Kaip pasigaminti biokurą savo rankomis iš mėšlo namuose

Šiuolaikinės visų rūšių žaliavų perdirbimo technologijos atveria perspektyvą sėkmingai išspręsti biokuro gavimo iš mėšlo tiesiai namuose problemą. Be to, namuose savo rankomis gamindami biokurą dėl naujų atliekų apdorojimo principų, vienu metu galite gaminti trąšas žemės ūkio pasėliams.

Ko tam reikia ir kaip tinkamai pagaminti bioreaktorių - mes išsamiai apsvarstysime šiuos klausimus mūsų straipsnyje. Pateiksime rekomendacijas, kaip pasirinkti geriausias žaliavas biodujoms gaminti, išanalizuosime gauto kuro panaudojimo buitinėms reikmėms ypatumus.

Žinoma, lengviausias būdas yra įsigyti gatavų pramoninių įrenginių. Tačiau didelė jų kaina verčia svarstyti galimybes gaminti gamybos sistemas patiems.

Trumpai apie biodujų apibrėžimą

Remiantis moksliniais apibrėžimais, biodujos yra produktas, gaunamas vykstant biologinių atliekų masės fermentacijos procesui. Šiuo atveju fermentacijos produktas yra metanas arba vandenilis.

Metanas (arba vandenilis) susidaro dėl trijų tipų bakterijų gyvybinės veiklos:

• hidrolizinis;
• rūgštį formuojantis;
• susidaro metanas.

Kokybišku fermentacijos produktu laikoma dujų mišinio sudėtis, kurios turinys pasiskirstęs santykiu: 50-85% metano, 15-50% anglies dioksido ir mažiau nei 5% vandenilio sulfido.

Maždaug taip atrodo alternatyvios energijos gamybos blokinė schema. Šiuo atveju naudojami tradiciniai buitiniai žaliavų šaltiniai, kurie puikiai tinka alternatyviai energijai gaminti – biokurui.

Šis dujų mišinys praleidžiamas per filtrus, kad pašalintų CO buvimą² ir H²S, po kurio lieka grynas biologinis metanas. Tokios dujos niekuo nesiskiria nuo gamtinių dujų, naudojamų buityje ir pramonėje.

Žaliavos aukštos kokybės biologinių dujų mišiniui gauti paprastai yra:

• mėšlas ir paukščių išmatos;
• alkoholio gamybos atliekos (darymas);
• alaus gamybos perteklius (alaus grūdai);
• išmatos ir žuvų atliekos;
• runkelių minkštimas, buitinės atliekos, žolė ir kt.

Tai tik dalis visų leidžiamų naudoti žaliavų. Tačiau net ir šis sąrašas parodo, koks įvairus yra žaliavų sąrašas, kad būtų galima nuolat steigti biodujų gamybą.

Biokuro gamybos įmonė, pritaikyta vieno iš daugelio esamų ūkių poreikiams. Stotis nedidelės apimties, bet pilnai atitinkanti privataus ūkininkavimo poreikius

Dujų mišinio tūrinė išeiga tiesiogiai priklauso nuo naudojamų žaliavų rūšies ir sausųjų medžiagų kiekio joje. Taigi, jei naudojate galvijų mėšlą versle, iš vienos tonos mėšlo iš tikrųjų galite gauti 50-60 m.³ biodegalai, kuriame yra iki 60 % metano.

Manoma, kad geriausios žaliavos yra daug riebalų turinčios atliekos. Per klasikinę biokuro gamyklą perdirbus vieną toną riebalų atliekų galima pagaminti iki 1300 m3³ dujų mišinys, kuriame metano kiekis siekia 90 proc.

Kaip sukurti perdirbimo ūkininkavimo modulį?

Norint sukurti atliekų perdirbimo į biokurą sistemą, reikia bent jau žinoti tokių įrenginių veikimo principą, taip pat suprasti grandines.

Bioreaktoriaus įrengimo schema: 1 – bioreaktorius; 2 – maišyklė; 3 – šildytuvas; 4 – siurblys; 5 – filtro elementas; 6 – dujų kompresorius; 7 – dujų bakas; 8 – mėšlo rinktuvas; 9 – trąšų (dumblo) išeiga; 10 – šildymo valdymo pultas

Apsvarstykime abu, tačiau reikia pažymėti: visavertės instaliacijos statyba yra gana varginanti ir brangi. Namuose, kaip taisyklė, galite pagaminti tik kažką panašaus į perdirbimo stotis. Tačiau kai kurie bandymai būna sėkmingi.

Bioinstaliacijos veikimo principas

Biokuro gamybos technologija paprastai palaiko tokį sisteminį metodą:

1. Bioreaktorius (konteineris) prikraunamas mėšlu.
2. Tam tikrą laiką reaktoriaus viduje vyksta fermentacijos procesas.
3. Susidaro dujinė aplinka.
4. Iš reaktoriaus šalinamos dujos.
5. Dujų mišinys išvalomas ir siunčiamas naudoti kaip kuras.

Gauto dujų mišinio sudėtis pasižymi gana dideliu įvairių medžiagų prisotinimu. Didžiausias procentinis komponentas yra metanas (60%), anglies dioksidas (35%) ir kitos medžiagos, įskaitant vandenilio sulfidą (5%).

Taip atrodo mišinio dujų pasiskirstymo diagrama: 1 – metano kiekis apie 63-65%; 2 – anglies dvideginio kiekis apie 30-33 %; 3 – vandenilio sulfido kiekis apie 2 %; 4 – amoniako kiekis apie 1 %; 5 – vandenilio kiekis apie 1 %

Tuo tarpu efektyviam namų gamybos dujų formavimo stoties veikimui reikalingi dideli gyvūnų pasaulio atstovų atliekų rezervai.

Todėl pirmas dalykas, į kurį turėtumėte atkreipti dėmesį sprendžiant biokuro gavimo namuose (šalyje) problemą, yra žaliavų šaltinių prieinamumas perdirbimo gamyklai.

Bioreaktoriaus gaminimas savo rankomis

Nusprendę dėl žaliavų šaltinių, toliau turite nuspręsti dėl namų (ar šalies) bioreaktoriaus vietos. Pats reaktorius yra sandarus, gana patvarus indas, kurio tūris priklauso nuo per parą perdirbimui skirtų mėšlo žaliavų suvartojimo (pavyzdžiui: norint gauti 100 m.³ dujų mišiniui reikia maždaug 1 tonos mėšlo).

Sąryšio tarp mėšlo rūšies ir pagamintų biodujų kiekio lentelė

Lentelė, rodanti tam tikros rūšies biologinių atliekų veiksmingumą, atsižvelgiant į pagaminamų dujų kiekį. Kaip matyti iš lentelės, efektyviausias yra kiaulių mėšlas, iš kurio galima pagaminti didžiausią biokuro kiekį

Toks konteineris turės būti sumontuotas ant tvirto pagrindo, pagal klasikinę schemą įrengti uždarymo vožtuvai ir kita techninė atributika. Viršutinę indo dalį patartina padaryti nuimamą, su varžtais ir sandarinimo tarpine.

Siekiant užtikrinti ciklo tęstinumą, akumuliacinėje talpykloje turi būti įrengtas dirbtinis šildymo modulis. Jei vasarą mėšlo fermentacijos efektyvumą ir dujų susidarymo greitį visiškai užtikrina išorinės temperatūros sąlygos, tai žiemą situacija pasikeičia.

Norint, kad bioreaktorius veiktų žiemą, reikalingas dirbtinis šildymas, nes fermentacijos bakterijų veikla nutrūksta jau esant 4–10 ° C virš nulio. Atitinkamai, konteineris turi turėti aukštos kokybės šilumos izoliaciją. Tam tinka klasikinis šiltinimo mineraline vata būdas.

Geras pavyzdys, kaip izoliuoti bioreaktorių, kad jis veiktų žiemą. Mineralinė vata buvo naudojama kaip izoliacinė medžiaga. Viršutinis vatos sluoksnis padengtas folijos medžiaga

Yra keletas šildymo organizavimo variantų. Pavyzdžiui, elektrinių šildytuvų arba vandens šildymo sistemos (vandens striukė) naudojimas.

