalácia vykurovania si síce vyžaduje investície, oplatí sa však vo väčšej účinnosti návrhu

Domáce bioplynové zariadenia, zostavený zo šrotu materiálov, je oveľa lacnejší ako priemyselné výrobné zariadenia. Jeho účinnosť je nižšia, ale investícia sa oplatí. Ak máte prístup k hnoju a chcete vynaložiť vlastné úsilie na zostavenie a údržbu konštrukcie, je to veľmi výhodné.

Výhody a nevýhody systému

Bioplynové stanice majú veľa výhod, ale je tu aj veľa nevýhod, takže pred začatím projektovania a výstavby by ste mali všetko zvážiť:

• Recyklácia. Vďaka bioplynovej stanici môžete získať maximálny úžitok z odpadu, ktorý by ste inak museli zlikvidovať. Táto likvidácia je pre životné prostredie menej nebezpečná ako skládkovanie.
• Obnoviteľnosť surovín. Biomasa nie je uhlie ani zemný plyn, ktorých ťažba vyčerpáva zdroje. Pri poľnohospodárstve sa suroviny objavujú neustále.
• Relatívne malé množstvo CO2. Pri výrobe plynu sa neznečisťuje životné prostredie, no pri jeho použití sa do atmosféry uvoľňuje malé množstvo oxidu uhličitého. Nie je nebezpečný a nie je schopný kriticky zmeniť prostredie, pretože... je absorbovaný rastlinami počas rastu.
• Mierne uvoľňovanie síry. Pri spaľovaní bioplynu sa do atmosféry uvoľňuje malé množstvo síry.Ide o negatívny jav, ale jeho rozsah možno vidieť v porovnaní: pri spaľovaní zemného plynu je znečistenie životného prostredia oxidmi síry oveľa väčšie.
• Stabilná práca. Výroba bioplynu je stabilnejšia ako práca solárne panely alebo veterné turbíny. Zatiaľ čo slnečnú a veternú energiu nemožno kontrolovať, bioplynové stanice sú závislé od ľudskej činnosti.
• Je možné použiť viacero nastavení. Plyn vždy prináša riziká. Na zníženie potenciálnych škôd v prípade havárie môže byť v areáli rozmiestnených niekoľko zariadení na výrobu bioplynu. Ak je systém niekoľkých fermentorov správne navrhnutý a zostavený, bude fungovať stabilnejšie ako jeden veľký bioreaktor.
• Výhody pre poľnohospodárstvo. Na získanie biomasy sa vysádzajú niektoré druhy rastlín. Môžete si vybrať také, ktoré zlepšujú stav pôdy. Napríklad cirok znižuje eróziu pôdy a zlepšuje jej kvalitu.

Bioplyn má aj nevýhody. Hoci ide o relatívne čisté palivo, stále znečisťuje ovzdušie. Problémy môžu byť aj s prísunom rastlinnej biomasy.

Nezodpovední majitelia rastlín ju často zbierajú tak, že vyčerpávajú pôdu a narúšajú ekologickú rovnováhu.

Výpočet ziskovosti inštalácie

Kravský trus sa zvyčajne používa ako surovina na výrobu bioplynu. Jedna dospelá krava dokáže vyprodukovať toľko, aby poskytla 1,5 kubického metra. palivo; prasa – 0,2 metrov kubických; kura alebo králik (v závislosti od telesnej hmotnosti) - 0,01 - 0,02 metrov kubických. Ak chcete pochopiť, či je to veľa alebo málo, môžete to porovnať so známymi typmi zdrojov.

1 kubický meter bioplyn poskytuje rovnaké množstvo tepelnej energie ako:

• palivové drevo - 3,5 kg;
• uhlie - 1-2 kg;
• elektrina – 9-10 kW/h.

Ak poznáte približnú hmotnosť poľnohospodárskeho odpadu, ktorý bude k dispozícii v nasledujúcich rokoch, a množstvo potrebnej energie, môžete vypočítať ziskovosť bioplynovej stanice.

Jednou z hlavných nevýhod výroby bioplynu je zápach. Schopnosť používať malé kompostové hromady je veľkým plusom, ale budete musieť znášať nepríjemnosti a starostlivo kontrolovať proces, aby ste nevyvolali šírenie patogénov.

