Bioplinsko postrojenje za privatnu kuću: preporuke za uređenje domaćeg projekta

Štedljiv vlasnik sanja o jeftinim izvorima energije, učinkovitom zbrinjavanju otpada i dobivanju gnojiva.DIY kućno postrojenje za bioplin je jeftin način da ostvarite svoj san.

Samostalna montaža takve opreme koštat će razumnu količinu novca, a proizvedeni plin bit će dobra pomoć u kućanstvu: može se koristiti za kuhanje, grijanje kuće i druge potrebe.

Pokušajmo razumjeti specifičnosti ove opreme, njegove prednosti i nedostatke. I također je li moguće sami izgraditi bioplinsko postrojenje i hoće li biti učinkovito.

Specifičnosti proizvodnje bioplina

Bioplin nastaje kao rezultat fermentacije biološkog supstrata. Razgrađuju ga hidrolitičke bakterije, bakterije koje stvaraju kiselinu i metan. Mješavina plinova koju proizvode bakterije je zapaljiva, jer sadrži veliki postotak metana.

Njegova svojstva praktički se ne razlikuju od prirodnog plina koji se koristi za industrijske i kućanske potrebe.

Industrijsko bioplinsko postrojenje
Po želji svaki vlasnik kuće može kupiti bioplinsko postrojenje industrijske proizvodnje, ali ono je skupo, a investicija se isplati u roku od 7-10 godina. Stoga ima smisla uložiti napor i napraviti bioreaktor vlastitim rukama

Bioplin je ekološki prihvatljivo gorivo, a tehnologija njegove proizvodnje nema previše utjecaja na okoliš. Štoviše, otpadni proizvodi koje je potrebno zbrinuti koriste se kao sirovine za bioplin.

Stavljaju se u bioreaktor, gdje se odvija obrada:

  • biomasa je neko vrijeme izložena bakterijama. Razdoblje fermentacije ovisi o volumenu sirovina;
  • Kao rezultat aktivnosti anaerobnih bakterija oslobađa se zapaljiva mješavina plinova koja uključuje metan (60%), ugljični dioksid (35%) i neke druge plinove (5%). Fermentacija također oslobađa potencijalno opasan sumporovodik u malim količinama. Otrovan je, pa je vrlo nepoželjno da mu ljudi budu izloženi;
  • smjesa plinova iz bioreaktora se pročišćava i dovodi u spremnik plina, gdje se skladišti do upotrebe za namjeravanu namjenu;
  • plin iz plinskog spremnika može se koristiti na isti način kao i prirodni plin. Ide na kućanske aparate - plinske peći, kotlove za grijanje itd.;
  • Razgrađenu biomasu potrebno je redovito uklanjati iz fermentora. Ovo je dodatni rad, ali trud se isplati. Nakon fermentacije sirovina se pretvara u visokokvalitetno gnojivo koje se koristi na poljima i povrtnjacima.

Bioplinsko postrojenje je korisno za vlasnika privatne kuće samo ako ima stalan pristup otpadu sa stočnih farmi. U prosjeku od 1 kubičnog metra. Može se dobiti 70-80 kubika supstrata. bioplin, ali proizvodnja plina je neravnomjerna i ovisi o mnogim čimbenicima, uključujući temperature biomase. To komplicira izračune.

Shema proizvodnog instalacijskog uređaja
Bioplinska postrojenja su idealna za farme. Životinjski otpad može osigurati dovoljno plina za potpuno zagrijavanje stambenih prostorija i gospodarskih zgrada

Kako bi proces proizvodnje plina bio stabilan i kontinuiran, najbolje je izgraditi nekoliko bioplinskih postrojenja, a supstrat dodavati u fermentore s vremenskom razlikom.Takve instalacije rade paralelno, a sirovine se u njih učitavaju sekvencijalno.

To jamči stalnu proizvodnju plina, tako da se njime mogu kontinuirano opskrbljivati ​​kućanski uređaji.

