La creciente popularidad de métodos alternativos para obtener información térmica y energía eléctrica ha llevado a muchos propietarios de casas de campo y de chalets a desear cierta autonomía frente a los proveedores de energía externos. Además, la energía "comprada" muestra una tendencia constante al aumento de los precios, y el mantenimiento de una granja rural es cada día más caro. La planta de producción de biogás está una excelente alternativa para fuentes de energía externas. Como mínimo, puede proporcionar a la casa gas inflamable para la estufa, y cuando aumenta la potencia (si hay suficiente basura propia o comprada), puede proporcionar calefacción y electricidad tanto para la casa como para todo el hogar.

¿Quién necesita plantas de biogás?

Las plantas de biogás se utilizan para producir gases combustibles a partir de materias primas biológicas. Por eso son necesarios dondequiera que se requieran gases inflamables. Es decir, para obtener energía térmica y eléctrica.
En primer lugar, las plantas de biogás son necesarias en aquellas explotaciones agrícolas en las que existe una gran cantidad de materias primas en forma de residuos biológicos. De esta manera, es posible no sólo hacer que la producción esté libre de desperdicios, sino también aumentar significativamente su rentabilidad, gracias a la producción independiente de energía y a la ausencia de costos para la compra de energía térmica y eléctrica.

Vladimir Rashin, diseñador de una planta de biogás y agricultor de Perm, ha demostrado por su propia experiencia que la producción agrícola, que elimina los residuos de forma independiente mediante un dispositivo adecuado, satisface plenamente sus necesidades de energía térmica y eléctrica, así como de gas combustible. . En su granja de codornices, el biogás se utiliza para calentar locales (tanto residenciales como industriales e industriales), para generar electricidad, en cocinas y también para repostar vehículos; todos los coches de la granja Rashin funcionan con biogás. En este caso, la principal materia prima de la planta de biogás son los excrementos de codorniz. De la producción se obtienen, además de biogás, fertilizantes orgánicos, lo que también aporta ingresos adicionales a la explotación.

Las plantas de biogás como las de Vladimir Rashin pueden aumentar significativamente la rentabilidad de cualquier producción agrícola. Como materia prima para la producción de biogás se puede utilizar no sólo el estiércol, sino también diversos residuos de la industria maderera (corteza, aserrín, etc.) y casi cualquier sustancia orgánica.

Además, las plantas de biogás se pueden utilizar en casas de campo y casas de campo, incluso si dichas granjas no tienen una finalidad agrícola. Los desechos domésticos de cualquier granja serán suficientes para proporcionar materia prima para una planta de biogás individual, y si la granja no cuenta con energía térmica y eléctrica, al menos reducirá el costo de compra de dicha energía. Además, además de los residuos domésticos, cualquier finca rural también contiene residuos de la parcela (malezas, recortes de ramas, etc.). Bueno, incluso puedes proporcionar gas inflamable a una estufa de cocina utilizando una mini instalación de biogás en una casa de campo.

Principio de producción de biogás.

El biogás se produce mediante fermentación anaeróbica (es decir, sin oxígeno) de biomasa, que es proporcionada por bacterias especiales. En el proceso intervienen tres tipos de bacterias: hidrolíticas, formadoras de ácido y formadoras de metano.

Una planta de biogás consta de varias partes (contenedores). Primero, la materia prima ingresa a un recipiente preliminar, donde se mezcla cuidadosamente y se tritura (en el caso de la fracción sólida) hasta obtener una masa homogénea. Luego la materia prima triturada ingresa al reactor (un recipiente donde se fermenta directamente la biomasa).

El reactor suele estar hecho de hormigón armado, que es resistente a los ácidos. Este contenedor está completamente sellado. Para acelerar el proceso de fermentación, el líquido del recipiente se calienta y se agita. La mayoría de las veces, se utiliza una unidad de cogeneración para calentar el reactor; en una instalación de este tipo es necesario enfriar el generador de calor y energía, y el calor eliminado ingresa al reactor. El calor también puede provenir de una caldera de agua caliente especial.

Una vez finalizado el proceso de fermentación, el gas producido del reactor ingresa al recipiente de gas, donde se iguala la presión, y luego el biogás ingresa al generador de calor y energía (gas o diesel-gas), como resultado de lo cual se genera calor o electricidad. se produce energía.

Además del biogás, en el reactor se deposita una fracción sólida, los fertilizantes orgánicos, que luego pueden utilizarse en el campo. Los fertilizantes líquidos también se obtienen del reactor después de la liberación de gas. Tanto los fertilizantes líquidos como los sólidos están concentrados y se utilizan activamente en la agricultura.

Las plantas industriales de biogás tienen Control automático. La automatización se encarga del flujo de materias primas hacia la instalación, y de la mezcla, controla la temperatura, el funcionamiento del generador, etc. Además, dichas instalaciones están equipadas con dispositivos de bengala de emergencia: en caso de que el motor se detenga, el gas simplemente se quema. Además, las plantas industriales de biogás suelen estar equipadas con una línea para envasar fertilizantes líquidos; en este caso, los fertilizantes se envasan en botellas pequeñas (de hasta 1 litro).

Planta de biogás individual

El principio de funcionamiento de una planta de biogás individual es el mismo que el de una industrial. Es cierto que las miniinstalaciones rara vez están equipadas con dispositivos automáticos para mezclar el sustrato y otras automatizaciones, debido al aumento significativo en el costo de una instalación doméstica con dicho equipo. En la mayoría de los casos, estas instalaciones solo cuentan con dispositivos para controlar la temperatura, el funcionamiento del generador, etc., y todo el mantenimiento de la miniplanta de biogás se realiza manualmente.

Las plantas de biogás domésticas se utilizan principalmente para la producción de gas combustible para las necesidades de la cocina, si la finca no tiene producción ganadera ni agrícola. Sin embargo, existe una tendencia creciente a utilizar miniinstalaciones para dotar a las casas de campo y casas de campo de un complejo energético completo, es decir, no sólo gas de “cocina”, sino también energía térmica y eléctrica. Además, esto ya no depende de la presencia de ganado grande o pequeño en la explotación: las materias primas para las plantas de biogás domésticas simplemente se compran en la explotación más cercana. Puede ser estiércol o desechos de las industrias de procesamiento de madera.

Planta de biogás de bricolaje

La construcción de plantas de biogás, incluso pequeñas, para las necesidades domésticas no es barata. Y, aunque el período de recuperación de dichos equipos es relativamente corto (5 a 7 años), no todos los propietarios están preparados o tienen la oportunidad de invertir. la cantidad requerida. Sí, las ventajas son obvias: en poco tiempo, con la ayuda de una miniplanta de biogás, puede obtener una autonomía casi completa de las fuentes de energía compradas, convertir su granja en autosuficiente e incluso tener fertilizantes gratuitos como bonificaciones adicionales. Sin embargo, debe pagar dinero hoy y los beneficios solo aparecerán en unos años. Por eso, muchos propietarios de casas de campo y cabañas se preguntan: ¿cómo hacer usted mismo una planta de biogás?

Una miniplanta de biogás no es tan complicada y su construcción es bastante manejable. Esto ahorra una cantidad significativa. Además, hay proyectos de plantas de biogás que utilizan medios y materiales improvisados ​​(por ejemplo, con un reactor de campana, y la campana puede ser de caucho, etc.). Es decir, las instalaciones caseras para la producción de biogás suponen adquirir las bonificaciones deseadas por un dinero mínimo.

