Биогаз для отопления дома: Страница не найдена — Инженерные системы

Как сделать биогазовую установку для отопления частного дома

Добыча природного газа позволила людям, живущим в квартирах, получить комфортные условия для проживания. Только благодаря газопроводу время на приготовление пищи сокращается вдвое, а в зимний период в квартире всегда тепло. К сожалению, для жителей частного сектора такое удовольствие дорого стоит. Однако выход есть. Хорошо, когда в собственном доме построена биогазовая установка, своими руками сделать это нетрудно. Для этого потребуется разобраться в том, как протекают химические реакции, и приложить немного усилий.

Содержание

1. Из чего можно добыть газ
2. Как это работает
3. Необходимые условия
4. Что потребуется для биогазовой установки
5. Простейший принцип установки
6. Система для многофункционального применения
7. Реактор
8. Подогрев
9. Компрессор

Из чего можно добыть газ

Основной горючей и полезной составляющей биологического синего топлива считается метан, который является продуктом жизнедеятельности микроорганизмов. Поэтому для добычи биогаза потребуется питательная масса, в которой бактерии смогут размножаться. В качестве сырья можно использовать:

• отходы растительного происхождения;
• сточные воды;
• птичий или животный навоз.

В случае выбора любого сырья коэффициент и скорость получения газа будут разниться. Измельченная растительность долго перегнивает и дает небольшое количество биогаза, сточные воды больше подходят для разбавления основной массы, а вот экскременты способны давать горючий газ уже на второй день после начала использования.

Как это работает

Чтобы проще было понять, как работают биогазовые установки, можно посмотреть видео, сделанное народными умельцами. Однако весь процесс добычи газа можно вкратце описать и разложить на несколько этапов:

• загрузка реактора;
• ожидание синтеза;
• сбор и хранение газа.

Во время загрузки биомассу следует тщательно перемешать, а емкость для брожения должна быть герметичной. Время получения голубого топлива можно сократить, если реактор будет утеплен, а лучше, чтобы он был с подогревом. Для сбора и хранения понадобятся качественные баллоны и шланги, ведь пренебрегать безопасностью в добыче газа нельзя.

Необходимые условия

Владельцы производящей биогаз системы отмечают высокую эффективность ее работы. Однако есть 3 условия, которые должны соблюдаться, чтобы установка была полезной.

1. Несмотря на размеры предполагаемой биогазовой установки, для нее потребуется специально отведенное место. Для небольшой системы добычи газа вполне может подойти гараж или сарай, но установки, способные полностью отапливать жилище, потребуют много места. Часто для экономии полезной площади на частной территории резервуары вкапывают на открытом пространстве.
2. Перед тем как конструировать биогазовую установку, следует понять, что она нуждается в постоянном наблюдении. Нельзя сказать, что потребуется неустанно быть возле системы, но, чтобы избежать опасностей случайного выброса газа, установку надо изредка контролировать. На время длительных отъездов ее нужно очищать, а резервуары – открывать.
3. Чтобы начать строительство биогазовой установки для отопления дома или приготовления пищи, следует рассчитать имеющееся количество сырья. Если биомасса будет закупаться, тогда нужно убедиться, что сырье всегда есть в наличии, так как недостаточный объем массы значительно снижает добычу.

Что потребуется для биогазовой установки

Постройка самого простого реактора не требует специального оборудования. В ход могут пойти подручные материалы. Вот список необходимых вещей:

• емкость для брожения;
• надежные шланги или трубки;
• герметичный резервуар для хранения топлива;
• вентили;
• фильтр (обязательно).

Когда строится биогазовая установка для отопления дома, требуется более сложная система добычи, с наличием редукторов, двигателя для откачки газа, перемешивающим устройством, подогревом биомассы и утеплителем емкостей.

Простейший принцип установки

Для простейшей системы выработки биологического газа можно использовать бочку в качестве реактора. Однако она должна быть чистой. Нельзя применять емкости, в которых остались ядовитые частицы, например красители или токсины. Это может снизить жизнедеятельность микроорганизмов до нуля.

Бочка должна закрываться герметично, но в ней необходимы отверстия для загрузки биомассы, выкачки газа и удаления отработанного материала. Чтобы упростить задачу, можно сделать универсальный вывод, который позволит осуществить все манипуляции. Вначале через это отверстие заливают разведенную до кефирной густоты биомассу. Позже его можно закрутить пробкой с выведенной для газа трубкой.

Вывод газа из бочки должен проходить через фильтр, ведь биологическая масса выделяет до 10 % сероводорода, который вреден, и 35 % углерода, который ухудшает горючие свойства метана. Для фильтра от сероводорода может использоваться колба с металлической стружкой, а чтобы удалить углерод, подойдет жидкий раствор с гашеной известью.

После прохождения фильтров газ должен поступать в накопительную емкость. Для этой цели подойдет тара больших объемов, в которую нужно поместить коллектор, он же – емкость для сбережения голубого топлива. В качестве коллектора подойдет плотный герметичный полиэтилен или старая автомобильная камера.

Система для многофункционального применения

Сделать своими руками многофункциональную биогазовую установку для частного дома будет ненамного сложнее, чем простейшее устройство, но такая объемная система займет больше места.

Реактор

Чтобы биогаза хватало на отопление и обслуживание, потребуется реактор, емкость которого способна вмещать от 300 кг сырья. При этом следует учитывать, что биомасса загружается только на 2/3 объема резервуара. Свободное пространство реактора необходимо для нормального течения процессов брожения. К тому же большой реактор целесообразно оснастить подогревом.

Подогрев

Для подогрева реактор помещают в емкость с водой, где расположены электрические тэны.

Компрессор

При использовании большой биогазовой установки газ лучше собирать в баллоны. Для этого удобно использовать компрессор, который подключается к отводу прошедшего через фильтр газа.

Отопление биогазом | Биогаз в России. Биогазовые установки. Компания Биокомплекс

Отопление биогазом жилого дома

Бытовые биогазовые установки — одни из самых перспективных на сегодняшний день как с точки зрения экологичности, так и с точки зрения стоимости топлива. Организовать систему отопления биогазом частного дома будет идеальным решением для тех, кто имеет небольшое хозяйство, которое обеспечит необходимое количество практически бесплатного биологического сырья для получения газа.

Особенности отопления жилого дома

Главная особенность отопления частного жилого дома — необходимость в течение длительного времени поддерживать в помещении комфортную температуру. При этом важна не скорость нагрева, а его стабильность и бесперебойность. Учитывая автономность такой системы, следует подумать об обеспечении достаточного запаса мощности, а ещё лучше — об организации резервного источника тепла.

Удобнее всего питать отопительную систему жилого строение от централизованного источника: газового или электрического. Однако оплата счетов за электроснабжение или природный газ в зимний период в этом случае будет весьма ощутимой для семейного бюджета. Использование собственного топливного источника — биогазового реактора — идеально подходит для организации обогрева дома с учётом всех перечисленных выше особенностей.

Организация установки на биогазовом топливе

Фактически биологический газ мало отличается от природного. Разница лишь в том, что для получения первого используется стационарный, искусственно созданный источник. Устройство резервуара бродильного аппарата довольно простое, поэтому часто его возводят собственными силами. Главное, оборудовать его рядом обязательных элементов: предварительным подогревом нижней части (обычно это электрический блок), устройством перемешивания и системой контроля давления газа. Отметим также, что для размещения газгольдера требуется значительная площадь: объём реактора для отопления загородного дома среднего размера должен составлять не менее 20 м3.

Нюансы биогазового отопления

Выгода от организации системы отопления биогазом видна при продолжительном использовании. Если обогрев дому требуется лишь пару недель в году, то рентабельность такой установки вряд ли будет достигнута. В этом случае проще и быстрее прибегнуть к более традиционным методам отопления. Другое дело — постоянное, планомерное использование топливного ресурса биореактора, ведь его полная загрузка обеспечит ежедневное производство нескольких десятков кубометров экологически чистого топлива на протяжении 4–6 месяцев.

При строительстве биогазового реактора используется тяжёлый металлический купол. Несмотря на его значительную массу, давление газа способно сдвинуть и такую «крышу». Поэтому купол дополнительно закрепляют противовесом.

На количество образующегося в реакторе газа влияет состав сырьевой смеси. Оптимальным считается соотношение навоза и растительных отходов 1:2. Так как масса подвергается брожению, она должна быть достаточно влажной, иначе процесс гниения замедлится. При необходимости сырьевую массу дополнительно увлажняют.

Хотя процесс брожения идёт при любой температуре, для задания оптимальных начальных параметров работы установки желательно смонтировать несложную систему подогрева резервуара. Как правило, достаточно один раз разогреть реактор до +35…+38 °C, чтобы запустить брожение. Далее температура будет держаться на уровне +60…+70 °C самостоятельно.

Достаточное для использования в бытовых целях количество газа выделится уже через несколько дней после начала брожения. Однако оптимальная производительность будет достигнута примерно через две недели.

Бытует мнение, что установка для получения биогаза — это постоянный источник неприятных запахов. Удивлению сторонников этой точки зрения нет предела, когда они сталкиваются с грамотно организованной системой. Бродильный резервуар обладает высокой герметичностью, иначе были бы неизбежны утечки газа и снижение эффективности установки. Полностью перебродившие, высушенные и измельчённые отходы также имеют запах, близкий к нейтральному, как и производимое топливо. Недаром в сельских районах развитых европейских стран давно оценили преимущества создания отопительных систем на основе газовых установок переработки биологического сырья.

Преимущества биогазового отопления

Во-первых, источник биологического газа — это навоз, перегной, растительные отходы и т. п. То есть то, что постоянно доступно при ведении сельского хозяйства и практически ничего не стоит.

Во-вторых, то, что служит сырьём для получения биогаза, в основе своей — обычные отходы. По сути помещение их в бродильный резервуар можно считать решением вопроса утилизации. Продукт работы биологического реактора — шлам — это готовое органическое удобрение, которое, в отличие от свежего навоза, можно использовать сразу же.

В-третьих, как уже упоминалось, организация системы отопления биогазом довольно проста и частично может быть решена собственными силами.

И наконец, при технически правильной организации системы получения биогаза и его использования в качестве топлива можно обустроить уютный дом где угодно. Будь то глухая тайга или отрезанный от топливных магистралей остров: при наличии собственного хозяйства и других доступных биоресурсов установка будет функционировать бесперебойно.

Биогенераторы для отопления дома — Система отопления

Трудно помыслить жизнедеятельность проживающего в России без обогрева квартиры. Любой житель хочет ознакомиться: что сделать, чтобы модернизировать отопительный комплекс жилища. Абсолютно в каждом регионе России нужно в особое время обогревать дачу. Всем россиянам известно, что топливо для обогрева перманентно дорожает. На интернет ресурсе опубликовано множество разнообразных обогревательных систем дачи, применяющих исключительно различные принципы вырабатывания тепла. Опубликованные схемы получения тепла возможно реализовывать гибридно или самостоятельно.

Обзор оборудования, используемого для генерации энергии по средствам утилизации бытовых отходов применительно к загородному дому

Речь идет о современных биогазовых установках, используемых для получения электрической энергии. Они вполне успешно дополняют ряд устройств, относящихся к альтернативной энергетике, и вполне могут способствовать существенному сокращению расходов на потребление электрической энергии.

Например, в Германии, жители которой славятся своим хозяйственным подходом к использованию имеющихся в их распоряжении материальных и сырьевых ресурсов, количество биогазовых установок неуклонно растет.

Изобретение биогазовой установки можно смело относить к гениальным разработкам, позволяющим получать доход из отходов. Как и все гениальное, она весьма проста. Основная идея состоит в том, что все биологические отходы способны к сбраживанию, в ходе которого выделяется газ, состоящий сразу из нескольких компонентов, одним из которых является метан.

Остается только провести накопление биологического газа, а затем сжечь его, получив тепло и электрическую энергию.

Разумеется, процесс представляет интерес только в том случае, если он ведется с минимальной долей использования ручного труда и в автоматическом режиме. Следует отметить, что после переработки биологических масс, остается сухая фракция, пригодная для использования в качестве органического удобрения.

Как видно из приведенной схемы, биогазовая установка состоит из нескольких составляющих частей.

Ее работа начинается с загрузки в резервуар биологических отходов, их перемешивании и предварительном подогреве.

Для справки: при компостировании биологических отходов выделяется значительное количество тепловой энергии, что, порой, приводит к самовозгоранию мест их захоронения.

В принципе, биогазовая установка могла бы работать и без предварительного подогрева, заложенного в нее исходного сырья, но при этом процесс ферментации мог бы затянуться во времени, особенно, если ее использование велось бы в зимнее время года.

Интенсивный процесс разложения биологической массы бактериями начинается при температуре 38градусов Цельсия. Выделяемый в это время газ направляется в газовый коллектор. Оставшаяся после брожения биологическая масса загружается в специальный резервуар, высушивается, измельчается и используется в качестве удобрений.

Каждый человек, знакомый с процессами брожения, знает, что выделяемый при этом газ имеет высокое давление, способное поднять тяжелое тесто, а также «взорвать» плотно укупоренную консервную банку. Это значит, что газ в газовом коллекторе имеет избыточное давление, по отношению к атмосферному, величина которого зависит от количества перерабатываемых отходов и объема газового коллектора.

Газ сжигается. Полученное тепло используется для отопления и для получения электрической энергии.

В первом случае возможно одновременное получение и электричества и тепла. При этом следует обратить внимание, что при использовании полученного в биореакторе газа для получения электричества не происходит выработка углекислого газа и не наносится никакого вреда экологии.

Напротив, происходит утилизация биологических отходов и улучшение экологической ситуации на планете.

Идея ясна, но как обстоят дела на практике?

На сегодняшний день можно купить готовую установку по производству биогаза или пойти привычным для большинства граждан путем и собрать эту установку самому.

Оборудование, выпускаемое промышленностью и специально предназначенное для получения биогаза, рассчитано на переработку отходов животноводства, производимых небольшой фермой. Как правило, речь идет о хозяйствах, в работе которых занята одна семья.

Это значит, что покупать установку для получения биогаза и использования ее в загородном доме целесообразно только при наличии собственного, хотя бы небольшого, фермерского хозяйства.

Если в домашнем хозяйстве одна курица или кошка, количество биологических отходов невелико, но при этом есть огромное желание получить и использовать биогаз, лучше сделать биогазовую установку своими руками из подручного материала.

Что можно купить для производства биогаза…

Следует обратить внимание, что купить оборудование, рассчитанное на получение биогаза и переработку отходов в промышленных масштабах несложно, намного труднее найти то, что можно использовать в собственном доме или на дачном участке.

На рисунке приведена схема одного из самых распространенных биореакторов » БУГ-1″, выпускаемых нашей промышленностью и предназначенных для использования в частных домовладениях. Они рассчитаны на небольшое количество биологической массы.

Минимальный объем количества перерабатываемой органической массы в сутки для поддержания процесса выработки газа должен занимать одну треть кубического метра.

Устройство состоит из биореактора и газгольдера. Дополнительно в комплекте может идти накопительный резервуар, предназначенный для сбора отходов, а также контейнер, для складирования сухого остатка, полученного после переработки биологической массы.

Все составляющие элементы конструкции, кроме газгольдера, могут быть изготовлены самостоятельно

Как работает биореактор

Все полученные биологические отходы поступают в специальный накопительный резервуар. Здесь они могут храниться определенное время. Это необходимо в том случае, если количество отходов больше, чем может быть загружено в биореактор.

Перед использованием, биологическая масса смешивается с водой в равных пропорциях и подается в реактор с помощью специального фекального насоса, где она перемешивается и подогревается до 38 градусов. Этой температуры достаточно для начала процесса брожения. В дальнейшем биологическую массу подогревать не нужно: процесс ферментации идет с выделением тепловой энергии.

Как правило, интенсивное выделение биологического газа начинается на седьмые, иногда на десятые сутки брожения. С этого момента он может быть непрерывным. Для его поддержание необходимо ежедневно удалять отработанный остаток и добавлять новую порцию биологической массы. При этом нужно проверять уровень температуры в резервуаре, следить за тем, чтобы давление газа не превысило допустимого значения, и несколько раз в сутки перемешивать биологическую массу, делая ее консистенцию однородной.

Для удобства ведения процесса необходима система автоматического контроля всех перечисленных параметров. Учитывая то, что процесс ферментации идет интенсивнее при использовании измельченных органических отходов, в систему может быть включена специальная мельница, позволяющая привести всю используемую биологическую массу в однородное состояние.

Полученный при этом биогаз в большей части (более 50%) состоит из метана. В его состав также может входить углекислый газ и сероводород (2-3%). Газ может быть использован для сжигания в обычных газовых печах, котлах или водонагревателях.

По теплотворной способности газ незначительно уступает обычному природному газу из магистрального газопровода. Разница полученных тепловых эффектов при их сжигании составляет не более 10%.

Это значит, что простая ферментация биологических масс, проводимая в сельских хозяйствах, может идти намного быстрее, позволяя более эффективно использовать получаемые биологические удобрения. К тому же при этом вырабатывается ценный биологический газ.

Как устроить биореактор в частном доме

Как видно из приведенной схемы, основным составляющим элементом биореактора является резервуар, предназначенный для ферментации отходов. В условиях частного приусадебного хозяйства его можно с успехом заменить бетонной емкостью, оборудованной специальным отверстием, расположенным в основании, для удаления органического остатка. При этом оно должно плотно закрываться, обеспечивая герметичность системы.

Размер резервуара определяется исходя из реального количества перерабатываемых отходов. В рабочем состоянии он должен быть заполнен не менее, чем на 50%. Если отходов немного, не обязательно делать емкость из железобетона, можно использовать подходящую бочку из металла с хорошо выполненными сварными швами.

