Что такое биогаз и как он используется
Что такое Биогаз: свойства, технологии получения, преимущества и недостатки
Биогаз – это продукт жизнедеятельности анаэробных бактерий, мало отличающийся по химическому составу от природного метана. Альтернативный источник энергии позволяет перерабатывать неликвидные органические отходы, уменьшает количество вредных свалок, сохраняет природные ресурсы России.
Состав и качество биогаза
Качество биогаза оценивается по процентному содержанию метана. При глубокой очистке биогаз не уступает природному газу из глубинных месторождений, в котором содержится 90% метана. Как источник энергии биогаз уступает каменному углю, продуктам нефтепереработки, дровам, но превосходит торфяные брикеты, прессованную солому. Тепловая энергия биогаза при сжигании одного кубометра эквивалентна 0,7 литрам мазута, 1.5 килограммам сухих дров или отходов пиломатериалов.
Сырье для получения биогаза
Производить биогаз из навоза, отходов производства выгодно крупным животноводческим комплексам, сахарным заводам, птицефабрикам, большим бойням, пивзаводам, фермерским хозяйствам.
Технологический процесс получения биогаза
Простейшая биогазовая установка состоит из реактора, в котором проходят процессы гидролиза сырья, метанового брожения (образования метаногенов). Промышленные биореакторы дополняются перемешивающими механизмами, подогревом, газгольдером для сбора биометана, очистными установками, станциями сжижения газа, тепловыми электростанциями.
Для увеличения продуктивности процесса получения биогаза лучшим сырьем становятся жировые отходы бойни, водоросли, испорченное зерно, силос. Из тонны этих продуктов можно получить от 200 до 500 кубометров биометана.
Основные преимущества и недостатки биогаза
Главным недостатком биометана становится высокая стоимость очистки газа до характеристик автомобильного топлива. В холодном климате биореакторы требуют подогрева зимой. Особых мер требует и хранение взрывоопасного газа.
История биогаза
Новейшая история производства биогаза началась 60 лет назад. Большие усилия для конструирования, производства малых биореакторов приложили Индия и Китай. Ряд правительств европейских стран предоставляют налоговые льготы производителям экологичного биометана.
В Европе купить биогаз в сжиженном состоянии можно на автомобильных заправках. Баллонный биометан жители Германии, Голландии, Бельгии используют для приготовления пищи, заправки электрогенераторов, отопительных котлов. В России «зеленые тарифы» производителям биогаза не предоставляются, но число биогазовых комплексов увеличивается. В компании «Трансутилизация» российские аграрии, перерабатывающие заводы, фермеры могут заказать биогазовые установки различной мощности.
Биогазовая установка
Пост опубликован: 7 августа, 2017
Альтернативные источники энергии все увереннее входят в повседневную жизнь современного человека. Люди научились использовать в своих целях энергию солнца, ветра, воды, недр земли, а также иные, альтернативные традиционным источникам энергии, виды топлива.
К таким, не обычным источникам энергии, относится биогаз, который получают в специальных установках и используют для получения различных видов энергии, используемых человеком в повседневной жизни (тепло, электричество и топливо для автомобилей).
Что это?
Биогаз, который является экологически чистым топливом, получают в биогазовых установках, агрегатах, представляющих из себя комплекс технических сооружений и аппаратов, объединенных в единый технологический цикл.
Комплектация биогазовой установки может быть различной, в зависимости от ее мощности, вида сырья и получаемого конечного продукта в виде тепловой или электрической энергии, обоих видов энергии или только биогаза, используемого в бытовых газовых плитах и в качестве топлива для автомобилей.
Стандартная установка, состоит из следующих узлов и агрегатов:
На выше приведенной схеме, условно показан технологический цикл производства биогаза с использованием жидкого и твердого сырья, с дальнейшей его переработкой и получением тепловой и электрической энергий.
Кому нужны биогазовые установки
В связи с тем, что современному человеку достаточно трудно обходиться без тепла и электричества, то биогазовые установки, которые являются агрегатами, производящими эти виды энергии, нужны всем и везде. Единственный фактор, который влияет на необходимость и возможность установки подобного агрегата в том или ином месте, это наличие достаточного количества органического сырья, необходимого для работы устройства.
