Bioreaktor a biopaliva vlastníma rukama doma: celá pravda o bioplynu

Předpokládejme, že ve vaší obci bude a nebude zemní plyn. A i když to tak je, stojí peníze. Ačkoli řádově levnější než devastující vytápění elektřinou a kapalnými palivy. Nejbližší prodejna na výrobu pelet je ve dvojici stovek kilometrů zbytečně. Je stále těžší kupovat palivové dříví každý rok a potírat je problémy. V této souvislosti je velmi přitažlivá myšlenka získat objemný bioplyn na vlastní propasti z plevelů, drůbežího steliva, hnisu z oblíbeného morčete nebo obsahu pánovy sestry. Je to dost, aby se bioreaktor! Televize vypráví, jak se ekologičtí němečtí farmáři zahřívají jako "ctižádostivé" zdroje a nyní je Gazprom nepotřebuje. Zde je místo, kde veletrh říká "odstraní film z výkalů". Internet je plný vlastních článků a videí o bioplynu z biomasy a bioplynu. Ale praktická aplikace technologie, o které moc nevíme: výroba bioplynu doma je mluvená každým, kdo není líný, ale konkrétní příklady v obci, stejně jako legendární E-Mobile na silnici, jen málo jich vidělo naživu. Zkusme pochopit, proč se jedná o vyhlídky progresivních bioenergetických technologií na venkově.

Obsah
  1. Obsah
  2. Co je to bioplyn + trochu historie?
  3. Jaká je použití bioplynu?
  4. Jaká surovina se používá pro výrobu bioplynu?
  5. Rostlinné a živočišné suroviny?
  6. Hořlavý plyn ze stolice?
  7. Dodatečné požadavky na suroviny?
  8. Instalace bioplynové stanice?
  9. Je prospěšné vyrábět bioplyn?
  10. Má smysl vyrábět biopaliva doma?
  11. Další film národního Kulibina?

Obsah

  • Co je to bioplyn + trochu historie
  • Jaká je využití bioplynu
  • \ t
  • Jaká surovina se používá k výrobě bioplynu
    • Rostlinné a živočišné suroviny
    • \ t
    • Hořlavý plyn z výkalů
    • \ t
  • Další požadavky na suroviny
  • \ t
  • Zařízení na výrobu bioplynu
  • \ t
  • Je prospěšné zapojit se do výroby bioplynu
  • .
  • Je vhodné vyrábět biopaliva doma
  • .
    • Další válec Kulibin

    Bylo by to úžasné: trochu umýt na záchodě a konvice už přeskočila

    Co je bioplyn + trochu historie?

    Bioplyn vzniká v důsledku postupného třístupňového rozkladu (hydrolýza, tvorba kyseliny a metanu) biomasy různými druhy bakterií. Vhodnou hořlavou složkou je metan, může být také přítomen vodík.

    Proces rozkladu bakterií, který má za následek tvorbu metanových paliv

    Během rozkladu zbytků živočišného a rostlinného původu vznikají ve větším či menším rozsahu hořlavé plyny.

    Přibližné složení bioplynu, specifické podíly složek závisí na použitých surovinách a technologii

    Lidé se již dlouho snaží používat tento druh přírodního paliva, ve středověkých kronikách se o tom zmiňujeobyvatelé nízko položených oblastí dnešního Německa získali bioplyn z rozpadající se vegetace před tisíci lety a vrhali se do kožených tašek. V temném středověku a dokonce i ve vzdělaném století dokázali nejtalentovanější meteoristé díky speciálně zvolené dietě zahájit a včasné spalování hojného metanu, což způsobilo neměnné uchopení veřejnosti při zábavných slavnostech. Průmyslové bioplynové stanice s různým úspěchem začaly být stavěny od poloviny XIX století. V SSSR bylo v 80. letech minulého století přijato, ale neimplementováno státní rozvojové odvětví průmyslu, i když tucet tuzemských výrob stále vycházel. V zahraničí se stále více aktivně prosazuje technologie výroby bioplynu, celkový počet provozních provozů se počítá desítky tisíc. Ve vyspělých zemích (EHS, USA, Kanada, Austrálie) se jedná o vysoce automatizované vývojové systémy ve velkém měřítku (Čína, Indie) - polotuhé bioplynové stanice pro domácí a malé rolnické hospodářství.