A la hora de construir una planta de biogás, es necesario realizar un cálculo preciso de cuál debe ser su productividad. Para hacer esto, se deben tener en cuenta todos los consumidores deseados de biogás (por ejemplo, una cocina, equipos automotrices, etc.). Si se prevé utilizar biogás para producir energía eléctrica y/o térmica, el cálculo debe incluir a todos los consumidores de energía. A partir del cálculo se crea un proyecto de planta de biogás.

Las plantas caseras de producción de biogás están ampliamente disponibles en Internet. Puede encontrar cálculos de muestra, un dibujo del dispositivo y Descripción detallada. Una gran selección de dispositivos le permitirá fabricar ambos. instalación compleja con varias cámaras y una versión simplificada (por ejemplo, un dispositivo tan simple como un pozo negro cubierto con una campana de goma con un dispositivo para ventilar el gas). Todos pueden elegir instalación casera de acuerdo con sus deseos, capacidades y habilidades. Particularmente útiles en este caso son las descripciones acompañadas de fotos paso a paso o vídeo.

Hacer una planta de biogás con sus propias manos le permite ahorrar hasta un 50% del costo del dispositivo, lo que acelera significativamente la recuperación de la inversión del equipo. Además, para empezar, realizar la instalación más sencilla permite evaluar la necesidad de dicho equipo en el hogar, así como invertir dinero gradualmente, lo que para muchos es mucho más fácil que pagar la cantidad total requerida de una vez.

¿Cómo funciona una planta de biogás?

Entre los componentes importantes de nuestras vidas, los recursos energéticos son de gran importancia, cuyos precios aumentan casi todos los meses. Cada temporada invernal hace un hueco en los presupuestos familiares, obligándolas a incurrir en gastos de calefacción y, por tanto, de combustible para estufas y calderas de calefacción. Pero qué hacer, después de todo, la electricidad, el gas, el carbón o la leña cuestan dinero, y cuanto más alejadas estén nuestras casas de las principales autopistas energéticas, más cara costará la calefacción... Mientras tanto, la calefacción alternativa, independiente de proveedores y tarifas. , se puede construir con biogás, cuya extracción no requiere exploración geológica, perforación de pozos ni costosos equipos de bombeo.

El biogás se puede obtener casi en condiciones domésticas, con costos mínimos y de rápida recuperación; la mayoría de las respuestas a este tema se encuentran en este artículo.

Calefacción por biogás - historia

El interés por el gas inflamable que se forma en los pantanos durante la estación cálida del año surgió entre nuestros ancestros lejanos: las culturas avanzadas de India, China, Persia y Asiria experimentaron con biogás hace más de 3 mil años. En la misma antigüedad, en la Europa tribal, los alamanes suevos notaron que el gas liberado en los pantanos ardía bien: lo usaban para calentar sus chozas, les suministraban gas a través de tuberías de cuero y las quemaban en hogares. Los suevos consideraban que el biogás era el “aliento de los dragones”, que creían que vivían en los pantanos.

Siglos y milenios después, el biogás experimentó su segundo descubrimiento: en los siglos XVII y XVIII, dos científicos europeos le prestaron inmediatamente atención. El famoso químico de su época, Jan Baptista van Helmont, estableció que la descomposición de cualquier biomasa produce un gas inflamable, y el famoso físico y químico Alessandro Volta estableció una relación directa entre la cantidad de biomasa en la que tienen lugar los procesos de descomposición y la cantidad de biogás liberado. En 1804, el químico inglés John Dalton descubrió la fórmula del metano y cuatro años más tarde el inglés Humphry Davy lo descubrió como parte del gas de los pantanos. aplicación práctica El biogás surgió con el desarrollo del alumbrado público a gas: a finales del siglo XIX, las calles de un distrito de la ciudad inglesa de Exeter se iluminaban con gas obtenido de un recolector de aguas residuales.

En el siglo XX, la demanda de energía provocada por la Segunda Guerra Mundial obligó a los europeos a buscar fuentes de energía alternativas. Las plantas de biogás, en las que se producía gas a partir de estiércol, se extendieron por Alemania y Francia y, en parte, por Europa del Este. Sin embargo, tras la victoria de los países de la coalición anti-Hitler, el biogás quedó en el olvido: electricidad, gas natural y los productos derivados del petróleo cubrían plenamente las necesidades de las industrias y de la población.

Hoy en día, la actitud hacia las fuentes de energía alternativas ha cambiado drásticamente: se han vuelto interesantes porque el costo de los recursos energéticos convencionales aumenta de año en año. En esencia, el biogás es forma real Aléjese de las tarifas y costes de los recursos energéticos clásicos y obtenga su propia fuente de combustible, para cualquier finalidad y en cantidad suficiente.

En China se ha creado y operado el mayor número de plantas de biogás: 40 millones de plantas de media y baja potencia, el volumen de metano producido es de unos 27 mil millones de m3 por año.

Biogás: ¿qué es?

Se trata de una mezcla de gases formada principalmente por metano (contenido del 50 al 85%), dióxido de carbono (contenido del 15 al 50%) y otros gases en porcentajes mucho menores. El biogás es producido por un equipo de tres tipos de bacterias que se alimentan de biomasa: las bacterias de hidrólisis, que producen alimento para las bacterias formadoras de ácido, que a su vez proporcionan alimento para las bacterias productoras de metano, que forman biogás.

La fermentación del material orgánico original (por ejemplo, estiércol), cuyo producto será biogás, se realiza sin acceso a una atmósfera externa y se denomina anaeróbica. Otro producto de dicha fermentación, el llamado humus de compost, es bien conocido por los residentes rurales, que lo utilizan para fertilizar campos y huertos, pero el biogás producido en las pilas de compost y energía térmica Generalmente no se usa, ¡y en vano!

¿Qué factores determinan el rendimiento de biogás con mayor contenido de metano?

En primer lugar, depende de la temperatura. Cuanto mayor es la temperatura de su entorno, mayor es la actividad de las bacterias que fermentan la materia orgánica; a temperaturas bajo cero, la fermentación se ralentiza o se detiene por completo. Por esta razón, la producción de biogás es más común en países de África y Asia, ubicados en las zonas tropicales y subtropicales. En el clima ruso, la producción de biogás y una transición completa hacia él como combustible alternativo requerirá el aislamiento térmico del biorreactor y la introducción de agua caliente en la masa de materia orgánica cuando la temperatura de la atmósfera exterior desciende por debajo de cero. El material orgánico colocado en el biorreactor debe ser biodegradable; para su introducción, es necesario que contenga una cantidad significativa de agua, hasta el 90% de la masa de materia orgánica. Un punto importante será la neutralidad del entorno orgánico, la ausencia en su composición de componentes que impidan el desarrollo de bacterias, como limpiadores, detergentes y antibióticos. El biogás se puede obtener de casi cualquier residuo de origen económico y vegetal, Aguas residuales, estiércol, etc.

El proceso de fermentación anaeróbica de materia orgánica funciona mejor cuando el valor del pH está en el rango de 6,8 a 8,0; la alta acidez ralentizará la formación de biogás, porque las bacterias estarán ocupadas consumiendo ácidos y produciendo dióxido de carbono, que neutraliza la acidez.

La proporción de nitrógeno y carbono en el biorreactor debe calcularse como 1 a 30; en este caso, las bacterias recibirán la cantidad de dióxido de carbono que necesitan y el contenido de metano en el biogás será el más alto.

El mejor rendimiento de biogás con un contenido suficientemente alto de metano se logra si la temperatura en la materia orgánica fermentable está en el rango de 32-35 ° C; a temperaturas más bajas y más altas, el contenido de dióxido de carbono en el biogás aumenta y su calidad. disminuye. Las bacterias que producen metano se dividen en tres grupos: psicrófilas, efectivas a temperaturas de +5 a +20 ° C; mesófilos, su rango de temperatura es de +30 a +42 °C; termófilo, que trabaja en el régimen de +54 hasta +56 °C. Para el consumidor de biogás, las bacterias mesófilas y termófilas, que fermentan la materia orgánica con un mayor rendimiento de gas, son de gran interés.

La fermentación mesófila es menos sensible a cambios de temperatura de un par de grados con respecto al rango de temperatura óptimo y requiere menos energía para calentar el material orgánico en el biorreactor. Sus desventajas, en comparación con la fermentación termofílica, son una menor producción de gas, un período más largo de procesamiento completo del sustrato orgánico (aproximadamente 25 días) y el material orgánico descompuesto resultante puede contener flora dañina, porque la baja temperatura en el biorreactor no garantiza el 100% de esterilidad.

Elevar y mantener la temperatura dentro del reactor a un nivel aceptable para las bacterias termófilas garantizará el mayor rendimiento de biogás, la fermentación completa de la materia orgánica se producirá en 12 días y los productos de descomposición del sustrato orgánico serán completamente estériles. Características negativas: un cambio de temperatura de 2 grados fuera del rango aceptable para las bacterias termófilas reducirá la producción de gas; Como resultado, hay una gran necesidad de calefacción: costes energéticos importantes.

El contenido del biorreactor debe agitarse dos veces al día; de lo contrario, se formará una costra en su superficie que creará una barrera para el biogás. Además de eliminarlo, la agitación permite igualar la temperatura y el nivel de acidez en el interior de la masa orgánica. En los biorreactores de ciclo continuo, el mayor rendimiento de biogás se produce con la descarga simultánea de materia orgánica fermentada y la carga de un volumen de materia orgánica nueva en una cantidad igual al volumen descargado. En los biorreactores de pequeño volumen, como los que se utilizan habitualmente en las granjas de campo, cada día es necesario extraer e introducir materia orgánica en un volumen aproximadamente igual al 5% del volumen interno de la cámara de fermentación.

El rendimiento de biogás depende directamente del tipo de sustrato orgánico colocado en el biorreactor (los datos promedio por kg de peso de sustrato seco se detallan a continuación):

1. el estiércol de caballo produce 0,27 m3 de biogás, el contenido de metano es del 57%;
2. el estiércol de ganado produce 0,3 m3 de biogás, el contenido de metano es del 65%;
3. el estiércol fresco de ganado produce 0,05 m3 de biogás con un contenido de metano del 68%;
4. excrementos de pollo- 0,5 m3, el contenido de metano será del 60%;
5. estiércol de cerdo: 0,57 m3, la proporción de metano será del 70%;
6. estiércol de oveja: 0,6 m3 con un contenido de metano del 70%;
7. paja de trigo: 0,27 m3, con un contenido de metano del 58%;
8. paja de maíz: 0,45 m3, contenido de metano 58%;
9. césped - 0,55 m3, con un contenido de metano del 70%;
10. follaje de madera: 0,27 m3, proporción de metano del 58%;
11. grasa - 1,3 m3, contenido de metano 88%.

Plantas de biogás

Estos dispositivos constan de los siguientes elementos principales: un reactor, una tolva de carga orgánica, una salida de biogás y una tolva de descarga de materia orgánica fermentada.

Según el tipo de diseño, las plantas de biogás son de los siguientes tipos:

• sin calentar y sin agitar la materia orgánica fermentada en el reactor;
• sin calentar, pero con agitación de la masa orgánica;
• con calentamiento y agitación;
• con calentamiento, con agitación y con dispositivos que permiten controlar y gestionar el proceso de fermentación.

El primer tipo de planta de biogás es adecuado para una granja pequeña y está diseñado para bacterias psicrófilas: el volumen interno del biorreactor es de 1 a 10 m3 (procesando 50 a 200 kg de estiércol por día), equipo mínimo, el biogás resultante no es almacenado: llega inmediatamente a quienes lo consumen electrodomésticos. Esta instalación solo se puede utilizar en las regiones del sur, está diseñada para una temperatura interna de 5-20 ° C.

La eliminación de la materia orgánica fermentada (fermentada) se realiza simultáneamente con la carga de un nuevo lote, el envío se realiza a un contenedor, cuyo volumen debe ser igual o mayor que el volumen interno del biorreactor. En él se almacena el contenido del recipiente hasta su introducción en el suelo fertilizado. El diseño del segundo tipo también está diseñado para granjas pequeñas, su productividad es ligeramente mayor que la de las plantas de biogás del primer tipo: está equipada con un dispositivo mezclador con accionamiento manual o mecánico.

El tercer tipo de plantas de biogás está equipado, además del dispositivo de mezcla, con un calentamiento forzado del biorreactor; la caldera de agua caliente funciona con combustible alternativo producido por la planta de biogás. La producción de metano en tales instalaciones la llevan a cabo bacterias mesófilas y termófilas, dependiendo de la intensidad de calentamiento y el nivel de temperatura en el reactor.

El último tipo de plantas de biogás es el más complejo y está diseñado para varios consumidores de biogás; el diseño de las plantas incluye un manómetro de contacto eléctrico, una válvula de seguridad, una caldera de agua caliente, un compresor (mezcla neumática de materia orgánica), un receptor, un tanque de gas, un reductor de gas y una salida para cargar biogás en el transporte. Estas instalaciones funcionan de forma continua, permiten ajustar cualquiera de las tres condiciones de temperatura gracias a un calentamiento ajustable con precisión y la selección de biogás se realiza automáticamente.

Planta de biogás de bricolaje

El poder calorífico del biogás producido en las plantas de biogás es de aproximadamente 5.500 kcal/m3, ligeramente inferior al poder calorífico del gas natural (7.000 kcal/m3). Para calentar 50 m2 de un edificio residencial y utilizar una estufa de gas de cuatro fuegos durante una hora, se necesitará una media de 4 m3 de biogás.

Ofrecido en el mercado ruso. instalaciones industriales el costo de producción de biogás es de 200.000 rublos. - a pesar de su coste aparentemente elevado, cabe señalar que estas instalaciones se calculan con precisión en función del volumen de sustrato orgánico cargado y están cubiertas por las garantías de los fabricantes.

Si prefiere crear usted mismo una planta de biogás, ¡más información es para usted!

Forma de biorreactor

La mejor forma sería ovalada (en forma de huevo), pero construir un reactor de este tipo es extremadamente difícil. Será más fácil de diseñar un biorreactor cilíndrico, cuyas partes superior e inferior estén hechas en forma de cono o semicírculo. Los reactores cuadrados o rectangulares hechos de ladrillo u hormigón serán ineficaces porque... Con el tiempo, en las esquinas de los mismos se formarán grietas causadas por la presión del sustrato, en las esquinas se acumularán fragmentos endurecidos de materia orgánica, interfiriendo con el proceso de fermentación. Los tanques de acero de los biorreactores son herméticos, resistentes a la alta presión y no son tan difíciles de construir. Su desventaja es su escasa resistencia a la oxidación; requieren la aplicación de una capa protectora, por ejemplo, resina, a las paredes interiores. El exterior del biorreactor de acero debe limpiarse a fondo y pintarse en dos capas.

Los recipientes de los biorreactores de hormigón, ladrillo o piedra deben recubrirse cuidadosamente por dentro con una capa de resina que garantice su eficaz impermeabilidad al agua y a los gases, resista temperaturas de unos 60 °C y la agresión del sulfuro de hidrógeno y de los ácidos orgánicos. Además de la resina, para proteger las superficies internas del reactor, se puede utilizar parafina, diluida con un 4% de aceite de motor (nuevo) o queroseno y calentada a 120-150 ° C; las superficies del biorreactor deben calentarse con un quemador. antes de aplicarles una capa de parafina.

Al crear un biorreactor, se pueden utilizar recipientes de plástico que no sean susceptibles a oxidarse, sino solo plástico duro con paredes suficientemente duraderas. El plástico blando sólo se puede utilizar en la estación cálida, porque... Con la llegada del clima frío, será difícil colocarle aislamiento y sus paredes no son lo suficientemente fuertes. Los biorreactores de plástico sólo pueden utilizarse para la fermentación psicrófila de materia orgánica.

Ubicación del biorreactor

Su colocación se planifica en función del espacio disponible en un sitio determinado, la distancia suficiente a los edificios residenciales, la distancia al vertedero de desechos, a los lugares de colocación de animales, etc. La planificación de un biorreactor terrestre, total o parcialmente sumergido, depende del nivel del agua subterránea y de la conveniencia de introducir y retirar el sustrato orgánico en el tanque del reactor. Lo óptimo sería colocar la vasija del reactor debajo del nivel del suelo: se logran ahorros en equipos para introducir un sustrato orgánico en el tanque del reactor, el aislamiento térmico aumenta significativamente, para lo cual se pueden usar materiales económicos (paja, arcilla).

Equipo de biorreactor

El tanque del reactor debe estar equipado con una trampilla que pueda utilizarse para realizar reparaciones y trabajo preventivo. Es necesario colocar una junta de goma o una capa de sellador entre el cuerpo del biorreactor y la tapa de la escotilla. Es opcional, pero extremadamente conveniente, equipar el biorreactor con un sensor de temperatura, presión interna y nivel de sustrato orgánico.

Aislamiento térmico del biorreactor.

Su ausencia no permitirá el funcionamiento de la planta de biogás todo el año, sólo en clima cálido. Para aislar un biorreactor enterrado o semienterrado se utilizan arcilla, paja, estiércol seco y escoria. El aislamiento se coloca en capas: al instalar un reactor enterrado, el pozo se cubre con una capa de película de PVC, que evita el contacto directo del material aislante térmico con el suelo. Antes de instalar el biorreactor, se vierte paja en el fondo del pozo con una película de PVC colocada, se coloca una capa de arcilla encima y luego se coloca el biorreactor. Después de esto, todas las áreas libres entre el tanque del reactor y el pozo revestido con una película de PVC se llenan con paja casi hasta el final del tanque y se vierte encima una capa de arcilla mezclada con escoria de 300 mm.

Carga y descarga de sustrato orgánico.

El diámetro de las tuberías de carga y descarga del biorreactor debe ser de al menos 300 mm, de lo contrario se obstruirán. Para mantener las condiciones anaeróbicas en el interior del reactor, cada una de estas tuberías debe estar equipada con válvulas de tornillo o de media vuelta. El volumen del depósito de suministro de materia orgánica, según el tipo de planta de biogás, debe ser igual al volumen diario de materias primas introducidas. La tolva de alimentación debe ubicarse en el lado soleado del biorreactor, porque esto ayudará a aumentar la temperatura en el sustrato orgánico introducido, acelerando los procesos de fermentación. Si la planta de biogás está conectada directamente a la granja, entonces se debe colocar un búnker debajo de su estructura para que el sustrato orgánico entre por gravedad.

Las tuberías para cargar y descargar el sustrato orgánico deben ubicarse en lados opuestos del biorreactor; en este caso, las materias primas ingresadas se distribuirán uniformemente y la materia orgánica fermentada se eliminará fácilmente bajo la influencia de las fuerzas gravitacionales y la masa. del sustrato fresco. Los orificios y la instalación de tuberías para carga y descarga de materia orgánica deben completarse antes de instalar el biorreactor en el lugar de instalación y antes de colocar capas de aislamiento térmico sobre él. La estanqueidad del volumen interno del biorreactor se logra por el hecho de que las entradas de las tuberías de carga y descarga del sustrato están ubicadas en un ángulo agudo, mientras que el nivel del líquido dentro del reactor es más alto que los puntos de entrada de las tuberías: un sello hidráulico bloquea el acceso del aire.

Es más fácil introducir material orgánico nuevo y eliminar material orgánico fermentado utilizando el principio de desbordamiento, es decir, un aumento en el nivel de materia orgánica dentro del reactor cuando se introduce una nueva porción eliminará el sustrato a través del tubo de descarga en un volumen igual al volumen del material introducido.

Cualquiera puede crear biogás por su cuenta. Esto no requiere conocimientos ni habilidades especiales en el campo de las fuentes de energía renovables. Si cada persona pensara en el mundo que la rodea, la situación medioambiental en la Tierra mejoraría significativamente.

El gas estiércol es una realidad. De hecho, se puede obtener del estiércol, que de alguna manera fertiliza la tierra. Pero puedes ponerlo en circulación y obtener gas real.

Para obtener gas del estiércol con sus propias manos en casa, se utiliza una instalación de biogás agrícola. Puede producir gas natural utilizando un digestor directamente en la granja. Así producen muchos agricultores. No es necesario comprar combustible especial para esto. Suficientes materias primas naturales.

El biorreactor debe contener de 1 a 8-10 metros cúbicos. Residuos de producción privada, estiércol de pollo. La producción y procesamiento de materias primas en un dispositivo de tal volumen podrá procesar más de 50 kg de estiércol. Para realizar una instalación de biogás es necesario encontrar los planos según los cuales está fabricado el equipo, y también necesitarás un esquema.

La instalación se realiza en varias etapas:

Una instalación casera te permitirá obtener gas del estiércol en cuestión de tiempo. Puedes montarlo tú mismo, teniendo diagramas y dibujos. Para el generador de calor, puede elegir calderas para calentar agua. Para recolectar gas en el sitio, se necesita un tanque de gasolina. Recoge y almacena gas.

Recuerde que las impurezas y residuos del tanque deben limpiarse de vez en cuando.

Se puede obtener gas del estiércol mediante una planta de biogás. Puedes diseñarlo tú mismo. Determine el volumen de materias primas a procesar, seleccione un recipiente adecuado en el que se procesarán y mezclarán las materias primas; así es como se produce el gas saturado con metano en el biocombustible.

Hacer biogás en casa

Existe el estereotipo de que el biogás sólo se puede obtener en industrias y granjas especializadas. Sin embargo, no lo es. Hoy puedes producir biogás en casa.

El biogás es una combinación de varios gases que se crean por la descomposición de sustancias orgánicas. Vale la pena saber que el biogás es inflamable. Se enciende fácilmente con una llama limpia.