К тому же, в наше время борьбы за чистоту окружающего мира, являясь экологически чистыми при производстве энергии и работающие на альтернативном топливе, данные установки, все более широко используются как в нашей стране, так и за ее пределами.
Принцип действия
Принцип работы подобный устройств основан на брожении и разложении органических отходов сельскохозяйственных и иных производств, осуществляемом в реакторе биогазовой установки, под воздействием особых гидролизных, кислотообразующих и метанобразующих бактерий. В результате разложения сырья получается биогаз, состоящий из смеси метана, углекислого газа и примесей прочих газов (аммиак, сероводород, азот и т.д.).
Работа биогазовой установки осуществляется следующим образом:
Сравнение биогаза с другими источниками энергии
При сравнении производства биогаза, служащего топливом для получения различных видов энергии, с другими видами получения альтернативной энергии, как то, солнечные электростанции и ветровые генераторы, то видно, что данные установки, обладают одним преимуществом, это способность работать, вне зависимости от внешних факторов (погода, сезонность и т.д.) в круглосуточном и круглогодичном циклах.
Еще один аспект использования биогазовых установок, как то, возможность использовать в полном объеме установленную мощность агрегатов, сопоставляет их с традиционными устройствами получения энергии (нефть, газ и т.д.) и гарантирует их использование в ближайшей и долгосрочной перспективах.
Внутренняя энергия 1,0 м3 биогаза, сопоставима с:
При сжигании 1,0 м3 биогаза выделяется 9,0 кВт тепловой энергии, что позволяет произвести до 1,5 кВт электрической энергии или обогреть помещение площадью до 80,0 м2 в течение нескольких часов.
Характеристики горючести биогаза и прочих горючих газов несколько разняться, для сравнения они приведены в ниже следующей таблице:
характеристики | Газ | ||||
Единица измерения | Биогаз | Природный газ | Пропан | Метан | |
Теплота сгорания | кВт*ч/м3 | 6,0 | 10,0 | 26,0 | 10,0 |
Плотность | кг/м3 | 1,2 | 0,7 | 2,01 | 0,72 |
Соотношение плотности с воздухом | кг/м3 | 0,9 | 0,54 | 1,51 | 0,55 |
Температура воспламенения | *С | 700 | 650 | 470 | 650 |
Скорость распространения пламени в воздухе | м/с | 0,25 | 0,39 | 0,42 | 0,37 |
Предел воспламенения пламени в воздухе | % | 6,0 – 12,0 | 5,0 – 15,0 | 2,0 – 10,0 | 5,0 – 15,0 |
Биогаз – это альтернативный вид топлива, постепенно завоевывающий рынок возобновляемых источников энергии в разных странах и на разных континентах нашей планеты.
Биогазовая установка для частного дома
В связи с тем, что в личном подсобном хозяйстве, количество образующихся органических отходов и продуктов деревообработки и переработки сельскохозяйственных культур, ограничено, то в качестве основного и единственного источника энергии, вне зависимости от направленности (тепловая, электрическая, газ), биогазовые установки рассматривать не целесообразно.
К тому же, необходимо учитывать, что при работе подобных устройств, выделяется целая группа прочих газов (сероводород, аммиак и т.д.), которым свойственен специфический неприятный запах, что требует выполнять монтаж установки на некотором удалении от жилых помещений.
Конструктивно, подобная установка может выглядеть следующим образом:
Для фермерского хозяйства
При наличии у фермерского хозяйства, или иного не крупного предприятия, среднее количество органических отходов (пилорама, тепличное хозяйство, птицеферма и т.д.), появляется возможность смонтировать более крупную установку, позволяющую обеспечить собственные потребности в тепловой и электрической энергиях.
В этом случае процесс производства топлива аналогичен процессу, при использовании в частном порядке, отличие лишь в мощности агрегатов и соответственно, объемах перерабатываемого сырья.
Конструктивно, это может выглядеть следующим образом:
На данной схеме представлены:
Биогазовая установка для предприятия
Когда крупное предприятие, имеющее значительный объем отходов производства, строит биогазовую установку, то сам процесс ничем не отличается от выше перечисленных вариантов (личное и фермерское хозяйства).
Разница лишь в мощности установки, ее геометрических размерах, наличии средств автоматики и защиты. Вариант такой установки, для крупного предприятия, может выглядеть следующим образом:
Как правило, на крупные биогазовых установка, кроме стандартных операций, рассмотренных в выше рассмотренных вариантах комплектации, применяются и дополнительные, это:
Средние цены
В настоящее время, биогазовые установки изготавливаются рядом отечественных и зарубежных компаний.
Наиболее популярны среди различных групп пользователей, следующие модели, это:
Объем перерабатываемого сырья составляет 700,0 кг/сутки, при этом выход готового продукта составляет:
Как сделать своими руками
Умея работать с различным ручным инструментом, имея навыки сантехнических и сварочных работ, а также свободное время и желание, можно изготовить биогазовую установку малой мощности своими руками.
Работы выполняются в соответствии с ниже приведенной схемой и в следующей последовательности:
Плюсы и минусы
Топливо, получаемое в биогазовых установках (биогаз), является возобновляемым и альтернативным традиционным, источником энергии.
Использование подобных агрегатов позволяет добиться положительных результатов в различных составляющих их применения, это:
Достоинствами подобных агрегатов, также являются:
Недостатками являются:
Что такое биогаз и технология производства биогаза
Доброго времени суток всем! Этот пост продолжает тему альтернативной энергетики для вашего.
В нем я вам расскажу о биогазе и его использовании для обогрева жилища и приготовления пищи.
Наиболее эта тема интересна фермерам, у которых есть доступ к разнообразному сырью для получения этого вида топлива.
Давайте для начала разберемся в том, что такое биогаз и откуда он берется.
Что такое биогаз и как его получают?
Биогаз — горючий газ, возникающий как продукт жизнедеятельности микроорганизмов в питательной среде.
Этой питательной средой может быть навоз или силос, который закладывается в специальный бункер.
В этом бункере, который называется реактором, и происходит образование биогаза.
Внутри реактор будет устроен следующим образом:
Биогаз технология
Для ускорения процесса брожения биомассы необходим ее подогрев.
Для этого может быть использован ТЭН или теплообменник, подключенный к любому отопительному котлу.
Нельзя забывать и о хорошей теплоизоляции, чтобы избежать лишних затрат энергии на подогрев.
Кроме подогрева, бродящую массу необходимо перемешивать. Без этого КПД установки может значительно снижаться.
Перемешивание может быть ручным или механическим. Тут все зависит от бюджета или имеющихся в наличии технических средств.
Самое главное в реакторе — это объем! Маленький реактор просто физически не способен выдать большое количество газа.
Химический состав газа сильно зависит от того какие процессы протекают в реакторе.
Чаще всего там происходит процесс метанового брожения, в результате которого образуется газ с большим процентным содержанием метана.
Но вместо метанового брожения вполне может происходить процесс с образованием водорода.
Но по моему мнению, для обычного потребителя водород не нужен, а может даже и опасен.
Вспомните хотя бы гибель дирижабля Гинденбург. Теперь давайте разберемся из чего можно получать биогаз.
Из чего получают биогаз?
Газ можно получать из различных видов биомассы.
Давайте перечислю их в виде списка:
Установка для получения биогаза
Для того, чтобы наилучшим образом понимать как работает установка для получения биогаза давайте рассмотрим следующий рисунок:
Установка для производства биогаза
Устройство биореактора было рассмотрено выше, поэтому о нем говорить не будем. Рассмотрим другие составные части установки:
Биогаз для частного дома своими руками
Многие владельцы небольших ферм задумываются об использовании биогаза для внутренних нужд.
Но разузнав по-подробнее о том, как все это работает большинство оставляет эту затею.
Связано это с тем, что оборудование для переработки навоза или силоса стоит огромных денег, а выход газа (в зависимости от сырья)может получиться небольшим.
Это в свою очередь делает установку оборудования невыгодным.
Обычно, для частных домов фермеров устанавливают примитивные установки, работающие на навозе.
Они, чаще всего, способны обеспечить газом только кухню и маломощный настенный газовый котел.
При этом на сам технологический процесс придется затратить немало энергии — на подогрев, перекачку, работу компрессора.
Дорогостоящие фильтра тоже нельзя исключать из поля зрения.
Биогаз для частного дома: плюсы и минусы
В общем, мораль тут такая — чем больше сама установка, тем выгоднее ее работа.
