Как сделать биотопливо своими руками из навоза в домашних условиях

Современные технологии переработки всех видов сырья открывают перспективу успешного решения проблемы получения биотоплива из навоза прямо в домашних условиях. Кроме того, производя биотопливо в домашних условиях своими руками благодаря новым принципам переработки отходов, можно одновременно производить удобрения для сельскохозяйственных плантаций.

А что для этого нужно и как правильно сделать биореактор – эти проблемы мы подробно рассмотрим в нашей статье. Дадим рекомендации по выбору лучшего сырья для производства биогаза, проанализируем особенности использования полученного топлива для хозяйственных нужд.

Конечно, проще всего купить готовые промышленные установки. Однако их высокая стоимость заставляет рассматривать варианты изготовления производственных систем своими руками.

Краткое определение биогаза

Согласно научным определениям, биогаз – это продукт, полученный в процессе ферментации массы биологических отходов. В этом случае продуктом брожения является метан или водород.

Образование метана (или водорода) происходит в результате жизнедеятельности трех видов бактерий:

  • гидролитический;
  • образование метана.
  • образующие кислоты;

Качественный продукт брожения – это состав газовой смеси, содержание которой распределяется в соотношении: 50-85% метана, 15-50% углекислого газа и менее 5% сероводорода.

Примерно так выглядит структурная схема производства альтернативной энергии. При этом используются традиционные отечественные источники сырья, которые успешно подходят для получения альтернативной энергии – биотоплива

Эта газовая смесь проходит через фильтры для удаления CO2 и H2S, оставляя чистый биологический метан. Этот газ ничем не отличается от природного газа, используемого в бытовом и промышленном секторах.

Сырьем для получения качественной биологической газовой смеси обычно является:

  • отходы спиртового производства (барда);
  • свекольный жом, бытовые отходы, трава и др.
  • птичий навоз и помет;
  • излишки пивоваренной промышленности (пивные зерна);
  • фекалии и отходы рыбного производства;

Это только часть всего пригодного для использования сырья. Но также этот список показывает, насколько разнообразным должен быть список сырья, чтобы иметь возможность наладить производство биогаза на постоянной основе.

Установка по производству биотоплива, адаптированная к потребностям одной из многих действующих ферм. Небольшая станция, но вполне удовлетворяющая потребности частной фермы

Объемные показатели выхода газовой смеси напрямую зависят от вида используемого сырья и содержания в нем содержащихся сухих веществ. Так, если использовать в бизнесе коровий навоз, то из одной тонны навоза реально получить 50-60 м3 биотоплива, содержащего до 60% метана.

Считается, что лучшее сырье – это отходы с высоким содержанием жира. При переработке одной тонны жировых отходов на классической установке по производству биотоплива можно получить до 1300 м3 газовой смеси, в которой содержание метана достигает 90%.

Как сделать модуль рециклинга сельского хозяйства?

Чтобы создать систему преобразования отходов в биотопливо, необходимо хотя бы знать принцип работы таких устройств и иметь представление о схемах.

Схема биореакторной установки: 1 – биореактор; 2 – мешалка; 3 – подогреватель; 4 – насос; 5 – фильтрующий элемент; 6 – газовый компрессор; 7 – газовая опора; 8 – сборник навоза; 9 – производство удобрений (шлам); 10 – панель управления отоплением

Мы рассматриваем и то, и другое, но следует отметить: строительство полноценной установки – дело довольно хлопотное и дорогостоящее. В домашних условиях, как правило, можно делать только что-то подобное станциям обработки. Однако некоторые попытки увенчались успехом.

Принцип работы биологического завода

Технология производства биотоплива обычно поддерживает следующий системный подход:

  1. Биореактор (резервуар) загружен навозом.
  2. Какое-то время процесс ферментации происходит внутри реактора.
  3. Образуется газовая среда.
  4. Газы удаляются из реактора.
  5. Газовая смесь очищается и отправляется на использование в качестве топлива.

Состав газовой смеси, полученной на выходе, характеризуется достаточно высокой насыщенностью различными веществами. Метан (60%), диоксид углерода (35%) и другие вещества, включая сероводород (5%), в основном присутствуют в процентах%).

