Boerderijen hebben brandstof nodig voor verwarmingssystemen, het opwekken van elektriciteit en andere dagelijkse behoeften. Omdat de energieprijzen jaar na jaar gestaag stijgen, heeft iedere eigenaar van een huis of klein bedrijf er minstens één keer over nagedacht hoe hij thuis biogas kan produceren.

Biogasinstallaties worden steeds vaker op boerderijen gebruikt, waardoor ze geld kunnen besparen op verwarming

Met een biogasinstallatie voor een privéwoning kunt u de productie van biogas rechtstreeks in uw tuin organiseren, waardoor het brandstofprobleem wordt opgelost. Aangezien een aanzienlijk percentage van de dorpsbewoners vaardigheden heeft in het werken met las- en loodgieterswerktuigen, lijkt de kwestie van het zelf vervaardigen van een gasproductie-installatie logisch. Zo kunt u niet alleen besparen op werk, maar ook op materialen als u geïmproviseerde middelen gebruikt.

Wat is biogas en hoe ontstaat het: verkrijgen en produceren

Biogas is een stof die ontstaat bij de vergisting van organisch afval en die methaan in voldoende hoeveelheden bevat om als brandstof te gebruiken. Bij verbranding komt bij biogas warmte vrij, die voldoende is om een ​​huis te verwarmen of een auto van brandstof te voorzien. de energiebron is mest, die gemakkelijk verkrijgbaar en goedkoop of zelfs gratis is als het om een ​​veehouderijbedrijf of een grote particuliere boerderij gaat.

Biogas is een milieuvriendelijke biobrandstof die u met uw eigen handen kunt produceren; biologisch gas is verwant aan aardgas. Het gas ontstaat bij de verwerking van afval door anaërobe bacteriën. De fermentatie vindt plaats in een luchtloze container, een bioreactor genaamd. De snelheid van de biogasproductie hangt af van de hoeveelheid afval die in de biogenerator wordt geladen. Onder invloed van bacteriën komt uit de grondstof een mengsel van methaan en kooldioxide met enkele mengsels van andere gasvormige stoffen vrij. Het resulterende gas wordt uit de bioreactor verwijderd, gezuiverd en voor zijn eigen behoeften gebruikt. De verwerkte grondstoffen worden na voltooiing van het proces kunstmest, die wordt gebruikt om de bodemvruchtbaarheid te verbeteren. Het produceren van biogas is gunstig voor veehouderijbedrijven die toegang hebben tot gratis mest en ander organisch afval.

Voordelen van het verbranden van brandstof uit mest (boerderijmest) voor verwarming: elektriciteit uit methaan

De voordelen van biogas als brandstof zijn onder meer:

• Efficiënte en milieuvriendelijke afvalrecycling
• Beschikbaarheid van grondstoffen voor gaswinning op het platteland
• Mogelijkheid tot het organiseren van een gesloten kringloop van afvalvrije productie van gas en meststoffen uit mest
• Onuitputtelijke, zelfaanvullende bron van grondstoffen

Hoe u met uw eigen handen een bioreactor (installatie) bouwt

Biogasinstallaties die gas uit mest produceren, kunnen eenvoudig met uw eigen handen op uw eigen terrein worden gemonteerd. Voordat u een bioreactor voor de verwerking van mest monteert, is het de moeite waard om tekeningen te maken en alle nuances zorgvuldig te bestuderen, omdat een container met een grote hoeveelheid explosief gas kan een bron van groot gevaar zijn als deze verkeerd wordt gebruikt of als er fouten zijn gemaakt in het ontwerp van de installatie.

Biogasproductieschema

De capaciteit van de bioreactor wordt berekend op basis van de hoeveelheid grondstof die wordt gebruikt om methaan te produceren. Om de bedrijfsomstandigheden optimaal te laten zijn, is de reactorcapaciteit voor minimaal tweederde gevuld met afval. Voor deze doeleinden wordt een diepe put gebruikt. Om een ​​hoge dichtheid te garanderen, zijn de wanden van de put versterkt met beton of versterkt met kunststof en worden soms betonnen ringen in de put geïnstalleerd. Het oppervlak van de wanden wordt behandeld met vochtwerende oplossingen. Dichtheid is een noodzakelijke voorwaarde voor een efficiënte werking van de installatie. Hoe beter de container geïsoleerd is, hoe hoger de kwaliteit en kwantiteit. Bovendien zijn afvalafbraakproducten giftig en kunnen ze bij lekkage schadelijk zijn voor de gezondheid.

In de afvalcontainer is een roerder geïnstalleerd. Het is verantwoordelijk voor het mengen van afval tijdens de fermentatie, waardoor een ongelijkmatige verdeling van grondstoffen en de vorming van een korst wordt voorkomen. Aansluitend op de menger wordt in de mest een drainageconstructie aangebracht, die de afvoer van gas naar de opslagtank vergemakkelijkt en lekkage voorkomt. Om veiligheidsredenen is het noodzakelijk om het gas te verwijderen en om de kwaliteit van de meststoffen die na verwerking in de reactor achterblijven te verbeteren. Hiervoor wordt een gat in de bodem van de reactor gemaakt. Het gat is voorzien van een strakke deksel zodat de apparatuur afgesloten blijft.

Hoe zorg je voor actieve vergisting van biomassa thuis met behulp van een generator en andere apparatuur: afvalverwerking, samenstelling en extractie

Om het verwerkingsproces in een bioreactor sneller te laten verlopen, is verwarming noodzakelijk. De omgevingstemperatuur is voldoende om de mestverwerking zonder hulp van buitenaf te laten plaatsvinden. Maar onder ongunstige weersomstandigheden, in de winter, heeft een minibiogasinstallatie een extra warmtebron nodig, anders wordt gasproductie onmogelijk. Om ervoor te zorgen dat bacteriën afval in gas kunnen omzetten, moet de temperatuur in de reactor boven de 38 graden Celsius liggen. Het is niet moeilijk om met uw eigen handen biogas te verkrijgen, het belangrijkste is om bepaalde productieregels te kennen.