Na jeho vloženie do bioreaktora sa pripraví substrát, ktorý obsahuje niekoľko zložiek v nasledujúcich pomeroch:

• hnoj (najlepšie kravské alebo bravčové) – 1,5 t;
• organický odpad (môže ísť o zhnité listy alebo iné zložky rastlinného pôvodu) – 3,5 t;
• voda ohriata na 35 stupňov (množstvo teplej vody sa vypočíta tak, aby jej hmotnosť bola 65-75% z celkového množstva organických látok).

Výpočet podkladu bol vykonaný na jednu pokládku na šesť mesiacov na základe miernej spotreby plynu. Asi po 10-15 dňoch fermentačný proces prinesie prvé výsledky: plyn sa objaví v malých množstvách a začne napĺňať zásobník. Po 30 dňoch môžete očakávať plnú produkciu paliva.

Zariadenia na výrobu bioplynu u nás zatiaľ nie sú zvlášť rozšírené. Je to z veľkej časti spôsobené slabou informovanosťou ľudí o výhodách a vlastnostiach bioplynových systémov. V Číne a Indii je veľa malých fariem vybavených provizórnymi zariadeniami na výrobu dodatočného čistého paliva

Ak inštalácia funguje správne, objem bioplynu sa bude postupne zvyšovať, až kým substrát nezhnije. Výkon konštrukcie priamo závisí od rýchlosti fermentácie biomasy, ktorá zase súvisí s teplotou a vlhkosťou substrátu.

Pokyny pre svojpomocnú výstavbu

Ak nemáte skúsenosti s montážou zložitých systémov, má zmysel vybrať si online alebo vytvoriť najjednoduchší výkres bioplynovej stanice pre súkromný dom.

Čím je dizajn jednoduchší, tým je spoľahlivejší a odolnejší. Neskôr, keď si rozviniete zručnosti pri budovaní a manipulácii so systémom, môžete zariadenie prerobiť alebo nainštalovať dodatočnú inštaláciu.

Drahé priemyselné návrhy zahŕňajú systémy na miešanie biomasy, automatické vykurovanie, čistenie plynu atď. Vybavenie domácnosti nie je až také zložité. Je lepšie zostaviť jednoduchú inštaláciu a potom pridať potrebné prvky

Pri výpočte objemu fermentora by ste sa mali zamerať na 5 metrov kubických. Táto inštalácia vám umožňuje získať množstvo plynu potrebné na vykurovanie súkromného domu s rozlohou 50 metrov štvorcových, ak sa ako zdroj tepla používa plynový kotol alebo sporák.

Ide o priemerný údaj, pretože Kalorický obsah bioplynu zvyčajne nie je vyšší ako 6000 kcal/m3.

Aby proces fermentácie prebiehal viac-menej stabilne, je potrebné dosiahnuť správne teplotné podmienky. Na tento účel je bioreaktor inštalovaný v hlinenej jame alebo je vopred premyslená spoľahlivá tepelná izolácia. Konštantný ohrev substrátu je možné zabezpečiť umiestnením potrubia na ohrev vody pod základňu fermentora

Výstavbu bioplynovej stanice možno rozdeliť do niekoľkých etáp.

Fáza 1 - príprava jamy pre bioreaktor

Takmer celá bioplynová stanica je pod zemou, takže veľa závisí od toho, ako bola jama vykopaná a dokončená. Existuje niekoľko možností na spevnenie stien a utesnenie jamy - plastové, betónové, polymérové ​​krúžky.

Optimálnym riešením je nákup hotových polymérových krúžkov s pevným dnom. Budú stáť viac ako dostupné materiály, ale nebude potrebné žiadne dodatočné tesnenie. Polyméry sú citlivé na mechanické zaťaženie, ale nebojí sa vlhkosti a chemicky agresívnych látok. Nedajú sa opraviť, ale v prípade potreby sa dajú ľahko vymeniť.

Intenzita fermentácie substrátu a uvoľňovanie plynu závisí od prípravy stien a dna bioreaktora, preto je jama starostlivo spevnená, izolovaná a utesnená. Toto je najťažšia a časovo náročná fáza práce

2. etapa - usporiadanie odtoku plynu

Nákup a inštalácia špeciálnych miešačiek pre bioplynové stanice je nákladná záležitosť. Systém je možné zlacniť inštaláciou odvodu plynu. Pozostáva z vertikálne inštalovaného polyméru kanalizačné potrubia, v ktorej je vytvorených veľa otvorov.