Но при этом следует помнить, что при переработке ведра навоза вряд ли удастся получить количество биогаза, достаточное для отопления загородного дома. Иными словами, выход готового газа пропорционален количеству переработанного органического сырья. Он может быть получен быстрее или медленнее, в зависимости от интенсивности процесса ферментации, но при этом его количество будет соответствовать массе используемых для этого отходов.

При непрерывной работе биореактора ежедневно необходимо добавлять новую порцию органических отходов и удалять переработанный остаток. Это можно делать без остановки процесса ферментации.

При работе биореактора в условиях русской зимы необходимо обеспечить подогрев перерабатываемой биомассы. Для этого можно использовать обычный змеевик, по которому циркулирует теплоноситель из отопительной системы. Можно использовать электрические нагревательные элементы, установленные в основание емкости или прямой нагрев электрическими отопительными приборами.

Но при этом важно понимать, что процесс брожения возможен только при температуре биологической массы в 38 градусов Цельсия. Иначе выхода газа придется ждать до лета, когда процесс брожения начнется естественным путем.

Для тех, кто решил получать биогаз самостоятельно, нужно знать, что из одной тонны биологического сырья можно получить 100м3 газа. При этом время производства зависит от того, идет ли уже процесс ферментации или он только что начался, а также какова температура исходного сырья.

Дело в том, что бактерии, отвечающие за выработку метана, уже находятся в самом сырье, но их активность возможна только при соответствующей температуре. Для нормального течения процесса необходимо установить систему подогрева с автоматическим контролем, включающуюся при поступлении в резервуар новой холодной партии сырья, и выключающей подогрев при достижении в системе заданного уровня температуры.

Ничего сложного в этом нет. Такие системы установлены в каждом водогрейном котле и могут быть свободно куплены в магазине газового оборудования.

Вырабатываемый газ выводится через отверстие, находящееся в верхней части крышки, закрывающей резервуар. Лучше всего газ отводить через жидкостный затвор, исключающий возможность его смешивания с воздухом.

Регулировать давление газа можно при помощи крышки. Для этого достаточно так подобрать ее вес, чтобы она играла роль сбросного клапана. При этом, если давление в системе соответствует норме, газ проходит жидкостной затвор и поступает в газгольдер. Если выработка биогаза идет слишком интенсивно и ив системе возникает избыточное давление, крышка резервуара приподнимается и происходит сброс лишнего количества выработанного газа.

Регулировать вес такого импровизированного клапана можно при помощи простой гири.

Еще одна проблема при изготовлении собственного биогенератора может заключаться в перемешивании ферментируемых масс. Для этого можно использовать простое устройство, напоминающее обычный бытовой миксер, приводимый в движение через вал, выведенный в отверстие, расположенное в крышке резервуара.

Как видите, получение и использование биогаза не миф, а реальность. Устройство такой установки довольно простое, а все сложность состоит в сборе необходимого количества биологических отходов.

Источник: http://building-forum.ru/energiya/biogaz.php

Если у Вас есть дом или дача и нет газа, то Вам знакомы все проблемы с отеплением.

Поберегите своё время для полезных занятий, а эти проблемки предоставьте решать нам. Мы поставим Вам биогенератор для загородного дома который обеспечит все нужды Вашего дома по отоплению, а Вас обеспечит комфортом.

Биогенератор позволяет:

Получать газ для отопительных приборов, газовых плит и для реализации.

В комплект даже самой простой установки входит оборудование для накопления и сжижения газа, и два стандартных баллона 25 и 50 л. Для хранения.

Для реализации проекта по снабжению Вашего дома газом, Вам надо зайти на сайт и выбрать подходящее оборудование и заказать выезд менеджера для заключения договора — бесплатно (предоплата за оборудование 50% после заключения договора, полная оплата после сдачи объекта в эксплуатацию). Гарантия 1 год. Сервисное обслуживание в течении гарантийного срока бесплатное, далее по договору обслуживания. Сервисное обслуживание – это ежегодные ревизии оборудования: проверки герметичности и др.

Если у Вас уже установлено устаревшее оборудование типа автономных пластиковых септиков, то наша фирма поможет решить все вопросы по их обслуживанию, подключив Ваш септик к биогенератору, что автоматически решает проблемы чистки септика.

Предварительные консультации и заказ выездного инженера у менеджера-консультанта по т. 89175407250 8(49672)-76620

Город: Серпухов

22 марта 2013 г. в 20:12

Источник: http://www.barahla.net/services/252/4328915.html

Растущая с каждым годом стоимость угля и природного газа заставляет задуматься многих хозяев о более рациональном использовании органических отходов. Ведь, действительно, каждая семья после себя оставляет множество отходов жизнедеятельности, которые с успехом можно использовать для обогрева своего жилища.

В большинстве азиатских стран почти в каждом подворье установлены самодельные биогазовые установки самой простейшей конструкции – с ручной загрузкой сырья, без подогрева и практически без перемешивания разлагающейся биомассы. На рисунке представлен чертеж такого простого биогенератора, который можно сделать самостоятельно своими руками за несколько дней из подручных материалов.

Реактор выкладывается из кирпича, отливается из бетона или изготавливается из стали (лучше нержавеющей). Поскольку в процессе разложения биомассы происходит множество химических реакций, поверхность стенок биореактора необходимо защитить антикоррозионным покрытием. Чем качественнее покрытие, тем дольше прослужит без ремонта биогазовая установка. С появлением в продаже листов поливинилхлорида, многие хозяева предпочитают изготавливать биогазовую установку своими руками именно из ПВХ. ПВХ имеет отличную механическую прочность, легко и быстро сваривается в любой конфигурации, не боится агрессивной среды.

Многие практические пособия и видеоуроки рекомендуют изготавливать ферментатор из расчета, что на отопление дома площадью около 50 квадратных метров понадобиться около 3,5-4 кубометров биогаза в час. Поскольку калорийность биогаза из домашней биогазовой установки очень сильно колеблется в зависимости от качества субстракта и температурного режима протекания реакции и редко превышает 6000 ккал/м3, стоит разрабатывать чертежи биогазовой установки из расчета объема ферментатора не менее 5 кубометров полезного объема. В таком случае увеличенный объем биогенератора позволит количественным расходом менее калорийного топлива обогреть жилье с помощью котла или печи, чьи горелки рассчитаны на использование высококалорийного природного газа.

Чтобы стабилизировать температурный режим работы биогенератора, рекомендуется либо строить биогазовую установку в земляной яме, либо изготавливать качественную теплоизоляцию. Стоит четко понимать, что оборудуя биогазовую установку системой подогрева, можно существенно повысить выход газа. В среднем повышение температуры на каждые 10 градусов увеличивает выход биометана вдвое! То есть, используя отвод от водяного отопления дома под основание биогенератора, можно регулировать процесс газообразования и даже при небольшом объеме биореактора полностью обеспечить теплоснабжение частного дома и подворья.

Поскольку процесс образования газа имеет неравномерный характер, а закладки одного кубометра биомассы хватает только на 70-80 кубометров биометана, рекомендуем изготавливать несколько биогазовых установок, работающих параллельно, со сдвигом во времени загрузки исходного сырья в несколько дней. Такой подход позволит обеспечить равномерное бесперебойное газоснабжение дома, соответственно постоянную безаварийную работу отопительного котла и газовой печи.

Источник: http://elektrogenerator.net/Biogeneratory/otoplenie_doma.html

ВВЕДЕНИЕ

Наверное, не каждый знает, что самые обычные органические отходы любого сельского подворья — навоз животных, огородная ботва, сорняки и другая «органика» — в определенных условиях могут стать источником столь необходимого в домашнем хозяйстве горючего газа, который сгодится и для приготовления пищи, и отопления помещения, и получения горячей воды.

В настоящее время, когда налицо известные трудности с традиционными видами топлива (уголь, нефтепродукты и т. п.), а о стоимости их и говорить не приходится, биогаз если не полностью, то хотя бы частично обеспечит потребности сельских жителей, владельцев дачных и садовых участков в топливе. Кроме того, при переработке отходов с целью производства биогаза эти отходы полностью идут в дело, в результате не только улучшается санитарное состояние территории, уничтожаются возбудители инфекционных заболеваний, исчезает неприятный запах гниющих растений, гибнут семена сорняков, но и образуются ценнейшие высоко­качественные органические удобрения, обладающие повышенным гумусным потенциалом.

Но чтобы каждый желающий мог соорудить на своем подворье простейшую биогазовую установку собственными руками, полезно иметь представление об основных особенностях технологии получения биогаза из органических отходов, а также о факторах, влияющих на производительность биогазовых установок, и о конструкции этих установок.

Получение биогаза из органических отходов основано на свойстве последних выделять горючий газ в результате так называемого «метанового сбраживания» в анаэробных (без доступа воздуха) условиях. Биогаз, образующийся при метановом сбраживании, представляет собой смесь, состоящую из 50. 80% метана, 20. 50% углекислого газа, примерно 1 % сероводорода, а также включающую в себя незначительное количество некоторых других газов (азота, кислорода, водорода, аммиака, закиси углерода и др.). Напомним, что 1 м3 метана при сгорании выделяет энергию, равную примерно 20. 25 МДж.

В свою очередь, «метановое сбраживание» происходит при разложении органических веществ в результате жизнедеятельности двух основных групп микроорганизмов. Одна группа микроорганизмов, обычно называемая кислотообразующими бактериями, или бродильными микроорганизмами, расщепляет сложные органические соединения (клетчатку, белки, жиры и др.) в более простые, при этом в сбражи-ваемой среде появляются первичные продукты брожения — летучие жирные кислоты, низшие спирты, водород, окись углерода, уксусная и муравьиная кислоты и др. Эти менее сложные органические вещества являются источником питания для второй группы бактерий — метанообразующих, которые превращают органические кислоты в требуемый метан, а также углекислый газ и др.

В этом сложном комплексе превращений участвует великое множество микроорганизмов, по некоторым данным — до тысячи видов, но главное из них все-таки метанообразующие бактерии. Отметим, что метанообразующие бактерии значительно медленнее размножаются и более чувствительны к изменениям окружающей среды, чем кислотообразующие микроорганизмы-бродильщики, поэтому вначале в сбраживаемой среде накапливаются летучие кислоты, а первую стадию метанового сбраживания называют кислотной. Потом скорости образования и переработки кислот выравниваются, так что в дальнейшем разложение субстрата и образование газа идут одновременно. И естественно, от условий, которые создаются для жизнедеятельности метанообразующих бактерий, зависит интенсив­ность газовыделения.

Как кислотообразующие, так и метанообразующие бактерии встречаются в природе повсеместно, в частности в экскрементах животных. Считается, что в навозе крупного рогатого скота имеется полный набор микроорганизмов, необходимых для его сбраживания. И подтверждением этому является то, что в рубце и кишечнике жвачных животных постоянно идет процесс метанообразования. Следова­тельно, нет необходимости применять для получения биогаза чистые культуры мета-нообразующих бактерий для того, чтобы вызвать процесс брожения. Достаточно лишь обеспечить для уже имеющихся в субстрате бактерий подходящие условия для их жизнедеятельности.

Для создания таких условий органические отходы сбраживают в специальных бродильных камерах (биореакторах), где поддерживают строго анаэробную среду, а также соответствующие температурный и кислотный (рН) режимы, давление и другие необходимые условия.

А теперь, прежде чем перейти к рассмотрению различных конструкций биогазовых установок, остановимся коротко на основных факторах, влияющих на эффективность работы (производительность) подобных установок. Знание этих факторов просто обязательно, так как только оно позволит сделать биоустановку по-настоящему рентабельной и не превратит работу по получению столь не­обходимого газа в бесполезное перелопачивание навоза!

Для эффективной работы установки, производящей биогаз, кроме строго анаэробной среды, придется соблюдать ряд требований. Во-первых, поддерживать в реакторе оптимальные температурный и кислотный режимы. Во-вторых, постоянно следить за наличием питательных веществ в сбраживаемой среде, обеспечивая низкое содержание в данной среде веществ-ингибиторов, то есть веществ, пре­пятствующих жизнедеятельности микроорганизмов.

Вообще-то образование метана идет в достаточно широком интервале температур (8. 60° С), при этом при определенных температурах в процессе сбраживания участвуют определенные виды бактерий.

Обычно различают три характерных уровня температур, предпочтительных для отдельных видов бактерий. Психрофильный режим идет при температуре 8. 20° С, мезофильный — при 25. 40° С, термофильный — при 45. 60° С. Более производительны термофильный и мезофильный режимы сбраживания, однако все три режима имеют как свои преимущества, так и недостатки. Режимы с более высокими температурами требуют больших затрат энергии на поддержание оптимальной температуры, зато здесь благодаря сокращению продолжительности сбраживания удается значительно сократить объем биореактора и таким образом увеличить производительность биогазовой установки. Однако часто поддержание в биомассе высоких температур на практике связано с большими затратами энергии на обогрев и термоизоляцию биореакторов, что в свою очередь значительно удорожает процесс получения биогаза. Так, стоимость энергии, необходимой для подогрева содержимого бродильной камеры при термофильном сбраживании, настолько велика, что перевешивает всякие выгоды, связанные с более быстрым, чем в других случаях, сбраживанием. Отсюда следует, что в условиях домашнего хозяйства практическое значение имеет только мезофильное (25. 40° С) или психрофильное (8. 200 С) метановое сбраживание. (О способах обеспечения соответствующих температурных режимов этих способов сбраживания будет рассказано ниже.)

Для нормального протекания брожения необходима слабощелочная реакция среды (рН=7. 8). При оптимальной (ровной) активности кислотообразующих и метановых бактерий (то есть при установившемся процессе брожения) значение рН поддерживается в желательных пределах «автоматически». Однако иногда кислотообразующие бактерии начинают размножаться быстрее, чем метановые, из-за чего концентрация летучих жирных кислот в бродильной камере возрастает и происходит так называемое «закисление», в результате чего выход биогаза снижается, а кислотность биомассы увеличивается. В этом случае в содержимое биореактора следует добавить горячую воду, известковое молоко, соду. При нарушении баланса между азотом и углеродом его восстанавливают добавлением в биомассу коровьей мочи.

Основой беспрепятственного размножения анаэробных бактерий служит, естественно, наличие питательных веществ в сбраживаемой среде. И почти все питательные вещества, необходимые для роста метановых бактерий, содержат экскременты животных, являющиеся основным сырьем для производства биогаза. Разнообразие видового состава метано-образующих бактерий позволяет использовать практически все виды жидких и твердых органических отходов. Но лучшая органическая масса для получения биогаза — навоз крупного рогатого скота в смеси с растительными остатками (влажность биомассы не менее 85. 90%).

Сбраживаемая органическая масса не должна содержать веществ (антибиотики, растворители и т. п.), отрицательно влияющих на жизнедеятельность микроорганизмов. Не способствуют «работе» микроорганизмов и некоторые неорганические вещества, поэтому нельзя, например, использовать для разбавления навоза воду, оставшуюся после стирки белья синтетическими моющими средствами.

Выработка биогаза зависит и от многих других причин. Например, на поверхности органической массы периодически образуется плавающая корка, мешающая выходу биогаза. Поэтому ее необходимо устранять, перемешивая содержимое биореактора 1. 2 раза в сутки. Перемешивание способствует также равномерному распределению температуры и кислотности в биомассе, находящейся в камере сбраживания.

Для полного разложения органического вещества, как правило, необходимо длительное время. При этом продолжительность сбраживания, учитывая присущую данному виду отходов скорость разложения, зависит от требуемой степени разложения органического вещества. Обычно максимальный выход биогаза и лучшие по качеству удобрения наблюдаются при разложении органического вещества (навоза) до 30. 33%. Заметим, что при пребывании биомассы в биореакторе в течение 14. 15 дней полнота ее разложения составляет 25%.

При непрерывном способе сбраживания, когда выгрузка определенного объема «отработавшего» в реакторе органического вещества происходит одновременно с загрузкой такого же объема свежего материала, выделяется наибольшее количество биогаза. И при такой организации процесса для малогабаритных биогазовых установок в приусадебных хозяйствах доза ежесуточной загрузки обычно не превышает 4. 5% полезного объема камеры сбраживания.

Установки для производства биогаза из органических отходов обычно подразделяют на четыре основных типа:

• без подвода тепла и без перемешивания сбраживаемой биомассы;
• без подвода тепла, но с перемешиванием сбраживаемой биомассы;
• с подводом тепла и с перемешиванием биомассы;
• с подводом тепла, с перемешиванием биомассы и со средствами контроля и управления процессом сбраживания.

Понятно, что обязательные компоненты биогазовой установки — сам биореактор и газгольдер для сбора биогаза, ну а устройства для подогрева биомассы, ее перемешивания, а также средства контроля — вещи весьма полезные, но можно обойтись и без них.

Биореактор — основа любой биогазовой установки, и к его конструкции предъявляются достаточно жесткие требования. Так, корпус биореактора должен быть достаточно прочен при абсолютной герметичности его стенок. Обязательны хорошая теплоизоляция стенок и их способность надежно противостоять коррозии. При этом необходимо предусмотреть возможность загрузки и опорожнения реактора, а также доступ к его внутреннему пространству для обслуживания.

Формы реакторов весьма разнообразны. Так, с точки зрения создания наиболее благоприятных условий для перемешивания жидкого субстрата, накапливания газа, отвода осадков и разрушения образующейся корки представляется целесообразным использование резервуара, формой напоминающего яйцо (рис. 1, а). Крупные реакторы такой формы обычно сооружают из бетона, поэтому для них ха­рактерна высокая стоимость изготовления, что существенно ограничивает их применение. Зато подобные реакторы меньших объемов достаточно несложно выполнить из стеклопластика, то есть из полиэфирной смолы, армированной стекловолокном, и обходятся они не так уж и дорого.

