Меню

Биогазовые установки Работа и устройство Биогаз и применение

БИОГАЗОВЫЕ КОМПЛЕКСЫ

МОДЕЛЬНЫЙ РЯД

В составе биогазовой установки выделяется несколько последовательных комплексов:

  1. Комплекс гомогенизации – для измельчения и подготовки сырья;
  2. Комплекс анаэробного сбраживания – для переработки сырья;
  3. Комплекс фильтров и газгольдеров – для сбора и очистки биогаза;
  4. Комплекс когенерации – для преобразования газа в энергию;
  5. Комплекс трубопроводов;
  6. Комплекс автоматизации;
  7. Комплекс применения и фасовки удобрений.

Комплекс подготовки сырья — включает в себя насосы с функцией дополнительного измельчения для загрузки сырья из приямка фермы в станцию подготовки навоза; станцию подготовки навоза (СПН), в которую попадает сырьё в самом начале для доведения до заданной влажности, подогрева массы до технологической температуры, внесения закваски и микроэлементов, насосную станция — систему перемешивания сырья в СПН и подачи подготовленного сырья в биореактор.

Комплекс анаэробного сбраживания является основным в составе оборудования и его центральным моментом служит биореактор — ёмкостное оборудование, в котором поэтапно происходит анаэробный процесс преобразования подготовленной массы в биогаз и эффлюент.

Комплекс автоматики — система автоматизированного управления операциями загрузки сырья, выгрузки готового эффлюента, запуска когенерационной установки и конденсационных котлов, а также отображения текущего процесса со всеми контролируемыми параметрами; сигнализация о неисправностях в оборудовании и аварийных ситуациях.

Комплекс сбора и очистки биогаза – представлен фильтром очистки биогаза от сероводорода и воды, газгольдером (для временного хранения биогаза и сглаживания суточного выхода биогаза) и газодувкой (компрессор вихревой).

Также, в комплекс по переработке органических отходов, входит когенерационное оборудование для выработки электрической энергии и тепла и факельная установка, необходимая для аварийного сжигания биогаза.

Источник

Биогазовая установка для частного дома: рекомендации по обустройству самоделки

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.

Давайте попробуем разобраться в специфике работы этого оборудования, его преимуществах и недостатках. А также в том, возможно ли самостоятельно построить биогазовую установку и будет ли она эффективна.

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.

Биогазовая установка промышленного изготовления

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.

Схема устройства производительной установки

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.

Схема эффективной домашней установки

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.
Читайте также:  Элементы систем отопления в Воронеже

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.

Источник



Биогазовые установки. Работа и устройство. Биогаз и применение

Потребление энергии в современном мире постоянно растет, и сырьевые ресурсы истощаются. Поэтому человек все активнее использует в повседневной жизни альтернативные виды топлива, такие как энергия солнца, ветра, воды. Ежегодно в мире производятся и накапливаются тонны биологических отходов, на утилизацию которых уходят большие средства. Но теперь появилась технология, которая позволяет перерабатывать биоотходы (прежде всего, навоз) и получать экологически чистое топливо — биогаз. Эти технологии положили начало развитию новой отрасли — биоэнергетики. Для производства экологического газа используются специальные агрегаты — биогазовые установки.

Что такое биогаз

Биогаз — это газ, который выделяется в результате брожения биомассы. Это вещество без цвета и запаха, которое на 70% состоит из метана и на 30% — из углекислого газа. Обладает очень высокой производительностью тепла: при сжигании 1 м³ биогаза выделяется столько же тепла, сколько при сжигании 1,5 кг каменного угля.

Выделение биогаза происходит под воздействием анаэробных бактерий, активность которых увеличивается при нагревании. Они стимулируют разложение органических отходов, в результате чего образуется биологический газ.

Biogaz

Однако для производства этого вида топлива подходят не любые биомассы. Самое подходящее сырье — навоз из-под коров, поскольку коровы питаются только растительной пищей. А вот птичий помет и отходы свиноферм использовать нельзя, поскольку они являются токсичными. Для получения биогаза их приходится разбавлять.

Помимо этого, для получения биологического газа применяют отходы от производства соков, вин, молока, крахмала и патоки, отходы от переработки картофеля, травы, водорослей, бытовые отходы и т.п.

