あらゆる種類の原材料を処理するための現代の技術は、家庭で直接堆肥からバイオ燃料を得るという問題をうまく解決する可能性を開きます。さらに、廃棄物処理の新しい原則のおかげで、家庭で自分の手でバイオ燃料を作ることで、農業プランテーション用の肥料を同時に生産することができます。
そして、これに必要なものと、バイオリアクターを正しく作成する方法-これらの問題については、記事で詳しく検討します。バイオガス生産に最適な原材料の選択に関する推奨事項を提示し、家庭用のニーズに応じて得られた燃料の使用の特徴を分析します。
もちろん、最も簡単な方法は既製の工業プラントを購入することです。ただし、コストが高いため、生産システムを自分の手で製造するためのオプションを検討しています。
バイオガスの定義について簡単に
科学的な定義によれば、バイオガスは大量の生物学的廃棄物の発酵プロセスの結果として得られる製品です。この場合、発酵の産物はメタンまたは水素です。
メタン(または水素)の形成は、3種類の細菌の生命活動の結果として発生します。
- 加水分解;
- 酸形成;
- メタンを形成する。
発酵産物の品質は、ガス混合物の組成であり、その含有量は、50〜85%のメタン、15〜50%の二酸化炭素、および5%未満の硫化水素の比率で分布します。
代替エネルギー生産の構造図はこんな感じです。同時に、代替エネルギーを得るのに適した、日常生活の伝統的な原料源がうまく使用されています-バイオ燃料
このガス混合物をフィルターに通してCOを除去します。2 とH2S、その後純粋な生物学的メタンが残る。このようなガスは、国内および産業部門で使用される天然ガスと違いはありません。
高品質の生物学的ガス混合物を得るための原料は通常、次のとおりです。
- 肥料と鳥の糞;
- アルコール生産の無駄(吟遊詩人);
- 余剰の醸造業(醸造用穀物);
- 糞便と魚の廃棄物;
- ビートパルプ、家庭ごみ、草など。
これは、使用可能なすべての原材料の一部にすぎません。しかし、このリストでさえ、バイオガス生産を継続的に確立できるようにするための原材料のリストはどれほど多様であるかを示しています。
多くの既存の農場の1つのニーズに合わせて製造されたバイオ燃料生産ユニット。小さな駅ですが、民間農場のニーズを完全に満たしています
ガス混合物の出力の体積指標は、使用される原材料の種類とその中の乾燥物質の含有量に直接依存します。ですから、事業に牛糞を適用すると、実際には1トンの糞から50〜60 mを得ることができます。3 60%までのメタンを含むバイオ燃料。
最良の原料は、高脂肪含有量の廃棄物であると考えられています。古典的なバイオ燃料プラントで1トンの脂肪廃棄物を処理すると、最大1300 mを生成できます。3 メタン含有量が90%に達するガス混合物。
処理ファームモジュールの作成方法は?
廃棄物をバイオ燃料に処理するためのシステムを作成するには、少なくともそのようなデバイスの動作原理を理解し、回路の考え方を持っている必要があります。
バイオリアクター設置のスキーム:1-バイオリアクター; 2-ミキサー; 3-ヒーター; 4-ポンプ; 5-フィルター要素; 6-ガスコンプレッサー; 7-ガスホルダー; 8-糞尿のコレクション; 9-肥料(スラッジ)の生産量; 10-加熱制御パネル
両方を検討しますが、注意が必要です。本格的なインストールの構築は、かなり面倒でコストのかかるビジネスです。自宅では、原則として、処理ステーションに類似したものしか実行できません。ただし、一部の試みは成功しています。
バイオステーションの原理
バイオ燃料製造技術は、原則として、次の体系的なアプローチをサポートしています。
- バイオリアクター(タンク)には肥料が搭載されています。
- 一定時間、リアクター内で発酵プロセスが発生します。
- ガス状媒体が形成される。
- 反応器からのガスの出力。
- 混合ガスは浄化され、燃料として使用するために送られます。
得られるガス混合物の組成は、様々な物質による十分に高い飽和を特徴とする。すべてのパーセンテージコンポーネントのほとんどは、メタン(60%)、二酸化炭素(35%)、および硫化水素(5%)を含む他の物質です。
これは、混合物のガス分布図がどのように見えるかです。1-約63〜65%のメタン含有量。 2-二酸化炭素含有量が約30〜33%。 3-硫化水素の含有量は約2%です。 4-約1%のアンモニア含有量; 5-約1%の水素含有量
一方、国内生産のガス発生ステーションの効率的な運用のためには、動物の廃棄物のかなりの予備が必要です。
したがって、家庭(コテージ)条件でバイオ燃料を取得する際の問題を解決する際に最初に注意する必要があるのは、処理プラントの原料の供給源の可用性です。
DIYバイオリアクターの製造
原材料の供給源を決定したら、家庭(または国)バイオリアクターの場所を決定する必要があります。反応器自体は、十分な強度の密閉容器であり、処理するための毎日の肥料の供給に基づく容量があります(参照:100 m3 混合ガスは約1トンの肥料を必要とする)。
肥料の種類と生産されるバイオガスの量の比率の表
生成されるガスの量の観点から特定のタイプの生物学的廃棄物の有効性を示す表。表からわかるように、最も効果的なのは、最大量のバイオ燃料を生産できる豚糞です。
このようなコンテナは、古典的なスキームに従って遮断弁やその他の技術的属性を備えた強力な土台に設置する必要があります。容器の上部は、ボルト留め具とガスケットで取り外し可能であることが好ましい。
サイクルの継続性を確保するために、貯蔵タンクには人工加熱モジュールを装備する必要があります。夏の期間中、肥料発酵の効率とガス生成の速度が外部の温度条件によって完全に保証されている場合、状況は冬に変わります。
バイオリアクターの冬季運転では、すでにゼロから4-10°Cで発酵細菌の活動が停止していることを考えると、人工加熱は間違いなく必要です。したがって、タンクには十分な断熱材が必要です。これには、ミネラルウールで断熱する従来の方法が適しています。
その冬の操作のためにバイオリアクターを分離する良い例です。ここでは断熱材としてミネラルウールを使用しました。綿の最上層はホイルで覆われています。
暖房の構成にはいくつかのオプションがあります。たとえば、電気ヒーターや冷却水(ウォータージャケット)での暖房システムの使用。
加熱回路の電力は、効果的なバイオマス発酵プロセスを実現するために必要な、25〜40°Cのリアクター内の最適な温度基準に基づいて計算する必要があります。
ヒーターに加えて、停滞の程度はバイオマス発酵の活動に影響を与えます。実際、タンク内では、堆肥が常に動いている必要があります。バイオマスの動きは、発酵プロセスを強化し、ガス成分を取得する時間を短縮します。
肥料とバイオ燃料の処理のための夏の植物の変種。この場合、加熱は、原子炉容器が浸漬されるコンクリート水浴の形で行われます。ただし、この設置は冬季には使用できません。
動きを整理する問題は、バイオリアクターの設計に特別な機械式ミキサーを導入することで解決されます。この装置のシャフトは、回転動作を実行する低速モーターのシャフトに接続されています。混合プロセスのオンとオフは、手動または自動で行うことができます。
私たちのサイトには、個人の家のニーズに合わせてバイオガスを生産するためのプラントを設置する方法を説明した別の記事があります。
バイオガスと肥料を入手するプロセス
家庭でのバイオ燃料生産システムの設計では、技術的に容量の約3分の1の肥料を容器に積載します。肥料を積載するために、ドアが密閉された積載ハッチが作成されます。バイオリアクターの残りの上部領域は、放出されたガスを蓄積するために使用されます。
従来の200リットルバレルに基づいて作られた自家製ミニチュアバイオリアクター。原則として、バイオ燃料のささやかなニーズを満たすには、民間部門での使用に非常に適しています。これは、バイオ燃料を得るために実際に自宅で行うことができるまさにその設計です。
容器の上下に出口穴を開ける必要があります。上部にはガス排出口があり、下部には処理された肥料(肥料)を排出するための排出口があります。容器の上部領域の領域にも、プロセスを監視するための観察窓を取り付けることが望ましい。
ガス混合物の出力用のパイプは、密封されたパイプによって、セパレーターとウォーターシールの機能を同時に実行するデバイスに接続されています。通信には、小径(25〜32mm)のパイプ(金属またはポリエチレン)を使用します。
セパレーター自体は、水で満たされた比較的小さな容量の容器です。水柱を通過したガスは浄化され、ガスタンクに排出されて消費者に供給されます。
二段式分離装置の例-バイオリアクターからの混合ガスを供給するための油圧シャッター。このろ過オプションにより、高品質の精製製品を得ることができます。
リアクターの下部パイプ(使用済み肥料-スラッジの回収用)は、可能な限り最大の直径にするために望ましいです。遮断弁(ゲートバルブ)が接続され、汚泥を回収するためにタンクにタップが作られています。農場の廃棄物は肥料としてうまく利用できます。
必要な容量の決定、およびバイオリアクター効率の計算とバイオガスの使用の適切性に関する詳細情報は、次の記事で検討しました。
糞塊の構成はどうあるべきですか?
バイオリアクター内の肥料の負荷可能な塊は、単にあらゆる品質に適した原材料と見なされるべきではありません。物質の成分は、発酵プロセスにとって基本的に重要です。実際には、基質粒子の減少はより良いプロセス効率を伴うことが指摘された。
基質の顕著な繊維状の性質と細菌の相互作用領域の増加は、糞尿の急速な分解に寄与する主な基準です。この状態では、肥料は加熱混合しても、表面に沈殿物や膜を形成せず、混合ガスのろ過が大幅に簡素化されます。
反応器に装填するための肥料の準備。短期間で大量のバイオ燃料を取得したい場合は、この手順に注意を払ってください。
原材料の粉砕の程度は発酵の期間を決定し、それは生産されるガスの量に影響を与えます。したがって、発酵時間を短縮するには、原材料をよく粉砕する必要があります。粉砕品質が高いほど、発酵期間は短くなります。
家庭用のバイオガス利用の特徴
このタイプのエネルギーの範囲は非常に広範囲です。バイオガスを燃料として使用することにより、電気エネルギーを生成し、温水や蒸気を生成します。バイオ燃料を供給するために自動車輸送が使用される実践からの多くの例があります。
しかし、そのような燃料を使用するときに経済に問題がないように、サイト上のガスタンクに適切な場所を割り当てることで、取得したバイオガス用のストレージを装備することが非常に重要です。
このタイプのバイオガスプラントは、廃棄物のない生産設備を作成する可能性を開く装置です。この点で、良い例が西ヨーロッパの個々の国々によって示されています。
たとえば、デンマークでは、この種の燃料の生産は国内のエネルギー資源の総質量のほぼ20%のレベルに達しています。世界の大地域(インドと中国)では、バイオガスプラントの費用は数十万に上ります。
強力な産業用バイオ燃料生産プラント。そのような設計は、バイオ燃料を大きな農業構造物に完全に提供することができます。このようなシステムは世界中で非常に多く使用されています。そして量的成長は積極的に続きます
それだけでなく、バイオガス生産プロセスに対する世界的な関心が大幅に高まっています。
これは、代替エネルギー源に起因し、将来を見据えたエネルギーオプションの1つです。そのため、農家、住宅および公共サービスマネージャー、個人世帯の所有者、および小企業は、技術の開発を注意深く監視しています。
127リットルのプラスチックタンクを使用したバイオガスプラントの概要。デバイスの機能と操作のヒント。
特に興味深いのは、レストランのオーナーと美食分野のオーナーの間で設備を使用することです。そこでは、食品廃棄物処理のトピックが依然として関連しています。これに基づいて、農場のために有機性廃棄物の安価なリサイクルを生み出す良い機会があります。最後に、バイオ燃料生産技術は、環境の真の保全であり、他の電力技術者の生産については言うことができません。
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それとも、バイオリアクターの製造とバイオガスの生産プロセスに精通していませんか?私たちの記事の下でこの問題に関する実践的な知識とあなたの意見を共有してください-多くの経営幹部があなたの経験と推奨事項に興味を持っています。