А для домашних условий это практически всегда невыполнимо. Но это не значит, что домашних установок никто не делает.
Предлагаю вам посмотреть следующее видео, чтобы увидеть как это выглядит из подручных материалов:
Биогаз: плюсы и минусы
Биогаз — отличный способ полезной переработки органических отходов.
На выходе получается топливо и полезное удобрение в виде перебродившего ила.
Данная технология работает тем эффективней, чем больший объем сырья перерабатывается.
Современные технологии позволяют серьезно увеличить выработку газа при помощи применения специальных катализаторов и микроорганизмов.
Главным минусом всего этого является высокая цена одного кубометра.
Для обычных людей чаще всего будет гораздо дешевле покупать газ в баллонах, чем делать установку по переработке отходов.
Но, конечно, из всех правил есть исключения, поэтому перед тем, как принять решение о переходе на биогаз стоит посчитать цену кубометра и сроки окупаемости.
На этом пока все, пишите вопросы в комментариях
Что такое биогаз, как его получают и в чем его преимущества
Удорожание и планомерное сокращение исчерпаемых природных запасов углеводородов заставляет всё чаще задумываться о производстве и использовании альтернативных способов топлива. Одним из наиболее популярных, на сегодняшний день, является так называемый биогаз, получаемый из органических отходов.
Что такое биогаз и в чем его преимущества
Основное достоинство биогаза в том, что получают его из органического мусора. Таким образом, решаются сразу две задачи: утилизация пищевых отходов и получение сравнительно недорогого и энергоемкого топлива. Образующиеся при производстве биогаза отходы также идут в дело – их используют в качестве удобрений. Ещё одно преимущество такого подхода – экономия природных ресурсов и сокращение выделения вредных свалочных газов в атмосферу.
Технология получения биогаза
На сегодняшний день известно более 60 различных технологий получения биогаза, различающихся видами и соотношением используемых компонентов, а также схемой переработки и конструкцией оборудования. В основе же так или иначе лежит процесс, суть которого заключается в последовательном разложении биомассы тремя группами бактерий – гидролизными, кислотообразующими и метанообразующими.
Для того, чтобы процесс образования биогаза происходил успешно и эффективно, необходимы определенные условия. В частности необходимо поддерживать температуру в емкости не менее 30 С. Масса в нем должна постоянно перемешиваться, а удаляемая отработанная часть своевременно замещаться новыми отходами. Немаловажное значение имеет и состав поступающей на переработку биомассы.
Какие отходы используются для получения биогаза
Соотношение веществ в составе биомассы напрямую влияет на количество и скорость образующегося биогаза, а также содержание в нем метана. Наилучший эффект достигается при сочетании фекальных осадков, пищевых и растительных отходов сельскохозяйственной и деревообрабатывающей промышленности. Однако простейшую установку для изготовления биогаза вполне можно изготовить и использовать в частном доме или на даче. Так называемые семейные биогазовые установки активно используют в Индии, Непале, Вьетнаме и других странах. По сути, они являются более современным вариантом компостных ям, в которые складируются образующиеся в домашнем хозяйстве в результате жизнедеятельности домашнего скота и людей отходы.
В Европе биогаз производят в промышленных масштабах. Такую возможность обеспечивает создание соответствующей инфраструктуры на аграрных предприятиях и очистных сооружениях. Лидером в этой области является Дания, здесь биотопливо обеспечивает 18% от всех энергозатрат. Биогазом отапливают более половины европейских птицеферм, где они производится, а в Швейцарии его используют в качестве топлива для более чем 10% общественного транспорта.
В России биогазовые установки пока используются недостаточно активно, хотя ресурсов для производства биотоплива предостаточно: ежегодно в стране образуется до 300 миллионов тонн органических отходов. Их переработка потенциально позволяет произвести около 90 миллиардов кубометров биогаза.
В то же время кое-где в нашей стране уже взяли эту идею на вооружение. Так, в Курьяновских очистных сооружениях весь выделяемый из сточных вод осадок сбраживается в метантенках при температуре 53 С, что позволяет получать биогаз с содержанием метана до 65%. Это топливо используется на местных мини-ТЭЦ. Таким образом, чтобы поспособствовать увеличению количества производимого в РФ биотоплива, москвичам необязательно собирать свою установку – достаточно утилизировать максимум органического мусора через канализацию, установив дома измельчитель пищевых отходов.