    Procentní podíl bioplynových stanic v zemích Evropské unie. Je zřejmé, že technologie se aktivně rozvíjí pouze v Německu, důvodem jsou pevné státní dotace a daňové pobídky

    .

    Jaká využití bioplynu využívá?

    Je jasné, že jako palivo jednou hoří. Vytápění průmyslových a obytných budov, výroba elektřiny, vaření. Nicméně, ne všechno je tak jednoduché, jak je uvedeno na válcích, roztroušených na youtube. Bioplyn musí stabilně spalovat v jednotkách generujících teplo.K tomu musí být jeho parametry plynárenského prostředí zavedeny do poměrně přísných norem. Obsah metanu by neměl být menší než 65% (optimální 90-95%), vodík není přítomen, vodní pára je odebírána, oxid uhličitý je odstraňován, zbývající složky jsou inertní vůči vysokým teplotám. Použití bioplynu "hnisavý-živočišný původ, není uvolněn z hutních nečistot, v obytných budovách je nemožné."

    Normalizovaný tlak - 12,5 bar, s hodnotou nižší než 8-10 bar automatické zařízení v moderních modelech topných zařízení a kuchyňské vybavení zastaví dodávku plynu. Je velmi důležité, aby charakteristiky vstupující do tepelného generátoru plynu byly stabilní. V případě skoku tlaku mimo normu bude ventil fungovat, ručně se vrátí zpět. Špatné, pokud se používají staré plynové spotřebiče, nejsou vybaveny systémem regulace plynu. V nejlepším případě může dojít k selhání kotle hořáku. Nejhorší možností je, že plyn vyprší, ale jeho tok se nezastaví. A to už hrozí tragédii. Abychom to shrnuli: vlastnosti bioplynu by měly být uvedeny na nezbytné parametry a bezpečnostní technologie by měla být dodržována neustále.

    Zjednodušený technologický řetězec pro výrobu bioplynu. Důležitá etapa - separace a separace plynů

    Jaká surovina se používá pro výrobu bioplynu?

    Rostlinné a živočišné suroviny?

    • Rostlinné suroviny jsou vynikající pro výrobu bioplynu: maximální výtěžek paliva lze získat z čerstvých bylin - až 250 m3 na tunu surovin, obsah metanu až 70%. O něco menší může být až 220 m3z kukuřičné siláže až do 180 m3 z řepného háku. Vhodné jakékoliv zelené rostliny, dobré řasy, seno (100 m3 na tunu), ale nechat cenné palivo pro palivo má smysl pouze s jejich zřejmým přebytkem. Malý výtěžek metanu z buničiny, který vzniká při výrobě šťáv, olejů a bionafty, ale také materiálu věna. Nedostatek rostlinného materiálu - dlouhý výrobní cyklus, 1,5-2 měsíce. Je možné přijímat bioplyn z celulózy, jiné pomalu rozkládají rostlinný odpad, ale účinnost je extrémně nízká, metan se tvoří málo, výrobní cyklus je velmi dlouhý. Závěrem říkáme, že surovina musí být jemně nasekaná.
    • Suroviny živočišného původu: vhodné jsou i tradiční rohy a kopyta, mléčný odpad, jatka a zpracovatelské závody, jakož i drcená forma. Nejbohatší "ruda" - živočišné tuky, produkce vysoce kvalitního bioplynu s koncentrací metanu až 87% dosahuje 1500 m3 na tunu. Suroviny živočišného původu jsou však nedostatečné a zpravidla nacházejí jiné využití.

    Hořlavý plyn ze stolice?

    • Hnůj je levný a v mnoha zemědělských podnicích je hojný, ale výkon a kvalita bioplynu je mnohem nižší než produkce jiných druhů. Kravské zákusky a koňské jablko mohou být použity v čisté formě, kvašení začíná okamžitě, výkon bioplynu je 60 m2 na tunu surovin s nízkým obsahem metanu (až 60%). Výrobní cyklus je krátký, 10-15 dnů. Vepřový hnůj a kuřecí jed jsou toxické, takže se mohou vyvíjet prospěšné bakterie, smíchat se s rostlinným odpadem, siláží. SkvěléProblém je v pracích prostředcích Pavi, které se používají při shromažďování zařízení pro chov hospodářských zvířat. Spolu s antibiotiky, která vstupují do velkého množství v hnoji, inhibují bakteriální médium a inhibují tvorbu metanu. Nelze použít dezinfekční prostředky a zemědělské podniky, které investovaly do výroby plynu z hnoje, jsou nuceny hledat kompromis mezi hygienou a kontrolou nemocnosti zvířat na jedné straně a udržováním produktivity bioreaktorů na straně druhé.
    • Vhodné jsou také lidské exkrementy. Použití běžných odpadních vod je však nerentabilní, velmi nízká koncentrace výkalů a vysoce dezinfekčních prostředků, povrchově aktivních látek. Technologové tvrdí, že mohou být použity pouze tehdy, pokud "výrobky" z toalety přijdou pouze do kanalizace, za předpokladu, že mísa byla promyta pouze jedním litrem vody (standardní 4/8 litrů). A samozřejmě bez detergentů.

    Další požadavky na suroviny?

    Vážný problém, kterému čelí farmy, které instalovaly moderní zařízení pro výrobu bioplynu - suroviny by neměly obsahovat pevné vměstky, které náhodně upadly do masy kamene, matice, kusu drátu nebo desky, které by potrubí ucpaly, což by znemožnilo drahé čerpadlo stolice nebo mixér.

    Je třeba poznamenat, že uvedené údaje o maximálním výstupu plynu ze surovin odpovídají ideálním laboratorním podmínkám. Abychom se přiblížili k těmto číslům v reálné výrobě, je nutné zachovat řadu podmínek: udržetpotřebnou teplotu, občas míchat jemně drcené suroviny, přidávat přísady, které aktivují fermentaci, atd. Na řemeslné instalace, shromážděné na doporučení článků o "příjmu bioplynu vlastníma rukama", může těžko dosáhnout 20% maximální úrovně, high-tech zařízení mohou dosáhnout hodnoty při 60-95%.

    Spravedlivě objektivní údaje o maximálním výnosu bioplynu pro různé druhy surovin

    Instalace bioplynové stanice?

    • "Domácí" bioplynová stanice. Přinejmenším je nutné mít dvě utěsněné nádoby, bioreaktor a rezervoár, do kterého je plyn přiváděn do trubky. Je žádoucí mít třetí nádobu, kde bude bioplyn čerpán pod tlakem, pak ve druhé části bude vlhkost. Design se liší od přístroje měsíčního svitu. Surovina by byla dobrá k neustálému míchání, k tomu potřebujete mixér a elektromotor nebo zdravého muže s tvrdou hlavou. Není nutné očekávat vysokou produktivitu a dobrou kvalitu bioplynu.
    • Průmyslový závod na výrobu bioplynu. Nebudeme se zabývat detaily, ale spíše schematickým diagramem:

    Zařízení zahrnuje minimálně reaktor a plynový válec, separátor, míchačky, čerpadla, kompresorovou stanici, systém pro udržování konstantní teploty, bezpečnostní zařízení a ovládací prvky. K zesílení procesů se používají kavitátory, zařízení pro analýzu média a zavedení aktivátorů atd.

    Složení vyrobeného bioplynu musí být po skladování normalizovánovstupuje do distribučních a sorpčních kolon, pak v plynovém válci dosahuje potřebného tlaku a teprve potom vstupuje do kmene, který vede k tepelným generátorům.

    Výroba bioenergie jako součást moderního komplexu hospodářských zvířat. Zahrnutí do složení skleníků a dílen pro výrobu hnojiv zvyšuje ziskovost.

    Přínosem z výroby bioplynu?

    Již jsme zmínili, že velké průmyslové závody se budují v rozvinutých zemích av zemích, zejména malých, pro malé zemědělské podniky. Vysvětlme, proč:

    • Chudé země. V řemeslné instalaci, s její hroznou neefektivností, lze všechny práce provádět ručně. Pro země, kde platí rolníci za tvrdou práci, je to výhoda. Kromě toho v teplejších oblastech lze sklizeň sklízet několikrát za rok a levné rostlinné suroviny jsou v přebytku. Investice do nejjednoduššího systému jsou relativně malé, s nízkou kvalitou bioplynu, lidé jsou připraveni na likvidaci. Majitel je levnější, aby v předpotopní kotel nebo sporák "správce", než koupit zařízení pro normalizaci bioplynu.

