Informácie

Technológia na získavanie a výrobu bioplynu z hnoja

Technológia na získavanie a výrobu bioplynu z hnoja


Aby ste sa zbavili hnoja, potrebujete nielen špeciálne určené miesto, ale aj veľa finančných prostriedkov. Ak ho súkromní obchodníci vo svojich záhradách plne využívajú vo veľkom množstve, potom poľnohospodárske farmy už dávno začali so spracovaním cenných surovín na bioplyn. Tento proces, ako sa ukázalo, je k dispozícii všetkým. O technológii získavania a výroby je náš článok ďalej.

Čo je to bio plyn

Tento plyn v podstate patrí k ekologickým palivovým zdrojom. Jeho vlastnosti sú také, že je dosť podobný zemnému plynu vyrobenému priemyselnými spoločnosťami. Rozsah tohto zdroja je obrovský.

Bioplyn možno považovať za alternatívne palivo, pretože vyžaduje živočíšny odpad, ktorý je dostatočný v poľnohospodárstve. Výsledkom vysokokvalitného spracovania je bezfarebný plyn, ktorý nemá charakteristický zápach a vo svojom zložení obsahuje asi 70% metánu.

Výhrevnosť takéhoto paliva je dosť pôsobivá. Napríklad 1 meter kubický. m. spracovaného plynu môže poskytnúť rovnaké množstvo tepla ako 1,5 kg uhlia.

Je možné získať bioplyn z hnoja?

Určite môžete. A je ľahké to dosiahnuť. Najskôr je potrebné vybaviť špeciálne určené miesto a vybaviť ho potrebným zásobníkom. Malo by sa však pamätať na to, že na spracovanie bude potrebných veľa biomasy. Pre porovnanie, 1 tona hnoja sa môže zmeniť na 100 metrov kubických. m požadovaného paliva.

Ako sa vyrába bioplyn?:

  • Priemyselný rozsah výroby paliva predpokladá prítomnosť špeciálneho bioreaktora. V ňom za účasti anaeróbnych baktérií prebieha proces spracovania surovín. Fermentácia prebieha v biomase a toto trvá určitý čas. Je dôležité udržiavať čistý vzduch vonku. Trvanie tohto stupňa priamo závisí od toho, koľko biomasy bolo vložené do reaktora.
  • Keď je táto etapa na vrchole, dochádza k kontinuálnemu vývoju plynnej hmoty. Skladá sa z: metánu - 60% alebo viac, oxidu uhličitého - 35% a 5% ďalších látok. Odborníci v tejto oblasti často nájdu v tejto zmesi častice sírovodíka.
  • Pri nepretržitej výrobe plynu sa neustále odstraňuje z bioreaktora na čistenie.
  • Proces spracovania sa zastaví a bioplyn sa začne používať na určený účel, vyčistite inštaláciu. Vyťaží sa z neho odpad, ktorý sa potom odošle na hnojenie polí.

Fázy prijímania a spracovania odpadu

Biopalivá sa dajú vyrábať v chatkách alebo priamo na vašom webe. Za týmto účelom sme si vybrali najpriestrannejšie a najbezpečnejšie miesto pre konštrukciu konštrukcie. Potom musíte postaviť špeciálny betónový kontajner. Pri správnom usporiadaní a absencii trhlín bude slúžiť ako skutočný reaktor.

Pred začatím výstavby je potrebné počítať s tým, že použitý hnoj musí byť po spracovaní voľne odstránený. Riešenie je jednoduché - vopred si pripravte špeciálny otvor, prípadne s rúrkou. Musí byť vybavený tak, aby sa dodržiavala úplná tesnosť celej konštrukcie. Účinné to bude, iba ak sa plyny neodparujú.

Voľba veľkosti nádrže závisí od toho, koľko hnoja sa na farme každý deň objaví. Či už je to obyčajný dvor s malým počtom hospodárskych zvierat alebo plnohodnotná farma, v každom prípade musí byť bioreaktor naplnený najviac do dvoch tretín jeho plného objemu. Iba tak bude proces fermentácie prebiehať správne.

Po výstavbe je potrebné skontrolovať funkčnosť inštalácie. Po naložení biomasy sa začína so spracovaním. Proces môžete trochu urýchliť. Na to sa používa veľmi efektívna metóda - ohrev suroviny.

  1. Môžete použiť špeciálne vykurovacie články, ktoré sú inštalované pod nádobou.
  2. Pripojte malú špirálu k systému ústredného kúrenia a umiestnite ju pod nádrž.
  3. Reaktor je možné ohrievať priamo pomocou výkonných elektrických ohrievačov.

Varianty zariadení na získavanie paliva

Každý typ zariadenia je navrhnutý na použitie v konkrétnej oblasti. Výber je spravidla ovplyvnený poveternostnými podmienkami. Ak je podnebie teplé, od lacnej a zjednodušenej inštalácie nemusíte upustiť. V náročných podmienkach budú potrebné ďalšie mechanizmy.

