Biogasanlæg: genanvendt organisk affald med profit

Indholdet af artiklen

• Sådan opnås biogas
• Hvilke råvarer er egnede til produktion
• Bioreaktorkonstruktion
• Gasfjernelse og berigelse
• Brug af biogas: specificitet og udstyr

Stigningen i energipriser tvinger søgningen efter alternative opvarmningsmuligheder. Gode ​​resultater kan opnås ved selvproduktion af biogas fra tilgængelige organiske råvarer. I denne artikel vil vi tale om produktionscyklus, bioreaktorenhed og beslægtet udstyr..

Underlagt de grundlæggende driftsregler er en gasreaktor fuldstændig sikker og i stand til at levere brændstof og elektricitet til endda et lille hus, endda et helt agroindustrielt kompleks. Resultatet af bioreaktorarbejdet er ikke kun gas, men også en af ​​de mest værdifulde typer gødning, den vigtigste komponent i naturlig humus.

Sådan opnås biogas

For at få biogas anbringes organiske råmaterialer under forhold, der er gunstige for udviklingen af ​​flere typer bakterier, der udsender metan i løbet af deres liv. Biomasse gennemgår tre transformationscyklusser, og på hvert trin involveres forskellige stammer af anaerobe organismer. Oxygen er ikke påkrævet i deres levetid, men sammensætningen af ​​råmaterialet og dets konsistens såvel som temperatur og indre tryk er af stor betydning. Forhold med en temperatur på 40-60 ° C og et tryk på op til 0,05 atm betragtes som optimale. Det indlæste råmateriale begynder at producere gas efter langvarig aktivering, hvilket tager fra flere uger til seks måneder.

Begyndelsen på gasfrigivelsen i det beregnede volumen indikerer, at bakteriekolonierne allerede er ret mange, derfor frisk råmateriale doseres efter 1-2 uger i reaktoren, som næsten øjeblikkeligt aktiveres og går ind i produktionscyklussen.

For at opretholde optimale forhold blandes råmaterialerne med jævne mellemrum ved hjælp af en del af varmen fra gasopvarmning til at opretholde temperaturen. Den resulterende gas indeholder fra 30 til 80% methan, 15-50% carbondioxid, små urenheder af nitrogen, brint og hydrogensulfid. Til brug i husholdningen beriges gas ved at fjerne kuldioxid derfra, hvorefter brændstoffet kan bruges i en lang række kraftudstyr: fra motorer i kraftværker til varmekedler.

Hvilke råvarer er egnede til produktion

I modsætning til hvad man tror, ​​er gødning ikke det bedste råmateriale til biogasproduktion. Brændstofudbyttet fra et ton rent gylle er kun 50-70 m³ med en koncentration på 28-30%. Imidlertid er det i animalsk affald, at det konstateres, at de fleste af de nødvendige bakterier hurtigt starter og opretholder effektiv drift af reaktoren..

Af denne grund blandes gødning med afgrøder og fødevareindustriaffald i forholdet 1: 3. Følgende bruges som plantematerialer:

Råmateriale	Output fra 1 ton råvarer	С koncentration4
Ensilage fra majsstængler og kolber	400 m3	50-56%
Græs- og kornsilage	200-230 m3	49-54%
Foder kartofler, rødbeder, korn	500-600 m3	50-65%
Affald fra bagerier og fødevareindustri (sojabønner, havre)	700-750 m3	55-58%
Vegetabilske olier, fedt, glycerol	8500-1200 m3	65-68%

Råmaterialer kan ikke blot hældes i reaktoren, noget forberedelse er nødvendigt. Det originale underlag knuses til en brøkdel på 0,4–0,7 mm og fortyndes med vand i en mængde på ca. 25–30% af tørvægten. I store volumener kræver blandingen en mere grundig blanding i homogeniseringsanordninger, hvorefter den er klar til indlæsning i reaktoren.

Bioreaktorkonstruktion

Kravene til betingelserne for placering af reaktoren er de samme som for en passiv septiktank. Hoveddelen af ​​bioreaktoren er kokeren – en beholder, hvor hele fermenteringsprocessen finder sted. For at reducere omkostningerne ved opvarmning af massen graves reaktoren ned i jorden. Mediets temperatur falder således ikke under 12-16 ° C, og varmeudstrømningen dannet under reaktionen forbliver minimal.

Biogasanlægsdiagram: 1 – lastningstragt for råmateriale; 2 – biogas; 3 – biomasse; 4 – tankkompensator; 5 – luge til affaldsudvinding; 6 – trykaflastningsventil; 7 – gasrør; 8 – vandforsegling; 9 – til forbrugere

For fordøjere op til 3 m3³ det er tilladt at bruge nylonbeholdere. Da tykkelsen og materialet på deres vægge ikke hindrer udstrømningen af ​​varme, er beholderne dækket med lag ekspanderet polystyren eller fugtbestandig mineraluld. Bundens bund er betonet med en afretning på 7-10 cm med forstærkning for at forhindre, at reaktoren bliver skubbet ud af jorden.

