المعدات اللازمة لإنتاج الغاز الحيوي. افعل ذلك بنفسك مصنع الغاز الحيوي

في مزرعة أي مزرعة، لا يمكنك استخدام طاقة الرياح والشمس فحسب، بل أيضًا الغاز الحيوي.

الغاز الحيوي- الوقود الغازي، وهو نتاج التحلل الميكروبيولوجي اللاهوائي المواد العضوية. تعد تقنيات الغاز الحيوي الطريقة الأكثر تطرفًا وصديقة للبيئة وخالية من النفايات لمعالجة وإعادة تدوير وتطهير مجموعة متنوعة من النفايات العضوية ذات الأصل النباتي والحيواني.

شروط الحصول على وقيمة الطاقة للغاز الحيوي.

يجب على أولئك الذين يرغبون في بناء مصنع صغير للغاز الحيوي في مزرعتهم أن يعرفوا بالتفصيل المواد الخام والتكنولوجيا التي يمكن استخدامها لإنتاج الغاز الحيوي.

يتم الحصول على الغاز الحيويفي عملية التخمير اللاهوائي (بدون الوصول إلى الهواء) (التحلل) للمواد العضوية (الكتلة الحيوية) من أصول مختلفة: فضلات الطيور والقمم والأوراق والقش وسيقان النباتات والنفايات العضوية الأخرى من الأسر الفردية. وبذلك يمكن إنتاج الغاز الحيوي من جميع النفايات المنزلية التي لها القدرة على التخمر والتحلل في حالة سائلة أو رطبة دون الحصول على الأكسجين. تتيح النباتات اللاهوائية (المخمرات) معالجة أي كتلة عضوية أثناء العملية على مرحلتين: تحلل الكتلة العضوية (الإماهة) وتغويزها.

إن استخدام المواد العضوية التي خضعت للتحلل الميكروبيولوجي في محطات الغاز الحيوي يزيد من خصوبة التربة وإنتاجية المحاصيل المختلفة بنسبة 10-50%.

يتكون الغاز الحيوي، الذي يتم إطلاقه أثناء التخمير المعقد للنفايات العضوية، من خليط من الغازات: الميثان (غاز "المستنقع") - 55-75٪، ثاني أكسيد الكربون - 23-33٪، كبريتيد الهيدروجين - 7٪. تخمر الميثان هو عملية بكتيرية. الشرط الرئيسي لتدفقه وإنتاج الغاز الحيوي هو وجود الحرارة في الكتلة الحيوية دون الوصول إلى الهواء، والتي يمكن إنشاؤها في محطات الغاز الحيوي البسيطة. من السهل إنشاء التركيبات في المزارع الفردية على شكل أجهزة تخمير خاصة لتخمير الكتلة الحيوية.

في الزراعة المنزلية، تكون المادة الخام العضوية الرئيسية التي يتم تحميلها في جهاز التخمير هي السماد.

في المرحلة الأولى من تحميل روث الماشية في وعاء التخمير، يجب أن تكون مدة عملية التخمير 20 يومًا، وروث الخنازير - 30 يومًا. يتم الحصول على المزيد من الغاز عند تحميل المكونات العضوية المختلفة مقارنة بتحميل مكون واحد فقط. على سبيل المثال، عند معالجة روث الماشية وروث الدواجن، يمكن أن يحتوي الغاز الحيوي على ما يصل إلى 70% من الميثان، مما يزيد بشكل كبير من كفاءة الغاز الحيوي كوقود. بعد استقرار عملية التخمير، يجب تحميل المواد الخام في جهاز التخمير يوميًا، ولكن ليس أكثر من 10٪ من كمية الكتلة المعالجة فيه. الرطوبة الموصى بها للمواد الخام في الصيف هي 92-95٪، في الشتاء - 88-90٪.

في جهاز التخمير، إلى جانب إنتاج الغاز، يتم تطهير النفايات العضوية من البكتيريا المسببة للأمراض وإزالة الروائح الكريهة المنبعثة. يتم تفريغ الحمأة البنية الناتجة بشكل دوري من جهاز التخمير واستخدامها كسماد.

لتسخين الكتلة المعالجة، يتم استخدام الحرارة التي يتم إطلاقها أثناء تحللها في جهاز التخمير الحيوي. عندما تنخفض درجة الحرارة في جهاز التخمير، تقل شدة تطور الغاز، حيث تتباطأ العمليات الميكروبيولوجية في الكتلة العضوية. لذلك، يعد العزل الحراري الموثوق به لمصنع الغاز الحيوي (المخمر الحيوي) أحد أهم الشروط لتشغيله بشكل طبيعي.

لضمان نظام التخمير المطلوب، يوصى بخلط السماد الموضوع في جهاز التخمير مع الماء الساخن (يفضل 35-40 درجة مئوية). يجب أيضًا تقليل فقدان الحرارة أثناء إعادة التحميل والتنظيف الدوري لجهاز التخمير. لتسخين أفضل للمخمر، يمكنك استخدام “ الاحتباس الحراري" للقيام بذلك، يتم تثبيت إطار خشبي أو معدني خفيف فوق القبة ومغطى بفيلم بلاستيكي. يتم تحقيق أفضل النتائج عند درجة حرارة المادة الخام التي يتم تخميرها، 30-32 درجة مئوية ورطوبة 90-95%. وفي جنوب أوكرانيا، يمكن لمحطات الغاز الحيوي أن تعمل بكفاءة دون تسخين إضافي للكتلة العضوية في جهاز التخمير. وفي مناطق المنطقة الوسطى والشمالية، يجب إنفاق جزء من الغاز المنتج خلال الفترات الباردة من العام على تسخين إضافي للكتلة المتخمرة، مما يعقد تصميم محطات الغاز الحيوي. من الممكن أنه بعد التعبئة الأولى لجهاز التخمير وبدء استخراج الغاز، لا يحترق الأخير. ويفسر ذلك حقيقة أن الغاز المنتج في البداية يحتوي على أكثر من 60% من ثاني أكسيد الكربون. في هذه الحالة، يجب إطلاقه في الغلاف الجوي وبعد 1-3 أيام ستعمل محطة الغاز الحيوي بطريقة مستقرة.

عند تخمير البراز من حيوان واحد، يمكنك الحصول يوميًا على: الماشية (الوزن الحي 500-600 كجم) - 1.5 متر مكعب من الغاز الحيوي، الخنازير (الوزن الحي 80-100 كجم) - 0.2 متر مكعب، دجاج أو أرنب - 0.015 متر مكعب .

في يوم واحد من التخمير، يتكون 36% من الغاز الحيوي من روث الماشية، و57% من روث لحم الخنزير. ومن حيث الطاقة، يعادل 1 متر مكعب من الغاز الحيوي 1.5 كجم من الفحم، و0.6 كجم من الكيروسين، و2 كيلووات/ساعة من الكهرباء، و3.5 كجم من الحطب، و12 كجم من قوالب السماد.

وقد تم تطوير تقنيات الغاز الحيوي على نطاق واسع في الصين، ويجري تنفيذها بنشاط في عدد من البلدان في أوروبا وأمريكا وآسيا وأفريقيا. في أوروبا الغربيةعلى سبيل المثال، في رومانيا وإيطاليا، منذ أكثر من 10 سنوات، بدأوا في استخدام محطات الغاز الحيوي الصغيرة الحجم على نطاق واسع مع حجم المواد الخام المعالجة من 6 إلى 12 متر مكعب.

كما بدأ أصحاب المنازل والمزارع في أوكرانيا في إبداء الاهتمام بمثل هذه المنشآت. على أراضي أي عقار، من الممكن تجهيز واحدة من أبسط محطات الغاز الحيوي، والتي، على سبيل المثال، تستخدم في المزارع الفردية في رومانيا. وفقا لتلك المبينة في الشكل. يتم تجهيز الحفرة 1-أ والحفرة 1 والقبة 3 حسب الأبعاد، وتبطن الحفرة بألواح خرسانية مسلحة بسماكة 10 سم، يتم تلبيسها بملاط أسمنتي ومغطاة بمادة صمغية للإحكام. يتم لحام الجرس الذي يبلغ ارتفاعه 3 أمتار من حديد التسقيف، حيث يتراكم الغاز الحيوي في الجزء العلوي منه. للحماية من التآكل، يتم طلاء الجرس بشكل دوري بطبقتين من الطلاء الزيتي. ومن الأفضل أولاً طلاء الجزء الداخلي من الجرس بالرصاص الأحمر.

وفي الجزء العلوي من الجرس تم تركيب ماسورة 4 لإخراج الغاز الحيوي ومقياس ضغط 5 لقياس ضغطه. يمكن تصنيع أنبوب مخرج الغاز 6 من خرطوم مطاطي، الأنابيب البلاستيكية أو المعدنية.

حول حفرة التخمير، يتم تثبيت ختم ماء أخدود خرساني 2، مملوء بالماء، حيث يتم غمر الجانب السفلي من الجرس على عمق 0.5 متر.

توريد الغاز ل موقد المطبخيمكن أن يتم ذلك من خلال الأنابيب المعدنية أو البلاستيكية أو المطاطية. لمنع الأنابيب من الانكسار بسبب تجميد الماء المتكثف في الشتاء، يتم استخدام جهاز بسيط (الشكل 1-ب): يتم توصيل الأنبوب 2 على شكل حرف U بخط الأنابيب 1 عند أدنى نقطة. يجب أن يكون ارتفاع الجزء الحر أكبر من ضغط الغاز الحيوي (بالملمتر عمود الماء). يتم تصريف المكثفات 3 من خلال الطرف الحر للأنبوب، ولن يكون هناك أي تسرب للغاز.