Источник: http://www.nashekodom.ru/index.php?id=76&Itemid=75&option=com_content&view=article

Смотрите также:

• Варианты отопления загородного дома
• Варианты отопления частного дома

16 сентября 2022 года

Что такое богаз, сырье и производство биогаза

Блог: Био топливо

Экологичное отопление

 

Что такое Биогаз

Биогаз выделяется из органического материала, так называемой биомассы, когда он разлагается без доступа воздуха. За это отвечают анаэробные бактерии, которые могут жить без кислорода. Кроме прочего, к биомассе относятся такие сбраживаемые и богатые биологическими веществами материалы, как осадок сточных вод, биологические отходы, навоз, части растений.

Биогаз состоит преимущественно из метана и двуокиси углерода. Для получения энергии годится только метан: Чем выше его содержание, тем богаче энергией биогаз. Двуокись углерода и водяной пар, напротив, только мешают. Биогаз получается в большой ферментационных установках, в которых микроорганизмы перерабатывают биомассу, так что биогаз является продуктом обмена веществ. Чтобы можно было использовать этот газ для отопления или производства электроэнергии, его необходимо сначала высушить, отфильтровать и десульфурировать. Кроме того, необходима очистка от сопутствующих газов.

Подготовка биогаза

Подготовка биогаза заключается, прежде всего, в снижении содержания в нем CO²— и O². Один из самых распространенных процессов подготовки – так называемое промывание газа, с помощью которого от него отделяется CO² и увеличивается процент содержания в нем метана. Промывка газа заключается в поглощении СО² водой или специальными моющими средствами. Другой способ очистки – адсорбция сменой давления с применением активированного угля. Наряду с этими способами есть и другие, например, криогенное разделение газов с использованием холода. В стадии разработки находится способ разделения газов мембраной, позволяющий сделать биогаз пригодным для различных приложений.

Перед подачей биогаза в трубопроводную сеть природного газа, его нужно сжать до соответствующего рабочего давления и подготовить до сетевого качества. Для использования биогаза в качестве топлива также необходимо его сильное сжатие до давления выше 200 бар. Во избежание порчи газовых двигателей при сгорании биогаза из него должны быть удалены сероводород и аммиак. Оставшаяся после брожения биомасса является отличным биологическое удобрением, так что здесь имеет место замкнутый круговорот веществ.

Плюсы биогаза

Производство биогаза отличается высокой эффективностью использования площадей: Биогаз, произведенный из биомассы, выращенной на 1 гектаре, дает в 3 раза больше энергии, чем биодизель, полученный из растений, собранных с такой же площади.

Биогаз можно непрерывно производить круглый год, а хранить его так же просто как природный газ. Благодаря независимости его производства от ветра или солнечного излучения, биогаз будет играть важную роль в энергетике будущего.

Кроме того, биогаз CO2-нейтрален: При его сгорании выделяется ровно столько двуокиси углерода, сколько было поглощено из атмосферы биомассой, из которой он произведен.

Состав биогаза

В состав биогаза входит:

• 55%-75 % метана,
• 25 %-45 % CO2,
• примеси h3 и h3S.

Очистка биогаза от СО2 дает на выходе биометан. Биометан соответствует природному газу и является его полным аналогом.

• Сырьё для получения биогаза
• Для получения биогаза может быть использовано любое органическое сырьё:
• Навоз,
• Зерновая после спиртовая барда,
• Пивная дробина,
• Свекольный жом,
• Фекальные осадки (навоз),
• Отходы рыбного производства,
• Отходы мясных забойных цехов;
• Трава,
• Бытовые отходы,
• Отходы молочного производства (лактоза, сыворотка),
• Глицерин от переработки в топливо рапса,
• Фруктовый жом фруктовый,
• Виноградная выжимка,
• Водоросли,
• Отходы производства крахмала, патоки (сироп и мезга),
• Отходы производства чипсов картофельных, включая гнилой картофель.

Выход биогаза

• Из 1 кг сухого вещества На выходе получается 300 -500 литров биогаза. Например: из 1000 кг навоза, получается 30-50 м³ биогаза с содержанием метана 60-61 %,
• Из растительного материала получается  150-500 м³ биогаза.
• Максимальный объем биогаза можно получить из жира, около 1300 м³ с 86% метана.

©Obotoplenii.ru

Другие статьи раздела : Экологичное топливо

• Биокамин для квартиры и дома
• Виды дров
• Виды тепловых насосов для отопления дома
• Вихревые индукционные обогреватели
• Древесная биомасса: что такое, зачем нужна
• Жидкое биотопливо первого и второго поколения
• Инфракрасное отопление частного дома: принцип работы, достоинства, недостатки
• Солнечные батареи: особенности работы солнечных батарей
• Тепловой насос: описание, устройство, типы тепловых насосов
• Топливные брикеты и пеллеты изменят ваше представление об отоплении дома

 

 

Похожие статьи

• Что такое конденсационный котел отопления

• Домовый регуляторный пункт (ДРП)

• Требования к помещению с газовым котлом

• Различные трубы для обвязки настенного газового котла

• Виды дров

• Заземление газового котла и газопровода

• Как промыть теплообменник газового котла

• Способы отопления частного дома: выбираем, как топить д. ..

• Ariston Италия: ведущий мировой бренд котлов отопления

• Бойлеры и котлы отопления ACV Бельгия

Keywords:

биогаз биомасса газ метан природный углерод экология

Последние статьи

Что такое парапетный газовый котёл 21 августа 2022

Правила установки газового котла в частном доме 20 мая 2022

Выбор электрического котла: котел Buderus Logamax 01 апреля 2022

Водяные печи на отработанном масле 27 января 2022

Гидрострелка (гидравлическая стрелка) отопления: всё самое важное 02 апреля 2021

Связанные материалы

Популярные статьи

• org/Article»> Маркировка циркуляционных насосов для систем отопления
• Установка циркуляционного насоса своими руками: инструкция, подключение, фото работ
• Кабель питания для электрического котла отопления: выбор сечения и марки
• Циркуляционный насос в конструкции газового котла
• 5 Схем подключения водяного теплого пола

Биогаз для отопления дома — Дачный сезон agrohim-tulun.ru

Рейтинг статьи

Загрузка…

Точка J

Обзоры и рейтинги статьи

Биогазовая установка для частного дома своими руками

Рачительный хозяин мечтает о дешевых энергоресурсах, эффективной утилизации отходов и получении удобрений. Домашняя биогазовая установка своими руками – это недорогой способ воплощения мечты в реальность.

Самостоятельная сборка такого оборудования обойдется в разумные деньги, а вырабатываемый газ станет хорошим подспорьем в хозяйстве: его можно использовать для приготовления пищи, отопления дома и других нужд.

• Специфика получения биогаза
• Преимущества и недостатки системы
• Расчет рентабельности установки
• Инструкция по самостоятельному строительству
  • Этап 1: подготовка ямы под биореактор
  • Этап 2: обустройство газового дренажа
  • Этап 3: обустройство изоляционного слоя
  • Этап 4: монтаж купола и труб
• Два способа подогрева биореактора
• Выводы и полезное видео по теме

Специфика получения биогаза

Биогаз образуется в результате брожения биологического субстрата. Его разлагают гидролизные, кислото- и метанообразующие бактерии. Смесь вырабатываемых бактериями газов получается горючей, т.к. содержит большой процент метана.

По своим свойствам она практически не отличается от природного газа, который используется для промышленных и бытовых нужд.

Биогаз – экологически чистое топливо, а технология его получения не оказывает особого влияния на окружающую среду. Более того, в качестве сырья для биогаза используют отходы жизнедеятельности, которые нуждаются в утилизации. Их помещают в биореактор, где происходит переработка:

• В течение некоторого времени биомасса подвергается воздействию бактерий. Срок брожения зависит от объема сырья.
• В результате деятельности анаэробных бактерий выделяется горючая смесь газов, в состав которой входят метан (60%), углекислый газ (35%) и некоторые другие газы (5%). Также при брожении в небольших количествах выделяется потенциально опасный сероводород. Он ядовит, поэтому крайне нежелательно, чтобы люди подвергались его воздействию.
• Смесь газов из биореактора очищается и поступает в газгольдер, где хранится до момента использования по назначению.
• Газ из газгольдера можно использовать точно так же, как природный. Он поступает к бытовым приборам – газовым печам, отопительным котлам и т.п.
• Разложившуюся биомассу необходимо регулярно удалять из ферментатора. Это дополнительные трудозатраты, однако усилия окупаются. После брожения сырье превращается в высококачественное удобрение, которое используют на полях и огородах.

Биогазовая установка выгодна для владельца частного дома только в том случае, если у него есть постоянный доступ к отходам животноводческих ферм. В среднем из 1 м.куб. субстрата можно получить 70-80 м.куб. биогаза, но выработка газа идет неравномерно и зависит от многих факторов, в т.ч. температуры биомассы. Это осложняет расчеты.

Чтобы процесс получения газа был стабильным и непрерывным, лучше всего строить несколько биогазовых установок, а субстрат в ферментаторы закладывать с разницей во времени. Такие установки работают параллельно, а сырье в них загружают последовательно. Это гарантирует постоянную выработку газа, благодаря чему можно добиться его непрерывного поступления к бытовым приборам.

Самодельное биогазовое оборудование, собранное из подручных материалов, обходится гораздо дешевле установок промышленного производства. Его эффективность ниже, но вполне соответствует вложенным средствам. Если есть доступ к навозу и желание приложить собственные усилия для сборки и обслуживания конструкции, это очень выгодно.

Преимущества и недостатки системы

Биогазовые установки имеют немало преимуществ, но и недостатков хватает, поэтому перед началом проектирования и строительства следует все взвесить:

• Утилизация отходов. Благодаря биогазовой установке можно получить максимум пользы от мусора, от которого все равно пришлось бы избавляться. Эта утилизация менее опасна для окружающей среды, чем закапывание отходов.
• Возобновляемость сырья. Биомасса – это не уголь и не природный газ, добыча которых истощает запасы ресурсов. При ведении сельского хозяйства сырье появляется постоянно.
• Относительная небольшое количество СО2. При получении газа окружающая среда не загрязняется, а вот при его использовании в атмосферу выделяется небольшое количество двуокиси углерода. Оно не опасно и не способно критично изменить экологию, т.к. его поглощают растения в процессе роста.
• Умеренное выделение серы. При сгорании биогаза в атмосферу попадает небольшое количество серы. Это негативное явление, однако его масштабы познаются в сравнении: при сжигании природного газа загрязнение окружающей среды окислами серы гораздо больше.
• Стабильная работа. Производство биогаза более стабильно, чем работа солнечных батарей или ветряков. Если энергией солнца и ветра нельзя управлять, то биогазовые установки зависят от деятельности человека.
• Можно использовать несколько установок. Газ – это всегда риски. Чтобы снизить потенциальный ущерб в случае аварии, можно рассредоточить по участку несколько биогазовых установок. Если правильно спроектировать и собрать систему из нескольких ферментаторов, она будет работать стабильнее, чем один крупный биореактор.
• Выгоды для сельского хозяйства. Для получения биомассы высаживают некоторые виды растений. Можно выбрать такие, которые улучшают состояние грунта. Например, сорго снижает эрозию почвы, улучшает ее качество.

У биогаза есть и недостатки. Хотя это относительно чистое топливо, оно все же загрязняет атмосферу. Также могут возникать проблемы с поставками растительной биомассы. Безответственные владельцы установок нередко заготавливают ее так, что истощают землю и нарушают экологический баланс.

Расчет рентабельности установки

В качестве сырья для производства биогаза обычно используют коровий навоз. Одна взрослая корова может дать его столько, чтобы обеспечить 1.5 м.куб. топлива; свинья – 0.2 м.куб.; курица или кроль (в зависимости от массы тела) – 0.01-0.02 м.куб. Чтобы понять, много это или мало, можно сравнить с более привычными видами ресурсов.

1 м.куб. биогаза обеспечивает такое же количество тепловой энергии, как:

• дрова – 3.5 кг;
• уголь – 1-2 кг;
• электричество – 9-10 кВт/ч.

Если знать примерный вес сельскохозяйственных отходов, которые будут доступны в течение ближайших лет, и количество необходимой энергии, можно просчитать рентабельность биогазовой установки.

Для закладки в биореактор готовят субстрат, в который входят несколько компонентов в таких пропорциях:

• навоз (лучше всего коровий или свиной) – 1.5 т;
• органические отходы (это могут быть перегнившие листья или другие компоненты растительного происхождения) – 3.5 т;
• подогретая до 35 градусов вода (количество теплой воды рассчитывают так, чтобы ее масса составляла 65-75% от общего количества органики).

Расчет субстрата сделан для одной закладки на полгода, если исходить из умеренного потребления газа. Примерно через 10-15 дней процесс ферментации даст первые результаты: газ появится в небольших количествах и начнет заполнять хранилище. Через 30 дней можно ожидать полноценной выработки топлива.

Если установка работает правильно, объем биогаза постепенно будет увеличиваться, пока субстрат не перегниет. Производительность конструкции напрямую зависит от скорости брожения биомассы, которая в свою очередь связана с температурой и влажностью субстрата.

Инструкция по самостоятельному строительству

Если нет опыта в сборке сложных систем, имеет смысл подобрать в сети или разработать самый простой чертеж биогазовой установки для частного дома.

Чем проще конструкция, тем она надежнее и долговечнее. Позже, когда появятся навыки строительства и обращения с системой, можно будет переделать оборудование или смонтировать дополнительную установку.

При расчете объема ферментатора стоит ориентироваться на 5 м.куб. Такая установка позволяет получить количество газа, необходимое для обогрева частного дома площадью 50 м.кв., если в качестве источника тепла используют газовый котел или печь. Это усредненный показатель, т. к. калорийность биогаза обычно не выше 6000 ккал/м.куб.

Строительство биогазовой установки можно разделить на несколько этапов.

Этап 1: подготовка ямы под биореактор

Практически вся биогазовая установка находится под землей, поэтому многое зависит от того, как была вырыта и отделана яма. Есть несколько вариантов укрепления стенок и герметизации ямы – пластик, бетон, полимерные кольца.

Оптимальное решение – покупка готовых полимерных колец с глухим дном. Они обойдутся дороже подручных материалов, зато не потребуется дополнительная герметизация. Полимеры чувствительны к механическим нагрузкам, зато не боятся влаги и химически агрессивных веществ. Они не подлежат ремонту, но при необходимости их легко будет заменить.

Этап 2: обустройство газового дренажа

Покупка и монтаж специальных мешалок для биогазовых установок – дорогое удовольствие. Систему можно удешевить, обустроив газовый дренаж. Он представляет собой вертикально установленные полимерные канализационные трубы, в которых проделано множество отверстий.

При расчете длины труб дренажа следует ориентироваться на запланированную глубину заполнения биореактора. Верхние части труб должны быть выше этого уровня.

Этап 3: обустройство изоляционного слоя

В готовый биореактор можно сразу загрузить субстрат. Его накрывают пленкой, чтобы выделяющийся в процессе ферментации газ находился под небольшим давлением. Когда будет готов купол, это обеспечит нормальную подачу биометана по отводящей трубе.

Этап 4: монтаж купола и труб

Завершающий этап сборки простейшей биогазовой установки – это монтаж купольной верхней части. В самой высокой точке купола устанавливают газоотводящую трубу и протягивают ее к газгольдеру.

Емкость биореактора закрывают плотной крышкой. Чтобы предотвратить смешивание биометана с воздухом, обустраивают гидрозатвор. Также он служит для очистки газа. Нужно предусмотреть спусковой клапан, который сработает, если давление в ферментаторе будет слишком высоким.

Два способа подогрева биореактора

Микроорганизмы, перерабатывающие субстрат, есть в биомассе постоянно, однако для их интенсивного размножения нужна температура 38 градусов и выше. Для подогрева в холодный период можно использовать змеевик, подсоединенный к системе отопления дома, или электрические нагреватели. Первый способ экономически выгоднее, поэтому чаще используют именно его.

Биогазовую установку необязательно заглублять в землю, есть и другие варианты обустройства. Пример работы системы, собранной из бочек, приведен в видеоролике ниже.

Выводы и полезное видео по теме

Хотя в сборке и обустройстве биогазового оборудования нет ничего сложного, нужно быть предельно внимательным к деталям. Ошибки недопустимы, т.к. могут привести к взрывам и разрушениям. Предлагаем видеоинструкции, которые помогут разобраться в устройстве установок, правильно их собрать и дополнить полезными приспособлениями для более удобного использования биогаза.

В видеоролике рассказано, как устроена и работает стандартная биогазовая установка:

Пример самодельной биогазовой установки. Видеоурок по обустройству системы своими руками:

Видеоинструкция по сборке биогазовой установки из бочки:

Описание процесса изготовления мешалок для субстрата:

Подробное описание работы самодельного газового хранилища:

Какой бы простой ни была биогазовая установка, выбранная для частного дома, не стоит на ней экономить. Если есть возможность, лучше купить разборный биореактор промышленного производства.

Если нет – изготовить из качественных и устойчивых материалов: полимеров, бетона или нержавеющей стали. Это позволит создать по-настоящему надежную и безопасную систему газоснабжения дома.

голоса

Рейтинг статьи

Оценка статьи:

Загрузка…

Adblock
detector

Биогазовая установка для частного дома

Любая семья, проживающая в частном доме, получает сразу две бытовые проблемы: повышенные коммунальные счета и необходимость вывоза органического мусора. Экологические преимущества загородных домов неоспоримы. Но за чистый воздух с тишиной природы часто приходится расплачиваться повышенной финансовой нагрузкой на семейный бюджет. Особенно остро это ощущают дома с развитым фермерским хозяйством. А между тем, органика частных домохозяйств сама может стать настоящей золотой жилой для грамотного хозяина. Все биологические отходы домохозяйства являются ценнейшим сырьем для получения бытового биогаза. Причем для компактного хозяйства не нужно возводить большую перерабатывающую станцию, так как с его обслуживанием справится и маленькая биогазовая установка для частного дома. Любой органический материал, попадая внутрь биогазовой установки, начинает выделять газ и тепло. Именно это полезное свойство биомусора используют для собственного бесплатного отопления, газоснабжения и даже для выработки электричества.

