Биогенератор своими руками: установки для фермерских хозяйств в домашних условиях

Содержание

установки для фермерских хозяйств в домашних условиях

Частный дом или фермерское хозяйство нуждаются в топливе для отопительных систем, получения электроэнергии и других повседневных нужд. Поскольку цены на энергоносители стабильно растут год за годом, каждый владелец дома или малого предприятия хоть раз да задумывался о том, как производить биогаз своими руками в домашних условиях.

Биогазовые установки все чаще находят применение на фермерских хозяйствах, позволяя экономить средства на отоплении

Содержание

Что такое биогаз, и как он образуется: получение и производство

Преимущества сжигания топлива из навоза (удобрение на ферме) для отопления: электроэнергия из метана

Как построить биореактор (установку) своими руками
Как обеспечить активное брожение биомассы в домашних условиях с помощью генератора и другого оборудования: переработка отходов, состав и добыча
Правильный отвод газа из биореактора: чертежи, использование технологии

Биогазовая установка для частного дома позволяет организовать производство биогаза прямо у себя во дворе, что решает проблему топлива.

Поскольку весомый процент жителей деревень имеет навыки работы со сварочным и слесарным инструментом, вопрос самостоятельного изготовления установки для получения газа выглядит логичным. Так можно сэкономить не только на работе, но и на материалах, если использовать подручные средства.

Что такое биогаз, и как он образуется: получение и производство

Биогаз – это вещество, образующееся во время брожения органических отходов, которое содержит в себе метан в количестве достаточном, чтобы использовать его как топливо. При сгорании биогаз выделяет теплоту, которой хватает для отопления дома или заправки машины. Сырьем для получения энергоносителя выступает навоз, который легкодоступен и дешев или вовсе бесплатен, если речь идет о животноводческом предприятии или крупном частном хозяйстве.

Биогаз – это экологически чистое биотопливо, которое можно производить своими руками, биологический газ родственен с природным. Получается газ в результате переработки отходов анаэробными бактериями. Брожение протекает в безвоздушном пространстве емкости под названием биореактор. Скорость выработки биогаза зависит от количества отходов, загруженных в биогенератор. Под действием бактерий из сырья выделяется смесь метана и углекислого газа с некоторыми примесями иных газообразных веществ. Образовавшийся газ отводится из биореактора, очищается и используется для собственных нужд. Переработанное сырье по завершении процесса становится удобрением, которое используют, чтобы улучшить плодородность почв. Получение биогаза выгодно животноводческим предприятиям, у которых открыт доступ к бесплатному навозу и другим органическим отходам.

Преимущества сжигания топлива из навоза (удобрение на ферме) для отопления: электроэнергия из метана

Эффективную и экологически чистую переработку отходов
Доступность сырья для производства газа в сельской местности
Возможность организовать замкнутый цикл безотходной выработки из навоза газа и удобрений
Не истощаемый самовосполняющийся источник сырья

Как построить биореактор (установку) своими руками

Биогазовые установки, которые добывают газ из навоза, можно легко собрать своими руками на собственном участке. Прежде чем собирать биореактор для переработки навоза, стоит нарисовать чертежи и тщательно изучить все нюансы, т.к. емкость, содержащая большое количество взрывоопасного газа, может быть источником большой опасности при неправильной ее эксплуатации или наличии ошибок в конструкции установки.

Схема получения биогаза

Объем емкости биореактора рассчитывается исходя из количества сырья, которое используется, чтобы получить метан. Для того чтобы условия работы были оптимальны, емкость реактора заполняют отходами не менее чем на две трети. Для этих целей используют яму большой глубины. Чтобы герметичность была высокой, стенки ямы армируют бетоном или укрепляют пластиком, иногда устанавливают в яму бетонные кольца. Поверхность стен обрабатывают влагоизолирующими растворами. Герметичность – необходимое условие для эффективной работы установки. Чем лучше изолирована емкость, тем выше качество и количество образующегося газа. К тому же, продукты распада отходов ядовиты и, в случае утечки, могут навредить здоровью.

