Nhà máy khí sinh học cố định được thiết kế để loại bỏ chất thải hiệu quả, thu được nguyên liệu thô và năng lượng chi phí thấp. Bạn có thể lắp ráp các thiết bị như vậy bằng tay của chính mình và sử dụng khí được tạo ra cho mục đích sưởi ấm phòng, nấu ăn và các nhu cầu khác. Trước khi xây dựng, rất hữu ích để tìm hiểu về nguyên tắc hoạt động của việc lắp đặt, các loại nguyên liệu phù hợp với nó, các đặc điểm của việc thu được khí sinh học và tất cả các giai đoạn lắp đặt.
Xác định khí sinh học
Khí sinh học thuộc loại tiêu chuẩn là nhiên liệu tự nhiên được tạo ra do quá trình lên men của chất nền sinh học. Nó bị phân hủy dưới ảnh hưởng của quá trình thủy phân, cũng như các vi khuẩn hình thành axit và metan. Hỗn hợp thu được có đặc tính dễ cháy do hàm lượng mêtan cao, do đặc tính của nó, nó gần như không khác biệt với các nguyên liệu thô tự nhiên thông thường được sử dụng cho mục đích nội địa và công nghiệp. Khí sinh học là một chất thân thiện với môi trường, công nghệ sản xuất của nó cũng không có tác động tiêu cực đến môi trường. Là một thành phần nguyên liệu, chất thải được sử dụng cho nó, phải được xử lý.
Một nhà máy khí sinh học sẽ có lợi cho chủ sở hữu các tòa nhà tư nhân có quyền truy cập vào chất thải từ các trang trại chăn nuôi. Trong trường hợp này, việc xây dựng một số nhà máy khí sinh học sẽ là lựa chọn tốt nhất.
Nguyên lý hoạt động của nhà máy khí sinh học
Thiết bị này có thể có cấu hình khác nhau, phụ thuộc vào sức mạnh của nó, loại nguyên liệu thô được sử dụng và sản phẩm tạo ra. Lắp đặt loại tiêu chuẩn bao gồm lắp đặt bể chứa, nhà máy và máy trộn, bộ giữ khí để tích tụ khí sản xuất, lò phản ứng và hệ thống cung cấp chất thải cho nó, hệ thống chuyển thành phần nhiên liệu, xử lý, tự động hóa, kiểm soát và bảo vệ quá trình sản xuất. Trạm khí sinh học tại nhà hoạt động theo nguyên tắc tiêu chuẩn:
- Sinh khối được đổ vào một thùng chứa kín khí, được pha loãng với nước, nơi nó bắt đầu lên men và giải phóng một chất khí.
- Các nội dung của bể được cập nhật bằng cách xả chất thải và thêm tươi.
- Khí tích lũy ở phần trên của bể đi qua ống đến bộ thu khí và sau đó đến các thiết bị gia dụng được kết nối.
Ưu điểm chính của nguồn năng lượng thay thế này là giảm lượng khí thải mêtan. Sau quá trình xử lý và quy trình theo giai đoạn của nó, phân bón hiệu quả được hình thành phù hợp lý tưởng cho các cánh đồng và khu vườn, cũng như không chứa tạp chất nguy hiểm.
Nguyên liệu nào phù hợp để lắp đặt
Bất kỳ nhà máy khí sinh học nào hoạt động tốt nhất trên một thành phần hữu cơ tươi - phân gia súc hoặc gia cầm, cần được bổ sung mỗi ngày. Bạn có thể thêm cỏ, ngọn hoặc tán lá vào lò phản ứng, bao gồm cả chất thải gia đình, chẳng hạn như làm sạch rau. Hiệu quả của trạm phụ thuộc vào loại nguyên liệu được sử dụng. Lượng khí sinh học lớn nhất thu được từ hỗn hợp phân lợn và phân gà tây. Sự kết hợp giữa chất thải của bò và thức ăn ủ chua cho phép bạn nhận được ít khí hơn ở mức tải tương tự.
Một số yếu tố có thể làm giảm hoạt động của vi khuẩn kỵ khí và thậm chí ngừng hoàn toàn việc sản xuất khí sinh học tự nhiên. Nguyên liệu thô chứa kháng sinh, nấm mốc, các thành phần tổng hợp loại chất tẩy rửa và nhựa không được vào bể. Không cần thiết phải sử dụng phân thối, chỉ có thể nạp chất thải tươi hoặc khô vào lắp đặt. Ngoài ra, các nguyên liệu thô không nên bị úng nước, một con số 95% được coi là rất quan trọng.
Để tạo điều kiện cho việc nạp khối lượng sinh học và đẩy nhanh quá trình lên men, cần thêm một chút nước tinh khiết vào chất thải và pha loãng nó thành một sự thống nhất bình thường.
Các chi tiết cụ thể của sản xuất khí sinh học
Khí sinh học được sản xuất tại nhà được xử lý trong lò phản ứng sinh học qua nhiều giai đoạn. Trong một thời gian, vi khuẩn tác động lên sinh khối, thời gian lên men chính xác sẽ phụ thuộc vào khối lượng nguyên liệu. Do hoạt động của vi khuẩn, một hỗn hợp khí dễ cháy được hình thành có chứa metan, carbon dioxide và một số chất khác, bao gồm hydro sunfua. Sau đó, hỗn hợp đi từ lò phản ứng đến bình giữ khí, nơi nó được lưu trữ cho đến khi bắt đầu sử dụng, khí từ đó có thể được sử dụng để bảo dưỡng các thiết bị gia dụng và các đặc tính của nó không thua kém các chất tự nhiên. Khối lượng phân hủy phải được loại bỏ khỏi thiết bị lên men kịp thời để cuối cùng nhận được phân bón chất lượng cao.
Tính toán lợi nhuận của một nhà máy khí sinh học
Sản xuất khí sinh học tự làm là có lợi, vì 1 mét khối nhiên liệu này cung cấp một lượng năng lượng tương tự, như 3,5 kg củi, 1-2 kg than hoặc 9-10 kW điện. Nếu bạn biết trọng lượng gần đúng của chất thải có sẵn và lượng năng lượng cần thiết, bạn có thể tính toán những lợi ích và bất lợi có thể có của một trạm như vậy.
Một ví dụ là việc tính toán chất nền được điều chế từ 1,5 thành phần phân chuồng, 3,5 tấn chất thải hữu cơ và nước nóng với lượng bằng 65-75% khối lượng chất hữu cơ tiêu chuẩn. Nguyên liệu thô này được thiết kế cho sáu tháng sử dụng khí vừa phải. Quá trình lên men cho kết quả mong muốn sau 10 - 15 ngày, khí sẽ bắt đầu được sản xuất với số lượng tối thiểu và đổ đầy bình. Ba mươi ngày sau, nhiên liệu sẽ được phát triển đầy đủ. Trong trường hợp không có vấn đề và hoạt động chính xác của trạm, âm lượng tăng dần cho đến khi chất nền bị thối rữa hoàn toàn.
Năng suất của một nhà máy khí sinh học sẽ phụ thuộc vào tốc độ lên men nguyên liệu, có liên quan đến việc tăng độ ẩm và nhiệt độ cơ chất.
Các bước xây dựng DIY
Khí sinh học tự làm hoàn toàn có thể truy cập được cho mọi chủ sở hữu của một tòa nhà tư nhân, những người có thể độc lập thực hiện cài đặt đơn giản và đáng tin cậy nhất. Cài đặt của nó được thực hiện theo bản vẽ và bao gồm một số bước.
Chuẩn bị hố
Vì nhà máy khí sinh học được đặt dưới lòng đất, hiệu quả hoạt động của nó sẽ phụ thuộc vào việc chuẩn bị và trang trí hố đặc biệt được thực hiện tốt như thế nào. Tăng cường các bức tường của nó bằng các vòng nhựa, bê tông hoặc polymer, phải được trang bị một đáy trống. Chúng sẽ có giá cao hơn vật liệu ngẫu hứng, nhưng chúng sẽ không yêu cầu thêm chất trám. Các thành phần polymer không sợ nước và các thành phần hóa học, nhưng nhạy cảm với căng thẳng cơ học, nếu cần thiết, chúng luôn có thể được thay thế.
Hệ thống xả khí
Thu được khí sinh học tự nhiên được thực hiện bằng cách sử dụng một đường ống, được lắp đặt ở phần trên của thùng. Chất này đi vào bẫy nước thông qua một ống được kết nối, sau đó đi vào ổ đĩa và di chuyển đến các thiết bị gia dụng.Cách cửa thoát khí không xa, một van kích hoạt được lắp đặt, trong trường hợp áp suất vượt quá bên trong bình, nó sẽ giải phóng các chất dư thừa.
Hệ thống nạp và nạp
Để liên tục tạo ra hỗn hợp khí trong máy tạo khí sinh học, vi khuẩn bên trong chất nền phải liên tục được cung cấp phân tươi và chất hữu cơ. Nguyên liệu thô được loại bỏ khỏi phễu để không chiếm không gian không cần thiết. Các lỗ được tạo ra trong thùng với mục đích dỡ và tải, trong đó các ống có đường kính ít nhất 300 mm được hàn. Đường ống loại tải phải được hướng lên trên, bổ sung phễu và phần thoát nước phải được xây dựng sao cho thuận tiện để thu gom chất thải sau khi xử lý trong quá trình vận hành.
Hệ thống máy sưởi
Nếu trạm được đặt trong sân hoặc trong một căn phòng không sử dụng, nó sẽ cần cung cấp cách nhiệt tối ưu và sưởi ấm ổn định. Với mục đích này, có thể chèn các đường ống vào lắp đặt, dọc theo đó nước di chuyển từ hệ thống sưởi ấm và lắp đặt chúng dọc theo các bức tường của thùng. Ngoài ra, một bể chứa đầy nước được làm nóng bằng các bộ phận làm nóng bằng điện được đặt trong lò phản ứng, tùy chọn đầu tiên được coi là kinh tế hơn. Để cài đặt ổn định, nhiệt độ của nội dung không được giảm xuống dưới 38 và tăng trên 55 độ.
Hệ thống trộn
Một máy trộn cầm tay bổ sung với bất kỳ thiết kế nào có thể làm tăng đáng kể hiệu quả của trạm. Để tạo ra nó, trục với các lưỡi được hàn với nó được đưa ra qua nắp thùng. Sau đó, họ đặt trên cổng tay cầm và hoàn toàn bịt kín lỗ.
Gắn mái vòm và đường ống
Ở giai đoạn cuối cùng, bạn sẽ cần phải làm một bình xăng bằng tay của chính mình cho trạm khí sinh học và lắp đặt mái vòm của phần tử phía trên của nó. Tại điểm vòm cao nhất, một ống xả khí được đặt và kéo về phía giá đỡ khí.
Không gian trống bên trong lò phản ứng có chức năng lưu trữ khí, nhưng điều này là không đủ cho hoạt động cài đặt hoàn toàn an toàn. Để tránh nổ từ áp suất cao dưới vòm, khí phải được sử dụng liên tục. Để ngăn chặn sự trộn lẫn khí metan sinh học với không khí, một bẫy nước được lắp đặt, cũng được thiết kế để làm sạch khí.
Ưu điểm và nhược điểm của nhà máy khí sinh học
Danh sách các lợi ích bao gồm:
- khả năng xử lý chất thải an toàn;
- thu được các nguồn nguyên liệu tái tạo thân thiện với môi trường;
- sự giải phóng một lượng carbon dioxide và lưu huỳnh tối thiểu so với việc lắp đặt khí thông thường;
- ổn định hoàn toàn của trạm;
- khả năng sử dụng nhiều nhà máy cùng một lúc để giảm chi phí và ngăn ngừa thiệt hại;
- lợi ích tối đa cho nông nghiệp.
Ngoài tất cả những lợi thế này, một nhà máy khí sinh học cũng có những mặt hạn chế. Khí như vậy là nhiên liệu tương đối sạch, nhưng nó vẫn có thể gây ô nhiễm môi trường. Ngoài ra, chủ sở hữu của các trạm như vậy có thể gặp khó khăn với việc cung cấp sinh khối, nếu họ không quan tâm đến việc này trước.
