Cách tự làm nhiên liệu sinh học từ phân tại nhà

Các công nghệ hiện đại để xử lý các loại nguyên liệu thô mở ra triển vọng giải quyết thành công bài toán lấy nhiên liệu sinh học từ phân bón trực tiếp tại nhà. Hơn nữa, bằng cách tự tay sản xuất nhiên liệu sinh học tại nhà nhờ nguyên lý xử lý rác thải mới, bạn có thể đồng thời sản xuất phân bón cho cây trồng nông nghiệp.

Những gì cần thiết cho việc này và cách chế tạo lò phản ứng sinh học đúng cách - chúng tôi sẽ xem xét chi tiết các vấn đề này trong bài viết của chúng tôi. Chúng tôi sẽ đưa ra các khuyến nghị về việc lựa chọn nguyên liệu thô tốt nhất để sản xuất khí sinh học và phân tích các đặc điểm của việc sử dụng nhiên liệu thu được cho nhu cầu của hộ gia đình.

Tất nhiên, cách dễ nhất là mua cây công nghiệp làm sẵn. Tuy nhiên, chi phí cao buộc chúng tôi phải xem xét các lựa chọn để tự chế tạo hệ thống sản xuất.

Sơ lược về định nghĩa biogas

Theo định nghĩa khoa học, khí sinh học là sản phẩm thu được từ quá trình lên men của một khối chất thải sinh học. Trong trường hợp này, sản phẩm lên men là metan hoặc hydro.

Sự hình thành khí metan (hoặc hydro) xảy ra do hoạt động sống còn của ba loại vi khuẩn:

• thủy phân;
• tạo axit;
• tạo thành khí metan.

Sản phẩm lên men chất lượng cao được coi là thành phần của hỗn hợp khí, hàm lượng của chúng được phân bổ theo tỷ lệ: 50-85% metan, 15-50% carbon dioxide và dưới 5% hydro sunfua.

Đây đại khái là sơ đồ khối của quá trình sản xuất năng lượng thay thế. Trong trường hợp này, các nguồn nguyên liệu thô truyền thống trong gia đình được sử dụng, rất phù hợp để sản xuất năng lượng thay thế - nhiên liệu sinh học.

Hỗn hợp khí này được đưa qua các bộ lọc để loại bỏ sự hiện diện của CO² và H²S, sau đó còn lại khí metan sinh học tinh khiết. Loại khí này không khác gì khí tự nhiên được sử dụng trong các ứng dụng dân dụng và công nghiệp.

Nguyên liệu thô để thu được hỗn hợp khí sinh học chất lượng cao thường là:

• phân và phân chim;
• chất thải sản xuất rượu (tĩnh vật);
• sản xuất bia dư thừa (hạt bia);
• phân và chất thải của cá;
• bột củ cải, rác thải sinh hoạt, cỏ, v.v.

Đây chỉ là một phần của tất cả các nguyên liệu thô được phép sử dụng. Nhưng ngay cả danh sách này cũng cho thấy danh sách nguyên liệu thô đa dạng đến mức nào để có thể thiết lập hoạt động sản xuất khí sinh học một cách liên tục.

Một nhà máy sản xuất nhiên liệu sinh học được tùy chỉnh để đáp ứng nhu cầu của một trong nhiều trang trại hiện có. Trạm có khối lượng nhỏ nhưng đáp ứng đầy đủ nhu cầu nuôi trồng tư nhân

Hiệu suất thể tích của hỗn hợp khí phụ thuộc trực tiếp vào loại nguyên liệu thô được sử dụng và hàm lượng chất khô trong đó. Vì vậy, nếu bạn sử dụng phân gia súc trong kinh doanh, bạn thực sự có thể thu được 50-60 m3 từ một tấn phân.³ nhiên liệu sinh học, chứa tới 60% khí mê-tan.

Người ta tin rằng nguyên liệu thô tốt nhất là chất thải có hàm lượng chất béo cao. Xử lý một tấn chất thải béo thông qua một nhà máy sản xuất nhiên liệu sinh học cổ điển có thể tạo ra tới 1300 m3³ hỗn hợp khí, trong đó hàm lượng metan đạt tới 90%.

Làm thế nào để tạo ra một module nông nghiệp chế biến?

Để chế tạo một hệ thống xử lý chất thải thành nhiên liệu sinh học, tối thiểu bạn cần nắm rõ nguyên lý hoạt động của các thiết bị đó cũng như hiểu biết về mạch điện.