В тару для отходов устанавливают мешалку. Она отвечает за перемешивание отходов при брожении, препятствуя неравномерному распределению сырья и образованию корки. Вслед за мешалкой в газогенератор на навозе монтируется дренажная конструкция, которая облегчает отвод газа в емкость для хранения и предотвращает утечку. Выводить газ нужно из соображений безопасности, а также для повышения качества удобрений, остающихся в реакторе по завершении переработки. В нижней части реактора делают отверстие для выхода отработанного сырья. Отверстие оснащают плотной крышкой, чтобы оборудование оставалось герметичным.

Как обеспечить активное брожение биомассы в домашних условиях с помощью генератора и другого оборудования: переработка отходов, состав и добыча

Чтобы процесс переработки в биореакторе протекал быстрее, необходим подогрев. Температуры окружающей среды вполне достаточно, чтобы переработка навоза происходила без посторонней помощи. Но при неблагоприятных погодных условиях, в зимнее время года мини-биогазовая установка нуждается в дополнительном источнике тепла, иначе выработка газа становится невозможной. Чтобы бактерии превращали отходы в газ, температура в реакторе должна находиться на отметке свыше 38 градусов Цельсия. Биогаз получить своими руками не сложно, главное знать определнные правила изготовления.

Обогревают емкость с помощью змеевика, который располагают под реактором, либо устанавливая электрические нагреватели для непосредственного обогрева резервуара. Анаэробные бактерии, перерабатывающие отходы в газ, уже есть в сырье. Для активизации микроорганизмов и запуска процесса выработки биогаза, температура в емкости должна быть достаточной для брожения. Чтобы облегчить контроль соблюдения температурных условий, к реактору подключают автоматический подогрев. Он нагревает емкость при загрузке в нее топлива до нужной температуры и отключает подогрев при достижении нужной отметки на термометре. С ролью автоматического нагревателя справится устройство контроля температуры для водонагревательного котла, которое легко найти в магазине газового оборудования.

Модуль контроля температуры. Его можно приобрести в любом хозяйственном магазине

Правильный отвод газа из биореактора: чертежи, использование технологии

Для легкого отвода образовавшегося газа из емкости биогазовые установки оснащаются рядом приспособлений:

Вертикально расположенные пластиковые трубы с большим количеством отверстий для облегчения отделения газа от сырья. Верхняя часть трубы должна выступать над массой отходов, позволяя газу свободно выходить наружу.

Пленка, настилаемая поверх емкости и образующая подобие парникового эффекта. Она поддерживает нужную температуру внутри емкости, а также препятствует смешиванию газа с воздухом.
Иногда сверху емкость накрывают куполом из бетона или иного материала. Чтобы такой купол не улетел под действием давления образующегося газа, его тщательно крепят к конструкции, привязывают тросами.
В верхней части реактора размещают трубу для отвода газа. Труба оснащается плотным запорным механизмом, чтобы не нарушать герметичности конструкции. Только что выделившийся биогаз, поступая в отводящую трубу, насыщен водяными парами и содержит много примесей. Очистка газа от воды происходит путем конденсации: охлаждаясь до температуры окружающей среды, вода оседает в виде конденсата на стенках трубы. Чтобы избежать коррозии, отводящую трубу устанавливают так, чтобы облегчить удаление конденсата через сепаратор.

Для избавления биогаза от примесей сероводорода, на его пути в хранилище устанавливают фильтр из специально обработанного активированного угля, в котором смесь окисляется в серу и оседает в сорбенте.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Биогазовая установка, собранная своими руками, перерабатывая навоз в биогаз в домашних условиях, ощутимо снижает затраты по оплате отопления и электричества. Такая установка сократит расходы на обеспечение частного дома теплом, снизит себестоимость фермерской продукции, повысив тем самым рентабельность хозяйства. Самодельный биореактор – возможность превратить отходы в источник энергии и альтернатива природному газу. Биогаз — это экологично и современно.

Биогазовая установка своими руками, устройство и схема установки

Если тепловыми генераторами, функционирующими от продуктов сгорания дров или газа пропана, заменяющего бензин в автомобильных (и не только) двигателях внутреннего сгорания, уже никого не удивишь, то биогазовая установка и производимый ей биогаз весьма перспективны именно потому, что биогаз можно добывать везде из естественных отходов жизнедеятельности.

Биогазовая установка своими руками, возможности, устройство, схема простейшей биогазовой установки, получение биогаза в домашних условиях.

Проблема утилизации органических отходов на протяжении десятилетий кое-как решается в агропромышленном комплексе в крупных хозяйствах. Навозом удобряют землю для стимуляции будущего урожая. Есть хозяйства, практикующиеся на разведении червей и последующей их перепродаже заядлым рыболовам в обычном и даже консервированном виде. Каждый зарабатывает как может. Тем не менее органические отходы могут приносить людям намного больше пользы. Для этого их необходимо переработать в жидкий газ.

Если навоз не вывозить на поля и не перерабатывать в биогенераторах, под угрозой окажется экологическое благополучие окружающей природной среды. Навоз в качестве удобрения сразу использовать нельзя. Он должен отлежаться. Так же, как и скошенная трава посредством естественных осадков должна превратиться в определенную субстанцию, перегной. Только тогда смесь можно использовать.

Кроме того, для переработки органических отходов требуются объемные резервуары — «лагуны», а также большие площади под склады. Где во время хранения органика выделяет химические вещества с неприятным запахом: метанол, аммиак, сероводород, меркаптан, фенол и ряд других. У человека они вызывают заболевания верхних дыхательных путей и различные виды аллергии. При длительном нахождении в местах подобного хранения.

На западе эта экологическая проблема успешно решена, и ни один крупный животноводческий комплекс не вводят в эксплуатацию без биоэнергетической установки для утилизации отходов. В Германии таких действующих установок около 50 тысяч.

Возможности биогазовой установки.

Кроме утилизации органических отходов, биогазовая установка обеспечивает выработку биогаза или электроэнергии для внутренних нужд хозяйства. Особенно это актуально для экопоселений и хозяйств, расположенных обособленно от энергетических коммуникаций и коммунальной инфраструктуры, линий связи. Обеспечение электроэнергией с помощью альтернативных источников — ветра, солнца, биоресурсов хорошо развито в Германии и Финляндии.

Особенности устройства биогазовой установки в сельской местности.

Навоз выделяет газ — метан, который с полным правом можно назвать «голубым топливом», и углекислый газ (примерно в соотношении 40 и 60%). Поэтому у любого фермера есть потенциальная возможность отапливать дом, хозяйственные постройки и все производственные помещения не с помощью дров и тем более относительно дорогого электричества, а с помощью биогаза.

Единственный (относительный) «минус» биогенератора, что вокруг него все-таки присутствует запах. Особенно хорошо «озонирующий» воздух летом (в теплое время года). Поэтому рекомендуемый метод лучше всего подойдет тем, кто имеет недвижимость на хуторах, а не в густонаселенной деревне, где дворы соседей разделяет лишь общий забор.

Получение биогаза в домашних условиях.

Конечно, для выделения газа можно жечь в печи что угодно, к примеру полиэтиленовые пакеты, и выделяемый продукт горения аккумулировать, а впоследствии использовать, но у фермеров, хозяйствующих на земле, есть и более малозатратный способ с применением буквально «подножного» сырья.

За сырьем далеко ходить не надо. Если вы держите корову, бычка, свиноматок или других животных и имеете навоз, энергетическую проблему решить несложно. Выройте большую яму. Уложите в нее бетонные кольца максимального размера и накройте конструкцию железным колоколом-колпаком. Чем больше вес колпака — тем лучше.

Трубы отводятся в сторону от агрегата, ближе к дому. Соберите в одно место навоз (его потребуется не менее 5 тонн). Смешайте его с листвой и водой (пропорция ниже), выждите. Следующим шагом заполните пахучей массой установку и ждите. Уже через несколько дней купол начинает наполняться биогазом. Летом, когда жарко, процесс идет быстрее, зимой чуть медленнее.

По прошествии пары недель (после первого заполнения установки) раз в 3-4 дня стравливайте газ через вентиль, чтобы избежать избыточного накопления газов. Если газ не стравливать, может снести купол-колокол, «запирающий» газ в «колодце». В процессе эксплуатации установки, если заметите, что купол приподнимается от земли даже незначительно (на несколько сантиметров), сразу стравливайте избыток газа. Продукт этой простой установки реально помогает отапливать дом и обеспечивать приготовление еды и кормов.

Схема простейшей биогазовой установки для изготовления своими руками. С ручной загрузкой без перемешивания и без подогрева сырья в реакторе.

«Домашняя установка» биогазовой конструкции.

Лучшее время для закладывания сырья — теплое время года: июль, август. Эти месяцы удобны тем, что земля достаточно прогрета. Смесь помещенная в «колодец», начинает бродить практически на второй день. В то время как в более холодное время запустить данный биогазогенератор тоже удавалось, но с применением определенной хитрости.

Приходилось разогревать змеевидным ТЭНом уже уложенный в колодец компост, чтобы начался процесс брожения. Без искусственного разогрева в холодной земле (не летом) смесь тоже начнет бродить, но не сразу и более инертно.

Приготовление смеси.

Смешать 1,5 тонны коровьего навоза и 3,5 тонны сгнившей листвы, ботвы и прочих отходов. Добавить в смесь воды до консистенции 60-70% влажности. Заложить смесь в яму и затворить колпак. Присыпав его сверху землей горкой. Консистенция начнет бродить и без доступа воздуха за несколько летних дней разогреется до 70 °С. Время производства газа из навоза — 14-18 дней.

В день хорошо работающая биогазовая установка вырабатывает до 40 м3 «голубого топлива». Пяти тонн смеси ей хватает на полгода. Чтобы купол под давлением газа не слетел с ямы, кроме присыпки сверху землей, к нему с помощью тросов можно прикрепить противовес.

Простейшая биогазовая установка предназначена для небольших фермерских хозяйств. Объем реактора установки от 1 до 10 м3 рассчитан на переработку 50-200 кг навоза (смеси с травой) в сутки. Биогазовая установка содержит минимум составных частей для обеспечения процесса переработки навоза и получения биоудобрений и биогаза:

— Реактор.
— Бункер загрузки свежего сырья.
— Устройство отбора и использования биогаза.
— Устройство выгрузки сброженного сырья.

Биогазовая установка может быть использована без подогрева и перемешивания в южных районах в температурном режиме от 5 °С до 20 °С. Вырабатываемый биогаз по герметичным трубам сразу направляется на использование в бытовых приборах (печах).

Переработанная масса удаляется из реактора биогазовой установки через выгрузочную трубу в момент загрузки очередной порции сырья. Или за счет давления биогаза в реакторе установки. Выгружаемая сброженная масса попадает в емкость для временного хранения. Она по объему должна быть не менее объема реактора. Учитывая простую схему небольшой установки, сделать ее своими руками может любой фермер.

При самостоятельном изготовлении простейшей биогазовой установки своими руками рекомендуется придерживаться следующего порядка:

— После определения ежесуточного объема навоза, накапливаемого в хозяйстве для переработки в биогазовой установке, и выбора нужного объема реактора, выбрать месторасположение реактора и заготовить материалы для реактора биогазовой установки.
— Затем осуществляются монтаж загрузочной и выгрузочной труб и подготовка котлована для биогазовой установки.
— После установки реактора в котлован производится монтаж загрузочного бункера и газоотвода. После чего устанавливается крышка люка, который будет использоваться для технического обслуживания и ремонта реактора.
— Затем производятся проверка реактора на герметичность, окраска и теплоизоляция установки.

При работе биогазовая установка выделяет опасный горючий, взрывоопасный биогаз. Поэтому, создавая установку своими руками, помните о технике безопасности.

По материалам книги «Современные био-, бензо-, дизель-генераторы и другие полезные конструкции».
Кашкаров А. П.