Biogasanlage für zu Hause. DIY-Biogasanlage. Komponenten, die eine Biogasanlage umfassen muss

Auf dem Hof ​​eines jeden Bauernhofes können Sie nicht nur die Energie von Wind, Sonne, sondern auch Biogas nutzen.

Biogas- gasförmiger Brennstoff, ein Produkt der anaeroben mikrobiologischen Zersetzung organischer Substanzen. Biogastechnologien sind die radikalste, umweltfreundlichste und abfallfreieste Methode zur Verarbeitung, Wiederverwertung und Desinfektion verschiedener Arten organischer Abfall pflanzlichen und tierischen Ursprungs.

Empfangsbedingungen und Energiewert Biogas.

Wer auf seinem Bauernhof eine kleine Biogasanlage errichten möchte, muss im Detail wissen, aus welchen Rohstoffen und mit welcher Technologie Biogas erzeugt werden kann.

Es wird Biogas gewonnen im Prozess der anaeroben (ohne Luftzugang) Fermentation (Zersetzung) organischer Substanzen (Biomasse) unterschiedlicher Herkunft: Vogelkot, Spitzen, Blätter, Stroh, Pflanzenstängel und andere organische Abfälle aus einzelnen Haushalten. Somit kann aus allen Haushaltsabfällen, die in flüssigem oder nassem Zustand ohne Zugang zu Sauerstoff vergären und zerfallen können, Biogas erzeugt werden. Anaerobe Anlagen (Fermenter) ermöglichen die Verarbeitung beliebiger organischer Masse während des Prozesses in zwei Phasen: Zersetzung der organischen Masse (Hydratation) und deren Vergasung.

Durch die Nutzung von mikrobiologisch zersetztem organischem Material in Biogasanlagen wird die Bodenfruchtbarkeit und der Ertrag verschiedener Kulturpflanzen um 10-50 % erhöht.

Biogas, das bei der komplexen Vergärung organischer Abfälle freigesetzt wird, besteht aus einem Gasgemisch: Methan („Sumpfgas“) – 55–75 %, Kohlendioxid – 23–33 %, Schwefelwasserstoff – 7 %. Die Methanfermentation ist ein bakterieller Prozess. Die Hauptvoraussetzung für seinen Fluss und die Biogasproduktion ist das Vorhandensein von Wärme in der Biomasse ohne Luftzugang, die in einfachen Biogasanlagen erzeugt werden kann. Anlagen in Form von speziellen Fermentern zur Vergärung von Biomasse lassen sich auf einzelnen Höfen leicht aufbauen.

In der heimischen Landwirtschaft ist der wichtigste organische Rohstoff, der in den Fermenter geladen wird düngen.

In der ersten Phase der Beladung des Fermenterbehälters mit Rindermist sollte die Dauer des Fermentationsprozesses 20 Tage betragen, bei Schweinemist 30 Tage. Bei der Beladung mit verschiedenen organischen Komponenten entsteht mehr Gas als bei der Beladung nur einer Komponente. Beispielsweise kann Biogas bei der Verarbeitung von Rindermist und Geflügelmist bis zu 70 % Methan enthalten, was die Effizienz von Biogas als Brennstoff deutlich steigert. Nachdem sich der Fermentationsprozess stabilisiert hat, sollten täglich Rohstoffe in den Fermenter geladen werden, jedoch nicht mehr als 10 % der darin verarbeiteten Massemenge. Die empfohlene Luftfeuchtigkeit der Rohstoffe beträgt im Sommer 92–95 %, im Winter 88–90 %.

Im Fermenter erfolgt neben der Gasproduktion auch die Desinfektion organischer Abfälle von pathogener Mikroflora und die Desodorierung von Ausscheidungen unangenehme Gerüche. Es entsteht Schlamm Braun periodisch aus dem Fermenter entladen und als Dünger verwendet.

Zur Erwärmung der verarbeiteten Masse wird die Wärme genutzt, die bei der Zersetzung im Biofermenter freigesetzt wird. Wenn die Temperatur im Fermenter sinkt, nimmt die Intensität der Gasentwicklung ab, da mikrobiologische Prozesse in der organischen Masse verlangsamt werden. Daher ist eine zuverlässige Wärmedämmung einer Biogasanlage (Biofermenter) eine der wichtigsten Voraussetzungen für ihren normalen Betrieb.

Um das erforderliche Fermentationsregime sicherzustellen, wird empfohlen, den im Fermenter eingefüllten Mist mit heißem Wasser (vorzugsweise 35–40 °C) zu vermischen. Auch beim periodischen Nachladen und Reinigen des Fermenters müssen Wärmeverluste minimiert werden. Für bessere Heizung Fermenter kann genutzt werden“ Treibhauseffekt" Dazu wird über der Kuppel ein Holz- oder Leichtbau angebracht. Metallkorpus und mit Plastikfolie abgedeckt. Die besten Ergebnisse werden bei einer Temperatur des zu vergärenden Rohstoffs von 30–32 °C und einer Luftfeuchtigkeit von 90–95 % erzielt. Im Süden der Ukraine können Biogasanlagen ohne zusätzliche Erwärmung der organischen Masse im Fermenter effizient betrieben werden. In den Regionen der Mittel- und Nordzone muss in der kalten Jahreszeit ein Teil des erzeugten Gases für die zusätzliche Erwärmung der vergorenen Masse aufgewendet werden, was die Auslegung von Biogasanlagen erschwert. Es ist möglich, dass nach der ersten Befüllung des Fermenters und Beginn der Gasentnahme dieser nicht brennt. Dies erklärt sich aus der Tatsache, dass das ursprünglich erzeugte Gas mehr als 60 % Kohlendioxid enthält. In diesem Fall muss es in die Atmosphäre abgegeben werden und nach 1-3 Tagen läuft die Biogasanlage stabil.

Bei der Vergärung von Exkrementen eines Tieres können Sie pro Tag Folgendes erhalten: Rinder (Lebendgewicht 500–600 kg) – 1,5 Kubikmeter Biogas, Schweine (Lebendgewicht 80–100 kg) – 0,2 Kubikmeter, Huhn oder Kaninchen – 0,015 Kubikmeter .

An einem Vergärungstag entstehen 36 % des Biogases aus Rindermist und 57 % aus Schweinemist. Energietechnisch entspricht 1 Kubikmeter Biogas 1,5 kg Kohle, 0,6 kg Kerosin, 2 kW/h Strom, 3,5 kg Brennholz, 12 kg Mistbriketts.

Biogastechnologien sind in China weit verbreitet und werden in einer Reihe von Ländern in Europa, Amerika, Asien und Afrika aktiv umgesetzt. In Westeuropa, beispielsweise in Rumänien und Italien, begann man vor mehr als 10 Jahren mit der breiten Nutzung kleiner Biogasanlagen mit einem verarbeiteten Rohstoffvolumen von 6-12 Kubikmetern.

Auch Besitzer von Gehöften und Bauernhöfen in der Ukraine begannen, Interesse an solchen Anlagen zu zeigen. Auf dem Territorium jedes Anwesens ist es möglich, eine der einfachsten Biogasanlagen auszustatten, die beispielsweise in einzelnen landwirtschaftlichen Betrieben in Rumänien eingesetzt werden. Gemäß den in Abb. 1-a, Grube 1 und Kuppel 3 sind entsprechend den Abmessungen ausgestattet. Die Grube ist ausgekleidet Stahlbetonplatten 10 cm dick, die verputzt werden Zementmörtel und zur Gewährleistung der Dichtheit mit Harz beschichtet. Aus Dachblech ist eine 3 m hohe Glocke geschweißt, in deren oberem Teil sich Biogas ansammelt. Zum Schutz vor Korrosion wird die Glocke regelmäßig mit zwei Schichten Ölfarbe gestrichen. Noch besser ist es, die Glocke zunächst innen mit Bleimennige zu bestreichen.

Im oberen Teil der Glocke ist ein Rohr 4 zur Entnahme von Biogas und ein Manometer 5 zur Messung des Drucks installiert. Das Gasaustrittsrohr 6 kann aus einem Gummischlauch, Kunststoff- oder Metallrohr bestehen.

Rund um die Gärgrube ist eine mit Wasser gefüllte Beton-Rillenwassersperre 2 angebracht, in die die Glockenunterseite bis zu einer Tiefe von 0,5 m eintaucht.

