СДЕЛАЙ САМ
Получение газа в домашних условиях
Смешать 1,5 тонны коровьего навоза и 3,5 тонны сгнившей листвы, ботвы и прочих отходов.
Добавить в смесь воды до 60 - 70 процентов влажности.
Заложить смесь в яму и с помощью змеевика разогреть до 35 градусов. Дальше смесь начнет бродить и без доступа воздуха сама разогревается до 70 градусов.
Время производства газа из навоза - две недели.
Чтобы купол под давлением газа не слетел с ямы, к нему с помощью тросов необходимо прикрепить противовес.
В день установка вырабатывает до 40 кубометров "голубого топлива". Пяти тонн смеси ей хватает на шесть месяцев.
Газета Комсомольская правда от 18 ноября 2000 года.
С сайта
www.anastasia.ru
Биогаз
И греет и варит
ЧТО ТАКОЕ БИОГА3?
В последнее время все большее вни*мание привлекают нетрадиционные с технической точки зрения источники энергии: солнечное излучение, морские приливы и волны и многое другое. Некоторые из них например, ветер — находили широкое при*менение и в прошлом, а сегодня пере*живают второе рождение. Одним из "забытых» видов сырья является и биогаз, использовавшийся еще в Древ*нем Китае и вновь «открытый» в наше время.
Что же такое биогаз! Этим термином обозначают газообразный продукт, по*лучаемый в результате анаэробной, то есть происходящей без доступа возду*ха, ферментации (перепревания) орга*нических веществ самого разного про*исхождения. В любом крестьянском хозяйстве "в течение года собирается значительное количество навоза, ботвы растений, различных отходов. Обычно после разложения их используют как органическое удобрение. Однако мало кто знает, какое количество биогаза и тепла выделяется при ферментации. А ведь эта энергия тоже может сослу*жить хорошую службу сельским жите-пям.
Биогаз — смесь газов. Его основные компоненты: метан (CH4 — 55—70% н углекислый газ (СО2] — 28—43%, в также в очень малых количествах дру*гие газы, например — сероводород [H2S].
В среднем 1 кг органического веще*ства, биологически разложимого на 70%, производит 0,18 кг метана, 0,32 кг углекислого газа, 0,2 кг воды м 0,3 кг неразложимого остатка.
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОИЗВОДСТВО БИОГАЗА
Поскольку разложение органических отходов происходит за счет деятель*ности определенных типов бактерий, существенное влияние на него оказы*вает окружающая среда. Так, количе*ство вырабатываемого газа в значи*тельной степени згвисит от температу*ры: чем теплее, тем выше скорость и степень ферментации органического сырье. Именно поэтому, вероятно, пер*вые установки для получения биогаза появились в странах с теплым клима*том. Однако применение надежной теплоизоляции, а иногда и подогретой
воды позволяет освоить строительство генераторов биогаза в районах, где тем*пература зимой опускается до --20°. Существуют определенные требования и к сырью: оно должно быть подхо*дящим для развития бактерий, содер*жать биологически разлагающееся ор*ганическое вещество и в вбльшом ко*личестве воду (90—94%). Желательно, чтобы среда была нейтральной и без веществ, мешающих действию бакте*рий: например, мыла, стиральных по*рошков, антибиотиков.
Для получения биогаза можно ис*пользовать растительные и хозяйствен*ные отходы, навоз, сточные воды и т. п. В процессе ферментации жид*кость в резервуаре имеет тенденцию к разделению на три фракции. Верх*няя — корка, образованная из круп*ных частиц, увлекаемых поднимающи*мися пузырьками газа, .через некото*рое время может стать достаточно твердой и будет мешать выделению биогаза. В средней части ферментатора скапливается жидкость, а нижняя, грязеобразная фракция выпадает в осадок.
Бактерии наиболее активны в сред*ней зоне. Поэтому содержимое резер*вуара необходимо периодически пере*мешивать — хотя бы один раз в сут*ки, а желательно — до шести раз. Перемешивание может осуществляться с помощью механических приспособ*лений, гидравлическими средствами (рециркуляция под действием насоса;, под напором пневматической системы (частичная рециркуляция биогаза) или с помощью различных методов самоперемешивания.
УСТАНОВКИ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОГАЗА
В Румынии генераторы биогаза полу*чили широкое распространение. Одна из первых индивидуальных установок (рис. 1А) была введена в эксплуатацию еще в декабре 1982 года. С тех пор она успешно обеспечивает газом три соседствующие семьи, имеющие каж*дая по обычной газовой плите с тре*мя конфорками и духовкой.
Ферментатор находится в яме диа*метром около 4 м и глубиной 2 м (объем примерно 25 м3), выложенной изнутри кровельным железом, сварен*ным дважды: сначала электрической сваркой, а затем, для надежности, га*зовой. Для антикоррозионной защиты внутренняя поверхность резервуара по*крыта смолой. Снаружи верхней кром*ки ферментатора сделана кольцевая канавка из бетона глубиной примерно 1 м, выполняющая функцию гидроза*твора; в этой канавке, заполненной водой, скользит вертикальная часть ко*локола, закрывающего резервуар. Ко*локол высотой около 2,5 м — из ли*стовой двухмиллиметровой стали. В верхней его части и собирается газ.
Автор этого проекта выбрал вариант собирания газа в отличие от других установок с помощью трубы, находя*щейся внутри ферментатора и имею*щей три подземных ответвления — к трем хозяйствам. Кроме того, вода в канавке гидрозатвора проточная, что предотвращает обледенение а зимнее время.
Ферментатор загружается примерно 12 м3 свежего навоза, поверх которого выливается коровья моча (без добав*ления воды). Генератор начинает рабо*тать через 7 дней после наполнения.
Похожую компоновку имеет еще одна установка (рис. 1Б). Ее ферментатор сделан в яме, имеющей квадратное поперечное сечение размерами 2х2 и глубиной примерно 2,5 м. Яма обли*цована железобетонными плитами тол*щиной 10—12 см, оштукатурена цемен*том и покрыта для герметичности смопой. Канавка гидрозатвора глубиной около 50 см также бетонная, колокол сварен из кровельного железа и мо*жет на четырех «ушках» свободно скользить по четырем вертикальным направляющим, установленным на бе*тонном резервуаре. Высота колокола примерно 3 м, из которых 0,5 м по*гружено в канавку.
При первом наполнении в фермен-тзтор было загружено 8 м3 свежего коровьего навоза, а сверху залито при*мерно 400 л коровьей мочи. Через 7— 3 дней установка уже полностью обес*печивала владельцев газом.
Аналогичную конструкцию имеет и генератор биогаза, рассчитанный на прием 6 м3 смешанного навоза (от коров, овец и свиней]. Этого оказалось достаточно, чтобы обеспечить нор*мальную работу газовой плиты с тремя конфорками и духовкой.
Еще одна установка отличается любопытной конструктивной деталью: ря-10м с ферментатором уложены присо*единенные к нему с помощью Т-образ ного шланга три большие тракторные омеры, соединенные и между собой рис. 2). В Ночное время, когда биогаз не используется и накапливается под колоколом, возникает опасность, что последний из-за избыточного давления опрокинется. Резиновый резервуар слу*чит дополнительной емкостью. Фер*ментатора размером 2х2х1,5 м вполне достаточно для работы двух горе-юк, а при увеличении полезного объма установки до 1 м3 можно получить количество биогаза, достаточное и для обогрева жилища. Особенность этого варианта установки — устройство колокола 0 138 см и высотой 150 см из прорезиненного полотна, применяе*мого для изготовления надувных лодок. Ферментатор представляет собой металлический резервуар 0 140Х300 см и имеет объем 4,7 м3. Колокол вводится в находящийся в ферментаторе навоз на глубину не менее 30 см для обеспечения гидравлического заслона выходу биогаза в атмосферу. В верх* ней части разбухающего резервуара предусмотрен кран, соединенный со шлангом; по нему газ поступает к га*зовой плите с тремя конфорками и колонке для нагрева воды. Чтобы обес*печить оптимальные условия для рабо*ты ферментатора, навоз смешивается с горячей водой. Наилучшие результа*ты установка показала при влажности сырья 90% и температуре 30—35°.
Для обогрева ферментатора исполь*зуется и эффект теплицы. Над ем костью сооружается металлический каркас, который покрывают полиэтиленовой пленкой: при неблагоприятных
погодных условиях она сохраняет теп*ло и позволяет заметно ускорить про*цесс разложения сырья.
В Румынии генераторы биогаза ис*пользуются и в государственных или кооперативных хозяйствах. Вот один из них. Он имеет два ферментатора ем*костью по 200 м3, закрытых каркасом с полиэтиленовой пленкой (рис. 3). Зи*мой навоз обогревается горячей во*дой. Производительность установки "со*ставляет 300—480 м3 газа в день. Та*кого количества вполне хватает для обеспечения всех потребностей мест*ного агропромышленного комплекса.
ПРАКТИЧЕСКИЕ СОВЕТЫ
Как уже отмечалось, решающую роль в развитии процесса ферментации игра*ет температура: нагрев сырья с 15° до 20° может вдвое увеличить . производство Энергоносителя. Поэтому часть генс-ра'-торов имеет специальную систему подо*грева сырья, однако большинство уста*новок не оборудовано ею, они исполь*зуют лишь тепло, выделяемое в процес*са самого разложения органических ве*ществ. Одним из важнейших условий нормальной работы ферментатора является наличие надежной теплоизоляции. Кроме того, необходимо свести к мини*муму потери тепла при очистке и напол*нении бункера ферментатора.
Необходимо помнить также о необхо*димости обеспечения биохимического равновесия. Иногда темпы производства бактериями кислот выше, чем темпы их потребления бактериями второй группы. В этом случае кислотность массы ра*стет, а выработка биогаза снижается. Положение может быть исправлено либо уменьшением ежедневной порции сырья, либо увеличением его растворимости (по возможности, горячей водой), либо, нако*нец, добавкой нейтрализующего веще*ства — например известкового молока, стиральной или питьевой соды,
Производство биогаза может умень*шиться за счет нарушения соотношения между углеродом и азотом. В этом слу*чае в ферментатор вводят вещества, со*держащие азот, — мочу или в неболь*шом количестве соли аммония, исполь*зуемые обычно в качестве химических удобрений (50—100 г на 1 м3 сырья).
Следует помнить, что высокая влаж*ность и наличие сероводорода (содержа*ние которого в биогазе можат достигать 0,5%) стимулируют повышенную корро*зию металлических частей установки. Поэтому состояние всех остальных эле*ментов ферментатора следует регулярно контролировать и з местах повреждений тщательно защищать: лучше всего свин*цовым суриком — в один или два слоя, а затем еще двумя слоями любой масля*ной краски.
В качестве трубопровода для транс*портировки биогаза от выпускного пат*рубка в верхней части колокола уста*новки до потребителя могут использо*ваться как трубы (металлические или пластмассовые), так и резиновые шлан*ги. Их желательно вести в глубокой траншее, чтобы исключить разрывы из-за замерзания зимой конденсировавшей*ся воды. Если же транспортировка газа с помощью шланга осуществляется по воздуху, то для отвода конденсата необ*ходимо специальное устройство. Самая простая схема такого приспособления представляет собой U-образную трубку, присоединенную к шлангу в самой ниж*ней его точке (рис. 4). Длина свободной ветви трубки (х) должна быть больше, чем выраженное в миллиметрах водяно*го столба давление биогаза. По мере то*го как в трубку стекает конденсат из трубопровода, вода выливается через ее свободный конец без утечки газа.
В верхней части колокола целесооб*разно также предусмотреть патрубок для установки манометра, чтобы по величи*не давления судить о количестве на*копленного биогаза.
Опыт эксплуатации установок показал, что использование в качестве сырья смеси разных органических веществ да*ет больше биогаза, чем при загрузке ферментатора одним из компонентов. Влажность сырья рекомендуется немного уменьшать зимой (до 88—90%) и повы*шать летом (92—94%). Вода, которую ис*пользуют для разбавления, должна быть теплой (желательно 35—40°). Сырье подается порциями, по крайней мере один раз в сутки. После первой загруз*ки ферментатора нередко сначала выра*батывается биогаз, который содержит более 60% углекислого газа и поэтому не горит. Этот газ удаляют в атмосферу, и через 1 —3 дня установка начнет функционировать нормально.