كيفية صنع الوقود الحيوي بيديك من السماد في المنزل

تفتح التقنيات الحديثة لمعالجة جميع أنواع المواد الخام إمكانية حل مشكلة الحصول على الوقود الحيوي من السماد مباشرة في المنزل بنجاح. علاوة على ذلك، من خلال صنع الوقود الحيوي بيديك في المنزل بفضل المبادئ الجديدة لمعالجة النفايات، يمكنك إنتاج الأسمدة للمحاصيل الزراعية في نفس الوقت.

ما هو مطلوب لهذا وكيفية صنع مفاعل حيوي بشكل صحيح - سننظر في هذه القضايا بالتفصيل في مقالتنا. سنقدم توصيات بشأن اختيار أفضل المواد الخام لإنتاج الغاز الحيوي، ونحلل ميزات استخدام الوقود الناتج لتلبية الاحتياجات المنزلية.

بالطبع أسهل طريقة هي شراء المنشآت الصناعية الجاهزة. ومع ذلك، فإن تكلفتها العالية تجبرنا على النظر في خيارات صنع أنظمة الإنتاج بأنفسنا.

باختصار حول تعريف الغاز الحيوي

وفقا للتعريفات العلمية، فإن الغاز الحيوي هو منتج يتم الحصول عليه نتيجة لعملية تخمير كتلة من النفايات البيولوجية. في هذه الحالة، منتج التخمير هو الميثان أو الهيدروجين.

يحدث تكوين الميثان (أو الهيدروجين) نتيجة للنشاط الحيوي لثلاثة أنواع من البكتيريا:

• متحلل بالماء؛
• تشكيل الحمض.
• تشكيل الميثان.

يعتبر منتج التخمير عالي الجودة عبارة عن تركيبة من خليط الغاز، حيث يتم توزيع محتوياته بنسبة: 50-85٪ ميثان، 15-50٪ ثاني أكسيد الكربون، وأقل من 5٪ كبريتيد الهيدروجين.

هذا هو تقريبًا ما يبدو عليه المخطط التفصيلي لإنتاج الطاقة البديلة. في هذه الحالة، يتم استخدام المصادر المنزلية التقليدية للمواد الخام، والتي هي مناسبة تماما لإنتاج الطاقة البديلة - الوقود الحيوي

يتم تمرير خليط الغاز هذا عبر المرشحات لإزالة وجود ثاني أكسيد الكربون² و ح²S، وبعد ذلك يبقى الميثان البيولوجي النقي. ولا يختلف هذا الغاز عن الغاز الطبيعي المستخدم في التطبيقات المنزلية والصناعية.

المواد الخام للحصول على خليط غاز بيولوجي عالي الجودة هي عادة:

• السماد وفضلات الطيور.
• نفايات إنتاج الكحول (القطعة الساكنة)؛
• فائض إنتاج التخمير (حبوب البيرة)؛
• البراز ونفايات الأسماك.
• لب البنجر، النفايات المنزلية، العشب، الخ.

وهذا ليس سوى جزء من جميع المواد الخام المسموح باستخدامها. ولكن حتى هذه القائمة توضح مدى تنوع قائمة المواد الخام لتكون قادرة على إنشاء إنتاج الغاز الحيوي على أساس مستمر.

مصنع لإنتاج الوقود الحيوي مخصص لتلبية احتياجات إحدى المزارع العديدة الموجودة. المحطة صغيرة الحجم ولكنها تلبي بالكامل احتياجات الزراعة الخاصة

يعتمد المحصول الحجمي لخليط الغاز بشكل مباشر على نوع المواد الخام المستخدمة ومحتوى المواد الجافة فيه. لذلك، إذا كنت تستخدم روث الماشية في الأعمال التجارية، فيمكنك في الواقع الحصول على 50-60 مترًا مكعبًا من طن واحد من السماد³ الوقود الحيويتحتوي على ما يصل إلى 60% من الميثان.

ويعتقد أن أفضل المواد الخام هي النفايات التي تحتوي على نسبة عالية من الدهون. معالجة طن واحد من نفايات الدهون من خلال مصنع كلاسيكي لإنتاج الوقود الحيوي يمكن أن ينتج ما يصل إلى 1300 متر مكعب³ خليط الغاز حيث تصل نسبة الميثان إلى 90%.

كيفية إنشاء وحدة معالجة الزراعة؟

من أجل إنشاء نظام لمعالجة النفايات وتحويلها إلى وقود حيوي، على الأقل، يجب أن تكون على دراية بمبدأ تشغيل هذه الأجهزة، وكذلك أن يكون لديك فهم للدوائر.