Dijagram učinkovite kućne instalacije
Idealno bi bilo da se bioreaktor zagrije. Svakih 10 stupnjeva topline povećava proizvodnju plina za pola. Iako instalacija grijanja zahtijeva ulaganja, ona se isplati većom učinkovitošću dizajna

Domaće bioplinska oprema, sastavljen od otpadnog materijala, puno je jeftiniji od instalacija industrijske proizvodnje. Učinkovitost mu je niža, ali se isplati uložiti. Ako imate pristup gnojivu i želju uložiti vlastiti trud u sastavljanje i održavanje strukture, ovo je vrlo isplativo.

Prednosti i nedostaci sustava

Bioplinska postrojenja imaju mnoge prednosti, ali i mnoge nedostatke, stoga prije početka projektiranja i gradnje treba sve odvagnuti:

  • Recikliranje. Zahvaljujući bioplinskom postrojenju, možete izvući maksimalnu korist od otpada koji biste inače morali zbrinuti. Ovo odlaganje manje je opasno za okoliš od odlaganja.
  • Obnovljivost sirovina. Biomasa nije ugljen ili prirodni plin, čija ekstrakcija iscrpljuje resurse. Prilikom uzgoja sirovine se stalno pojavljuju.
  • Relativno mala količina CO2. Pri proizvodnji plina ne zagađuje se okoliš, ali pri njegovoj uporabi u atmosferu se oslobađa mala količina ugljičnog dioksida. Nije opasno i nije sposobno kritički promijeniti okolinu, jer... apsorbiraju ga biljke tijekom rasta.
  • Umjereno oslobađanje sumpora. Prilikom izgaranja bioplina u atmosferu se oslobađa mala količina sumpora.To je negativna pojava, ali se njezini razmjeri mogu vidjeti u usporedbi: pri izgaranju prirodnog plina onečišćenje okoliša sumpornim oksidima puno je veće.
  • Stabilan rad. Proizvodnja bioplina je stabilnija od rada solarni paneli ili vjetroturbine. Dok se energija sunca i vjetra ne može kontrolirati, bioplinska postrojenja ovise o ljudskoj aktivnosti.
  • Moguće je koristiti više postavki. Plin uvijek nosi rizike. Kako bi se smanjila potencijalna šteta u slučaju nesreće, nekoliko bioplinskih postrojenja može se rasporediti po cijeloj lokaciji. Ako je sustav od nekoliko fermentora pravilno projektiran i sastavljen, radit će stabilnije od jednog velikog bioreaktora.
  • Prednosti za poljoprivredu. Neke vrste biljaka sade se za dobivanje biomase. Možete odabrati one koji poboljšavaju stanje tla. Primjerice, sirak smanjuje eroziju tla i poboljšava njegovu kvalitetu.

Bioplin ima i nedostatke. Iako je relativno čisto gorivo, ipak zagađuje atmosferu. Mogući su i problemi s opskrbom biljnom biomasom.

Neodgovorni vlasnici biljaka često je beru na način da iscrpljuju zemlju i narušavaju ekološku ravnotežu.

Izračun isplativosti instalacije

Kravlja balega se obično koristi kao sirovina za proizvodnju bioplina. Jedna odrasla krava može proizvesti dovoljno za 1,5 kubnih metara. gorivo; svinja – 0,2 kubnih metara; piletina ili kunić (ovisno o tjelesnoj težini) – 0,01-0,02 kubnih metara. Da biste razumjeli je li to puno ili malo, možete ga usporediti s poznatijim vrstama resursa.

1 kubni metar bioplin daje istu količinu toplinske energije kao:

  • drvo za ogrjev – 3,5 kg;
  • ugljen - 1-2 kg;
  • električna energija – 9-10 kW / h.

Ako znate približnu težinu poljoprivrednog otpada koji će biti dostupan u narednim godinama i količinu potrebne energije, možete izračunati isplativost bioplinskog postrojenja.

Jednostavna instalacija s hrpe komposta
Jedan od glavnih nedostataka proizvodnje bioplina je miris. Mogućnost korištenja malih hrpa komposta veliki je plus, ali morat ćete izdržati neugodnosti i pažljivo kontrolirati proces kako ne biste izazvali širenje patogena

Za stavljanje u bioreaktor priprema se supstrat koji uključuje nekoliko komponenti u sljedećim omjerima:

  • stajnjak (najbolja krava ili svinjetina) – 1,5 t;
  • organski otpad (ovo može biti trulo lišće ili druge komponente biljnog podrijetla) – 3,5 t;
  • voda zagrijana na 35 stupnjeva (količina tople vode izračunata je tako da njena masa bude 65-75% ukupne količine organske tvari).

Izračun podloge je napravljen za jedno polaganje za šest mjeseci, na temelju umjerene potrošnje plina. Nakon otprilike 10-15 dana, proces fermentacije će dati prve rezultate: plin će se pojaviti u malim količinama i početi puniti skladište. Nakon 30 dana možete očekivati ​​punu proizvodnju goriva.

Indijska verzija jednostavnog bioplinskog postrojenja
Oprema za proizvodnju bioplina kod nas još nije osobito raširena. Tome je najvećim dijelom pridonijela slaba informiranost ljudi o prednostima i značajkama bioplinskih sustava. U Kini i Indiji mnoge male farme opremljene su improviziranim postrojenjima za proizvodnju dodatnog čistog goriva

Ako instalacija radi ispravno, volumen bioplina će se postupno povećavati sve dok supstrat ne istruli. Izvedba strukture izravno ovisi o brzini fermentacije biomase, koja je pak povezana s temperaturom i vlagom supstrata.

Upute za samogradnju

Ako nemate iskustva u sastavljanju složenih sustava, ima smisla odabrati online ili razviti najjednostavniji crtež bioplinskog postrojenja za privatnu kuću.

Što je dizajn jednostavniji, to je pouzdaniji i izdržljiviji. Kasnije, kada razvijete vještine u izgradnji i rukovanju sustavom, možete ponoviti opremu ili instalirati dodatnu instalaciju.

Pojednostavljeni crtež kućanskih instalacija
Skupi industrijski dizajni uključuju sustave za miješanje biomase, automatsko grijanje, pročišćavanje plinova itd. Oprema za kućanstvo nije tako komplicirana. Bolje je sastaviti jednostavnu instalaciju, a zatim dodati elemente koji su potrebni

Pri izračunavanju volumena fermentora trebali biste se usredotočiti na 5 kubičnih metara. Ova instalacija omogućuje vam da dobijete količinu plina potrebnu za grijanje privatne kuće s površinom od 50 četvornih metara, ako se kao izvor topline koristi plinski kotao ili štednjak.

Ovo je prosječna brojka, jer Kalorični sadržaj bioplina obično nije veći od 6000 kcal/m3.

Zakopavanje bioreaktora u zemlju
Da bi proces fermentacije tekao koliko-toliko stabilno, potrebno je postići odgovarajuće temperaturne uvjete. Da biste to učinili, bioreaktor se postavlja u zemljanu jamu ili se unaprijed razmišlja o pouzdanoj toplinskoj izolaciji. Konstantno zagrijavanje supstrata može se osigurati postavljanjem cijevi za grijanje vode ispod dna fermentora

Izgradnja bioplinskog postrojenja može se podijeliti u nekoliko faza.

Faza 1 - priprema jame za bioreaktor

Gotovo cijelo bioplinsko postrojenje je pod zemljom, tako da puno ovisi o tome kako je jama iskopana i završena. Postoji nekoliko mogućnosti za jačanje zidova i brtvljenje jame - plastični, betonski, polimerni prstenovi.

Optimalno rješenje je kupnja gotovih polimernih prstenova s ​​čvrstim dnom. Oni će koštati više od dostupnih materijala, ali neće biti potrebno dodatno brtvljenje. Polimeri su osjetljivi na mehanička opterećenja, ali se ne boje vlage i kemijski agresivnih tvari. Ne mogu se popraviti, ali ako je potrebno mogu se lako zamijeniti.

Jama za bioplinsko postrojenje
Intenzitet fermentacije supstrata i oslobađanje plina ovise o pripremi stijenki i dna bioreaktora, pa se jama pažljivo učvrsti, izolira i zabrtvi. Ovo je najteža i dugotrajna faza rada

Faza 2 - uređenje odvodnje plina

Kupnja i ugradnja specijalnih miješalica za bioplinska postrojenja skup je prijedlog. Sustav se može pojeftiniti ugradnjom plinske drenaže. Sastoji se od okomito postavljenog polimera kanalizacijske cijevi, u kojem su napravljene mnoge rupe.