في خيار التثبيت الثاني (الشكل 1-ج)، يتم تبطين الحفرة 1 بقطر 4 مم وعمق 2 متر من الداخل بحديد التسقيف، حيث تكون صفائحها ملحومة بإحكام. السطح الداخلي للخزان الملحوم مطلي بالراتنج للحماية ضد التآكل. على الجانب الخارجي للحافة العلوية للخزان الخرساني يتم تركيب أخدود دائري بعمق 5 إلى 1 متر يتم ملؤه بالماء. يتم تثبيت الجزء الرأسي من القبة 2، الذي يغطي الخزان، بحرية فيه. وبالتالي، فإن الأخدود الذي يتم سكب الماء فيه بمثابة ختم مائي. يتم تجميع الغاز الحيوي في الجزء العلوي من القبة، حيث يتم إمداده من خلال أنبوب المخرج رقم 3 ومن ثم عبر خط الأنابيب رقم 4 (أو الخرطوم) إلى مكان الاستخدام.

يتم تحميل حوالي 12 مترًا مكعبًا من الكتلة العضوية (يفضل السماد الطازج) في الخزان الدائري 1، والذي يتم ملؤه بالجزء السائل من السماد (البول) دون إضافة الماء. بعد أسبوع من ملئه، يبدأ المخمر في العمل. تبلغ سعة جهاز التخمير في هذا التثبيت 12 مترًا مكعبًا، مما يجعل من الممكن بناءه لعدد 2-3 عائلات تقع منازلها في مكان قريب. يمكن بناء مثل هذا التثبيت في مزرعة إذا كانت الأسرة تقوم بتربية الثيران بموجب عقد أو تحتفظ بعدة أبقار.

يظهر الشكل التصميمي والمخططات التكنولوجية لأبسط المنشآت صغيرة الحجم. 1-د، د، و، ز. تشير الأسهم إلى الحركات التكنولوجية للكتلة العضوية الأولية والغاز والحمأة. من الناحية الهيكلية، يمكن أن تكون القبة صلبة أو مصنوعة من فيلم البولي إيثيلين. يمكن تصنيع القبة الصلبة بجزء أسطواني طويل للانغماس العميق في الكتلة المعالجة أو "العائمة" (الشكل 1-د) أو إدخالها في صمام هيدروليكي (الشكل 1-هـ). يمكن إدخال قبة الفيلم في ختم الماء (الشكل 1-هـ) أو صنعها على شكل كيس كبير ملتصق من قطعة واحدة (الشكل 1-ز). في الإصدار الأخير، يتم وضع وزن 9 على كيس الفيلم حتى لا ينتفخ الكيس كثيرًا، وأيضًا لخلق ضغط كافٍ تحت الفيلم.

يتم إمداد الغاز الذي يتم تجميعه تحت القبة أو الفيلم عبر خط أنابيب الغاز إلى مكان الاستخدام. لتجنب انفجار الغاز، يمكن تركيب صمام مضبوط على ضغط معين على أنبوب المخرج. ومع ذلك، فإن خطر انفجار الغاز غير مرجح، لأنه مع زيادة كبيرة في ضغط الغاز تحت القبة، سيتم رفع الأخير في الختم الهيدروليكي إلى ارتفاع حرج وسوف ينقلب، ويطلق الغاز.

قد ينخفض ​​إنتاج الغاز الحيوي نتيجة لتشكل قشرة على سطح المادة الخام العضوية في جهاز التخمير أثناء عملية التخمير. وللتأكد من أنه لا يعيق خروج الغاز يتم تكسيره عن طريق خلط الكتلة في جهاز التخمير. لا يمكنك الخلط باليد، ولكن عن طريق ربط شوكة معدنية بالقبة من الأسفل. ترتفع القبة في الختم الهيدروليكي إلى ارتفاع معين عندما يتراكم الغاز وينخفض ​​عند استخدامه.

وبسبب الحركة المنتظمة للقبة من أعلى إلى أسفل، فإن الشوكات المتصلة بالقبة سوف تدمر القشرة.

تساهم الرطوبة العالية ووجود كبريتيد الهيدروجين (حتى 0.5٪) في زيادة تآكل الأجزاء المعدنية مصانع الغاز الحيوي. ولذلك يتم مراقبة حالة جميع العناصر المعدنية للمخمر بشكل منتظم وحماية أماكن التلف بعناية، ويفضل أن يتم طلاء الرصاص بطبقة أو طبقتين، ثم دهانه بطبقتين بأي طلاء زيتي.

أرز. 1. مخططات أبسط محطات الغاز الحيوي:

أ). بقبة هرمية: 1 - حفرة للسماد. 2 - ختم الماء الأخدود. 3 - جرس لتجميع الغاز. 4، 5 - أنبوب مخرج الغاز؛ 6 - مقياس الضغط.

ب). جهاز لإزالة المكثفات: 1 - خط أنابيب لإزالة الغاز. 2 - أنبوب على شكل حرف U للمكثفات. 3 - المكثفات.

الخامس). بقبة مخروطية الشكل: 1 - حفرة للسماد. 2 - القبة (الجرس)؛ 3 - الجزء الموسع من الأنبوب. 4 - أنبوب مخرج الغاز. 5 - ختم الماء الأخدود.

d، e، f، g - مخططات لخيارات أبسط المنشآت: 1 - توريد النفايات العضوية؛ 2 - حاوية للنفايات العضوية. 3 - منطقة تجميع الغاز تحت القبة؛ 4 - أنبوب مخرج الغاز. 5 - إزالة الحمأة. 6 - مقياس الضغط. 7 - قبة مصنوعة من فيلم البولي ايثيلين. 8 - ختم الماء. 9 - الحمل. 10- كيس بولي إيثيلين قطعة واحدة.

مصنع الغاز الحيويمع تسخين الكتلة المتخمرة بواسطة الحرارة المنبعثة أثناء تحلل السماد في جهاز تخمير هوائي، كما هو موضح في الشكل. 2، يشمل خزان الميثان - حاوية معدنية أسطوانية مع عنق حشو 3، وصمام تصريف 9، ومحرك ميكانيكي 5 وأنبوب اختيار الغاز الحيوي 6.

يمكن صنع المخمر 1 بشكل مستطيل من المواد الخشبية. لتفريغ السماد المعالج، الجدران الجانبية قابلة للإزالة. أرضية جهاز التخمير شبكية، ويتم نفخ الهواء عبر القناة التكنولوجية 10 من المنفاخ 11. الجزء العلوي من جهاز التخمير مغطى بألواح خشبية 2. لتقليل فقدان الحرارة، يتم تصنيع الجدران والقاع بطبقة عازلة للحرارة 7.

التثبيت يعمل مثل هذا. يتم صب السماد السائل المحضر مسبقًا والذي يحتوي على نسبة رطوبة تتراوح بين 88-92% في خزان الميثان من 4 إلى الرأس 3، ويتم تحديد مستوى السائل من خلال الجزء السفلي من عنق الحشو. يتم ملء جهاز التخمير الهوائي 1 من خلال الجزء الافتتاحي العلوي بسماد الفراش أو خليط من السماد مع حشو عضوي جاف سائب (القش، نشارة الخشب) بمحتوى رطوبة يتراوح بين 65-69%. عندما يتم توفير الهواء من خلال القناة التكنولوجية في جهاز التخمير، تبدأ الكتلة العضوية في التحلل ويتم إطلاق الحرارة. يكفي لتسخين محتويات خزان الميثان. ونتيجة لذلك، يتم إطلاق الغاز الحيوي. يتراكم في الجزء العلوي من خزان الهاضم. من خلال الأنبوب 6 يتم استخدامه للاحتياجات المنزلية. أثناء عملية التخمير، يتم خلط السماد الموجود في الهاضم بالخلاط 5.

مثل هذا التثبيت سوف يدفع ثمنه في غضون عام واحد فقط بسبب التخلص من النفايات في المنازل الشخصية.

أرز. 2. رسم تخطيطي لمحطة الغاز الحيوي الساخنة:
1 - التخمير. 2 - درع خشبي. 3 - حشو العنق؛ 4 - خزان الميثان. 5 - النمام. 6 - أنابيب لأخذ عينات الغاز الحيوي. 7 - طبقة العزل الحراري. 8 - صر. 9 - صمام تصريف للكتلة المعالجة؛ 10 - قناة لتزويد الهواء. 11 - منفاخ .

محطة الغاز الحيوي الفردية(IBGU-1) لعائلة فلاحية بها 2 إلى 6 بقرات أو 20-60 خنزيرًا، أو 100-300 دواجن (الشكل 3). يمكن للمصنع معالجة من 100 إلى 300 كجم من السماد يوميًا وينتج 100-300 كجم من السماد الصديق للبيئة الأسمدة العضويةو3-12 متر مكعب من الغاز الحيوي.

لطهي الطعام لعائلة مكونة من 3-4 أشخاص، من الضروري حرق 3-4 متر مكعب من الغاز الحيوي يوميا، لتدفئة منزل بمساحة 50-60 متر مربع - 10-11 متر مكعب. يمكن أن يعمل التثبيت في أي منطقة مناخية. لهم إنتاج متسلسلبدأ تشغيل مصنع Tula Stroytekhnika ومصنع Orlovsky للإصلاح والميكانيكا (Orel).

أرز. 3. مخطط محطة الغاز الحيوي الفرديةإيبجو-1:
1 - حشو العنق؛ 2 - النمام. 3 - أنابيب أخذ عينات الغاز. 4 - طبقة العزل الحراري. 5 - أنبوب بصنبور لتفريغ الكتلة المعالجة. 6- ميزان الحرارة .

يمكن لأي شخص أن يصنع الغاز الحيوي بمفرده. وهذا لا يتطلب معرفة خاصة أو مهارات خاصة في مجال مصادر الطاقة المتجددة. إذا فكر كل شخص في العالم من حوله، فسوف يتحسن الوضع البيئي على الأرض بشكل كبير.

غاز السماد حقيقة واقعة. يمكن الحصول عليه بالفعل من السماد الذي يُخصب الأرض بطريقة ما. لكن يمكنك طرحه للتداول والحصول على غاز حقيقي.

للحصول على الغاز من السماد بأيديهم في المنزل، يتم استخدام تركيب الغاز الحيوي في المزرعة. يمكنك إنتاج الغاز الطبيعي باستخدام الهاضم الموجود في المزرعة مباشرةً. هذا هو عدد المزارعين الذين ينتجون. لا تحتاج إلى شراء وقود خاص لهذا الغرض. ما يكفي من المواد الخام الطبيعية.

يجب أن يحتوي المفاعل الحيوي على من 1 إلى 8-10 متر مكعب. مخلفات الإنتاج الخاص، سماد الدجاج. إن إنتاج ومعالجة المواد الخام على جهاز بهذا الحجم سيكون قادرًا على معالجة أكثر من 50 كجم من السماد. لإجراء تركيب الغاز الحيوي، يجب أن تجد الرسومات التي تم تصنيع المعدات وفقًا لها، كما تحتاج أيضًا إلى رسم تخطيطي.

يتم التثبيت على عدة مراحل:

سيسمح لك التثبيت محلي الصنع بالحصول على الغاز من السماد في غضون وقت. يمكنك تجميعها بنفسك باستخدام المخططات والرسومات. بالنسبة لمولد الحرارة، يمكنك اختيار غلايات لتسخين المياه. لتجميع الغاز في الموقع، هناك حاجة إلى خزان غاز. يقوم بجمع وتخزين الغاز.

تذكر أنه يجب تنظيف الشوائب والحطام الموجود في الخزان من وقت لآخر.

يمكنك الحصول على الغاز من السماد باستخدام مصنع الغاز الحيوي. يمكنك تصميمه بنفسك. تحديد حجم المواد الخام المراد معالجتها، واختيار الحاوية المناسبة التي سيتم فيها معالجة المواد الخام وخلطها - وهذه هي الطريقة التي يتم بها إنتاج الغاز المشبع بالميثان في الوقود الحيوي.

صنع الغاز الحيوي في المنزل

هناك صورة نمطية لا يمكن الحصول على الغاز الحيوي إلا منها إنتاجات متخصصةوالمزارع. ومع ذلك، فهو ليس كذلك. اليوم يمكنك صنع الغاز الحيوي في المنزل.

الغاز الحيوي هو مزيج غازات مختلفةوالتي تنشأ عن تحلل المواد العضوية. ومن الجدير معرفة أن الغاز الحيوي قابل للاشتعال. يشتعل بسهولة بلهب نظيف.

دعونا نلاحظ مزايا تركيب الغاز الحيوي في المنزل:

1. إنتاج الغاز الحيوي بدون معدات باهظة الثمن؛
2. باستخدام الخاص بك؛
3. المواد الخام الطبيعية والحرة على شكل سماد أو نباتات؛
4. العناية بالبيئة.

يعد وجود مصنع للغاز الحيوي في المنزل عملاً مربحًا للمالك كوخ صيفي. لإجراء مثل هذا التثبيت، تحتاج إلى مبلغ صغير من المال: برميلان سعة 200 لتر، وبرميل سعة 50 لترًا، وأنابيب الصرف الصحي، وخرطوم غاز، وصنبور.

كما ترون، للقيام بالتثبيت بنفسك، لا تحتاج حتى إلى شراء أدوات إضافية. يمكن دائمًا العثور على البراميل والصنابير والخراطيم والأنابيب في مزارع أصحاب المنازل الريفية. يعد مولد الغاز مصدر قلق للبيئة، فضلاً عن فرصتك لاستخدام مصدر بديل للطاقة والوقود.

لماذا تحتاج إلى مصنع للغاز الحيوي للزراعة؟

بعض المزارعين والمقيمين في الصيف وأصحاب المنازل الخاصة لا يرون ضرورة لبناء محطة للغاز الحيوي. للوهلة الأولى، هذا صحيح. ولكن بعد ذلك، عندما يرى أصحاب جميع الفوائد، تختفي مسألة الحاجة إلى مثل هذا التثبيت.

السبب الأول الواضح لتركيب محطة غاز حيوي في المزرعة هو الحصول على الكهرباء والتدفئة، مما سيسمح لك بدفع مبلغ أقل مقابل الكهرباء.

استخدام الطاقة الخاصة بك يكلف أقل من دفع تكاليف توفيرها للمزرعة.

السبب الرئيسي الآخر للحاجة إلى إنشاء منشأة هو تنظيم دورة إنتاج كاملة خالية من النفايات. نستخدم السماد أو القمامة كمادة خام للجهاز. بعد المعالجة نحصل على غاز جديد.

السبب الثالث لصالح مصنع الغاز الحيوي هو إعادة التدوير بكفاءةوالأثر البيئي.

3 مميزات مصنع الغاز الحيوي:

• توليد الطاقة للحفاظ على تشغيل مزرعة الأسرة؛
• تنظيم دورة كاملة؛
• الاستخدام الفعال للمواد الخام.

يعد وجود منشأة في مزرعتك مؤشرًا على كفاءتك واهتمامك بالبيئة. توفر المولدات الحيوية مبلغًا كبيرًا من المال، مما يضمن إنتاجًا خاليًا من النفايات، وتوزيعًا فعالًا للموارد والمواد الخام، ولكن أيضًا الاكتفاء الذاتي الكامل.

يمكن تجميع المضخة الحرارية بسهولة بيديك من المعدات المنزلية القديمة. يتم وصف العملية برمتها في المقالة التالية:

سؤال للزراعة الفعالة: كيفية الحصول على الميثان بشكل صحيح

الميثان هو المكون الرئيسي للغاز الحيوي. الغاز الحيوي نفسه عبارة عن خليط من الغازات المختلفة. ومن بينها الميثان هو الأكثر أهمية.

دعونا نسلط الضوء على العوامل التي تؤثر على إنتاج الميثان:

• بيئة؛
• مواد خام عالية الجودة؛
• تردد خلط المواد الخام في خزان التثبيت.

يجب خلط المواد الخام الموجودة في الحاوية باستخدام مذراة مرة واحدة على الأقل يوميًا، ومن الأفضل ست مرات.

يرتبط إنتاج الميثان ارتباطًا مباشرًا بإنتاج الغاز الحيوي. كلما تعاملت مع عملية إنتاج الغاز الحيوي بشكل أفضل، كلما حصلت على جودة أفضل للغاز الحيوي عند الإخراج. للقيام بذلك، تحتاج إلى استخدام المواد الخام عالية الجودة فقط، ومراقبة المكان الذي يوجد فيه التثبيت، وخلط محتويات الخزان. ثم سوف تحصل على الميثان بشكل صحيح.

مصنع للغاز الحيوي DIY (فيديو)

هناك المزيد والمزيد من المؤيدين للحفاظ على البيئة في شكلها الأصلي. لا توجد انبعاثات أو تلوث. تحل محطات الغاز الحيوي هذه المشكلة. بالإضافة إلى ذلك، يحصل مالك مصنع الغاز الحيوي شخصيًا على فوائد مالية مباشرة من استخدامه.

ارتفاع أسعار الطاقة يجعلنا نفكر في إمكانية تزويد أنفسنا بها بأنفسنا. أحد الخيارات هو مصنع الغاز الحيوي. وبمساعدته، يتم إنتاج الغاز الحيوي من السماد والقمامة وبقايا النباتات، والتي يمكن استخدامها بعد التنقية في أجهزة الغاز(المواقد، الغلايات)، وضخها في اسطوانات واستخدامها كوقود للسيارات أو المولدات الكهربائية. بشكل عام، يمكن أن تلبي معالجة السماد وتحويله إلى غاز حيوي جميع احتياجات الطاقة للمنزل أو المزرعة.

يعد بناء محطة للغاز الحيوي وسيلة لتوفير موارد الطاقة بشكل مستقل

المبادئ العامة

الغاز الحيوي هو منتج يتم الحصول عليه من تحلل المواد العضوية. أثناء عملية التعفن/التخمير، يتم إطلاق الغازات، ويمكنك جمعها لتلبية احتياجات منزلك. تسمى المعدات التي تتم فيها هذه العملية "مصنع الغاز الحيوي".