Šildymo kontūro galia turi būti apskaičiuojama pagal optimalią 25–40 °C temperatūrą reaktoriaus viduje, reikalingą efektyviam biomasės fermentacijos procesui pasiekti.

Be šildytuvų, biomasės fermentacijos aktyvumui įtakos turi ir jos stagnacijos laipsnis. Iš esmės rezervuaro viduje mėšlo medžiaga turi nuolat judėti. Biomasės judėjimas sustiprina fermentacijos procesą ir sumažina dujų komponento gavimo laiką.

Galimybė įrengti vasarą mėšlui perdirbti ir biokurui gaminti. Šiuo atveju šildymas atliekamas betoninės vandens vonios pavidalu, į kurią panardinamas reaktoriaus bakas. Tačiau šis įrenginys negali būti naudojamas žiemą.

Judėjimo organizavimo problema išspręsta bioreaktoriaus konstrukcijoje įdiegus specialų mechaninį maišytuvą. Šio įrenginio velenas yra prijungtas prie mažo greičio variklio veleno, kuris atlieka sukimosi veiksmą. Maišymo procesą galima įjungti ir išjungti rankiniu būdu arba automatiškai.

Mūsų svetainėje yra dar vienas straipsnis, kuriame pateikiama montavimo instrukcijos privataus namo reikmėms gauti biodujų.

Biodujų ir trąšų gamybos procesas

Projektuojant biokuro gamybos namuose sistemą, technologiškai į indą įpilama mėšlo iki maždaug 1/3 talpos. Mėšlui krauti padaromas pakrovimo liukas su hermetiškai uždaromomis durelėmis. Likęs laisvas viršutinis bioreaktoriaus plotas naudojamas išsiskiriančioms dujoms kaupti.

Naminis miniatiūrinis bioreaktorius, pagamintas iš paprastos 200 litrų statinės. Iš esmės, norint patenkinti nedidelius biologinio kuro poreikius, jis yra gana tinkamas naudoti privačiuose namų ūkiuose. Tai yra ta pati konstrukcija, kurią iš tikrųjų galima pasigaminti namuose gaminant biokurą

Išėjimo angos turi būti padarytos viršutiniame ir apatiniame laivo lygiuose. Viršuje įrengtas dujų išvadas, apačioje – išvadas apdorotam mėšlui (trąšoms) nusausinti. Taip pat patartina įrengti stebėjimo langą viršutinėje laivo srityje, kad būtų galima stebėti procesą.

Dujų mišinio išleidimo vamzdis sandariu vamzdžiu sujungtas su įrenginiu, kuris vienu metu atlieka separatoriaus ir vandens sandariklio funkcijas. Ryšiui naudojamas mažo skersmens (25-32 mm) vamzdis (metalinis arba polietilenas).

Pats separatorius yra santykinai mažos talpos indas, pripildytas vandens. Dujos, einančios per vandens stulpelį, išvalomos ir išleidžiamos į dujų laikiklis ir tada patiekiami vartotojams.

Dviejų pakopų separatoriaus konstrukcijos pavyzdys - hidraulinis vožtuvas, skirtas tiekti dujų mišinį iš bioreaktoriaus. Ši filtravimo parinktis leidžia gauti aukštos kokybės išvalytą produktą.

Patartina padaryti kuo didesnio skersmens apatinį reaktoriaus vamzdį (atliekų mėšlo – dumblo išleidimui). Prie jo prijungiamas uždaromasis vožtuvas (vožtuvas) ir į rezervuarą, skirtą dumblui surinkti, daromas drenažas. Ūkyje panaudota masė gali būti sėkmingai naudojama kaip trąša.

Peržiūrėjome išsamią informaciją apie reikiamo konteinerio tūrio nustatymą, taip pat apie bioreaktoriaus efektyvumo apskaičiavimą ir biodujų panaudojimo galimybes m. kitas straipsnis.

Kokia turėtų būti mėšlo masės sudėtis?

