Популярно о биогазовых установках — 2

<< Начало

Значит, ключевые моменты для проектирования малой биогазовой установки определены: удешевить и упростить изготовление всех емкостей, разработать дешевую, но эффективную автоматику, сочинить нагрев и перемешивание из недорогих стандартных узлов, применить эффективное утепление, разработать простой, легко ремонтируемый газгольдер, максимально использовать различные физические законы для минимизации количества движущихся деталей.

Возможность создавать по разумной цене небольшие биогазовые установки появилась сейчас прежде всего из-за того, что широкое распространение получили современные материалы для утепления домов, нарастила мощности выпуска полимеров химическая промышленность, микропроцессорные системы подешевели настолько, что их втыкают даже в детские игрушки. Главное при создании малой биогазовой установки – не сильно оглядываться назад и изучать конструкции китайских ям тысячелетней давности. Свежий взгляд со стороны – вот главное не только в этом деле, но и во многих других инженерных вопросах.

Емкости для реакторов, подготовительные мы применили из пластика. Благо сейчас на рынке есть предложения готовых до 15 куб.м объемом. Это сразу частично решило вопрос термоизоляции, коррозии и долговечности, веса, простоты транспортировки и монтажа. Если нам нужны емкости больших объемов, нам их делают на заказ по приемлемой цене и с приемлемой скоростью. Полиэтилен, а лучше полипропилен, работает в необходимом диапазоне температур, пластичен, легко обрабатывается, сваривается и т.д.

Более, чем один реактор могут быть нужны по нескольким причинам. Одна из причин — разделение фаз брожения. Чаще всего отделяют первую фазу — окисление. При этом газ от первой фазы можно не использовать, поскольку там получается, в основном, углекислый газ, зато биогаз от следующих фаз будет с большим содержанием метана, чем при однореакторной схеме.
Вторая причина — сохранение качества удобрений и их экологической безопасности при непрерывном цикле работы биогазовой установки. Если добавлять свежее сырье в один реактор понемногу, то понемногу же придется и сливать сырье из реактора, ведь он не резиновый. Сырье же в реакторе перемешивается. Значит, в сливаемом шламе будет 1/n часть практически не бродившего сырья, где n — длительность цикла. И таких частей с различной степенью переброженности будет в сливаемом сырье n.
С точки зрения КПД установки эффект должны сгладить сами бактерии, которые в первую очередь будут съедать свежее сырье, наиболее богатое для них питательными веществами. А с точки зрения экологии — труба! На выход могут попасть и яйца глистов, и семена сорняков, которые не успели сдохнуть и быть съеденными анаэробными бактериями.
Разделение реактора хотя бы на два существенно уменьшит попадание в шлам неперебродившего сырья.

Утепление делаем так, чтобы защищать нет только от конвекционных, но и от лучевых потерь. Выходит неплохо и по разумной цене, благо различных материалов на рынке хватает.

Уменьшение габаритов биогазовой установки позволяет избавить от некоторых, почти неотъемлемых в большой установке узлов. Если в день надо загрузить в установку 50-200 кг сырья, то не проще ли это сделать тачкой, а не специальным насосом за штуку евро? Подготовительную емкость засунуть на платформу выше реакторов, от платформы спустить вниз пандус для тачки. Одно неудобство – заливка сырья в реактор только в присутствии человека, а значит – один раз в день (или сколько раз не лень). Для установки среднего размера можно раскошелиться и на насос. Кстати, если разыскать украинский насос, выйдет дешевле раз в 5.

Дальнейшее продвижение сырья по цепочке – только самотеком по закону сообщающихся сосудов. Слив – через гидрозатвор. Трубы – стандартные пластиковые канализационные. Уже можно подсчитать экономию…

Поддержание температуры

Поддержание температуры в реакторе по классике делается горячей водой от когенерационной установки или газового котла.
Для малых биогазовых установок потребность применения когенерационной установки даже не рассматривается, для средних – вопрос подлежит обсуждению. Газовый котел, даже бытовой, стоит денег. Автоматика регулировки температуры в реакторе в таком случае должна в качестве исполнительного устройства содержать насос для прокачки горячей воды по трубам. Это все деньги, деньги…

Поэтому для малых биогазовых установок экономически выгодно обогревать реактор электричеством. Отпадают котел, насос, трубы.

Я уже написал, что термоизоляция у нас отличная. Так что даже в мороз много электроэнергии не уйдет. А летом вообще еще придется реактор ограждать от перегрева. Это, кстати, тоже предусмотрено в конструкции нашего утепления, т.е. наш термос работает в двух направлениях.