Hlavné typy:

  1. Inštalácia určená na ručné vkladanie, ktorá nemá funkcie miešania a ohrievania. Jedna z najjednoduchších a najbežnejších variácií. Možno použiť aj doma. Spracovanie hnoja - až 200 kg za deň.
  2. Zariadenie s ručným vkladaním a možnosťou miešania biomasy. Efektívnejšie vybavenie pri rovnako nízkych nákladoch.
  3. Aktualizovaný systém, ktorý umožňuje ručné nakladanie, ohrievanie a miešanie hnoja. Drahšia možnosť s reaktorom ohrievaným špeciálnym kotlom. Beží na nepretržite vyrábaný bioplyn. Dostupné pre priemyselné firmy.
  4. Inštalácia, ktorá obsahuje pneumatický mechanizmus na miešanie hmoty, kúrenie, držiak plynu a ručné plnenie.
  5. Plne automatizovaná sada pre poľnohospodárske a živočíšne spoločnosti. Drahé a vysoko produktívne.

Princíp činnosti zariadenia

Prevádzka všetkých zariadení je nasledovná:

  • Odpad je naložený;
  • Zásobník je tesne uzavretý;
  • Zahrieva sa hmota;
  • Vzniká plynná zmes;
  • Bioplyn sa čistí a odstráni na ďalšie použitie.

Schéma domácej inštalácie

Je celkom jednoduché vytvoriť celú recyklačnú štruktúru. Potrebné urobiť:

  1. Reaktor založený na objeme hnoja;
  2. Špeciálna podpora pre reaktor, kde sa bude zbierať odpad;
  3. Ventil;
  4. Výfukové potrubie na bioplyn;
  5. Vykurovací mechanizmus.

Domáce vyrobené zariadenie predvedie maximálny výkon pri dodržaní niekoľkých pravidiel. Prvým je tesnosť. Druhým je správne vykurovanie. Tretie je plnenie nádrže v normálnych medziach.

Ako sa palivo používa na farme

Pomocou tohto typu paliva, ktoré sa bude neustále vyrábať na mieste, je možné plne vykurovať dom a niektoré ďalšie konštrukcie. Ak je veľa hospodárskych zvierat, objem útkového hnoja umožní vyrobiť dostatok „bezplatného“ ekologicky nezávadného plynu na vykurovanie aj dvojpodlažnej budovy.

Druhým spôsobom použitia je spotreba oxidu uhličitého. S vodou sa to robí ľahko.

Každý súkromný vlastník, ktorý prevádzkuje farmu, môže získať produktívne zariadenie na výrobu bioplynu. Navyše si ho môžete navrhnúť sami. Je potrebné brať do úvahy klimatické podmienky a objem surovín. Vďaka tomu budú výhody použitia tohto paliva veľmi hmatateľné.


Technológia na získavanie a výrobu bioplynu z hnoja

Dizajn a podpora:
Aleksandr Kuznecov

Technická podpora:
Michail Bulakh

Programovanie:
Danil Monchukin

Marketing:
Tatiana Anastasyeva

Prevod:
Natália Kuznecovová

Pri použití materiálov z tejto stránky sa vyžaduje odkaz na https://www.diagram.com.ua

Bioenergetické zariadenia. Technológia bioplynu

Fermentáciou, ktorá je základom pre výrobu bioplynu, sú konečné produkty: metán CH4 (55 - 65%), oxid uhličitý CO2 (30 - 35%), vodík H2 (3 - 5%), malé množstvo sírovodíka a amoniaku. Fermentácia v podstate spája tri biologické procesy: hydrolýzu, kyslú fermentáciu a metánovú fermentáciu.

Produkcia bioplynu zo slamového hnoja je približne 1 - 1,8 m3 / deň na hlavu dobytka.

Bioplyn má priemernú výhrevnosť 20 - 23 MJm3.

Spolu s bioplynom sa pri anaeróbnej digescii živočíšneho a hydinového odpadu vyrába hodnotné ekologické hnojivo bez patogénnej mikroflóry, vajíčok červov, burinových semien, dusitanov a dusičnanov a špecifických výkalov.

Potenciál výroby bioplynu pomocou odpadu z chovu hospodárskych zvierat, hydiny a agropriemyselných spracovateľských podnikov je veľmi veľký.