Į bioreaktorių kraunama mėšlo masė neturėtų būti laikoma tiesiog bet kokia kokybe tinkama žaliava. Medžiagos komponentas yra labai svarbus fermentacijos procesui. Praktikoje buvo pastebėta, kad substrato dalelių sumažėjimas kartu su geresniu proceso efektyvumu.

Ryškus substrato pluoštiškumas ir bakterijų sąveikos ploto padidėjimas yra pagrindiniai kriterijai, prisidedantys prie greito mėšlo masės irimo. Šioje būsenoje mėšlo žaliava, kaitinama ir maišoma, nesudaro ant paviršiaus nuosėdų ar plėvelės, o tai labai supaprastina dujų mišinio filtravimą.

Mėšlo masės paruošimas krovimui į reaktorių. Šiai procedūrai skiriamas ne mažiau dėmesio nei visoms kitoms, jei norima per trumpą laiką gauti didelį kiekį biokuro

Žaliavos malimo laipsnis lemia fermentacijos trukmę, o tai savo ruožtu turi įtakos gaminamų dujų kiekiui. Taigi, norint sutrumpinti rūgimo laiką, žaliavas reikia gerai sumalti: kuo geresnė malimo kokybė, tuo trumpesnis rūgimo laikotarpis.

Biodujų naudojimo namų ūkio reikmėms ypatumai

Šio tipo energijos išteklių taikymo sritis yra gana plati. Kurą naudojant biodujas, gaminama elektra, karštas vanduo arba garas. Praktikoje yra daug pavyzdžių, kai biodegalai naudojami transporto priemonėms degaluoti.

Tačiau norint išvengti problemų ūkyje naudojant tokį kurą, itin svarbu įrengti susidariusių biodujų saugyklą, skiriant tinkama vieta dujų bakui Vieta įjungta.

Tokio tipo biodujų gamyklos yra įranga, kuri atveria galimybę kurti beatliekinę gamybą. Šiuo požiūriu geras pavyzdys yra atskiros Vakarų Europos šalys.

Pavyzdžiui, Danijoje šios rūšies kuro gamyba pasiekė beveik 20% visų šalies energijos išteklių. Didžiuosiuose pasaulio regionuose – Indijoje ir Kinijoje – biodujų jėgainių skaičius siekia šimtus tūkstančių.

Galingi pramoniniai įrenginiai biokuro gamybai. Tokios struktūros gali pilnai aprūpinti dideles žemės ūkio struktūras biokuru. Visame pasaulyje naudojama daugybė panašių sistemų. O kiekybinis augimas aktyviai tęsiasi

Ne veltui visame pasaulyje pastebimai išaugo susidomėjimas biodujų gamybos procesais.

Tai vienas iš tų energetikos variantų, kuris priskiriamas prie alternatyvių šaltinių ir kuriam mato ateitį, todėl ūkininkai ir būsto bei komunalinių paslaugų valdytojai, privačių ūkių savininkai ir smulkaus verslo įmonės atidžiai stebi technologijų raidą.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Biodujų gamybos agregato, kurio gamyboje naudojamas 127 litrų talpos plastikinis bakas, apžvalga. Prietaiso savybės ir naudojimo patarimai.

Ypatingas susidomėjimas įrenginių naudojimu pasireiškia restoranų ir gastronominės sferos savininkams, kur maisto atliekų perdirbimo tema išlieka aktuali. Tuo remiantis yra gera proga sukurti pigų organinių atliekų perdirbimą ūkių labui. Galiausiai biokuro gamybos technologija reiškia realų aplinkos tausojimą, ko negalima pasakyti apie kitų energetinių gėrimų gamybą.

Ar domitės biokuro gamyba ir norite paaiškinti kai kuriuos dalykus? Komentaruose užduokite prieštaringus klausimus – mūsų ekspertai bandys išsiaiškinti tokius dalykus.

O gal esate susipažinę su bioreaktoriaus gamyba ir biodujų gamybos procesu iš pirmų lūpų? Pasidalykite savo praktinėmis žiniomis ir savo nuomone šiuo klausimu mūsų straipsnyje – daugelis verslo vadovų bus suinteresuoti jūsų patirtimi ir rekomendacijomis.