А уж если и ставить обогрев биогазом, то украинские котлы, пластиковые трубы обеспечат дешевизну и долговечность установки. Трубы из нержавейки не подходят не только по причине дороговизны, но и по технологическим соображениям (пластик гораздо удобнее монтировать, надо просто намотать больше витков). К газовому котлу так же, как и к когенерационной установке подход должен быть комплексным: ее нельзя рассматривать в отрыве от потребителей энергии в хозяйстве. По-хорошему, это роскошь – применять котлы только для обогрева реакторов. Они должны еще давать тепло и горячую воду для потребителя. Но это определяется уже под конкретные условия, т.е. для стандартных расчетов окупаемости приходится рассматривать голый газовый котел без инфраструктуры.

Еще есть одна больная тема – обогрев емкости для подготовки сырья. Летом или в Китае-Индии вопрос не стоит, а в мороз -20 это очень актуально. Нельзя холодное сырье в размере 1/5-1/20 объема первого реактора загонять туда. Процесс конкретно тормознется. Поэтому для обогрева емкости для подготовки электричество еще более предпочтительно, чем вода. Емкость для подготовки длительное время может стоять пустой, поэтому трубы могут замерзнуть. Альтернативное решение проблемы – загрузка сырья раз в день, разбавление сырья горячей водой от уже имеющегося котла, т.е. привязка к конкретным условиям.

Газгольдер

Газгольдер – больной вопрос для небольших биогазовых установок. Биогаз от больших установок обычно идет к когенерационной установке. Потребление достаточно равномерное. Скачки давления должны выравниваться редуктором. Поднять давление до необходимого уровня можно компрессором, энергия для этого есть. Поэтому резинового купола над реактором в качестве газгольдера будет достаточно.
Потребление биогаза у малых установок обычно непредсказуемо. Давление на выходе должно соответствовать стандартному давлению для газовых сетей низкого давления, чтобы нормально работали все бытовые газовые приборы. Обычно применяли «мокрый газгольдер» в виде колокола. Минусов – куча! Если колокол плавает прямо в реакторе, то стоит вопрос коррозии материала колокола. Давление в газовых сетях низкого давления соответствует примерно 0,015 атм, или 150 кг/кв.м. У всего реактора площадь верхушки может быть и 3 и 10 кв.м. Прикиньте вес колокола? А устойчивость? Надо или вешать груз на колокол снизу, или обеспечивать надежные направляющие, с надежными подшипниками и т.д. Если колокол заклинит – мало не покажется!

А отдельный «мокрый» газгольдер требует подогрева во время морозов. Поэтому стоимость «мокрого» газгольдера может составить до половины стоимости биогазовой установки.
Мы на эти грабли наступили и предлагаем «сухой» газгольдер. Фото его есть на нашем сайте. Он небольшой, всего на 1 куб.м рабочего объема, но для большинства малых и средних установок его хватит, потому что газ – это не самоцель!

Эта фраза приведена здесь не для красоты. В ней — суть биогазовой технологии и ее отличие от других технологий альтернативной энергетики. Биогазовая установка вырабатывает два продукта. Биогазовая технология — это безотходное производство! Остается только оценить какой продукт принесет больше пользы.

По нашим многократным прикидкам, биоудобрения (шлам биогазовой установки) представляют намного большую ценность, чем сам биогаз. 80% окупаемости могут дать биоудобрения, и только 20% — биогаз.
Цифры спорные, поскольку официальных данных по применению биоудобрений крайне мало. Все крупные западные производители в основном ориентируются на газ. Их можно понять, глупые буржуи дают офигенные льготы «альтернативщикам». Т.е., западные компании — производители биогазовых установок двигались по пути наименьшего сопротивления.

Украина — не западная страна, сколько бы мы не «двигались в Европу». Никакое правительство реальных льгот никому не даст просто потому, что нет денег, «все уже украдено до нас».
Поэтому мы считаем все с точки зрения простого фермера, которого мало чешут проблемы «партии и правительства».

Продолжение >>

Популярно о биогазовых установках — 2: 11 комментариев

  • 26.01.2010 в 11:09
    Permalink

    А есть ли смысл строить небольшие биогазовые станции? мне кажется окупаемость у таких установок не ахти. Сколько лет нужно будет ей работать чтобы покрыть затраты на запуск?

    Ответ
  • 01.04.2010 в 22:03
    Permalink

    Очень интересная тема. Я живу в селе и вижу как «море» органических отходов вокруг, пропадает зря. Обрабатываемая земля истощина. Уражаи дает слабые. У самого есть небольшое хозяйство, но 7000 долларов…

    Ответ
    • 02.04.2010 в 08:25
      Permalink

      Если собирать самостоятельно, то стоимость будет порядка $4000. Можете купить документацию и собрать тенк самостоятельно под нашим техническим руководством.

      Ответ
  • 07.07.2010 в 11:39
    Permalink

    Хотелось бы увидеть Вашу установку В РАБОТЕ????????????!
    (032) 247-19-33 Николай Павлович.