Výroba bioplynu z tuhého komunálneho odpadu (TKO)

Prudký nárast spotreby v posledných desaťročiach po celom svete viedol k výraznému zvýšeniu objemu tuhého komunálneho odpadu (TKO). Likvidácia v povrchovom geologickom prostredí zostáva jedným z hlavných spôsobov odstraňovania tuhého odpadu na celom svete. Za týchto podmienok odpad podlieha intenzívnemu biochemickému rozkladu, ktorý spôsobuje najmä tvorbu skládkového plynu (LFG). Emisie LH vstupujúce do prírodného prostredia vytvárajú negatívne účinky miestnej aj globálnej povahy. Z tohto dôvodu sa v mnohých rozvinutých krajinách sveta prijímajú špeciálne opatrenia na minimalizáciu emisií LHG. To v skutočnosti viedlo k vzniku nezávislého odvetvia globálneho priemyslu, ktoré zahŕňa ťažbu a využitie skládkového plynu.

Hlavnou metódou riešenia tohto problému je technológia ťažby a využitia LFG. Na ťažbu skládkového plynu na skládkach sa používa nasledujúci schematický diagram: sieť vertikálnych odtokových vrtov plynu je spojená plynovodmi, v ktorých kompresorová jednotka vytvára vákuum potrebné na prepravu LH na miesto použitia (obrázok 5.2) . Zberné a likvidačné zariadenia sú inštalované na špeciálne upravenom mieste mimo telesa skládky.


Obrázok 5.2. Bloková schéma zariadenia na ťažbu a využitie bioplynu

Vertikálne studne sa používajú na extrakciu LH na skládkach tuhého odpadu. Spravidla sú umiestnené rovnomerne po celej ploche skládky s odstupom 50 - 100 m medzi susednými studňami. Ich priemer sa pohybuje od 200 do 600 mm a hĺbku určuje hrúbka telesa skládky a môže dosahovať niekoľko desiatok metrov. Na vŕtanie studní sa používa bežné vrtné zariadenie aj špecializované zariadenie, ktoré umožňuje stavbu studní s veľkým priemerom. Zároveň je výber tohto alebo toho zariadenia z ekonomických dôvodov.

Každá jamka odvádza konkrétny blok tuhého odpadu, obvykle vo forme valca. Stabilitu prevádzky vrtu je možné zabezpečiť, ak jeho prietok nepresahuje objem novovytvoreného SG. Posúdenie produktivity plynu existujúcej vrstvy tuhého odpadu sa vykonáva v rámci predbežných poľných geochemických štúdií.

Výstavbu systému odvodu plynu je možné realizovať ako celok na celom území skládky tuhého odpadu po ukončení jej činnosti, tak aj v samostatných častiach skládky podľa postupnosti ich nakladania. Je potrebné mať na pamäti, že telesá skládok s hrúbkou najmenej 10 m sú vhodné na ťažbu LF. Je tiež žiaduce, aby bolo územie skládky tuhého odpadu, kde sa plánuje výstavba systému zberu LH, rekultivované, to znamená pokryté pôdnou vrstvou najmenej 30 - 40 cm.

Produkcia plynu končí v priemere na skládke v rozmedzí 10 - 50 rokov, zatiaľ čo špecifický výťažok plynu je 120 - 200 metrov kubických. m na tonu tuhého odpadu. Významné odchýlky v produktivite plynu a rýchlosti procesu sú určené podmienkami prostredia, ktoré prevládajú v konkrétnej skládke. Medzi parametre, ktoré riadia biokonverziu, patria vlhkosť, teplota, pH, zloženie organických frakcií.

Výroba bioplynu z odpadových vôd (WWS)

Už viac ako 20 rokov sa krajiny západnej Európy aktívne podieľajú na praktickom riešení problému zneškodňovania odpadu z čistiarní odpadových vôd.

Jednou z najrozšírenejších technológií na využitie WWS je ich použitie v poľnohospodárstve ako hnojivo. Jej podiel na celkovom množstve WWS sa pohybuje od 10% v Grécku do 58% vo Francúzsku, v priemere 36,5%. Napriek popularizácii tohto typu zneškodňovania odpadu stráca svoju atraktivitu, pretože poľnohospodári sa obávajú hromadenia škodlivých látok na poliach. V súčasnosti je v mnohých krajinách zakázané používať odpad v poľnohospodárstve, napríklad v Holandsku od roku 1995.

Spaľovanie čistiarní odpadových vôd je na treťom mieste z hľadiska objemu zneškodňovania odpadov (10,8%). V súlade s prognózou sa jeho podiel v budúcnosti zvýši na 40%, a to aj napriek relatívne vysokým nákladom na túto metódu. Spaľovaním kalu v kotloch sa vyrieši ekologický problém spojený s jeho skladovaním, získa sa pri jeho spaľovaní ďalšia energia, a preto sa zníži potreba palivových a energetických zdrojov a investícií. Je vhodné použiť polotekutý odpad na výrobu energie v zariadeniach na kombinovanú výrobu elektriny a tepla ako prísada k fosílnym palivám, napríklad k uhliu.