تحدث عملية تكوين الغاز الحيوي بسبب النشاط الحيوي لأنواع مختلفة من البكتيريا الموجودة في النفايات نفسها. ولكن لكي "يعملوا" بنشاط، فإنهم بحاجة إلى الإبداع شروط معينة: الرطوبة ودرجة الحرارة. لإنشائها، يتم بناء مصنع للغاز الحيوي. هذا عبارة عن مجموعة معقدة من الأجهزة، أساسها مفاعل حيوي، حيث يحدث تحلل النفايات، والذي يصاحبه تكوين الغاز.

هناك ثلاث طرق لمعالجة السماد وتحويله إلى غاز حيوي:

• الوضع النفسي. تتراوح درجة الحرارة في مصنع الغاز الحيوي من +5 درجة مئوية إلى +20 درجة مئوية. في مثل هذه الظروف، تكون عملية التحلل بطيئة، ويتكون الكثير من الغاز، وتكون جودته منخفضة.
• ميسوفيلي. تدخل الوحدة هذا الوضع عند درجات حرارة تتراوح من +30 درجة مئوية إلى +40 درجة مئوية. في هذه الحالة، تتكاثر البكتيريا ميسوفيليك بنشاط. في هذه الحالة، يتم تشكيل المزيد من الغاز، وتستغرق عملية المعالجة وقتا أقل - من 10 إلى 20 يوما.
• محب للحرارة. تتكاثر هذه البكتيريا عند درجات حرارة تزيد عن 50 درجة مئوية. العملية هي الأسرع (3-5 أيام)، وإخراج الغاز هو الأكبر (في ظل الظروف المثالية، مع 1 كجم من التسليم، يمكنك الحصول على ما يصل إلى 4.5 لتر من الغاز). يتم تقديم معظم الجداول المرجعية لإنتاج الغاز من المعالجة خصيصًا لهذا الوضع، لذلك عند استخدام أوضاع أخرى، فإنه يستحق إجراء تعديل أصغر.

أصعب شيء يمكن تنفيذه في محطات الغاز الحيوي هو الوضع المحب للحرارة. وهذا يتطلب عزلًا حراريًا عالي الجودة لمحطة الغاز الحيوي والتدفئة ونظام التحكم في درجة الحرارة. ولكن عند الإخراج نحصل على أكبر قدر ممكن من الغاز الحيوي. ميزة أخرى للمعالجة المحبة للحرارة هي استحالة التحميل الإضافي. يتيح لك الوضعان المتبقيان - النفسي والمتوسط ​​- إضافة جزء جديد من المواد الخام المعدة يوميًا. ولكن، في الوضع المحب للحرارة، يتيح وقت المعالجة القصير إمكانية تقسيم المفاعل الحيوي إلى مناطق حيث سيتم معالجة حصته من المواد الخام بأوقات تحميل مختلفة.

مخطط مصنع الغاز الحيوي

أساس مصنع الغاز الحيوي هو مفاعل حيوي أو مخبأ. وتحدث فيه عملية التخمر، ويتراكم فيه الغاز الناتج. ويوجد أيضًا قادوس للتحميل والتفريغ، حيث يتم تفريغ الغاز المتولد من خلال أنبوب يتم إدخاله في الجزء العلوي. بعد ذلك يأتي نظام معالجة الغاز - تنظيفه وزيادة الضغط في خط أنابيب الغاز لضغط العمل.

بالنسبة للأوضاع المحبة للمتوسط ​​والمحبة للحرارة، يلزم أيضًا وجود نظام تسخين مفاعل حيوي للوصول إلى الأوضاع المطلوبة. لهذا الغرض، عادة ما تستخدم غلايات الغاز التي تعمل بالوقود المنتج. ومنه يذهب نظام خطوط الأنابيب إلى المفاعل الحيوي. عادةً ما تكون هذه أنابيب بوليمر، لأنها تتحمل بشكل أفضل وجودها في بيئة عدوانية.

يحتاج مصنع الغاز الحيوي أيضًا إلى نظام لخلط المادة. أثناء التخمير، تتشكل قشرة صلبة في الأعلى، وتستقر الجزيئات الثقيلة. كل هذا معًا يؤدي إلى تفاقم عملية تكوين الغاز. هناك حاجة إلى الخلاطات للحفاظ على حالة متجانسة للكتلة المعالجة. يمكن أن تكون ميكانيكية أو حتى يدوية. يمكن تشغيلها بواسطة مؤقت أو يدويًا. كل هذا يتوقف على كيفية صنع مصنع الغاز الحيوي. يعد تثبيت النظام الآلي أكثر تكلفة، ولكنه يتطلب الحد الأدنى من الاهتمام أثناء التشغيل.

وفقًا لنوع الموقع، يمكن أن تكون محطة الغاز الحيوي:

• فوق الأرض.
• شبه راحة.
• راحة.

تعتبر التركيبات المريحة أكثر تكلفة - حيث يتطلب الأمر قدرًا كبيرًا من أعمال الحفر. ولكن عند استخدامها في ظروفنا، فهي أفضل - فمن الأسهل تنظيم العزل، وتكاليف التدفئة أقل.

ما يمكن إعادة تدويره

إن مصنع الغاز الحيوي هو في الأساس نبات آكل للحوم، حيث يمكن معالجة أي مادة عضوية. أي سماد وبول وبقايا النباتات مناسبة. تؤثر المنظفات والمضادات الحيوية والمواد الكيميائية سلبًا على العملية. يُنصح بالتقليل من تناولها، لأنها تقتل النباتات التي تعالجها.

يعتبر سماد الماشية مثاليا، لأنه يحتوي على كميات كبيرة من الكائنات الحية الدقيقة. إذا لم تكن هناك أبقار في المزرعة، عند تحميل المفاعل الحيوي، فمن المستحسن إضافة بعض السماد لملء الركيزة بالنباتات الدقيقة المطلوبة. يتم سحق بقايا النباتات مسبقًا وتخفيفها بالماء. يتم خلط المواد النباتية والبراز في مفاعل حيوي. يستغرق هذا "الملء" وقتًا أطول للمعالجة، لكن الإخراج يكون كذلك الوضع الصحيح، لدينا أعلى إنتاجية للمنتج.

تحديد الموقع

ولتقليل تكاليف تنظيم العملية، فمن المنطقي تحديد موقع مصنع الغاز الحيوي بالقرب من مصدر النفايات - بالقرب من المباني التي يتم فيها تربية الدواجن أو الحيوانات. يُنصح بتطوير التصميم بحيث يتم التحميل بالجاذبية. من الحظيرة أو الخنازير، يمكنك وضع خط أنابيب على منحدر، حيث سيتدفق السماد بالجاذبية إلى المخبأ. وهذا يبسط إلى حد كبير مهمة صيانة المفاعل، وكذلك إزالة السماد.

يُنصح بتحديد موقع مصنع الغاز الحيوي بحيث تتدفق النفايات من المزرعة عن طريق الجاذبية

عادة، تقع المباني التي تحتوي على حيوانات على مسافة ما من مبنى سكني. لذلك، يجب نقل الغاز المتولد إلى المستهلكين. لكن مد أنبوب غاز واحد أرخص وأسهل من تنظيم خط لنقل وتحميل السماد.

مفاعل حيوي

هناك متطلبات صارمة للغاية لخزانات معالجة السماد:

ويجب استيفاء جميع هذه المتطلبات لبناء مصنع للغاز الحيوي، لأنها تضمن السلامة وتخلق الظروف الطبيعية لمعالجة السماد وتحويله إلى غاز حيوي.

ما هي المواد التي يمكن صنعها منها؟

تعد مقاومة البيئات العدوانية المطلب الرئيسي للمواد التي يمكن تصنيع الحاويات منها. يمكن أن تكون الركيزة في المفاعل الحيوي حمضية أو قلوية. وبناء على ذلك فإن المادة التي تصنع منها الحاوية يجب أن تتحمل البيئات المختلفة بشكل جيد.

لا توجد مواد كثيرة تلبي هذه الطلبات. أول ما يتبادر إلى الذهن هو المعدن. إنه متين ويمكن استخدامه لصنع حاويات من أي شكل. الشيء الجيد هو أنه يمكنك استخدام حاوية جاهزة - خزان قديم. في هذه الحالة، فإن بناء محطة للغاز الحيوي سوف يستغرق وقتا قليلا جدا. عيب المعدن هو أنه يتفاعل مع المواد الفعالة كيميائيا ويبدأ في الانهيار. لتحييد هذا العيب، يتم طلاء المعدن بطبقة واقية.

خيار ممتاز هو حاوية مفاعل حيوي مصنوعة من البوليمر. البلاستيك محايد كيميائيًا ولا يتعفن ولا يصدأ. ما عليك سوى الاختيار من بين المواد التي يمكنها تحمل التجميد والتسخين إلى درجات حرارة كافية. درجات حرارة عالية. يجب أن تكون جدران المفاعل سميكة، ويفضل أن تكون معززة بالألياف الزجاجية. هذه الحاويات ليست رخيصة، ولكنها تخدم لفترة طويلة.

الخيار الأرخص هو مصنع للغاز الحيوي مزود بحاوية مصنوعة من الطوب أو الكتل الخرسانية أو الحجر. لكي يتحمل البناء الأحمال العالية، من الضروري تعزيز البناء (في كل 3-5 صفوف، اعتمادا على سمك الجدار والمواد). بعد الانتهاء من عملية بناء الجدار، لضمان نفاذية الماء والغاز، من الضروري إجراء معالجة لاحقة متعددة الطبقات للجدران من الداخل والخارج. يتم تلبيس الجدران بتركيبة من الرمل الأسمنتي مع إضافات (إضافات) توفر الخصائص المطلوبة.

حجم المفاعل

ويعتمد حجم المفاعل على درجة الحرارة المختارة لمعالجة السماد وتحويله إلى غاز حيوي. في أغلب الأحيان، يتم اختيار الميسوفيلي - فمن الأسهل صيانته ويسمح بإمكانية إعادة تحميل المفاعل يوميًا. يكون إنتاج الغاز الحيوي بعد الوصول إلى الوضع الطبيعي (حوالي يومين) مستقرًا، دون حدوث زيادات أو انخفاضات (عند تهيئة الظروف الطبيعية). في هذه الحالة، من المنطقي حساب حجم مصنع الغاز الحيوي اعتمادًا على كمية السماد المتولدة في المزرعة يوميًا. يتم حساب كل شيء بسهولة بناءً على البيانات الإحصائية المتوسطة.

يستغرق تحلل السماد عند درجات حرارة متوسطة من 10 إلى 20 يومًا. وفقا لذلك، يتم حساب الحجم بضربه في 10 أو 20. عند الحساب، من الضروري أن تأخذ في الاعتبار كمية المياه اللازمة لجلب الركيزة إلى الحالة المثالية - يجب أن تكون الرطوبة 85-90٪. يتم زيادة الحجم الموجود بنسبة 50٪، حيث يجب ألا يتجاوز الحمل الأقصى 2/3 من حجم الخزان - يجب أن يتراكم الغاز تحت السقف.

على سبيل المثال، هناك 5 أبقار و10 خنازير و40 دجاجة في المزرعة. بشكل أساسي، 5*55 كجم + 10*4.5 كجم + 40*0.17 كجم = 275 كجم + 45 كجم + 6.8 كجم = 326.8 كجم. لجلب روث الدجاج إلى نسبة رطوبة 85٪، تحتاج إلى إضافة ما يزيد قليلاً عن 5 لترات من الماء (أي 5 كجم أخرى). الوزن الإجمالي 331.8 كجم. للمعالجة خلال 20 يومًا تحتاج إلى: 331.8 كجم * 20 = 6636 كجم - حوالي 7 أمتار مكعبة فقط للركيزة. نضرب الرقم الموجود بـ 1.5 (زيادة بنسبة 50٪)، نحصل على 10.5 متر مكعب. وستكون هذه هي القيمة المحسوبة لحجم المفاعل في مصنع الغاز الحيوي.

تؤدي فتحات التحميل والتفريغ مباشرة إلى خزان المفاعل الحيوي. من أجل توزيع الركيزة بالتساوي على المنطقة بأكملها، يتم تصنيعها على طرفي نقيض من الحاوية.

عند تركيب محطة الغاز الحيوي في العمق، فإن أنابيب التحميل والتفريغ تقترب من السكن الموجود تحتها زاوية حادة. علاوة على ذلك، يجب أن يكون الطرف السفلي للأنبوب تحت مستوى السائل في المفاعل. هذا يمنع الهواء من دخول الحاوية. كما يتم تركيب صمامات دوارة أو صمامات إغلاق على الأنابيب، والتي يتم إغلاقها في الوضع الطبيعي. يتم فتحها فقط أثناء التحميل أو التفريغ.

نظرًا لأن الروث قد يحتوي على أجزاء كبيرة (عناصر القمامة، وسيقان العشب، وما إلى ذلك)، فغالبًا ما تصبح الأنابيب ذات القطر الصغير مسدودة. لذلك يجب أن يكون قطرها للتحميل والتفريغ 20-30 سم ويجب تركيبها قبل بدء العمل على عزل محطة الغاز الحيوي ولكن بعد تثبيت الحاوية في مكانها.

الطريقة الأكثر ملاءمة لتشغيل محطة الغاز الحيوي هي التحميل والتفريغ المنتظم للركيزة. يمكن إجراء هذه العملية مرة واحدة في اليوم أو مرة واحدة كل يومين. يتم جمع السماد والمكونات الأخرى بشكل مبدئي في خزان حيث يتم إحضارها إلى الحالة المطلوبة - يتم سحقها وترطيبها وخلطها إذا لزم الأمر. للراحة، قد تحتوي هذه الحاوية على محرك ميكانيكي. يتم سكب الركيزة المحضرة في فتحة الاستقبال. إذا قمت بوضع حاوية الاستلام في الشمس، فسيتم تسخين الركيزة مسبقًا، مما يقلل من تكلفة الحفاظ على درجة الحرارة المطلوبة.

يُنصح بحساب عمق تركيب قادوس الاستقبال بحيث تتدفق النفايات إليه عن طريق الجاذبية. الأمر نفسه ينطبق على التفريغ في المفاعل الحيوي. أفضل حالة هي أن تتحرك الركيزة المحضرة بالجاذبية. وسوف يقوم المصراع بتسييجه أثناء التحضير.

لضمان إحكام مصنع الغاز الحيوي، يجب أن تحتوي البوابات الموجودة في قادوس الاستقبال وفي منطقة التفريغ على ختم مطاطي مانع للتسرب. كلما قل عدد الهواء الموجود في الحاوية، كلما أصبح الغاز أنظف عند المخرج.

جمع وإزالة الغاز الحيوي

تتم إزالة الغاز الحيوي من المفاعل من خلال أنبوب، يكون أحد طرفيه تحت السقف، وعادة ما يتم إنزال الطرف الآخر في ختم مائي. هذه حاوية بها ماء يتم تفريغ الغاز الحيوي الناتج فيها. يوجد أنبوب ثانٍ في مانع تسرب الماء - يقع فوق مستوى السائل. ويخرج منه الغاز الحيوي النظيف. يتم تركيب صمام إغلاق الغاز عند مخرج المفاعل الحيوي. الخيار الأفضل- كروية.

ما هي المواد التي يمكن استخدامها لنظام نقل الغاز؟ المجلفن أنابيب معدنيةوأنابيب الغاز مصنوعة من HDPE أو PPR. يجب التأكد من إحكامها، ويتم فحص اللحامات والمفاصل باستخدام رغوة الصابون. يتم تجميع خط الأنابيب بالكامل من الأنابيب والتجهيزات ذات القطر نفسه. لا تقلصات أو التوسعات.

التطهير من الشوائب

التركيب التقريبي للغاز الحيوي الناتج هو:

• الميثان - ما يصل إلى 60٪؛
• ثاني أكسيد الكربون - 35%؛
• المواد الغازية الأخرى (بما في ذلك كبريتيد الهيدروجين الذي يعطي الغاز رائحة كريهة) - 5٪.

لكي يكون الغاز الحيوي عديم الرائحة ويحترق جيدًا، من الضروري إزالة ثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين وبخار الماء منه. تتم إزالة ثاني أكسيد الكربون في ختم الماء إذا تمت إضافة الجير المطفأ إلى الجزء السفلي من التثبيت. يجب تغيير هذه الإشارة المرجعية بشكل دوري (بمجرد أن يبدأ الغاز في الاحتراق بشكل أسوأ، فقد حان الوقت لتغييره).

يمكن أن يتم تجفيف الغاز بطريقتين - عن طريق عمل موانع تسرب المياه في خط أنابيب الغاز - عن طريق إدخال أقسام منحنية في الأنبوب أسفل موانع تسرب المياه، والتي سوف تتراكم فيها المكثفات. عيب هذه الطريقة هو الحاجة إلى تفريغ ختم الماء بانتظام - إذا كان هناك كمية كبيرة من المياه المجمعة، فيمكن أن يمنع مرور الغاز.

الطريقة الثانية هي تركيب مرشح بهلام السيليكا. المبدأ هو نفسه كما هو الحال في ختم الماء - يتم تزويد الغاز بهلام السيليكا وتجفيفه من تحت الغطاء. باستخدام هذه الطريقة لتجفيف الغاز الحيوي، يجب تجفيف هلام السيليكا بشكل دوري. للقيام بذلك، تحتاج إلى تسخينه في الميكروويف لبعض الوقت. يسخن وتتبخر الرطوبة. يمكنك ملئه واستخدامه مرة أخرى.

لإزالة كبريتيد الهيدروجين، يتم استخدام مرشح محمل بنشارة معدنية. يمكنك تحميل الفراكات المعدنية القديمة في الحاوية. تتم عملية التنقية بنفس الطريقة تمامًا: يتم تزويد الغاز بالجزء السفلي من الحاوية المملوءة بالمعدن. وأثناء مروره، يتم تنظيفه من كبريتيد الهيدروجين المتجمع في الجزء العلوي الحر من المرشح، ومن هناك يتم تفريغه من خلال أنبوب/خرطوم آخر.

خزان الغاز والضاغط

يدخل الغاز الحيوي المنقى إلى خزان - حامل الغاز. يمكن أن يكون هذا كيسًا بلاستيكيًا مغلقًا أو حاوية بلاستيكية. الشرط الرئيسي هو ضيق الغاز، والشكل والمواد لا يهم. يقوم حامل الغاز بتخزين إمدادات الغاز الحيوي. منه، بمساعدة الضاغط، يتم توفير الغاز للمستهلك تحت ضغط معين (يتم ضبطه بواسطة الضاغط) - من أجل موقد غازأو المرجل. ويمكن أيضًا استخدام هذا الغاز لتوليد الكهرباء باستخدام مولد.

لإنشاء ضغط مستقر في النظام بعد الضاغط، يُنصح بتثبيت جهاز استقبال - وهو جهاز صغير لتسوية ارتفاع الضغط.

أجهزة الخلط

لكي يعمل مصنع الغاز الحيوي بشكل طبيعي، من الضروري خلط السائل بانتظام في المفاعل الحيوي. هذه العملية البسيطة تحل العديد من المشاكل:

• يخلط جزءًا جديدًا من الحمولة مع مستعمرة من البكتيريا.
• يعزز إطلاق الغاز المنتج.
• يساوي درجة حرارة السائل، باستثناء المناطق الأكثر دفئا وبرودة؛
• يحافظ على تجانس الركيزة، ويمنع استقرار أو تعويم بعض المكونات.

عادة، تحتوي محطة الغاز الحيوي الصغيرة محلية الصنع على محرضات ميكانيكية مدفوعة بقوة العضلات. في الأنظمة ذات الحجم الكبير، يمكن تشغيل المحرضات بواسطة محركات يتم تنشيطها بواسطة جهاز توقيت.

الطريقة الثانية هي تحريك السائل عن طريق تمرير بعض الغاز المتولد من خلاله. للقيام بذلك، بعد الخروج من الخزان metatank، يتم تثبيت نقطة الإنطلاق ويتدفق جزء من الغاز إلى الجزء السفلي من المفاعل، حيث يخرج من خلال أنبوب به ثقوب. لا يمكن اعتبار هذا الجزء من الغاز استهلاكًا، لأنه لا يزال يدخل النظام مرة أخرى، ونتيجة لذلك، ينتهي به الأمر في خزان الغاز.

الطريقة الثالثة للخلط هي استخدام المضخات البرازية لضخ الركيزة من الجزء السفلي وسكبها في الأعلى. عيب هذه الطريقة هو اعتمادها على توفر الكهرباء.

نظام التدفئة والعزل الحراري

بدون تسخين السائل المعالج، سوف تتكاثر البكتيريا النفسية. ستستغرق عملية المعالجة في هذه الحالة 30 يومًا، وسيكون إنتاج الغاز صغيرًا. في فصل الصيف، إذا كان هناك عزل حراري وتسخين مسبق للحمل، فمن الممكن الوصول إلى درجات حرارة تصل إلى 40 درجة، عندما يبدأ تطور البكتيريا المتوسطة الحجم، ولكن في فصل الشتاء يكون هذا التثبيت غير فعال عمليًا - فالعمليات تسير ببطء شديد . عند درجات حرارة أقل من +5 درجة مئوية، فإنها تتجمد عمليا.

ما الذي يجب تسخينه ومكان وضعه

للحصول على أفضل النتائج، استخدم التدفئة. الأكثر عقلانية هو تسخين المياه من المرجل. يمكن أن تعمل الغلاية بالكهرباء الصلبة أو الوقود السائليمكنك أيضًا تشغيله على الغاز الحيوي المنتج. درجة الحرارة القصوى التي يجب تسخين الماء إليها هي +60 درجة مئوية. يمكن أن تتسبب الأنابيب الأكثر سخونة في التصاق الجزيئات بالسطح، مما يقلل من كفاءة التسخين.

يمكنك أيضًا استخدام التسخين المباشر - قم بإدخال عناصر التسخين، ولكن أولاً، من الصعب تنظيم الخلط، وثانيًا، سوف تلتصق الركيزة بالسطح، مما يقلل من انتقال الحرارة، وسوف تحترق عناصر التسخين بسرعة

يمكن تسخين محطة الغاز الحيوي باستخدام مشعات التدفئة القياسية، ببساطة الأنابيب الملتوية في ملف، أو السجلات الملحومة. من الأفضل استخدام أنابيب البوليمر - البلاستيك المعدني أو البولي بروبيلين. تعتبر الأنابيب المموجة المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ مناسبة أيضًا، فهي أسهل في التركيب، خاصة في المفاعلات الحيوية العمودية الأسطوانية، لكن السطح المموج يثير التصاق الرواسب، وهو ليس جيدًا لنقل الحرارة.

لتقليل احتمالية استقرار الجزيئات على عناصر التسخين، يتم وضعها في منطقة النمام. فقط في هذه الحالة يجب تصميم كل شيء بحيث لا يتمكن الخلاط من لمس الأنابيب. غالبًا ما يبدو أنه من الأفضل وضع السخانات في الأسفل، لكن الممارسة أظهرت أنه بسبب الرواسب الموجودة في الأسفل، فإن هذا التسخين غير فعال. لذلك فمن الأكثر عقلانية وضع سخانات على جدران الخزان الرئيسي لمصنع الغاز الحيوي.

طرق تسخين المياه

اعتمادا على طريقة ترتيب الأنابيب، يمكن أن تكون التدفئة خارجية أو داخلية. عند تركيبها داخليًا، تكون التدفئة فعالة، لكن إصلاح وصيانة السخانات مستحيل دون إيقاف النظام وضخه. ولذلك، يتم إيلاء اهتمام خاص لاختيار المواد ونوعية الاتصالات.

يزيد التسخين من إنتاجية مصنع الغاز الحيوي ويقلل من وقت معالجة المواد الخام

عندما يتم وضع السخانات في الخارج، يلزم المزيد من الحرارة (تكلفة تسخين محتويات محطة الغاز الحيوي أعلى بكثير)، حيث يتم إنفاق الكثير من الحرارة في تسخين الجدران. لكن النظام متاح دائمًا للإصلاح، والتدفئة أكثر تجانسًا، حيث يتم تسخين البيئة من الجدران. ميزة أخرى لهذا الحل هي أن أدوات التحريك لا يمكنها إتلاف نظام التدفئة.

كيفية عزل

أولا، يتم سكب طبقة التسوية من الرمال على الجزء السفلي من الحفرة، ثم طبقة عازلة للحرارة. يمكن خلط الطين مع القش والطين الموسع والخبث. يمكن خلط كل هذه المكونات وسكبها في طبقات منفصلة. يتم تسويتها في الأفق ويتم تثبيت قدرة محطة الغاز الحيوي.

يمكن عزل جوانب المفاعل الحيوي بمواد حديثة أو بالطرق الكلاسيكية القديمة. إحدى الطرق القديمة هي الطلاء بالطين والقش. تنطبق في عدة طبقات.

وتشمل المواد الحديثة رغوة البوليسترين المبثوق عالي الكثافة، وكتل الخرسانة الخلوية منخفضة الكثافة، وما إلى ذلك. الأكثر تقدما من الناحية التكنولوجية في هذه الحالة هي رغوة البولي يوريثان (PPU)، ولكن خدمات تطبيقها ليست رخيصة. ولكن النتيجة هي عزل حراري سلس، مما يقلل من تكاليف التدفئة. هناك مادة أخرى عازلة للحرارة - الزجاج الرغوي. إنها مكلفة للغاية في الألواح، لكن رقائقها أو فتاتها تكلف القليل جدًا، ومن حيث الخصائص فهي مثالية تقريبًا: فهي لا تمتص الرطوبة، ولا تخاف من التجميد، وتتحمل الأحمال الثابتة جيدًا، ولها موصلية حرارية منخفضة.

محطات الغاز الحيوي للمزارع، السعر يعتمد على عدد المكونات، المعلمات المختلفة المميزة لهذه الأجهزة، تتراوح في حدود 170 ألف روبل.

ويعملون على الحصول، نتيجة معالجة المنتج النهائي، على وقود وأسمدة صديقة للبيئة، والتي يتم إنتاجها في الوحدة، والتي تتضمن هياكل وأجهزة تقنية مدمجة في دورة تكنولوجية واحدة.

قد تحل محطات الغاز الحيوي المنزلية يومًا ما محل مصادر الطاقة الباهظة الثمن لسكان الريف. تتطلب الكوارث الاقتصادية من مطوري المعدات الزراعية إنتاج نظائرها الموارد الطبيعيةفي شكل مواد خام متاحة لتقليل تكلفة صيانة المزرعة الخاصة والزراعة.

تختلف أهداف المزارعين - فبعضهم يحصل على طاقة رخيصة، بينما يحتاج البعض الآخر إلى استخدام منشأة صغيرة صغيرة لمعالجة النفايات:

• ماشية

ونتيجة لهذا العمل، يحصلون على الأسمدة الحيوية ومصدر الطاقة الخاص بهم. بالإضافة إلى ذلك، يتعين على المزارع التخلص من التراكمات المختلفة للنفايات المنزلية، ويساعدهم في ذلك هيكل عالمي مناسب يعطي منتجات مفيدة بدلا من غير الضرورية.

من يقوم بتشغيل المعدات

تعتبر محطات الغاز الحيوي الصغيرة مفيدة في الأسر الريفية الحديثة. يتم استخدام الأجهزة الأكبر حجمًا من قبل مربي الماشية الجادين، حيث يستحيل الوجود بدون وحدات تنتج أنواع الطاقة اللازمة.

مبرر تركيبه في فناء منزل خاص أو مزرعة كبيرة هو تراكم المواد العضوية، حيث أن أي معدات تحتاج إلى طاقة لتعمل.

يناضل العالم من أجل الحفاظ على البيئة، والوسيلة الأكثر قبولًا لذلك هي بناء مرافق الغاز الحيوي، فهي تطلق مواد نقية وتستهلك وقودًا بديلاً. وعلى هذا الأساس أصبحت الأجهزة مطلوبة في المزارع في بلادنا وخارجها.

المعدات القياسية

يقوم المهندسون بتجميع آليات بأحجام مختلفة. يعتمد الإنتاج على الطاقة المطلوبة، والتي يتعين على الوحدة معالجتها وإنتاجها في المقابل. تثبيت طريقة العرض القياسيةيتكون من المكونات التالية:

• خزان تخزين، يتلقى المواد للمعالجة
• الخلاطات والمطاحن التي تختلف هيكليا عن بعضها البعض، فإنها تسحق شظايا كبيرة من المواد الخام
• حامل الغاز، مغلق بإحكام، يتراكم الغاز هنا
• مفاعل على شكل خزان يتم فيه تكوين الوقود الحيوي
• أجهزة توريد المواد الخام إلى الحاوية
• المنشآت التي تنقل الوقود الناتج من نقطة إلى أخرى للتحويل اللاحق
  أنظمة أوتوماتيكيةوحماية ومراقبة عملية الإنتاج

لقد تم تصميم تشغيل الدورة التكنولوجية بأدق التفاصيل لتسهيل قيام الشخص بصيانة الوحدة أثناء فترة المعالجة.

كيف تعمل

يعتمد أداء الوحدات على مبدأ تأثير التكوينات البكتيرية ذات الطبيعة المختلفة على المادة العضوية المسببة للتخمر. تحدث هذه العمليات داخل المفاعل. ومن تحلل بعض المنتجات يتم الحصول على مادة أخرى، وتشمل تركيبتها:

• الميثان
• ثاني أكسيد الكربون
• شوائب الأمونيا وكبريتيد الهيدروجين والنيتروجين

يتكون مبدأ التشغيل من الخطوات التالية:

• يتم توفير المواد الخام إلى خزان التخزين
• يتم تفتيت المادة، ونقلها بواسطة المضخات والناقلات إلى خزان الحمض، وفي هذا الخزان تتعرض الكتلة الحيوية لتسخين إضافي
• يتلقى مفاعل متين ومقاوم للأحماض ومغلق بإحكام مواد خام معدة لإنتاج الغاز الحيوي

يتم تركيب أجهزة في المفاعل لتوفير تسخين إضافي، في حدود +40 درجة، وخلط المواد، وتهيئة الظروف المناسبة لها، وتسريع عمليات التحلل والتخمير، التي يتكون منها المنتج النهائي. تعتمد سرعة المعالجة على سعة المنشأة ونوع النفايات.

في تَقَدم:

• يتم تراكم الغاز في خزانات الغاز، ويتم تركيبها كعنصر منفصل أو متصلة مع السكن
• يتم تجميع خزان المفاعل، وبعد الانتهاء من إجراء التحلل، يتم نقله للاستخدام
• يتم إنشاء ضغط كافٍ في خزان الغاز لنقل الغاز إلى نظام التنظيف، وبهذا الشكل سيتم استخدامه من قبل المستهلك في مختلف مجالات النشاط
• وتستخدم للغرض المقصود منها، فهي تحصل على مواد للأسمدة بعد فصلها إلى مكوناتها في صورة سائلة أو صلبة ونقلها إلى جزء التخزين

ويجب أن يكون قرار البدء في البناء مصحوبا بمراعاة الظروف التي تعمل فيها محطات الغاز الحيوي بالكفاءة المطلوبة.

الخيارات الأساسية للاختيار من بينها

يحدث ضعف أداء الأجهزة بسبب سوء التخطيط. يمكن ملاحظة الأخطاء على الفور أو بعد مرور بعض الوقت. من خلال البحث الدقيق والشامل، نضمن عدم تعطل المعدات. يبدأ الإجراء بعد تحديد مدى توفر المواد الخام ومقدار الطاقة اللازمة للوجود الطبيعي لموارد الطاقة.

ويتأثر المفاعل وأبعاده بما يلي:

• كمية المعالجة
• جودة المواد
• نوع المادة الخام
• نظام درجة الحرارة
• فترة التخمير

في الممارسة العملية، في مزرعة معينة، يجب الانتباه إلى النقاط التالية:

• التحميل اليومي للمواد بالنسبة لحجم المفاعل
• حجم الحاوية التي تتم فيها معالجة النفايات
• حساب الإخراج
• القدرة على الموازنة بين النتيجة والاستهلاك الفعلي

قبل تثبيت المعدات، عليك أن تختار:

• الموقع الأمثل للتثبيت
• نموذج مناسب لميزات التصميم

المعايير الرئيسية التي يتم الاعتماد عليها عند اتخاذ الاختيار البناء هي موقع وتعريف الهيكل تحت الأرض أو فوق الأرض. بالإضافة إلى ذلك، عند إنشاء الهيكل في الأعلى، يجب أن تقرر كيفية تثبيت المفاعل في وضع رأسي أو أفقي.

يتم تخزين الأسمدة الحيوية في المباني الموجودة بالموقع أو في الحفر والبراميل المعدنية. سيتم تخفيض التكاليف عن طريق الأجزاء الجاهزة للتركيب، إذا كانت متوفرة في المزرعة. يحدد تراكم المواد حجم وشكل الخزانات التي يتم خلطها فيها، وكذلك نوع المفاعل والأجهزة اللازمة لتسخين المواد وسحقها وخلطها.

يجب أن يتوافق تصميم المفاعل المختار مع:

• التطبيق العملي
• سهولة الصيانة
• محكم للغاز والماء للقضاء على التسربات والاحتفاظ بالغاز بكامل حجمه

الشرط الأساسي للأداء الفعال هو وجود عزل حراري عالي الجودة. يمكن تقليل تكاليف البناء وفقدان الحرارة عن طريق الحد الأدنى من المساحات السطحية.

يجب أن يكون الهيكل مستقرًا ويتحمل أحمال الضغط:

• مواد خام

تم تجهيز المنشآت بالأشكال المثالية التالية:

• بيضوي الشكل
• إسطواني
• مخروطي
• نصف دائري

لا ينصح بتجهيز أشكال مربعة من الخرسانة أو الطوب. تضغط المادة الخام على الزوايا، مما يؤدي إلى ظهور الشقوق، وتعطيل العمليات التي تحدث في الداخل، وتراكم الشظايا الصلبة. تتخمر المواد بشكل أفضل ولا تظهر الأسطح المجففة في الهياكل ذات الأقسام الداخلية.

أفضل المواد للبناء هي:

• الفولاذ - في هذه الحاويات يمكنك تحقيق إحكام مطلق، فهي سهلة التصنيع، ويمكنها تحمل الأحمال. المشكلة هي زيادة القابلية للتآكل. لمنع الصدأ، تتم معالجة الأسطح. إذا كانت المزرعة بها خزان معدني فيجب التأكد من جودته من جميع الجهات. تخلص من أوجه القصور.
• البلاستيك - يتم إنتاج الخزانات المصنوعة من هذه المواد بشكل ناعم وصلب. الخيار الأول أقل ملاءمة، حيث أن الضرر يحدث بسهولة ويصعب عزله. الخزانات المصنوعة من البلاستيك الصلب مستقرة ولا تصدأ.
• يتم استخدام الخرسانة من قبل بعض البلدان النامية. ليس لديهم أي قيود على مدة الخدمة، والطلاءات الخاصة يمكن أن تمنع ظهور الشقوق.
• يتم استخدام الطوب من قبل الهند والصين. للقيام بذلك، يتم استخدام المنتجات جيدة التسخين فقط أو يتم وضع الجدران المصنوعة من الكتل الخرسانية أو الحجر.

عند تركيب المعدات المصنوعة من الخرسانة أو الطوب أو الحجر، من الضروري الاهتمام بالتشطيب الداخلي المقاوم للحريق والمقاوم للمواد العضوية وكبريتيد الهيدروجين.

يجب أن يؤخذ موقع الهيكل على محمل الجد ويجب أن تؤخذ العوامل التالية بعين الاعتبار:

• مساحة فارغة
• المسافة من السكن
• تخزين
• موقع حظائر الأبقار والخنازير وبيوت الدواجن
• المياه الجوفية
• تحميل وتفريغ مريح للمواد

تقع المفاعلات في:

• على السطح مع الأساس
• دفن في الأرض
• تم تركيبها داخل المزرعة

تم تجهيز الأجهزة التي تعمل باستخدام تفاعل كيميائي أو بيولوجي ببوابات يتم من خلالها تنفيذ أعمال الإصلاح الدورية. توفر الحشية المطاطية ختمًا عند إغلاق الغطاء. العزل الحراري ضروري لتنفيذ العمل بغض النظر عن الموسم.
الهيكل معزول بمواد مرتجلة مع معالجة الأسطح الداخلية طبقة تلو الأخرى.

الغاز الحيويهو خليط من الغازات التي تتشكل أثناء تحلل المواد العضوية بواسطة البكتيريا اللاهوائية. الغاز الحيوي سريع الاشتعال وينتج لهبًا نظيفًا عند حرقه، لذلك يمكن استخدامه ليس فقط في الطهي، ولكن أيضًا في المحركات. الاحتراق الداخلي(على سبيل المثال، لإنتاج الكهرباء).

مميزات محطة الغاز الحيوي في المنزل:
– يمكنك بسهولة الحصول على الغاز الحيوي في المنزل دون استخدام معدات باهظة الثمن؛
– طاقة بديلة ممتازة لأولئك الذين يقع منزلهم بعيدًا عن الحضارة، أو لأولئك الذين يريدون الاستقلال عن الدولة؛
– المواد الخام المتاحة (السماد، نفايات المطبخ، النباتات المقطعة، وما إلى ذلك)؛
- الاعتناء ب بيئةلأنه في عملية تحلل المواد العضوية في الطبيعة، يدخل الغاز إلى الغلاف الجوي، مما يستلزم ظاهرة الاحتباس الحراري، وفي هذه الحالة سيتم حرق الغاز الحيوي، وينتج ثاني أكسيد الكربون؛
– إنتاج الأسمدة كمنتج ثانوي لمصنع الغاز الحيوي.

ولكن إلى جانب المزايا، مصنع الغاز الحيوي له عيوبه:
– تعمل البكتيريا عند درجة حرارة 18-40 درجة، لذلك يمكنك الحصول على الغاز الحيوي في فصل الصيف. إذا قمت بعزل محطة غاز حيوي وتجهيزها بالتدفئة، فيمكنك الحصول على الغاز الحيوي في فترة الربيع والخريف، ولكن تكاليف العزل والتدفئة قد تلغي الفوائد التي حصلت عليها
– من الضروري إدخال مواد خام جديدة باستمرار، وبالتالي استنزاف الأسمدة.

لإنشاء مصنع للغاز الحيوي بيديك سنحتاج إلى:
1. برميلان سعة 200 لتر
2. برميل 30-60 لتر، أو دلو بلاستيكي كبير
3. أنابيب الصرف الصحي البلاستيكية
4. خرطوم الغاز
5. الرافعة

من أجل الوضوح، سأقدم مخطط تركيب الغاز الحيوي في المنزل

مبدأ تشغيل محطة الغاز الحيوي.يتم تحميل المواد الخام (السماد، ونفايات المطبخ، والنباتات المقطعة، وما إلى ذلك) والماء إلى المفاعل. لن يبدأ مصنع الغاز الحيوي العمل على الفور، بل بعد بضعة أيام، عندما يرتفع عدد البكتيريا اللاهوائية إلى الحد الأقصى.

خلال حياة البكتيريا اللاهوائية، يتم إطلاق الغاز الحيوي، والذي سيتم جمعه في أعلى نقطة من البرميل (يجب أن يكون هناك صنبور في هذا المكان). من المفاعل خرطوم غازيدخل الغاز الحيوي إلى المجمع.

المجمع عبارة عن برميل ماء سعة 200 لتر، وفيه دلو مقلوب لتجميع الغاز، وكذلك لخلق الضغط اللازم لتشغيل فرن الغاز. ومع دخول الغاز، سوف يطفو الدلو. إذا كانت كمية الغاز الحيوي أكبر مما يمكن أن يحتويه الدلو البلاستيكي، فسيخرج الغاز ببساطة عبر الماء.

لصنع مفاعلسوف تحتاج إلى برميل مغلق بسعة 200 لتر. نصنع عدة ثقوب في الجزء العلوي من البرميل ونقوم بتثبيت:
– انبوب بلاستيكيلملء المواد الخام. في نهاية الأنبوب، من الضروري تثبيت الانتقال إلى أنبوب كبير (نوع من سقي، لسهولة صب المواد الخام)
– أنابيب بلاستيكية لتصريف الأسمدة. وبما أن مصنع الغاز الحيوي ليس آلة ذات حركة دائمة، فمن الضروري إضافة المواد الخام باستمرار. عند إدخال مواد خام جديدة، فإن الفائض (المواد الخام المعالجة بالفعل - الأسمدة) سوف يخرج من خلال أنبوب الصرف.
– صنبور في أعلى نقطة من برميل الغاز الحيوي.

عند تصنيع مفاعل، من المهم جدًا أن تكون جميع الوصلات محكمة الغلق، وإلا فقد يتسرب الغاز تحت الضغط الناتج. يجب أن يكون أنبوب الصرف موجودًا أسفل مستوى تركيب صنبور الغاز. يجب أن تكون أنابيب الصرف والتعبئة مسدودة بإحكام عند عدم الاستخدام.

لتصنيع المجمع ستحتاج إلى برميل بلاستيكي سعة 200 لتر بدون غطاء. صب 3/4 من الماء في البرميل وقم بتركيب برميل آخر مقلوبًا وأصغر حجمًا. في الجزء السفلي من البرميل الأصغر، قمنا بقطع وصلة لتوصيل الخرطوم من المفاعل، وصنبور لتوصيل الخرطوم المتجه إلى فرن الغاز.

لملء المواد الخام، قم بفتح فتحات الدخول والصرف وملء المواد الخام. من الأفضل استخدام السماد المخفف في الماء. من الأفضل استخدام مياه الأمطار أو المياه المستقرة حتى لا يقلل محتوى الكلور من إمدادات المياه من مستعمرات البكتيريا. أيضًا، إذا كنت تستخدم قصاصات المطبخ، فتأكد من إبعاد المنظفات وقشور البيض والعظام وقشر البصل لأنها قد تؤثر على تشغيل مصنع الغاز الحيوي بشكل أسوأ.

الغاز الحيوي نفسه له رائحة كريهة للغاية، ولكن عند حرقه لا توجد رائحة. إذا قمت بحرق الغاز دون خلطه بالهواء، فسوف تحصل على لهب أصفر مع السخام، مما يؤدي بسهولة إلى تدخين قاع المقلاة.

إذا قمت بخلط الغاز الحيوي مع الهواء ثم أشعلت فيه النار، فسوف تحصل على لهب أزرق نظيف بدون سخام. لذلك، على سبيل المثال، في المصنع أفران الغازتقول التعليمات أنه عند التحول من الغاز الرئيسي إلى الغاز المعبأ والعكس، من الضروري تغيير النفاثات (التي تختلف في قطر الثقب)، وإلا سيدخن الموقد. بدلا من ذلك، يمكنك استخدام موقد بنسن المختبري.

إذا لم يكن لديك موقد مختبر، يمكنك بسهولة صنع واحد من قطعة أنبوب عن طريق حفر ثقوب في القاعدة. وهكذا فإن الغاز الذي يمر عبر الأنبوب سوف يختلط بالهواء، وعند خروج الأنبوب نحصل على غاز مختلط.

يمكنك تجربة استخدام قطع من الخشب على شكل نفاثات، وشحذها لتشبه قلم رصاص وحفر ثقوب بأقطار مختلفة فيها. بهذه الطريقة يمكن الحصول على الحجم الأمثل للشعلة.

بالنسبة للتجربة، تم استخدام شواية قديمة كموقد، وتم قطع فتحة في الأسفل وتم تركيب موقد بنسن. وبعد ذلك، تم استبدال الشواية بموقد ذو شعلة واحدة.

لإنشاء ضغط الغاز، يتم وضع وزن على المشعب (برميل صغير لتجميع الغاز). على سبيل المثال، إذا قمت بتعيين حمولة قدرها 5 كجم، فيمكن غلي لتر واحد من الماء في 15 دقيقة. إذا قمت بتعيين حمولة 10 كجم، فسوف يغلي 1 لتر من الماء في 10 دقائق.

لتلخيص، تجدر الإشارة إلى ذلك ينتج مصنع الغاز الحيوي محلي الصنع الغاز الحيوي لمدة 30 دقيقة من تشغيل الموقد يوميًاإذا كانت المادة الخام هي السماد. إذا كنت تستخدم قصاصات المطبخ كمواد خام، فإن الإنتاجية تكون 15 دقيقة فقط يوميًا.

إن الغاز المنبعث ليس كثيرًا، لكنك توافق على أن مصنع الغاز الحيوي ليس كبيرًا أيضًا. ولذلك، إذا كنت ترغب في زيادة كمية الغاز المنتج، فسوف تحتاج إلى زيادة أحجام المفاعل والمجمع.

لا يلزم زيادة أبعاد المجمع إذا قمت بضخ الغاز الحيوي في الوقت المناسب إلى حاوية أخرى (على سبيل المثال، في الاسطوانة). وببساطة، يمكن القيام بذلك باستخدام ضاغط من الثلاجة، والذي يحتوي على مدخل واحد ومخرج واحد. نقوم بتوصيل الإدخال بالمشعب والإخراج بالأسطوانة.

يمكن تجهيز الضاغط بالأتمتة، على سبيل المثال، عندما يمتلئ المشعب بالغاز، يرتفع البرميل، ويغلق جهات الاتصال، وبالتالي تشغيل الضاغط. ويتم إيقاف تشغيل الضاغط بدوره عندما ينخفض ​​البرميل إلى الحد الأدنى.

يجب أن يكون مفاعل مصنع الغاز الحيوي مصنوعًا من البلاستيك، ولكن ليس بأي حال من الأحوال مصنوعًا من المعدن، لأنه بسبب عمليات الأكسدة سوف يصدأ المعدن بسرعة. كخيار، يمكنك استخدام براميل بلاستيكية كبيرة الحجم (على سبيل المثال، Eurocube). وحتى لا تشغل كميات كبيرة من البراميل مساحة كبيرة في الفناء، يمكن دفنها.

19 نوفمبر 2016 جينادي