Биогазовые установки общие сведения, устройство, преимущества и недостатки

Биогазовые установки – это способ утилизации отходов, при котором происходит образование удобрений и энергии, также образуется метан. Такая установка позволяет реализовать биологический процесс.

Общие сведения о биогазе

Такое название получил газ, который производится в результате метанового брожения  отходов. Этот газ – чистое топливо. Производят его из переработанных и влажных отходов, органических остатков. Закладывают материал в биогазовую установку или реактор. Там происходит процесс брожения, благодаря анаэробным бактериям (способные существовать без кислорода).

Состав и качество биогаза

В состав газа входит:

• 50% метан;
• 40% углекислый газ;
• около 1% занимают остальные газы( водород, сероводород);

Метан – основная составляющая биогаза и именно по его процентному содержанию в материале и определяют качество газа. Значение имеет соотношение метана и углекислого газа в биогазе и смещение по процентным показателям должно происходить в сторону метана.

И последняя составляющая – это сероводород, он вызывает коррозию металлов и агрессивно воздействует на окружающую среду. Именно поэтому его процент содержания в биогазе должен быть сведен к минимуму. При чем определить это можно по запаху, сероводород имеет очень неприятный резкий и специфический запах, и безусловно, отсутствие такого запаха  и отличает качественный биогаз.

Сравнение биогаза с другими источниками энергии

Биотопливо получают из остатков растительного, животного происхождения. Существует множество видов такого горючего и одним из них является биогаз. Преимущества его по сравнению с другими видами топлива:

• неиссякаемый источник энергии. В отличии от бензина или других ископаемых видов топлива, биогаз никогда не закончится.
• не приносит вред природе при сжигании. То есть снижает пагубное воздействие на окружающую среду. Другие виды горючего при сгорании производят выброс огромного количества углекислого газа в атмосферу.
• не приводит к неисправности двигателя. Помимо тог что такой вариант топлива бюджетный, он еще и меньше загрязняет двигатель, тем самым не выводя его из строя.

Постепенно биотопливо набирает популярность и все чаще начинает использоваться человеком. Надеемся, что в скором будущем – это горючее будет основным видом топлива.

Технология получения биогаза

Биогаз получается в результате разложения отходов и состоит из примесей газов. В свою очередь, брожение происходит в результате взаимодействия сырья и метанобразующих, кислотообразующих и других анаэробных бактерий.

Для получения биогаза сырье кладут в накопительную емкость, через некоторое время подготовленное сырье поступает в биореактор. Фактор, который будет способствовать образованию газа на этом этапе – температура.

В итоге, образуются удобрения и биогаз. Газ направляется в газгольдер, где он очищается, проходя через систему фильтров. Далее он под давлением будет преобразован в энергию.

Температурный режим функционирования бактерий

Оптимальный температурный режим и перемешивание материала – два весьма важных показателя в производстве. Сам процесс брожения происходит с помощью бактерий, которые размножаются и существуют при определенном температурном оптимуме.

Число отражающее, благоприятную для микроорганизмов температуру – 40 градусов. Это и есть степень нагревания биогазовой системы, необходимая для образования энергии и газа.

Подготовка сырья для заливки в реактор

Подготовка отходов проходит в два этапа. Первый включает в себя измельчение сырья, только в том случае, если это необходимо. После тог, как материал достаточно измельчили, отходы следует увлажнить. После всех этих манипуляций сырье готово к переработке.

Технология очистки газа

Очистка газа происходит с помощью нескольких методов:

• адсорбция;
• абсорбция;
• катализ;

Очистка происходит с использованием химических и физических методов. При прохождении газов через специальные камеры, пыль, содержащаяся в них, оседает.

Очищают биогаз не только от пыли, но и от сероводорода. Такой этап необходим, если вы планируете использовать газ, как топливо. Природный газ можно не очищать, если в дальнейшем его преобразовать в энергию.

Уменьшение содержания влаги

Перед тем, как использовать биогаз в качестве горючего, следует уменьшить процент влаги в его составе. Так как, водяной пар способен нарушать энергетическую функцию в двигателе, что будет негативно сказываться на технике.

Осуществить такую процедуру можно несколькими способами. В первых, накопление влаги в биогазе зависит от температуры, установленной в биогазовой системе. То есть требуется установить оптимальную температуру, около +40 градусов. Значение имеет и температура окружающей среды, разница между ней и температурой в резервуаре не должна быть большой.

Соблюдение этого условия позволит вам в результате получить качественный биогаз.

А если содержание влаги в газе уже высокое, то используйте метод осушения гликолем.

Биореактор основа биогазовой установки

Биореактор – малая часть биогазовой установки, осуществляющая перемешивание сырья в емкости. Такое устройство обеспечивает благоприятную среду для развития анаэробных бактерий, которые участвуют в процессе брожения. Благодаря перемешиванию сырья происходит соединение газовой  и жидкой составляющих.

Типы реакторов

Выделяют следующие виды реакторов:

1. По форме:

• яйцеобразный;
• цилиндрический;
• квадратный;

2. По материалу из которого изготовлены:

• стальные;
• пластиковые;
• бетонные;
• кирпичные;

Особенности биогазовой системы

Такая установка отлично подойдет людям, живущим в загородных домах. Это обеспечит их энергией и газом, которых часто не бывает в домах за городом. Более того, такая система позволит бороться за чистоту окружающего мира. Но для биогазовой установки требуется большое количество органических остатков, при наличии всех этих условий, человек может обеспечить себя теплом и электричеством на долгое время.

Принцип работы установки

Органические остатки кладут в емкость биогазовой установки, все плотно закрывают и оставляют на время. В установке поддерживается температура до 38-40 градусов и происходит процесс брожения. В результате этого процесса образуются газ и удобрения. Накопления газа осуществляется в верхней части емкости, а оттуда он поступает в ТЭЦ, где и преобразуется в энергию.

Методы получения своего газа

Самым действенным методом получения своего газа в домашних условиях является анаэробное брожение отходов. То есть в герметичных емкостях происходит разложение остатков растительного или природного происхождения под воздействием микроорганизмов. Биогазовая установка позволяет не только получить природный газ, который можно использовать в качестве топлива, но еще и получить отличное удобрение для огорода.

Принцип действия системы

Принцип действия установки основан на вторичном использовании продуктов производства и осень полезен для фермеров или владельцев домашних хозяйств. Такое приспособление приносит доход и более того позволяет сэкономить на покупке удобрения или горючего для автомобиля. Такое топливо является экологически чистым, то есть выбирая биогаз в качестве горючего, вы приносите пользу природе.

Газ и сырье для его получения

Сырьем для производства газа могут быть абсолютно любые органические остатки. Примером субстрата могут являться: пищевые отходы, остатки сточных вод, навоз, помет, корм для животных.

Газ, полученный таким способом, перед использованием его в какой-либо деятельности должен пройти предварительную очистку. Газ отделяют от пыли, от кислых примесей, сероводорода и используют в качестве топлива.

Условия эффективной работы биореактора

Главным условием является поддержание оптимальной температуры внутри емкости, но нельзя и забывать о температуре окружающей среды. Учитывая этот фактор, вы создадите газ не содержащий большое количество влаги. Также работа реактора зависит от степени герметичности всех отверстий и креплений. Если воздух будет попадать в резервуар, то процесс газообразования будет нарушен.

Установка должна быть сделана из качественного материала. Рекомендуется выбирать материал, не поддающийся коррозии( пластмасса низкого давления).

Определение требующегося объема

Объем емкости будет зависеть от количества сырья, которое необходимо переработать. Если у вас большое фермерское хозяйство, то конечно и объем установки будет соответствовать. Все зависит от количества отходов, которые вы перерабатываете за один раз. Исходя их этого показателя, можно выбрать подходящую конструкцию.

Конструкция типичной биогазовой установки

В личном хозяйстве такая система для переработки считается незаменимым элементом. А что если такую конструкцию можно изготовить самостоятельно? Это действительно возможно и все не так сложно, как кажется.

Первый этап – создание реактора. Следует приготовить емкость и подсоединить к ней трубку для отвода газа, далее подготавливаем люк, через который будет удаляться переработанные отходы. На трубке должен быть установлен прибор, для контроля давления газа. Вместо сепаратора можно создать емкость с сеткой и присоединить ее к остальной конструкции.

Важно! Все емкости должны быть герметичны, иначе процесс брожения и отвода газа будет нарушен.

Можно присоединить дополнительные устройства:

• прибор для перемешивания;
• насос;
• транспортер;

Реактор

Как уже и говорилось ранее, реактор основная часть биогазовой установки. Предусмотрен этот элемент для приготовления биомассы. Именно здесь происходит процесс брожения. Различают несколько видов реактора в зависимости от объема емкости: 100 л, 200л, 500 литров и так далее.

Система подачи биомассы

Такой элемент установки состоит из трубы для подачи жидкости, насоса и приемного отверстия. Чаще всего, подача органических остатков происходит через приемное отверстие, снабженное специальным клапаном. Все отверстия не должны пропускать воздух, поэтому их тщательно обрабатывают герметиками.  Также система подачи может быть оснащена люком, но этот фактор уже на усмотрение покупателя.

Мешалки

Важно! Мешалки для биогазовых станций должны быть тщательно герметизированы.

Без соблюдения такого условия, процесс брожения будет нарушен, как и  сам процесс развития микроорганизмов. Миксер позволяет перемешать жидкую и газовую часть субстрата в этом и заключается его функция  и такое действие также важно, как и поддерживание температуры в емкости.

Автоматизированная система подогрева

Температура для совершения процесса брожения и нормализации жизнедеятельности бактерий должна составлять +40 градусов. Чтобы обеспечить такой температурный оптимум, используют автоматизированную систему подогрева. В состав этого элемента будет входить электрически отопительный элемент, который и будет осуществлять теплообразующую функцию в емкости.

Газгольдер

Газгольдер — устройство позволяющее производить автономную газификацию. Представляет собой резервуар или емкость для газообразных веществ, которую заполняют природным газом. То есть газгольдер – это часть биогазовой установки, накапливающая  газ. Важно приобретать газгольдер из прочного, качественного металла, чтобы не произошла утечка.

Сепаратор

Это резервуар для сушки органических остатков и основная его функция – получение удобрений. Первый его элемент – сито, которое отделяет остатки твердые по консистенции от жидкого сырья. После чего твердый компонент направляется в камеру сепаратора, где происходит его сушка. Удобрения используют для улучшения состояния почвы и повышения ее плодородия.

Юридическое оформление

Перед приобретением биогазовой установки, покупатель и продавец должны подписать договор. Оформление товара осуществляется при его покупке. Сделка осуществляется только между продавцом и покупателем. Такое оформление предполагает соблюдение правовых норм и выполнятся в соответствии с законодательством.

Преимущества и недостатки системы

Такая установка позволяет перерабатывать отходы и преобразовывает их  в энергию. То есть это повторное или вторичное использование материала. Создается круговорот элементов производства и самое главное, что такая схема позволяет работать, не причиняя вред природе. Сырье, используемое для получения энергии, доступное и неисчерпаемо. Более того, такая переработка сырья приносит доход покупателю и обеспечивает его энергией, газом и удобрениями.

Недостатков очень мало, однако они все же есть:

• биогаз — экологически самый чистый вид топлива, но даже он при сжигании выделяет в атмосферу вредные вещества.
• установка стоит очень дорого и не все могут позволить себе приобрести ее.