    Čínští rolníci vyrábějí suroviny pro výrobu bioplynu

    • Bohaté země. Téměř polovina velkých drůbežích farem a chovů hospodářských zvířat produkuje v Německu, světovém lídru ve výrobě bioplynu, svůj vlastní metan. Procesy jsou co nejvíce automatizované, kvalita bioplynu je vysoká a velké výrobní kapacity. Přebytečné suroviny jsou navíc zpracovávány,mineralizované, v důsledku ekonomiky dostat dezinfikované neagresivní komplexní hnojivo. I přes vysoké hodnoty uvolňování metanu ze surovin a značných cen energií odborníci tvrdí, že pro zemědělce se bioplynová energie ospravedlňuje pouze proto, že stát dotuje 50% nákladů na zařízení. Další výhody lze dosáhnout výrobou elektřiny z plynu. Za prvé, vláda je kupuje za nadsazené ceny; a za druhé, tímto způsobem je možné minimalizovat důsledky nerovnoměrné sezónní produkce bioplynu. Pro zlepšení ekologického stavu půdy v důsledku použití neagresivního hnoje a "měkkého" hnojiva, stát také zaplatil navíc.

    Výroba bioplynu v Německu: ekologická, estetická, snad pouze prostřednictvím finanční pomoci federální vládě

    \ t
    • Rusko. Mírně špatná bioplynová energie se v naší zemi vyvíjí. Čas od času mediální zprávy o zahájení další produkce, v rozhovoru s radostným vědcem, designérem nebo ředitelem ekonomiky, uvedly, že doba návratnosti instalace - jeden rok. Ale život dělá vlastní úpravy. Postupem času se ukazuje, že při sestavování podnikatelského plánu nebyly zohledněny provozní náklady, v praxi je výkon plynu mnohem nižší, než bylo plánováno, a podmínky kvašení jsou mnohem vyšší. Ti, kteří pracovali půl roku, již nazývají dobu návratnosti investice za 5 let. A po této době se lidé obecně pokoušejí nehovorit. Bohužel, bioenergie je záležitostí různorodých kolektivů a důvěryhodných společnostíneexistují údaje o ziskovosti v Rusku. Celkově lze předpokládat, že s ohledem na méně než na Západě, ceny energie a dostupnost místních pohonných hmot je výroba bioplynu v naší zemi na pokraji ziskovosti, která nepřispívá k jeho rozvoji bez podpory státu.

    Má smysl vyrábět biopaliva doma?

    Je prospěšné vyrábět biopaliva doma v malých množstvích v soukromém zemědělském podniku? Máte-li několik kovových sudů a jiných železných košů, stejně jako propast volného času, a vy nevíte, jak s nimi nakládat - ano. Ale úspory, bohužel, jsou skromné. A investovat peníze do high-tech zařízení za nízké objemy surovin a výroba metanu nemá žádný význam a žádný harmonogram.

    Další film domácího Kulibiny?

    Bez míchání surovin a aktivace procesu fermentace nebude produkce metanu činit více než 20% potenciálu. Takže v nejlepším případě, se 100 kg (nakládací násypkou) vybrané trávy, můžete získat 5 m3 plynu bez stlačení. A bude dobré, když obsah metanu překročí 50% a ne skutečnost, že hoří v generátoru tepla. Podle autora je surovina naložena denně, tj. Výrobní cyklus - jeden den. Ve skutečnosti je požadovaná doba 60 dnů. Množství, které obdržel vynálezce bioplynu obsaženého v 50 litrové nádrži, bylo schopno naplnit mrazivé počasí pro kotel o výkonu 15 kW (obytná budova o velikosti 150 m2) dostačující na 2 minuty.

    Tim,kdo má zájem o možnost výroby bioplynu, doporučuje se tento problém pečlivě prostudovat, zejména z finančního hlediska, s technickými otázkami konzultovat odborníky, kteří mají zkušenosti s podobnou prací. Praktické informace získané na farmách, kde se bioenergetické technologie již delší dobu používají, budou dostačující.