Что такое биогаз и как сделать биогазовую установку своими руками
Биогазовая установка позволяет утилизировать отходы частных фермерских хозяйств, получая при этом недорогую электроэнергию или топливо для отопления дома и других хозяйственных нужд. Устройство собирают из подручных материалов или из заводских комплектующих.
Описание и свойства биогаза
Биогаз образуется при анаэробном (без воздуха) метановом сбраживании биомассы. В состав смеси входит до 55–75% метана, 25–45% двуокиси углерода, различное количество примесей сероводорода, оксидов азота, аммиака и других соединений.
Свойства смеси зависят от входящих в состав компонентов:
Физические свойства:
Разброс параметров предопределяется разным составом сырья, подбором технологии переработки и климатическими условиями во время реакции.
Сырьё для получения биогаза
Биогазовая установка для частного дома использует в качестве сырья самые разнообразные отходы сельского хозяйства. Биогазовая станция перерабатывает:
Точное количество биотоплива для каждого вида сырья зависит от технологии переработки.
Методы добычи
Сырьё проходит стадию подготовки, чтобы процесс брожения шёл активнее и продуктивнее.
Навоз бывает двух видов: природный и самосплавной. Первый вид забирают из-под животного вместе с подстилкой. Самосплавной вид удаляется с фермы потоком воды.
Мезга и жом — это раздробленные части овощей, фруктов и корнеплодов, из которых отжат сок.
Пивная барда, меласса — побочный продукт пивных, сахарных заводов, являются ценной пищевой добавкой, поэтому целесообразность использования для получения газа определяется стоимостью продукции.
Растительные остатки подвергают резке или силосованию.
На сколько хватает
Примерный выход газа из разных субстратов собран в таблицу.
Субстрат | Влажность сырья, % | Выход биотоплива, м³ из тонны сырья |
Навоз КРС (природный) | 85 | 55 |
Навоз КРС (самосплавного способа удаления) | 95 | 22 |
Навоз свиной природный | 85 | 62 |
Навоз свиной самосплавной | 95 | 25 |
Птичий помёт | 60–75 | 90–100 |
Свежая трава | 50–90 | До 200 |
Кукурузный силос | 60–90 | До 180 |
Мезга картофельная | 90 | До 32 |
Свекольный жом | 78 | 119 |
В следующей таблице собраны данные по количеству сырья, которое можно получить от животных и с одного гектара пашни.
Источник | Сырьё | Количество сырья т/год | Количество биогаза м³ |
Корова дойная | Жидкий навоз без подстилки | 20 | До 500 |
Свинья на откорме | Жидкий навоз без подстилки | 2–6 | 40–170 |
Бычок на откорме | Твёрдый навоз с подстилкой | 5–12 | 250–850 |
Лошадь | Твёрдый навоз без подстилки | до 8 | 500 |
100 кур | Сухой помёт | 2 | 250 |
1 гектар пашни | Сахарная свёкла, силос кукурузы | 40–70 | 5200–10500 |
1 гектар пашни | Свежий силос из травы и зерновых культур | 25–50 | 5000–8000 |
Приведённые в таблицах данные не могут служить основанием для точных расчётов, показатели — усреднённые по отрасли.
Эффективность
Выгоду биогаза оценивают по преимуществам его использования и выходу тепловой или электрической энергии.
Показатель эффективности зависит от количества в смеси метана, которого может содержаться 45–75%. В среднем при сжигании 1 м³ биогаза с учётом потерь и КПД генератора можно получить 1,5–2 кВт/ электроэнергии.
Сравнение с другими источниками энергии
По потребительским свойствам биогаз можно сравнить с другими источниками энергии: природным и сжиженным газом, сжатым метаном.
Характеристика | Биогаз | Природный | Сжиженный пропан | Сжатый (метан) |
Температура воспламенения, °С | 700 | 650 | 480 | 650 |
Плотность, кг/м³ | 1,2 | 0,7 | 2,0 | 0,73 |
Плотность относительно воздуха | 0,9 | 0,55 | 1,5 | 0,55 |
Энергия сгорания кВт*ч/м³ | 2,9–5,0 | 10 | 25 | 10 |
Принцип работы биогазовой установки
Биохимические принципы, лежащие в основе технологии производства газа, заключаются в жизнедеятельности трёх групп бактерий. Используют гидролизные, кислотообразующие и метанобразующие бактерии. Во время многоуровневой переработки вырабатывается конечный продукт — газообразная горючая смесь.
