Реклама:

Биогазовая установка. Переработка органических отходов с пользой

Повышение цен на энергоресурсы вынуждает разыскивать альтернативные варианты обогрева. Хороших результатов можно добиться путем самостоятельного производства биогаза из доступного органического сырья. В этой статье мы расскажем о цикле производства, устройстве биореактора и сопутствующем оборудовании.

Биогазовая установка. Переработка органических отходов с пользой

При соблюдении элементарных эксплуатационных правил газовый реактор целиком безопасен и способен обеспечить топливом и электроэнергией хоть небольшой дом, хоть цельный агропромышленный комплекс. Результат работы биореактора — не лишь газ, но и один из самых ценных видов удобрений, основная составляющая натурального гумуса.

Будто получают биогаз

Для получения биогаза органическое сырье помещают в условия, благоприятные для развития нескольких видов бактерий, которые в процессе жизнедеятельности выделяют метан. Биомасса проходит три цикла превращений, и на каждом этапе принимают участие разные штаммы анаэробных организмов. Кислород для их жизнедеятельности не требуется, однако имеет большое значение состав сырья и его консистенция, а также температура и внутреннее давление. Оптимальными считаются обстоятельства с температурой 40–60 °С при давлении до 0,05 атм. Загруженное сырье начинает вырабатывать газ после продолжительной активации, которая занимает от нескольких недель до полугода.

Биогазовая установка. Переработка органических отходов с пользой

Начин выхода газа в расчетном объеме свидетельствует о том, что колонии бактерий уже довольно многочисленны, поэтому спустя 1–2 недели в реактор дозировано добавляют свежее сырье, которое почитай сразу активируется и вступает в цикл производства.

Для поддержания оптимальных условий сырье периодически перемешивают, используют доля тепла от газового отопления для поддержания температуры. Полученный газ содержит от 30 до 80% метана, 15–50% углекислого газа, небольшие примеси азота, водорода и сероводорода. Для использования в хозяйстве газ обогащают, удаляя из него углекислоту, после этого топливо может быть применено в широком спектре энергооборудования: от двигателей электростанций до отопительных котлов.

Какое сырье подходит для производства

Вопреки расхожему мнению, навоз не является лучшим сырьем для производства биогаза. Выход топлива из тонны чистого навоза итого 50–70 м3 с концентрацией 28–30%. Однако собственно в отходах жизнедеятельности животных содержится большинство необходимых бактерий для быстрого запуска и поддержания эффективной работы реактора.

Биогазовая установка. Переработка органических отходов с пользой

По этой причине навоз смешивают с отходами растениеводства и пищевой промышленности в соотношении 1:3. В качестве растительного сырья используют:

Сырье Выход с 1 т сырья Концентрация СН4
Силос из стеблей и початков кукурузы 400 м3 50-56%
Силос из травы и зерновых 200-230 м3 49-54%
Кормовой картофель, свекла, семя 500-600 м3 50-65%
Отходы пекарен и пищевой промышленности (соя, овёс) 700-750 м3 55-58%
Растительные масла, сало, глицерин 8500-1200 м3 65-68%

Сырье нельзя попросту засыпать в реактор, нужна определенная подготовка. Отправной субстрат измельчают до фракции 0,4–0,7 мм и разбавляют водой в количестве возле 25–30% от сухой массы. В больших объемах смешение требует более тщательного смешивания в устройствах гомогенизации, после чего она готова к загрузке в реактор.

Стройка биореактора

Требования к условиям размещения реактора такие же, будто и для пассивного септика. Основная доля биореактора — метантенк — емкость, в которой происходит весь процесс сбраживания. Для снижения затрат на прогрев массы реактор вкапывают в землю. Таким образом температура среды не опускается ниже 12–16 °С, а отток тепла, образующийся при реакции, остается минимальным.

Биогазовая установка. Переработка органических отходов с пользойСхема биогазовой установки: 1 — бункер загрузки сырья; 2 — биогаз; 3 — биомасса; 4 — бак компенсатор; 5 — люк для извлечения отходов; 6 — клапан сброса давления; 7 — газовая трубка; 8 — гидрозатвор; 9 — к потребителям

Для метантенков объемом до 3 м3 допускается использовать капроновые емкости. Поскольку толщина и материал их стенок не препятствуют оттоку тепла, емкости обкладывают слоями пенополистирола или влагостойкой минеральной ваты. Дно котлована бетонируют стяжкой 7–10 см с армированием, чтоб исключить выдавливание реактора из грунта.

Самый подходящий материал для строительства крупных реакторов — армированный керамзитобетон. Он имеет достаточную прочность, низкую теплопроводность и высокий эксплуатационный ресурс. Перед заливкой стен камеры нужно смонтировать наклонную трубу для подачи смеси в реактор. Ее диаметр составляет 200–350 мм, нательный конец должен находиться в 20–30 см от дна.

В верхней части метантенка расположен газгольдер — купольная или конусная конструкция, концентрирующая газ в верхней точке. Газгольдер может быть выполнен из листового металла, однако в небольших установках свод выполняют кирпичной кладкой, а затем оббивают стальной сеткой и штукатурят. При сооружении газгольдера необходимо предусмотреть в его верхней части герметичный ход двух трубок: для забора газа и установки клапана сброса давления. Еще одну трубу диаметром 50–70 мм закладывают для откачки отработанной массы.

Биогазовая установка. Переработка органических отходов с пользой

Емкость реактора должна быть герметичной и выдерживать давление в 0,1 атм. Для этого внутреннюю поверхность метантенка покрывают сплошным слоем обмазочной битумной гидроизоляции, а на вершине газгольдера монтируют герметичный люк.

Отвод газа и обогащение

Из-под купола газгольдера газ отводят чрез трубопровод в емкость с водяным затвором. Толщина водного слоя над выходом трубки определяет рабочее давление в реакторе и обычно составляет 250–400 мм.

После водяного затвора газ может использоваться в отопительном оборудовании и для приготовления пищи. Однако для работы двигателей внутреннего сгорания нужно более высокое содержание метана, потому газ обогащают.

Биогазовая установка. Переработка органических отходов с пользой

Первый этап обогащения — снижение концентрации углекислоты в газе. Для этого можно использовать специальное оборудование, работающее на принципе химической абсорбции или на полупроницаемых мембранах. В домашних условиях обогащение возможно также методом пропускания газа чрез толщу воды, в которой растворяется до половины СО2. Газ распыляется на мелкие пузырьки чрез трубчатые аэраторы, насыщенная углекислотой вода должна периодически отводиться и распыляться в условиях нормальной атмосферы. В растениеводческих комплексах такую воду успешно используют в системах гидропоники.

На втором этапе обогащения снижают влажности газа. Эта функция присутствует в большинстве обогатительных устройств фабричного изготовления. Самодельные осушители имеют облик Z-образной трубки, заполненной силикагелем.

Использование биогаза: специфика и оборудование

Большинство современных моделей отопительной техники рассчитаны на работу с биогазом. Устаревшие котлы могут быть относительно легко переоборудованы заменой горелки и устройства подготовки газовоздушной смеси.

Биогазовая установка. Переработка органических отходов с пользой

Для получения газа под рабочим давлением используется обыкновенный поршневой компрессор с ресивером, установленный на работу с давлением в 1,2 от расчетного. Нормализация давления осуществляется газовым редуктором, это помогает избежать перепадов и поддерживать ровное пламя.

Производительность биореактора должна быть будто минимум на 50% выше потребления. Излишков газа в производстве не образуется: когда давление превышает 0,05–0,065 атм, реакция почитай полностью замедляется, и восстанавливается лишь после того, как доля газа будет откачана.

рмнт.ру

RMNT.RU — Статьи по строительству и ремонту

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Можно использовать следующие HTML-теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

Строительный експерт ! © 2014-2018