Постоянно растущие затраты на традиционные источники энергии побуждают домашних производителей создавать устройства для производства биогаза из органических отходов. Таким образом, получается не только дешевая энергия для отопления дома, но и для производства удобрений.
Биогаз считается экологически чистым топливом. Его свойства аналогичны природному газу, но он добывается не из земли, а путем ферментации биомассы. Процесс производства биогаза можно представить следующим образом: в специальном резервуаре, называемом биореактором, происходит ферментация и переработка биомассы. В результате этого процесса образуется газовая смесь, состоящая из 60% метана, 35% диоксида углерода и 5% других газообразных веществ, включая сероводород. Полученный газ непрерывно выводится из биореактора и после очистки используется в хозяйственных целях. Восстановленные отходы из биореактора периодически удаляются из биореактора и вывозятся на сельхозугодья в качестве ценных удобрений. В то время как крупные фермеры могут позволить себе покупать сборные биогазовые установки, менее эффективные установки, основанные на том же принципе, могут быть собраны сами по себе из доступных материалов. Но для начала нужно понять, какого размера, а главное, какие растения вам нужны.
Есть только два типа растений, а также типы ферментации биомассы: безвоздушные (аэробные) и безвоздушные (анаэробные). В процессе аэробной ферментации при разложении органических веществ водород окисляется до воды, а углерод — до двуокиси углерода. Большое количество энергии выделяется в виде тепла: ферментирующая масса интенсивно нагревается. Во время анаэробного сбраживания 60-70% углерода превращается в метан, а остальное — в водород, свободный азот и диоксид углерода. Для сжигания метана достаточно обычной газовой горелки.
Производство энергии в аэробных условиях намного проще, чем в анаэробных. Нет необходимости строить герметичные бродильные камеры, нет необходимости постоянно контролировать установку. Кислородные электростанции называются биотермальными электростанциями (БТС). Анаэробные установки называются BES (биогазовые или биоэлектростанции). В качестве сырья для ферментации подходят любые органические сельскохозяйственные отходы. Например, израильская компания HomeBioGas запустила компактную биогазовую установку, работающую на кожуре овощей и фруктов.
Схема простой биогазовой установки. Не включает подогреватель и мешалку. 1 — бродильная камера (бродильный чан) для обработки пульпы; 2 — загрузочный бункер; 3 — люк; 4 — сифон; 5 — патрубок отвода пульпы; 6 — труба отвода биогаза.
Биогаз в пустыне
Биогазовая установка, разработанная израильской компанией HomeBioGas, с небольшими размерами (123 x 165 x 100 см) и массой менее 40 кг может запитать горелку одной плиты на максимальной мощности в течение часа. Кроме того, HomeBioGas может производить до 8 литров жидких удобрений в день при максимальной загрузке бака 6 кг.
По подсчетам ученых, такая биогазовая установка способна перерабатывать тонну органических отходов в год. Но камера рассчитана на использование в южном полушарии, при средней дневной температуре + 20 ° C. Но мы поговорим о том, как построить свою домашнюю газовую электростанцию в климатической зоне средней полосы России.
Домашний газовый завод
Если владельцы установки хотят, чтобы она производила 0,7-0,9 м3 биогаза (полученное количество рассчитано на приготовление пищи на семью из двух человек), действуйте следующим образом.
1. Заполните бродильную камеру объемом 1 м * мелко измельченными органическими отходами, разбавленными водой в весовом соотношении 1: 10 — 1: 5.
2. Герметично закрыть и поддерживать постоянную температуру от + 25 ° C до + 30 ° C. Колебания температуры не должны превышать 3-4 ° C.
Чтобы поддерживать постоянную температуру в камере для разложения, через нее должен быть пропущен змеевик с горячей водой, нагреваемый частью газа, производимого в установке. Установите краны на газовой линии, один на выходе из реактора, а другой на газовой плите.
— В случае переработки биомассы из сельскохозяйственных отходов образующийся топливный газ составляет только 15-20% энергии, содержащейся в жидком сырье.
— Строительство завода по производству анаэробного газа является дорогостоящим и трудоемким, но производит больше газа, чем кислородный метод.
Газгольдер или газовый коллектор — второй по важности компонент системы BPS после бродильного резервуара. Он состоит из двух металлических сосудов (один перевернут), свободно сцепляющихся друг с другом. Во внешний сосуд наливается вода, образуя так называемый гидрозатвор для биогаза, заполняющий пустое пространство под перевернутой емкостью — колоколом. Кольцевой зазор между стенками обоих резервуаров составляет около 50 мм. Оба бака также могут быть соединены трубами 1/2 дюйма. По той же трубе газ проходит из-под раструба газовой ручки и подает метан в обычную газовую плиту. Рекомендуется, чтобы газовый коллектор был окружен снаружи утепленная палатка.
БТС может работать только зимой в самых южных частях страны, так как для ее обогрева на севере в этот период потребуется больше газа, чем она может произвести. Но холодное время года можно с успехом использовать как время для сбора и загрузки камеры сухой массой, так что, когда наступит теплая погода, вам не придется беспокоиться о запуске установки: просто заполните реактор водой или суспензией. и через три или четыре дня он начнет проявлять свою удивительную силу.