На практике применение распространение получили два вида получения биотоплива: «сухой» и «мокрый».
Мокрый
Метод получил наибольшее распространение, так как подходит для производства биотоплива из сырья с большим содержанием влаги. Так получают газ из навоза.
Сырьё насыщают водой до 90% влажности. Самосплавной навоз (удаляемый с ферм потоками воды) уже готов к переработке. В промышленных установках вещество подаётся в реакторы шнековыми транспортёрами или фекальными насосами. Резервуар утеплён, в нём постоянно происходит перемешивание биомассы.
По мере разложения вырабатывается газовая смесь, которая отводится в накопитель. Содержание серы уменьшают специальные бактерии, заселяющие стенки резервуара. После очистки топливо поступает в отделение когенерации, где происходит выработка электроэнергии газопоршневыми генераторами. В других вариантах станций газ доводится компрессорами до необходимого рабочего давления и поступает в распределительную сеть.
Часть энергии отбирается для подогрева биомассы в реакторе до 41–43°С.
Осадок удаляется по мере накопления.
В бытовых моделях система когенерации отсутствует, весь газ используется на нужды получения тепла. Загрузку и выгрузку реактора осуществляют вручную.
Сухой
Позволяет получать газ из сырья с небольшой влажностью. Разбавление водой субстрата не предусмотрено, а ферментация происходит при 50% влажности в зоне реакции.
По мере брожения жидкая фракция собирается в дренажной системе и с помощью циркуляционных насосов распыляется над полусухим субстратом. Перемешивание и переворачивание не происходит, что снижает энергозатраты на производство.
Брожение проходит при температуре 34–37°С. Внешний подогрев минимальный, тепло выделяется в процессе химических реакций органического сырья.
Оба метода могут быть применены при работе биогазовой установки, построенной своими руками.
Сфера применения
Цели переработки различаются у крупных производств и частных хозяйств.
Для частного дома
В частном хозяйстве, как правило, не находится достаточного количества органических отходов, чтобы обеспечить отопление жилого дома. Однако навоза одной коровы и пары свиней хватит, чтобы получить газ для отопления мест содержания животных и для кормоподготовки. Для сжигания используют газовые инфракрасные горелки.
Перебродившую массу распределяют по огороду или приусадебному хозяйству.
Для фермерского хозяйства
В фермерском хозяйстве полученного газа хватит для обогрева всех помещений газовыми котлами, которые безопаснее горелок и могут работать в круглосуточном режиме.
Стоимость заводских установок с генератором электроэнергии приближается в 1 млн. рублей, поэтому их редко приобретают.
Переработка навоза в перебродившую массу выгодна для фермера, так как снижает затраты на доставку получившегося удобрения на поля.
Для предприятия
Крупные сельхозпредприятия получают сырьё для биогазовых установок круглогодично.
Полученный биогаз используют для получения электроэнергии и топлива для котельных. Отходы гранулируют и распределяют по пашням. Часть предприятий изготавливают жидкие удобрения, которые поступают в продажу в небольших ёмкостях от 5 литров.
Одновременно с получением газа агрохолдинги решают проблему утилизации навоза и птичьего помёта.
Биогазовая станция своими руками
При недостатке опыта постройки сложных инженерных систем стараются придерживаться принципа: чем проще конструкция, тем она получается надёжнее и долговечнее. Инструкция по изготовлению установки для производства биогаза своими руками включает несколько этапов:
После успешного пуска устраняют выявленные недостатки и переводят систему в работу с полной нагрузкой.
Проектирование
Самодельные простейшие биогазовые установки не отличаются высоким КПД из-за того, что реакции проходят в неподходящем режиме.
Исходя из этого принимают, что один кубометр ёмкости брожения выделяет количество газа, достаточного для отопления 10 м² жилья. Таким образом, для обогрева загородного дома площадью 50 м², понадобится резервуар на 5 м³.