Получение биогаза

Метан из навоза биогазовая установка добывает с помощью процесса брожения. Разжиженная водой органика (субстрат) закладывается в биореактор. При температуре 37-40 градусов в органической массе начинается химический процесс с выделением тепла и газов. Вода не участвует в газообразовании, но активно ему способствует. Навоз оседает на дно реактора в виде ила. В подсушенном виде перегнившая навозная масса является высококачественным удобрением для полей.

Типы биогазовых установок

По способу брожения биореакторы подразделяются на два типа: биотермические и анаэробные (бескислородные).

Биотермические станции (БТС) имеют упрощенную конструкцию и легки в обслуживании. Брожение биомассы происходит при свободном доступе воздуха. В результате выделяется большое количество тепла, но при этом водород в биомассе преобразуется (окисляется) в воду, а углерод — в углекислый газ. Большинство резервуаров БТС изнутри оснащают секциями водогрейных труб, способных нагревать воду до 50 градусов. Реактор домашней установки выделяет биогаз из навоза и другой органики в незначительном количестве. Поэтому мини биогазовые установки хороши только для отопления дач, домов фермерских хозяйств, подачи горячей воды.

Анаэробные биогазовые станции (БЭС) обладают более усложненной конструкцией, чем мини БТС. Бродильный процесс протекает в герметичной цистерне без доступа свежего воздуха. При этом до 70 % углерода в биомассе преобразуется в метан. Оставшиеся 30% углерода создают водород, углекислоту и азот. Полученная газовая смесь после естественной очистки является превосходным топливом, которым можно подогревать пищу либо преобразовывать в другие виды энергии (тепло, электричество).

Сырье для домашней биогазовой установки

Частный дом с подсобным хозяйством ежедневно производит большое количество биологических отходов. Такой объем органики образуется благодаря следующим источникам:

• Навоз от крупного рогатого скота и мелких животных: коровы, свиньи, козы, кролики.
• Урина (моча) животных.
• Птичий помет кур, гусей, уток.
• Растительный мусор с приусадебного участка: трава, ботва, порченые овощи и фрукты.
• Органические остатки от домашнего производства: отходы виноделия, мусор от закаток овощей и фруктов.
• Отходы кухни: очистки, остатки, испорченные продукты.

Биологические отходы от жизнедеятельности человека. Септик совмещают с биогазовой установкой с помощью приемника каловых масс.
Все вышеперечисленные источники органики домохозяйства разделяют на круглогодичные и сезонные. К примеру, растительный мусор на приусадебном участке в зимний период не образуется. Исключение составляют лишь южные районы России, где рост растений не прекращается с приходом календарной зимы. Постоянными же источниками органики являются отходы жизнедеятельности животных и человека.

Выбор места установки

Домашнюю биогазовую установку нужно размещать поближе к основным источникам сырья и подальше от жилых построек. Лучше проложить дополнительные несколько метров трубы, чем терпеть под окнами спальни характерный органический запах. На даче установка может быть расположена на открытом воздухе или внутри надстроенного сарая. Подземный биореактор выносят в специально созданный подвал либо почти целиком зарывают его в землю. В последнем случае при подготовке ямы необходимо учесть способ выгрузки отработанной биомассы (ила) с днища биореактора.

Реактор для маленькой БУ

Конструкция маленького реактора не сильно отличается от своих более крупных собратьев. По своей сути биореактор представляет собой резервуар для брожения биомассы. Все поверхности реактора, контактирующие с органикой, обязаны быть устойчивы к коррозии. Поэтому в домашнем варианте биогазовая установка имеет в качестве реактора либо цистерну из нержавеющей стали, либо хорошо зацементированный изнутри резервуар.

В верхней части биореактора монтируют герметичное окно для приема свежего органического субстрата. Недолгий приток воздуха при загрузке не оказывает существенного влияния на длительный процесс газовыделения. В нижней части устанавливают люк (или сточную трубу) для выгрузки осевшего на дно перегнившего остатка. В более усложненной конструкции под реактором встраивают мини-резервуар для приема отработанного навоза.

Размер мини биогазовой установки рассчитывают исходя из предполагаемых порций подгружаемой органики. Резервуар обязан быть постоянно заполнен биомассой на две трети от своего объема. Разогретый реактор-резервуар ежедневно усушает загруженный в него органический субстрат на 10-20%. Вырабатываемые хозяйством за день отходы в соответствующем объеме обязаны восполнять сокращающуюся органическую массу.

Дополнительное оборудование

Сам бродильный резервуар без вспомогательных устройств не способен обеспечить поддержание необходимой температуры или подачу газа до места его применения. Поэтому к биореактору обязательно присоединяют следующее оборудование:

• Газгольдер. Представляет собой газовый накопитель, выравнивающий давление биогаза.
• Газовые трубы. Поставляют выработанную газовую смесь к газгольдеру и далее.
• Система подогрева биомассы. Теплообменные трубы (змеевики) могут быть расположены внутри реактора, а могут и опутывать его снаружи. Также реактор нередко сам размещается внутри более объемного резервуара, заполненного подогреваемой водой (водяная баня).
• Стартовый разогрев реактора может осуществляться газом (котел), электричеством (бойлер) либо другими способами (печка, самонагрев на солнце). После начала выделения тепла и биогаза реактор переходит на самостоятельное поддержание температуры.
• Система перемешивания биомассы. Малоразмерные конструкции домашних биореакторов оснащают упрощенным винтом-мешалкой. Движение винта может осуществляться как с помощью энергии биогаза, так и вручную.
• Система контроля температуры. Представляет собой устройство из термометра и автоматического регулятора, который включает и выключает биогазовый подогрев.
• Клапан для сброса излишнего газа (свеча). Предотвращает разрыв труб от чрезмерного газового давления в системе. В целях недопущения распространения метанового запаха, свеча-клапан поджигает выбрасываемую струю газа.

Кроме базовых деталей, реактор может быть оснащен вспомогательными механизмами. Они облегчают обслуживание БЭС либо преобразуют вырабатываемый биогаз в другие виды энергий.

Получение электричества

Пристроенный к домашней БУ газовый электрогенератор способен обеспечить частный дом независимым источником электроэнергии. Из 1 м3 биогаза типичный электрогенератор вырабатывает в среднем около 2 кВт/ч. Даже маленькое подсобное хозяйство ежедневно производит не менее 50 кг различной органики, что дает суточную выработку биогаза в пределах от 5,6 до 10 м3. С учетом 20% расхода биогаза на поддержание температуры в реакторе подобное мини-хозяйство получает от 9 до 16 кВт/ч. Этой электроэнергии хватает и на освещение фермерского хозяйства, и на работу бытовых электроприборов средней мощности. Бесплатное электричество существенно экономит семейный бюджет и позволяет дому не зависеть от аварий на линиях электропередач.

Биогазовая установка с двумя реакторами и общим газгольдером

Особую популярность в частных домах набирает установка с двумя реакторами и общим газгольдером. Дело в том, что в одинарном биореакторе, при халатном отношении к подготовке субстрата, биомасса выделяет газ крайне неравномерно. Газгольдер не всегда успевает выравнивать давление при долговременной потере интенсивности газовыделения. Особенно этот неприятный фактор проявляется при частом использовании биогаза в бытовых нуждах. Двойной реактор призван оградить газгольдер от подобных ситуаций. При ослаблении газовыделения в одном бродильном резервуаре его «подстраховывает» второй. Помимо этого, двойной биореактор дает частному дому следующие преимущества:

• Возможность размещения реакторов поближе к разным источникам сырья. Один реактор можно поставить поближе к постройкам с животными, а другой — возле огорода.
• Установка рядом с кухней реактора-утилизатора. Субстрат из смешанной растительно-навозной органики нельзя устанавливать вблизи от места для приготовления пищи.

Невозможно переработать навоз в биогаз без соответствующего стойкого неприятного запаха. Кухонные же отходы можно отправлять прямо в компактный биореактор без опасения надолго испортить воздух. Габариты такого реактора обычно предполагают прием нескольких килограммов органики в день.

Успех раздельных реакторов вынудил производителей создать целую серию новых мини-биогаз установок, рассчитанных на определенный вид сырья. В Израиле в частном секторе в моду вошел фруктовый биогазовый реактор, размещаемый прямо посреди сада. Европейские же семьи оценили кухонный БЭС, который бесплатно утилизирует органические отходы и частично уменьшает размер коммунальных счетов.

Подготовка субстрата

В отличие от крупных фермерских хозяйств, частный дом или дача не стремится получить биогаза любой ценой. Поэтому подготовка субстрата для домашней станции не требует больших усилий. Для подготовки биомассы специалисты рекомендуют соблюдать только следующие технологические условия:

• Субстрат должен быть разжижен водой не менее чем на 85%. Усушенная органика не дает необходимой скорости выделения биогаза.
• При стартовом запуске нельзя заливать органику кипятком. Для ускорения подогрева достаточно залить биомассу обычной теплой водой.
• Подготовку субстрата лучше производить в отдельной емкости.
• В маленьких биогазовых установках все виды биологических отходов можно смешивать друг с другом. На уровне частного дома или дачи небольшое отклонение показателей газовыделения не влияет на общий результат.

Применение биогаза в условиях российского климата

Круглогодичная работа биогазовой установки считается возможной только в южных регионах России. Зимой в умеренных широтах поддержание температуры в реакторе требует больше тепловой энергии, чем способна дать биогазовая станция. Однако этот фактор исключает зимнюю работу только крупных установок. Поддержание температуры в маленькой биогазовой установке созданной своими руками не станет обременительным для частного дома даже в мороз. Теплоизолирующие кожухи и защитные купола способны значительно снизить теплопотери реактора в холодное время года. При этом БУ будет продолжать выполнять свои полезные функции. Иногда экономически более выгодно обеспечить постоянный подогрев реактора, получая взамен бесплатную электроэнергию и бытовой биогаз. К тому же работа реактора обеспечивает постоянную утилизацию биологических отходов, избавление от которых обычно стоит денег.

Купить биогазовую установку или сделать своими руками?

Самостоятельное создание маленькой биогазовой котельны обойдется дешевле, чем покупка и монтаж готовой БУ. Но при этом владелец дома остается один на один со всеми технологическими ошибками, которые он допустит при производстве биогаза. Если частный мастер-строитель допустит серьезный просчет, то общая смета на переделку конструкции может оказаться выше, чем сумма покупки готового варианта. В любом случае, маленькая биогазовая установка сделанная собственными руками для отопления дома со временем самоокупится за счет многократной экономии на коммунальных платежах.

biogas.su

Наш проект посвящён популяризации и продвижению биогазовой энергетики и экологичной утилизации биологических отходов на территории Российской Федерации, Белоруссии, Казахстана и Кыргызстана.

Related posts

Обогрев самодельного биогазового реактора – Новости Матери-Земли

Не существует неправильного способа построить первый биогазовый реактор, если это приводит к незабываемым впечатлениям, когда вы впервые видите чудесное голубое пламя биогаза. Однако вскоре после этого мысли большинства людей обращаются к постоянно работающей системе для регулярного ежедневного получения энергии в их доме или на небольшой ферме. Если усадьба или поселок вашей мечты находится в холодном регионе, раньше считалось, что биогаз не подходит для вас, если только он не захоронен глубоко под землей. Наше понимание процесса производства биогаза значительно улучшилось за последние годы вместе с внедрением новых технологий, таких как солнечные водонагреватели с вакуумными трубками, поэтому с небольшим планированием и ноу-хау «сделай сам» можно ткнуть пальцем в старый Зимуй и наслаждайся биогазом при минусовых температурах.

Все мы знаем, что бесплатных обедов не бывает, тепловую энергию нужно откуда-то брать. Существует несколько различных вариантов обогрева биореактора на ископаемом топливе или без него, но прежде чем мы их рассмотрим, важно помнить о двух важных соображениях, касающихся биогаза в зимнее время. Зимой и ранней весной, естественно, будет меньше органических отходов, что потребует более низких рабочих температур. Проще говоря, да, биодигесторы действительно выигрывают от обогрева для работы в зимнее время, однако им не обязательно работать при пиковых температурах около 100 градусов по Фаренгейту. Им нужен только минимальный рабочий нагрев от 55 до 75 градусов. Во-вторых, производимое тепло необходимо сосредоточить в «активной зоне» биогазового реактора, который расположен на дне камеры биогаза, на полпути между центром и входом.

Некоторые из наиболее распространенных методов обогрева бытовых биогазовых установок представлены в таблице ниже. Мы хотим использовать отработанное тепло, если оно доступно, и по возможности избегать использования специальных электрических нагревателей. Следующая таблица разделена по вариантам отопления, подходящим для случаев, когда тарифы на коммунальные услуги низкие и тарифы на коммунальные услуги высоки, включая автономные приложения. На мой взгляд, идеальной автономной системой комбинированного производства тепла и электроэнергии для холодного климата был бы домашний газификатор или котел, сжигающий ежегодно возобновляемую древесную щепу или пеллеты вместе с биогазовым реактором. Отработанное тепло от теплообменника газификатора или генераторной установки можно использовать для обогрева биореактора, а взамен биогаз может обеспечить круглогодичную энергию для приготовления пищи, поскольку древесный газ содержит слишком много CO для безопасного сжигания в помещении.

Там, где низкие цены на коммунальные услуги.		Там, где высокие цены на коммунальные услуги + автономные
Домашняя система горячего водоснабжения	Специализированная электрическая (нагреватель для джакузи)	Специализированная солнечная батарея	Комбинированное производство тепла и электроэнергии
Подключен к домашней системе горячего водоснабжения.	Циркуляция нагретой воды непосредственно обратно в метантенк на	Плоская панель для теплых регионов	Отработанное тепло генераторной установки, котла или газификатора.
		Вакуумная трубка для холодных регионов

Если вы собираетесь использовать домашнюю систему горячего водоснабжения для обогрева биореактора, вы должны расположить теплообменник вне камеры биореактора, чтобы избежать возможности загрязнения пресной воды из-за утечки или разрыва трубы. Для специальных обогревателей рекомендуется 50/50 вода на планету и гликоль, пригодный для домашних животных, чтобы избежать замерзания.

Биогаз и солнечная тепловая энергия образуют успешную команду, помогающую сократить использование ископаемого топлива, будь то специальный солнечный нагреватель или солнечное тепло, дополняющее вашу домашнюю систему горячего водоснабжения. Для наших домашних биогазовых установок объемом два кубических метра я рекомендую вакуумный трубчатый нагреватель размером 20 дюймов x 48 дюймов для зон 4 и 5, или 10 труб на кубический метр объема метантенка. При условии, что теплообменник расположен непосредственно под активной зоной. В летние месяцы солнечные нагреватели могут быть закрыты или отключены.

В дополнение к нагреву есть несколько дополнительных шагов, которые вы можете предпринять, чтобы максимизировать свою тепловую энергию.

Дополнительные шаги для повышения производительности в зимнее время
Изоляция	Термоодеяло	Дом-кольцо	Теплица

Желаю всем счастливых праздников и возможности насладиться рождественским ужином без ископаемого топлива, приготовленным из 100% натурального, экологически чистого биогаза, полученного из обычных бытовых отходов.

---

Все блоггеры сообщества MOTHER EARTH NEWS согласились следовать нашим рекомендациям по ведению блога и несут ответственность за точность своих сообщений. Чтобы узнать больше об авторе этого поста, нажмите на ссылку автора в верхней части страницы.

Использование и очистка биогаза – Фермерская энергия

Введение

Биогаз, полученный в результате процессов анаэробного сбраживания, является чистым и экологически безопасным возобновляемым топливом. Но важно очищать или улучшать биогаз перед его использованием, чтобы повысить его теплотворную способность и сделать его пригодным для использования в некоторых газовых приборах, таких как двигатели и котлы.

Использование биогаза

Хотя большинство крупных ферм используют свой биогаз для производства тепла и электроэнергии, стоит рассмотреть все варианты, прежде чем решить, какой путь выбрать, включая прямую продажу биогаза покупателю вне фермы.

Биогаз из сырого навоза содержит от 55 до 65 % метана (CH ₄ ), от 30 до 45 % диоксида углерода (CO ₂ ), следы сероводорода (H ₂ S) и водорода (H ₂ ) и доли водяного пара. При анаэробном сбраживании осадка или процессах захоронения следы силоксанов также могут быть обнаружены в биогазе. Эти силоксаны в основном происходят из кремнийсодержащих соединений, широко используемых в различных промышленных материалах или часто добавляемых в потребительские товары, такие как моющие средства и средства личной гигиены. В этой статье не рассматривается очистка биогаза от силоксанов.

Биогаз примерно на 20% легче воздуха и имеет температуру воспламенения в диапазоне от 650 до 750 градусов C (1200-1380 градусов по Фаренгейту). Это бесцветный газ без запаха, который горит чистым голубым пламенем, похожим на пламя природного газа. Тем не менее, биогаз имеет теплотворную способность 20-26 МДж/м3 (537-700 БТЕ/фут3) по сравнению с теплотворной способностью природного газа товарного качества 39 МДж/м3 (1028 БТЕ/фут3).

Биогаз потенциально может использоваться во многих типах оборудования, включая:

• Двигатель внутреннего сгорания (поршневой) – производство электроэнергии, мощность на валу
• Газотурбинный двигатель (большой) — производство электроэнергии, мощность на валу
• Микротурбинный двигатель (малый) – производство электроэнергии
• Тепловая машина Стирлинга – производство электроэнергии
• Бойлерные (паровые) системы
• Системы горячего водоснабжения
• Технологические нагреватели (печи)
• Обогреватели помещения или воздуха
• Газовый чиллер – Охлаждение
• Абсорбционный охладитель – охлаждение
• Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ) – Крупные и малые предприятия – Электроэнергия и тепло
• Топливные элементы – электроэнергия, немного тепла

Существует множество вариантов конечного использования биогаза. За исключением простейших термических применений, таких как сжигание запахов или некоторые виды нагрева, биогаз необходимо очищать или обрабатывать перед использованием. При соответствующей очистке или обновлении биогаз можно использовать во всех приложениях, которые были разработаны для природного газа.