    Ответ
  • 06.08.2010 в 11:23
    Permalink

    Добрый день!
    Проектируем строительство перепелиной птицефабрики яично-мясного направления. Стадия рабочий проект. Очень хочется в 21м веке организовывать максимально эффективное производство с минимальными отходами, в идеале безотходное.Выход помета 3-4т /сутки. Влажность сильно зависит от того, текут поилки или нет. На практике текут. Если нет, то влажность слегка подсушенного на ленте пометоудаления помета около 60%. Если текут- 85%.В нашем случае задача №1- утилизация помета, чтобы не строить площадку для компостирования. Собственных площадей 20 Га и вокруг сотни га, куда не продать, но нахаляву возьмут. Если в процессе утилизации получится какое-то количество тепла и эл. энергии, которые пойдут на собственные нужды, вообще здорово. Каких размеров установку вы могли бы предложить на такой объем помета и какова цена вопроса?
    Ген.директор ООО «Агрофирма Потаповское» Газеев Павел Николаевич. тел 8-915-641-1317.

    Ответ
  • 22.08.2010 в 12:17
    Permalink

    Установка получения биогаза из отходов животноводства

    Установка предназначена для переработки отходов птичьего помета и навоза в биогаз и жидкие органические удобрения готовые к применению.
    Примерный состав биогаза 70% метан и 30% углекислый газ.
    Биореакторы выпускаются объемом от 1 до 2000 м3

    Технические характеристики биореактора

    • Полезный объем биореактора 30 м3.
    • Технологический процесс брожения непрерывный.
    • Производительность биореактора 1500 кг. навоза в сутки.
    • Время брожения 12 суток.
    • Влажность загружаемого субстрата 80-90%
    • Максимальная производительность по биогазу до 5 м3/час.
    • Эквивалент по вырабатываемой эл. энергии до 10 кВт*час.
    • Количество дополнительно вырабатываемой тепловой энергии до 8 кВт*час.
    • Общая мощность нагревательных элементов для начального нагрева 40 кВт.
    • Количество условно нагреваемых секций 2 по 20 кВт.
    • Режим брожения мезофильно-термофильный.
    • Мешалка-миксер 1.
    • Количество горизонтальных мешалок 2 Период перемешивания 4 раза в сутки по 10 минут.
    • Привод мотор редуктор 11об/мин. Р-4кВт. 1.
    • Насос перемешивающий шнековый 1 .
    • Избыточное давление биогаза в биореакторе до 2 кПа. (200 мм. вод. ст.)
    • Температура брожения в мезофильной секции 30-450С.
    • Температура брожения в термофильной секции 45-570С.
    • Объем мягкого газгольдера 50м3.

    Устройство биогазовой установки

    Биореакторы используемые в данной биогазовой установке выпускаются объемом от 1м3 до 2000м3, имеют модульную трубчатую конструкцию, что позволяет, наращивая модули увеличивать производительность биореактора с меньшими капитальными затратами.
    В процессе биосинтеза метана участвуют несколько типов бактерий, которые выполняют различные функции, при этом каждый тип бактерий оптимально работает при определенных биохимических показателях питательной среды, таких как температура , рН и т.д. Модульная конструкция биореактора позволяет в каждом модуле создать оптимальные биохимические условия для каждого типа бактерий, например для бактерий мезофильного типа брожения в первом модуле можно создать температуру от 35 до 40С, а для бактерий термофильного типа брожения во втором модуле температуру от 40 до 50С, тем самым можно оптимизировать работу биореактора. Биореакторы других типов лишены этой возможности, поэтому для оптимизации процесса брожения они состоят из нескольких дополнительных емкостей, что с приводит к существенному удорожанию бигазовой установки.

    Ответ
  • 30.08.2010 в 07:34
    Permalink

    «Деньги из продуктов жизнедеятельности животных»,- звучит довольно нелепо, но огромный опыт западных стран, в нашем случае Италии, говорит обратное! Россия, безусловно, страна богатых природных ресурсов: нефть, газ, другие полезные ископаемые… Именно поэтому у нас никто ранее не задумывался об использовании продуктов, получаемых в результате производства той или иной отрасли животноводства или сельского хозяйства.

    Ответ
    • 31.10.2010 в 11:31
      Permalink

      Вот у меня мелкое хозяйство жидкой жижи в сутки от свиней выходит до 150 литров с сутки .интерестно возможно ли пастроить такой реактор и отапливать дом с пристройками в 300 кв м

      Ответ
  • 01.11.2010 в 10:39
    Permalink

    150 литров жижи от свиней — крайне мало для отопления помещений. В мезофильном режиме это даст в сутки 2-4 куба биогаза, что соответствует 1,2 — 2,4 куба природного газа.

    Ответ
  • 05.12.2010 в 15:44
    Permalink

    где брать бактерии? и сколько они стоят? или они сами вырабатываются?

    Ответ
    • 05.12.2010 в 18:22
      Permalink

      Сами, конечно. Они есть в навозе и при благоприятных условиях начинают быстро размножаться.

      Ответ

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *