Биоплинско постројење: рециклирање органског отпада профитабилно

Садржај препоруке

• Како се добија биоплин
• Које сировине су погодне за производњу
• Конструкција биореактора
• Уклањање и обогаћивање гаса
• Употреба биоплина: специфичност и опрема

Раст цена енергије присиљава на тражење алтернативних опција грејања. Добри резултати могу се постићи самосталном производњом биоплина из расположивих органских сировина. У овом ћемо чланку говорити о производном циклусу, уређају за биореактор и сродној опреми..

У складу са основним правилима рада, гасни реактор је потпуно сигуран и способан је да обезбеди гориво и струју чак и малој кући, чак и целом агро-индустријском комплексу. Резултат рада биореактора није само гас, већ и једна од највреднијих врста ђубрива, главна компонента природног хумуса.

Како се добија биоплин

Да би се добио биоплин, органске сировине се постављају у услове повољне за развој неколико врста бактерија, које током виталне активности емитују метан. Биомаса пролази кроз три циклуса трансформације, а у свакој фази учествују различити сојеви анаеробних организама. Кисик није потребан за њихове виталне функције, али састав сировине и њена конзистенција, као и температура и унутрашњи притисак су од великог значаја. Услови са температуром од 40–60 ° Ц при притиску до 0,05 атм сматрају се оптималним. Напуњена сировина почиње да производи гас након дуже активације, која траје од неколико недеља до шест месеци.

Почетак ослобађања гаса у израчунатој запремини указује да су колоније бактерија већ прилично бројне, па се након 1-2 недеље свежа сировина дозира у реактор, која се готово одмах активира и улази у производни циклус.

Да би се одржали оптимални услови, сировине се периодично мешају, користећи део топлоте од грејања на гас за одржавање температуре. Резултујући гас садржи од 30 до 80% метана, 15-50% угљен-диоксида, мале нечистоће азота, водоника и водоник сулфида. За употребу у домаћинству, гас се обогаћује уклањањем угљен-диоксида из њега, након чега се гориво може користити у широком спектру енергетске опреме: од мотора електрана до грејних котлова..

Које сировине су погодне за производњу

Супротно увреженом мишљењу, стајњак није најбоља сировина за производњу биоплина. Излаз горива из тоне чистог стајског гноја је само 50-70 м³ са концентрацијом од 28-30%. Међутим, у животињском отпаду се налази већина потребних бактерија које брзо покрећу и одржавају ефикасан рад реактора..

Из тог разлога стајњак се помеша са усјевима и отпадом из хране у односу 1: 3. Као биљна сировина користе се:

Сировине	Производња 1 тоне сировина	Концентрација СН4
Силажа кукурузних стабљика и кока	400 м3	50-56%
Трава и силажна зрна	200-230 м3	49-54%
Крмни кромпир, репа, зрно	500-600 м3	50-65%
Отпад из пекара и прехрамбене индустрије (соја, зоб)	700-750 м3	55-58%
Биљна уља, масти, глицерин	8500-1200 м3	65-68%

Сировине се не могу једноставно сипати у реактор, потребна је нека припрема. Оригинални супстрат дробље се на део од 0,4–0,7 мм и разблажује се водом у количини од око 25–30% суве тежине. У великим количинама, мешавина захтева темељније мешање у уређајима за хомогенизацију, након чега је спремна за убацивање у реактор.

Конструкција биореактора

Захтеви за услове постављања реактора су исти као и за пасивну септичку јаму. Главни део биореактора је дигестер – посуда у којој се одвија целокупан процес ферментације. Да би се смањили трошкови загревања масе, реактор се копа у земљу. Стога се температура медијума не спушта испод 12-16 ° Ц, а одлив топлоте који настаје током реакције остаје минималан.

Дијаграм биоплинског постројења: 1 – бункер за утовар сировина; 2 – биоплин; 3 – биомаса; 4 – компензатор резервоара; 5 – отвор за вађење отпада; 6 – вентил за смањење притиска; 7 – цев за гас; 8 – водена бртва; 9 – потрошачима

За дигесторе до 3 м³ дозвољено је користити најлонске посуде. Пошто дебљина и материјал њихових зидова не ометају одлив топлоте, посуде су прекривене слојевима експандираног полистирена или минералне вуне отпорне на влагу. Дно јаме бетонирано је естрихом од 7-10 цм са арматуром како би се спречило да се реактор истисне из земље..

Најприкладнији материјал за изградњу великих реактора је армирани бетон од керамике. Има довољну чврстоћу, ниску топлотну проводљивост и дуг радни век. Пре изливања зидова коморе, потребно је монтирати нагнуту цев за снабдевање смеше у реактор. Пречник му је 200-350 мм, а доњи крај треба да буде 20-30 цм.

У горњем делу дигестора налази се држач гаса – купола или конусна структура која у горњој тачки концентрише гас. Држач гаса може бити израђен од лима, међутим, у малим инсталацијама лук је изведен од опеке, а затим прекривен челичном мрежом и малтерисан. Приликом конструкције резервоара за гас потребно је у његовом горњем делу обезбедити запечаћен пролаз од две цеви: за довод гаса и уградњу вентила за смањење притиска. Још једна цев пречника 50-70 мм положена је за испумпавање отпадне масе.

Посуда реактора мора бити запечаћена и поднијети притисак од 0,1 атм. Да бисте то учинили, унутрашња површина дигестора прекривена је непрекидним слојем хидроизолације од битумена, а на врху резервоара за гориво је монтирана заптивена капа..

Уклањање и обогаћивање гаса

Испод куполе гасног држача гас се преко цевовода преусмерава у резервоар са воденом заптивком. Дебљина воденог слоја изнад излаза цеви одређује радни притисак у реактору и обично је 250–400 мм.

После водене бртве, гас се може користити у грејној опреми и за кување. Међутим, за рад мотора са унутрашњим сагоревањем потребан је већи садржај метана, тако да је гас обогаћен.

Прва фаза обогаћивања је смањење концентрације угљен-диоксида у гасу. Да бисте то учинили, можете користити специјалну опрему која делује на принципу хемијске апсорпције или на полупропусне мембране. Код куће је могуће и обогаћивање пропуштањем гаса кроз водени стуб у којем се раствара до половине ЦО₂. Гас се распршује у мале мехуриће кроз цевасте аераторе, газирана вода се мора повремено уклањати и прскати у нормалним атмосферским условима. У комплексима узгајања биљака таква се вода успешно користи у хидропонским системима.

У другој фази обогаћивања садржај влаге у гасу се смањује. Ова карактеристика је пронађена у већини фабрички направљених одевања. Домаће средство за сушење изгледа као З-цев испуњена силикагелом.

Употреба биоплина: специфичност и опрема

Већина модерних модела грејне опреме дизајнирана је за рад са биоплином. Застарели котлови могу се релативно лако поново опремити заменом горионика и уређаја за припрему ваздуха и гаса.

За добијање гаса под радним притиском користи се конвенционални клипни компресор са пријемником, подешен да ради под притиском 1,2 пута већим од конструкцијског притиска. Притисак се нормализује регулатором гаса, што помаже у избегавању падова и одржавању равномерног пламена.

Перформансе биореактора морају бити најмање 50% веће од потрошње. Не ствара се вишак гаса у производњи: када притисак прелази 0,05-0,065 атм, реакција се готово потпуно успорава и обнавља тек након што је део гаса испумпан.