Три основных вида конечного использования биогаза:

• производство тепла и пара
• производство электроэнергии
• автомобильное топливо

Производство тепла или пара

Наиболее простым способом использования биогаза является получение тепловой (тепловой) энергии. В районах с дефицитом топлива небольшие биогазовые установки могут обеспечивать тепловую энергию для приготовления пищи и нагрева воды. Системы газового освещения также могут использовать биогаз для освещения.

Обычные газовые горелки легко настраиваются на биогаз простым изменением соотношения воздуха и газа. Требование к качеству биогаза в газовых горелках невелико, требуется только давление газа от 8 до 25 мбар и поддержание H ₂ Содержание S ниже 100 частей на миллион для достижения точки росы 150°C.

Производство электроэнергии или комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ)

Комбинированные системы производства тепла и электроэнергии используют как способность топлива производить энергию, так и неизбежные отработанное тепло. Некоторые системы ТЭЦ производят в первую очередь тепло, а электроэнергию носят вторичный характер (нижний цикл). Другие системы ТЭЦ производят в основном электроэнергию, а отработанное тепло используется для нагрева технической воды (цикл топпинга). В любом случае общий (комбинированный) КПД производства и использования электроэнергии и тепла дает гораздо более высокий КПД, чем использование топлива (биогаза) для производства только электроэнергии или тепла.

Помимо больших первоначальных инвестиций, газовые турбины (микротурбины, 25-100 кВт; большие турбины, >100 кВт) с эффективностью, сравнимой с двигателями с искровым зажиганием, и низкими эксплуатационными расходами могут использоваться для производства как тепла, так и электроэнергии. Однако двигатели внутреннего сгорания чаще всего используются в ТЭЦ. Использование биогаза в этих системах требует удаления как H ₂ S (до уровня ниже 100 ppm), так и водяного пара.

Топливные элементы считаются малыми электростанциями будущего для производства электроэнергии и тепла с эффективностью более 60% и низким уровнем выбросов. Один из крупнейших реакторов/топливных элементов расположен в штате Вашингтон. Топливный элемент, расположенный на Южной очистной станции в Рентоне, штат Вашингтон, может потреблять около 154 000 футов ³ биогаза в день для производства до 1 мегаватта (1 000 000 ватт) электроэнергии. Этого достаточно, чтобы обеспечить электроэнергией 1000 домохозяйств, но вместо этого она используется для работы электростанции.

Топливо для автомобилей

Автомобили, работающие на бензине, могут использовать биогаз в качестве топлива при условии, что биогаз повышен до качества природного газа в автомобилях, приспособленных для работы на природном газе. Большинство автомобилей этой категории были оснащены бензобаком и системой подачи газа в дополнение к обычной бензиновой топливной системе. Однако специализированные транспортные средства (использующие только биогаз) более эффективны, чем эти модификации.

Очистка или модернизация биогаза

Очистка биогаза важна по двум причинам: (1) для повышения теплотворной способности биогаза и (2) для удовлетворения требований к некоторым газовым приборам (двигателям, котлам, топливным элементам, транспортным средствам и т. д.) . Желаемые цели очистки или повышения качества биогаза представлены на рисунке 1. «Полная очистка» подразумевает очистку биогаза от CO ₂ , водяного пара и других газовых примесей, тогда как «риформинг» представляет собой преобразование метана в водород.

 

 

CO

₂ Удаление

Для многих более простых применений биогаза, таких как нагреватели, двигатели внутреннего сгорания или генераторные системы, удаление диоксида углерода (CO ₂ ) из биогаза не требуется, и CO ₂ просто проходит через него. горелка или двигатель. Для более требовательных применений биогаза/двигателя, таких как транспортные средства, требующие топлива с более высокой плотностью энергии, CO ₂ обычно удаляется. Удаление CO ₂ повышает теплотворную способность и обеспечивает стабильное качество газа, аналогичное природному газу. Углекислый газ можно экономично удалить из биогаза путем абсорбции или адсорбции. Другими возможными процессами являются мембранное и криогенное разделение.

Очистка биогаза CO ₂ и H ₂ S противотоком под давлением может выполняться в воде. В частности, для удаления CO ₂ ; pH, давление и температура имеют решающее значение. Высокое давление, низкая температура и высокий уровень pH увеличивают очистку CO ₂ от биогаза. Использование растворов Ca(OH) ₂ может полностью удалить как CO ₂ , так и H ₂ S. И CO ₂ , и H ₂ S более растворимы в некоторых органических растворителях, таких как полиэтиленгликоль и алканоламины, которые не растворяет метан. Таким образом, эти органические растворители можно использовать для очистки этих газов от биогаза даже при низком давлении. Системы, использующие органические растворители такого типа, могут удалять CO ₂ до 0,5% от биогаза.

Однако использование органических растворителей намного дороже, чем использование водных систем. Адсорбция CO ₂ на твердых веществах, таких как активированный уголь или молекулярные сита, возможна, хотя для этого требуются высокие температуры и давление. Эти процессы могут быть нерентабельными из-за связанных с ними высоких перепадов температуры и давления. Криогенное разделение возможно, потому что при 1 атм метан имеет температуру кипения -106 ^o C, тогда как CO ₂ имеет температуру кипения -78 ^o С. Таким образом, фракционная конденсация и перегонка при низких температурах позволяют выделить чистый метан в жидком виде, удобном для транспортировки. Можно получить метан с чистотой до 97%, но этот процесс требует больших первоначальных и эксплуатационных вложений. Мембранные или молекулярные сита зависят от различий в проницаемости отдельных компонентов газа через тонкую мембрану. Мембранные перегородки быстро набирают популярность. Другие химические превращения технически осуществимы, но их экономическая эффективность недостаточна для практической очистки биогаза.

Удаление водяного пара

Прямо из метантенка биогаз обычно насыщается паром. Помимо снижения энергетической ценности биогаза, вода может реагировать с H ₂ S с образованием ионного водорода и/или серной кислоты, вызывающей коррозию металлов. Охлаждение или разумная конструкция трубопровода могут конденсировать и удалять воду. Биогаз обычно сжимают перед охлаждением для достижения высокой точки росы. Альтернативные механизмы удаления водяного пара включают адсорбцию на: (1) силикагеле и Al ₂ O ₃ при низкой точке росы, (2) гликоль и гигроскопичные соли при повышенных температурах и 3) молекулярные сита.

Удаление сероводорода

Сероводород из биогаза необходимо удалять для всех горелок, кроме самых простых. Сероводород в сочетании с водяным паром в неочищенном биогазе может образовывать серную кислоту (H ₂ SO ₄ ), которая вызывает коррозию двигателей и их компонентов. При концентрациях выше 100 частей на миллион по объему (ppmv) H ₂ S также очень токсичен. Активированный уголь можно использовать для удаления H ₂ S и CO ₂ . Активированный уголь каталитически превращает H ₂ S в элементарную серу. Сероводород также можно удалить из биогаза с помощью NaOH, воды или растворов солей железа. Простым и недорогим процессом является дозирование потока биогаза O ₂ , который окисляет H ₂ S до элементарной серы. Дозирование кислорода может снизить содержание H ₂ S из биогаза до уровня ниже 50 частей на миллион [Предупреждение: НЕПРАВИЛЬНОЕ ДОЗИРОВАНИЕ ПОТОКА БИОГАЗА С O ₂ МОЖЕТ СОЗДАТЬ ВЗРЫВООПАСНОСТЬ]. Оксид железа также удаляет H ₂ S в виде сульфида железа. Этот метод может быть чувствителен к высокому содержанию водяного пара в биогазе. В дополнение к очистке биогаза от H ₂ S после его производства, доступные методы снижения содержания H ₂ S в полученном биогазе включают: совместное сбраживание, многофазное сбраживание, буферирование pH в реакторе и удаление серы из биогаза. кормовые субстраты.

Выводы

Биогаз, полученный из отходов животноводства, может быть ценным энергетическим ресурсом. Путем сжигания отработанного метана (биогаза) устраняется мощный парниковый газ, который в противном случае был бы выпущен. При использовании в простых горелках для приготовления пищи или освещения газ может не нуждаться в обработке перед использованием. Однако для целей, требующих использования газа в двигателях внутреннего сгорания, котлах или топливных элементах, биогаз, вероятно, потребуется предварительно обработать, чтобы удалить коррозионные или опасные загрязнители. Основным загрязнителем биогаза является сероводород. Это химическое вещество также вступает в реакцию с водой с образованием коррозионно-активных кислот, которые могут разъедать металлы и пластмассы. Сероводород также токсичен, и его достаточное количество также представляет возможную опасность для здоровья, если его не обработать.

Дополнительные ресурсы

Введение | Сырье | Обработка | Применение

Ссылки

• Appels, L., J. Baeyens, J. Degre`ve, R. Dewil. 2008. Принципы и возможности анаэробного сбраживания отходов активного ила. Прогресс в области энергетики и науки о горении, 34: 755–781.
• Древиц, М., П. Гудрич. 2005. Молочная ферма Миннесоты использует водородные топливные элементы на биогазе. http://www.jgpress.com/archives/_free/000455.html
• EMG International, Inc. 2007. Технологии очистки биогаза. Презентация для NYS ERDA Innovations in Agriculture.http://www.nyserda.org/InnovationsInAgriculture/Presentations/Session2_April17/Manaf_Farhan.pdf
• ФАО. 1997. Системный подход к биогазовой технологии, http://www.fao.org/sd/Egdirect/Egre0022.htm.
• Глуб, Дж. К., Л. Ф. Диаз. 1991. Процесс очистки биогаза. Производство биогаза и спиртовых топлив, т. 1, с. II. JP Press.
• Хаген, М., Э. Полман. 2001. Добавление газа из биомассы в газовую сеть. Окончательный отчет представлен Датскому газовому агентству, стр. 26-47.
• Харасмович, М., П. Орлук, Г. Закшевска-Тржнадель, А.Г. Чемелевский. 2007. Применение полиимидных мембран для очистки и обогащения биогаза. Журнал опасных материалов 144:698-702.
• Капди С.С., В.К. Виджай, С.К. Раджеш, Р. Прасад. 2005. Очистка, сжатие и хранение биогаза: перспективы и перспективы в индийском контексте. Возобновляемая энергия 30:1195-1202.
• Кайханян Д.Дж. Холмы. 1988. Мембранная очистка анаэробного варочного газа. Биологические отходы 23: 1-15.
• Ластелла, Г., К. Теста, Г. Корначчиа, М. Ноторникола, Ф. Вольтасио, В.К. Шарма. 2002. Анаэробное сбраживание полутвердых органических отходов: производство биогаза и его очистка. Преобразование энергии. Управление., 43:63–75.
• Лепоски, Г. 2005. Топливный элемент использует биогаз из сточных вод для выработки электроэнергии. http://www.distributedenergy.com/november-december-2005/fuel-cell-biogas.aspx
• Ли, К., В.К. Тео. 1993. Использование пермеатора с внутренней ступенью для обогащения метана из биогаза. J. Membr Sci 1993; 78: 181–90.
• Мартин, Дж. Х. 2008. Метод оценки удаления сероводорода из биогаза. Магистерская диссертация: Биологическая и сельскохозяйственная инженерия, Государственный университет Северной Каролины, Роли, Северная Каролина.
• Пандей, Д.Р., К. Фабиан. 1989. ТЭО использования молекулярных сит естественного накопления для обогащения метана из биогаза. Разделение и очистка газов, 3:143-147.
• Саркар, Южная Каролина, А. Бозе. 1997. Роль гранул активированного угля в удалении углекислого газа. Управление преобразованиями энергии 38:S105-S110.
• Стерн, С.А., Б. Кришнакумар, С.Г. Чарати, В.С. Амато, А.А. Фридманн, Д.Дж. Фюсс. 1998. Эксплуатация лабораторной мембранной пилотной установки для повышения качества биогаза на очистных сооружениях. J. Membr Sci, 151: 63–74.
• Уоллс, Дж.Л., К. Росс, М.С. Смит, С.Р. Харпер. 1989. Использование биогаза. Биомасса 20: 277-290.
• Веллингер, А., А. Линдберг. 2005. Модернизация и использование биогаза. Задача 24: Энергия от биологической конверсии органических отходов. МЭА Биоэнергетика. http://www.biogasmax.eu/media/biogas_upgrading_and_utilisation__018031200_1011_24042007.pdf
• Уайз, Д.Л. 1981. Анализ систем очистки топливного газа. Производство топливного газа из биомассы, об. 2. Бока-Ратон, Флорида. КПР Пресс.

Авторы

Авторы

• Р. Скотт Фрейзер, инженер по распространению возобновляемых источников энергии, Государственный университет Оклахомы, [email protected]
• Пиус Ндегва, Университет штата Вашингтон

Рецензенты

• Джерри Мартин II, инженер-эколог, USDA – ARS
• Даниэль Циолкош, специалист по развитию, Penn State

Энергия биогаза — TheGreenAge

Что такое энергия биогаза?

Этот раздел посвящен использованию биогаза в промышленности с целью выработки энергии (тепла и электричества) и/или нетранспортного топлива, которое может быть возвращено в сеть для общего пользования.

Биогаз производится с помощью процесса, называемого анаэробным сбраживанием (AD), в результате которого образуются многочисленные газы, которые затем можно сжигать для получения энергии. Анаэробное сбраживание — это расщепление различных растительных и животных материалов (известных как биомасса) бактериями в бескислородной среде. Например, отходы растительного происхождения запечатывают в герметичный контейнер, затем добавляют бактерии, которые стимулируют размножение и рост, выделяя метан и другие газы в качестве побочного продукта процесса. Кроме того, в процессе образуются другие побочные продукты, которые богаты питательными веществами и могут использоваться в качестве удобрения. Входными данными в процессе может быть любое количество материалов биомассы, включая любые из следующих: пищевые отходы, энергетические культуры, пожнивные остатки, навозная жижа и навоз. На практике этот процесс может принимать отходы от домашних хозяйств, супермаркетов и промышленности, тем самым уменьшая количество отходов, попадающих на свалки.

Двумя основными газами, из которых состоит биогаз, являются метан (Ch5), на долю которого приходится около 60–70 % всего объема, а также диоксид углерода (CO2), на долю которого приходится 30–40 %. Могут быть обнаружены небольшие следы других газов. В целом способ составления биогаза зависит от исходных материалов или исходного сырья, которое идет в процесс AD. В промышленности биогаз может быть улучшен для фильтрации чистого метана и удаления других газов, которые затем становятся биометаном.

Энергия биогаза и промышленное использование

Энергия биогаза только для получения тепла

Биогаз можно просто сжигать в процессе горения для получения только тепла. При сжигании один кубический метр биогаза производит около 2,0/2,5 кВтч тепловой энергии. Часть тепла, вырабатываемого на заводе, может быть использована непосредственно для питания варочного котла и близлежащих зданий. Остальное тепло сбрасывается, и если оно затем не используется для отопления и подачи горячей воды по местной сети трубопроводов в дом, оно тратится впустую. Эта концепция нагрева воды и передачи в дома в рамках центрального отопления популярна в некоторых скандинавских странах.

В Великобритании для расширения концепции централизованного теплоснабжения требуются инвестиции в новую инфраструктуру. Мы надеемся, что к концу 2012 года генераторы, сделавшие эти первоначальные инвестиции, смогут эффективно использовать поддержку Поощрения возобновляемой тепловой энергии .

Энергия биогаза только для электричества

Электричество может быть получено путем сжигания биогаза, что является относительно простым процессом, но требует модернизации установки. Электричество легче транспортировать и измерять, чем тепло- и газоснабжение, но для подачи в сеть требуется инфраструктура, что непросто и может быть дорого. Производство зеленой электроэнергии может принести пользу производителям (домохозяйствам и сообществам) за счет использования льготных тарифов (FiT) или, для более крупных игроков, может максимизировать возобновляемые сертификаты обязательств (ROC) для производства в промышленных масштабах.

Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ) энергия биогаза

ТЭЦ или когенерация — это процесс, который одновременно производит полезное тепло и электроэнергию. Процесс производства тепла делает биогазовые установки более эффективными, чем другие традиционные электростанции, поскольку процесс производства различных газов требует тепла, поэтому тратится меньше энергии. В дополнение к выработке тепла, станции также вырабатывают электроэнергию, которая транспортируется и продается как избыточное тепло. Если производители могут поддерживать процесс когенерации, то они смогут эффективно использовать доступные им RHI, FiT и ROC.

Биометан, жидкий биогаз, энергия

Биогаз необходимо очищать путем извлечения двуокиси углерода и газовых примесей, что позволяет получить более чистую форму метана, который затем становится биометаном. В Великобритании процесс очистки должен иметь место, чтобы его можно было использовать в газовой сети, где газ осушается и очищается до более высокого содержания метана (свыше 95%), чтобы затем он напоминал по своим качествам природный газ. Этот подход уже используется в США и других странах Западной Европы. Обратитесь к National Grid для получения дополнительной информации и сопроводительной документации, в которой рассматривается максимальное использование биометана в национальных поставках. DECC объявила, что когда схема RHI будет завершена, она будет включать не только вспомогательные платежи за сжигание биогаза (см. выше), но и закачку биометана в качестве потребительского топлива для домов и предприятий.

Биометановое транспортное топливо энергия биогаза

Энергия биогаза, как и процесс получения топлива для бытового отопления, может быть дополнительно очищена от других газов (двуокиси углерода и газовых примесей), затем преобразована в чистую форму биометана и использована в качестве транспортного топлива. Биогаз имеет право на поддержку в соответствии с Обязательством по возобновляемому транспортному топливу.