Det mest egnede materiale til konstruktion af store reaktorer er armeret lerditbeton. Det har tilstrækkelig styrke, lav varmeledningsevne og lang levetid. Før kammerets vægge hældes, skal der monteres et skråt rør for at tilføre blandingen til reaktoren. Dens diameter er 200-350 mm, den nedre ende skal være 20-30 cm fra bunden.

I den øverste del af kokeren er der en gastank – en kuppel eller en konisk struktur, der koncentrerer gas ved det øverste punkt. Gasholderen kan være lavet af metalplade, men i små installationer er valvet lavet med murværk og derefter betrukket med stålnet og pudset. Ved konstruktion af en gastank er det nødvendigt i sin øvre del at tilvejebringe en forseglet passage af to rør: til gasindtagelse og installation af en trykaflastningsventil. Et andet rør med en diameter på 50-70 mm er lagt for at pumpe den brugte masse ud.

Reaktorens kapacitet skal forsegles og modstå et tryk på 0,1 atm. For at gøre dette er den indre overflade af kokeren dækket med et kontinuerligt lag af coatet bitumen-vandisolering, og en forseglet luge er monteret på toppen af ​​gastanken..

Gasfjernelse og berigelse

Under gasholderens kuppel ledes gas gennem en rørledning i en beholder med en vandforsegling. Tykkelsen af ​​vandlaget over rørudløbet bestemmer driftstrykket i reaktoren og er normalt 250–400 mm.

Efter vandforseglingen kan gassen bruges i opvarmningsudstyr og til madlavning. Til drift af forbrændingsmotorer er det imidlertid nødvendigt med et højere methanindhold, og derfor beriges gassen.

Den første fase af berigelse er at reducere koncentrationen af ​​kuldioxid i gassen. For at gøre dette kan du bruge specielt udstyr, der fungerer efter princippet om kemisk absorption eller på semi-permeable membraner. Hjemme er berigelse også mulig ved at føre gas gennem vandsøjlen, hvori op til halvdelen af ​​CO opløses₂. Gas sprøjtes i små bobler gennem rørformede beluftningsapparater, kulsyreholdigt vand skal periodisk fjernes og sprøjtes under normale atmosfæriske forhold. I plantevoksende komplekser bruges sådant vand med succes i hydroponiske systemer.

På det andet trin af berigelse reduceres fugtighedsindholdet i gassen. Denne funktion findes i det meste af det fabriksproducerede bandageudstyr. Hjemmelavede tørremidler ligner et Z-rør fyldt med silicagel.

Brug af biogas: specificitet og udstyr

De fleste moderne modeller af opvarmningsudstyr er designet til at arbejde med biogas. Forældede kedler kan relativt let genudstyres ved at udskifte brænder og luftgaspræparationsindretning.

For at få gas under driftstryk bruges en konventionel frem- og tilbagegående kompressor med en modtager, der er indstillet til at arbejde med et tryk på 1,2 gange designtrykket. Tryknormalisering udføres af en gastrykregulator, dette hjælper med at undgå dråber og opretholde en jævn flamme.

Bioreaktorens ydeevne skal være mindst 50% højere end forbruget. Der dannes ingen overskydende gas i produktionen: når trykket overstiger 0,05-0,065 atm, bremses reaktionen næsten fuldstændigt og gendannes først efter, at en del af gassen er blevet pumpet ud.

Lignende poster:

1. Livet i stil med nul affald – Sådan reduceres affald til nul Udforsk hvordan man kan reducere det daglige affald til nul! Dette WP-indlæg guider dig gennem løsninger som ondsindet retningslinje, minimalisme og bæredygtig indkøb, der hjælper dig med at ændre dine...
2. Sådan organiseres fjernelse af affald og fast affald fra den private sektor Privat sektor har behov for effektiv fjernelse og organisering af affald. Vi præsenterer en detaljeret guide til, hvordan man organiserede fjernelse af affald og fast affald fra den private sektor....
3. Sådan sælges en lejlighed hurtigt og med profit Sæl din lejlighed hurtigt og med overskud! Få de bedste tips til, hvordan du kan øge lejlighedens værdi og sælge hurtigt. Fra at klargøre lejlighed til at forberede sig på...
4. Sådan disponerer du din andel i en lejlighed uden konflikt og med profit Nemmeste måde at disponere din andel i en lejlighed uden konflikt og med højt udbytte: Lær om brug af kontrakter, krav til udlejning og hvordan du når det bedste resultat....

Læs mere  Tilslutning af elektriske konvektorer via en kontaktor