De container wordt verwarmd met behulp van een spoel, die zich onder de reactor bevindt, of door elektrische verwarmers te installeren die het reservoir rechtstreeks verwarmen. , die afval verwerken tot gas, zitten al in de grondstoffen. Om micro-organismen te activeren en het proces van biogasproductie te starten, moet de temperatuur in de container voldoende zijn voor fermentatie. Om het gemakkelijker te maken om de naleving van de temperatuuromstandigheden te controleren, is automatische verwarming op de reactor aangesloten. Het verwarmt de container wanneer er brandstof in wordt geladen tot de gewenste temperatuur en schakelt de verwarming uit wanneer de gewenste markering op de thermometer is bereikt. Een temperatuurregelapparaat, dat gemakkelijk te vinden is in een winkel voor gasapparatuur, kan de rol van automatische verwarming vervullen.

Temperatuurregelmodule. Het kan bij elke bouwmarkt worden gekocht

Correcte gasverwijdering uit de bioreactor: tekeningen, gebruik van technologie

Om het gevormde gas gemakkelijk uit de tank te verwijderen, zijn biogasinstallaties uitgerust met een aantal apparaten:

1. Verticaal geplaatste kunststofbuizen met een groot aantal gaten om de scheiding van gas en grondstof te vergemakkelijken. De bovenkant van de buis moet boven de afvalmassa uitsteken, waardoor het gas vrij kan ontsnappen.
2. Er werd een film over de container gelegd en er ontstond een soort broeikaseffect. Het handhaaft de gewenste temperatuur in de container en voorkomt ook dat gas zich vermengt met lucht.
   

   Soms is de container bedekt met een koepel van beton of ander materiaal. Om te voorkomen dat een dergelijke koepel wegvliegt onder de druk van het resulterende gas, wordt deze zorgvuldig aan de constructie bevestigd en met kabels vastgebonden.

3. Bovenaan de reactor is een gasuitlaatpijp geplaatst. De buis is uitgerust met een strak vergrendelingsmechanisme om de dichtheid van de constructie niet te schenden. Het nieuw vrijgekomen biogas, dat de uitlaatleiding binnendringt, is verzadigd met waterdamp en bevat veel onzuiverheden. ontstaat door condensatie: bij afkoeling tot omgevingstemperatuur bezinkt water in de vorm van condensatie op de wanden van de leiding. Om corrosie te voorkomen, is de afvoerleiding zo geïnstalleerd dat de afvoer van condensaat via de afscheider wordt vergemakkelijkt.
4. Om waterstofsulfide-verontreinigingen uit biogas te verwijderen, wordt op weg naar de opslagfaciliteit een filter van speciaal behandelde actieve kool geïnstalleerd, waar het mengsel wordt geoxideerd tot zwavel en wordt afgezet in het sorptiemiddel.

BEKIJK DE VIDEO

Een zelfgebouwde biogasinstallatie, die mest thuis verwerkt tot biogas, verlaagt de verwarmings- en elektriciteitskosten aanzienlijk. Een dergelijke installatie zal de kosten voor het voorzien van een privéwoning van warmte verlagen, de kosten van landbouwproducten verlagen en daardoor de winstgevendheid van de boerderij vergroten. – het vermogen om afval om te zetten in een energiebron en een alternatief voor aardgas. Biogas is milieuvriendelijk en modern.

Voor eigenaren van grote boerderijen is de problematiek van mest, vogelpoep en dierlijke resten een acuut probleem. Om het probleem op te lossen, kunt u speciale installaties gebruiken die zijn ontworpen om biogas te produceren. Ze zijn gemakkelijk thuis te maken en langdurig te gebruiken met een hoge opbrengst van een kant-en-klaar product.

Wat is biogas?

Biogas is een stof die door vergisting wordt gewonnen uit natuurlijke grondstoffen in de vorm van biomassa (mest, vogelpoep). Bij dit proces zijn verschillende bacteriën betrokken, die zich elk voeden met de afvalproducten van de vorige. De volgende micro-organismen worden geïdentificeerd die actief deelnemen aan het biogasproductieproces:

• hydrolytisch;
• zuurvormend;
• methaanvormend.

De technologie voor de productie van biogas uit afgewerkte biomassa omvat het stimuleren van natuurlijke processen. Bacteriën in mest moeten optimale omstandigheden krijgen voor een snelle reproductie en efficiënte verwerking van stoffen. Hiervoor worden biologische grondstoffen in een zuurstofdichte tank geplaatst.

Hierna komt een groep anaerobe microben in actie. Ze maken de omzetting van fosfor-, kalium- en stikstofhoudende verbindingen in zuivere vormen mogelijk. Als resultaat van de verwerking ontstaat niet alleen biogas, maar ook kwaliteitsgoedkeuringen. Ze zijn ideaal voor landbouwbehoeften en zijn efficiënter dan traditionele mest.

Milieuwaarde van biogasproductie

Dankzij de efficiënte verwerking van biologisch afval wordt waardevolle brandstof verkregen. Door dit proces in te voeren, wordt de uitstoot van methaangas in de atmosfeer, die een negatief effect op het milieu heeft, voorkomen. Deze verbinding stimuleert het broeikaseffect 21 keer sterker dan koolstofdioxide. Methaan kan twaalf jaar in de atmosfeer aanwezig blijven.

Om de opwarming van de aarde, wat een mondiaal probleem is, te voorkomen, is het noodzakelijk om de introductie en verspreiding van deze stof in het milieu te beperken. Het afval dat uit het recyclingproces ontstaat, is een kwaliteitskeurmerk. Het gebruik ervan maakt het mogelijk om het volume van de gebruikte chemische verbindingen te verminderen. Synthetisch geproduceerde meststoffen vervuilen het grondwater en hebben een negatieve impact op het milieu.

Wat beïnvloedt de productiviteit van het productieproces?

Met de juiste organisatie van het productieproces voor de productie van biogas, vanaf 1 kuub. m organische grondstoffen leveren ongeveer 2-3 kubieke meter op. m puur product. De effectiviteit ervan wordt beïnvloed door vele factoren:

• omgevingstemperatuur;
• zuurgraad van organische grondstoffen;
• omgevingsvochtigheid;
• de hoeveelheid fosfor, stikstof en koolstof in de initiële biologische massa;
• deeltjesgrootte van mest of uitwerpselen;
• de aanwezigheid van stoffen die het verwerkingsproces vertragen;
• opname van stimulerende additieven in de biomassa;
• substraattoevoerfrequentie.

Lijst met grondstoffen die worden gebruikt voor de productie van biogas

Biogas kan niet alleen uit mest of vogelpoep worden geproduceerd. Andere grondstoffen kunnen worden gebruikt om milieuvriendelijke brandstof te produceren:

• graan stillage;
• sapafval;
• bieten pulp;
• afval van de vis- of vleesproductie;
• bostel;
• afval van zuivelfabrieken;
• fecaal slib;
• huishoudelijk afval van organische oorsprong;
• afval van de productie van biodiesel uit koolzaad.

Samenstelling van biologisch gas

De samenstelling van biogas na doorvoer is als volgt:

• 50-87% methaan;
• 13-50% koolstofdioxide;
• onzuiverheden van waterstof en waterstofsulfide.

Na het zuiveren van het product van onzuiverheden wordt biomethaan verkregen. Het is een analoog, maar heeft een andere oorsprong. Om de kwaliteit van de brandstof te verbeteren, wordt het gehalte aan methaan in de samenstelling, de belangrijkste energiebron, genormaliseerd.

Bij het berekenen van het volume geproduceerde gassen wordt rekening gehouden met de omgevingstemperatuur. Wanneer het toeneemt, neemt de opbrengst van het product toe en neemt het caloriegehalte af. De eigenschappen van biogas worden negatief beïnvloed door een verhoogde luchtvochtigheid.

Toepassingsgebied van biogas

De productie van biogas speelt niet alleen een belangrijke rol bij het behoud van het milieu, maar voorziet de nationale economie ook van brandstof. Het wordt gekenmerkt door een breed scala aan toepassingen:

• gebruikt als grondstof voor de productie van elektriciteit, autobrandstof;
• om te voldoen aan de energiebehoeften van kleine en middelgrote ondernemingen;
• Biogasinstallaties spelen de rol van behandelingsfaciliteiten, wat het mogelijk maakt om problemen op te lossen.

Technologie voor de productie van biogas

Om biogas te produceren moeten er maatregelen worden genomen om het proces van natuurlijke afbraak van organisch materiaal te versnellen. Voordat ze in een afgesloten container met een beperkte zuurstoftoevoer worden geplaatst, worden natuurlijke grondstoffen grondig gemalen en gemengd met een bepaalde hoeveelheid water.

Als resultaat wordt het originele substraat verkregen. De aanwezigheid van water in de samenstelling is noodzakelijk om negatieve effecten op bacteriën te voorkomen die kunnen optreden wanneer stoffen uit het milieu terechtkomen. Zonder de vloeibare component vertraagt ​​het fermentatieproces aanzienlijk en vermindert de efficiëntie van de gehele bio-installatie.

Industriële apparatuur voor de verwerking van organische grondstoffen is bovendien uitgerust met:

• een apparaat voor het verwarmen van het substraat;
• apparatuur voor het mengen van grondstoffen;
• apparaten voor het bewaken van de zuurgraad van de omgeving.

Deze apparaten verhogen de efficiëntie van bioreactoren aanzienlijk. Door roeren wordt de harde korst van het oppervlak van de biomassa verwijderd, waardoor de hoeveelheid gas die vrijkomt toeneemt. De duur van de verwerking van organische massa is ongeveer 15 dagen. Gedurende deze tijd wordt het slechts voor 25% ontleed. De maximale hoeveelheid aardgas komt vrij wanneer de afbraakgraad van het substraat 33% bereikt.

De technologie voor de productie van biologisch gas omvat dagelijkse vernieuwing van het substraat. Om dit te doen, wordt 5% van de massa uit de bioreactor verwijderd en wordt een nieuw deel grondstoffen op zijn plaats geplaatst. Het verbruikte product wordt gebruikt als endorsement.

Biogasproductietechnologie thuis

Biogasproductie thuis vindt plaats volgens het volgende schema:

1. De biologische massa wordt verpletterd. Het is noodzakelijk deeltjes te verkrijgen waarvan de grootte niet groter is dan 10 mm.
2. De resulterende massa wordt grondig gemengd met water. Voor 1 kg grondstoffen heeft u ongeveer 700 ml vloeibare component nodig. Het gebruikte water moet drinkbaar zijn en vrij van onzuiverheden.
3. De gehele tank wordt gevuld met het resulterende substraat, waarna deze hermetisch wordt afgesloten.
4. Het is raadzaam om het substraat meerdere keren per dag grondig te mengen, wat de efficiëntie van de verwerking zal vergroten.
5. Op de 5e dag van het productieproces wordt de aanwezigheid van biogas gecontroleerd en wordt het met behulp van een compressor geleidelijk in voorbereide cilinders gepompt. Periodieke verwijdering van gasvormige producten is verplicht. Hun accumulatie leidt tot een toename van de druk in de tank, wat een negatief effect heeft op het proces van afbraak van biologische massa.
6. Op de 15e productiedag wordt een deel van het substraat verwijderd en wordt een verse portie biologisch materiaal geladen.

Om het benodigde volume van de reactor voor de verwerking van biomassa te bepalen, moet de hoeveelheid mest die gedurende de dag wordt geproduceerd, worden berekend. Er moet rekening worden gehouden met het type grondstoffen dat wordt gebruikt en de temperatuuromstandigheden die in de installatie worden gehandhaafd. De gebruikte tank moet tot 85-90% van zijn volume worden gevuld. De resterende 10% is nodig voor de accumulatie van het resulterende biologische gas.

Er moet rekening worden gehouden met de duur van de verwerkingscyclus. Bij handhaving van een temperatuur van +35°C is dit 12 dagen. We mogen niet vergeten dat de gebruikte grondstoffen worden verdund met water voordat ze naar de reactor worden gestuurd. Daarom wordt rekening gehouden met de hoeveelheid voordat het volume van de tank wordt berekend.

Schema van een eenvoudige biologische installatie

Om thuis biogas te produceren, is het noodzakelijk om optimale omstandigheden te creëren voor micro-organismen die de biologische massa afbreken. Allereerst is het raadzaam om de verwarming van de generator te organiseren, wat extra kosten met zich meebrengt.

• De inhoud van de container voor de opslag van afval moet minimaal 1 kubieke meter bedragen. M;
• het is noodzakelijk om een ​​hermetisch afgesloten container te gebruiken;
• isolatie van de biomassatank is een voorwaarde voor de effectieve werking ervan;
• de tank kan in de grond worden verdiept. Thermische isolatie wordt alleen in het bovenste gedeelte geïnstalleerd;
• In de container is een handmixer geïnstalleerd. Het handvat wordt naar buiten gebracht via een afgesloten eenheid;
• Er zijn sproeiers voorzien voor het laden/lossen van grondstoffen en de inname van biogas.

Productietechnologie voor ondergrondse reactoren

Om biogas te produceren, kunt u de eenvoudigste installatie installeren en deze in de grond verdiepen. De productietechnologie van een dergelijke tank is als volgt:

1. Graaf een put van de gewenste grootte. De muren zijn gevuld met geëxpandeerd kleibeton, dat bovendien is versterkt.
2. Er blijven gaten achter in de tegenoverliggende wanden van de bunker. Ze leggen leidingen aan met een bepaalde helling om grondstoffen te verpompen en afvalmateriaal af te zuigen.
3. Bijna helemaal onderaan is een uitlaatleiding met een diameter van 70 mm geïnstalleerd. Het andere uiteinde is geïnstalleerd in een tank waarin afvalslib wordt gepompt. Het wordt aanbevolen om het rechthoekig te maken.
4. De leiding voor de aanvoer van grondstoffen wordt op een hoogte van 0,5 m ten opzichte van de bodem geplaatst. De aanbevolen diameter is 30-35 mm. De bovenkant van de buis wordt in een aparte tank geplaatst om voorbereide grondstoffen te ontvangen.
5. Het bovenste deel van de bioreactor moet een koepel- of kegelvorm hebben. Het kan worden gemaakt van gewoon dakijzer of andere metalen platen. Het is toegestaan ​​om een ​​tankdeksel te maken met behulp van een stenen kuip. Om de structuur te versterken, wordt het oppervlak bovendien gepleisterd met de installatie van wapeningsnet.
6. Bovenop de tankdeksel maak ik een luikje, dat hermetisch gesloten moet worden. Er wordt ook een gasafvoerleiding doorheen geleid. Bovendien is er een overdrukventiel geïnstalleerd.
7. Om het substraat te mengen zijn er meerdere kunststof leidingen in de tank geïnstalleerd. Ze moeten worden ondergedompeld in biomassa. In de leidingen worden veel gaten gemaakt, waardoor de grondstoffen door middel van bewegende gasbellen kunnen worden gemengd.

Berekening van de biogasopbrengst

De opbrengst aan biologisch gas is afhankelijk van het drogestofgehalte in de grondstof en de soort ervan:

• van 1 ton rundermest wordt 50-60 kubieke meter verkregen. m product met een methaangehalte van 60%;
• uit 1 ton plantaardig afval wordt 200-500 kubieke meter verkregen. m biogas met een methaanconcentratie van 70%;
• uit 1 ton vet wordt 1300 kubieke meter verkregen. m gas met een methaanconcentratie van 87%.

Om de productie-efficiëntie te bepalen, worden laboratoriumtests uitgevoerd op de gebruikte grondstoffen. De samenstelling ervan wordt berekend, wat de kwaliteitskenmerken van biogas beïnvloedt.

Biogas is een mengsel van gassen dat ontstaat tijdens de afbraak van organisch materiaal door anaërobe bacteriën. Biogas is licht ontvlambaar en produceert bij verbranding een schone vlam, waardoor het niet alleen kan worden gebruikt om te koken, maar ook voor verbrandingsmotoren (bijvoorbeeld voor het opwekken van elektriciteit).

Voordelen van een biogasinstallatie thuis:
– u kunt eenvoudig thuis biogas verkrijgen zonder gebruik te maken van dure apparatuur;
– een uitstekende alternatieve energie voor degenen wier huis ver van de bewoonde wereld ligt, of voor degenen die onafhankelijk willen zijn van de staat;
– beschikbare grondstoffen (mest, keukenafval, gehakselde vegetatie, etc.);
– zorg voor het milieu, aangezien tijdens het afbraakproces van organische stoffen in de natuur gas in de atmosfeer terechtkomt, wat een broeikaseffect met zich meebrengt, en in dit geval zal biogas worden verbrand, waarbij CO2 ontstaat;
– productie van meststoffen als bijproduct van een biogasinstallatie.

Maar naast de voordelen, biogasinstallatie heeft zijn nadelen:
– bacteriën werken bij een temperatuur van 18-40 graden, waardoor je in de zomer biogas kunt krijgen. Als u een biogasinstallatie isoleert en deze uitrust met verwarming, kunt u in de lente-herfstperiode biogas verkrijgen, maar de kosten voor isolatie en verwarming kunnen de ontvangen voordelen teniet doen
– het is noodzakelijk om voortdurend nieuwe grondstoffen te introduceren en daarom meststoffen af ​​te tappen.

Om met uw eigen handen een biogasinstallatie te maken, hebben we het volgende nodig:
1. Twee vaten van 200 liter
2. Vat van 30-60 liter, of grote plastic emmer
3. Kunststof rioolbuizen
4. Gasslang
5. Kraan

Voor de duidelijkheid zal ik het geven Biogasinstallatieschema voor thuis

Werkingsprincipe van een biogasinstallatie. Grondstoffen (mest, keukenafval, gehakte vegetatie, etc.) en water worden in de reactor geladen. De biogasinstallatie gaat niet meteen aan de slag, maar pas na een paar dagen, als het aantal anaerobe bacteriën maximaal is toegenomen.

Tijdens de levensduur van anaërobe bacteriën komt biogas vrij, dat op het bovenste punt van het vat wordt opgevangen (op deze plaats moet een kraan worden geplaatst). Vanuit de reactor komt het biogas via een gasslang de collector binnen.

De collector is een vat water van 200 liter en een omgekeerde emmer erin om gas op te vangen, en om de druk te creëren die nodig is voor de werking van een gasoven. Als er gas binnendringt, blijft de emmer drijven. Als de hoeveelheid biogas groter is dan de plastic emmer kan bevatten, komt het gas er gewoon via het water uit.

Voor het maken van een reactor Je hebt een afgesloten vat van 200 liter nodig. We maken verschillende gaten in het bovenste deel van het vat en installeren:
– Kunststof buis voor het gieten van grondstoffen. Aan het einde van de buis is het noodzakelijk om een ​​overgang naar een grote buis te installeren (een soort gieter, voor het gemak van het gieten van grondstoffen)
– Kunststof buis voor het aftappen van meststoffen. Omdat een biogasinstallatie geen perpetuum mobile is, is het noodzakelijk om voortdurend grondstoffen toe te voegen. Bij de introductie van nieuwe grondstoffen zal het overschot (reeds verwerkte grondstoffen - meststoffen) via de afvoerleiding naar buiten stromen.
– Een kraan op het hoogste punt van het biogasvat.

Bij de productie van een reactor is het erg belangrijk dat alle verbindingen worden afgedicht, anders kan er onder de resulterende druk gas weglekken. De afvoerleiding moet zich onder het installatieniveau van de gaskraan bevinden. De afvoer- en vulleidingen moeten goed worden afgesloten als ze niet worden gebruikt.

Om de verzamelaar te maken heb je een plastic vat van 200 liter zonder deksel nodig. Giet 3/4 van het water in het vat en installeer een ander vat, ondersteboven, kleiner van volume. In de bodem van een kleiner vat hebben we een fitting gesneden voor het aansluiten van de slang van de reactor, en een kraan voor het aansluiten van de slang die naar de gasoven gaat.

Om de grondstoffen te vullen, opent u de inlaat- en afvoergaten en vult u de grondstoffen. Het is het beste om mest verdund in water te gebruiken. Het beste is om regenwater of bezonken water te gebruiken, zodat het chloorgehalte uit de watervoorziening de bacteriekolonies niet vermindert. Als u keukenafval gebruikt, zorg er dan voor dat u schoonmaakmiddelen, eierschalen, botten en uienschillen uit de buurt houdt, aangezien deze de werking van de biogasinstallatie kunnen verslechteren.

Biogas zelf heeft een zeer onaangename geur, maar bij verbranding is er geen geur. Als je gas verbrandt zonder het met lucht te mengen, krijg je een gele vlam met roet, waardoor de bodem van de pan gemakkelijk gaat roken.

Als je biogas met lucht mengt en vervolgens in brand steekt, krijg je een schone blauwe vlam zonder roet. In fabrieksgasfornuizen zeggen de instructies bijvoorbeeld dat bij het overschakelen van leidinggas naar flessengas en omgekeerd, het noodzakelijk is om de jets (die verschillen in gatdiameter) te vervangen, anders zal de brander roken. Als alternatief kunt u gebruiken laboratorium bunsenbrander.

Als je geen laboratoriumbrander hebt, kun je er eenvoudig één maken van een stuk pijp door gaten aan de onderkant te boren. Het gas dat door de pijp gaat, zal zich dus vermengen met lucht, en bij de uitgang van de buis krijgen we een gemengd gas.

Je kunt experimenteren met stukken hout als jets, ze slijpen zodat ze op een potlood lijken en er gaten met verschillende diameters in boren. Op deze manier kan de optimale toortsgrootte worden verkregen.

Voor het experiment werd een oude barbecue als kachel gebruikt, er werd een gat in de bodem gesneden en er werd een bunsenbrander geïnstalleerd. En vervolgens werd de barbecue vervangen door een eenpitsfornuis.

Om gasdruk te creëren, wordt er een gewicht op het verdeelstuk geplaatst (een klein vat waarin gas wordt opgevangen). Als u bijvoorbeeld een belading van 5 kg instelt, kan 1 liter water in 15 minuten worden gekookt. Stel je een belading in van 10 kg, dan kookt 1 liter water in 10 minuten.

Samenvattend moet worden opgemerkt dat zelfgemaakte biogasinstallatie produceert biogas gedurende 30 minuten branderbedrijf per dag, als de grondstof mest is. Gebruik je keukenresten als grondstof, dan bedraagt ​​de productiviteit slechts 15 minuten per dag.

Er komt niet zoveel gas vrij, maar u zult het ermee eens zijn dat de biogasinstallatie ook niet zo groot is. Als u de hoeveelheid geproduceerd gas wilt vergroten, moet u daarom de volumes van de reactor en de collector vergroten.

De afmetingen van de collector hoeven niet vergroot te worden als u het biogas tijdig in een andere container (bijvoorbeeld in een cilinder) pompt. Het eenvoudigst kan dit worden gedaan met behulp van een compressor uit een koelkast, die één ingang en één uitgang heeft. We verbinden de ingang met het spruitstuk en de uitgang met de cilinder.

De compressor kan worden uitgerust met automatisering, bijvoorbeeld wanneer het spruitstuk gevuld is met gas, gaat het vat omhoog, sluit de contacten, waardoor de compressor wordt ingeschakeld. En de compressor werd op zijn beurt uitgeschakeld toen het vat tot het minimumniveau daalde.

De reactor van een biogasinstallatie moet van kunststof zijn, maar in geen geval van metaal, omdat het metaal door oxidatieve processen snel gaat roesten. Als optie kunt u plastic vaten met een groot volume gebruiken (bijvoorbeeld een Eurocube). En zodat grote hoeveelheden vaten niet veel ruimte innemen op de binnenplaats, kunnen ze worden begraven.

19 november 2016 Gennady

De kwestie van de methaanproductie is van belang voor eigenaren van particuliere boerderijen die pluimvee of varkens fokken en ook vee houden. In de regel produceren dergelijke boerderijen een aanzienlijke hoeveelheid organisch dierlijk afval, wat aanzienlijke voordelen kan opleveren doordat het een bron van goedkope brandstof wordt. Het doel van dit materiaal is om u te vertellen hoe u thuis biogas kunt produceren met hetzelfde afval.

Algemene informatie over biogas

Thuisbiogas, verkregen uit diverse meststoffen en pluimveemest, bestaat voor een groot deel uit methaan. Daar is het 50 tot 80%, afhankelijk van wiens afval voor de productie werd gebruikt. Hetzelfde methaan dat in onze kachels en boilers verbrandt, en waar we volgens de meterstanden soms veel geld voor betalen.

Om een ​​idee te geven van de hoeveelheid brandstof die theoretisch kan worden geproduceerd bij het houden van dieren thuis of op het platteland, presenteren we een tabel met gegevens over de opbrengst aan biogas en het gehalte aan puur methaan daarin:

Zoals u in de tabel kunt zien, is voor het effectief produceren van gas uit koeienmest en kuilvoerafval een vrij grote hoeveelheid grondstof nodig. Het is rendabeler om brandstof te winnen uit varkensmest en kalkoenuitwerpselen.

Het resterende deel van de stoffen (25-45%) waaruit het biogas voor thuisgebruik bestaat, is kooldioxide (tot 43%) en waterstofsulfide (1%). De brandstof bevat ook stikstof, ammoniak en zuurstof, maar in kleine hoeveelheden. Het is overigens dankzij de uitstoot van waterstofsulfide en ammoniak dat de mesthoop zo’n bekende “aangename” geur afgeeft. Wat de energie-inhoud betreft, kan 1 m3 methaan bij verbranding theoretisch tot 25 MJ (6,95 kW) thermische energie vrijgeven. De soortelijke verbrandingswarmte van biogas hangt af van het aandeel methaan in de samenstelling ervan.

Als referentie. In de praktijk is gebleken dat voor het verwarmen van een geïsoleerd huis in de middenzone tijdens het stookseizoen ongeveer 45 m3 biologische brandstof per 1 m2 oppervlakte nodig is.

De natuur heeft het zo ingericht dat er spontaan biogas uit mest ontstaat, ongeacht of we het willen ontvangen of niet. Een mesthoop rot binnen een jaar tot anderhalf jaar, simpelweg door in de open lucht te staan ​​en zelfs bij temperaturen onder het vriespunt. Al die tijd komt er biogas vrij, maar slechts in kleine hoeveelheden, omdat het proces in de loop van de tijd wordt verlengd. De oorzaak ligt in honderden soorten micro-organismen die in de uitwerpselen van dieren worden aangetroffen. Dat wil zeggen dat er niets nodig is om de gasontwikkeling op gang te brengen; het zal vanzelf gebeuren. Maar om het proces te optimaliseren en te versnellen is speciale apparatuur nodig, die verder zal worden besproken.

Biogas technologie

De essentie van effectieve productie is het versnellen van het natuurlijke afbraakproces van organische grondstoffen. Om dit te kunnen doen, moeten de bacteriën daarin de beste omstandigheden creëren voor voortplanting en afvalverwerking. En de eerste voorwaarde is om de grondstof in een gesloten container te plaatsen - een reactor, anders - een biogasgenerator. Het afval wordt vermalen en gemengd in een reactor met een berekende hoeveelheid schoon water totdat het oorspronkelijke substraat wordt verkregen.

Opmerking. Schoon water is nodig om ervoor te zorgen dat stoffen die de levensduur van bacteriën negatief beïnvloeden, niet in het substraat terechtkomen. Hierdoor kan het fermentatieproces sterk vertragen.

Een industriële biogasproductie-installatie is uitgerust met substraatverwarming, mengmiddelen en regeling van de zuurgraad van de omgeving. Er wordt geroerd om de harde korst van het oppervlak te verwijderen, die ontstaat tijdens de fermentatie en de uitstoot van biogas verstoort. De duur van het technologische proces is minimaal 15 dagen, gedurende welke tijd de ontbindingsgraad 25% bereikt. Er wordt aangenomen dat de maximale brandstofopbrengst tot 33% van de afbraak van biomassa plaatsvindt.

De technologie zorgt voor een dagelijkse vernieuwing van het substraat, wat zorgt voor een intensieve productie van gas uit mest; in industriële installaties bedraagt ​​dit honderden kubieke meters per dag. Een deel van de afvalmassa, ongeveer 5% van het totale volume, wordt uit de reactor verwijderd en in de plaats wordt eenzelfde hoeveelheid verse biologische grondstoffen geladen. Het afvalmateriaal wordt gebruikt als organische meststof voor velden.

Diagram van een biogasinstallatie

Bij de thuisproductie van biogas is het onmogelijk om zulke gunstige omstandigheden voor micro-organismen te creëren als bij de industriële productie. En allereerst heeft deze verklaring betrekking op de organisatie van generatorverwarming. Zoals bekend vereist dit energieverbruik, wat leidt tot een aanzienlijke stijging van de brandstofkosten. Het is heel goed mogelijk om de naleving van de licht alkalische omgeving die inherent is aan het fermentatieproces te controleren. Maar hoe kan dit worden gecorrigeerd bij afwijkingen? Kosten weer.

Eigenaren van particuliere boerderijen die met hun eigen handen biogas willen produceren, wordt aangeraden om van de beschikbare materialen een reactor met een eenvoudig ontwerp te maken en deze vervolgens naar eigen mogelijkheden te moderniseren. Wat moet u doen:

• hermetisch afgesloten container met een inhoud van minimaal 1 m3. Ook diverse kleine tanks en vaten zijn geschikt, maar er zal weinig brandstof uit vrijkomen vanwege de onvoldoende hoeveelheid grondstoffen. Dergelijke productievolumes passen niet bij u;
• Wanneer u thuis de productie van biogas organiseert, is het onwaarschijnlijk dat u de container verwarmt, maar u moet deze zeker isoleren. Een andere optie is om de reactor in de grond te begraven, waarbij het bovenste gedeelte thermisch wordt geïsoleerd;
• installeer een handmatige roerder van welk ontwerp dan ook in de reactor, waarbij u de handgreep door de bovenklep uitstrekt. De handgreepdoorgang moet worden afgedicht;
• voorzien van leidingen voor de aan- en afvoer van het substraat en voor het opvangen van biogas.