مخطط تركيب المفاعل الحيوي: 1 – المفاعل الحيوي؛ 2 - النمام. 3 - سخان. 4 - مضخة. 5 – عنصر التصفية. 6 – ضاغط الغاز. 7 - خزان الغاز. 8 – جامع السماد. 9- محصول الأسمدة (الحمأة) . 10 – لوحة التحكم بالتدفئة

دعونا نفكر في كليهما، ولكن تجدر الإشارة إلى أن إنشاء تركيب كامل أمر مزعج ومكلف للغاية. في المنزل، كقاعدة عامة، يمكنك فقط صنع شيء مشابه لمحطات إعادة التدوير. ومع ذلك، فإن بعض المحاولات تكون ناجحة.

مبدأ تشغيل التثبيت الحيوي

تدعم تكنولوجيا إنتاج الوقود الحيوي بشكل عام نهج الأنظمة التالية:

1. يتم تحميل المفاعل الحيوي (الحاوية) بالسماد.
2. لفترة معينة، تتم عملية التخمير داخل المفاعل.
3. تتشكل بيئة غازية.
4. وتتم إزالة الغازات من المفاعل.
5. تتم تنقية خليط الغاز وإرساله لاستخدامه كوقود.

يتميز تكوين خليط الغاز الناتج بتشبع عالٍ إلى حد ما للمواد المختلفة. أكبر نسبة مئوية للمكونات هي الميثان (60%) وثاني أكسيد الكربون (35%) ومواد أخرى، بما في ذلك كبريتيد الهيدروجين (5%).

هذا ما يبدو عليه مخطط توزيع غاز الخليط: 1 – محتوى الميثان حوالي 63-65%؛ 2- محتوى ثاني أكسيد الكربون حوالي 30-33%؛ 3- محتوى كبريتيد الهيدروجين 2% تقريبًا؛ 4- محتوى الأمونيا حوالي 1%؛ 5- محتوى الهيدروجين حوالي 1%

وفي الوقت نفسه، من أجل التشغيل الفعال لمحطة تشكيل الغاز للإنتاج المنزلي، هناك حاجة إلى احتياطيات كبيرة من النفايات من ممثلي عالم الحيوان.

لذلك فإن أول ما يجب الانتباه إليه في حل مشكلة الحصول على الوقود الحيوي في المنزل (البلد) هو توفر مصادر المواد الخام لمصنع المعالجة.

صنع مفاعل حيوي بيديك

بعد تحديد مصادر المواد الخام، عليك بعد ذلك تحديد موقع المفاعل الحيوي في المنزل (أو البلد). المفاعل نفسه عبارة عن وعاء مغلق، متين للغاية، بحجم يعتمد على الاستهلاك اليومي من المواد الخام للسماد للمعالجة (كمرجع: للحصول على 100 متر مكعب)³ يتطلب خليط الغاز حوالي 1 طن من السماد).

جدول العلاقة بين نوع السماد وكمية الغاز الحيوي المنتج

جدول يوضح مدى فعالية نوع معين من النفايات البيولوجية من حيث حجم الغاز المنتج. وكما يتبين من الجدول، فإن الأكثر فعالية هو روث الخنازير، الذي يمكن أن ينتج أكبر كمية من الوقود الحيوي

يجب تركيب هذه الحاوية على أساس قوي، ومجهزة بصمامات إغلاق وأدوات تقنية أخرى وفقًا للمخطط الكلاسيكي. يُنصح بجعل الجزء العلوي من الوعاء قابلاً للإزالة باستخدام مسامير ربط وحشية مانعة للتسرب.

ولضمان استمرارية الدورة، يجب أن يكون خزان التخزين مزودًا بوحدة تسخين صناعية. إذا تم ضمان كفاءة تخمير السماد ومعدل تكوين الغاز بشكل كامل في الصيف من خلال ظروف درجة الحرارة الخارجية، فإن الوضع يتغير في الشتاء.

لتشغيل المفاعل الحيوي في فصل الشتاء، يلزم التسخين الاصطناعي، مع الأخذ في الاعتبار توقف نشاط بكتيريا التخمير عند درجة حرارة 4-10 درجة مئوية فوق الصفر. وبناء على ذلك، يجب أن تتمتع الحاوية بعزل حراري عالي الجودة. الطريقة الكلاسيكية للعزل بالصوف المعدني مناسبة لهذا الغرض.

مثال جيد لعزل مفاعل حيوي لتشغيله في فصل الشتاء. تم استخدام الصوف المعدني كمواد عازلة. الطبقة العليا من الصوف القطني مغطاة بمادة احباط

هناك عدة خيارات لتنظيم التدفئة. على سبيل المثال، استخدام السخانات الكهربائية أو نظام تسخين المياه (سترة الماء).

يجب حساب قوة دائرة التسخين على أساس درجة الحرارة المثلى داخل المفاعل والتي تتراوح بين 25-40 درجة مئوية، وهي ضرورية لتحقيق عملية تخمير الكتلة الحيوية الفعالة.

بالإضافة إلى السخانات، يتأثر نشاط تخمير الكتلة الحيوية بدرجة ركودها. بشكل أساسي، داخل الخزان، يجب أن تكون مادة السماد في حالة حركة مستمرة. تعمل حركة الكتلة الحيوية على تعزيز عملية التخمير وتقليل وقت الحصول على مكون الغاز.

خيار التركيب الصيفي لمعالجة السماد وإنتاج الوقود الحيوي. وفي هذه الحالة يتم التسخين على شكل حمام مائي خرساني يتم غمر خزان المفاعل فيه. ومع ذلك، لا يمكن استخدام هذا التثبيت في فصل الشتاء.

يتم حل مشكلة تنظيم الحركة عن طريق إدخال محرك ميكانيكي خاص في تصميم المفاعل الحيوي. يتم توصيل عمود هذا الجهاز بعمود محرك منخفض السرعة، والذي يقوم بعملية الدوران. يمكن تشغيل وإيقاف عملية الخلط يدويًا أو تلقائيًا.

لدينا مقال آخر على موقعنا يقدم تعليمات التحميل للحصول على الغاز الحيوي لتلبية احتياجات المنزل الخاص.

عملية إنتاج الغاز الحيوي والأسمدة

يتضمن تصميم نظام إنتاج الوقود الحيوي في المنزل من الناحية التكنولوجية تحميل الوعاء بالسماد إلى حوالي ثلث سعته. لتحميل السماد، يتم عمل فتحة تحميل بباب مغلق بإحكام. يتم استخدام المنطقة العلوية الحرة المتبقية من المفاعل الحيوي لتراكم الغازات المنبعثة.

مفاعل حيوي مصغر محلي الصنع مصنوع على أساس برميل عادي سعة 200 لتر. من حيث المبدأ، لتلبية الاحتياجات المتواضعة من الوقود البيولوجي، فهو مناسب تمامًا للاستخدام في المنازل الخاصة. وهذا هو نفس التصميم الذي يمكن صنعه في المنزل لإنتاج الوقود الحيوي

يجب عمل فتحات الخروج على المستويين العلوي والسفلي للسفينة. يوجد في الأعلى مخرج للغاز، وفي الأسفل يوجد مخرج لتصريف السماد المعالج (الأسمدة). يُنصح أيضًا بتركيب نافذة مراقبة في منطقة المنطقة العلوية للسفينة لمراقبة العملية.

يتم توصيل أنبوب تفريغ خليط الغاز بواسطة أنبوب مغلق بجهاز يؤدي في نفس الوقت وظائف الفاصل وختم الماء. للاتصال، يتم استخدام أنبوب (معدني أو بولي إيثيلين) بقطر صغير (25-32 ملم).

الفاصل نفسه عبارة عن وعاء ذو ​​سعة صغيرة نسبيًا مملوء بالماء. تتم تنقية الغاز الذي يمر عبر عمود الماء وتصريفه فيه حامل الغاز ومن ثم تقديمها للمستهلكين.

مثال على تصميم فاصل على مرحلتين - صمام هيدروليكي لتزويد خليط الغاز القادم من مفاعل حيوي. يتيح لك خيار الترشيح هذا الحصول على منتج منقى عالي الجودة.

يُنصح بجعل الأنبوب السفلي في المفاعل (لمخرج نفايات السماد - الحمأة) بقطر كبير قدر الإمكان. يتم توصيل صمام الإغلاق (الصمام) به ويتم تصريف الخزان لتجميع الحمأة. يمكن استخدام الكتلة المستهلكة في المزرعة بنجاح كسماد.

قمنا بمراجعة المعلومات التفصيلية حول تحديد الحجم المطلوب للحاوية، وكذلك حول حساب كفاءة المفاعل الحيوي وجدوى استخدام الغاز الحيوي في المقالة التالية.

ماذا يجب أن يكون تكوين كتلة السماد؟

لا ينبغي اعتبار كتلة السماد التي يتم تحميلها في المفاعل الحيوي مجرد مادة خام مناسبة بأي نوعية. إن مكون المادة له أهمية أساسية في عملية التخمير. من الناحية العملية، لوحظ أن انخفاض جزيئات الركيزة يصاحبه تحسين كفاءة العملية.

إن الليف الواضح للركيزة وزيادة مساحة تفاعل البكتيريا هي المعايير الرئيسية التي تساهم في التحلل السريع لكتلة السماد. في هذه الحالة، لا تشكل المادة الخام للسماد، عند تسخينها وخلطها، رواسب أو فيلم على السطح، مما يبسط إلى حد كبير ترشيح خليط الغاز.

تحضير كتلة السماد للتحميل في المفاعل. لا يحظى هذا الإجراء باهتمام أقل من أي شيء آخر إذا كانت هناك رغبة في الحصول على كمية كبيرة من الوقود الحيوي في فترة زمنية قصيرة

وتحدد درجة طحن المادة الخام مدة التخمر، مما يؤثر بدوره على حجم الغاز المنتج. وبالتالي، لتقليل وقت التخمير، من الضروري طحن المواد الخام جيدًا: كلما كانت جودة الطحن أفضل، كلما كانت فترة التخمير أقصر.

ميزات استخدام الغاز الحيوي لتلبية الاحتياجات المنزلية

نطاق تطبيق هذا النوع من موارد الطاقة واسع جدًا. وباستخدام الغاز الحيوي كوقود، يتم إنتاج الكهرباء، ويتم إنتاج الماء الساخن أو البخار. هناك العديد من الأمثلة من الممارسة حيث يتم استخدام الوقود الحيوي لتزويد المركبات بالوقود.

ولكن من أجل تجنب المشاكل في المزرعة عند استخدام هذا الوقود، من المهم للغاية ترتيب منشأة تخزين للغاز الحيوي الناتج، وتخصيصها المكان المناسب لخزان الغاز الموقع على.

إن محطات الغاز الحيوي من هذا النوع عبارة عن معدات تفتح إمكانية إنشاء إنتاج خالٍ من النفايات. وفي هذا الصدد، تقدم كل دولة من دول أوروبا الغربية مثالاً جيدًا.

على سبيل المثال، في الدنمارك، وصل إنتاج هذا النوع من الوقود إلى ما يقرب من 20% من إجمالي موارد الطاقة في البلاد. وفي مناطق واسعة من العالم - الهند والصين - يصل عدد محطات الغاز الحيوي إلى مئات الآلاف.

منشآت صناعية قوية لإنتاج الوقود الحيوي. هذه الهياكل قادرة على تزويد الهياكل الزراعية الكبيرة بالوقود الحيوي بشكل كامل. هناك عدد كبير من الأنظمة المماثلة المستخدمة حول العالم. ويستمر النمو الكمي بنشاط

ليس من قبيل الصدفة أن هناك زيادة كبيرة في الاهتمام في جميع أنحاء العالم بعمليات إنتاج الغاز الحيوي.

يعد هذا أحد خيارات الطاقة المصنفة كمصدر بديل والتي يرون المستقبل لها، لذلك يراقب المزارعون ومديرو الإسكان والخدمات المجتمعية وأصحاب المزارع الخاصة والشركات الصغيرة عن كثب تطور التكنولوجيا.

استنتاجات وفيديو مفيد حول هذا الموضوع

مراجعة وحدة إنتاج الغاز الحيوي والتي يستخدم في تصنيعها خزان بلاستيكي سعة 127 لتر. مميزات الجهاز ونصائح التشغيل.

يتجلى الاهتمام الخاص باستخدام المنشآت بين أصحاب المطاعم ومجال تذوق الطعام، حيث يظل موضوع معالجة نفايات الطعام ذا صلة. وعلى هذا الأساس هناك فرصة جيدة لإنشاء إعادة تدوير رخيصة للنفايات العضوية لصالح المزارع. وأخيرا، فإن تكنولوجيا إنتاج الوقود الحيوي تعني الحفاظ الحقيقي على البيئة، وهو ما لا يمكن قوله عن إنتاج مشروبات الطاقة الأخرى.

هل أنت مهتم بإنتاج الوقود الحيوي وتريد توضيح بعض النقاط؟ اطرح أسئلة مثيرة للجدل في التعليقات - سيحاول خبراؤنا توضيح مثل هذه النقاط.

أو ربما تكون على دراية بتصنيع المفاعل الحيوي وعملية إنتاج الغاز الحيوي بشكل مباشر؟ شارك معرفتك العملية ورأيك حول هذه المسألة ضمن مقالتنا - سيكون العديد من مديري الأعمال مهتمين بتجربتك وتوصياتك.