Pri izračunavanju duljine odvodnih cijevi treba se usredotočiti na planiranu dubinu punjenja bioreaktora. Vrhovi cijevi moraju biti iznad ove razine.

Polimerne kanalizacijske cijevi
Za odvod plina možete odabrati metalne ili polimerne cijevi. Prvi su jači, a drugi su otporniji na kemijske utjecaje. Bolje je dati prednost polimerima, jer metal će brzo zahrđati i istrunuti

Supstrat možete odmah staviti u gotov bioreaktor. Prekriven je filmom tako da je plin koji se oslobađa tijekom procesa fermentacije pod blagim pritiskom. Kada je kupola spremna, to će osigurati normalnu opskrbu biometanom kroz izlaznu cijev.

Faza 3 - ugradnja kupole i cijevi

Završna faza montaže najjednostavnijeg bioplinskog postrojenja je postavljanje gornjeg dijela kupole. Na najvišoj točki kupole postavite ispušnu cijev za plin i rastegnite je do držač plina, bez koje ne možete.

Spremnik bioreaktora zatvoren je čvrstim poklopcem. Kako bi se spriječilo miješanje biometana sa zrakom, postavlja se vodena brtva. Služi i za pročišćavanje plinova. Mora se osigurati ispuštajući ventil koji će raditi ako je tlak u fermentoru previsok.

Pročitajte više o tome kako napraviti bioplin iz stajnjaka u ovom materijalu.

Domaće bioplinsko postrojenje na licu mjesta
Slobodni prostor bioreaktora u određenoj mjeri služi kao skladište plina, ali to nije dovoljno za siguran rad postrojenja. Plin se mora stalno trošiti, inače je moguća eksplozija od viška tlaka ispod kupole

Metode zagrijavanja bioreaktora

U biomasi su stalno prisutni mikroorganizmi koji prerađuju supstrat, ali im je za intenzivno razmnožavanje potrebna temperatura od 38 stupnjeva ili više.

Za grijanje u hladnim razdobljima možete koristiti spiralu spojenu na kućni sustav grijanja ili električne grijalice. Prva metoda je ekonomičnija, pa se koristi češće.

Bioplinsko postrojenje ne mora biti ukopano u zemlju, postoje i druge mogućnosti uređenja. Primjer rada sustava sastavljenog od bačvi prikazan je u videu ispod.

Zagrijavanje supstrata u bioreaktoru
Najlakši način za organiziranje grijanja odozdo je polaganje cijevi iz sustava grijanja, ali učinkovitost takvog izmjenjivača topline je relativno niska. Bolje je organizirati vanjsko grijanje, idealno parno, tako da se biomasa ne pregrije

Zaključci i koristan video na tu temu

Iako nema ništa komplicirano u sastavljanju i postavljanju bioplinske opreme, morate biti izuzetno pažljivi na detalje. Greške su nedopustive, jer može dovesti do eksplozija i razaranja. Nudimo video upute koje će vam pomoći razumjeti dizajn postrojenja, pravilno ih sastaviti i nadopuniti korisnim uređajima za praktičnije korištenje bioplina.

Video opisuje kako radi i radi standardno bioplinsko postrojenje:

Primjer domaćeg bioplinskog postrojenja. Video vodič o tome kako postaviti sustav vlastitim rukama:

Video upute za sastavljanje bioplinskog postrojenja iz bačve:

Opis procesa proizvodnje mješalica za supstrat:

Detaljan opis rada domaćeg skladišta plina:

Bez obzira na to koliko jednostavna bioplinska instalacija odabrana za privatnu kuću, ne smijete štedjeti na njoj. Ako je moguće, bolje je kupiti sklopivi industrijski bioreaktor.

Ako nije, izradite ga od visokokvalitetnih i održivih materijala: polimera, betona ili nehrđajućeg čelika. To će vam omogućiti stvaranje istinski pouzdanog i sigurnog sustava opskrbe plinom kod kuće.

Imate li pitanja o temi članka, pronašli nedostatke ili imate vrijedne informacije koje možete podijeliti s našim čitateljima? Ostavite svoje komentare, postavite pitanja, podijelite svoje iskustvo.