Hieronder ziet u een diagram van een biogasinstallatie die zich onder het maaiveld bevindt:

1 – brandstofgenerator (container gemaakt van metaal, plastic of beton); 2 — trechter voor het vullen van het substraat; 3 – technisch luik; 4 – vaartuig dat als waterslot fungeert; 5 – uitlaat voor het lossen van afvalafval; 6 – Biogasbemonsteringsleiding.

Hoe krijg je biogas thuis?

De eerste bewerking is het vermalen van afval tot een fractie waarvan de grootte niet groter is dan 10 mm. Hierdoor is het substraat veel gemakkelijker te bereiden en kunnen bacteriën de grondstoffen gemakkelijker verwerken. De resulterende massa wordt grondig gemengd met water, de hoeveelheid is ongeveer 0,7 liter per 1 kg organisch materiaal. Zoals hierboven vermeld, mag alleen schoon water worden gebruikt. Vervolgens wordt een zelfgemaakte biogasinstallatie gevuld met het substraat, waarna de reactor hermetisch wordt afgesloten.

Meerdere keren per dag moet je de container bezoeken om de inhoud te mengen. Op de vijfde dag kunt u controleren op de aanwezigheid van gas en als dit verschijnt, periodiek met een compressor in een cilinder pompen. Als dit niet op tijd gebeurt, zal de druk in de reactor toenemen en zal de gisting vertragen of zelfs helemaal stoppen. Na 15 dagen is het noodzakelijk om een ​​deel van het substraat te lossen en dezelfde hoeveelheid nieuw substraat toe te voegen. Meer informatie kunt u vinden door de video te bekijken:

Conclusie

De kans is groot dat de eenvoudigste biogasinstallatie niet aan al uw wensen zal voldoen. Maar gezien de huidige kosten van energiebronnen zal dit in het huishouden al een aanzienlijke hulp zijn, omdat je niet voor de grondstoffen hoeft te betalen. Na verloop van tijd zul je, doordat je nauw betrokken bent bij de productie, alle functies onder de knie krijgen en de nodige verbeteringen aan de installatie kunnen aanbrengen.

De groeiende populariteit van alternatieve methoden voor het opwekken van warmte en elektrische energie heeft bij veel eigenaren van landhuizen en cottages geleid tot de wens om een ​​zekere autonomie te verkrijgen ten opzichte van externe energieleveranciers. Bovendien vertoont de “gekochte” energie een constante neiging om de prijzen te verhogen, en het onderhoud van een boerderij op het platteland wordt elke dag duurder en duurder. De biogasinstallatie is een uitstekend alternatief voor externe energiebronnen. Hij kan het huis op zijn minst voorzien van brandbaar gas voor de kachel, en als het vermogen toeneemt (als er voldoende eigen of aangekocht afval is), kan hij zowel het huis als het hele huishouden zowel van verwarming als van elektriciteit voorzien.

Wie heeft biogasinstallaties nodig?

Biogasinstallaties worden gebruikt om brandbare gassen te produceren uit biologische grondstoffen. Ze zijn dus overal nodig waar ontvlambare gassen nodig zijn. Dat wil zeggen, om thermische en elektrische energie te verkrijgen.
In de eerste plaats zijn biogasinstallaties nodig voor die boerderijen waar veel grondstoffen in de vorm van biologisch afval aanwezig zijn. Op deze manier is het niet alleen mogelijk om de productie afvalvrij te maken, maar ook om de winstgevendheid aanzienlijk te vergroten - dankzij onafhankelijke energieproductie en het ontbreken van kosten voor de aankoop van zowel thermische als elektrische energie.

Vladimir Rashin, een ontwerper van een biogasinstallatie en een boer uit Perm, heeft uit eigen ervaring bewezen dat de landbouwproductie, die zelfstandig afval afvoert met behulp van een geschikt apparaat, volledig voldoet aan de behoeften aan thermische en elektrische energie, evenals aan brandbaar gas. . In zijn kwartelboerderij wordt biogas gebruikt om gebouwen (zowel woningen, utiliteitsgebouwen als industriële gebouwen) te verwarmen, om elektriciteit op te wekken, in keukenfornuizen en ook om voertuigen van brandstof te voorzien - alle auto's op de Rashin-boerderij rijden op biogas. In dit geval is de belangrijkste grondstof voor de biogasinstallatie kwarteluitwerpselen. De opbrengst levert naast biogas ook organische mest op, wat ook extra inkomsten voor het bedrijf oplevert.

Biogasinstallaties zoals die van Vladimir Rashin kunnen de winstgevendheid van elke landbouwproductie aanzienlijk verhogen. Niet alleen mest, maar ook diverse soorten afval uit de houtverwerkende industrie (schors, zaagsel etc.) en vrijwel alle organische stoffen kunnen als grondstof worden gebruikt voor de productie van biogas.

Bovendien kunnen biogasinstallaties worden gebruikt in landhuizen en cottages, zelfs als dergelijke boerderijen geen agrarische focus hebben. Het huishoudelijk afval van elke boerderij zal voldoende zijn om grondstoffen te leveren voor een individuele biogasinstallatie, en als de boerderij niet volledig is voorzien van thermische en elektrische energie, verlaag dan op zijn minst de kosten voor de aanschaf van dergelijke energie. Bovendien bevat elke plattelandsboerderij naast huishoudelijk afval ook afval van het perceel (onkruid, takkenstekken, enzovoort). Welnu, met een mini-biogasinstallatie in een landhuis kun je zelfs een keukenfornuis van brandbaar gas voorzien.

Principe van biogasproductie

Biogas wordt geproduceerd door anaërobe (dat wil zeggen zonder zuurstof) vergisting van biomassa, die wordt geleverd door speciale bacteriën. Bij het proces zijn drie soorten bacteriën betrokken: hydrolytische, zuurvormende en methaanvormende bacteriën.

Een biogasinstallatie bestaat uit verschillende onderdelen (containers). Eerst komt de grondstof in een voorcontainer, waar deze grondig gemengd en vermalen wordt (in het geval van de dikke fractie) tot een homogene massa. Vervolgens komt de gemalen grondstof in de reactor (een container waar de biomassa direct wordt vergist).