Pri výpočte dĺžky drenážnych potrubí by ste sa mali zamerať na plánovanú hĺbku plnenia bioreaktora. Horné časti rúr musia byť nad touto úrovňou.

Pre odvod plynu si môžete vybrať kovové alebo polymérové ​​rúry. Prvé sú silnejšie a druhé sú odolnejšie voči chemickým vplyvom. Je lepšie dať prednosť polymérom, pretože kov rýchlo hrdzavie a hnije

Substrát môžete ihneď naložiť do hotového bioreaktora. Je pokrytý filmom, takže plyn uvoľnený počas fermentačného procesu je pod miernym tlakom. Keď je kupola pripravená, zabezpečí sa tým normálny prísun biometánu cez výstupné potrubie.

3. fáza - inštalácia kupoly a potrubia

Konečnou fázou montáže najjednoduchšej bioplynovej stanice je inštalácia vrchnej časti kupoly. V najvyššom bode kupoly nainštalujte výfukové potrubie plynu a natiahnite ho držiak plynu, bez ktorej sa nezaobídete.

Nádoba bioreaktora je uzavretá tesným vekom. Aby sa zabránilo zmiešaniu biometánu so vzduchom, je nainštalovaný vodný uzáver. Slúži aj na čistenie plynu. Musí byť k dispozícii vypúšťací ventil, ktorý bude fungovať, ak je tlak vo fermentore príliš vysoký.

Prečítajte si viac o tom, ako vyrobiť bioplyn z hnoja v tomto materiáli.

Voľný priestor bioreaktora do určitej miery slúži ako zásobník plynu, čo však na bezpečnú prevádzku zariadenia nestačí. Plyn musí byť spotrebovaný neustále, inak je možný výbuch z nadmerného tlaku pod kupolou

Spôsoby ohrevu bioreaktora

Mikroorganizmy, ktoré spracovávajú substrát, sú v biomase neustále prítomné, no na svoje intenzívne rozmnožovanie potrebujú teplotu 38 stupňov a viac.

Na vykurovanie v chladnom období môžete použiť špirálu pripojenú k domácemu vykurovaciemu systému alebo elektrické ohrievače. Prvá metóda je ekonomickejšia, preto sa používa častejšie.

Bioplynová stanica nemusí byť zakopaná v zemi, existujú aj iné možnosti usporiadania. Príklad fungovania systému zostaveného z sudov je uvedený na videu nižšie.

Najjednoduchší spôsob, ako zariadiť vykurovanie zospodu, je položiť potrubie z vykurovacieho systému, ale účinnosť takéhoto výmenníka tepla je pomerne nízka. Aby sa biomasa neprehrievala, je lepšie si zariadiť vonkajšie kúrenie, ideálne parné

Závery a užitočné video na túto tému

Hoci pri montáži a usporiadaní bioplynového zariadenia nie je nič zložité, musíte byť mimoriadne pozorní na detaily. Chyby sú neprijateľné, pretože môže viesť k výbuchom a zničeniu. Ponúkame videonávody, ktoré vám pomôžu pochopiť dizajn zariadení, správne ich zostaviť a doplniť o užitočné zariadenia pre pohodlnejšie využitie bioplynu.

Video popisuje, ako funguje a funguje štandardná bioplynová stanica:

Príklad domácej bioplynovej stanice. Video tutoriál o tom, ako nastaviť systém vlastnými rukami:

Video návod na zostavenie bioplynovej stanice zo suda:

Popis výrobného procesu miešačiek substrátu:

Podrobný popis prevádzky domáceho zásobníka plynu:

Bez ohľadu na to, aká jednoduchá môže byť inštalácia bioplynu vybraná pre súkromný dom, nemali by ste na ňom šetriť. Ak je to možné, je lepšie kúpiť skladací priemyselný bioreaktor.

Ak nie, vyrobte ho z kvalitných a udržateľných materiálov: polymérov, betónu alebo nehrdzavejúcej ocele. To vám umožní vytvoriť skutočne spoľahlivý a bezpečný systém dodávky plynu doma.

Máte otázky k téme článku, našli ste nejaké nedostatky alebo máte cenné informácie, o ktoré sa môžete podeliť s našimi čitateľmi? Zanechajte prosím svoje komentáre, pýtajte sa, zdieľajte svoje skúsenosti.