Komentari posjetitelja
  1. Alyona

    Jesam li dobro shvatio da je najbolje instalirati bioplinsko postrojenje na farmi stoke? Ima dovoljno sirovina i prostora za ugradnju samog uređaja. Tata je nekoć radio na farmi ovaca kao pastir. Bilo je i noćnih smjena, a u prostoriji gdje se spavalo bilo je hladno. Ne znam ni jesu li torovi za ovce grijani. I tako ideja je sasvim izvediva, s pravim rukama i glavom može se provesti.

  2. Vadim

    Ipak, dobro je da čovječanstvo polako dolazi do ideje o očuvanju čistog okoliša, budi se odgovornost, svijest i želja za traženjem alternativnih izvora. Uostalom, ovdje žive naša djeca. Svidjela mi se ideja o bioplinskom postrojenju. Na prvi pogled se čini kao ništa komplicirano, ali će biti vrlo isplativo ako uzmemo u obzir naše cijene plina. Ali postoje, naravno, nedostaci koje ne treba zanemariti.

  3. Igore

    Pitanje 1 (vjerojatno najvažnije) - postoji zemljište (dacha) površine od oko 0,5 hektara. Želim izgraditi takvu instalaciju (ruke rastu odakle je potrebno). Koliko će čovjeku biti ugodno biti u neposrednoj blizini takve instalacije - drugim riječima, hoće li biti smrad "po hektaru"? Razumijem da puno ovisi o dizajnu i kvaliteti izrade, ali pretpostavimo da je sve napravljeno kako treba.

    Pitanje 2: Kako bi se točno takva instalacija trebala očistiti od recikliranih materijala? I opet potpitanje: treba li vam zatvorena plinska maska ​​ili možete proći s otvorenim tipom?

    I posljednje pitanje 3: Jesu li za fermentaciju biomase potrebne posebne bakterije ili je to samo komercijalni potez?

    P.S.: Što se plina tiče DA-A_a - (dugo treba tipkati psovke u odnosu na znaš koga i gdje...) - Imam jednosoban stan izoliran po svim propisima, ali na plinsko grijanje ispada da je račun jednak (ili čak i veći) nego za sve druge komunalije - struju, vodoopskrbu, komunalije za “Utrimuvannya budinka i pribudinka teritorij” i Internet - UZETI ZAJEDNO!!!
    Izvucite svoje zaključke, dame i gospodo!

    • Erlan

      Čovjeku će biti puno ugodnije u neposrednoj blizini takve instalacije nego u neposrednoj blizini smrdljive gomile kože i smeća na otvorenom prostoru.

      U svakom slučaju govno ispušta plinove (metan i druge), a ako trebaš vermikompost, onda moraš čekati 2-3 godine da govno istrune i svi štetni plinovi ispare. Ali bioplinska postrojenja rješenje su globalnog problema. Dobro je ako napravite sustav, onda neće biti smrada. Zvuk nekih jedinica koje rade u ovom sustavu neće se niti čuti. Samo treba dobro razmisliti.

      Rezultat je pravedno zbrinjavanje otpada, besplatna bioenergija, besplatna gnojiva. Mislim da je tako, svaki poljoprivrednik je jednostavno dužan instalirati takav reaktor samo da zbrine otpad.

      Naišao sam na ovu temu iz jednog razloga, jer... Počeo sam razmišljati o pokretanju mini farme pilića. Sve sam jasno isplanirao i nasjelio na sranje - smrdit će, žalit će se susjedi. Proučavao sam sanitarne standarde - ne možete izgraditi farmu pilića u selu. “Ovo je prepreka”, pomislio sam i nekako se niotkuda pojavilo iskoristiti otpad...ali pitanje je - kako? Puno sam razmišljao i odnekud čuo za bioplinsko postrojenje. Ukupno. Ako radite s farmom, onda morate raditi s bioplinskim postrojenjem. Ako nemate farmu, onda se baviti bioplinom nije isplativo.

  4. Igore

    Odgovorit ću Aleni i Vadimu.