  • samostatné spaľovanie (spaľovanie vo fluidnom lôžku (LBB) a viacstupňové pece)
  • spoluspaľovanie (v existujúcich uhoľných kogeneračných jednotkách alebo cementárenských a asfaltových zariadeniach).

Medzi metódami samostatného spaľovania je populárne použitie technológie tekutých vrstiev; najúspešnejšie prevádzkované pece s FSW. Takéto technológie umožňujú zabezpečiť stabilné spaľovanie paliva s vysokým obsahom minerálnych zložiek, ako aj znižovať obsah oxidov síry vo výfukových plynoch v dôsledku ich väzby počas spaľovania vápencom alebo kovmi alkalických zemín obsiahnutými v popole palivo.

Environmentálne aspekty používania čistenia odpadových vôd

Porovnanie chemického zloženia WWS, bitúmenového a hnedého uhlia spaľovaného na TPP ukazuje, že elementárne zloženie WWS a hnedého uhlia sa líši nepatrne. WWS (6,2% vlhkosti) obsahuje o 24,5% menej uhlíka ako uhlie (12% vlhkosť) a 5% menej ako hnedé uhlie (39% vlhkosť). Podiel síry presahuje svoju špecifickú hmotnosť v uhlí iba o 0,2% v porovnaní s bitúmenovým uhlím a o 0,4% v porovnaní s hnedým uhlím. Obsah dusíka v WWS je porovnateľný s obsahom bitúmenového uhlia a je o 2% vyšší ako v prípade hnedého uhlia. Porovnanie sušiny ukazuje, že obsah uhlíka vo VKS je takmer o 30% nižší, síra a dusík sa takmer nemenia.

Chemické zloženie a vlastnosti popola z WWS umožňujú použitie ako stavebný cestný materiál (s priemerom častíc viac ako 1 mm), ako prísada do cementu alebo na skládky ako plnivo.

Možné možnosti zneškodnenia odpadu

  1. Spaľovanie v cyklónovej peci na základe bubnových sušiacich pecí úpravní (ruská technológia - „Tekhenergohimprom“, Berdsk)
  2. Spaľovanie v cyklónovej peci na báze bubnových kotlov úpravní (ruská technológia - Sibtekhenergo, Novosibirsk a Biyskenergomash, Barnaul)
  3. Samostatné spaľovanie v novom type viacstupňovej pece (západná technológia - „NESA“, Belgicko)
  4. Samostatné spaľovanie v novom type fluidnej pece (západná technológia - „Segher“ Belgicko)
  5. Samostatné spaľovanie v novej cyklónovej peci (západná technológia - „Steinmuller“, Nemecko)
  6. Spoluspaľovanie v existujúcom zariadení na kombinovanú výrobu elektriny a tepla.

Výroba bioplynu z odpadu z chovov hydiny a dobytka

Obnoviteľné zdroje biomasy rôzneho pôvodu sa každoročne hromadia vo veľkých objemoch alebo sa využívajú neefektívne.

Efektívne využitie biomasy je možné zavedením vhodných technológií a zariadení na získavanie paliva vo forme drevnej štiepky, brikiet, plynných a kvapalných palív.

  • biomasa je na 4. mieste na svete medzi rôznymi druhmi paliva
  • biomasa predstavuje 14% primárnych palív a energetických zdrojov a v rozvojových krajinách - až 35%
  • biomasa je ekologickejšia, ak sa používa ako palivo - menej zlúčenín síry a menej emisií CO2 v atmosfére
  • doba návratnosti pre elektrárne na biomasu nepresahuje 2 - 4 roky.

V súčasnosti však prebiehajú samostatné výskumné práce týkajúce sa priameho spaľovania biomasy a jej anaeróbnej digescie.

Výroba bioplynu z lesného a poľnohospodárskeho odpadu

Na maximalizáciu využitia lesného a poľnohospodárskeho odpadu v energetickom sektore bol vyvinutý proces rozkladu, ktorý spočíva v ich rýchlom zahriatí bez kyslíka (vzduchu) na teploty, pri ktorých je rýchlosť uvoľňovania požadovaných produktov maximálna. Je navrhnutý na riešenie energetických a environmentálnych problémov.

Parametre procesu rýchlej pyrolýzy, zloženie a množstvo emitovaných produktov sú predbežne stanovené pre každý druh suroviny. Závod je určený pre každý druh suroviny. Maximálne teploty spracovania sú určené teplotou existencie látky v kondenzovanej fáze.

Vysokorýchlostné zahriatie látky poskytuje: minimálne straty energie do životného prostredia, maximálnu rýchlosť chemického procesu s uvoľňovaním produktov do plynnej fázy, maximálnu koncentráciu vlhkosti a jej použitie. Rýchlosť zahrievania látky musí prekročiť rýchlosť fyzikálno-chemických procesov prebiehajúcich v spracovanej hmote. Výťažok kvapalného paliva je 70% organickej hmotnosti suroviny. Napríklad z 1 tony pilín môžete získať 700 litrov tekutého paliva.