Сжигание биометана в транспортных средствах более экологично, чем сжигание транспортного топлива, такого как современный бензин и дизельное топливо, что способствует сокращению выбросов парниковых газов. Примерами возобновляемого транспортного топлива в транспортных средствах, которые образуются из биогаза, являются компримированный природный газ (СПГ) или сжиженный природный газ (СПГ). В Великобритании количество транспортных средств, работающих на СПГ или СПГ, составляет относительно низкий процент по сравнению с Германией и Швецией. Поскольку количество транспортных средств, использующих КПГ и СПГ, в Великобритании меньше, инфраструктура для поддержки этих транспортных средств, такая как заправочные станции, также менее развита, чем в некоторых из упомянутых стран.

Разработка политики в области энергетики на основе биогаза

Энергия на основе биогаза еще не стала популярным альтернативным топливом в Великобритании. Отчасти это связано с отсутствием инфраструктуры для поддержки его развития, а во-вторых, что более важно, с большой неопределенностью со стороны правительства в отношении RHI. Генераторы еще не знают, что на самом деле станет частью этой схемы, и какой уровень поддержки будет оказываться как топливу, так и сжиганию. Производство энергии из биогаза дороже, чем традиционное ископаемое топливо, которое имеет преимущества масштаба и более низкой цены на топливо. Правительство должно поддерживать этих производителей, если они хотят, чтобы инвестиции были осуществлены, а цена снизилась в долгосрочной перспективе.

Мелкие производители в настоящее время получают выгоду от FiT, а более крупные производители — от ROC (только для производства электроэнергии — при условии, что объект AD был завершен после 15 ^th  июля 2009 г.). Если вы являетесь аккредитованным производителем возобновляемой энергии, вы можете иметь право воспользоваться Обязательством по возобновляемым источникам энергии, если вы еще этого не сделали. Чтобы узнать больше информации и узнать, как извлечь выгоду из возобновляемых обязательств, посетите OFGEM.

Преимущества

• Богатые остатки продуктов, которые можно использовать в качестве удобрения.
• Производство биогаза производится из отходов растений и животных, которые в противном случае оказались бы на свалках.
• Биогазовые электростанции могут использовать FiT и ROC для производства электроэнергии и RHI для отопления.
• Биометан (из биогаза) — это топливо, которое приводит в движение автомобили, работающие на СПГ или СПГ, выделяет меньше парниковых газов.
• Очистка биогаза путем удаления CO2 и следовых газов превращает газ в биометан, который можно использовать в качестве альтернативы для бытового потребления.
• Благодаря трубопроводной инфраструктуре биогазовые электростанции могут обеспечивать более экологичное и устойчивое отопление для местных сообществ и районов.
• Биогазовые электростанции более эффективно используют вырабатываемое ими тепло, чем обычные угольные, нефтяные и газовые электростанции.

Ограничения

• Начальные затраты на распределение электроэнергии могут быть высокими, поскольку производитель должен подключиться к сети и согласовать тариф со своими партнерами по распределению.
• Необходимо модернизировать местную инфраструктуру, что может быть дорогостоящим, чтобы вырабатываемое тепло можно было эффективно передавать в дома в качестве решения для центрального отопления.
• В Великобритании объем транспортных средств, работающих на КПГ и СПГ, относительно невелик по сравнению с такими странами, как Германия и Швеция.
• Если завод был построен до июля 2009 года, производитель не сможет воспользоваться преимуществами FiT и RHI.
• Неправильный выбор сырья приведет к снижению выхода биогаза.
• Обеспечьте регулярную поставку сырья, в противном случае это может привести к большим колебаниям производства.

 

Эффективное и сверхчистое использование биогаза в топливных элементах – опыт DFC | Energy, Sustainability and Society

История вопроса

FuelCell Energy, Inc. (FCE) в Дэнбери, Коннектикут, является интегрированной компанией, занимающейся топливными элементами, которая разрабатывает, производит, продает, устанавливает и обслуживает высокотемпературные электростанции на топливных элементах. В настоящее время FCE предлагает три коммерческих продукта: DFC300, DFC1500 и DFC3000 мощностью 300, 1400 и 2800 кВт соответственно для работы на топливе с высоким содержанием метана, включая биогаз. В настоящее время более 80 установок DFC® работают на более чем 50 объектах, вырабатывая более 2,8 миллиардов киловатт-часов сверхчистой, эффективной и надежной электроэнергии для клиентов по всему миру. Энергетический блок этих продуктов представляет собой разработанный FCE Direct FuelCell (DFC®). DFC обладает особой способностью генерировать электричество непосредственно из углеводородного топлива путем его преобразования внутри топливного элемента и подачи водорода для реакций топливного элемента. Результатом такого «одноэтапного» внутреннего процесса преобразования топливных элементов является более простая, эффективная и экономичная система преобразования энергии, обеспечивающая уникальные преимущества:

Эти уникальные особенности стимулируют рост рынка (более 300 МВт установленной и незавершенной мощности в девяти странах) в двух сегментах рынка производства электроэнергии: (1) производство электроэнергии на месте (типичные области применения показаны на рисунке 1) и (2) поддержка инженерной сети (пример показан на рисунке 2).

Рисунок 1

Электростанции на топливных элементах. Применение ТЭЦ в университете, коммерческой пекарне и муниципальной водородной насосной станции.

Полноразмерное изображение

Рисунок 2

Парк топливных элементов: поддержка электросети участка.

Изображение в полный размер

Топливные элементы DFC также имеют относительно высокую температуру выхлопных газов (370°C), что позволяет широко использовать отработанное тепло в комбинированных теплоэлектростанциях, включая производство пара, производство горячей воды и абсорбционное охлаждение. . В дополнение к сокращению выбросов CO ₂ , выбросы DFC вредных загрязняющих веществ, таких как оксиды азота (NO _x ), оксиды серы (SO _x ), а количество твердых частиц незначительно и на порядки ниже, чем у обычных электростанций, работающих на сжигании.

Биогаз, полученный из биомассы, является углеродно-нейтральным возобновляемым топливом. Это топливо обычно сжигается или выбрасывается в окружающую среду в виде отходящего газа. Технология производства энергии, которая может эффективно производить электроэнергию и тепло с низким уровнем выбросов при работе в режиме распределенной генерации, наиболее желательна для приложений биогаза. DFC был разработан для обеспечения «зеленой» электроэнергии и тепла из метана в режиме распределенной генерации и однозначно подходит для этого применения. FCE занималась применением биогаза для DFC с момента начала коммерциализации электростанций DFC в 2003 году и использовала опыт эксплуатации этих первых установок для улучшения конструкции (надежность подачи газа, понимание загрязняющих веществ и контроль). Практика FCE по биогазу, знание загрязняющих веществ и обсуждение конструкции системы на основе начального опыта проекта обсуждались в более ранней статье [1], и в этой статье представлены обновления.

Преимущество биогаза DFC

Изначально карбонатные топливные элементы прямого действия были разработаны для работы на природном газе, поскольку на рынках, на которые ориентируется FuelCell Energy, существует надежная сеть распределения природного газа. Биогаз, полученный в результате анаэробного сбраживания при очистке сточных вод, пищевой промышленности и разложении отходов на свалках, содержит преимущественно метан и CO ₂ . Его можно использовать в DFC, предназначенном для природного газа, для производства экологически чистой электроэнергии и полезного тепла. Кроме того, побочное тепло DFC с использованием биогаза хорошо сочетается с теплом, необходимым для процесса анаэробного сбраживания, в результате которого образуется газ. Высокий уровень СО ₂ содержание в биогазе отрицательно влияет на характеристики анодной реакции всех технологий топливных элементов, включая карбонатные топливные элементы. Однако уникальной особенностью DFC является то, что потеря его производительности на аноде из-за разбавления топлива компенсируется увеличением производительности на катоде из-за более высокой концентрации реагента (CO ₂ ) на катоде. Фактически, потенциал разомкнутой цепи DFC в биогазовых системах немного выше (приблизительно 4 мВ), чем в системе, работающей на природном газе. Характеристики дымовой трубы нескольких заводов DFC, работающих на биогазе и трубопроводном природном газе на разных объектах клиентов, сравниваются на рисунке 3. Хотя составы природного газа и биогаза различаются на всех объектах, небольшое преимущество производительности биогаза по сравнению с природным газом ясно видно на Рисунке 3. каждый сайт. В среднем биогазовые установки работают с примерно на 0,5% более высокой эффективностью преобразования топливных элементов.

Рисунок 3

Сравнение производительности DFC. ADG по сравнению с природным газом (на разных площадках клиентов и с использованием пакета мощностью 350 кВт последнего поколения вместе с пакетом мощностью 300 кВт более раннего поколения). В среднем примерно на 4 мВ выше напряжение ячейки при использовании метанового газа.

Изображение с полным размером

Объем газа, выходящего из метантенка, а также химическое значение газа могут варьироваться в зависимости от переменных параметров системы биогенеза. Кроме того, метантенковый газ недоступен для производства электроэнергии во время технического обслуживания. Чтобы обеспечить постоянную выработку электроэнергии с помощью биогаза, компания FCE разработала гибкую конструкцию DFC с топливной гибкостью, в которой электростанция автоматически смешивает природный газ, чтобы компенсировать нехватку метанового газа. Пример такой гибкой работы с топливом показан на рис. 4. Поток топлива автоматически переключается с метантенка на природный газ, когда метантенк отключается, а затем установка переключается на метантенк с природного газа, когда метантенк включается в работу. .

Рисунок 4

Пример гибкого режима работы с топливом. Поток топлива переключается с метантенка и обратно на метантенк автоматически, не влияя на производительность.

Изображение с полным размером

В прямом топливном элементе примерно две трети тепла побочных продуктов реакции топливного элемента расходуется реакцией риформинга, а большая часть оставшейся одной трети тепла удаляется технологическим газом в виде физического тепла. Технологические потоки биогазовой системы имеют более высокую теплоотводящую способность, чем системы, работающие на природном газе, из-за большего содержания углекислого газа. Из-за более высокой способности отвода тепла (из-за более высокой теплоемкости технологических потоков) и улучшенных преимуществ производительности ячейки, батареи DFC работают при более низкой температуре, примерно на 15 ° C, чем система природного газа при той же выходной мощности.

Очистка биогаза для DFC

Биогаз, содержащий метан, производится путем анаэробного сбраживания органических материалов из различных источников, таких как городские сточные воды, отходы производства пищевых продуктов и напитков, твердые отходы производства этанола и отходы сельскохозяйственных животных. Биогаз, полученный из этих источников, в основном содержит метан (обычно от 50% до 70%), двуокись углерода, водяной пар и следы других газов. Он также может содержать загрязняющие вещества, такие как кислород, сера, силоксаны, галогены и тяжелые металлы. В таблице 1 представлены предварительные сведения о составе газа и потенциальных загрязняющих веществах из различных потенциальных источников биогаза и природного газа. Эти газы необходимо очищать для большинства применений рекуперации энергии. Силоксаны очищают примерно до 1 части на миллион, чтобы предотвратить SiO ₂ отложения на поршнях, теплообменниках или катализаторах для контроля выбросов, а соединения серы очищаются до нескольких частей на миллион для большинства потенциальных применений [2]. Это необходимо для предотвращения выброса SO ₂ в воздух, а также для предотвращения коррозии. Для применения DFC требуется более глубокая очистка соединений серы. Плюс технологии DFC заключается в том, что очистка газа менее интенсивна, чем требуется для газа трубопроводного качества, называемого «направленным» биогазом. Направленный биогаз должен содержать CO ₂ удален, что является энергоемким и увеличивает затраты на очистку.

Таблица 1 Типовой состав топлива (природный газ или биогаз)

Полный размер таблицы

Муниципальные и не муниципальные анаэробные очистные сооружения (СОСВ) представляют собой важный источник биогаза в США. Газ, выходящий из очистных сооружений, использующих процесс контроля содержания сульфидов, содержит <300 частей на миллион H ₂ S. H _{2 9Содержание 0137 S в неочищенном биогазе КОС превышает 2000 частей на миллион по объему [3]. Обычно используются технологии контроля, чтобы удержать его на безопасном уровне, чтобы соответствовать критериям выбросов для использования рекуперации энергии и выбросов в окружающую среду. Сравнение потенциальных технологий контроля объемной серы обсуждается Soroushian et al. [4], а потенциал производства электроэнергии в США из биогаза, получаемого на очистных сооружениях, обсуждается Leo et al. [5].}

Уровни примесей в ADG, даже при использовании технологии контроля содержания серы, значительно выше, чем в природном газе. Тип и уровень загрязнения зависят от источника газа. Вспомогательная система очистки топлива используется для очистки биогаза перед подачей в топливный элемент. Проектирование системы удаления загрязняющих веществ требует детальных знаний о видах загрязняющих веществ, их уровнях и возможных изменениях во времени. Обычно специальная вспомогательная система очистки биогаза, как показано на рисунке 5 (специфическая очистка биогаза показана пунктирными линиями на блок-схеме электростанции, работающей на природном газе), используется для контроля уровня загрязняющих веществ в биогазе для использования в топливном элементе. Процесс очистки от загрязнений осуществляется в несколько этапов. На первом этапе большинство сульфидов удаляют обработкой оксидом железа в контролируемой среде. Контролирующими параметрами для этого процесса являются объемная скорость газа, остаточное содержание кислорода, относительная влажность, рН конденсата и т. д. Слой оксида железа не эффективен для удаления органических сульфидов. После кондиционирования влагой для силоксанов, выделяющихся при обработке оксидом железа, используется слой очистки, обычно слой активированного угля [6]. Наконец, следовые количества органических соединений серы, присутствующие в биогазе, выходящем из осушителя, удаляются с помощью сорбента для использования в высокотемпературных топливных элементах. Применения, в которых содержание органической серы низкое и доступен только один единственный слой, используются для объединения функций удаления силоксанов и органической серы. Слой катализатора De-Ox, встроенный перед слоем катализатора предварительного риформинга, используется для удаления остаточного кислорода из биогаза.

Рисунок 5

Схема, показывающая адаптацию биогаза к DFC природного газа. Вспомогательная система очистки необходима для контроля соединений серы и силоксана.

Изображение полного размера

Особое внимание также необходимо уделять мониторингу производительности системы очистки для обеспечения надежности системы очистки газов. Эксплуатационные расходы системы полировки серы могут быть высокими из-за требований частого контроля и низкой способности поглощения серы коммерческими полирующими агентами серы. Компания FCE разработала два отдельных решения для недорогого онлайн-мониторинга серы и обнаружения проскоков. Оба этих решения в настоящее время проходят оценку с электростанциями DFC, работающими на биогазе.

DFC имеет гораздо более строгие требования к сере (<30 ppb), чем двигатели внутреннего сгорания (IC). Второй слой предназначен для удаления больших молекул силоксанов до уровня 1 ч/млн и имеет очень низкую емкость для легких соединений серы, таких как ДМС, CS ₂ и COS, особенно при наличии влаги в ADG (≥10% РХ). Не существует коммерчески доступной технологии для эффективного удаления этих небольших количеств органических соединений серы до уровня <30 ppb (что требуется для применения в топливных элементах). Разработка усовершенствованных материалов, которые можно было бы использовать в качестве полирующих сред, чтобы компенсировать слабость имеющейся в настоящее время полирующей среды, поможет снизить затраты на очистку биогаза для топливных элементов. Обнадеживает то, что стало известно о наличии такой новой системы сорбентов [7].

Биогаз Опыт DFC

Компания FCE установила более 25 биогазовых установок мощностью от 250 кВт до 2,8 МВт по всему миру, достигнув эффективности преобразования электроэнергии от 45 % до 49 % (LHV) без учета потребления энергии вспомогательным процессом очистки биогаза. . Подавляющее большинство установок работает на биогазе, получаемом на очистных сооружениях; несколько заводов работали на биогазе, полученном в процессе производства пива. Две установки мощностью менее МВт в Окснарде, штат Калифорния, работают на биогазе, полученном путем анаэробного сбраживания лукового сока. Завод Gills Onions в Окснарде получил несколько наград за лидерство в области охраны окружающей среды и экономики (перейдите на сайт www.gillsonions.com/validation; здесь представлена ​​подробная информация о полученных наградах и признаниях). Хотя биогаз из лукового сока не содержит силоксанов, он имеет очень высокий уровень соединений серы с общим содержанием серы около 10 000 частей на миллион или примерно 1% по объему в биогазе. Трудно полностью переварить такие высокие уровни соединений серы до H ₂ S с ограниченным временем пребывания в метантенке. В результате в исходном биогазе из метантенка содержится значительное количество органической серы, в основном пропанилмеркаптана. Поскольку среда на основе оксида железа почти не способна адсорбировать эти две органические соединения серы, для достижения максимальной эффективности среды используются многоступенчатые слои для удаления органической серы с опцией опережения/запаздывания. FCE и заказчики усердно и очень эффективно работали вместе, и за последние несколько лет было достигнуто эффективное удаление серы. Два завода в Калифорнии, США, работают на направленном биогазе, состав которого аналогичен природному газу.

Потенциальные проблемы, возникающие при использовании биогаза, в первую очередь связаны со стабильностью подачи топливного газа (подача газа и колебания состава). Объем потока иногда падал ниже уровня, необходимого для работы с полной нагрузкой. Когда это происходило, давление топлива становилось слишком низким, и установка отключалась. Кроме того, содержание топлива в газе может меняться как в течение дня, так и в зависимости от сезона. Опыт FCE с первыми электростанциями выявил еще один важный момент, связанный с доступностью метанового газа. В реальных условиях операторы реакторных установок не считают поддержание стабильной подачи ADG первоочередной задачей. Кроме того, это поток отходов, который мало влияет на их повседневную деятельность. Когда подача ADG прерывается, что иногда может быть вызвано техническим обслуживанием или изменением состава сточных вод, поступающих на завод, электростанция на топливных элементах должна быть в состоянии отреагировать.

Четыре установки DFC300 на пивоваренном заводе Sierra Nevada Brewery использовались для разработки процесса смешивания ADG и природного газа. Количество метанового газа, полученного из метантенка сточных вод на объекте, было в состоянии поддерживать примерно 25% от общей мощности производства электроэнергии в 1 МВт. Была разработана функция смешивания топлива, которая позволяет электростанциям использовать весь доступный метан-газ, а затем смешивать достаточное количество природного газа для получения полной выходной мощности. Приложение для смешивания топлива, разработанное для этих установок, помогло расширить возможности продукта в биогазовых установках с ограниченной или изменяющейся скоростью подачи топлива. Решением проблемы подачи топлива является установка резервного топливопровода на природном газе, который необходим для поддержания работы топливного элемента на смеси с природным газом, когда подача ADG недостаточна, или для работы на природном газе, когда подача ADG недостаточна. прервано. Благодаря процессу разработки логики программного обеспечения и фактическим экспериментам с силовой установкой был достигнут автоматический подход к переключению с основного топлива на вторичное топливо при полной или частичной нагрузке. Эта возможность оказалась чрезвычайно полезной во всех приложениях, где подача топлива и/или стоимость топлива не являются стабильными. На рис. 4 (показанном ранее) представлен пример автоматического переключения с метантенка на природный газ, двухтопливный режим во время перехода и обратно на метантенк в зависимости от доступности метантенка при сохранении полной выработки электроэнергии в течение всего периода. Эта возможность работы на двух видах топлива теперь стала частью конструкции биогазовой установки FCE, чтобы уменьшить неопределенность потока биогаза. Все действующие в настоящее время биогазовые установки могут работать на двух видах топлива.

Плавная работа предварительной обработки биогаза для топливных элементов (для удаления соединений серы и силоксанов, о которых говорилось ранее) является важным компонентом системы для надежной работы. На работу первых установок влияла надежность блоков предварительной обработки, которые поставлялись конечным пользователем или дистрибьютором. Со временем это улучшилось, поскольку уроки, извлеченные из первых устройств, были учтены при проектировании и обслуживании новых систем.

Первые биогазовые установки DFC относились к классу менее МВт. Эти ранние заводы служили «испытательным стендом» для понимания проблем, связанных с готовностью завода, конструкцией очистки газа и процедурами технического обслуживания, для разработки улучшений и проверки в полевых условиях. Следовательно, по мере повышения эксплуатационной готовности и надежности установки заказчики стремились к более крупным (экономически привлекательным) установкам. Фотография крупнейшей биогазовой установки DFC мощностью 2,8 МВт, работающей в Калифорнии, США, показана на рис. 6.

Рисунок 6

Биогазовая установка DFC мощностью 2,8 МВт в Калифорнии, США: крупнейшая в мире установка на топливных элементах, работающая на биогазе.

Полноразмерное изображение

FCE имеет более 15 МВт электростанций, которые в настоящее время работают на возобновляемом биогазе, причем большинство этих электростанций на возобновляемом топливе расположено в Калифорнии (рис. 7). Более половины установок FCE DFC в Калифорнии предназначены для работы на биогазе ( примерно 14 МВт). Калифорнийская программа поощрения самостоятельного производства электроэнергии способствует внедрению экологически чистой распределенной генерации и содействует маркетингу электростанций DFC.

Рисунок 7

Установки DFC на природном и биогазе в Калифорнии. Более половины составляют биогазовые установки (около 14 МВт).

Изображение полного размера

Электростанции DFC в настоящее время производятся в небольших объемах, и в результате капитальные затраты, как правило, выше, чем у традиционных технологий распределенной генерации. Благодаря высокой эффективности и чистым выбросам различные программы снижения капитальных затрат делают ДТХ на биотопливе экономичными и конкурентоспособными по сравнению с двигателями внутреннего сгорания и микротурбинами, работающими на природном газе [3], особенно в регионах, где требуется последующая очистка выбросов от двигателей внутреннего сгорания. поколение. Более высокие объемы производства также помогут снизить затраты.

Усовершенствованная система DFC для биогаза

FCE также разрабатывает усовершенствованную конструкцию DFC для биогаза для применений с тремя генерациями (электроэнергия, тепло, а также водород), обеспечивающих высокую эффективность, сверхчистое электричество и водород высокой чистоты для использования на месте. , и тепло. Полученный водород можно использовать для заправки транспортных средств на топливных элементах и/или в других промышленных целях. Завод мощностью менее МВт, использующий эту новую концепцию, демонстрировался (рис. 8) в Ирвине (Калифорния) в сотрудничестве с Санитарным округом округа Ориндж, Национальным центром топливных элементов (Ирвин, Калифорния), Air Products, Округом управления качеством воздуха Южного побережья, и Калифорнийский совет по воздушным ресурсам с конца 2010 г.

Рисунок 8

Установка DFC мощностью 250 кВт в демонстрационной эксплуатации на биогазовой установке Департамента санитарии округа Ориндж. Способен обеспечивать электричеством, чистым водородом и теплом.

Увеличить

Стоимость электроэнергии для биогазовой установки зависит от стоимости очистки и местной экономики (стимулы). В Калифорнии с SGIP (Программа поощрения самостоятельного производства) стоимость электроэнергии DFC (COE) составляет от 9 до 11 центов за кВтч для биогазовых установок. Проекты DFC в Калифорнии производят электроэнергию ниже розничной стоимости электроэнергии, которая в штате составляет от 10 до 12 центов за кВтч. Без стимулов стоимость электроэнергии будет примерно на 2 цента за кВтч выше. На заводе Tri-gen затраты на водородное оборудование покрываются за счет другого потока доходов (продажи водорода, которые примерно равны продажам электроэнергии), поэтому стоимость энергии DFC будет такой же.- до диапазона 11 центов с водородным кредитом и без поощрения SGIP.

Биогаз — метан

Найдите веб-сайт Journey to Forever нажмите ЗДЕСЬ Пожалуйста, поддержите Путешествие в вечность: Сделайте пожертвование En español Биотопливо, биодизель Навигация Биотопливо Библиотека биотоплива Поставки и поставщики биотоплива Биодизель Сделайте свой собственный биодизель Рецепт Майка Пелли Двухстадийный биодизельный процесс НАДЕЖНЫЙ биодизельный процесс Биодизельные процессоры Биодизель в Гонконге Выбросы оксидов азота Глицерин Биодизельные ресурсы в Интернете Есть ли будущее у дизелей? Выход и характеристики растительного масла Стиральная Биодизель и ваш автомобиль Еда или топливо? Натуральное растительное масло в качестве дизельного топлива Нагреватели, горелки, печи — Этанол Ресурсы по этанолу в Интернете Является ли этанол энергоэффективным? — Биогаз — Древесный газ в качестве моторного топлива Дом Что о нас говорят О проектах ручной работы Карта сайта (только текст) Проекты Развитие сообщества Почему мы это делаем Сельское развитие Исправление того, что сломано Городские фермы Съедобные города Органическое садоводство Каждый может выращивать себе еду Компостирование Колесо Жизни Мелкие фермы Путь вперед Библиотека малых ферм Классика по органическому выращиванию, почве и здоровью (полный текст онлайн) Биотопливо Топливо будущего Солнечные плиты Энергия солнца спасает жизни и деревья Деревья, почва и вода Здравоохранение для гор Семена мира Без семян, без еды Соответствующая технология Что работает и подходит Проектные автомобили Рабочие лошадки Интернет Почему это действительно важно Интернет-взаимодействие Найди свой путь Школьные проекты Введение Биотопливо Солнечные плиты Печка ранцевая Пикотурбина Низкотехнологичное радио Что делать с картонной коробкой Сестры шелка Шелкопряды в обувной коробке Школьные сады Компостирование школы Деревья и леса Рыбный пруд The ​​Beach House ГОМЕР Экологический след Школьные и молодежные программы в Интернете Образовательные ресурсы в Интернете

Биогаз или метан — это чисто горящее «зеленое» топливо, используемое для отопления и приготовления пищи, транспорта и производства электроэнергии , и вы можете сделать его самостоятельно. «Природный газ», поставляемый миллионам потребителей в Северной Америке, Европе и других странах, также является метаном, хотя он чище биогаза. Химически они одинаковы, но на этом сходство заканчивается. Природный газ действительно является природным, так же как нефть является природной, и, как и нефть, это ископаемое топливо он сильно перерабатывается, его производство зависит от ресурсов ископаемого топлива на каждом этапе пути, и он способствует глобальному потеплению . Как и двуокись углерода, метан является парниковым газом фактически в 23 раза хуже, чем двуокись углерода. Но, как и углекислый газ, метан, образующийся в естественном цикле роста и распада, не оказывает влияния на климат. Для подробного объяснения этого см. «Парниковые газы и глобальное потепление». http://journeytoforever.org/biodiesel.html#greenhouse Производство и использование биогаза является частью природного цикла и не способствует глобальному потеплению. Свалки и мусорные свалки, через которые происходит утечка метана, являются основной причиной глобального потепления, вызванного деятельностью человека. Но вы не будете выбрасывать биогаз в атмосферу, а когда вы его сжигаете, выбросами являются только углекислый газ и водяной пар. Метан также называют болотным газом из него состоят блуждающие огоньки, призрачные огни, иногда мелькающие ночью над болотами, источник многих средневековых страхов и суеверий, и не без оснований. Прежде чем осушать свои болота, англичане были склонны к малярии (ранее называемой «лихорадкой», часто упоминаемой у Шекспира) и к болезни, называемой импалудизмом, описанной в The Lancet 120 лет назад как общее состояние заболеваемости людей, живших слишком близко к болоту, характеризующееся частыми лихорадками, увеличением селезенки и другими недомоганиями. Просто подумал, что должен тебе это сказать. В любом случае, вы не получите импалудизм от производства биогаза, потому что все это происходит внутри закрытого метантенка. Некоторые факты Биогаз обычно содержит около 55-65% метана, 30-35% двуокиси углерода и некоторое количество водорода, азота и других примесей. Его теплотворная способность составляет около 600 БТЕ на кубический фут (21 БТЕ на литр). Природный газ содержит около 80% метана с теплотворной способностью около 1000 БТЕ на кубический фут (35 БТЕ на литр). Фильтрация биогаза или его «очистка» может удалить двуокись углерода и другие примеси, повышая БТЕ. Существует два основных типа варочных котлов: варочные котлы периодического действия и варочные котлы непрерывного действия. Варочные котлы периодического действия заполняются смесью органических отходов и воды (пульпы), герметизируются и снова опорожняются, когда они перестают выделять газ. В метантенки с непрерывной загрузкой ежедневно подается навозная жижа, при этом газ и отходы пищеварения производятся непрерывно. Сбраживание биогаза лучше всего работает при температуре от 25 до 35°C, 77-95°F. F) достаточно, чтобы приготовить дневную еду для 4-6 человек в Индии. Около 1,7 кубических метра биогаза (60 кубических футов) соответствует одному литру бензина (1/4 галлона). Навоз, производимый одной коровой за год, может производить достаточно метана, чтобы заменить более 200 литров бензина (53 галлона). Мифы Помимо газа, метантенки также производят отработанный шлам и супернатант, отработанную жидкость исходного шлама. Отходы богаты питательными веществами для растений, и их часто рекламируют как отличное органическое удобрение. Многие из перечисленных ниже ресурсов утверждают, что. Однако люди, разрабатывающие системы биогазового сбраживания, почти всегда являются инженерами, а не биологами, и они склонны думать, что химические вещества являются химическими веществами, что на самом деле так и есть, и эти конкретные химические вещества действительно являются одновременно питательными веществами и органическими веществами. Но это не делает его удобрением — на самом деле оно убивает дождевых червей и разрушает почвенную микрофлору, которая является основой плодородия почвы. Вот что говорят об этом биологи: «Помещение E. foetida [навозных червей] в ил, только что удаленный из анаэробного биореактора, или в свежевыведенные человеческие экскременты приводит к 100% смертности в течение нескольких часов». Из «Физико-химических требований к окружающей среде дождевого червя Eisenia Foetida », Дэвида Л. Каплана, Роя Хартенштейна, Эдварда Ф. Нойхаузера и Майкла Р. Малецки, Биология почвы и биохимия почвы , Vol. 12, стр. 347-52, Pergamon Press, 1980. Сбраживание биогаза является анаэробным процессом (без участия кислорода), в отличие от компостирования, которое является аэробным (с кислородом). Компост нагревается до 60°C и выше (140°F), биогазовые метантенки не нагреваются. При анаэробном пищеварении образуются летучие жирные кислоты и летучие органические кислоты, которые являются фитотоксинами растительными ядами. Не то, что вы хотите в вашей земле. Добавьте ил и надосадочную жидкость в компостную кучу. Сбраживание биогаза имеет смысл, когда оно сочетается с горячим аэробным компостированием, тогда ничего не будет потрачено впустую. Кроме того, тепло в активной компостной куче можно использовать для производства горячей воды, что означает, что вы можете использовать компост для поддержания рабочей температуры варочного котла в холодную погоду. Еще один миф заключается в том, что в процессе пищеварения патогены, содержащиеся в навозе, уничтожаются (коровий, свиной, домашний и человеческий навоз являются обычным сырьем для биогазовых установок). Горячее компостирование надежно убивает патогены, если оно сделано правильно, но сбраживание биогаза не убивает патогены в навозе. «Индийские биогазовые установки имеют короткое время простоя. Они вряд ли уничтожат кишечных паразитов, которые широко распространены в сельских районах Индии. кишечные заболевания». Из «Общинные биогазовые установки обеспечивают сельскую энергию и воду», ПРООН А: «Работа, которую я проделал и изучил в 1970-х годах с производством «дунгаса» (анаэробное сбраживание) в Южной Африке и Индии, показало, что недостатком была высокая концентрация патогенов в полученной навозной жиже. … Это проблема патогенов, которая заставила меня отказаться от этого направления исследований как жизнеспособного источника альтернативного производства энергии и вернуться к аэробному компостированию». Уокер Беннетт, Дискуссионный список органического садоводства, 15 октября 1999 г. Это не проблема, если вы об этом знаете. Добавление ила и супернатанта в компостную кучу убьет все патогены. Если у вас нет возможности приготовить компост, смойте осадок и отходы в унитаз пусть ваша муниципальная очистная станция сделает это за вас, они всегда так делают. Если вы держите домашнюю птицу, есть способ лучше использовать ил, хотя ему не нужно его много. См. Высокобелковые корма для птицы из воздуха Бутс Производство биогаза может быть не таким простым делом, как кажется. Вкратце: «Анаэробные бактерии чувствительны к окружающей среде и нуждаются в идеальных условиях, чтобы максимизировать эффективность процесса пищеварения. Идеальная среда для бактерий — теплая (приблизительно 95 градусов по Фаренгейту), бескислородная, рН между 6,6 и 7,6, и содержит смесь углекислого газа и метана, а также постоянный запас органического вещества для «питания». «Большинство мнений указывают на то, что анаэробная ферментация очень чувствительна в эксплуатации и ее трудно контролировать». «Система биогазификации на молочном заводе», Proceedings of the Oklahoma Academy of Science , 56: 18-23 (1976), М. Р. Брюле и С. С. Софер. Не откладывайте, вы можете это сделать. Внимательно изучите приведенные ниже ресурсы, решите, что лучше для вас в ваших конкретных обстоятельствах, и вперед. Биогаз как моторное топливо Двигатели на биогазе (GTZ-GATE, 1988) 164-страничная электронная книга в формате pdf (6,6 Мб скачать) http://bit.ly/BiogasEngines Газ — 10 центов за галлон — ДА!!! Питер Х. Вайс, Ванкувер. «Если хотите, вы можете использовать топливо, которое обойдется вам примерно в 2,5 цента за литр — или около 10 центов за галлон — и проехать на 5 миль за галлон больше, чем сейчас. И выхлоп будет намного чище. плюс очень существенное сокращение выбросов углекислого газа, что будет весомым вкладом в снижение парникового эффекта». http://www.truehealth.org/methane.html Биогаз как топливо, правильный выбор для повышения ценности органических отходов! Biogasmax, 5 октября 2007 г. http://www.biogasmax.eu/221-biogas-as-fuel-the-right-choice-for-valorization-of-organic-waste.html Ресурсы См. также Humanure Руководство для начинающих по биогазу , поддерживается Полом Харрисом в Университете Аделаиды http://www.adelaide.edu.au/biogas/ Biogas Wiki http://biogas.wikispaces.com/ The Digestion Список обсуждения по электронной почте «Для обсуждения анаэробного пищеварения» http://lists.bioenergylists.org/mailman/listinfo/digestion_lists .bioenergylists.org Digestion Архив за август 2004 г. Нет функции поиска, но можно загрузить полный текст обсуждений каждого месяца (zip-файл) и выполнить поиск на жестком диске. http://listserv.repp.org/pipermail/digestion_listserv.repp.org/ Метановые реакторы , Бет Доерр и Нейт Лемкул, Техническая записка ECHO, 2001, 2008 7-страничный pdf http://echonet.org/repositories#138:d:Biogas.08 Biogas , Практические действия, техническая информация онлайн http://practicalaction.org/practicalanswers/product_info.php?products_id=42 The Biogas Digest от GTZ, немецкого агентства по развитию третьего мира на английском языке: Том. I: Основы биогаза https://www.gtz.de/de/dokumente/en-biogas-volume1.pdf Том. II: Применение биогаза и разработка продуктов https://www.gtz.de/de/dokumente/en-biogas-volume2.pdf Vol. III: Затраты и преимущества биогаза / Программа биогаза https://www.gtz.de/de/dokumente/en-biogas-volume3.pdf Vol. IV: Страновые отчеты по биогазу, GTZ-GATE, 1999 https://www.gtz.de/de/dokumente/en-biogas-volume4. pdf Двигатели для биогаза, GTZ-GATE, 1988 164-страничная электронная книга в формате pdf (6,6 Мб скачать) http://bit.ly/BiogasEngines Поместите курицу в свой аквариум — Эксцентричный британский изобретатель Гарольд Бейт нашел способ превращать куриный помет в биогаз и использовать его для своей машины. Он утверждал, что куриное питание позволит машине работать быстрее, чище и лучше, чем бензин. Бейт сказал, что разгонял свой Hillman 1953 года выпуска до 75 миль в час без использования бензина. Метановые варочные котлы для топливного газа и удобрений, с полными инструкциями для двух рабочих моделей — Л. Джон Фрай, Санта-Барбара, Калифорния 93103, © 1973, Восьмое издание (распродано). Отличное руководство по производству и использованию метана — биогаза. Фрай разработал свои методы, управляя свинофермой в Южной Африке, проектируя первый полномасштабный завод по производству метана. Хорошая информация об интеграции производства биогаза с садоводством и сельским хозяйством, а также с производством продуктов питания в прудах. Проекты водоотливного дигестера с использованием бочек для масла на 55 галлонов и автоклава с внутренней трубой. С благодарностью Кирк МакЛорен. Интервью: Л. Джон Фрай Интервью: Рам Букс Сингх Непальская биогазовая установка — Руководство по строительству . Руководство по строительству биогазовой установки модели GGC 2047. При поддержке Нидерландов и Германии в рамках Программы поддержки биогаза в Непале за 10 лет было построено 95 400 биогазовых установок с потенциалом еще на полмиллиона. Это стационарные купольные биогазовые установки, спроектированные в Непале. Размеры бытовые от 4 до 20 куб.м. Исходным сырьем является навоз крупного рогатого скота и вода (но также подойдет и другое сырье). Например, для установки на 4 м3 требуется 2-3 крупного рогатого скота, на 10 м3 — 6-9 голов.крупный рогатый скот. Это руководство включает полную информацию о конструкции, планы и данные. С благодарностью Оливье Морфу. Жан Пейн: французский король зеленого золота — В 1980-х годах француз Жан Пейн построил самодельную электростанцию, которая, как он утверждал, обеспечивала 100% его потребностей в энергии. Ядром системы была 50-тонная компостная насыпь, три метра в высоту и шесть в ширину, сделанная из измельченных ветвей деревьев и подлеска. Внутри компоста был зарыт герметичный стальной резервуар объемом 4 кубометра, на 3/4 заполненный тем же компостом, производящим метан — биогаз. Трубки соединяли резервуар с 24 камерами грузовых шин, газовым резервуаром. Пейн сказал, что он использовал газ для приготовления всей еды, заправки грузовика и производства электроэнергии с помощью двигателя внутреннего сгорания, работающего на метане, который вращал генератор. На крышу грузовика вылетели два газовых баллона. Другая труба шла из колодца в кучу, а вокруг резервуара было намотано 200 метров труб; Боль говорила, что вода вытекала при температуре 60 градусов по Цельсию со скоростью 4 литра в минуту, чего было достаточно и для центрального отопления, и для ванной, и для кухни. Компостная куча продолжала бродить почти 18 месяцев, а затем дала 50 тонн натурального удобрения. (С благодарностью Рамджи Сваминатану.) Китайское руководство по биогазу — Популяризация технологий в сельской местности, под редакцией Ариан ван Бюрен из оригинала Управления ведущей группы по распространению болот, провинция Сычуань (Сычуань), Китайская Народная Республика, технический редактор Лео Пайл, переводчик Майкл Крук, Intermediate Technology Publications, 1979, оригинальные издатели: Science Publishing House, 1976, Китай, ISBN 0 1 65 5 — 12,6 Мб pdf Производство компоста, удобрений и биогаза из отходов жизнедеятельности человека и ферм в Китайской Народной Республике . Оттава, IDRC, 1978, ISBN 0-88936-140-l, 94 стр. Редакторы Майкл Г. МакГарри и Джилл Стейнфорт, перевод Ли Тима Лоя из «Сборника данных об опыте и санитарном управлении экскрементами и мочой в деревне», опубликованного издательством The People’s Hygiene Publisher, Китайская Народная Республика. 7,8 Мб pdf Биогазовые технологии в странах третьего мира : междисциплинарный обзор, Эндрю Барнетт, Лео Пайл, С. К. Субраманиан, IDRC, Оттава, Онтарио, 1978, ISBN O-88936-162-2, 132 стр. 14.4Мб pdf Биогазовые системы в Индии , Роберт Джон Лихтман, VITA/COSTED, ISBN O-86619-167-4, 1983, 142 стр. 11,7 Мб pdf Биогаз и переработка отходов — Опыт Филиппин, Феликс Д.И. Марамба старший, 1978, Liberty Flour Mills, Филиппины, 32,3 Мб pdf Биогазовые установки в животноводстве — практическое руководство , Ули Вернер, Ульрих Штёр, Николай Хис, GATE/GTZ, 1989, ISBN J-528-02048-2, 157 стр. 17,2 Мб pdf Трубчатые пластиковые биореакторы в Танзании, Вьетнаме, Зимбабве и Китае, выбрано и отредактировано Джоном Ферзе, 1997/1998/2002, Орхусский университет, Дания, 257 стр. 24.3Mb pdf Как установить полиэтиленовую биогазовую установку , Франсиско X. Агилар, инженер-агроном, Королевский сельскохозяйственный колледж, Сайренчестер (991 КБ pdf) Биогаз: что это такое; Как это сделано; Как это использовать — FAO Better Farming Series 31 (читайте онлайн в онлайн-библиотеке Alex Weir CD 3rd World ): http://www.cd3wd.com/cd3wd_40/cd3wd/apprtech/fb31be/en/b96.htm Биогаз 2: создание улучшенной биогазовой установки — Серия 32 ФАО по лучшему сельскому хозяйству (читать онлайн на Alex Weir’s Интернет-библиотека CD 3rd World ): http://www.cd3wd.com/cd3wd_40/cd3wd/apprtech/fb32be/en/b97.htm Биотопливо En español — Биотопливо, биодизель Библиотека биотоплива Биотопливо и поставщики Биодизель Сделай свое собственное биодизельное топливо Рецепт Майка Пелли Двухстадийный процесс производства биодизеля НАДЕЖНЫЙ процесс производства биодизеля Процессоры биодизеля Биодизель в Гонконге Выбросы оксидов азота Глицерин Биодизельные ресурсы в Интернете Есть ли у дизелей будущее? Выход и характеристики растительного масла Стирка Биодизель и ваш автомобиль Еда или топливо? Натуральное растительное масло в качестве дизельного топлива Этанол Ресурсы этанола в Интернете Является ли этанол энергоэффективным?