Die Gasversorgung des Ofens kann über Metall-, Kunststoff- oder Gummischläuche erfolgen. Um Rohrbrüche durch gefrierendes Kondenswasser im Winter zu vermeiden, kommt eine einfache Vorrichtung zum Einsatz (Abb. 1-b): Das U-förmige Rohr 2 wird am tiefsten Punkt mit der Rohrleitung 1 verbunden. Die Höhe seines freien Teils muss größer sein als der Biogasdruck (in mm Wassersäule). Das Kondensat 3 wird durch das freie Ende des Rohrs abgelassen, es kommt zu keinem Gasaustritt.

Bei der zweiten Einbauvariante (Abb. 1-c) wird die Grube 1 mit einem Durchmesser von 4 mm und einer Tiefe von 2 m innen mit Dachblechen ausgekleidet, deren Bleche dicht verschweißt sind. Die Innenfläche des geschweißten Tanks ist zum Korrosionsschutz mit Harz beschichtet. MIT draußen Am oberen Rand des Betonbehälters ist eine kreisförmige Rinne von 5 bis 1 m Tiefe angeordnet, die mit Wasser gefüllt ist. Der vertikale Teil der Kuppel 2, der den Tank abdeckt, ist darin frei eingebaut. Somit dient die Rille mit eingegossenem Wasser als Wasserdichtung. Das Biogas wird im oberen Teil der Kuppel gesammelt und von dort über das Auslassrohr 3 und dann über die Rohrleitung 4 (oder Schlauch) dem Verwendungsort zugeführt.

Etwa 12 Kubikmeter organische Masse (vorzugsweise frischer Mist) werden in den Rundtank 1 geladen, der mit der flüssigen Fraktion des Mists (Urin) ohne Zugabe von Wasser gefüllt ist. Eine Woche nach dem Befüllen beginnt der Fermenter mit der Arbeit. Bei dieser Anlage beträgt die Fermenterkapazität 12 Kubikmeter, was den Bau für 2-3 Familien ermöglicht, deren Häuser in der Nähe liegen. Eine solche Anlage kann auf einem Bauernhof errichtet werden, wenn die Familie auf Vertragsbasis Bullen züchtet oder mehrere Kühe hält.

Die konstruktiven und technologischen Diagramme der einfachsten kleinen Anlagen sind in Abb. dargestellt. 1-d, d, f, g. Pfeile zeigen technologische Bewegungen der anfänglichen organischen Masse, des Gases und des Schlamms an. Strukturell kann die Kuppel starr sein oder aus Polyethylenfolie bestehen. Die starre Kuppel kann mit einem langen zylindrischen Teil zum tiefen Eintauchen in die verarbeitete Masse hergestellt werden, „schwebend“ (Abb. 1-d) oder in ein Hydraulikventil eingesetzt werden (Abb. 1-d). Eine Folienkuppel kann in eine Wassersperre eingelegt werden (Abb. 1-e) oder in Form eines einstückig geklebten großen Beutels hergestellt werden (Abb. 1-g). Bei letzterer Variante wird ein Gewicht 9 auf den Folienbeutel gelegt, damit dieser nicht zu stark aufquillt und außerdem ausreichend Druck unter der Folie entsteht.

Das unter der Kuppel oder Folie gesammelte Gas wird über eine Gasleitung dem Einsatzort zugeführt. Um eine Gasexplosion zu vermeiden, kann am Auslassrohr ein auf einen bestimmten Druck eingestelltes Ventil installiert werden. Die Gefahr einer Gasexplosion ist jedoch unwahrscheinlich, da bei einem deutlichen Anstieg des Gasdrucks unter der Kuppel diese in der hydraulischen Dichtung auf eine kritische Höhe angehoben wird, umkippt und das Gas freisetzt.

Die Biogasproduktion kann dadurch reduziert werden, dass sich während der Fermentation eine Kruste auf der Oberfläche des organischen Rohstoffs im Fermenter bildet. Damit es den Gasaustritt nicht behindert, wird es durch Mischen der Masse im Fermenter aufgebrochen. Sie können nicht von Hand mischen, sondern indem Sie eine Metallgabel von unten an der Kuppel befestigen. Die Kuppel in der hydraulischen Dichtung steigt bei Gasansammlung bis zu einer bestimmten Höhe an und senkt sich bei der Verwendung ab.

Durch die systematische Bewegung der Kuppel von oben nach unten zerstören die mit der Kuppel verbundenen Gabeln die Kruste.

Hohe Luftfeuchtigkeit und das Vorhandensein von Schwefelwasserstoff (bis zu 0,5 %) tragen zu einer erhöhten Korrosion von Metallteilen bei Biogasanlagen. Daher der Zustand aller Metallelemente Der Fermenter wird regelmäßig überwacht und beschädigte Stellen werden sorgfältig geschützt, am besten mit Blei in einer oder zwei Schichten und anschließend in zwei Schichten mit einer beliebigen Ölfarbe gestrichen.

Reis. 1. Schemata der einfachsten Biogasanlagen:

A). mit Pyramidenkuppel: 1 - Güllegrube; 2 - Nutwasserdichtung; 3 - Glocke zum Sammeln von Gas; 4, 5 - Gasauslassrohr; 6 - Manometer;

B). Gerät zur Kondensatentfernung: 1 - Rohrleitung zur Gasentfernung; 2 - U-förmiges Rohr für Kondensat; 3 - Kondensat;

V). mit konischer Kuppel: 1 - Güllegrube; 2 - Kuppel (Glocke); 3 - erweiterter Teil des Rohrs; 4 - Gasauslassrohr; 5 - Nutwasserdichtung;

d, e, f, g - Diagramme der Varianten der einfachsten Anlagen: 1 - Versorgung mit organischen Abfällen; 2 - Behälter für organische Abfälle; 3 – Gassammelbereich unter der Kuppel; 4 - Gasauslassrohr; 5 - Schlammentfernung; 6 - Manometer; 7 - Kuppel aus Polyethylenfolie; 8 - Wasserdichtung; 9 - laden; 10 - einteiliger Polyethylenbeutel.

Biogasanlage mit Erwärmung der vergärbaren Masse durch die bei der Güllezersetzung in einem aeroben Fermenter freigesetzte Wärme, ist in Abb. dargestellt. 2, enthält einen Fermentertank – zylindrisch Metallbehälter mit Einfüllstutzen 3, Ablassventil 9, mechanischem Rührwerk 5 und Biogasentnahmerohr 6.

Fermenter 1 kann rechteckig aus gebaut werden Holzmaterialien. Zum Entladen von behandeltem Mist sind die Seitenwände abnehmbar. Der Boden des Fermenters besteht aus Gitterwerk, Luft wird durch den technologischen Kanal 10 von einem Gebläse 11 geblasen. Die Oberseite des Fermenters ist mit Holzplatten 2 bedeckt. Um den Wärmeverlust zu reduzieren, sind die Wände und der Boden mit einer wärmeisolierenden Schicht versehen 7.

Die Installation funktioniert so. Vorbereitete Gülle mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 88-92 % wird über Kopf 3 in den Methantank 4 eingefüllt, der Flüssigkeitsstand wird durch den unteren Teil des Einfüllstutzens bestimmt. Der aerobe Fermenter 1 wird durch den oberen Öffnungsteil mit Einstreumist oder einer Mischung aus Mist mit losem trockenem organischem Füllstoff (Stroh, Sägemehl) mit einem Feuchtigkeitsgehalt von 65-69 % gefüllt. Wenn Luft durch den technologischen Kanal im Fermenter zugeführt wird, beginnt diese zu zersetzen organische Masse und Wärme wird freigesetzt. Es reicht aus, den Inhalt des Methantanks zu erhitzen. Dadurch wird Biogas freigesetzt. Es sammelt sich im oberen Teil des Faulbehälters. Über Leitung 6 wird es für den häuslichen Bedarf genutzt. Während des Fermentationsprozesses wird der Mist im Fermenter mit einem Mischer 5 gemischt.

Allein durch die Müllentsorgung im Privathaushalt amortisiert sich eine solche Anlage innerhalb eines Jahres.

Reis. 2. Schema einer beheizten Biogasanlage:
1 - Fermenter; 2 - Holzschild; 3 - Einfüllstutzen; 4 - Methantank; 5 - Rührer; 6 - Rohr zur Biogasprobenahme; 7 - Wärmedämmschicht; 8 - Rost; 9 - Ablassventil für verarbeitete Masse; 10 - Kanal für Luftzufuhr; 11 - Gebläse.

Individuelle Biogasanlage(IBGU-1) für eine Bauernfamilie mit 2 bis 6 Kühen oder 20–60 Schweinen oder 100–300 Geflügel (Abb. 3). Die Anlage kann täglich 100 bis 300 kg Gülle verarbeiten und produziert 100 bis 300 kg umweltfreundlichen Mist organische Düngemittel und 3-12 Kubikmeter Biogas.

Um Essen für eine Familie mit 3–4 Personen zuzubereiten, müssen 3–4 Kubikmeter Biogas pro Tag verbrannt werden, um ein Haus mit einer Fläche von 50–60 m² zu heizen – 10–11 Kubikmeter. Die Anlage kann in jeder Klimazone betrieben werden. Das Werk Tula Stroytekhnika und das Reparatur- und Maschinenwerk Orlovsky (Orel) begannen mit der Serienproduktion.

Reis. 3. Schema einer einzelnen Biogasanlage IBGU-1:
1 - Einfüllstutzen; 2 - Rührer; 3 - Gasentnahmerohr; 4 - Wärmedämmschicht; 5 - Rohr mit Hahn zum Entladen der verarbeiteten Masse; 6 - Thermometer.

Das Thema Methanproduktion ist für Besitzer privater landwirtschaftlicher Betriebe von Interesse, die Geflügel oder Schweine züchten und auch Rinder halten. In der Regel produzieren solche Betriebe erhebliche Mengen an organischen tierischen Abfällen, was erhebliche Vorteile mit sich bringen kann, da es sich um eine Quelle für billigen Brennstoff handelt. Der Zweck dieses Materials besteht darin, Ihnen zu erklären, wie Sie aus demselben Abfall zu Hause Biogas erzeugen können.

Allgemeine Informationen zum Thema Biogas

Heimbiogas, das aus verschiedenen Gülle- und Geflügelkot gewonnen wird, besteht größtenteils aus Methan. Dort liegt er zwischen 50 und 80 %, je nachdem, wessen Abfall zur Produktion verwendet wurde. Dasselbe Methan, das in unseren Öfen und Kesseln verbrennt und für das wir laut Zählerstand manchmal viel Geld bezahlen.

Um eine Vorstellung davon zu geben, wie viel Kraftstoff theoretisch bei der Tierhaltung zu Hause oder auf dem Land erzeugt werden kann, präsentieren wir eine Tabelle mit Daten zur Biogasausbeute und dem Gehalt an reinem Methan darin:

Wie aus der Tabelle hervorgeht, z effiziente Produktion Gas aus Kuhmist und Silageabfällen erfordert eine recht große Menge an Rohmaterial. Es ist rentabler, Kraftstoff aus Schweinemist und Truthahnmist zu gewinnen.

Der verbleibende Anteil der Stoffe (25-45 %) im Heimbiogas sind Kohlendioxid (bis zu 43 %) und Schwefelwasserstoff (1 %). Der Kraftstoff enthält auch Stickstoff, Ammoniak und Sauerstoff, jedoch in geringen Mengen. Übrigens ist es der Freisetzung von Schwefelwasserstoff und Ammoniak zu verdanken, dass der Misthaufen einen so vertrauten „angenehmen“ Geruch verströmt. Was den Energieinhalt betrifft, kann 1 m3 Methan bei der Verbrennung theoretisch bis zu 25 MJ (6,95 kW) thermische Energie freisetzen. Spezifische Wärme Die Verbrennung von Biogas hängt vom Methananteil in seiner Zusammensetzung ab.

Als Referenz. In der Praxis wurde nachgewiesen, dass für die Beheizung eines isolierten Hauses in der Mittelzone während der Heizperiode etwa 45 m3 Biobrennstoff pro 1 m2 Fläche erforderlich sind.

Die Natur sorgt dafür, dass Biogas aus Gülle spontan entsteht und zwar unabhängig davon, ob wir es erhalten wollen oder nicht. Ein Misthaufen verrottet innerhalb von einem bis anderthalb Jahren, allein schon durch den Aufenthalt im Freien und auch bei Minustemperaturen. Während dieser Zeit wird Biogas freigesetzt, jedoch nur in geringen Mengen, da sich der Prozess über die Zeit erstreckt. Die Ursache sind Hunderte Arten von Mikroorganismen, die in tierischen Exkrementen vorkommen. Das heißt, es ist nichts erforderlich, um die Gasentwicklung in Gang zu setzen; sie erfolgt von selbst. Um den Prozess zu optimieren und zu beschleunigen, sind jedoch spezielle Geräte erforderlich, auf die weiter eingegangen wird.

Biogastechnologie

Das Wesentliche einer effektiven Produktion ist die Beschleunigung des natürlichen Prozesses der Zersetzung organischer Rohstoffe. Dazu müssen die darin enthaltenen Bakterien entstehen beste Konditionen zur Vervielfältigung und Wiederverwertung von Abfällen. Und die erste Bedingung besteht darin, den Rohstoff in einen geschlossenen Behälter zu geben – einen Reaktor, andernfalls einen Biogasgenerator. Der Abfall wird zerkleinert und in einem Reaktor mit einer berechneten Menge sauberem Wasser vermischt, bis das Ausgangssubstrat entsteht.

Notiz. Damit keine Substanzen in den Untergrund gelangen, die das Leben von Bakterien beeinträchtigen, ist sauberes Wasser erforderlich. Dadurch kann sich der Fermentationsprozess stark verlangsamen.

Eine industrielle Biogasanlage ist mit Substratheizung, Mitteln zur Durchmischung und Kontrolle des Säuregehalts der Umgebung ausgestattet. Durch Rühren wird die harte Kruste von der Oberfläche entfernt, die bei der Gärung entsteht und die Biogasfreisetzung stört. Dauer technologischer Prozess– mindestens 15 Tage, wobei der Zersetzungsgrad in dieser Zeit 25 % erreicht. Es wird angenommen, dass die maximale Brennstoffausbeute bei der Zersetzung der Biomasse bei bis zu 33 % liegt.

Die Technologie sorgt für eine tägliche Erneuerung des Substrats, was eine intensive Produktion von Gas aus Gülle gewährleistet; in Industrieanlagen sind es Hunderte Kubikmeter am Tag. Ein Teil der Abfallmasse, der etwa 5 % des Gesamtvolumens ausmacht, wird aus dem Reaktor entfernt und an seiner Stelle die gleiche Menge frischer biologischer Rohstoffe eingefüllt. Das Abfallmaterial wird als organischer Dünger für Felder verwendet.

Diagramm einer Biogasanlage

Bei der heimischen Biogasproduktion ist es nicht möglich, so günstige Bedingungen für Mikroorganismen zu schaffen wie bei der industriellen Produktion. Und diese Aussage betrifft zunächst die Organisation der Generatorheizung. Dies erfordert bekanntermaßen einen Energieaufwand, der zu einem deutlichen Anstieg der Treibstoffkosten führt. Es ist durchaus möglich, die Einhaltung des dem Fermentationsprozess innewohnenden leicht alkalischen Milieus zu kontrollieren. Doch wie lässt sich bei Abweichungen eine Korrektur vornehmen? Kosten wieder.

Besitzern privater landwirtschaftlicher Betriebe, die Biogas mit eigenen Händen erzeugen möchten, wird empfohlen, einen Reaktor mit einfachem Design daraus zu bauen verfügbaren Materialien, und es dann entsprechend seinen Fähigkeiten zu modernisieren. Was muss getan werden:

• hermetisch verschlossener Behälter mit einem Volumen von mindestens 1 m3. Geeignet sind auch verschiedene kleine Tanks und Fässer, aus denen jedoch aufgrund der unzureichenden Menge an Rohstoffen nur wenig Kraftstoff freigesetzt wird. Solche Produktionsmengen werden Ihnen nicht passen;
• Wenn Sie die Biogasproduktion zu Hause organisieren, ist es unwahrscheinlich, dass Sie den Behälter beheizen, aber Sie müssen ihn unbedingt isolieren. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Reaktor im Boden zu vergraben und so den oberen Teil thermisch zu isolieren;
• Installieren Sie einen manuellen Rührer beliebiger Bauart im Reaktor und strecken Sie den Griff durch die obere Abdeckung. Die Griffdurchgangsbaugruppe muss abgedichtet sein;
• Bereitstellung von Rohren für die Zu- und Abfuhr des Substrats sowie für die Sammlung von Biogas.

Unten sehen Sie ein Diagramm einer Biogasanlage unter der Erdoberfläche:

1 – Brennstoffgenerator (Behälter aus Metall, Kunststoff oder Beton); 2 - Trichter zum Einfüllen des Substrats; 3 – technische Luke; 4 – Gefäß, das als Wassersperre fungiert; 5 – Auslass zum Entladen von Abfall; 6 – Biogas-Probenahmerohr.

Wie bekomme ich Biogas zu Hause?

Der erste Arbeitsgang besteht darin, den Abfall auf eine Fraktion zu zerkleinern, deren Größe nicht mehr als 10 mm beträgt. Dies erleichtert die Vorbereitung des Substrats erheblich und ermöglicht es den Bakterien, die Rohstoffe leichter zu verarbeiten. Die resultierende Masse wird gründlich mit Wasser vermischt, ihre Menge beträgt etwa 0,7 Liter pro 1 kg organisches Material. Wie oben erwähnt, sollte nur sauberes Wasser verwendet werden. Anschließend wird eine selbstgebaute Biogasanlage mit dem Substrat befüllt und anschließend der Reaktor hermetisch verschlossen.

Mehrmals am Tag müssen Sie den Behälter aufsuchen, um den Inhalt zu mischen. Am 5. Tag können Sie prüfen, ob Gas vorhanden ist. Wenn es auftritt, pumpen Sie es regelmäßig mit einem Kompressor in eine Flasche. Geschieht dies nicht rechtzeitig, steigt der Druck im Reaktor und die Fermentation verlangsamt sich oder kommt sogar ganz zum Erliegen. Nach 15 Tagen ist es notwendig, einen Teil des Substrats zu entladen und die gleiche Menge neues hinzuzufügen. Mehr erfahren Sie im Video:

Abschluss

Das ist wahrscheinlich einfachste Installation Die Produktion von Biogas wird nicht Ihren gesamten Bedarf decken. Angesichts der aktuellen Kosten für Energieressourcen wird dies jedoch bereits eine erhebliche Hilfe sein Haushalt, weil Sie nicht für die Rohstoffe bezahlen müssen. Durch die enge Einbindung in die Produktion werden Sie im Laufe der Zeit in der Lage sein, alle Funktionen zu erfassen und die notwendigen Verbesserungen an der Anlage vorzunehmen.

Der Preis von Biogasanlagen für landwirtschaftliche Betriebe hängt von der Anzahl der Komponenten und verschiedenen für solche Geräte charakteristischen Parametern ab und liegt zwischen 170.000 Rubel.

Sie arbeiten daran, durch die Verarbeitung des Endprodukts umweltfreundliche Kraftstoffe und Düngemittel zu gewinnen, die in der Anlage hergestellt werden, die technische Strukturen und Geräte umfasst, die in einem einzigen technologischen Zyklus zusammengefasst sind.

Biogasanlagen für zu Hause könnten teure Energiequellen für Landbewohner eines Tages vollständig ersetzen. Wirtschaftliche Katastrophen erfordern, dass Entwickler landwirtschaftlicher Geräte Analoga herstellen natürliche Ressourcen in Form verfügbarer Rohstoffe, um die Kosten für die Unterhaltung eines privaten Bauernhofs und der Landwirtschaft zu senken.

Die Ziele der Landwirte sind unterschiedlich – einige erhalten billige Energie, andere benötigen eine kleine Minianlage zur Abfallverarbeitung:

• Vieh

Durch die Arbeit erhalten sie Biodünger und eine eigene Energiequelle. Darüber hinaus müssen landwirtschaftliche Betriebe verschiedene Ansammlungen von Hausmüll beseitigen; dabei hilft ihnen eine praktische, universelle Struktur, die nützliche Produkte statt unnötiger verschenkt.

Wer betreibt die Ausrüstung?

Kleine Biogasanlagen sind in modernen ländlichen Haushalten sinnvoll. Größere Geräte werden von seriösen Viehzüchtern verwendet, bei denen es unmöglich ist, ohne Einheiten zu existieren, die die notwendigen Energiearten produzieren.

Der Grund für die Installation im Innenhof eines Privathauses oder eines großen Bauernhofs ist die Ansammlung organischer Stoffe, da jedes Gerät zum Betrieb Strom benötigt.

Die Welt kämpft für die Ökologie der Umwelt, das akzeptabelste Mittel dafür ist der Bau von Biogasanlagen, sie setzen reine Stoffe frei und verbrauchen alternative Kraftstoffe. Auf dieser Grundlage sind die Geräte in landwirtschaftlichen Betrieben in unserem Land und im Ausland gefragt geworden.

Standard Ausrüstung

Ingenieure montieren Mechanismen unterschiedlicher Größe. Die Produktion hängt von der benötigten Leistung ab, die das Gerät im Gegenzug verarbeiten und produzieren muss. Eine Standardinstallation besteht aus folgenden Komponenten:

• Im Lagertank erhält er Material zur Verarbeitung
• Mischer, Mühlen, die sich strukturell voneinander unterscheiden, zerkleinern große Rohstofffragmente
• Gasbehälter, hermetisch verschlossen, hier sammelt sich Gas
• Reaktor in Form eines Reservoirs, in dem Biokraftstoff gebildet wird
• Geräte, die den Behälter mit Rohstoffen versorgen
• Anlagen, die den entstehenden Brennstoff zur anschließenden Umwandlung von einem Punkt zum anderen transportieren
  automatische Systeme, die den Produktionsprozess schützen und steuern

Die Funktionsweise des technologischen Zyklus wurde bis ins kleinste Detail ausgearbeitet, um dem Menschen die Wartung des Geräts während der Verarbeitungszeit zu erleichtern.

Wie es funktioniert

Die Leistung der Einheiten basiert auf dem Prinzip des Einflusses von Bakterienformationen unterschiedlicher Art auf organische Stoffe, die eine Fermentation verursachen. Diese Prozesse finden im Inneren des Reaktors statt. Aus der Zersetzung einiger Produkte wird ein anderer Stoff gewonnen, dessen Zusammensetzung umfasst:

• Methan
• Kohlendioxid
• Verunreinigungen von Ammoniak, Schwefelwasserstoff, Stickstoff

Das Funktionsprinzip besteht aus folgenden Schritten:

• Rohstoffe werden dem Lagertank zugeführt
• Das Material wird zerkleinert und über Pumpen und Förderbänder in den Säuretank gefördert. In diesem Behälter wird die Biomasse zusätzlich erhitzt
• Ein langlebiger, säurebeständiger und dicht verschlossener Reaktor erhält vorbereitete Rohstoffe zur Erzeugung von Biogas

Im Reaktor sind Geräte installiert, die für eine zusätzliche Erwärmung innerhalb von +40 Grad sorgen, die Stoffe vermischen, geeignete Bedingungen für sie schaffen und die Zersetzungs- und Fermentationsprozesse beschleunigen, aus denen das Endprodukt entsteht. Die Verarbeitungsgeschwindigkeit hängt von der Kapazität der Anlage und der Art des Abfalls ab.

Im Gange:

• Die Gasspeicherung erfolgt in Gastanks; sie werden als separates Element montiert oder mit dem Gehäuse verbunden
• Der Reaktortank sammelt sich, nachdem der Zersetzungsvorgang abgeschlossen ist, wird er zur Verwendung übergeben
• Im Gastanktank wird ausreichend Druck erzeugt, um das Gas in das Reinigungssystem zu befördern. In dieser Form wird es vom Verbraucher in verschiedenen Tätigkeitsbereichen verwendet
• Bei bestimmungsgemäßer Verwendung gewinnen sie Stoffe für Düngemittel, nachdem sie in ihre Bestandteile in flüssiger oder fester Form zerlegt und in den Lagerbereich verbracht wurden

Bei der Entscheidung, mit dem Bau zu beginnen, muss berücksichtigt werden, unter welchen Bedingungen Biogasanlagen mit der erforderlichen Effizienz arbeiten.

Grundlegende Optionen zur Auswahl

Aufgrund schlechter Planung kommt es zu einer mangelhaften Funktionalität von Geräten. Fehler können sofort oder nach einiger Zeit bemerkt werden. Durch sorgfältige und umfassende Forschung stellen wir sicher, dass Geräte nicht ausfallen. Das Verfahren beginnt nach der Feststellung der Verfügbarkeit von Rohstoffen und der Menge an Energie, die für die normale Existenz der Energieressourcen benötigt wird.

Der Reaktor und seine Abmessungen werden beeinflusst durch:

• Umfang der Verarbeitung
• Qualität des Materials
• Rohstofftyp
• Temperaturregime
• Fermentationszeitraum

In der Praxis sollten Sie in einem bestimmten Betrieb auf folgende Punkte achten:

• tägliche Materialbeladung im Verhältnis zur Reaktorgröße
• das Volumen des Behälters, in dem der Abfall verarbeitet wird
• Berechnen Sie die Ausgabe
• die Fähigkeit, ein Gleichgewicht zwischen dem Ergebnis und dem tatsächlichen Verbrauch herzustellen

Bevor Sie das Gerät installieren, müssen Sie eine Auswahl treffen:

• der optimale Ort für die Installation
• Modell geeignet für Designmerkmale

Die wichtigsten Kriterien, auf die man sich wann verlässt konstruktive Wahl, dient als Standort und Definition einer unterirdischen oder oberirdischen Struktur. Darüber hinaus sollten Sie beim Aufbau der oberen Struktur entscheiden, wie Sie den Reaktor in vertikaler oder horizontaler Position installieren.

Biodünger werden in Gebäuden auf dem Gelände oder in Gruben und Metallfässern gelagert. Die Kosten werden durch vorgefertigte Teile der Installation gesenkt, sofern diese auf dem Bauernhof verfügbar sind. Die Ansammlung von Materialien bestimmt die Größe und Form der Tanks, in denen sie gemischt werden, sowie die Art des Reaktors und der Geräte, die zum Erhitzen, Zerkleinern und Mischen der Substanzen benötigt werden.

Das ausgewählte Reaktordesign muss Folgendes erfüllen:

• Praktikabilität
• einfache Wartung
• gas- und wasserdicht, um Lecks zu vermeiden und das Gas im vollen Volumen zu halten

Voraussetzung für eine effektive Leistung ist das Vorhandensein einer hochwertigen Wärmedämmung. Reduzieren Sie die Baukosten und Wärmeverluste mit minimalen Flächen möglich.

Die Konstruktion muss stabil sein und Druckbelastungen standhalten:

• rohes Material

Die Anlagen sind in den folgenden optimalsten Formen ausgestattet:

• eiförmig
• zylindrisch
• konisch
• halbkreisförmig

Es wird nicht empfohlen, quadratische Beton- oder Ziegelformen auszustatten. Das Rohmaterial übt Druck auf die Ecken aus, wodurch Risse entstehen, die im Inneren ablaufenden Prozesse gestört werden und sich feste Bruchstücke ansammeln. Materialien fermentieren besser und getrocknete Oberflächen treten in Strukturen mit inneren Trennwänden nicht auf.

Die besten Baumaterialien sind:

• Stahl – in diesen Behältern wird absolute Dichtheit erreicht, sie sind einfach herzustellen und sie sind belastbar. Das Problem ist eine erhöhte Korrosionsanfälligkeit. Um Rost vorzubeugen, werden Oberflächen behandelt. Wenn der Betrieb über einen Metalltank verfügt, sollte dessen Qualität von allen Seiten überprüft werden. Beseitigen Sie Mängel.
• Kunststoff – Tanks aus diesem Material werden weich und hart hergestellt. Die erste Variante ist weniger geeignet, da es leicht zu Schäden kommt und die Dämmung schwierig ist. Tanks aus Hartplastik sind stabil und rosten nicht.
• Beton wird in einigen Entwicklungsländern verwendet. Sie unterliegen keiner Lebensdauerbeschränkung, spezielle Beschichtungen können die Entstehung von Rissen verhindern.
• Ziegel werden in Indien und China verwendet. Hierzu werden ausschließlich gut gebrannte Produkte verwendet oder Wände aus Betonblöcken oder Stein verlegt.

Bei der Installation von Geräten aus Beton, Ziegeln oder Stein muss auf eine feuerfeste Innenbeschichtung geachtet werden, die gegen organische Stoffe und Schwefelwasserstoff beständig ist.

Der Standort des Bauwerks sollte besonders ernst genommen werden und folgende Faktoren berücksichtigt werden:

• Freiraum
• Entfernung vom Wohnraum
• Lagerung
• Standort von Kuhställen, Schweineställen und Geflügelställen
• Grundwasser
• bequemes Be- und Entladen von Materialien

Die Reaktoren befinden sich:

• auf der Oberfläche mit dem Fundament
• im Boden vergraben
• im Hof ​​installiert

Geräte, die mit einer chemischen oder biologischen Reaktion arbeiten, sind mit Luken ausgestattet, durch die periodisch Reparaturarbeiten. Die Gummidichtung dichtet bei geschlossenem Deckel ab. Um Arbeiten unabhängig von der Jahreszeit durchführen zu können, ist eine Wärmedämmung erforderlich.
Die Struktur ist mit improvisierten Materialien isoliert und die Innenflächen schichtweise behandelt.

Biogasanlagen. Biogasproduktion

Komplette Edelstahlanlagen zur Biogasproduktion.

Biogasanlagen sind umfassende Lösung Abfallentsorgung aus der Lebensmittelindustrie, dem agroindustriellen Komplex, der thermischen Produktion, elektrische Energie und Düngemittel. Die Produktion von Methan in einer Biogasanlage ist die Umsetzung eines biologischen Prozesses.

Das deutsche Unternehmen entwickelt und produziert komplette Anlagen zur Produktion von Biogas und vertreibt diese weltweit. Mehr als 300 Biogasanlagen wurden in Deutschland, Frankreich, den Niederlanden, Griechenland, Großbritannien, Schweden, Spanien, Luxemburg, der Tschechischen Republik, Litauen, den USA, Japan und Zypern gebaut, in Betrieb genommen und sind erfolgreich in Betrieb. Die vorgeschlagenen Installationen sind nicht experimentell, sondern funktionierend, bewährt und zuverlässig Deutsche Ausrüstung, ISO-zertifiziert und komplett in unserem eigenen Werk hergestellt.

Wir zeigen Ihnen, wie Sie Bioenergie intelligent und wirtschaftlich nutzen können.

Biogas ist ein Gas, das zu etwa 60 % aus Methan (CH4) und zu 40 % aus Kohlendioxid besteht. Synonyme für Biogas sind Klärgas, Grubengas und Sumpfgas, Methangas. Nehmen wir als Beispiel Gülle: Wenn ein Unternehmen pro Tag 1 Tonne solchen „Bioabfalls“ produziert, bedeutet dies, dass daraus 50 m3 Gas oder 100 kW Strom oder 35 Liter Dieselkraftstoff gewonnen werden können ausgetauscht werden. Die Amortisationszeit für Geräte zur Gülleverarbeitung beträgt 2-3 Jahre, bei einigen anderen Rohstoffarten ist sie sogar noch kürzer und beträgt 1,5 Jahre. Neben den direkten monetären Vorteilen bringt der Bau einer Biogasanlage auch indirekte Vorteile mit sich. Es ist beispielsweise billiger als die Installation einer Gasleitung, Stromleitungen, Notstromdieselgeneratoren und die Anlage von Lagunen. Die Tabelle zeigt die Gasleistung für verschiedene Arten rohes Material.

QUELLEN VON ROHSTOFFEN

Ein wichtiger Anwendungsbereich für Biogasproduktionsanlagen sind große agroindustrielle Komplexe, Rinderfarmen, Geflügelfarmen, Fischfabriken, Bäckereien, Unternehmen der Lebensmittelindustrie, Fleischverarbeitungsbetriebe, Alkoholfabriken, Brauereien, Molkereien, Pflanzenbaubetriebe, Zucker Fabriken, Stärkefabriken, Hefeproduktion und nicht nur als alternative Energiequelle, sondern auch als effektive Methode Recycling von Mist (Abfall) und Herstellung von billigem Dünger, sowohl für den Eigenbedarf als auch für den Verkauf auf dem Markt. Die Biogasanlage produziert Biogas und Biodünger aus organischen Abfällen aus der Landwirtschaft und der Lebensmittelverarbeitung durch sauerstofffreie Fermentation und bietet so das aktivste Aufbereitungssystem. Rindermist, Schweinemist, Vogelkot, Schlachtabfälle (Blut, Fett, Därme, Knochen), Pflanzenabfälle, Silage, verrottetes Getreide, Abwasser, Fette, Bioabfälle, Lebensmittelabfälle, Gartenabfälle, Malzschlamm können verwendet werden Rohstoffe: Trester, Alkoholschlempe, Rübenschnitzel, technisches Glycerin (aus der Biodieselproduktion). Die meisten Rohstoffe sind untereinander mischbar. Abfallrecycling ist in erster Linie ein Reinigungssystem, das sich amortisiert und Gewinne erwirtschaftet. Am Ausgang der Anlage produziert der Abfall gleichzeitig und in großen Mengen: Biogas, Strom, Wärme und Düngemittel.

Alles, was oben aufgeführt ist, wird zum Nulltarif produziert. Schließlich ist Gülle kostenlos und die Anlage selbst verbraucht nur 10-15 % der Energie. Eine Person reicht aus, um eine leistungsstarke Anlage zwei Stunden am Tag zu bedienen. Biogasanlagen sind vollständig automatisiert und dementsprechend sind die Arbeitskosten minimal.

Technologie und Funktionsprinzip einer Biogasanlage

Die Biogasanlage produziert durch sauerstofffreie Vergärung Biogas und Biodünger aus biologischen Abfällen aus der Landwirtschaft und Lebensmittelindustrie. Biogas ist ein Abfallprodukt nützlicher Methan produzierender Bakterien. Mikroorganismen verstoffwechseln Kohlenstoff aus organischen Substraten unter anoxischen Bedingungen (anaerob). Dieser Prozess, Fäulnis oder anoxische Gärung genannt, folgt der Nahrungskette.

Zusammensetzung einer typischen Biogasanlage:

Bioabfälle können per LKW angeliefert oder zu einer Biogasanlage gepumpt werden. Zunächst werden die Coenzyme ausgeschüttet (gemahlen), homogenisiert und mit Mist (Kot) vermischt. Die Homogenisierung erfolgt am häufigsten bei einer Temperatur von 70 °C für eine Stunde mit einer maximalen Partikelgröße von 1 cm. Die Homogenisierung mit Gülle erfolgt in einem Mischbehälter mit leistungsstarken Rührwerken.

Der Reaktor ist ein gasdichter, vollständig verschlossener Tank. Diese Konstruktion ist wärmeisoliert, da im Inneren des Tanks eine feste Temperatur für Mikroorganismen herrschen muss. Im Inneren des Reaktors befindet sich ein Mischer, der den Inhalt des Reaktors vollständig vermischen soll. Es werden Voraussetzungen dafür geschaffen, dass keine Schwimmschichten und/oder Sedimente vorhanden sind.

Mikroorganismen müssen mit allen notwendigen Nährstoffen versorgt werden. Frische Rohstoffe sollten dem Reaktor mehrmals täglich in kleinen Portionen zugeführt werden. Die durchschnittliche Zeit der hydraulischen Beruhigung im Reaktor (abhängig von den Substraten) beträgt 20–40 Tage. Während dieser Zeit werden organische Substanzen in der Biomasse von Mikroorganismen verstoffwechselt (umgewandelt). Am Ausgang der Anlage entstehen zwei Produkte: Biogas und Substrat (kompostiert und flüssig).

Biogas wird in einem Gasspeicher, einem Gasspeicher, gespeichert, in dem Druck und Zusammensetzung des Gases ausgeglichen werden. Aus dem Gastank erfolgt eine kontinuierliche Gasversorgung des Gasmotorgenerators. Hier wird bereits Wärme und Strom produziert. Bei Bedarf wird Biogas zu Erdgas (95 % Methan) gereinigt. Nach dieser Reinigung ist das resultierende Gas ein Analogon von Erdgas (90–95 % Methan CH4). Der einzige Unterschied ist seine Herkunft.

Biogasanlagen sind 24 Stunden am Tag, 7 Tage die Woche in Betrieb. das ganze Jahr. Diese Funktionsweise ist ein weiterer Vorteil. Die gesamte Anlage wird von einem Automatisierungssystem gesteuert. Eine Person braucht dafür nur zwei Stunden am Tag.

Dieser Mitarbeiter steuert mit einem gewöhnlichen Computer und bedient außerdem einen Traktor zur Biomassefütterung. Nach einer zweiwöchigen Schulung kann eine Person ohne besondere Kenntnisse an der Installation arbeiten, d. h. mit weiterführender oder weiterführender Fachausbildung.

VORTEILE

• Biogas.
• Eigene Bioenergiestation.
• Fachgerechte Entsorgung von Biomüll. Aus Verschwendung Einkommen machen!
• Biodünger. Durch den Einsatz von Düngemitteln aus Biogasanlagen können die Erträge um 30-50 % gesteigert werden. Gewöhnlicher Mist, Schlempe oder andere Abfälle können 3–5 Jahre lang nicht effektiv als Dünger verwendet werden. Beim Einsatz einer Biogasanlage werden Bioabfälle vergoren und die vergorene Masse kann sofort als hochwirksamer Biodünger eingesetzt werden. Die fermentierte Masse ist ein fertiger, umweltfreundlicher flüssiger und fester Biodünger, frei von Nitriten, Unkrautsamen, pathogener Mikroflora, Wurmeiern und spezifischen Gerüchen. Bei der Verwendung solch ausgewogener Biodünger steigt die Produktivität erheblich.
• Elektrizität. Durch die Installation einer Biogasanlage verfügt das Unternehmen über eigenen, nahezu kostenlosen Strom, was zu einer deutlichen Reduzierung der Produktionskosten führt und ihm dadurch zusätzliche Wettbewerbsvorteile verschafft.
• Warm. Die Wärme aus der Kühlung des Generators oder der Verbrennung von Biogas kann zur Beheizung von Betrieben, Gewächshäusern, für technologische Zwecke, zur Dampferzeugung, zum Trocknen von Saatgut, zum Trocknen von Brennholz und zur Herstellung von abgekochtem Wasser für die Viehhaltung verwendet werden. Das Unternehmen erhält Gas, Strom, Wärme, Düngemittel und sorgt für einen geschlossenen Produktionskreislauf. Das Projekt zahlt sich aus, indem es die Kosten der vom Unternehmen hergestellten Produkte senkt, da die Kosten für den Einkauf von Gas, Strom, heißes Wasser und Düngemittel.
• Zusätzlicher Gewinn kann zur Rückzahlung des Darlehens und zum Ausbau der Produktion verwendet werden. Reduzierte Energieabhängigkeit, geringere Treibhausgasemissionen, geringere Umweltverschmutzung durch landwirtschaftliche Abfälle und das Fehlen unangenehmer Gerüche im Unternehmen.

Der Bau einer Biogasanlage ist nicht nur für neu gegründete, sondern auch für alte Betriebe relevant. Schließlich sind alte Lagunen oft überfüllt und ihre Sanierung erfordert erhebliche Mittel. Während einige Abfälle einfach in Absetzbecken gelagert werden können, erfordert die Entsorgung einiger Abfälle (z. B. Schlachtabfälle) Energie und Geld. Standortanforderungen. Die Installation kann auf dem Gelände von Absetzbecken, Lagunen oder einer alten Deponie erfolgen. Die durchschnittliche Größe des Installationsortes beträgt 40 x 70 m.

Preis einer Biogasanlage

Jedes Unternehmen ist individuell, daher werden die finanziellen Kosten jeweils von Spezialisten berechnet.

Beispielprojekt

Wir geben ein Beispiel für die durchschnittlichen Kosten und Einnahmen bei der Installation von Biogasanlagen.
Berechnung von Kosten und Erlösen am Beispiel einer Biogasanlage für eine Brennerei. Die Installationskosten betragen 1280.000 Euro. Sämtliche Dienst- und Werkleistungen sind im Preis inbegriffen. Die Kapazität für die Getreideschlempe beträgt 100 Tonnen pro Tag.

Die Luftfeuchtigkeit der abgetrennten Schlempe beträgt 70 %. Die durchschnittliche Amortisationszeit des Projekts beträgt 2-3 Jahre. Und bei voller Nutzung der Installationsmöglichkeiten kann die Amortisation 1,5 bis 1,8 Jahre betragen. Die Nutzungsmöglichkeiten sind die Zugabe von Coenzymen, die Nutzung von Wärme in Gewächshäusern und der Verkauf aller produzierten Düngemittel.

Energiekosten sind einer der Hauptkostenposten, der die Produktionskosten maßgeblich beeinflusst. Behandlungsanlagen verbrauchen etwa 50 % der Energie, beim Bau einer Biogasanlage werden diese 50 % eingespart. Das Unternehmen erhält Gas, Strom, Wärme, Düngemittel und sorgt für einen geschlossenen Produktionskreislauf.

Das Projekt zahlt sich durch die Reduzierung der Produktionskosten aus, da die Kosten für den Einkauf von Gas, Strom, Warmwasser und Düngemitteln sinken. Zusätzlicher Gewinn kann zur Rückzahlung des Darlehens und zum Ausbau der Produktion verwendet werden.

Das Material wurde von Shilova E.P. vorbereitet.

Biogas-Produktionstechnologie. Moderne Viehzuchtkomplexe sorgen für hohe Produktionsleistungen. Die verwendeten technologischen Lösungen ermöglichen es, die Anforderungen der aktuellen Hygiene- und Hygienestandards in den Räumlichkeiten der Komplexe vollständig zu erfüllen.

Große Mengen an Gülle, die an einem Ort konzentriert sind, stellen jedoch erhebliche Probleme für die Ökologie der an den Komplex angrenzenden Gebiete dar. Beispielsweise werden frischer Schweinegülle und Kot als Abfall der Gefahrenklasse 3 eingestuft. Umweltfragen unterliegen der Kontrolle von Aufsichtsbehörden und die gesetzlichen Anforderungen in diesen Bereichen werden ständig strenger.

Biocomplex bietet eine umfassende Lösung für die Entsorgung von Gülle, einschließlich der beschleunigten Verarbeitung in modernen Biogasanlagen (BGU). Während des Verarbeitungsprozesses laufen natürliche Prozesse der Zersetzung organischer Stoffe beschleunigt ab, wobei Gase wie Methan, CO2, Schwefel usw. freigesetzt werden. Lediglich das entstehende Gas wird nicht in die Atmosphäre freigesetzt und verursacht einen Treibhauseffekt, sondern wird an spezielle Gasgeneratoren (Kraft-Wärme-Kopplung) weitergeleitet, die elektrische und thermische Energie erzeugen.

Biogas – brennbares Gas, entsteht bei der anaeroben Methanfermentation von Biomasse und besteht hauptsächlich aus Methan (55–75 %), Kohlendioxid (25–45 %) und Verunreinigungen von Schwefelwasserstoff, Ammoniak, Stickoxiden und anderen (weniger als 1 %).

Der Abbau von Biomasse erfolgt als Ergebnis chemischer und physikalischer Prozesse und der symbiotischen Lebensaktivität von drei Hauptgruppen von Bakterien, während die Stoffwechselprodukte einiger Bakteriengruppen in einer bestimmten Reihenfolge Nahrungsprodukte anderer Gruppen sind.

Die erste Gruppe sind hydrolytische Bakterien, die zweite ist säurebildend, die dritte ist methanbildend.

Als Rohstoffe für die Biogasproduktion können sowohl organische Agrar- oder Haushaltsabfälle als auch pflanzliche Rohstoffe verwendet werden.

Die häufigsten Arten landwirtschaftlicher Abfälle, die für die Biogasproduktion verwendet werden, sind:

• Schweine- und Rindermist, Geflügelmist;
• Rückstände vom Futtertisch von Rinderanlagen;
• Spitzen Gemüsepflanzen;
• minderwertige Ernte von Getreide und Gemüse, Zuckerrüben, Mais;
• Fruchtfleisch und Melasse;
• Mehl, Treber, Kleinkorn, Keime;
• Biergetreide, Malzsprossen, Eiweißschlamm;
• Abfälle aus der Stärke- und Sirupproduktion;
• Obst- und Gemüsetrester;
• Serum;
• usw.

Die Anzahl der zur Biogaserzeugung innerhalb einer Biogasanlage (BGU) verwendeten Substrate (Abfallarten) kann zwischen eins und zehn oder mehr variieren.

Biogasprojekte im agroindustriellen Bereich können nach einer der folgenden Optionen erstellt werden:

• Biogasproduktion aus Abfällen eines separaten Unternehmens (z. B. Mist aus einer Viehhaltung, Bagasse aus einer Zuckerfabrik, Schlempe aus einer Brennerei);
• Biogasproduktion auf Basis von Abfällen verschiedener Unternehmen, wobei das Projekt mit einem separaten Unternehmen oder einer separat gelegenen zentralen Biogasanlage verbunden ist;
• Biogaserzeugung unter primärer Nutzung energetischer Pflanzen in separat gelegenen Biogasanlagen.

Die gebräuchlichste Art der energetischen Nutzung von Biogas ist die Verbrennung in Gaskolbenmotoren im Rahmen von Mini-KWK-Anlagen zur Erzeugung von Strom und Wärme.

Existieren Verschiedene Optionen technologische Systeme von Biogasstationen- abhängig von der Art und Anzahl der verwendeten Substratarten. Verwendung vorbereitende Vorbereitung In einigen Fällen ist es möglich, die Geschwindigkeit und den Grad der Zersetzung von Rohstoffen in Bioreaktoren und damit die Gesamtausbeute an Biogas zu erhöhen. Bei der Verwendung mehrerer Substrate mit unterschiedlichen Eigenschaften, beispielsweise flüssiger und fester Abfälle, erfolgt deren Ansammlung und Voraufbereitung (Trennung in Fraktionen, Mahlen, Erhitzen, Homogenisieren, biochemische oder biologische Behandlung etc.) separat und anschließend Sie werden entweder gemischt, bevor sie den Bioreaktoren zugeführt werden, oder in separaten Strömen zugeführt.

Hauptsächlich Strukturelemente Die Diagramme einer typischen Biogasanlage sind:

• System zur Aufnahme und Vorvorbereitung von Substraten;
• Substrattransportsystem innerhalb der Anlage;
• Bioreaktoren (Fermenter) mit Mischsystem;
• Bioreaktor-Heizsystem;
• System zur Entfernung und Reinigung von Biogas von Schwefelwasserstoff und Feuchtigkeitsverunreinigungen;
• Lagertanks für vergorene Masse und Biogas;
• System zur Softwaresteuerung und Automatisierung technologischer Prozesse.

Die technologischen Konzepte von Biogasanlagen variieren je nach Art und Anzahl der verarbeiteten Substrate, Art und Qualität der Endprodukte, dem besonderen Know-how des Unternehmens, das die technologische Lösung bereitstellt, und einer Reihe anderer Faktoren. Am gebräuchlichsten sind heute Systeme mit einstufiger Vergärung mehrerer Substratarten, darunter meist Gülle.

Mit der Entwicklung von Biogas-Technologien eingesetzt technische Lösungen werden immer komplexer in Richtung zweistufiger Systeme, was in einigen Fällen mit der technologischen Notwendigkeit einer effizienten Verarbeitung bestimmter Substratarten und einer Erhöhung der Gesamteffizienz der Nutzung des Arbeitsvolumens von Bioreaktoren gerechtfertigt ist.

Merkmale der Biogasproduktion ist, dass es von Methanbakterien nur aus absolut trockenen organischen Substanzen hergestellt werden kann. Die Aufgabe der ersten Produktionsstufe besteht daher darin, ein Substratgemisch zu erzeugen, das einen hohen Anteil an organischen Stoffen aufweist und gleichzeitig pumpbar ist. Hierbei handelt es sich um ein Substrat mit einem Trockenmassegehalt von 10-12 %. Die Lösung wird durch die Freisetzung überschüssiger Feuchtigkeit mithilfe von Schneckenabscheidern erreicht.

Die Gülle gelangt aus dem Produktionsgelände in einen Tank, wird mit einem Tauchrührwerk homogenisiert und von einer Tauchpumpe in die Separationswerkstatt in Schneckenseparatoren gefördert. Der flüssige Anteil wird in einem separaten Tank gesammelt. Die Feststofffraktion wird in den Feststoff-Rohstoff-Dosierer geladen.

Gemäß dem Zeitplan für das Laden des Substrats in den Fermenter wird gemäß dem entwickelten Programm die Pumpe periodisch eingeschaltet, um den Fermenter mit der flüssigen Fraktion zu versorgen, und gleichzeitig wird der Feststofflader eingeschaltet. Optional kann die flüssige Fraktion in einen Feststoff-Rohstoffbeschicker mit Mischfunktion eingespeist werden und anschließend wird die fertige Mischung gemäß dem entwickelten Beschickungsprogramm in den Fermenter eingespeist. Die Einschlüsse sind kurzlebig. Dies geschieht, um eine übermäßige Aufnahme von organischem Substrat in den Fermenter zu verhindern, da dies das Stoffgleichgewicht stören und zu einer Destabilisierung des Prozesses im Fermenter führen kann. Gleichzeitig werden auch Pumpen eingeschaltet, die Gärreste vom Fermenter zum Fermenter und vom Fermenter zum Gärrestlagertank (Lagune) pumpen, um ein Überlaufen des Fermenters und des Fermenters zu verhindern.

Die im Fermenter und Fermenter befindlichen Gärrestmassen werden gemischt, um eine gleichmäßige Verteilung der Bakterien über das gesamte Volumen der Behälter zu gewährleisten. Zum Mischen werden Langsammischer spezieller Bauart eingesetzt.

Während sich das Substrat im Fermenter befindet, geben Bakterien bis zu 80 % des gesamten von der Biogasanlage erzeugten Biogases ab. Der restliche Teil des Biogases wird im Fermenter freigesetzt.

Eine wichtige Rolle bei der Sicherstellung einer stabilen Menge an freigesetztem Biogas spielt die Temperatur der Flüssigkeit im Fermenter und Fermenter. Der Prozess läuft in der Regel im mesophilen Modus bei einer Temperatur von 41-43 °C ab. Die Aufrechterhaltung einer stabilen Temperatur wird durch den Einsatz spezieller Rohrheizkörper im Inneren von Fermentern und Fermentern sowie durch eine zuverlässige Wärmedämmung von Wänden und Rohrleitungen erreicht. Das aus dem Gärrest entstehende Biogas weist einen hohen Schwefelgehalt auf. Die Reinigung des Biogases von Schwefel erfolgt mithilfe spezieller Bakterien, die die Oberfläche der auf einem Holzbalkengewölbe im Inneren der Fermenter und Fermenter verlegten Isolierung besiedeln.

Biogas wird in einem Gasspeicher gespeichert, der zwischen der Gärrestoberfläche und dem elastischen, hochfesten Material, das den Fermenter und den Fermenter an der Oberseite abdeckt, gebildet wird. Das Material hat die Fähigkeit, sich stark zu dehnen (ohne die Festigkeit zu verringern), was bei der Ansammlung von Biogas die Kapazität des Gasspeichers deutlich erhöht. Um ein Überlaufen des Gastanks und einen Materialbruch zu verhindern, ist ein Sicherheitsventil vorhanden.

Anschließend gelangt das Biogas in das Blockheizkraftwerk. Ein Blockheizkraftwerk (CGU) ist eine Einheit, in der elektrische Energie durch Generatoren erzeugt wird, die von mit Biogas betriebenen Gaskolbenmotoren angetrieben werden. Mit Biogas betriebene Blockheizkraftwerke weisen konstruktive Unterschiede zu herkömmlichen Gasgeneratormotoren auf, da es sich bei Biogas um einen stark verbrauchten Brennstoff handelt. Die von den Generatoren erzeugte elektrische Energie versorgt die elektrische Ausrüstung der BSU selbst mit Strom und alles darüber hinaus wird an umliegende Verbraucher geliefert. Die Energie der zur Kühlung von Blockheizkraftwerken verwendeten Flüssigkeit ist die erzeugte Wärmeenergie abzüglich der Verluste in Kesselanlagen. Die erzeugte Wärmeenergie wird teilweise zur Beheizung von Fermentern und Fermentern genutzt, der restliche Teil wird auch an umliegende Verbraucher abgegeben. tritt ein

Es ist möglich, zusätzliche Geräte zur Reinigung von Biogas auf das Niveau von Erdgas zu installieren. Dabei handelt es sich jedoch um teure Geräte, die nur dann zum Einsatz kommen, wenn der Zweck der Biogasanlage nicht in der Erzeugung von thermischer und elektrischer Energie, sondern in der Erzeugung von Brennstoffen besteht Gaskolbenmotoren. Die bewährten und am häufigsten verwendeten Biogasreinigungstechnologien sind wässrige Absorption, Druckadsorption, chemische Fällung und Membrantrennung.

Die Energieeffizienz von Biogaskraftwerken hängt maßgeblich von der gewählten Technologie, den Materialien und der Gestaltung der Hauptbauwerke sowie von den klimatischen Bedingungen am Standort ab. Der durchschnittliche Verbrauch an thermischer Energie für die Beheizung von Bioreaktoren in einer gemäßigten Klimazone beträgt 15-30 % der von Blockheizkraftwerken erzeugten Energie (brutto).

Die Gesamtenergieeffizienz einer Biogasanlage mit einem Biogas-Wärmekraftwerk beträgt durchschnittlich 75-80 %. In einer Situation, in der nicht die gesamte Wärme, die von einem Blockheizkraftwerk während der Stromerzeugung aufgenommen wird, verbraucht werden kann (eine häufige Situation aufgrund fehlender externer Wärmeverbraucher), wird sie in die Atmosphäre abgegeben. In diesem Fall beträgt die Energieeffizienz eines Biogas-Wärmekraftwerks nur 35 % der gesamten Biogasenergie.

Die wesentlichen Leistungsindikatoren von Biogasanlagen können erheblich variieren, was maßgeblich von den verwendeten Substraten, den angewandten technischen Vorschriften, der Betriebspraxis und den Aufgaben der einzelnen Anlagen bestimmt wird.

Der Mistverarbeitungsprozess dauert nicht länger als 40 Tage. Der bei der Verarbeitung anfallende Gärrest ist geruchlos und ein hervorragender organischer Dünger, bei dem der höchste Mineralisierungsgrad der von den Pflanzen aufgenommenen Nährstoffe erreicht wird.

Gärreste werden üblicherweise mit Schneckenseparatoren in flüssige und feste Anteile getrennt. Der flüssige Anteil wird in Lagunen geleitet, wo er bis zur Ausbringung auf den Boden angesammelt wird. Der feste Anteil wird auch als Dünger verwendet. Wenn die feste Fraktion zusätzlich getrocknet, granuliert und verpackt wird, eignet sie sich für die Langzeitlagerung und den Transport über große Entfernungen.

Produktion und energetische Nutzung von Biogas hat eine Reihe von Vorteilen, die durch die weltweite Praxis gerechtfertigt und bestätigt sind, nämlich:

1. Erneuerbare Energiequelle (RES). Zur Herstellung von Biogas wird erneuerbare Biomasse genutzt.
2. Die große Bandbreite der für die Biogasproduktion verwendeten Rohstoffe ermöglicht den Bau von Biogasanlagen praktisch überall dort, wo die landwirtschaftliche Produktion und technologisch verwandte Industrien konzentriert sind.
3. Die Vielseitigkeit der Methoden der energetischen Nutzung von Biogas, sowohl für die Erzeugung elektrischer und/oder thermischer Energie am Ort seiner Entstehung als auch in jeder Anlage, die an das Gastransportnetz angeschlossen ist (im Falle der Einspeisung von gereinigtem Biogas in dieses Netz). ) sowie als Kraftstoff für Autos.
4. Die ganzjährige Stabilität der Stromerzeugung aus Biogas ermöglicht die Abdeckung von Spitzenlasten im Netz, auch bei der Nutzung instabiler erneuerbarer Energiequellen, beispielsweise Solar- und Windkraftanlagen.
5. Schaffung von Arbeitsplätzen durch Bildung einer Marktkette vom Biomasselieferanten bis zum Betriebspersonal von Energieanlagen.
6. Reduzierung der negativen Auswirkungen auf die Umwelt durch Recycling und Neutralisierung von Abfällen durch kontrollierte Fermentation in Biogasreaktoren. Biogastechnologien sind eine der wichtigsten und rationellsten Methoden zur Neutralisierung organischer Abfälle. Biogasproduktionsprojekte reduzieren den Ausstoß von Treibhausgasen in die Atmosphäre.
7. Die agrotechnische Wirkung der Verwendung von in Biogasreaktoren vergorener Masse auf landwirtschaftlichen Feldern zeigt sich in einer Verbesserung der Bodenstruktur, Regeneration und Erhöhung ihrer Fruchtbarkeit durch die Einführung von Nährstoffen organischen Ursprungs. Die Entwicklung des Marktes für organische Düngemittel, auch aus der Massenverarbeitung in Biogasreaktoren, wird künftig zur Entwicklung des Marktes für umweltfreundliche Agrarprodukte beitragen und seine Wettbewerbsfähigkeit steigern.

Geschätzte Investitionskosten je Einheit

BGU 75 kWel. ~ 9.000 €/kWel.

BGU 150 kWel. ~ 6.500 €/kWel.

BGU 250 kWel. ~ 6.000 €/kWel.

BGU bis 500 kWel. ~ 4.500 €/kWel.

BGU 1 MWel. ~ 3.500 €/kWel.

Die erzeugte elektrische und thermische Energie kann nicht nur den Bedarf des Komplexes, sondern auch der angrenzenden Infrastruktur decken. Darüber hinaus sind die Rohstoffe für Biogasanlagen kostenlos, was eine hohe Wirtschaftlichkeit nach der Amortisationszeit (4-7 Jahre) gewährleistet. Die Kosten für die in Biogaskraftwerken erzeugte Energie steigen mit der Zeit nicht, sondern sinken im Gegenteil.