De reactor is meestal gemaakt van gewapend beton, dat zuurbestendig is. Deze container is volledig afgesloten. Om het fermentatieproces te versnellen, wordt de vloeistof in de container verwarmd en geroerd. Meestal wordt een warmtekrachtkoppelingseenheid gebruikt om de reactor te verwarmen - in een dergelijke installatie is het noodzakelijk om de warmte- en stroomgenerator te koelen en de verwijderde warmte komt de reactor binnen. Warmte kan ook afkomstig zijn van een speciale warmwaterboiler.

Nadat het vergistingsproces is voltooid, komt het geproduceerde gas uit de reactor de gashouder binnen, waar de druk wordt gelijkgemaakt, en vervolgens komt het biogas in de warmte- en stroomgenerator (gas of dieselgas), waardoor thermische of elektrische energie wordt geproduceerd.

Naast biogas bezinkt er een vaste fractie, organische meststoffen, in de reactor, die vervolgens op de velden kan worden gebruikt. Ook worden er vloeibare meststoffen uit de reactor gehaald nadat er gas vrijkomt. Zowel vloeibare als vaste meststoffen zijn geconcentreerd en worden actief gebruikt in de landbouw.

Industriële biogasinstallaties hebben automatische besturing. Automatisering is verantwoordelijk voor de grondstoffenstroom naar de installatie en voor het mengen, regelt de temperatuur, de werking van de generator, enzovoort. Dergelijke installaties zijn ook uitgerust met noodfakkelapparatuur - als de motor stopt, wordt het gas eenvoudigweg verbrand. Daarnaast zijn industriële biogasinstallaties vaak uitgerust met een lijn voor het verpakken van vloeibare meststoffen; in dit geval worden de meststoffen gebotteld in kleine (tot 1 liter) flesjes.

Individuele biogasinstallatie

Het werkingsprincipe van een individuele biogasinstallatie is hetzelfde als dat van een industriële. Het is waar dat mini-installaties zelden zijn uitgerust met automatische apparaten voor het mengen van substraat en andere automatisering - vanwege de aanzienlijke stijging van de kosten van een huishoudelijke installatie met dergelijke apparatuur. Meestal hebben deze installaties alleen apparaten voor het regelen van de temperatuur, de werking van de generator, enzovoort, en wordt al het onderhoud van de mini-biogasinstallatie handmatig uitgevoerd.

Huishoudelijke biogasinstallaties worden voornamelijk gebruikt voor de productie van brandbaar gas voor de keuken, als de boerderij geen vee- of gewasproductie heeft. Er is echter een toenemende tendens om mini-installaties te gebruiken om landhuizen en cottages te voorzien van een compleet energiecomplex, dat wil zeggen niet alleen "keukengas", maar ook thermische en elektrische energie. Bovendien is dit niet langer afhankelijk van de aanwezigheid van groot of klein vee op de boerderij; grondstoffen voor thuisbiogasinstallaties worden eenvoudigweg gekocht bij de dichtstbijzijnde boerderij. Dit kan zowel mest als afval van houtverwerkende industrieën zijn.

Zelfgemaakte biogasinstallatie

De bouw van biogasinstallaties, zelfs mini-installaties, voor huishoudelijke behoeften is niet goedkoop. En hoewel de terugverdientijd van dergelijke apparatuur relatief kort is (5-7 jaar), is niet elke eigenaar bereid of heeft hij de mogelijkheid om het benodigde bedrag te investeren. Ja, de voordelen liggen voor de hand: in korte tijd kunt u met behulp van een mini-biogasinstallatie vrijwel volledige autonomie verwerven over aangekochte energiebronnen, uw boerderij overbrengen naar zelfvoorziening en zelfs gratis meststoffen krijgen als extra bonus. U moet vandaag echter geld betalen en de voordelen zullen pas over een paar jaar zichtbaar zijn. Daarom vragen veel eigenaren van landhuizen en cottages zich af: hoe kun je zelf een biogasinstallatie maken?

Een mini-biogasinstallatie is niet zo ingewikkeld en de constructie ervan is redelijk beheersbaar. Dit bespaart een aanzienlijk bedrag. Daarnaast zijn er projecten voor biogasinstallaties die gebruik maken van geïmproviseerde middelen en materialen (bijvoorbeeld met een belreactor, en de bel kan van rubber zijn, enzovoort). Dat wil zeggen, zelfgemaakte installaties voor de productie van biogas betekenen het verkrijgen van de gewenste bonussen voor minimaal geld.

Bij het bouwen van een biogasinstallatie is het noodzakelijk om een ​​nauwkeurige berekening te maken van wat de productiviteit ervan zou moeten zijn. Om dit te doen, moet u rekening houden met alle gewenste consumenten van biogas (bijvoorbeeld een fornuis, auto-uitrusting, enzovoort). Als het de bedoeling is dat biogas wordt gebruikt voor de productie van elektrische en/of thermische energie, dan moet bij de berekening rekening worden gehouden met alle energieverbruikers. Op basis van de berekening wordt een biogasinstallatieproject gemaakt.

Zelfgemaakte biogasproductie-installaties zijn overal op internet beschikbaar. U vindt voorbeeldberekeningen, een tekening van het apparaat en een gedetailleerde beschrijving. Met een enorme selectie aan apparaten kunt u zowel een complexe installatie met meerdere kamers als een vereenvoudigde versie creëren (bijvoorbeeld een eenvoudig apparaat als een beerput bedekt met een rubberen bel met een apparaat voor het afblazen van gas). Iedereen kan een zelfgemaakte installatie kiezen in overeenstemming met zijn wensen, mogelijkheden en vaardigheden. Beschrijvingen vergezeld van stapsgewijze foto's of video's zijn in dit geval bijzonder nuttig.

Door met uw eigen handen een biogasinstallatie te maken, kunt u tot 50% van de kosten van het apparaat besparen, wat de terugverdientijd van de apparatuur aanzienlijk versnelt. Als u om te beginnen de eenvoudigste installatie uitvoert, kunt u bovendien de behoefte aan dergelijke apparatuur in het huishouden beoordelen en geleidelijk geld investeren, wat voor velen veel gemakkelijker is dan het volledige vereiste bedrag in één keer te betalen.

Hoe werkt een biogasinstallatie?