Плюсы и минусы
Производство биогаза имеет ряд неоспоримых преимуществ:
  • Эффективно уничтожает отходы и обеззараживает стоки.
  • Благоприятно влияет на экологическую обстановку, поскольку предотвращает выброс в атмосферу метана, оказывающего огромное влияние на парниковый эффект.
  • Сырье является неиссякаемым и практически бесплатным, поэтому приобретение оборудования становится экономически выгодным.
Как и любая технология, производство биогаза не идеально и имеет свои недостатки:
  • Скорость его производства в значительной степени уступает традиционным источникам энергии.
  • Для поддержания реакции нужно большое количество ферментов определенного качества.
  • При нарушении герметичности емкостей с биогазом его качество резко снижается.
Где применяется

Биологическое топливо в первую очередь идет на бытовые нужды: приготовление пищи или обогрев помещения. Предприятия могут использовать биогаз для замкнутого производственного цикла, ведь стоимость этого топлива конкурирует с самой дешевой атомной энергией.

Конструкция и принцип работы биогазовой установки

Биогазовые установки — это специальные агрегаты, в которых происходит переработка отходов с образованием биогаза и органического удобрения.

Biogazovye ustanovki 2

Их изготавливают в промышленности для крупных ферм и предприятий, но при желании такую установку может приобрести для себя и владелец частного дома. Однако для последнего она будет выгодна только в том случае, если он имеет ежедневный доступ к достаточному количеству органических отходов, например, держит свое приусадебное хозяйство.

Конструкция и принцип работы промышленных и бытовых установок аналогичны, отличаются агрегаты только своим размером и объемом производимого топлива.

Биогазовые установки включают в себя:
  • Перерабатывающий бункер.
  • Систему подвода газа.
  • Подачи и выгрузки сырья.
  • Подогрева.
  • Перемешивания.
Принцип работы устройства прост:
  • В перерабатывающий герметичный бункер загружают отходы, разбавленные водой.
  • Там отходы подогреваются, активируя бактерии, и начинают бродить, выделяя газ.
  • Газ собирается в верхней части бункера и по специальной трубе поступает в газосборник, а оттуда — на бытовые приборы.
  • Содержимое бункера систематически обновляют, добавляя свежую биомассу и сливая отработанную.
Читайте также:  Акт замены газового оборудования бланк

Ustroistvo biogazovoi ustanovki

Для загрузки в устройство подходят только свежие отходы. Использовать уже гниющее сырье малоэффективно. Кроме того, нельзя, чтобы в переработку попали антибиотики, плесень, древесная смола, моющие средства и растворители.

Биогазовые установки для дома

Приобретение промышленных агрегатов обойдется недешево, да и окупаемость в домашнем хозяйстве составит лет 7-10. При этом потребуется большой объем органических отходов. Поэтому намного выгоднее и удобнее изготовить бытовую установку по производству биогаза своими руками. Материалы для этого потребуются самые доступные, а технология изготовления по плечу любому хозяину.

Biogazovye ustanovki 3

Перерабатывающий резервуар

Для него подойдет любая герметично закрывающаяся емкость цилиндрической формы. Это могут быть большие кастрюли или выварки, а также бочки из пластика объемом 10 л. Можно использовать и железные, но перед этим потребуется обработать их антикоррозийным составом и водостойкой краской.

Газоотвод

Представляет собой трубу, которую приваривают к крышке бочки. Для сообщения резервуара с газоотводом в месте монтажа последнего прорезают отверстие. Через трубу газ из бака поступает в накопитель, а оттуда — к бытовым приборам.

Рядом с газоотводом следует установить специальный клапан для выпуска газа, на случай, если давление в резервуаре слишком поднимется.

Подача и выгрузка сырья

Для подачи свежей биомассы и удаления из резервуара отработанной потребуется проделать в баке два отверстия. То, что предназначено для выгрузки, лучше делать у самого дна. А для загрузки — повыше. В них впаиваются трубы соответствующего диаметра.

Труба для загрузки должна быть направлена вверх, и ее удобно оборудовать воронкой. А патрубок для сливания отработанной массы следует установить так, чтобы слив происходил беспрепятственно. Стыки нужно герметизировать.

Подогрев

Если резервуар для производства биогаза будет размещаться на улице, необходимо позаботиться о его теплоизоляции и системе подогрева. Для теплоизоляции достаточно обернуть бак утепляющей тканью или вкопать его в землю.

Для организации подогрева можно использовать разные варианты, например:
  • Подвести трубы от системы отопления и расположить их в виде змеевика вокруг бака.
  • Поместить резервуар внутрь другого, заполненного водой, которую подогревать тенами.

Оптимальная температура для протекания реакции — 38 градусов. При ее повышении более 55 градусов процесс может остановиться, поскольку анаэробные бактерии погибнут.

