МенюРубрики

Біогазова установка

Альтернативні джерела енергії все впевненіше входять у повсякденне життя сучасної людини. Люди навчилися використовувати у своїх цілях енергію сонця, вітру, води, надр землі, а також інші, альтернативні традиційним джерелам енергії, види палива.

До таких, не традиційних джерел енергії, відноситься біогаз, який отримують у спеціальних установках і використовують для отримання різних видів енергії, що використовуються людиною в повсякденному житті (тепло, електрика і паливо для автомобілів).

Що це?

Біогаз, який є екологічно чистим паливом, отримують в біогазових установках, агрегатах, що представляють собою комплекс технічних споруд і апаратів, об'єднаних у єдиний технологічний цикл.

Комплектація біогазової установки може бути різною, в залежності від її потужності, виду сировини та отримуваного кінцевого продукту у вигляді теплової або електричної енергії, обох видів енергії або тільки біогазу, що використовується в побутових газових плитах і в якості палива для автомобілів.

Стандартна установка, складається з наступних вузлів і агрегатів:

  • Ємність накопичувач, в якій накопичується використовується для отримання біогазу, сировину;
  • Міксери і млини різної конструкції, ділять великі фракції сировини на більш дрібні;
  • Газгольдер, герметично закрита ємність, що служить накопичувачем одержуваного газу;
  • Реактор, ємність або резервуар, в якому відбувається процес утворення біопалива;
  • Системи подачі сировини в реактор установки;
  • Система передачі одержуваного палива від реактора і газгольдера, далі на етапи обробки і перетворення в інші види енергії;
  • Системи автоматики, захисту і контролю за процесами виробництва газу і продуктів його переробки.

На вище наведеною схемою, умовно показаний технологічний цикл виробництва біогазу з використанням рідкого і твердого сировини, з подальшою його переробкою та отриманням теплової та електричної енергій.

Кому потрібні біогазові установки

У зв'язку з тим, що сучасній людині досить важко обходитися без тепла і електрики, то біогазові установки, які є агрегатами, що виробляють ці види енергії, потрібні всім і скрізь. Єдиний фактор, який впливає на необхідність і можливість встановлення такого агрегату в тому чи іншому місці, це наявність достатньої кількості органічної сировини, необхідного для роботи пристрою.

До того ж, у наш час боротьби за чистоту навколишнього світу, є екологічно чистими при виробництві енергії і працюють на альтернативному паливі, дані установки, все більш широко використовуються як в нашій країні, так і за її межами.

Принцип дії

Принцип роботи такий пристроїв заснований на бродінні і розкладанні органічних відходів сільськогосподарських та інших виробництв, що здійснюється в реакторі біогазової установки, під впливом особливих гідролізних, кислотоутворюючих і метанобразующих бактерій. У результаті розкладання сировини виходить біогаз, який складається з суміші метану, вуглекислого газу і домішок інших газів (аміак, сірководень, азот тощо).

Робота біогазової установки здійснюється наступним чином:

  • Продукти життєдіяльності сільськогосподарських тварин (гній), відходи харчових та інших виробництв (лісопереробка), надходять в накопичувальні ємності;
  • При використанні сировини, що вимагає подрібнення, виконується ця операція, після чого підготовлену сировину, шляхом влаштування насосів, транспортерів (для твердих видів сировини), надходить у перехідну ємність (на схемі кислототенк), де відбувається додаткове підігрівання біомаси;
  • Підготовлену сировину надходить в біореактор, який повинен бути міцним, кислотостійким та герметично закритим, що визначає процес виробництва біогазу;
  • Для створення оптимальних умов для розкладання підготовленої сировини і прискорення процесу бродіння в реакторі, як правило, монтуються пристрої, що забезпечують його додатковий нагрівання і перемішування продуктів розкладання;
  • Оптимальний температурний режим, для роботи биорекатора — +40,0 *С;
  • В результаті розкладання і бродіння, через певний проміжок часу, який залежить від вихідної сировини і технічних можливостей конкретної установки, утворюється біогаз і біодобрива;
  • Біогаз накопичується в газгольдері, який може бути окремою від біореактора, або змонтований в одному корпусі з ними;
  • Біодобрива накопичуються в ємності самого біореактора і після завершення процесу бродіння прибираються для подальшого використання;
  • Біогаз, під тиском, що створюється в газгольдері, надходить в систему очищення, після чого використовується споживачами для отримання електричної, теплової енергії і для побутового споживання;
  • Біодобрива надходять в ємність накопичувач, потім шляхом сепарації, поділяються на тверді та рідкі, після чого використовуються за прямим призначенням.

Порівняння біогазу з іншими джерелами енергії

При порівнянні виробництва біогазу, службовця паливом для отримання різних видів енергії, з іншими видами отримання альтернативної енергії, як те, сонячні електростанції і вітрові генератори, то видно, що дані установки, володіють однією перевагою, це здатність працювати, незалежно від зовнішніх чинників (погода, сезонність тощо) в цілодобовому і цілорічному циклах.
Ще один аспект використання біогазових установок, як то, можливість використовувати в повному обсязі встановлену потужність агрегатів, зіставляє їх з традиційними пристроями отримання енергії (нафта, газ і т. д.) і гарантує їх використання у найближчій і довгостроковій перспективах.

Внутрішня енергія 1,0 м3 біогазу, порівнянна з:

  1. 0,6 м3 природного газу;
  2. 0,74 л нафти;
  3. 0,65 л дизельного палива;
  4. 0,48 л бензину.

При спалюванні 1,0 м3 біогазу, що виділяється 9,0 кВт теплової енергії, що дозволяє зробити до 1,5 кВт електричної енергії або обігріти приміщення площею 80,0 м2 протягом кількох годин.

Характеристики горючості біогазу та інших горючих газів дещо відрізняються, для порівняння вони наведені в нижче наведеній таблиці:

характеристикиГаз
Одиниця виміруБіогазПриродний газПропанМетан
Теплота згоряннякВт*год/м36,010,026,010,0
Щільністькг/м31,20,72,010,72
Співвідношення щільності з повітрямкг/м30,90,541,510,55
Температура займання700650470650
Швидкість поширення полум'я в повітрім/с0,250,390,420,37
Межа займання полум'я в повітрі%6,0 – 12,05,0 – 15,02,0 – 10,05,0 – 15,0

Біогаз – це альтернативний вид палива, поступово завойовує ринок відновлюваних джерел енергії в різних країнах і на різних континентах нашої планети.

Біогазова установка для частного дома

У зв'язку з тим, що в особистому підсобному господарстві, кількість утворених відходів та продуктів деревообробки і переробки сільськогосподарських культур, обмежена, то в якості основного і єдиного джерела енергії, незалежно від спрямованості (теплова, електрична, газ), біогазові установки розглядати не доцільно.

До того ж, необхідно враховувати, що при роботі подібних пристроїв, виділяється ціла група інших газів (сірководень, аміак тощо), яким властивий специфічний неприємний запах, що вимагає виконувати монтаж установки на деякій відстані від житлових приміщень.

Конструктивно, така установка може виглядати наступним чином:

  • Головний елемент — це реактор, в якості якого виступає ємність, відповідна обсягами сировини. Ємність може бути встановлена в різному виконанні (підземний, наземний і частково заглиблена конструкція).
  • В ємності повинні бути передбачені завантажувальний люк, відвідна труба або штуцер для відводу газу, люк для видалення переробленої сировини (може поєднуватися з завантажувальним) і механізм перемішування, при необхідності. Монтажні вузли і елементи повинні герметично закриватися і тримати певний тиск.
  • До штуцера відвідної труби під'єднується відвідний трубопровід, на якому встановлюється запірний клапан і манометр для контролю за тиском одержуваного газу.
  • При необхідності, може бути встановлений електричний привід на мішалці установки, а також насос і транспортер в системах подачі сировини.

Для фермерського господарства

При наявності у фермерського господарства, або іншого не великого підприємства, середня кількість органічних відходів (пилорама, тепличне господарство, птахоферма і т. д.), з'являється можливість змонтувати більш велику установку, що дозволяє забезпечити власні потреби в тепловій і електричній енергії.
У цьому випадку процес виробництва палива аналогічний процесу, при використанні в приватному порядку, відмінність лише в потужності агрегатів і відповідно, обсягів перероблюваної сировини.

Конструктивно, це може виглядати наступним чином:

На даній схемі представлені:

  • 1 – ємність накопичувач продуктів життєдіяльності сільськогосподарських тварин (гній);
  • 2 – фекальний насос, що забезпечує подачу гною для переробки;
  • 3 – котел (реактор), агрегат в якому відбувається процес розкладання і бродіння сировини;
  • 4 – елемент, що забезпечує відвід переробленої сировини;
  • 5 – відвідний трубопровід;
  • 6 – газгольдер, накопичувач біогазу;
  • 7 – пристрій для перетворення газу в теплову енергію (газовий пальник);
  • 8 – отримується теплова енергія;
  • 9 – пристрій перетворення газу в електричну енергію (газогенератор);
  • 10 і 11 – електрична і теплова енергії, одержувані при роботі газогенератора.

Біогазова установка для предприятия

Коли велике підприємство, яке має значний обсяг відходів виробництва, будує біогазову установку, то сам процес нічим не відрізняється від вище перерахованих варіантів (особисте і фермерське господарства).

Різниця лише в потужності установки, її геометричних розмірах, наявності засобів автоматики та захисту. Такий варіант установки, для великого підприємства, може виглядати наступним чином:

Як правило, на великі біогазових установка, крім стандартних операцій, розглянутих вище розглянутих варіантах комплектації, застосовуються і додаткові, це:

  1. кілька ступенів очищення газу;
  2. підготовка газу перед подачею на переробку;
  3. охолодження перед подачею на газогенератор;
  4. інші системи, в залежності від конструкції установки і видів використовуваної сировини.

Середні ціни

В даний час, біогазові установки виготовляються рядом вітчизняних і зарубіжних компаній.

Найбільш популярні серед різних груп користувачів, такі моделі, це:

  • Міні біогазова установка БУГ-М, виробництва Росія. У комплект установки входить обладнання ємністю 1,0 м3 (100 л) перероблюваної сировини і виходом готового продукту у вигляді біогазу в обсязі 1,0 м3/добу і добрива – 100 л/добу.
    Вартість комплекту – від 170000,00 рублів.
  • Біогазова установка «BioMash-20», производство Россия.

Обсяг сировини, що переробляється, складає 700,0 кг/добу, при цьому вихід готового продукту становить:

  1. Електричної енергії – до 20,0 кВт/год;
  2. Теплової енергії – до 2,4 Гкал/добу.
    Дана модель може бути використана на тваринницьких фермах за змістом до 12 голів великої рогатої худоби, 250 свиней або до 1200 птахів, різних видів. Вартість комплекту обладнання – від 2000000,00 рублів.
  • Біогазові комплекси різної продуктивності, компанії Rucons Gobal UG (Німеччина).
    Все обладнання виготовляється з нержавіючої сталі і монтується в окремих технологічних модулях (ферментація, змішування, бродіння, автоматика і управління тощо).
    Вартість комплекту, в залежності від продуктивності — від 2500000,00 рублів.

Як зробити своїми руками

Вміючи працювати з різним ручним інструментом, маючи навички сантехнічних та зварювальних робіт, а також вільний час і бажання, можна виготовити біогазову установку малої потужності своїми руками.

Роботи виконуються у відповідності з нижче наведеною схемою і в такій послідовності:

  1. Монтується корпус реактора, в якому буде відбуватися бродіння. Для цього використовується металева ємність або споруджується бетонна конструкція (№1 на схемі), довільної форми.
  2. У верхній частині реактора виготовляється кришка (№3 на схемі), а в бічних стінках – отвори для завантаження сировини (№2 на схемі) і вивантаження переробленого матеріалу (№% на схемі). Кришка і отвори повинні бути герметичні по відношенню до навколишнього середовища.
  3. Окремо встановлюється газгольдер, пристрій, що служить накопичувачем біогазу (№4 на схемі).
  4. Від газгольдера до місця споживання монтується трубопровід (№6 на схемі), з пристроєм вентилів і елементів захисту (клапани і засувки).

Плюси і мінуси

Паливо, що отримується в біогазових установках (біогаз), є поновлюваних і альтернативних традиційним, джерелом енергії.

Використання подібних агрегатів дозволяє досягти позитивних результатів у різних складових їх застосування, це:

  • Екологічна – при влаштуванні подібних установок поблизу підприємств, що є постачальниками сировини, зменшується захисна санітарна зона навколо них. Знижуються викиди шкідливих речовин в атмосферу.
  • Енергетична – маючи доступне сировину за мінімальними цінами, а іноді і без такої (безкоштовно), у результаті споживач отримує різні види енергії і палива з низькою собівартістю.
  • Економічна – монтаж біогазових установок дозволяє уникнути будівництва очисних споруд і загороджувальних пристроїв (розтікання гною на тваринницьких комплексах), та витрат по утилізації сміття.

Перевагами подібних агрегатів, також є:

  1. Доступність різного виду сировини.
  2. Невичерпність сировинної бази, забезпечена зростанням сільськогосподарського виробництва та обсягів продукції харчової галузі.
  3. Забезпечує утилізацію відходів життєдіяльності тварин і органічного сміття.

Недоліками є:

  1. Будучи екологічно чистим видом палива, біогаз, тим не менш, при спалюванні виділяє певну кількість шкідливих речовин в атмосферу.
  2. Територіальна залежність місця розміщення установки від району знаходження джерел сировини (великі тваринницькі комплекси, переробні підприємства та об'єкти сільськогосподарського виробництва).
  3. Висока вартість комплекту обладнання і відповідно тривалі строки його окупності.

Додати коментар

Вашу адресу email не буде опубліковано. Обов'язкові поля позначені *

\n\n<\/ins>\n","html_block":"\n\n<\/ins>\n","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});\n\n<\/ins>\n","html_block":"\n\n<\/ins>\n","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});","html_block":"","group":"0","resolution_from":"\u221e","resolution_to":"\u221e"}]});\n<\/ins>\n\n<\/center>","html_block":"