Схема газораспределения смеси: 1 – содержание метана около 63-65%; 2 – содержание углекислого газа около 30-33%; 3 – содержание сероводорода около 2%; 4 – содержание аммиака около 1%; 5 – содержание водорода около 1%

Между тем для эффективной работы отечественной АЗС необходимы значительные запасы отходов от представителей животного мира.

Поэтому первое, на что следует обратить внимание при решении проблемы получения биотоплива в отечественных условиях (стране), – это наличие сырьевых источников для обогатительной фабрики.

Изготовление биореактора своими руками

Определившись с источниками сырья, необходимо определиться с местом размещения отечественного (или отечественного) биореактора. Сам реактор представляет собой герметичный сосуд, достаточно прочный, имеющий объем, исходя из суточного поступления навозного сырья для переработки (для справки: для получения 100 м3 газовой смеси требуется около 1 тонны навоза).

Таблица зависимости между типом навоза и количеством произведенного биогаза

Таблица, показывающая эффективность конкретного типа биологических отходов с точки зрения объема произведенного газа. Как видно из таблицы, наиболее эффективным является навоз свиней, из которого можно получить больше всего биотоплива

Такой контейнер нужно будет установить на прочное основание, оборудовать запорной арматурой и прочей технической атрибутикой по классической схеме. Верхнюю часть унитаза желательно сделать съемной, с болтовым креплением и уплотнительной прокладкой.

Для обеспечения непрерывности цикла хранилище необходимо оборудовать модулем искусственного обогрева. Если летом эффективность сбраживания навоза и скорость газообразования полностью гарантируются внешними температурными условиями, то зимой ситуация меняется.

Для зимней работы биореактора необходим искусственный обогрев, учитывая прекращение активности ферментативных бактерий уже при 4-10 ° C выше нуля. Следовательно, емкость должна иметь качественную теплоизоляцию. Для этого подойдет классический способ утепления минеральной ватой.

Наглядный пример изоляции биореактора на зимнюю работу. В качестве изоляционного материала здесь использовалась минеральная вата. Верхний слой ваты покрыт фольгированным материалом

Есть несколько вариантов устройства отопления. Например, использование электронагревателей или системы водяного отопления (водяная рубашка).

Мощность нагревательного контура должна быть рассчитана исходя из оптимальной нормы температуры внутри реактора 25-40 ° C, необходимой для обеспечения эффективного процесса ферментации биомассы.

Помимо нагревателей, степень застоя влияет на ферментационную активность биомассы. Фактически, внутри резервуара неочищенный навоз должен постоянно находиться в движении. Движение биомассы улучшает процесс ферментации и сокращает время получения газообразного компонента.

Вариант дачного завода по переработке навоза и производству биотоплива. В этом случае нагрев происходит в виде цементно-водяной бани, в которую погружен корпус реактора. Однако эту установку нельзя использовать в зимний период

Проблема организации движения решена введением в конструкцию биореактора специальной механической мешалки. Вал этого устройства соединен с валом тихоходного двигателя, который совершает вращательное действие. Включение и выключение процесса смешивания можно производить вручную или автоматически.

У нас на сайте есть еще одна статья, в которой дается инструкция, как установить биогазовую установку для нужд частного дома.

Процесс производства биогаза и удобрений

Проектирование системы домашнего производства биотоплива технологически предполагает загрузку корабля навозом примерно на 1/3 вместимости. Для загрузки навоза создан загрузочный люк с герметичной дверцей. Оставшаяся свободная верхняя часть биореактора используется для накопления выделяемых газов.

Самодельный миниатюрный биореактор на базе обычной 200-литровой бочки. В принципе, для удовлетворения скромных потребностей в биотопливе он вполне подходит для использования в частных домах. Это дизайн, который действительно можно сделать в домашних условиях для производства биотоплива

Сбросы должны производиться на верхнем и нижнем ярусах корабля. Вверху – выход для газа, внизу – выход для дренажа обработанного навоза (удобрений). Кроме того, в области верхней части сосуда желательно установить смотровое окошко для наблюдения за процессом.

Патрубок для вывода газовой смеси соединен герметичной трубкой с устройством, одновременно выполняющим функции сепаратора и гидрозатвора. Для коммуникации используется труба (металлическая или полиэтиленовая) небольшого диаметра (25-32 мм).