    Sve ovo sranje se može napraviti! Ali nitko mi nije odgovorio na pitanja. Uostalom, cijela poanta je da su ALTERNATIVNI IZVORI ENERGIJE apsolutno neisplativi/neisplativi za industriju nafte/plina! A naša jebena ušljiva vlada će učiniti sve što je moguće da ubije pokušaje rađanja takvih tehnologija u povojima. Držat ću jezik za zubima o financijskoj potpori takvim poduzećima.

    Pa, općenito, bioplinska instalacija je moguća čak i na ljetnoj parceli od 0,25 hektara. Ali sve ovisi o specifičnim zahtjevima/mogućnostima. Čuo sam (ne kažem) da je u jednoj od dača u regiji Poltava glupo spaljen višak bioplina kako ne bi smrdio, jer se kompresori nisu mogli nositi s punjenjem baterije serijski spojenih cilindara za skladištenje bioplina.

  5. Vladimire

    Ako nema gnoja, ali ima praznih stabljika i klipova kukuruza ili pšenične (ražene) slame, vrhova, lišća itd., koliko će onda takve sirovine biti potrebno za proizvodnju jednog kubnog metra plina?

    • Stručnjak
      Amir Gumarov
      Stručnjak

      Zdravo. Pokušat ću odgovoriti na svaku sirovinu o kojoj imate pitanja. Brojke neće biti točne, s određenom greškom, jer ovise o mnogim čimbenicima koji se ne mogu izračunati "na oko".

      Dakle, prema preliminarnim podacima, od tone slame proizvest će se oko 300 kubika plina. Što se tiče lišća, ovdje nije sve tako jednostavno, jer s vaše strane nema konkretne napomene o kojem drveću govorite. Ali čak i sada, eksperimentalne (amaterske) instalacije omogućuju dobivanje 50 kubičnih metara plina iz jedne tone lišća.

      Mislim da će ti podaci biti dovoljni za izračunavanje približne izvedbe buduće instalacije. Također možete razmotriti proizvodnju bioplina iz organskog otpada. Za vašu referencu prilažem i pločicu s podacima o ostalim vrstama sirovina.

      Fotografije u prilogu:
  6. Dmitrij

    Pročitao sam sve komentare i svima ću odgovoriti odjednom. Jedan od gornjih primjera upravo je moja eksperimentalna postavka. Po radnom iskustvu, instalacija je zabrtvljena, dakle nema mirisa, ako ima mirisa, logično je da nema brtvljenja, što znači da postoji gubitak plina. Nakon obrade, sirovine imaju blagi miris, ali nije poput stajnjaka, smeća ili analoga, ima blagi gorak miris. Otpad iz reaktora je visokokvalitetni vermikompost koji se nakon prozračivanja može sigurno izliti na gredice. Aeracija zrakom je neophodna kako bi se uništili svi metanogeni.

    Reaktor je najbolje napraviti u kontinuiranom ciklusu, jer napraviti reaktor - napuniti ga, čekati dva tjedna, plin se proizvodi tjedan dana i onda se sve ispusti, mislim da to nije praktično.Najoptimalnije je svakih 1-2 dana dodati 5-7% svježih sirovina i istu količinu iscijediti, tada će reaktor kontinuirano proizvoditi plin.

    Volumen plina po danu u prosjeku je jednak jednom i pol volumenu reaktora. Samo nemojte brkati tekući i plinoviti plin. Bioreaktor proizvodi plin.

    Ako imate vlastiti dom, tada vam je za grijanje potreban bioreaktor s volumenom od najmanje 5 kubičnih metara. I da, bioreaktor se mora izolirati i dio plina zimi trošiti na zagrijavanje.

  7. Aleksandar

    U principu, sve mi je jasno, osim kako ukloniti sve pokvareno. Ako napravite 2 reaktora od po 3 kocke, koliki su omjeri sadržaja u jednom reaktoru? Je li moguće dodati supstrat dok reaktor radi? Hvala unaprijed na odgovoru.

  8. Pavao

    što je sa sigurnošću? Plinske boce ponekad eksplodiraju, ali ova neće eksplodirati?

  9. Vjačeslav

    ovo što sam čitao i vidio je na razini kruga mladih kemičara, električara i strojara, možda još nekoga. nema koncepta, nema kalkulacija, nema koncepta.

Grijanje

Ventilacija

Elektrika