Плюсы и минусы использования биогазового реактора для питания вашего крошечного дома [Обновлено в 2021 г.

]

Для большинства людей утилизировать отходы так же просто, как вынести мусорный бак на улицу.

Если вы хотите стать более устойчивым или предпочитаете автономный образ жизни, это может стать намного сложнее.

Что, если мы скажем вам, что есть способ легко утилизировать органические отходы и производить пригодное для использования топливо?

Биогазовый котел выполняет обе эти функции, и делает это хорошо.

Читайте дальше, чтобы узнать, что такое биогаз, как работают биогазовые реакторы и сможете ли вы извлечь пользу из их использования.

Что такое биогаз?

Биогаз — это форма возобновляемого топлива, которое производится естественным путем из органических отходов. Он широко используется в развивающихся странах в качестве автономного топлива для приготовления пищи и отопления.

Он состоит в основном из газообразного метана и углекислого газа с небольшими количествами других газов.

Его можно использовать для питания всего, от газовой горелки до газового водонагревателя. Что действительно отличает биогаз от чего-то вроде пропана или природного газа, так это способ его создания.

Биогазовая установка и анаэробное сбраживание

Биогазовая установка представляет собой систему для переработки органических отходов в пригодное для использования топливо. Он основан на естественных бактериях, выполняющих процесс, называемый анаэробным пищеварением.

Как работает биогазовый реактор?

Эти бактерии поедают и переваривают отходы в водной суспензии. Этот процесс осуществляется без участия кислорода, отсюда и название анаэробного сбраживания.

Автоклавы состоят из центрального резервуара для отходов и системы улавливания образующихся газов.

В зависимости от того, выберете ли вы коммерческую систему или создадите собственную, у вас будут разные настройки.

Как только процесс начнется, биогазовый реактор будет производить газ до тех пор, пока вы будете добавлять новые отходы.

Одной из действительно замечательных особенностей варочных котлов является их гибкость. Вы можете запустить их, используя все виды органических отходов.

Единственным побочным продуктом производства биогаза является жидкое удобрение, богатое питательными веществами.

Это вода, которая добавляется вместе с отходами для создания анаэробной среды и должна регулярно сбрасываться.

Содержит тонны полезных питательных веществ и является отличным органическим удобрением. Это позволяет снизить зависимость от ископаемого топлива и удобрений на основе нефти.

Как можно использовать биогаз?

Существует большая разница между биогазом, производимым в промышленных масштабах, и производством биогаза в домашних условиях.

Хотя метан и двуокись углерода составляют подавляющую часть биогаза, присутствуют и некоторые другие газы.

Сероводород. Это едкий газ, который при выпуске издает действительно ядовитый запах тухлых яиц.

Однако для наших целей вы должны знать, что сероводород серьезно повредит оборудование.

Вот почему домашний биогаз не следует использовать для топлива таких вещей, как генераторы или транспортные средства, без предварительной обработки.

Коммунальные биогазовые реакторы пропускают сырой продукт через несколько других этапов для его очистки и сжатия. Домашний биогаз обычно не подвергается такой обработке.

Для использования в газовой горелке или обогревателе, концентрации слишком малы, чтобы о них можно было беспокоиться.

Большинство домашних биогазовых систем также имеют небольшой фильтрующий элемент для удаления излишков в целях безопасности.

Как работает биогазовый котел

 

Что питает биогазовый котел?

Вероятно, самым важным аспектом производства биогаза является его дешевизна и легкость в подпитке. Они будут производить биогаз практически из любых органических отходов.

Большинство людей, ищущих автономные источники топлива, начинают с пищевых отходов и садовых отходов.

Вместо традиционного компостера они загружают эти отходы в варочный котел. Это только царапает поверхность того, на что они способны.

Вы держите скот?

Их навоз является отличным источником топлива для производства биогаза. Он не только уменьшает образование вонючих и неприглядных навозных куч, но и создает из их отходов полезный продукт.

Ниже показано внутреннее устройство подземного биогазового реактора.

Если вы живете на 100% автономно, вам может быть интересно узнать, что сточные воды также могут использоваться для производства биогаза.

Бактерии идеально подходят для расщепления жиров и белков, содержащихся в человеческих экскрементах, которые плохо переносят аэробное компостирование.

Биогазовый метантенк помогает справиться с органическими бытовыми отходами, дает возможность безопасно и легко перерабатывать сточные воды и производит полезный газ.

Плюсы биогаза

1. Производство 100% возобновляемого топлива из отходов

Для работы метантенков не требуются химические вещества или промышленные добавки. Как только вы запустите бактериальную колонию, они будут жить практически вечно, не добавляя ничего, кроме воды и отходов.

Это дает вам источник газа для приготовления пищи и отопления, который ограничен только количеством органических отходов, которые у вас есть.

2. Создает богатое питательными веществами жидкое удобрение

Биологическая суспензия, полученная в процессе анаэробного сбраживания, насыщена питательными веществами. К ним относятся:

• Азот
• Калий
• Фосфор
• Цинк
• Железо
• Марганец
• Медь

В отличие от традиционного навоза, биожидкие удобрения не имеют запаха и не содержат вредных бактерий. Более того, он активно отпугивает насекомых, которых может привлечь

3. Простота настройки и обслуживания

Независимо от того, решите ли вы купить коммерческую систему или создадите собственную, начать работу с ней будет невероятно просто.

Все, что вам нужно сделать, чтобы заполнить вашу систему, это добавить подходящее количество отходов, предпочтительно навоза или навоза, и немного воды.

Система начнет производить полезное количество биогаза примерно через 4-8 недель.

Это дает бактериям достаточно времени для создания процветающей колонии и начала процесса пищеварения.

Техническое обслуживание еще проще.

Просто слейте часть биологической суспензии, чтобы использовать ее в качестве удобрения, и убедитесь, что вы добавляете одинаковое количество отходов и воды при подкормке.

4. Сокращает выбросы парниковых газов

Одним из самых захватывающих аспектов использования биогаза является его экологичность. Метан является основным парниковым газом и на самом деле в 84 раза мощнее углекислого газа.

Метан, содержащийся в биогазе, мог попасть в атмосферу. Улавливая его и используя в качестве источника топлива, вы помогаете расщеплять его на гораздо менее вредный CO2.

Минусы биогаза

1. Домашний биогаз содержит примеси

Как мы упоминали ранее, домашний биогаз не является чистым продуктом.

В основном это газ метан и инертный углекислый газ, но он также содержит такие вещества, как:

• Сероводород
• Силоксаны
• Водяной пар

Из-за этих примесей, особенно сероводорода, домашний биогаз не подходит для использования в таких машинах, как генераторы.

H3S разъедает машины изнутри.

2. Дигесторы плохо работают в холодном климате

К сожалению, биогаз, системы пищеварения очень требовательны к температуре.

Чтобы ваша система работала наилучшим образом, ей необходима постоянная дневная и ночная температура на уровне 77°F (20°C) или выше.

Это замечательно, если вы живете в тропиках, но не так, если вы находитесь где-то на северо-западе Америки, в Северной Европе или на Аляске.

Существуют способы компенсации разницы температур, но все они требуют более высоких затрат.

Одним из решений является установка варочного котла в теплице. Если вы смотрите только на разницу температур в 20 или 30 градусов, этого самого по себе может быть достаточно.

Вы также можете использовать электрическую или газовую систему отопления.

К сожалению, наступает момент, когда вы тратите больше энергии на работу вашей системы производства биогаза, чем получаете от биогаза.

3.

Биогазовые биогазовые установки нелегко переносить

Большинство биогазовых систем плохо передвигаются. Реальные процессы пищеварения транспортом не нарушены, но сами системы иногда могут протекать.

Самые популярные коммерческие системы не предназначены для перемещения во время использования.

Вы можете обойти это, используя систему герметичных стволов, но это не самый простой способ.

Если вы планируете THOW, который вы хотите часто перемещать, биогазовый реактор может быть не лучшим источником топлива.

Купить или построить?

Биогазовые метантенки очень просты в установке. По сути, это просто бак для жидкого навоза и контейнер для газа. 

Может возникнуть соблазн сделать систему своими руками, но это не всегда лучший и даже самый дешевый способ.

Готовые системы

Существует множество компаний, производящих небольшие резервуары для биогаза для домашнего и коммерческого использования.

Для жизни вне сети, хотя есть не так много компаний, на которые стоит обратить внимание.

HomeBiogas

HomeBiogas – одна из самых инновационных компаний на рынке биогаза.

Их оригинальный продукт был известен своей простотой использования и гибкостью настройки, а HomeBiogas 2.0 открывает еще большие возможности.

В нем есть все, что вам нужно для безопасной и успешной системы биогазового варочного котла по очень доступной цене.

Он сделан из гибких, но очень прочных материалов, которые расширяются, как воздушный шар, когда вы их наполняете.

Способен перерабатывать до 1,5 галлонов пищевых отходов или 6 галлонов навоза в день.

Блок хранения газа может содержать достаточное количество биогаза для питания горелки в течение 2 часов в день и содержит одни из лучших функций безопасности, которые мы когда-либо видели.

Он также включает систему фильтрации биогаза и биошлама, чтобы защитить вас и вашу семью от вредных загрязняющих веществ.

У них даже есть установка, включающая восхитительный туалет, подключенный прямо к реактору.

Лучше всего то, что HomeBiogas 2.0 работает полностью без электричества. Это настоящая автономная система, которая сокращает количество отходов и производит полезные продукты.

Биогаз для дома своими руками

Крошечные жители и любители автономной жизни, как правило, гораздо более практичны в доме, чем большинство людей.

Если вы относитесь к тому типу людей, которые никогда не находили задачи, которые они не могли бы выполнить сами, или просто любите возиться, в Интернете есть множество различных планов домашних биогазовых установок.

Вы даже можете создавать свои собственные схемы установки биогаза, если хорошо разбираетесь в материалах и конструкции.

Важно помнить, что биогаз все равно остается газом.

Все, что вы строите, должно иметь возможность безопасно хранить и распределять легковоспламеняющийся газ в вашем доме.

Если вы не уверены на 100 % в своей способности подключать газ, фильтрацию и безопасные системы хранения, вам может подойти коммерческая система.

Кто может получить максимальную пользу от домашнего биогаза?

Современные биогазовые установки были разработаны, чтобы предоставить людям, живущим в развивающихся странах, надежный доступ к источнику топлива.

Эта концепция дизайна делает системы пищеварки идеальными для тех, кто хочет жить автономно от сети.

Пока ваш климат позволяет ему работать, биогазовый котел дает вам бесплатный источник газа для приготовления пищи и отопления.

Он также помогает утилизировать все виды органических отходов, которые в противном случае могли бы оказаться на свалке.

Биогазовые реакторы могут не работать только для людей, ориентированных на устойчивое развитие, — это те, которые находятся в THOW.

Биогазовые метантенки не приспособлены для того, чтобы много перемещаться. Тем не менее, если вы переезжаете всего несколько раз в год, они все равно могут стать отличным способом сократить расходы на топливо.

Биогазовые установки и устойчивое развитие

Биогазовые установки дают людям, живущим вне сети, устойчивый и экологически безопасный источник топлива для приготовления пищи и отопления.

No related posts.