Stacionārā biogāzes stacija ir paredzēta efektīvai atkritumu iznīcināšanai, izejvielu un lētu enerģijas iegūšanai. Šādu aprīkojumu var salikt ar savām rokām un iegūto gāzi izmantot telpas sildīšanai, ēdiena gatavošanai un citām vajadzībām. Pirms būvniecības ir noderīgi uzzināt par instalācijas darbības principu, tai piemērotajiem izejvielu veidiem, bioloģiskās gāzes iegūšanas specifiku un visiem uzstādīšanas posmiem.
Biogāzes noteikšana
Standarta tipa biogāze ir dabiska degviela, ko iegūst bioloģisko substrātu fermentācijas rezultātā. Hidrolīzes ietekmē tas sadalās, kā arī skābi un metānu veidojošie baktēriju organismi. Iegūtajam maisījumam ir degošas īpašības lielā metāna satura dēļ, tā īpašību dēļ tas gandrīz neatšķiras no parastajām dabīgajām izejvielām, ko izmanto mājas un rūpniecības vajadzībām. Biogāze ir videi draudzīga viela, arī tās ražošanas tehnoloģija negatīvi neietekmē vidi. Kā izejvielu sastāvdaļa tiek izmantoti atkritumi, no kuriem jāiznīcina.
Biogāzes stacija būs izdevīga privātu ēku īpašniekiem ar piekļuvi lopkopības fermu atkritumiem. Šajā gadījumā labākais risinājums būs vairāku biogāzes staciju celtniecība.
Biogāzes stacijas darbības princips
Šai ierīcei var būt atšķirīga konfigurācija, kas ir atkarīga no tās jaudas, izmantoto izejvielu veida un izstrādājuma, kura rezultāts ir. Standarta tipa uzstādīšana ietver uzglabāšanas tvertnes, dzirnavu un maisītāju uzstādīšanu, gāzes turētāju saražotās gāzes uzkrāšanai, reaktoru un sistēmu atkritumu piegādei uz to, degvielas komponentu pārvietošanas sistēmas, apstrādi, automatizāciju, ražošanas procesu kontroli un aizsardzību. Biogāzes mājas stacija darbojas pēc standarta principa:
- Biomasu ielej hermētiskā traukā, kuru atšķaida ar ūdeni, kur tas sāk raudzēt un izdalīt gāzes vielu.
- Tvertnes saturu atjauno, novadot atkritumu atkritumus un pievienojot svaigu.
- Tvertnes augšējā daļā uzkrātā gāze caur cauruli nonāk gāzes savācējā un pēc tam pievienotajā sadzīves tehnikā.
Šī alternatīvā enerģijas avota galvenā priekšrocība ir metāna izmešu samazināšana. Pēc šādas pārstrādes un pakāpeniskas apstrādes tiek izveidots efektīvs mēslojums, kas ir ideāli piemērots laukiem un dārziem un nesatur arī bīstamus piemaisījumus.
Kādas izejvielas ir piemērotas uzstādīšanai
Jebkura biogāzes iekārta vislabāk darbojas ar svaigu organisku sastāvdaļu - mājlopu vai mājputnu mēsliem, kas katru dienu jāpapildina. Reaktorā varat pievienot sasmalcinātu zāli, galotnes vai zaļumus, ieskaitot sadzīves atkritumus, piemēram, dārzeņu mizu. Stacijas efektivitāte ir atkarīga no izmantoto izejvielu veida. Vislielāko bioloģiskās gāzes daudzumu iegūst no cūku mēslu un tītara kūtsmēslu maisījuma. Govju un skābbarības atkritumu kombinācija ļauj iegūt daudz mazāk gāzes ar līdzīgu slodzi.
Daži faktori var samazināt anaerobo baktēriju aktivitāti un pat pilnībā apturēt dabiskās biogāzes ražošanu. Izejvielām, kas satur antibiotikas, pelējumu, mazgāšanas līdzekļa tipa sintētiskos komponentus un sveķus, nevajadzētu iekļūt tvertnē. Nav nepieciešams izmantot sapuvušus kūtsmēslus, iekārtā var ielādēt tikai svaigus vai žāvētus atkritumus. Turklāt izejvielām nevajadzētu būt aizsērētām - 95% tiek uzskatīti par kritiskiem.
Lai atvieglotu bioloģiskās masas iekraušanu un paātrinātu fermentācijas procesus, atkritumiem jāpievieno nedaudz attīrīta ūdens un jāatšķaida līdz normālai konsistencei.
Biogāzes ražošanas specifika
Mājās ražoto biogāzi pārstrādā bioloģiskajā reaktorā vairākos posmos. Kādu laiku baktērijas iedarbojas uz biomasu, precīzs fermentācijas laiks būs atkarīgs no izejvielu apjoma. Baktēriju darba dēļ veidojas degošs gāzu maisījums, kas satur metānu, oglekļa dioksīdu un vairākas citas vielas, ieskaitot sērūdeņradi. Pēc tam maisījums no reaktora nonāk gāzes turētājā, kur tas tiek glabāts līdz paredzētās lietošanas sākumam, no turienes esošo gāzi var izmantot arī sadzīves tehnikas apkalpošanai, tās īpašības nav zemākas par dabiskajām. Sadalītā masa savlaicīgi jānoņem no fermentatora, lai galu galā saņemtu augstas kvalitātes mēslojumu.
Biogāzes stacijas rentabilitātes aprēķins
Biogāzes ražošana "dari pats" ir izdevīga, jo 1 kubikmetrs šīs degvielas nodrošina tādu pašu enerģijas daudzumu kā 3,5 kg malkas, 1-2 kg ogļu vai 9-10 kW elektroenerģijas. Ja jūs zināt pieejamo atkritumu aptuveno svaru un nepieciešamo enerģijas daudzumu, varat aprēķināt šādas stacijas iespējamos ieguvumus un trūkumus.
Kā piemēru var aprēķināt substrātu, kas sagatavots no 1,5 kūtsmēslu komponenta, 3,5 tonnām organisko atkritumu un sakarsēta ūdens tādā daudzumā, kas vienāds ar 65–75% no organisko vielu standarta tilpuma. Šī izejviela ir paredzēta sešiem mēnešiem mērenai gāzes izmantošanai. Fermentācijas process dod vēlamo rezultātu pēc 10-15 dienām, gāzi sāks ražot minimālā daudzumā un piepildīs tvertni. Pēc trīsdesmit dienām degviela tiks pilnībā izstrādāta. Ja nav problēmu un stacijas pareiza darbība, tilpums pakāpeniski palielinās, līdz substrāts ir pilnībā sapuvis.
Biogāzes stacijas produktivitāte būs atkarīga no izejvielu fermentācijas ātruma, kas ir saistīta ar paaugstinātu mitruma līmeni un substrāta temperatūru.
DIY celtniecības soļi
Bioloģiskā gāze "dari pats" ir pilnīgi pieejama ikvienam privātās ēkas īpašniekam, kurš patstāvīgi var veikt visvienkāršāko un uzticamāko uzstādīšanu. Tās uzstādīšana tiek veikta saskaņā ar rasējumiem un sastāv no vairākiem posmiem.
Bedres sagatavošana
Tā kā biogāzes stacija atrodas pazemē, tās darbības efektivitāte būs atkarīga no tā, cik labi tika veikta speciālās bedres sagatavošana un dekorēšana. Nostipriniet tās sienas ar plastmasas, betona vai polimēru gredzeniem, kuriem jābūt aprīkotiem ar tukšu dibenu. Tie maksās vairāk nekā improvizēti materiāli, bet tiem nebūs nepieciešams papildu hermētiķis. Polimēru komponenti nebaidās no ūdens un ķīmiskajiem komponentiem, bet ir jutīgi pret mehānisko spriegumu, ja nepieciešams, tos vienmēr var nomainīt.
Gāzes izplūdes sistēma
Dabiskas biogāzes iegūšana tiek veikta, izmantojot cauruli, kas ir uzstādīta mucas augšējā elementā. Viela iekļūst ūdens slazdā caur savienotu cauruli, pēc tam nonāk piedziņā un pāriet uz sadzīves tehniku.Netālu no gāzes izplūdes atveres ir uzstādīts sprostvārsts, ja tvertnes iekšējā spiediena gadījumā tas izdalīs liekās vielas.
Padeves un izkraušanas sistēma
Lai pastāvīgi ražotu gāzes maisījumu biogāzes ģeneratorā, substrāta iekšienē esošajām baktērijām jābūt pastāvīgi apgādātām ar svaigu kūtsmēslu un organiskām vielām. Izejmateriālu atkritumi tiek izņemti no tvertnes, lai tas neaizņemtu nevajadzīgu vietu. Izkraušanai un iekraušanai mucā tiek izgatavoti caurumi, kuros tiek metinātas caurules ar vismaz 300 mm diametru. Iekraušanas tipa cauruļvads jāvirza uz augšu, jāpapildina ar piltuvi, un kanalizācijas daļa jāveido tā, lai pēc apstrādes apstrādes būtu ērti savākt atkritumus.
Apsildes sistēma
Ja stacija tiek novietota pagalmā vai neapsildītā telpā, tai būs jānodrošina optimāla siltumizolācija un stabila apkure. Šim nolūkam jūs varat ievest caurules instalācijā, pa kuru ūdens pārvietojas no apkures sistēmas, un uzstādīt tās gar mucas sienām. Arī reaktorā tiek ievietota tvertne, kas piepildīta ar ūdeni, kuru silda elektriski sildelementi; pirmo variantu uzskata par ekonomiskāku. Lai uzstādīšana būtu stabila, tās satura temperatūrai nevajadzētu pazemināties zem 38 un paaugstināties virs 55 grādiem.
Sajaukšanas sistēma
Papildu rokas maisītājs ar jebkuru dizainu var ievērojami palielināt stacijas efektivitāti. Lai to izveidotu, asi ar asmeņiem, kas pie tā metināti, izvada caur mucas vāku. Tad viņi uzliek roktura vārtus un pilnībā aizzīmogo caurumu.
Kupola un cauruļu montāža
Pēdējā posmā jums būs nepieciešams izgatavot gāzes tvertni ar savām rokām biogāzes stacijai un uzstādīt tā augšējā elementa kupolu. Augstākajā kupola punktā tiek novietots gāzes izplūdes caurule un velk gāzes turētāja virzienā.
Brīvā telpa reaktora iekšienē darbojas kā gāzes krātuve, taču ar to nepietiek pilnīgi drošas iekārtas darbības nodrošināšanai. Lai izvairītos no augsta spiediena zem kupola eksplozijas, gāze jālieto nepārtraukti. Lai novērstu bioloģiskā metāna sajaukšanos ar gaisu, ir uzstādīts ūdens slazds, kas paredzēts arī gāzes attīrīšanai.
Biogāzes stacijas priekšrocības un trūkumi
Pabalstu sarakstā ietilpst:
- drošas atkritumu apglabāšanas iespēju;
- videi draudzīgu izejvielu atjaunojamo krājumu iegūšana;
- oglekļa dioksīda un sēra minimālā daudzuma izdalīšana salīdzinājumā ar parastajām gāzes iekārtām;
- stacijas pilnīga stabilitāte;
- spēja vienlaikus izmantot vairākus augus, lai samazinātu izmaksas un novērstu bojājumus;
- maksimālie ieguvumi lauksaimniecībai.
Papildus visām šīm priekšrocībām biogāzes ražotnei ir savi trūkumi. Šāda gāze ir samērā tīra degviela, taču tā joprojām spēj piesārņot vidi. Arī šādu staciju īpašniekiem var būt grūtības ar biomasas piegādi, ja viņi par to nerūpējas iepriekš.