Перемешивание

Перемешивание в несколько раз повышает эффективность технологического процесса. Для этого необходимо внутрь резервуара установить ось с приваренными лопастями, а конец этой оси вывести на крышку и герметизировать. Потом ее необходимо оборудовать специальной ручкой.

Получение газа

В готовую установку следует загрузить органическую массу и долить воды в соотношении 2:3. Крупные отходы нужно измельчить. Закрыть резервуар крышкой и ждать начала брожения. Обычно процесс стартует через 2-3 дня. Об этом можно судить по характерному бульканью.

Через две недели требуется добавить свежую порцию сырья и слить отработанную партию. После того, как через загрузочную трубу поступит новая партия, из выходного патрубка сольется столько же отработанной жидкости. Ее можно использовать для удобрения почвы на огороде. В дальнейшем обновлять сырье потребуется раз в два дня.

Обратите внимание, что использование даже простейшего оборудования по производству биогаза должно быть оформлено документально. В том числе должно быть получено разрешение Санэпидемстанции, пожарной и газовой служб.

Источник

Биогазовые установки. Технология производства.

Биогазовые установки — это специальные агрегаты, где происходит переработка отходов в биогаз и органические удобрения. Они особенно популярны в Европе и США, в России лидером по количеству таких объектов является Белгородская область.

Покупка биогазовой установки — рациональное решение для регионов с развитым животноводством. Это выгодно с экономической и экологической точки зрения, так как позволяет добыть тепло- и электроэнергию без лишних затрат и ущерба для окружающей среды. Для переработки разного вида отходов нужна специальная установка для биогаза, купить которую вы можете у компании «Трансутилизация».

Установка для получения биогаза

Установка для производства биогаза использует навоз, силос или бытовые отходы как альтернативный источник энергии, и преобразует эту биомассу в газ путем сбраживания. Простейшая биогазовая установка состоит из реактора, куда подаются отходы с помощью насоса или загрузчика. Промышленные биореакторы дополняются перемешивающими механизмами, подогревом, газгольдером для сбора биометана, очистными установками, станциями сжижения газа, тепловыми электростанциями.

биогазовая станция для получения биогаза

В реакторе находятся бактерии, которые перерабатывают органические отходы в биогаз. Он получается в результате брожения биологической массы. По сути, биогаз — это аналог природного газа, разница только в его происхождении. Его также можно использовать для получения тепло- или электроэнергии и производства топлива.

Существуют разные биогазовые станции. Есть модели с одноступенчатым сбраживанием нескольких видов сырья. Также есть двухступенчатые биогазовые установки — цена таких агрегатов выше, но эта технология позволяет более эффективно перерабатывать некоторые виды субстратов, например птичьего помета или спиртовой барды. Для обычного реактора такое сырье не подходит. Тут необходима специальная емкость для гидролиза, где можно регулировать кислотность среды. Это важно, так как бактерии плохо реагируют на избыток кислоты или щелочи и могут погибнуть. Без реактора для гидролиза можно перерабатывать эти субстраты только вместе с другими видами сырья. Чаще всего используют навоз или силос.

Читайте также:  Оборудование для бассейна в орле

Обязательные элементы конструкции

Размеры установки и ее комплектация зависит от объемов сырья, которые планируется перерабатывать. Типичная установка для получения биогаза состоит из следующих структурных элементов:

  • отсеки для приема отходов
  • система для предварительной подготовки
  • биореакторы, оборудованные мешалками
  • тепловая система для подогрева и поддержания температуры
  • очистная система
  • емкости для накопления газа и сброженного субстрата
  • программа для контроля хода переработки

Оснащение производственного комплекса зависит от вида и объема перерабатываемых субстратов, а также от вида и качества исходного продукта. Общая схема биогазовой установки представлена ниже.

СХЕМА РАБОТЫ БИОГАЗОВОЙ СТАНЦИИ

Схема биогазовой станции

ПРИНЦИП РАБОТЫ БИОГАЗОВОЙ СТАНЦИИ

Установка для получения биогаза не наносит вреда окружающей среде. Реактор, где происходит брожение, полностью герметичен, его работа безопасна для людей и экологии. Получение биогаза происходит в несколько этапов:

  • В перерабатывающий бункер загружают отходы разного вида. Часто смешивают твердые и жидкие, чтобы массы могла легко перекачиваться насосами. Сухое сырье иногда разводят водой для достижения оптимальной влажности 85%. Для большей эффективности к животным отходам добавляют растительные компоненты.
  • Биомасса попадает в реактор и разогревается. При температуре 35-38°С бактерии активируются и начинают активно перерабатывать отходы. В результате их жизнедеятельности вырабатывается газ. Поток сырья должен быть постоянным, чтобы обеспечить микроорганизмы необходимым количеством корма. Всю эту массу периодически перемешивают, чтобы равномерно распределить бактерии в емкости. Микроорганизмы выделяют до 80% всего биогаза, производимого установкой. Оставшаяся часть метана вырабатывается в дображивателе.
  • Для сбраживания птичьего помета и спиртовой барды эти субстраты смешивают с силосом или навозом или помещают в дополнительный реактор гидролиза и регулируют кислотность среды.
  • Биогаз собирается в газгольдере, а затем очищается. Например, от серы газ очищают специальные бактерии, которые заселяют поверхность утеплителя, уложенного на деревянный балочный свод внутри реакторов и дображивателей. Чтобы очистить биогаз до уровня природного газа, нужно установить дополнительное дорогостоящее оборудование.
  • После очистки газ отправляют в котел или электрогенератор, где он преобразуется в тепло- или электроэнергию.
  • Образовавшиеся в процессе биораспада удобрения делятся на жидкую и твердую фракцию с помощью сепаратора и накапливаются в специальной емкости.

РАСЧЕТ ВЫХОДА БИОГАЗА В ГОД

Исходное качество сырья не влияет на то, как работает установка — биогаз можно получить из любого вида органики:

  • навоза и птичьего помета
  • отходов животноводства
  • фруктового, ягодного и овощного жома
  • силоса
  • сточных вод
  • водорослей и т.д.

При переработке тонны отходов жизнедеятельности животных добывается до 60 м³ биогаза из установки, силоса и ботвы — до 400 м³. При этом 1 м³ эквивалентен 0,8 м³ природного газа. 1 м³ продукта позволяет получить 2 кВт/ч тепловой или электрической энергии.

Объем выхода биогаза зависит от типа сырья и размера загрузки. Подробная информация о количестве метана, который вырабатывается при переработке того или иного вида отходов, представлена в таблице.

Расчет рентабельности биогазовой станции

В компании «Трансутилизация» можно купить биогазовую установку различной мощности для крупных животноводческих предприятий и небольших частных ферм. Агрегат позволяет получить из отходов тепло- и электроэнергию, топливо для автомобиля, а также высокоэффективные удобрения. Причем сырье для переработки бесплатное. Срок окупаемости цены биогазовой установки составляет около 3-5 лет.

Цена биогазовой установки зависит от ее комплектации и производительности. Стоимость рассчитывается индивидуально при обсуждении проекта.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ

Биогазовые установки в России не так распространены как в Европе. Они действуют в Московской, Белгородской области, республике Татарстан, однако, показывают хорошие результаты. Использование биогаза как альтернативного источника энергии, позволяет:

  • получить новый, более дешевый источник тепло- и электроэнергии
  • сократить расходы на покупку удобрений
  • сократить выбросы метана в атмосферу, разгрузить свалки, очистить сточные воды

Полученной энергии хватит не только на сам производственный комплекс, но и на прилегающие населенные пункты: медицинские учреждения, детские сады, школы и жилые дома.

Оборудование для биогаза можно установить в любом регионе, однако требуется постоянная бесперебойная поставка сырья. Поэтому биогазовые установки часто размещают вблизи с фермами и в местах, где развито сельское хозяйство и животноводство. Размещать такой объект в городе не имеет смысла. Другой недостаток — это наличие примесей в газе, которые негативно влияют на металлические детали двигателя автомобиля. Из-за этого для производства топлива, требуется глубокая очистка биогаза, а это дополнительные расходы. Также станции не очень выгодно ставить в холодных регионах, так как придется тратить много энергии на подогрев реактора и поддержание оптимальной температуры.

Новые материалы:

Особенности производства и применения биогаза

Биогазовая станция

Процесс производства биогаза, используемые технологии, сырье. Сфера применения биогаза, преимущества использования альтернативного топлива в промышленности и коммунальном хозяйстве.

Что такое Биогаз: свойства, технологии получения, преимущества и недостатки

Что такое биогаз

В отличие от природного метана, горючий биогаз можно получить с помощью недорогих установок. Инновационная технология улучшает экологию, позволяет получать горючее для авто и отопления.

Разбираемся, что такое биогаз? Как и из чего его можно получить?

Биогазовые установки что это?

Биогазовая станция

Конструктивные особенности биогазовой установки, принцип работы станции. Расчет выхода биогаза, окупаемость оборудования. Преимущества использования установки для получения биогаза.

Источник