Anorganické zložky a produkty chemickej modifikácie (uhlíkaté zvyšky) zostávajú v tuhej fáze. Množstvo zvyšku podobného uhlíku je určené obsahom lignínu a je vždy nižšie ako množstvo zvyšku získané inými spôsobmi spracovania.

Na získanie hlavnej zložky kvapalného paliva je plynná fáza kondenzovaná (produkty s nízkou molekulovou hmotnosťou tvorené v procese nie sú kondenzované). Plynnú fázu je možné po kondenzácii alebo bez nej priviesť priamo do spaľovne. Výhrevnosť (výhrevnosť) hlavnej zložky paliva je zvyčajne vyššia ako výhrevnosť suchého paliva tohto typu. Takže výhrevnosť dreva je 4 500 kcal / kg a teplo spaľovania kvapalného paliva 5 500 kcal / kg. Kvapalné palivá sa môžu používať ako motorové palivo v spaľovacích motoroch.

Zariadenie je napájané elektrickou energiou alebo spaľovaním spracovaných výrobkov alebo surovín.

Výhody procesu: vysoká rýchlosť, vysoký stupeň premeny spracovaných výrobkov; malé rozmery hlavnej jednotky zariadenia; nízka spotreba energie na jednotku spracovaných výrobkov; nízka cena energie získanej z reakčných produktov.

Náklady na inštaláciu s kapacitou 2 tony spracovaných surovín za deň sú 2,5 milióna rubľov. Pri spracovaní pilín od 2 ton sa získa 1,4 tony kvapalného paliva. Ročná produktivita je 500 ton kvapalného paliva, pri cene 0,1 USD / liter je ročný obrat 50 000 USD. Doba návratnosti je 3 roky.

Čítaj a píš užitočné komentáre k tomuto článku.


Výhody biotechnológie

Technológia výroby biopalív z rôznych prírodných zdrojov nie je nová. Výskum v tejto oblasti sa začal na konci 18. storočia a úspešne sa rozvinul v 19. storočí. V Sovietskom zväze bol prvý závod na výrobu bioenergie vytvorený v štyridsiatych rokoch minulého storočia.

Biotechnológie sa už dlho používajú v mnohých krajinách, dnes však získavajú osobitný význam. Kvôli zhoršeniu ekologickej situácie na planéte a vysokým nákladom na nosiče energie mnohí obracajú oči k alternatívnym zdrojom energie a tepla.


Technológia spracovania hnoja na bioplyn umožňuje znížiť množstvo škodlivých emisií metánu do atmosféry a získať ďalší zdroj tepelnej energie

Samozrejme, hnoj je veľmi cenné hnojivo a ak sú na farme dve kravy, nie sú s jeho používaním žiadne problémy. Iná vec je, pokiaľ ide o farmy s veľkými a strednými hospodárskymi zvieratami, kde sa ročne vytvárajú tony páchnuceho a hnijúceho biologického materiálu.

Aby sa hnoj stal kvalitným hnojivom, potrebujete plochy s určitým teplotným režimom, čo je navyše. Mnoho farmárov ju preto uskladňuje tam, kde je to potrebné, a potom ju odvezie na pole.


V závislosti od množstva vyprodukovaných surovín za deň by sa mali zvoliť rozmery zariadenia a stupeň jeho automatizácie.

Ak nie sú dodržané podmienky skladovania, z hnoja sa odparí až 40% dusíka a hlavná časť fosforu, čo výrazne zhoršuje jeho ukazovatele kvality. Okrem toho sa do atmosféry uvoľňuje plynný metán, čo má negatívny vplyv na ekologickú situáciu planéty.

Moderná biotechnológia umožňuje nielen neutralizovať škodlivé účinky metánu na situáciu v životnom prostredí, ale aj umožniť, aby slúžil v prospech ľudí, a zároveň prináša značné ekonomické výhody. V dôsledku spracovania hnoja vzniká bioplyn, z ktorého sa dajú potom získať tisíce kW energie a odpad z výroby je veľmi hodnotným anaeróbnym hnojivom.

  • Organizácia systému výroby bioplynu je pre farmy ekonomicky oprávnená. Ak surovinu poskytujú iba dve kravy, je lepšie ju použiť ako hnojivo.
  • Plyn získaný spracovaním hnoja poskytne teplo a energiu. Po vyčistení je možné ho dodať sporáku a kotol načerpaný do valca použiť elektrický generátor.
  • Štrukturálne je najjednoduchšie zariadenie na spracovanie ľahké postaviť vlastnými rukami. Jeho hlavným orgánom je bioreaktor, ktorý musí byť dobre hydro- a tepelne izolovaný.
  • Pre tých, ktorí si chcú skrátiť čas výstavby systému, je vhodná továrenská plastová nádoba. Pri jeho použití platia rovnaké konštrukčné a izolačné princípy.


Bioplyn v Rusku

Podstatným a rozhodujúcim faktorom pre rozvoj energie z bioplynu je podpora na štátnej úrovni. Napríklad v krajinách, kde vláda uplatňuje „zelenú tarifu“ na nákup elektriny z bioplynových staníc, dosahuje podiel energie z bioplynu 20%. Táto situácia je pozorovaná vo Fínsku, Švédsku a Rakúsku. Zástupcovia ruského ministerstva energetiky uviedli, že krajina dosiahne 10% energie z alternatívnych zdrojov všetkých typov až v roku 2030.
Odborníci vymenujú dve sľubné oblasti výroby bioplynu v Rusku:

  • výstavba priemyselných staníc
  • predaj továrenských modulárnych inštalácií.

Pokiaľ ide o technológiu, výroba bioplynových reaktorov sa tiež rozvíja v dvoch smeroch. Prvým typom bioplynových staníc sú modulárne horizontálne valcové mechanizmy, v ktorých sú dávkové miešače. Takéto jednotky sa dodávajú hotové. Druhým konštruktívnym typom sú vertikálne inštalované digestory, ktoré sa najčastejšie montujú na mieste inštalácie.
Praktické údaje ukazujú, že farma, ktorá má bioplynovú stanicu, nespotrebuje viac ako 15% vyrobenej energie, preto ide väčšina z nej na predaj. Na stimuláciu výrobcov energie z bioplynu vyvíjajú odborníci z ministerstva energetiky celý rad opatrení:

  • ktorým sa stanovuje prirážka k veľkoobchodnej cene elektriny
  • úhrada nákladov na pripojenie k elektrickej sieti.

Napriek dosť priaznivej pôde napriek tomu v Rusku funguje iba niekoľko elektrární na bioplyn. Prvý ruský reaktor bol spustený v roku 2009 v dedine Doshino v regióne Kaluga. Ďalšia z nich pracuje v regióne Belgorod - bioplynová stanica „Baintsury“ na báze komplexu na chov ošípaných a „Luchki“. Pred niekoľkými rokmi bola v mordovianskej dedine Romadanovskoye spustená veľká bioplynová stanica. Región Belgorod je lídrom vo výrobe ruského bioplynu.
Pretože práve v agropriemyselnom komplexe vzniká veľké množstvo organického odpadu, je rozvoj energie z bioplynu najsľubnejší na vidieku nášho štátu. Bohužiaľ, dnes sa v Rusku biologická hmota považuje hlavne za zdroj strát, pretože každý rok sa škody spôsobené poľnohospodárskym odpadom odhadujú na asi 450 miliárd rubľov. Zatiaľ čo bioplyn je ekologický a lacný typ nosiča energie. Pomocou technológií na bioplyn je možné dosiahnuť množstvo pozitívnych vedľajších účinkov, ktoré sú pre ruský vidiek mimoriadne dôležité.


Technológia bioplynu

Produkcia bioplynu je možná pomocou baktérií, ktoré pre svoju životnú činnosť nepotrebujú kyslík. Preto je na výrobu bioplynu potrebné postaviť uzavreté nádoby, v ktorých bude prebiehať fermentácia surovín. Odtokové potrubie je v nádobách navrhnuté tak, aby vzduch z vonkajšieho prostredia nemohol preniknúť dovnútra.

Najskôr sa zásobník naplní tekutými surovinami a teplota sa zvýši na požadovanú úroveň, aby mohli mikroorganizmy začať pracovať. Metán stúpa z tekutého hnoja a hromadí sa v špeciálnych nádržiach, v ktorých prebieha stupeň filtrácie. Potom sa zhromažďuje v plynových fľašiach. Použitá hmota hnoja sa hromadí na dne kontajnerov, odkiaľ sa pravidelne vynáša a uskladňuje na iných miestach. Po odčerpaní odpadovej kvapaliny sa do nádrže privádza nový hnoj.

Teplotný režim fungovania baktérií

Metán sa môže z hnoja uvoľňovať, iba ak je preň vytvorený vhodný teplotný režim. Hnoj obsahuje rôzne baktérie, ktoré sa aktivujú a uvoľňujú bioplyn pri rôznych teplotách a pri rôznych rýchlostiach:

  • Mezofilné baktérie. Začnú pracovať, ak teplota okolia stúpne nad 30 stupňov. Bioplyn sa vyrába veľmi pomaly - produkty je možné zhromažďovať po pol mesiaci.
  • Teplomilné baktérie. Na ich aktiváciu je potrebná teplota 50-65 stupňov. Bioplyn je možné zhromaždiť do troch dní. Obzvlášť cenný je kal - odpad z hnoja po silnom zahriatí. Jedná sa o užitočné hnojivo a čo je najdôležitejšie neškodné - akékoľvek hlísty, semená buriny, patogénne mikroorganizmy sa pri zahriatí zničia.
  • Existuje aj iný druh termofilných baktérií, ktoré prežijú pri zahrievaní na teplotu 90 stupňov. Ďalej sú obsiahnuté v hnoji, aby rýchlejšie kvasili.

S poklesom teploty sa všetky druhy baktérií stávajú menej aktívnymi. Na malej farme sa zvyčajne používajú mezofyly, pretože v tomto prípade nie je potrebné ďalšie vykurovanie. Ďalej sa primárny bioplyn môže používať na umelé zohrievanie hnoja a aktiváciu teplomilných baktérií.

Nevýhodou skladovania surovín je, že by nemal byť vystavený teplotným výkyvom. Preto je v zime potrebné starať sa o teplú miestnosť na skladovanie hnoja.

Príprava surovín na plnenie do reaktora

Spravidla nie je potrebné dodatočne obohacovať hnoj o mikroorganizmy, pretože už sú v ňom obsiahnuté. Je potrebné len správne pripraviť roztok hnoja, monitorovať teplotu a včas meniť surovinu v bioreaktore.

Obsah vlhkosti v surovinách by mal byť minimálne 90% (konzistencia ako tekutá kyslá smotana). Preto sa pred použitím zmieša suchý trus (kozy, ovce, kone, králiky) s vodou. Ošípaný hnoj nie je potrebné chovať kvôli vysokému obsahu moču v ňom.

Je tiež dôležité, aby bol hnoj rovnomerný a bez častíc. Množstvo bioplynu tvoreného na výstupe závisí od jemnosti frakcií. Z tohto dôvodu je vo vnútri zariadenia nainštalovaný neustále pracujúci mixér, ktorý ničí tvrdú kôru na povrchu suroviny a narúša uvoľňovanie metánu.

Pre tento proces sú najvhodnejšie odpady s vysokou kyslosťou (hnoj z ošípaných a kráv). S poklesom indexu kyslosti baktérie spomaľujú svoju prácu, preto je prvýkrát potrebné zistiť, ako dlho trvá úplné spracovanie jednej časti roztoku hnoja, a až potom ju znovu naplniť.

Technológia čistenia plynu

Výsledný produkt obsahuje asi sedemdesiat percent metánu, jedno percento nečistôt (sírovodík a niektoré prchavé prvky) a niečo menej ako tridsať percent oxidu uhličitého.

Môže sa použiť ako palivo až po vyčistení od nečistôt. Zlúčeniny sírovodíka sa odstránia pomocou špeciálnych filtrov. Musí sa to urobiť z toho dôvodu, aby takáto látka, ktorá vytvára kyselinu s vodou, urýchľovala korózne procesy kovov, potrubí, nádrží a celej bioplynovej stanice, ak je to kov.

Z paliva je tiež potrebné odstrániť oxid uhličitý, čo však trvá veľa času:

  • V prvom rade sa bioplyn stláča pod vysokým tlakom.
  • Voda smeruje do nádoby, v ktorej sa nečistota rozpustí.

Ak sa bioplyn vyrába vo veľkom rozsahu, potom sa čistenie vykonáva pomocou vápna, aktívneho uhlia a špeciálnych filtrov.

Zníženie obsahu vlhkosti

V tejto fáze sa čistenie surovín uskutočňuje rôznymi spôsobmi.

Prvá metóda je podobná práci mesačného svitu. Bioplyn je smerovaný nahor cez studené trubice. Voda sa premieňa na kondenzát a steká po potrubí, zatiaľ čo metán smeruje do zásobníka.

Ďalším spôsobom je použitie vodného uzáveru. Výsledný bioplyn sa zmieša s vodou, kde zostanú všetky nečistoty. Táto metóda vyžaduje menej času na čistenie, pretože voda vylučuje prebytočnú tekutinu aj nepotrebné prvky.


Odpadová biomasa po výrobe plynu

Po spracovaní hnoja v reaktore je biologický kal vedľajším produktom. Pri anaeróbnom spracovaní odpadu rozpúšťajú baktérie asi 30% organických látok. Zvyšok je zvýraznený nezmenený.

Kvapalná látka je tiež vedľajším produktom fermentácie metánu a používa sa tiež v poľnohospodárstve na zálievku koreňov.

Oxid uhličitý je odpadová frakcia, ktorú sa snažia producenti bioplynu odstraňovať. Ale ak ho rozpustíte vo vode, potom môže byť táto kvapalina tiež prospešná.

Plné využitie produktov na výrobu bioplynu

Na úplné využitie produktov získaných po spracovaní hnoja je potrebné udržiavať skleník. Po prvé, organické hnojivo sa môže použiť na celoročné pestovanie zeleniny, ktorej výnos bude stabilný.