Señalemos las ventajas de una instalación de biogás en casa:

1. Producir biogás sin equipos costosos;
2. Usando tu ;
3. Materias primas naturales y gratuitas en forma de estiércol o plantas;
4. Preocupación por el medio ambiente.

Tener una instalación de biogás en casa es un negocio rentable para el propietario de una casa de veraneo. Para realizar una instalación de este tipo, necesitará una pequeña cantidad de dinero: dos barriles de 200 litros, un barril de 50 litros, tuberías de alcantarillado, una manguera de gas y un grifo.

Como puedes ver, para realizar la instalación tú mismo, ni siquiera necesitas comprar herramientas adicionales. En las granjas de los propietarios de dachas casi siempre se pueden encontrar barriles, grifos, mangueras y tuberías. Un generador de gas es una preocupación para el medio ambiente, así como su oportunidad de utilizar una fuente alternativa de energía y combustible.

¿Por qué necesitas una planta de biogás para la agricultura?

Algunos agricultores, veraneantes y propietarios de casas particulares no ven la necesidad de construir una instalación de biogás. A primera vista, esto es cierto. Pero luego, cuando los propietarios ven todos los beneficios, la cuestión de la necesidad de dicha instalación desaparece.

La primera razón obvia para instalar una planta de biogás en una granja es obtener electricidad y calefacción, lo que le permitirá pagar menos por la electricidad.

Usar tu propia energía cuesta menos que pagar para suministrarla a la granja.

Otro motivo principal de la necesidad de crear una instalación es la organización de un ciclo de producción completo y sin residuos. Utilizamos estiércol o basura como materia prima para el dispositivo. Después del procesamiento obtenemos gas nuevo.

La tercera razón a favor de una planta de biogás es su procesamiento eficiente y su impacto ambiental.

3 ventajas de una planta de biogás:

• Generar energía para mantener en funcionamiento la granja familiar;
• Organización de un ciclo completo;
• Uso eficiente de materias primas.

Tener una instalación en tu finca es un indicador de tu eficiencia y preocupación por el medio ambiente. Los biogeneradores ahorran dinero gran cantidad dinero, implementando una producción sin desperdicios, una distribución eficiente de recursos y materias primas, pero también su total autosuficiencia.

Es fácil montar una bomba de calor con sus propias manos a partir de una vieja. equipo del hogar. Todo el proceso se describe en el siguiente artículo:

Pregunta para una agricultura eficiente: cómo obtener metano correctamente

El metano es el componente principal del biogás. El biogás en sí es una mezcla de varios gases. Entre ellos, el metano es el más importante.

Destaquemos los factores que influyen en la producción de metano:

• Ambiente;
• Materias primas de alta calidad;
• Frecuencia de mezcla de materias primas en el tanque de instalación.

Las materias primas del recipiente se deben mezclar con una horca al menos una vez al día, idealmente seis veces.

La producción de metano está directamente relacionada con la producción de biogás. Cuanto mejor trate el proceso de producción de biogás, mejor calidad del biogás obtendrá en la salida. Para hacer esto, use solo materias primas de alta calidad, controle el lugar donde se encuentra la instalación y mezcle el contenido del tanque. Entonces obtendrás metano correctamente.

Planta de biogás de bricolaje (video)

conservacionistas ambiente en su forma original se vuelve más grande. Sin emisiones ni contaminación. Las plantas de biogás solucionan este problema. Además, el propietario de la planta de biogás recibe personalmente beneficios monetarios directos por su uso.

La sociedad moderna intenta cada vez más utilizar fuentes alternativas de energía eléctrica, esto ayuda a hacer frente al problema de conservación de recursos en el mundo y también permite minimizar los costos de tal o cual tipo de trabajo. Para lograr sus objetivos, la gente se ha adaptado al uso de la energía de los elementos naturales: agua, viento, suelo, sol y, además, a utilizar tipos de combustible no estándar, que reemplazan fácilmente a los tradicionales.

Una planta de biogás para tu hogar te permitirá obtener por tu cuenta la fuente de energía producida, el biogás. Este combustible encontrará su aplicación en la vida cotidiana de cualquier persona. Averigüemos cuáles son las principales ventajas de este diseño, para qué se puede utilizar y cómo hacer una planta de biogás sencilla con sus propias manos.

Área de aplicación

¿Para qué se utiliza un dispositivo de este tipo? Para la producción de combustible ecológico, el biogás, que también puede utilizarse en agricultura, tanto en la vida cotidiana como en las empresas.

El biogás se puede utilizar para generar calor, electricidad y como combustible para automóviles. La configuración y contenido de la instalación tiene muchas variaciones, en función de la potencia necesaria para cada caso concreto, del tipo de materias primas primarias utilizadas y del producto final obtenido. Puedes estudiar en Internet. varias fotos plantas de biogás que se diferencian entre sí en ciertos parámetros.

El principio de funcionamiento de una planta de biogás es muy claro, por lo que su uso está permitido siempre y en todas partes. El principal factor que influye en la necesidad y viabilidad de instalar una unidad en un lugar determinado es el suministro de un volumen suficiente de materias primas orgánicas para el trabajo que se necesitarán en el proceso.

Como funciona

Para comprender el principio de funcionamiento, es necesario comprender la estructura de una planta de biogás. Una unidad estándar incluye los siguientes componentes, piezas y piezas:

• contenedor para materias primas orgánicas primarias;
• trituradoras de material demasiado grueso (varias mezcladoras, molinos), que permiten obtener fracciones más pequeñas de materias primas;
• depósito de gas: recipiente en el que se acumula el biogás producido;
• depósito, contenedor, reactor donde se realiza el proceso de producción de combustible;
• tubos a través de los cuales se suministran las materias primas primarias al tanque de producción de biocombustibles;
• un sistema que permite transferir biogás desde el depósito al tanque de gas y a las siguientes etapas de procesamiento;
• sistemas automatizados, sistemas de seguridad y control de procesos.

Para familiarizarse con la estructura de la unidad, puede estudiar los diagramas y dibujos de las plantas de biogás, que mostrarán claramente todos los componentes y componentes del equipo.

El principio de funcionamiento se basa en la fermentación y posterior descomposición de las materias primas iniciales (que pueden ser diversos desechos agrícolas o industriales, por ejemplo, estiércol, productos forestales) en el biorreactor de la instalación. Este proceso ocurre bajo la influencia de bacterias especiales.

Como resultado de los procesos que se llevan a cabo en el yacimiento se produce biogás compuesto por metano, sulfuro de hidrógeno, CO2, amoniaco, N, etc.

Las principales etapas de los procesos que ocurren en el dispositivo:

• suministro de materias primas orgánicas en contenedores;
• trituración y posterior transporte de residuos cargados al reactor, calentamiento simultáneo de la biomasa;
• el inicio del proceso de descomposición en un biorreactor sellado, temperatura ideal para su funcionamiento: + 40 grados centígrados;
• formación de biogás (en un recipiente de gas) y biofertilizante (en un tanque reactor especial separado);
• la entrada de biogás en el sistema de depuración y su uso posterior previsto por parte de los seres humanos (para consumo doméstico, generación de calor o electricidad);
• uso de biofertilizante del reactor para el fin previsto.

Como hacerlo tu mismo

Una planta de biogás para uso agrícola o doméstico puede ser realizada por una persona con herramienta necesaria, conocimientos de fontanería y habilidades básicas en el trabajo con soldadura.

La secuencia de acciones tomadas será la siguiente:

• fabricar el cuerpo del biorreactor, que se utiliza para realizar la fermentación (el recipiente puede ser de metal u hormigón);
• instalación de cubiertas en la parte superior del tanque, orificios en las paredes laterales necesarios para la carga y, en consecuencia, descarga de materias primas;
• instalación de un tanque de gasolina;
• construcción de una tubería desde el tanque de gas hasta el lugar de consumo del producto final (este diseño debe incluir válvulas y elementos de protección: varias válvulas, válvulas, etc.).

Instalar una planta de biogás en una casa de campo, en una casa de campo, en una granja o en producción le permitirá no solo recibir beneficios económicos, sino también lograr otros resultados positivos, concretamente en los aspectos medioambientales y energéticos.

Utilizando un dispositivo de este tipo, el consumidor no sólo recibirá combustible ecológico, varios tipos de energía y fertilizantes biológicos, sino que también reducirá significativamente los costos de oportunidad en los que se podría haber incurrido en ausencia de dicha unidad.

Foto de la planta de biogás.

El aumento de los precios de la energía nos hace pensar en la posibilidad de abastecernos de ella nosotros mismos. Una opción es una planta de biogás. Con su ayuda, el biogás se obtiene a partir de estiércol, excrementos y residuos vegetales que, una vez purificados, pueden utilizarse para aparatos de gas (estufas, calderas), bombearse a cilindros y utilizarse como combustible para automóviles o generadores eléctricos. En general, procesar estiércol en biogás puede satisfacer todas las necesidades energéticas de un hogar o granja.

La construcción de una planta de biogás es una forma de proporcionar recursos energéticos de forma independiente.

Principios generales

El biogás es un producto que se obtiene de la descomposición de sustancias orgánicas. Durante el proceso de descomposición/fermentación se liberan gases, cuya recolección puede satisfacer las necesidades de su propio hogar. El equipo en el que se produce este proceso se denomina “planta de biogás”.

El proceso de formación de biogás se produce debido a la actividad vital de varios tipos de bacterias que se encuentran en los propios desechos. Pero para que puedan “trabajar” activamente necesitan crear ciertas condiciones: humedad y temperatura. Para crearlos se está construyendo una planta de biogás. Se trata de un complejo de dispositivos, cuya base es un biorreactor en el que se produce la descomposición de los residuos, que se acompaña de la formación de gas.

Hay tres modos de procesar estiércol en biogás:

• Modo psicofílico. La temperatura en la planta de biogás es de +5°C a +20°C. En tales condiciones, el proceso de descomposición es lento, se forma mucho gas y su calidad es baja.
• Mesófilo. La unidad ingresa a este modo a temperaturas de +30°C a +40°C. En este caso, las bacterias mesófilas se reproducen activamente. En este caso, se forma más gas y el proceso de procesamiento lleva menos tiempo, de 10 a 20 días.
• Termófilo. Estas bacterias se multiplican a temperaturas de +50°C. El proceso es el más rápido (3-5 días), la producción de gas es la mayor (con condiciones ideales a partir de 1 kg de entrega se pueden obtener hasta 4,5 litros de gasolina). La mayoría de las tablas de referencia para el rendimiento de gas del procesamiento se dan específicamente para este modo, por lo que cuando se utilizan otros modos vale la pena hacer un ajuste menor.

Lo más difícil de implementar en plantas de biogás es el modo termófilo. Esto requiere un aislamiento térmico de alta calidad de la planta de biogás, calefacción y un sistema de control de temperatura. Pero a la salida obtenemos la máxima cantidad de biogás. Otra característica del procesamiento termofílico es la imposibilidad de carga adicional. Los dos modos restantes, psicófilo y mesófilo, le permiten agregar diariamente una porción fresca de materias primas preparadas. Pero en el modo termofílico, el corto tiempo de procesamiento permite dividir el biorreactor en zonas en las que se procesará su parte de materias primas con diferentes tiempos de carga.

Diagrama de planta de biogás.

La base de una planta de biogás es un biorreactor o búnker. En él se produce el proceso de fermentación y el gas resultante se acumula en él. También existe una tolva de carga y descarga, el gas generado se descarga a través de un tubo introducido en la parte superior. Luego viene el sistema de tratamiento de gas: limpiarlo y aumentar la presión en el gasoducto a la presión de trabajo.

Para los modos mesófilo y termófilo, también se requiere un sistema de calentamiento del biorreactor para alcanzar los modos requeridos. Para ello se suelen utilizar calderas de gas operando con combustible producido. Desde allí, un sistema de tuberías llega al biorreactor. Por lo general, se trata de tuberías de polímero, ya que resisten mejor la estancia en un entorno agresivo.

Una planta de biogás también necesita un sistema para mezclar la sustancia. Durante la fermentación, se forma una costra dura en la parte superior y las partículas pesadas se depositan. Todo esto en conjunto empeora el proceso de formación de gases. Se necesitan mezcladores para mantener un estado homogéneo de la masa procesada. Pueden ser mecánicos o incluso manuales. Se pueden iniciar mediante temporizador o manualmente. Todo depende de cómo se fabrique la planta de biogás. Sistema automático Es más caro de instalar, pero requiere una atención mínima durante el funcionamiento.

Según el tipo de ubicación, una planta de biogás puede ser:

• De superficie.
• Semiempotrado.
• Empotrado.

Los empotrados son más caros de instalar: se requiere una gran cantidad de trabajo de excavación. Pero cuando se usan en nuestras condiciones, son mejores: es más fácil organizar el aislamiento y los costos de calefacción son menores.

¿Qué se puede reciclar?

Una planta de biogás es esencialmente omnívora: se puede procesar cualquier materia orgánica. Cualquier estiércol, orina y residuos vegetales son adecuados. Los detergentes, antibióticos y productos químicos afectan negativamente el proceso. Es recomendable minimizar su ingesta, ya que matan la flora que los procesa.

El estiércol de ganado se considera ideal, ya que contiene microorganismos en grandes cantidades. Si no hay vacas en la finca, al cargar el biorreactor, es recomendable agregar un poco de estiércol para poblar el sustrato con la microflora requerida. Los residuos vegetales se trituran previamente y se diluyen con agua. Los materiales vegetales y los excrementos se mezclan en un biorreactor. Este “relleno” tarda más en procesarse, pero al final del día, con el modo correcto, obtenemos el mayor rendimiento del producto.

Determinación de la ubicación

Para minimizar los costos de organización del proceso, tiene sentido ubicar la planta de biogás cerca de la fuente de desechos, cerca de los edificios donde se crían aves o animales. Es aconsejable desarrollar el diseño de manera que la carga se produzca por gravedad. Desde un granero o una pocilga, se puede tender una tubería en una pendiente a través de la cual el estiércol fluirá por gravedad hacia el búnker. Esto simplifica enormemente la tarea de mantenimiento del reactor y también de eliminación del estiércol.

Lo más recomendable es ubicar la planta de biogás de manera que los residuos de la explotación puedan fluir por gravedad.

Normalmente, los edificios con animales se encuentran a cierta distancia de un edificio residencial. Por lo tanto, será necesario transferir el gas generado a los consumidores. Pero tender una tubería de gas es más barato y sencillo que organizar una línea para transportar y cargar estiércol.

Biorreactor

Existen requisitos bastante estrictos para los tanques de procesamiento de estiércol:

Se deben cumplir todos estos requisitos para la construcción de una planta de biogás, ya que garantizan la seguridad y crean condiciones normales para el procesamiento del estiércol en biogás.

¿De qué materiales se puede fabricar?

La resistencia a ambientes agresivos es el principal requisito de los materiales con los que se pueden fabricar los contenedores. El sustrato en el biorreactor puede ser ácido o alcalino. Por consiguiente, el material del que está fabricado el recipiente debe tolerar bien diversos entornos.

No hay muchos materiales que cumplan con estas solicitudes. Lo primero que me viene a la mente es el metal. Es duradero y se puede utilizar para fabricar recipientes de cualquier forma. Lo bueno es que puedes utilizar un recipiente ya preparado, algún tipo de tanque viejo. En este caso, la construcción de una planta de biogás llevará muy poco tiempo. La desventaja del metal es que reacciona con sustancias químicamente activas y comienza a colapsar. neutralizar este menos el metal está cubierto con una capa protectora.

Una excelente opción es un contenedor de biorreactor hecho de polímero. El plástico es químicamente neutro, no se pudre ni se oxida. Solo necesita elegir entre materiales que puedan soportar la congelación y el calentamiento a temperaturas bastante altas. Las paredes del reactor deben ser gruesas, preferentemente reforzadas con fibra de vidrio. Estos contenedores no son baratos, pero sirven durante mucho tiempo.

Una opción más económica es una planta de biogás con un contenedor hecho de ladrillos, bloques de hormigón o piedra. Para que la mampostería resista cargas elevadas, es necesario reforzar la mampostería (cada 3-5 filas, dependiendo del espesor de la pared y del material). Una vez finalizado el proceso de construcción de los muros, para garantizar la impermeabilidad al agua y a los gases, es necesario un posterior tratamiento multicapa de los muros tanto en el interior como en el exterior. Las paredes se enlucin con una composición de cemento y arena con aditivos (aditivos) que aportan las propiedades requeridas.

Dimensionamiento del reactor

El volumen del reactor depende de la temperatura seleccionada para procesar el estiércol en biogás. La mayoría de las veces se elige el mesófilo: es más fácil de mantener y permite la posibilidad de recarga diaria del reactor. La producción de biogás después de alcanzar el modo normal (aproximadamente 2 días) es estable, sin picos ni caídas (al crear condiciones normales). En este caso, tiene sentido calcular el volumen de la planta de biogás en función de la cantidad de estiércol generado en la explotación al día. Todo se calcula fácilmente basándose en datos estadísticos promedio.

La descomposición del estiércol a temperaturas mesófilas tarda de 10 a 20 días. En consecuencia, el volumen se calcula multiplicando por 10 o 20. Al calcular, es necesario tener en cuenta la cantidad de agua necesaria para llevar el sustrato a su estado ideal: su humedad debe ser del 85 al 90%. El volumen encontrado aumenta en un 50%, ya que la carga máxima no debe exceder 2/3 del volumen del tanque; el gas debe acumularse debajo del techo.

Por ejemplo, en una granja hay 5 vacas, 10 cerdos y 40 gallinas. El resultado es 5 * 55 kg + 10 * 4,5 kg + 40 * 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg. Para llevar el estiércol de pollo a una humedad del 85%, es necesario agregar un poco más de 5 litros de agua (es decir, otros 5 kg). El peso total es de 331,8 kg. Para procesar en 20 días se necesita: 331,8 kg * 20 = 6636 kg - unos 7 metros cúbicos sólo para el sustrato. Multiplicamos la cifra encontrada por 1,5 (aumentamos en un 50%), obtenemos 10,5 metros cúbicos. Este será el valor calculado del volumen del reactor de la planta de biogás.

Las trampillas de carga y descarga conducen directamente al tanque del biorreactor. Para que el sustrato se distribuya uniformemente por toda el área, se realizan en extremos opuestos del contenedor.

Cuando se instala una planta de biogás en profundidad, las tuberías de carga y descarga se acercan al cuerpo en un ángulo agudo. Además, el extremo inferior del tubo debe estar por debajo del nivel del líquido en el reactor. Esto evita que entre aire en el recipiente. Además, se instalan válvulas rotativas o de cierre en las tuberías, que están cerradas en la posición normal. Se abren sólo durante la carga o descarga.

Dado que el estiércol puede contener fragmentos grandes (elementos de hojarasca, tallos de hierba, etc.), las tuberías de pequeño diámetro a menudo se obstruyen. Por tanto, para la carga y descarga deben tener un diámetro de 20-30 cm y deben instalarse antes del inicio de los trabajos de aislamiento de la planta de biogás, pero después de la instalación del contenedor en su lugar.

El modo de funcionamiento más conveniente de una planta de biogás es con carga y descarga regular del sustrato. Esta operación se puede realizar una vez al día o una vez cada dos días. El estiércol y otros componentes se recogen preliminarmente en un tanque de almacenamiento, donde se llevan al estado requerido: se trituran, si es necesario, se humedecen y se mezclan. Por conveniencia, este recipiente puede tener un agitador mecánico. El sustrato preparado se vierte en la trampilla receptora. Si coloca el contenedor receptor al sol, el sustrato se precalentará, lo que reducirá el costo de mantener la temperatura requerida.

Es recomendable calcular la profundidad de instalación de la tolva receptora para que los residuos fluyan hacia ella por gravedad. Lo mismo se aplica a la descarga en el biorreactor. El mejor caso es si el sustrato preparado se mueve por gravedad. Y una contraventana lo cerrará durante la preparación.

Para garantizar la estanqueidad de la planta de biogás, las trampillas de la tolva de recepción y de la zona de descarga deben tener una junta de goma de estanqueidad. Cuanto menos aire haya en el recipiente, más limpio estará el gas en la salida.

Recolección y eliminación de biogás.

El biogás se extrae del reactor a través de una tubería, un extremo del cual está debajo del techo y el otro generalmente se baja a un sello de agua. Se trata de un recipiente con agua en el que se vierte el biogás resultante. Hay una segunda tubería en el sello de agua, ubicada por encima del nivel del líquido. De él sale biogás más limpio. Se instala una válvula de cierre de gas en la salida de su biorreactor. La mejor opción- esférico.

¿Qué materiales se pueden utilizar para el sistema de transmisión de gas? Tuberías de metal galvanizado y tuberías de gas de HDPE o PPR. Deben garantizar la estanqueidad, las costuras y uniones se controlan con espuma de jabón. Toda la tubería se ensambla a partir de tuberías y accesorios del mismo diámetro. Sin contracciones ni expansiones.

Limpieza de impurezas

La composición aproximada del biogás resultante es:

• metano - hasta 60%;
• dióxido de carbono - 35%;
• otras sustancias gaseosas (incluido el sulfuro de hidrógeno, que le da al gas un olor desagradable): 5%.

Para que el biogás sea inodoro y se queme bien, es necesario eliminar el dióxido de carbono, el sulfuro de hidrógeno y el vapor de agua. El dióxido de carbono se elimina mediante un sello de agua si se agrega cal apagada al fondo de la instalación. Dicho marcador deberá cambiarse periódicamente (tan pronto como el gas comience a arder peor, será hora de cambiarlo).

El secado del gas se puede realizar de dos maneras: haciendo sellos de agua en la tubería de gas, insertando secciones curvas en la tubería debajo de los sellos de agua, en las que se acumulará el condensado. La desventaja de este método es la necesidad de vaciar periódicamente el sello de agua; si se acumula una gran cantidad de agua, puede bloquear el paso del gas.

La segunda forma es instalar un filtro con gel de sílice. El principio es el mismo que en un sello de agua: el gas se suministra al gel de sílice y se seca debajo de la tapa. Con este método de secado de biogás, el gel de sílice debe secarse periódicamente. Para hacer esto, debes calentarlo en el microondas durante un tiempo. Se calienta y la humedad se evapora. Puedes llenarlo y usarlo nuevamente.

Para eliminar el sulfuro de hidrógeno se utiliza un filtro cargado con virutas de metal. Puedes cargar estropajos de metal viejos en el contenedor. La purificación se produce exactamente de la misma manera: se suministra gas a la parte inferior del recipiente lleno de metal. A su paso, se limpia de ácido sulfhídrico, que se recoge en la parte superior libre del filtro, desde donde se descarga a través de otro tubo/manguera.

Tanque de gasolina y compresor.

El biogás purificado entra en un tanque de almacenamiento, un depósito de gas. Puede ser una bolsa de plástico sellada o un recipiente de plástico. La condición principal es la estanqueidad al gas; la forma y el material no importan. El depósito de gas almacena una reserva de biogás. Desde allí, con la ayuda de un compresor, se suministra gas bajo una determinada presión (establecida por el compresor) al consumidor: a la estufa o caldera de gas. Este gas también se puede utilizar para generar electricidad mediante un generador.

Para crear una presión estable en el sistema después del compresor, es aconsejable instalar un receptor, un pequeño dispositivo para nivelar los aumentos repentinos de presión.

Dispositivos de mezcla

Para que la planta de biogás funcione normalmente, es necesario mezclar periódicamente el líquido en el biorreactor. Este sencillo proceso resuelve muchos problemas:

• mezcla una porción nueva de la carga con una colonia de bacterias;
• promueve la liberación del gas producido;
• iguala la temperatura del líquido, excluyendo las zonas más cálidas y más frías;
• Mantiene la homogeneidad del sustrato, evitando el asentamiento o flotación de algunos componentes.

Normalmente, una pequeña planta de biogás casera tiene agitadores mecánicos impulsados ​​por la fuerza muscular. En sistemas de gran volumen, los agitadores pueden ser accionados por motores que se activan mediante un temporizador.

El segundo método consiste en agitar el líquido haciendo pasar parte del gas generado a través de él. Para ello, tras salir del metatanque, se instala una T y parte del gas fluye hacia la parte inferior del reactor, de donde sale a través de un tubo con orificios. Esta parte del gas no puede considerarse un consumo, ya que aún así vuelve a entrar al sistema y, como resultado, acaba en el depósito de gasolina.

El tercer método de mezcla es utilizar bombas fecales Bombee el sustrato desde abajo, viértalo en la parte superior. La desventaja de este método es su dependencia de la disponibilidad de electricidad.

Sistema de calefacción y aislamiento térmico.

Sin calentar el líquido procesado, las bacterias psicófilas se multiplicarán. El proceso de procesamiento en este caso durará 30 días y la producción de gas será pequeña. En verano, si hay aislamiento térmico y precalentamiento de la carga, es posible alcanzar temperaturas de hasta 40 grados, cuando comienza el desarrollo de bacterias mesófilas, pero en invierno dicha instalación prácticamente no funciona: los procesos avanzan muy lentamente. . A temperaturas inferiores a +5°C prácticamente se congelan.

Qué calentar y dónde colocarlo

por conseguir Mejores resultados utilizar calefacción. El más racional es el calentamiento de agua desde una caldera. La caldera puede funcionar con electricidad, combustible sólido o líquido, y también puede funcionar con biogás producido. La temperatura máxima a la que se debe calentar el agua es de +60°C. Las tuberías más calientes pueden hacer que las partículas se adhieran a la superficie, lo que reduce la eficiencia de la calefacción.

También puede usar calentamiento directo: inserte elementos calefactores, pero en primer lugar, es difícil organizar la mezcla y, en segundo lugar, el sustrato se adherirá a la superficie, lo que reducirá la transferencia de calor y los elementos calefactores se quemarán rápidamente.

Una planta de biogás se puede calentar utilizando radiadores de calefacción estándar, simplemente tubos enrollados en forma de serpentín o registros soldados. Es mejor utilizar tuberías de polímero: metal-plástico o polipropileno. También son adecuados los tubos corrugados de acero inoxidable, que son más fáciles de instalar, especialmente en biorreactores verticales cilíndricos, pero la superficie corrugada provoca que los sedimentos se peguen, lo que no es muy bueno para la transferencia de calor.

Para reducir la posibilidad de que se depositen partículas en los elementos calefactores, estos están ubicados en el área del agitador. Solo que en este caso todo debe estar diseñado de manera que el mezclador no pueda tocar las tuberías. A menudo parece que es mejor colocar los calentadores en el fondo, pero la práctica ha demostrado que debido a los sedimentos en el fondo, dicho calentamiento es ineficaz. Por eso es más racional colocar calentadores en las paredes del metatanque de una planta de biogás.

Métodos de calentamiento de agua.

Dependiendo del método de disposición de las tuberías, la calefacción puede ser externa o interna. Cuando se instala internamente, la calefacción es eficaz, pero la reparación y el mantenimiento de los calentadores es imposible sin detener y bombear el sistema. Por ello, se presta especial atención a la selección de materiales y a la calidad de las conexiones.

La calefacción aumenta la productividad de la planta de biogás y reduce el tiempo de procesamiento de las materias primas.

Cuando los calentadores están ubicados en el exterior, se requiere más calor (el coste de calentar el contenido de una planta de biogás es mucho mayor), ya que se gasta mucho calor en calentar las paredes. Pero el sistema siempre está disponible para reparación y la calefacción es más uniforme, ya que el ambiente se calienta desde las paredes. Otra ventaja de esta solución es que los agitadores no pueden dañar el sistema de calefacción.

como aislar

Primero, se vierte una capa niveladora de arena en el fondo del pozo y luego una capa aislante del calor. Puede ser arcilla mezclada con paja y arcilla expandida, escoria. Todos estos componentes se pueden mezclar y verter en capas separadas. Se nivelan hasta el horizonte y se instala la capacidad de la planta de biogás.

Los lados del biorreactor se pueden aislar con materiales modernos o con métodos clásicos y antiguos. Uno de los métodos más antiguos es recubrirlo con arcilla y paja. Aplicar en varias capas.

Los materiales modernos incluyen espuma de poliestireno extruido de alta densidad, bloques de hormigón celular de baja densidad, etc. La más avanzada tecnológicamente en este caso es la espuma de poliuretano (PPU), pero los servicios para su aplicación no son baratos. Pero el resultado es un aislamiento térmico sin fisuras, que minimiza los costes de calefacción. Hay otro material termoaislante: el vidrio espumado. Es muy caro en losas, pero sus astillas o migas cuestan muy poco, y en cuanto a características es casi ideal: no absorbe la humedad, no teme la congelación, tolera bien las cargas estáticas y tiene baja conductividad térmica.