Sơ đồ lắp đặt lò phản ứng sinh học: 1 – lò phản ứng sinh học; 2 – máy khuấy; 3 – lò sưởi; 4 – máy bơm; 5 – phần tử lọc; 6 – máy nén khí; 7 – bình xăng; 8 – người thu gom phân; 9 – sản lượng phân bón (bùn); 10 – bảng điều khiển hệ thống sưởi

Chúng ta hãy xem xét cả hai, nhưng cần lưu ý: việc xây dựng một hệ thống cài đặt chính thức khá rắc rối và tốn kém. Ở nhà, theo quy định, bạn chỉ có thể làm những thứ tương tự như trạm tái chế. Tuy nhiên, một số nỗ lực đã thành công.

Nguyên lý hoạt động của thiết bị sinh học

Công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học thường hỗ trợ cách tiếp cận hệ thống sau:

1. Lò phản ứng sinh học (thùng chứa) được nạp phân.
2. Trong một thời gian nhất định, quá trình lên men diễn ra bên trong lò phản ứng.
3. Môi trường khí được hình thành.
4. Khí đang được loại bỏ khỏi lò phản ứng.
5. Hỗn hợp khí được tinh chế và gửi đi sử dụng làm nhiên liệu.

Thành phần của hỗn hợp khí thu được được đặc trưng bởi độ bão hòa khá cao của các chất khác nhau. Thành phần phần trăm lớn nhất là metan (60%), carbon dioxide (35%) và các chất khác, bao gồm hydro sunfua (5%).

Sơ đồ phân phối khí hỗn hợp trông như thế này: 1 – hàm lượng metan khoảng 63-65%; 2 – hàm lượng carbon dioxide khoảng 30-33%; 3 – hàm lượng hydro sunfua khoảng 2%; 4 – hàm lượng amoniac khoảng 1%; 5 – hàm lượng hydro khoảng 1%

Trong khi đó, để trạm tạo khí sản xuất tại nhà hoạt động hiệu quả, cần phải có một lượng dự trữ chất thải đáng kể từ các đại diện của thế giới động vật.

Vì vậy, điều đầu tiên bạn nên chú ý khi giải quyết vấn đề tiếp cận nhiên liệu sinh học trong nước (quốc gia) là nguồn nguyên liệu sẵn có cho nhà máy chế biến.

Làm lò phản ứng sinh học bằng tay của chính bạn

Sau khi đã quyết định được nguồn nguyên liệu thô, tiếp theo bạn cần quyết định vị trí của lò phản ứng sinh học quê hương (hoặc quốc gia). Bản thân lò phản ứng là một bình kín, khá bền, có thể tích dựa trên lượng nguyên liệu phân bón tiêu thụ hàng ngày để xử lý (để tham khảo: để đạt được 100 m³ hỗn hợp khí cần khoảng 1 tấn phân).

Bảng mối liên hệ giữa loại phân và lượng biogas sinh ra

Bảng thể hiện hiệu quả của một loại chất thải sinh học cụ thể xét về khối lượng khí sinh ra. Như có thể thấy từ bảng, hiệu quả nhất là phân lợn, loại phân này có thể tạo ra lượng nhiên liệu sinh học lớn nhất

Một thùng chứa như vậy sẽ phải được lắp đặt trên một nền móng vững chắc, được trang bị van ngắt và các dụng cụ kỹ thuật khác theo sơ đồ cổ điển. Nên làm phần trên của bình có thể tháo rời được bằng bu lông buộc chặt và miếng đệm kín.

Để đảm bảo tính liên tục của chu trình, bể chứa phải được trang bị mô-đun sưởi ấm nhân tạo. Nếu vào mùa hè, hiệu quả lên men phân và tốc độ hình thành khí được đảm bảo hoàn toàn bởi điều kiện nhiệt độ bên ngoài thì vào mùa đông tình hình sẽ thay đổi.

Để vận hành lò phản ứng sinh học vào mùa đông, cần phải sưởi ấm nhân tạo, do sự ngừng hoạt động của vi khuẩn lên men đã ở nhiệt độ 4-10 ° C trên 0. Theo đó, container phải có khả năng cách nhiệt chất lượng cao. Phương pháp cách nhiệt cổ điển bằng len khoáng sản phù hợp cho việc này.

Một ví dụ điển hình về cách ly lò phản ứng sinh học để vận hành vào mùa đông. Len khoáng sản được sử dụng làm vật liệu cách nhiệt. Lớp bông gòn trên cùng được phủ bằng chất liệu giấy bạc

Có một số lựa chọn để tổ chức sưởi ấm. Ví dụ, việc sử dụng máy sưởi điện hoặc hệ thống sưởi ấm nước (áo nước).

Công suất của mạch gia nhiệt phải được tính toán dựa trên nhiệt độ tối ưu bên trong lò phản ứng là 25-40°C, cần thiết để đạt được quá trình lên men sinh khối hiệu quả.

Ngoài máy sưởi, hoạt động lên men của sinh khối còn bị ảnh hưởng bởi mức độ trì trệ của nó. Về cơ bản, bên trong bể, phân bón phải chuyển động liên tục. Sự chuyển động của sinh khối giúp tăng cường quá trình lên men và giảm thời gian thu được thành phần khí.

Tùy chọn lắp đặt vào mùa hè để xử lý phân và sản xuất nhiên liệu sinh học. Trong trường hợp này, việc sưởi ấm được thực hiện dưới dạng bể nước bê tông để ngâm bể phản ứng. Tuy nhiên, cài đặt này không thể được sử dụng vào mùa đông.

Vấn đề tổ chức chuyển động được giải quyết bằng cách đưa một máy khuấy cơ học đặc biệt vào thiết kế của lò phản ứng sinh học. Trục của thiết bị này được nối với trục của động cơ tốc độ thấp, thực hiện hành động quay. Việc bật và tắt quá trình trộn có thể được thực hiện thủ công hoặc tự động.

Chúng tôi có một bài viết khác trên trang web của chúng tôi cung cấp hướng dẫn cài đặt để có được khí sinh học cho nhu cầu của một ngôi nhà riêng.

Quy trình sản xuất khí sinh học và phân bón

Thiết kế của hệ thống sản xuất nhiên liệu sinh học tại nhà theo công nghệ bao gồm việc nạp phân vào thùng chứa khoảng 1/3 công suất. Để nạp phân, người ta làm một cửa sập có cửa kín. Diện tích phía trên tự do còn lại của lò phản ứng sinh học được sử dụng để tích tụ khí thải.

Một lò phản ứng sinh học thu nhỏ tự chế được chế tạo trên cơ sở thùng 200 lít thông thường. Về nguyên tắc, để đáp ứng nhu cầu khiêm tốn về nhiên liệu sinh học nên khá phù hợp để sử dụng trong các hộ gia đình tư nhân. Đây là thiết kế tương tự có thể được thực hiện tại nhà để sản xuất nhiên liệu sinh học

Các lỗ thoát phải được làm ở tầng trên và tầng dưới của bình. Phía trên có cửa thoát khí, phía dưới có cửa xả để thoát phân (phân bón) đã qua xử lý. Cũng nên lắp cửa sổ quan sát ở khu vực phía trên của tàu để theo dõi quá trình.

Đường ống xả hỗn hợp khí được nối bằng đường ống kín với thiết bị thực hiện đồng thời các chức năng của bình tách và bịt kín nước. Để liên lạc, người ta sử dụng một ống (kim loại hoặc polyetylen) có đường kính nhỏ (25-32 mm).

Bản thân thiết bị phân tách là một bình có dung tích tương đối nhỏ chứa đầy nước. Khí đi qua cột nước được lọc sạch và thải vào giữ khí rồi phục vụ người tiêu dùng.

Một ví dụ về thiết kế thiết bị tách hai giai đoạn - van thủy lực để cung cấp hỗn hợp khí đến từ lò phản ứng sinh học. Tùy chọn lọc này cho phép bạn có được sản phẩm tinh khiết chất lượng cao.

Nên làm đường ống phía dưới lò phản ứng (để thoát phân thải - bùn thải) có đường kính càng lớn càng tốt. Một van ngắt (van) được nối với nó và một ống thoát nước được dẫn vào bể để thu gom bùn. Khối lượng chi tiêu trong trang trại có thể được sử dụng thành công làm phân bón.

Chúng tôi đã xem xét thông tin chi tiết về việc xác định thể tích cần thiết của thùng chứa, cũng như tính toán hiệu quả của lò phản ứng sinh học và tính khả thi của việc sử dụng khí sinh học trong bài viết tiếp theo.

Thành phần của khối phân nên như thế nào?

Khối lượng phân được nạp vào lò phản ứng sinh học không nên được coi đơn giản là nguyên liệu thô phù hợp với bất kỳ chất lượng nào. Thành phần của chất có tầm quan trọng cơ bản đối với quá trình lên men. Trong thực tế, người ta đã lưu ý rằng việc giảm các hạt cơ chất đi kèm với hiệu quả xử lý tốt hơn.

Độ xơ rõ rệt của chất nền và sự gia tăng diện tích tương tác của vi khuẩn là tiêu chí chính góp phần phân hủy nhanh chóng khối phân. Ở trạng thái này, nguyên liệu phân chuồng khi đun nóng và trộn sẽ không tạo thành cặn hoặc màng trên bề mặt, giúp đơn giản hóa đáng kể quá trình lọc hỗn hợp khí.

Chuẩn bị khối lượng phân bón vào lò phản ứng. Quy trình này được chú ý không kém bất kỳ quy trình nào khác nếu bạn muốn thu được một lượng nhiên liệu sinh học đáng kể trong một khoảng thời gian ngắn.

Mức độ nghiền của nguyên liệu thô quyết định thời gian lên men, từ đó ảnh hưởng đến lượng khí sinh ra. Vì vậy, để giảm thời gian lên men cần phải xay nguyên liệu thật kỹ: chất lượng xay càng tốt thì thời gian lên men càng ngắn.

Đặc điểm của việc sử dụng khí sinh học cho nhu cầu hộ gia đình

Phạm vi ứng dụng của loại nguồn năng lượng này khá rộng. Bằng cách sử dụng khí sinh học làm nhiên liệu, điện được sản xuất, nước nóng hoặc hơi nước được sản xuất. Có rất nhiều ví dụ từ thực tiễn sử dụng nhiên liệu sinh học làm nhiên liệu cho xe cộ.

Nhưng để tránh các vấn đề tại trang trại khi sử dụng nhiên liệu như vậy, điều cực kỳ quan trọng là bố trí một cơ sở lưu trữ khí sinh học thu được, phân bổ đúng vị trí để bình xăng Vị trí trên.

Nhà máy khí sinh học loại này là thiết bị mở ra khả năng tạo ra sản xuất không có chất thải. Về vấn đề này, từng quốc gia Tây Âu là một ví dụ điển hình.

Ví dụ, ở Đan Mạch, việc sản xuất loại nhiên liệu này đã đạt gần 20% tổng nguồn năng lượng của cả nước. Ở những khu vực rộng lớn trên thế giới - Ấn Độ và Trung Quốc - số lượng công trình khí sinh học lên tới hàng trăm nghìn.

Lắp đặt công nghiệp mạnh mẽ để sản xuất nhiên liệu sinh học. Những cấu trúc như vậy có khả năng cung cấp đầy đủ nhiên liệu sinh học cho các cấu trúc nông nghiệp lớn. Có một số lượng lớn các hệ thống tương tự được sử dụng trên khắp thế giới. Và tăng trưởng về số lượng tiếp tục tích cực

Không phải tự nhiên mà trên thế giới ngày càng có sự quan tâm đáng kể đến các quy trình sản xuất khí sinh học.

Đây là một trong những lựa chọn năng lượng được phân loại là nguồn thay thế và họ nhìn thấy tương lai, vì vậy nông dân và các nhà quản lý nhà ở và dịch vụ xã, chủ trang trại tư nhân và doanh nghiệp nhỏ đang theo dõi chặt chẽ sự phát triển của công nghệ.

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Đánh giá một đơn vị sản xuất khí sinh học, trong đó sử dụng bồn nhựa 127 lít. Các tính năng của thiết bị và mẹo vận hành.

Sự quan tâm đặc biệt đến việc sử dụng các thiết bị lắp đặt được thể hiện ở các chủ sở hữu nhà hàng và lĩnh vực ẩm thực, nơi chủ đề xử lý chất thải thực phẩm vẫn có liên quan. Trên cơ sở này, có cơ hội tốt để tạo ra khả năng tái chế chất thải hữu cơ với giá rẻ vì lợi ích của các trang trại. Cuối cùng, công nghệ sản xuất nhiên liệu sinh học có nghĩa là bảo vệ môi trường thực sự, điều này không thể nói đến việc sản xuất các loại nước tăng lực khác.

Bạn quan tâm đến việc sản xuất nhiên liệu sinh học và muốn làm rõ một số điểm? Đặt những câu hỏi gây tranh cãi trong phần bình luận - các chuyên gia của chúng tôi sẽ cố gắng làm rõ những điểm như vậy.

Hoặc có thể bạn đã quen với việc tự mình chế tạo lò phản ứng sinh học và quy trình sản xuất khí sinh học? Chia sẻ kiến ​​​​thức thực tế và ý kiến ​​​​của bạn về vấn đề này trong bài viết của chúng tôi - nhiều nhà điều hành doanh nghiệp sẽ quan tâm đến kinh nghiệm và đề xuất của bạn.