Po druhé, oxid uhličitý sa používa ako krycí obväz - koreňový alebo listový, a jeho produkcia je asi 30%. Rastliny absorbujú oxid uhličitý zo vzduchu, a tým lepšie rastú a získavajú zelenú hmotu. Ak sa poradíte s odborníkmi v tejto oblasti, pomôžu vám s inštaláciou zariadenia, ktoré premieňa oxid uhličitý z kvapalnej formy na prchavú látku.

Video: Bioplyn za 2 dni

Faktom je, že na údržbu chovu hospodárskych zvierat môže byť veľa prijatých energetických zdrojov, najmä v lete, keď nie je potrebné vykurovanie stodoly alebo ošípaných.

Preto sa odporúča venovať sa ďalšej výnosnej činnosti - ekologickému skleníku. Zvyšky produktu je možné skladovať v chladiacich miestnostiach - za použitia rovnakej energie. Chladenie alebo akékoľvek iné zariadenie môže bežať na elektrinu, ktorú generuje plynová akumulátorová batéria.


Výstavba bioplynovej stanice v podzemí

Doma si môžete postaviť najjednoduchšiu bioplynovú stanicu pri minimálnych nákladoch. Najvhodnejšou možnosťou je podzemná inštalácia.

Výstavba zariadenia na ťažbu bioplynu z hnoja v podzemí

Najprv musíte vykopať otvor, aby ste vyplnili jeho základňu a steny pomocou železobetónového betónu. Potom je potrebné odobrať vstupný a výstupný priechod z opačných strán komory. Za účelom napájania biomasy a odčerpávania odpadovej hmoty sú do priechodov vložené šikmé potrubia.

Výtoková naklonená rúrka je umiestnená prakticky na spodnej časti zásobníka. Na odčerpanie odpadu je koniec tohto potrubia nainštalovaný vo vyrovnávacej nádrži. Tento kontajner by mal byť obdĺžnikový a priemer samotného potrubia je 70 mm.

50 cm od dna je namontovaná rúra s priemerom 25-35 cm, pomocou ktorej sa dodáva substrát. Jeho horná časť vstupuje do priehradky, kde sa prijímajú suroviny.

Nezabudnite na tesnosť reaktora. Aby sa zabránilo vnikaniu vzduchu, vykonáva sa bitúmenová hydroizolácia.

Na výrobu hornej časti bunkra (plynojem) sa používajú plechy alebo strešné železo. Plynová nádrž je zvyčajne klenutá alebo kónická.

Nakoniec nebude nadbytočné vykonať murivo inštalácie. Ďalej je čalúnenie vyrobené z oceľovej siete a omietky.

Horná časť plynovej nádrže môže byť vybavená zapečateným poklopom. Potom vyberte spalinové potrubie, ktoré prechádza vodným uzáverom. Ďalej je nainštalovaný ventil, pomocou ktorého je tlak znížený.

Na miešanie biomasy je nainštalovaný drenážny systém (princíp prebublávania). Pre jej vybavenie budete musieť upevniť plastové rúrky vo zvislej polohe. Horná hrana týchto rúrok by mala byť nad podkladovou vrstvou. Potom je potrebné urobiť veľa otvorov v potrubiach.

V dôsledku tlaku bude plyn stúpať a klesať. V dôsledku stúpania plynu nahor bude biomasa zmiešaná s plynovými bublinami.

Ak si nechcete betónovú konštrukciu vyrábať sami, môžete si kúpiť hotovú z polyvinylchloridu. Ďalej sa musíte postarať o zabezpečenie tepelnej izolácie inštalácie. Najvhodnejším materiálom na tieto účely je expandovaný polystyrén.

Dno jamy (10 cm) je vyplnené železobetónom. Ak je objem reaktora menší ako 3 x 3 m, je povolené používať nádrže z PVC.

Jasne ukazuje fázy výroby bioplynu z hnoja.

Aj keď na štátnej úrovni zatiaľ ťažba plynu z organických surovín nenašla široké využitie, napriek tomu sa medzi bežnými farmármi každým rokom objavuje čoraz viac priaznivcov zariadení na získavanie bioplynu.

Možno po niekoľkých rokoch výroba bioplynu dosiahne novú úroveň a bude zaujímať veľké publikum občanov. Vďaka spracovaniu hnoja na bioplyn je možné nielen získať užitočné hnojivá a natankovať auto, ale aj vybudovať výnosný podnik bez ujmy na životnom prostredí.

Ropné zdroje nie sú nekonečné, čo znamená, že v budúcnosti ľudia tak či onak obrátia svoju pozornosť na výrobu bioplynu a prídu takúto výrobu robiť v masovom meradle.


Pozri si video: WOOD GAS, DŘEVOPLYN