Nykyaikaiset tekniikat kaikenlaisten raaka-aineiden jalostamiseksi avaavat mahdollisuudet ratkaista onnistuneesti biopolttoaineiden hankinta lannasta suoraan kotona. Lisäksi tekemällä biopolttoaineita omilla käsilläsi kotona uusien jätteenkäsittelyperiaatteiden ansiosta, voit samalla tuottaa lannoitteita maatalousviljelmille.
Ja mitä tähän tarvitaan ja miten tehdä bioreaktori oikein - tarkastelemme näitä aiheita yksityiskohtaisesti artikkelissamme. Annamme suosituksia parhaiden raaka-aineiden valinnasta biokaasun tuotantoon, analysoimme tuloksena syntyvän polttoaineen käytön ominaisuuksia kotitalouksien tarpeisiin.
Tietysti helpoin tapa on ostaa valmiita teollisuuslaitoksia. Niiden korkeat kustannukset saavat he kuitenkin harkitsemaan vaihtoehtoja tuotantojärjestelmien valmistamiseksi omilla käsillään.
Lyhyesti biokaasun määritelmästä
Tieteellisten määritelmien mukaan biokaasu on tuote, joka saadaan biologisen jätteen massan käymisprosessin seurauksena. Tällöin käymistuote on metaani tai vety.
Metaanin (tai vedyn) muodostuminen tapahtuu kolmen tyyppisten bakteerien elintärkeän toiminnan seurauksena:
- hydrolyysi;
- hapon muodostaminen;
- muodostaen metaanin.
Käymistuotteen laatu on kaasuseoksen koostumus, jonka pitoisuudet jakautuvat suhteessa: 50-85% metaania, 15-50% hiilidioksidia ja alle 5% rikkivetyä.
Vaihtoehtoisen energian tuotannon rakennekaavio näyttää olevan noin tällainen. Samanaikaisesti käytetään arjen perinteisiä raaka-ainelähteitä, jotka soveltuvat vaihtoehtoisen energian - biopolttoaineen - hankkimiseen.
Tämä kaasuseos johdetaan suodattimien läpi CO: n poistamiseksi.2 ja H2S, jonka jälkeen puhdas biologinen metaani jää. Tällainen kaasu ei eroa maakaasusta, jota käytetään kotitalouksissa ja teollisuudessa.
Raaka-aineet korkealaatuisen biologisen kaasuseoksen saamiseksi ovat yleensä:
- lannan ja lintujen ulosteet;
- alkoholin tuotannon jäte (bard);
- panimoteollisuuden ylijäämä (panimon jyvät);
- uloste ja kalajätteet;
- juurikasmassa, talousjäte, ruoho ja paljon muuta.
Tämä on vain osa kaikista hyväksyttävistä raaka-aineista. Mutta jopa tämä luettelo osoittaa: kuinka monipuolinen on raaka-aineiden luettelo voidakseen perustaa biokaasun tuotannon jatkuvasti.
Biopolttoaineiden tuotantoyksikkö, joka on valmistettu yhden monien nykyisten tilojen tarpeisiin. Pieni asema, mutta tyydyttääkseen täysin yksityisen tilan tarpeet
Kaasuseoksen tuotannon tilavuusindikaattorit riippuvat suoraan käytetyn raaka-aineen tyypistä ja sen kuiva-ainepitoisuudesta. Joten jos levitämme karjanlantaa liiketoimintaan, voimme todella saada 50-60 metriä yhdestä lannan tonnista3 biopolttoaineet, jotka sisältävät jopa 60% metaania.
Uskotaan, että parhaat raaka-aineet ovat jätteet, joissa on korkea rasvapitoisuus. Yhden tonnin rasvajätteen käsitteleminen klassisen biopolttoainelaitoksen kautta voi tuottaa jopa 1300 metriä3 kaasuseos, jossa metaanipitoisuus saavuttaa 90%.
Kuinka tehdä käsittelytilamoduuli?
Jotta jäte voidaan jalostaa biopolttoaineeksi, sinun on ainakin oltava tietoinen tällaisten laitteiden toimintaperiaatteesta ja oltava ajatus piiristä.
Bioreaktorin asennusohjelma: 1 - bioreaktori; 2 - sekoitin; 3 - lämmitin; 4 - pumppu; 5 - suodatinelementti; 6 - kaasukompressori; 7 - kaasun pidin; 8 - lannan kokoelma; 9 - lannoitteiden (lietteen) tuotanto; 10 - lämmityksen ohjauspaneeli
Harkitse molempia, mutta se on huomattava: täysimittaisen asennuksen rakentaminen on melko hankala ja kallis liiketoiminta. Kotona voidaan yleensä tehdä vain jotain käsittelyasemien kaltaista. Jotkut yritykset ovat kuitenkin onnistuneet.
Biostaation periaate
Biopolttoaineiden tuotantotekniikka tukee pääsääntöisesti seuraavaa systemaattista lähestymistapaa:
- Bioreaktori (säiliö) on ladattu lannalla.
- Tietyn ajan kuluessa käymisprosessi tapahtuu reaktorin sisällä.
- Muodostuu kaasumainen väliaine.
- Kaasujen lähtö reaktorista.
- Kaasuseos puhdistetaan ja lähetetään käytettäväksi polttoaineena.
Tuloksena olevan kaasuseoksen koostumukselle on ominaista riittävän korkea kylläisyys eri aineilla. Prosenttiosassa on pääasiassa metaania (60%), hiilidioksidia (35%) ja muita aineita, rikkivetyä mukaan lukien (5%).
Näin seoksen kaasun jakautumiskaavio näyttää: 1 - metaanipitoisuus noin 63-65%; 2 - hiilidioksidipitoisuus noin 30-33%; 3 - rikkivedyn pitoisuus on noin 2%; 4 - ammoniakkipitoisuus noin 1%; 5 - vetypitoisuus noin 1%
Sillä välin kotituotannon kaasua tuottavan aseman tehokkaaseen toimintaan tarvitaan merkittäviä eläinjätteen varastoja.
Siksi ensimmäinen asia, johon sinun tulisi kiinnittää huomiota ratkaistaessa biopolttoaineen hankintaa kotona (mökillä), on käsittelylaitoksen raaka-ainelähteiden saatavuus.
DIY-bioreaktorien valmistus
Kun olet päättänyt raaka-aineiden lähteistä, sinun on päätettävä kodin (tai maan) bioreaktorin sijainnista. Itse reaktori on suljettu astia, riittävän vahva, ja sen tilavuus perustuu päivittäiseen lannan määrään jalostettavaksi (viitteeksi: 100 m: n saavuttamiseksi)3 kaasuseos vaatii noin 1 tonni lantaa).
Taulukko lannatyypin ja tuotetun biokaasun määrän suhteesta
Taulukko, joka näyttää tietyn tyyppisen biologisen jätteen tehokkuuden tuotetun kaasun määrän suhteen. Kuten taulukosta voidaan nähdä, tehokkain on sianlanta, joka voi tuottaa suurimman määrän biopolttoainetta
Tällainen säiliö on asennettava vahvalle alustalle, varustettuna sulkuventtiileillä ja muilla teknisillä ominaisuuksilla klassisen järjestelmän mukaisesti. Aluksen yläosa on edullisesti irrotettava, pultikiinnikkeillä ja tiivisteellä.
Jakson jatkuvuuden varmistamiseksi varastosäiliö on varustettava keinotekoisella lämmitysmoduulilla. Jos ulkopuoliset lämpötilaolosuhteet takaavat kesäkaudella lannan käymisen tehokkuuden ja kaasuntuotantonopeuden, tilanne muuttuu talvella.
Bioreaktorin talvikäyttöä varten keinotekoinen lämmitys on ehdottomasti välttämätöntä, koska käymisbakteerien aktiivisuus on lakannut jo 4-10 ° C: n lämpötilassa nollan yläpuolella. Siksi säiliössä on oltava hyvin tehty lämpöeriste. Klassinen mineraalivillaeristysmenetelmä sopii tähän hyvin.
Hyvä esimerkki bioreaktorin eristämisestä talvikäyttöön. Tässä käytettiin eristemateriaalina mineraalivillaa. Yläkerros puuvillaa on päällystetty folioaineella.
Lämmityksen järjestämiseen on useita vaihtoehtoja. Esimerkiksi sähkölämmittimien tai lämmitysjärjestelmän käyttö vesijäähdytysnesteessä (vesitakki).