Сам сепаратор представляет собой относительно небольшой сосуд, наполненный водой. Проходящий через толщу воды газ очищается, сбрасывается в резервуар и затем подается потребителям.

Пример двухступенчатого сепараторного устройства: гидрозатвор для подачи газовой смеси из биореактора. Этот вариант фильтрации позволяет получать очищенный продукт высокого качества

Нижний патрубок на реакторе (для выхода отработанного навоза – шлама) желательно сделать как можно большего размера. К нему подключают запорную арматуру (задвижку) и к емкости делают ответвление для сбора шлама. Потраченную в хозяйстве массу с успехом можно использовать как удобрение.

Подробная информация по определению необходимого объема резервуара, а также расчет эффективности биореактора и целесообразности использования биогаза мы рассмотрели в следующей статье.

Каким должен быть состав кашицы?

Масса навоза, загруженного в биореактор, не должна рассматриваться просто как сырье, подходящее для любой емкости. Состав вещества имеет фундаментальное значение для процесса ферментации. На практике было замечено, что уменьшение количества частиц подложки сопровождается большей эффективностью процесса.

Выраженная волокнистость субстрата и увеличение площади взаимодействия бактерий – главные критерии, способствующие быстрому разложению навозной массы. В таком состоянии при нагревании и перемешивании навоз не образует на поверхности осадка или пленки, что значительно упрощает фильтрацию газовой смеси.

Подготовка сточных вод к загрузке в реактор. Этой процедуре уделяется не меньше внимания, чем ко всему остальному, если вы хотите получить значительное количество биотоплива за короткий промежуток времени

Степень измельчения сырья определяет продолжительность ферментации, которая, в свою очередь, влияет на объем образующегося газа. Поэтому для сокращения времени ферментации необходимо хорошо измельчить сырье: чем лучше качество помола, тем короче период ферментации.

Особенности использования биогаза для бытовых нужд

Сфера применения этого вида энергоресурса довольно велика. За счет использования биогаза в качестве топлива производится электричество, горячая вода или пар. Существует множество практических примеров, когда автомобильный транспорт работает на биотопливе.

Но чтобы у хозяйства не было проблем при использовании такого топлива, крайне важно оборудовать хранилище для полученного биогаза, выделив на участке правильное место для газгольдера.

Биогазовые установки этого типа – оборудование, открывающее возможность создания безотходных производств. В этом отношении отдельные страны Западной Европы подают хороший пример.

Например, в Дании производство этого вида топлива достигло уровня почти 20% от общей массы энергоресурсов страны. В огромных регионах мира – Индии и Китае – есть сотни тысяч биогазовых установок.

Мощные промышленные предприятия по производству биотоплива. Эти объекты способны полностью обеспечивать биотопливом крупные сельскохозяйственные предприятия. Огромное количество таких систем используется по всему миру. И количественный рост активно продолжается

Во всем мире наблюдается не только значительный рост интереса к процессам производства биогаза.

Это один из тех вариантов энергии, которые классифицируются как альтернативные источники и за которыми видят будущее, поэтому фермеры и руководители жилищно-коммунального хозяйства, владельцы частных ферм и малых предприятий внимательно следят за развитием технологий.

Выводы и полезные видео по теме

Обзор биогазовой установки, при изготовлении которой использовался пластиковый бак емкостью 127 л. Особенности устройства и рекомендации по использованию.

Особый интерес к использованию растений проявляют владельцы предприятий общественного питания и гастрономии, где вопрос обращения с пищевыми отходами остается актуальным. Исходя из этого, есть хорошая возможность создать экономичное удаление органических отходов на благо хозяйств. Наконец, технология производства биотоплива – это настоящая защита окружающей среды, чего нельзя сказать о продукции других инженеров-энергетиков.

Вас интересует производство биотоплива и вы хотите уточнить некоторые моменты? Задавайте спорные вопросы в комментариях – наши специалисты постараются их прояснить.

А может вы не понаслышке знаете, как производится биореактор и как производят биогаз? Поделитесь своими практическими знаниями и мнением по этому поводу в нашей статье – многим руководителям бизнеса будет интересен ваш опыт и советы.

Источник – https://sovet-ingenera.com/eco-energy/bio-fuel/biotoplivo-svoimi-rukami.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: