賢い所有者は、安価なエネルギー、効率的な廃棄物管理、および肥料を夢見ています。日曜大工の家庭用バイオガスプラントは、夢を実現する安価な方法です。
そのような機器の自己組み立ては手ごろな価格であり、生成されたガスは家庭で良い助けになります。それは調理、家の暖房、その他のニーズに使用できます。
この装置の詳細、その長所と短所を理解してみましょう。また、バイオガスプラントを独立して建設することが可能かどうか、また、それが効果的かどうかも検討します。
バイオガス生産の詳細
バイオガスは、生物学的基質の発酵の結果として形成されます。それは、加水分解、酸およびメタン生成菌によって分解されます。細菌によって生成されたガスの混合物は可燃性です。メタンの割合が高い。
その性質は、産業用および国内用に使用される天然ガスと実質的に変わりません。
必要に応じて、家の各所有者は工業生産用のバイオガスプラントを購入できますが、費用がかかり、投資は7〜10年以内に返済されます。したがって、自分の手で努力してバイオリアクターを作ることは理にかなっています
バイオガスは環境にやさしい燃料であり、その製造技術は環境に特別な影響を与えません。また、廃棄が必要な廃棄物はバイオガスの原料として利用されています。
それらは処理が行われるバイオリアクターに置かれます:
- バイオマスはしばらくの間バクテリアにさらされてきました。発酵期間は原料の量に依存します。
- 嫌気性細菌の活動の結果として、メタン(60%)、二酸化炭素(35%)およびその他のガス(5%)を含む可燃性混合ガスが放出されます。また、少量の発酵中に、潜在的に危険な硫化水素が放出されます。それは有毒なので、人々がそれにさらされることは非常に望ましくありません。
- バイオリアクターからのガスの混合物は洗浄され、ガスタンクに入り、意図した使用まで貯蔵されます。
- ガスタンクからのガスは天然ガスと同じように使用できます。彼は家電製品に行く-ガスストーブ、暖房ボイラーなど;
- 腐敗したバイオマスは定期的に発酵槽から取り除く必要があります。これは追加の作業ですが、努力は報われます。発酵後、原料は高品質の肥料に変わり、畑や庭で使用されます。
バイオガスプラントは、家畜農場からの廃棄物に常にアクセスできる場合にのみ、民家の所有者にとって有益です。平均して、1立方メートルから。基質は70-80立方メートルを得ることができます。バイオガス、しかしガスの生産は不均一であり、以下を含む多くの要因に依存しますバイオマス温度。これは計算を複雑にします。
バイオガスプラントは農家にとって理想的です。動物の排泄物は、住宅や農場の建物を適切に加熱するのに十分なガスを提供できます
ガス生産プロセスを安定的かつ連続的にするために、いくつかのバイオガスプラントを建設し、基質を発酵槽に時間差を置いて配置するのが最善です。このようなプラントは並行して稼働し、原料が順次投入されます。
これにより、一定のガス生産が確保され、家電製品に継続的に供給できます。
理想的には、バイオリアクターを加熱する必要があります。 10度の熱ごとにガスの生産が倍増します。暖房の配置には投資が必要ですが、設計の効率が上がると効果があります
即興の材料から組み立てられた自家製のバイオガス機器は、工業生産プラントよりもはるかに安価です。その有効性は低いですが、投資された資金と一致しています。あなたが肥料にアクセスでき、構造の組み立てとメンテナンスのためにあなた自身の努力をしたいのであれば、これは非常に有益です。
システムの利点と欠点
バイオガスプラントには多くの利点がありますが、十分な欠点があるため、設計と建設を開始する前にすべてを比較検討する必要があります。
- リサイクル。 バイオガスプラントのおかげで、あなたはまだ処分する必要があるゴミから最大の利益を得ることができます。この処分は埋め立てより環境への危険性が少ないです。
- 原材料の再生可能性。 バイオマスは石炭でも天然ガスでもありません。その抽出は資源の埋蔵量を使い果たします。農業をするとき、原材料は常に現れます。
- 比較的少量のCO2。 ガスを受け取っても環境は汚染されていませんが、使用すると少量の二酸化炭素が大気中に放出されます。それは危険ではなく、環境を批判的に変えることができません。植物は成長中にそれを吸収します。
- 中程度の硫黄放出。 バイオガスが燃焼すると、少量の硫黄が大気中に侵入します。これはネガティブな現象ですが、その規模は既知です。天然ガスを燃焼すると、硫黄酸化物による環境汚染がはるかに大きくなります。
- 安定した仕事。 バイオガスの生産は、ソーラーパネルや風車よりも安定しています。太陽と風のエネルギーを制御できない場合、バイオガスプラントは人間の活動に依存します。
- いくつかの設定を使用できます。 ガスは常にリスクです。事故の際の潜在的な損傷を減らすために、いくつかのバイオガスプラントをサイト全体に分散させることができます。複数の発酵槽のシステムを正しく設計して組み立てると、1つの大型バイオリアクターよりも安定して機能します。
- 農業のための利点。 バイオマスを得るために、特定の種類の植物が植えられます。土壌の状態を良くするものをお選びいただけます。たとえば、ソルガムは土壌浸食を減らし、その品質を向上させます。
バイオガスには欠点があります。これは比較的クリーンな燃料ですが、それでも大気を汚染します。植物バイオマスの供給にも問題があるかもしれません。
無責任な植物の所有者は、土地を排水し、生態学的バランスを混乱させるような方法でそれを調達することがよくあります。
インストールの収益性の計算
バイオガス製造の原料として、通常牛糞が使用されます。 1頭の成牛は、1.5立方メートルを供給するのに十分な量を彼に与えることができます。燃料;豚-0.2立方メートル;鶏またはクロール(体重による)-0.01-0.02 cbm。それが多いか少ないかを理解するために、より身近な種類のリソースと比較することができます。
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断熱プラスチック容器からのバイオリアクターのデバイス
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酪農バイオガスプラント
1 CBMバイオガスは以下と同じ量の熱エネルギーを提供します:
- 薪-3.5 kg;
- 石炭-1-2 kg;
- 電気-9-10 kW / h。
今後数年間で利用できる農業廃棄物の概算の重量、および必要なエネルギー量がわかっている場合は、バイオガスプラントの収益性を計算できます。
バイオガス生産の主な欠点の1つはにおいです。小さな堆肥ヒープを使用する可能性は大きなプラスですが、不便に耐え、病原体の蔓延を引き起こさないようにプロセスを注意深く制御する必要があります
バイオリアクターに配置するために、以下の比率でいくつかのコンポーネントを含む基板が準備されます。
- 肥料 (最高の牛または豚)-1.5 t;
- 有機性廃棄物 (それは腐った葉または植物起源の他の成分である場合があります)-3.5 t;
- 35度の水に加熱 (温水の量は、有機物の総量の65〜75%になるように計算されます)。
基質の計算は、適度なガス消費量に基づいて、1ブックマークで6か月間行われます。約10〜15日後、発酵プロセスにより最初の結果が得られます。ガスが少量表示され、保管場所に充填され始めます。 30日後、完全な燃料生産が期待できます。
我が国では、バイオガスを生産するための設備はまだ特に一般的ではありません。これは主に、バイオガスシステムの利点と機能に関する人々の認識不足によるものです。中国とインドでは、多くの小規模農場が手工芸品を備えており、追加のクリーンな燃料を提供しています。
インストールが正しく機能する場合、バイオガスの量は基質が崩壊するまで徐々に増加します。設計の生産性は、バイオマスの発酵速度に直接依存します。これは、基質の温度と湿度に関係しています。
自己構築命令
複雑なシステムの組み立ての経験がない場合は、ネットワークを選択するか、民家用のバイオガスプラントの最も単純な図を作成することは理にかなっています。
設計がシンプルになるほど、信頼性と耐久性が向上します。その後、システムの構築と取り扱いにスキルがある場合、機器を作り直したり、追加の設備を取り付けることが可能になります。
工業生産の高価な設計では、バイオマス混合システム、自動加熱、ガス精製などが提供されます。家電はそれほど複雑ではありません。簡単なインストールをまとめて、必要な要素を追加することをお勧めします
発酵槽の容量を計算するときは、5立方メートルに焦点を合わせる必要があります。このインストールでは、ガスボイラーまたはストーブを熱源として使用している場合、面積50平方メートルの民家を加熱するために必要なガスの量を取得できます。
これは平均的な指標であり、バイオガスの発熱量は通常6000 kcal / m3以下です。
発酵プロセスを多かれ少なかれ安定して進めるためには、正しい温度体制を達成する必要があります。これを行うには、バイオリアクターを土のピットに設置するか、信頼性の高い断熱材を事前に考えました。発酵槽の底部に温水パイプを配置すれば、基質を常に加熱できます。
バイオガスプラントの建設はいくつかの段階に分けることができます。
ステージ1-バイオリアクター用のピットの準備
ほとんどすべてのバイオガスプラントは地下にあり、ピットがどのように掘られて仕上げられたかに大きく依存します。壁を強化し、ピットをシールするためのいくつかのオプションがあります-プラスチック、コンクリート、ポリマーリング。
最善の解決策は、底がブランクの既製のポリマーリングを購入することです。彼らは即興の材料よりも費用がかかりますが、追加のシーリングは必要ありません。ポリマーは機械的ストレスに敏感ですが、湿気や化学的に攻撃的な物質を恐れません。修理はできませんが、必要に応じて簡単に交換できます。
基質発酵とガス出口の強度は、バイオリアクターの壁と底の準備に依存するため、ピットは注意深く強化、断熱、および密閉されています。これは、最も困難で時間のかかる作業の段階です。
ステージ2-ガス排出
バイオガスプラント用の特別なミキサーの購入と設置は、高価な楽しみです。ガスドレンを設置することにより、システムを安価にすることができます。垂直に取り付けられたポリマー下水管で、多くの穴が空いています。
排水管の長さを計算するときは、バイオリアクターの計画された充填深さを参考にしてください。パイプの上部はこのレベルより上でなければなりません。
ガス排水には、金属製またはポリマー製のパイプを選択できます。前者はより強く、後者は化学的影響に対してより耐性があります。次のように、ポリマーを優先することをお勧めします金属はすぐに錆びて腐敗します
すぐに基質を完成したバイオリアクターにロードできます。発酵プロセス中に放出されるガスがわずかな圧力下にあるように、それはフィルムで覆われています。ドームの準備ができると、これにより、アウトレットパイプを通るバイオメタンの通常の流れが確保されます。
ステージ3-ドームとパイプの取り付け
最も単純なバイオガスプラントの組み立ての最終段階は、ドーム型トップの設置です。ドームの最上部にはガス排出管が設置され、ガスホルダーまで引かれていますが、これは省略できません。
バイオリアクターの容量は、しっかりしたふたで閉じられます。バイオメタンと空気の混合を防ぐために、ウォーターシールを装備してください。ガスの浄化にも役立ちます。発酵槽内の圧力が高すぎる場合に作動する排水バルブを提供する必要があります。
この資料では、堆肥からバイオガスを作る方法について詳しく説明しています。
バイオリアクターの空きスペースはある程度ガス貯蔵庫として機能しますが、これは設備の安全な操作には十分ではありません。ガスは常に消費されている必要があります。そうしないと、ドームの下の過剰な圧力による爆発が発生する可能性があります
バイオリアクターを加熱する方法
基質を処理する微生物はバイオマスに常に存在しますが、その集中的な複製のためには、38度以上の温度が必要です。
寒い季節の暖房には、家庭の暖房システムに接続されたコイル、または電気ヒーターを使用できます。最初の方法は経済的に収益性が高いため、最もよく使用されます。
バイオガスプラントを地面に掘る必要はありません;それを配置するための他のオプションがあります。バレルから組み立てられたシステムの例を以下のビデオに示します。
最も簡単な方法は、暖房システムからパイプを敷設して、下から暖房を配置することですが、そのような熱交換器の効率は比較的低くなります。バイオマスが過熱しないように、外部加熱、理想的には蒸気を装備することをお勧めします
バイオガス機器の組み立てや装備は複雑ではありませんが、細部に非常に注意を払う必要があります。エラーは許可されていません。爆発や破壊を引き起こす可能性があります。デバイスの設定を理解し、正しく組み立て、バイオガスをより便利に使用するための便利なデバイスを補足するのに役立つビデオの説明を提供しています。
ビデオは、標準的なバイオガスプラントがどのように配置され、機能するかを示しています:
自家製のバイオガスプラントの例。システムの配置に関するDIYビデオチュートリアル:
バレルからバイオガスプラントを組み立てるためのビデオの説明:
基板用のミキサーの製造プロセスの説明:
その場しのぎのガス貯蔵の仕事の詳細な説明:
民家用に選択されたバイオガスプラントがどれほど単純であっても、それを節約するべきではありません。可能であれば、工業生産用に折りたたみ可能なバイオリアクターを購入することをお勧めします。
そうでない場合は、高品質で耐久性のある材料、ポリマー、コンクリート、ステンレス鋼から作成してください。これにより、家庭で真に信頼できる安全なガス供給システムが構築されます。
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