Lämmityspiirin teho olisi laskettava reaktorin sisällä olevan optimaalisen lämpötilanormin (25–40 ° C) perusteella, joka tarvitaan tehokkaan biomassan käymisprosessin saavuttamiseksi.
Lämmittimien lisäksi pysähtymisaste vaikuttaa biomassan käymisaktiivisuuteen. Itse asiassa säiliön sisällä lannan on oltava jatkuvasti liikkeessä. Biomassan liike parantaa käymisprosessia ja lyhentää kaasukomponentin saamisen aikaa.
Lannan ja biopolttoaineiden jalostamiseen tarkoitetun kesäkeskuksen muunnos. Lämmitys tehdään tällöin betonivesihauteena, johon reaktoriastia upotetaan. Tätä asennusta ei kuitenkaan voida käyttää talvella.
Liikkeen organisoinnin ongelma ratkaistaan ottamalla bioreaktorisuunnitteluun erityinen mekaaninen sekoitin. Tämän laitteen akseli on kytketty pienen nopeuden moottorin akseliin, joka suorittaa pyörimisen. Sekoitusprosessin kytkeminen päälle ja pois päältä voidaan tehdä manuaalisesti tai automaattisesti.
Sivustollamme on toinen artikkeli, joka sisältää ohjeet biokaasuntuotantolaitoksen asentamisesta yksityisen talon tarpeisiin.
Biokaasun ja lannoitteiden hankintaprosessi
Biopolttoaineiden tuotantojärjestelmän suunnittelu kotona käsittää teknisesti aluksen lastaamisen lannalla noin kolmanneksella kapasiteetista. Lannan lastaamiseksi tehdään lastausluukku, jossa on ilmatiiviisti sulkeutuva ovi. Bioreaktorin jäljellä olevaa yläosaa käytetään päästökaasujen keräämiseen.
Kotitekoinen miniatyyri bioreaktori, tehty perinteisen 200 litran tynnyrin perusteella. Periaatteessa biopolttoaineen vaatimattomien tarpeiden tyydyttämiseksi se on varsin sopiva käytettäväksi yksityisellä sektorilla. Juuri tämä muotoilu voidaan tosiasiallisesti tehdä kotona biopolttoaineiden saamiseksi.
Aluksen ylemmällä ja alemmalla tasolla sinun on tehtävä poistoreiät. Yläosassa on kaasun poistoaukko, alaosassa on poistoaukko käsitellyn lannan (lannoitteiden) poistamiseksi. Myös astian ylemmän alueen alueelle on toivottavaa asentaa näyttöikkuna prosessin seuraamiseksi.
Kaasuseoksen tuottamista varten tarkoitettu putki on liitetty suljetulla putkella laitteeseen, joka suorittaa samanaikaisesti erottimen ja vesitiivisteen toiminnot. Viestintään käytetään putkea (metallia tai polyeteeniä), jonka halkaisija on pieni (25-32 mm).
Itse erotin on astia, jolla on suhteellisen pieni tilavuus, täynnä vettä. Vesipylvään läpi kulkeva kaasu puhdistetaan, poistetaan kaasusäiliöön ja toimitetaan sitten kuluttajille.
Esimerkki kaksivaiheisesta erotinlaitteesta - hydraulisesta kaihtimesta bioreaktorista tulevan kaasuseoksen toimittamiseksi. Tämän suodatusvaihtoehdon avulla voidaan saada korkealaatuista puhdistettua tuotetta
Reaktorin alempi putki (käytetyn lannan - lietteen poistamiseksi) on suotavaa, jotta halkaisija olisi suurin mahdollinen. Sulkuventtiilit (sulkuventtiilit) on kytketty siihen ja säiliöön tehdään vesijohto lietteen keräämistä varten. Tilan jätemassaa voidaan käyttää onnistuneesti lannoitteena.
Yksityiskohtaiset tiedot vaaditun kapasiteetin määrityksestä sekä bioreaktorin hyötysuhteen laskelmista ja biokaasun käytön tarkoituksenmukaisuudesta, tarkastellaan seuraavassa artikkelissa.
Mikä on lantamassan koostumus?
Bioreaktorin sisällä ladattavaa lannan massaa ei tule pitää pelkästään minkä tahansa laadun mukaisina raaka-aineina. Aineen aineosalla on olennainen merkitys käymisprosessissa. Käytännössä todettiin, että substraattipartikkelien vähenemiseen liittyy parempi prosessitehokkuus.