Загрузку и выгрузку сырья в домашних установках производят одномоментно, примерно один раз в 15–25 суток, в зависимости от потребления. Выход в рабочий режим может занять до 5 суток.
На это время предусматривают отопление дома другими способами или строят резервуар на 1–2 м³.
Расположение
Место под ёмкость брожения выбирают исходя из нескольких условий:
Правильно выбранное место должно быть удобно расположено с учётом инфраструктуры участка.
Материалы для изготовления биореактора
Основой биогазовой станции в личных хозяйствах является бункер. В качестве резервуара используют:
Требования к реактору:
Для изготовления системы подачи сырья выбирают пластиковые трубы, которые используют в канализации. Для отвода газа к газгольдеру выгоднее использовать ПНД трубы — их соединяют без использования газосварки.
Система сбора и отвода газа
В самой верхней точке бункера брожения делают врезку трубы отвода выработанного газа. По возможности трубу монтируют на воздухе, но закрывают от солнца. Предусматривают небольшой 1–2% подъём. В этом случае отвод является холодильником и на внутренних стенках оседает и стекает в резервуар конденсат.
К отводящей трубе присоединяют отвод, ведущий в газгольдер-хранилище.
В небольших станциях газгольдеры изготавливают из армированной полимерной плёнки.
Очищение от примесей
Для работы бытовых водогрейных котлов или варочных плит необходим очищенный газ.
В домашних условиях очистку и осушение проводят, перепуская топливо через ёмкость с водяным затвором. Другой способ — использование корпусов от бытовых водяных фильтров с засыпанным в них силикагелем. Второй фильтр заполняют металлическими опилками или мочалками — это является надёжной защитой от избытка серы.
Оборудование для перемешивания
Электрические мешалки заводского изготовления со сложными редукторами в установках для получения биогаза своими руками используют редко из-за их высокой цены и расходов на оплату электричества.
Применяют другие способы:
Круглосуточное перемешивание делать не надо, для автоматизации процесса включения насосы, компрессоры или миксеры подключают через таймеры подходящей мощности.
Подогрев и теплоизоляция
Реакция брожения активно происходит при температурах от 34 до 43°С. Ни один из известных способов получения биогаза не сможет поддерживать такие параметры самостоятельно в круглогодичном режиме. Даже в самых южных регионах потребуется внешний подогрев и качественное утепление.
Методы сохранения тепла:
Иногда оборудование устанавливают в хозпостройках или возводят вокруг реакторов павильоны из дерева или поликарбоната. Подогрев осуществляют электрическими ТЭНами или запускают котёл, который потребляет часть выработанного газа.
При снижении температуры субстрата ниже 30°С брожение может занимать до 30 суток или совсем остановится.
Ориентировочный расчет стоимости
Прежде чем приступать к проектированию установки, необходимо тщательно просчитать все предстоящие расходы. В некоторых случаях — суровый климат, небольшое количество доступного сырья — выгоднее отказаться от постройки.
Затраты на добычу биогаза
Домашняя мини-станция обойдется примерно в 50 тыс. руб.
Затраты на добычу биогаза складываются из стоимости аппаратуры, расходов на монтаж и обслуживание установок. Если используют покупное сырьё, учитывают его стоимость расходы по доставке.
Саму установку покупают в заводском изготовлении или делают самостоятельно. Фабричные изделия устанавливают, настраивают и обслуживают специализированные организации. Для некоторых моделей придётся приобретать расходные материалы — активаторы брожения или бактерии.
Во время эксплуатации расходы состоят из затрат электроэнергии на перемешивание субстрата и обогрев реактора.
Стоимость готовой и самодельной биогазовой установки
Фермерская установка будет стоить несколько сотен тыс. руб.
Промышленность выпускает биогазовые установки для фермерских хозяйств. Объём биореактора варьируется от 0,5 до 30 м³. Готовая система с резервуаром на 1м³, например, БУГ-М, содержащая все необходимые компоненты, стоит около 180 тысяч рублей. Установки для фермерских хозяйств с количеством стада КРС 12 голов или 1000 голов птицы обойдётся в 2 млн. рублей.
Немногие хозяйства могут позволить покупку такой техники, поэтому предпочитают изготовить установку самостоятельно.
Домашние генераторы могут обойтись в сумму от 50 тысяч рублей, что позволяет значительно сэкономить на покупке.