Substraatin selkeä kuitumaisuus ja bakteerien vuorovaikutusalueen lisääntyminen ovat tärkeimmät kriteerit, jotka edistävät lannan nopeaa hajoamista. Tässä tilassa lannat eivät muodosta saostumaa tai kalvoa pinnalle kuumennettaessa ja sekoitettuna, mikä yksinkertaistaa huomattavasti kaasuseoksen suodattamista.
Lannan valmistelu reaktoriin lataamista varten. Tähän menettelyyn kiinnitetään vähemmän huomiota kuin kaikkeen muuhun, jos haluat saada huomattavan määrän biopolttoainetta lyhyessä ajassa.
Raaka-aineiden jauhatusaste määrää käymisen keston, mikä puolestaan vaikuttaa tuotetun kaasun määrään. Täten käymisajan lyhentämiseksi on tarpeen raaka-aineet jauhaa hyvin: mitä parempi jauhatuslaatu, sitä lyhyempi käymisaika.
Biokaasun käytön ominaisuudet kotitalouksien tarpeisiin
Tämän tyyppisen energian soveltamisala on melko laaja. Biokaasun käytön ansiosta ne tuottavat sähköenergiaa, saavat kuumaa vettä tai höyryä. On olemassa lukuisia esimerkkejä käytännöstä, jossa autokuljetuksia käytetään biopolttoaineiden polttoon.
Mutta jotta taloudessa ei olisi ongelmia tällaista polttoainetta käytettäessä, on erittäin tärkeää varustaa saadun biokaasun varastointi, varaamalla oikea paikka kaasusäiliölle työmaalla.
Tämän tyyppiset biokaasulaitokset ovat laitteet, jotka avaavat mahdollisuuden luoda jättömiä tuotantolaitoksia. Tässä suhteessa Länsi-Euroopan yksittäiset maat ovat osoittaneet hyvää esimerkkiä.
Esimerkiksi Tanskassa tämäntyyppisten polttoaineiden tuotanto on saavuttanut tason, joka on lähes 20% maan energialähteiden kokonaismassasta. Suurilla maailman alueilla - Intiassa ja Kiinassa - biokaasulaitosten kustannukset ovat satoja tuhansia.
Tehokkaat teollisuuden biopolttoaineiden tuotantolaitokset. Tällaiset mallit pystyvät toimittamaan suuret maatalousrakenteet täysin biopolttoaineella. Maailmanlaajuisesti käytetään valtavaa määrää sellaisia järjestelmiä. Ja määrällinen kasvu jatkuu aktiivisesti
Ei vain, biogaasun tuotantoprosesseihin liittyvä kiinnostus maailmanlaajuisesti on lisääntynyt huomattavasti.
Tämä on yksi niistä vaihtoehdoista, joille on osoitettu vaihtoehtoisia lähteitä ja joille he näkevät tulevaisuuden, joten viljelijät ja asumis- ja kunnallispalvelujen johtajat, kotitalouksien omistajat ja pienyritykset seuraavat tarkkaan tekniikan kehitystä.
Katsaus biokaasulaitokseen, jonka valmistuksessa käytettiin 127 litran muovisäiliötä. Laitteen ominaisuudet ja käyttövinkit.
Erityisen mielenkiintoista on laitosten käyttö ravintola- ja gastronomia-alan omistajien keskuudessa, jossa ruokajätteiden käsittelyn aihe on edelleen ajankohtainen. Tämän perusteella on hyvä tilaisuus luoda halpa orgaanisen jätteen kierrätys tilojen hyödyksi. Lisäksi biopolttoaineiden tuotantotekniikka on todellinen ympäristön suojelu, jota ei voida sanoa muiden energiainsinöörien tuotannosta.
Oletko kiinnostunut biopolttoaineiden tuotannosta ja haluat selventää joitain kohtia? Esitä kiistanalaisia kysymyksiä kommenteissa - asiantuntijamme yrittävät selventää näitä kohtia.
Tai ehkä et ole perehtynyt bioreaktorin valmistukseen ja biokaasun tuotantoprosessiin? Jaa käytännön tietoa ja mielipiteesi tästä aiheesta artikkelissamme - monet yritysjohtajat ovat kiinnostuneita kokemuksistasi ja suosituksistasi.