Пошаговый иллюстрированный рассказ об изготовлении домашней биогазовой установки

Биогазовую установку можно сделать своими руками, а производимое топливо использовать для приготовления пищи и обогрева здания. Биогаз - это смесь летучих соединений, которые образуются в процессе разложения анаэробными бактериями органических веществ. Эта смесь легко горит, необходимые для ее образования органические вещества есть даже в воде, полученной на кухне после мытья посуды.

Устройство для получения такого топлива (варочный котел, где оно образуется) представляет собой контейнер, содержащий воду и бактерии, которым "подается" органическое вещество для переработки. Полученное топливо или отводится в коллектор для хранения, или сжигается непосредственно от котла.

Выгоды описанной ниже установки:

•     образуется топливо;
•     получается удобрение для земли;
•     используется промывочная вода кухни;
•     безопасная и безотходная технология.

Необходимые материалы:

•     пластиковые бочки емкостью 200 литров;
•     отходы пластика;
•     трубы и фитинги ПВХ;
•     шланги и фитинги;
•     силиконовый герметик.

Такую установку собственноручно сделал и постоянно использует в быту индийский фермер Shaun. Ниже приведен рассказ изобретателя о замысле и реализации проекта установки.

Проект фермера Shaun

Я решил создать систему, способную производить количество топлива достаточное для одного приготовления еды в день. Она должна была стать основным источником энергии для приготовления пищи.

Эскиз моего проекта выглядел так:

Можно просмотреть увеличенное изображение.

В проекте я решил использовать 200-литровую синюю пластиковую бочку из местной больницы, в которой хранились химические моющие средства. В верхней части бочки были две винтовые крышки, она имела куполообразную форму.

Пластиковая бочка. В верхней части видны входной трубопровод, стопорный клапан и выходная труба.

Варочный котел установки требует входа трубы для подачи свежего сырья и выходного трубопровода для удаления отработанного содержимого. Так как в бочке уже были два винтовых входа в крышке, я решил воспользоваться ими. Обе мои входные и выходные трубы должны войти в корпус через верхнюю часть, выход биогаза также должен быть расположен в верхней части корпуса.

Моя установка должна быть газонепроницаемой, чтобы накопленное топливо могло выходить только через выпускной клапан. Тем не менее, если по каким-то причинам давление появится в системе, его можно будет просто выпустить через одну или обе входных / выходных труб.

Входной трубопровод проходит через одну из крышек пластиковой бочки, и расширяется почти до нижней части корпуса. Таким образом свежее сырье будет поступать в нижнюю часть варочного котла. Выходной трубопровод доходит только до центра корпуса. Поэтому, когда свежее сырья будет введено, имеющаяся жидкость будет смещаться от центра корпуса, и выходить в отходящее ведро. Так как твердые частицы органического вещества, как правило, либо всплывают, либо оседают, в виде стоков выходит только жидкость, а более крупные частицы попадают в варочный котел, чтобы использоваться дальше.

Розовая линия показывает уровень воды в варочном котле. Обращаем внимание на выпускной клапан, который находится выше этого уровня

Я установил выходную трубу почти на уровне входа в корпус, в верхней части которого осталось небольшое пространство под куполом для сбора летучих соединений (в самом верху корпуса, где я установил свой клапан). Это означало, что варочный котел будет почти полностью заполнен жидкостью, и почти весь газ будет проходить через стопорный клапан на коллектор.

Коллектор

Показан пустой коллектор, он представляет собой перевернутый пластиковый бак, погруженный в воду

Коллектор был сделан из такой же синей пластиковой бочки, как и варочный котел. У нее была срезана верхушка, бочка на 3/4 заполнена водой, в которую погружен пластиковый мусорный бак, перевернутый и затопленный. У этого бака есть вход газа и выходной клапан. Топливо, производимое в варочном котле, будет собираться в мусорный бак. Когда биогаза будет достаточно много, он приподнимет бак из воды. Если в баке его соберется слишком много, летучие соединения просто выйдут стороной бака.

Подача сырья в котел

Я заполнил мой варочный котел использованной на кухне водой и добавил около 20 кг коровьего навоза. Идея заключается в том, чтобы развести различные виды кишечных бактерий из навоза, чтобы они обрабатывали исходное сырье так же, как они делают в кишечнике коровы: разлагая его на удобрение и создавая горючие газы. Это заняло неделю или около того, за это время бактерий обосновались и начали переваривать сырье.

На фотографии показано, как я наливаю кухонную воду (использованную при мойке и ополаскивании посуды), а отработанная вода, выходя из установки, попадает в ведро, которое будет вылито в саду или огороде.

Добавлять сырье в установку легко. Я выключаю выходной газовый клапан (он перекрывает выход топлива) и открываю крышки на входной и выходной трубах. Когда я лью мою воду из кухни, такой же объем использованной воды выливается из варочного котла в ведро, которое после этого я выливаю в мой сад.

Сжигание биогаза

Биогаз - это то, что производит/выпускает из себя корова! У него такой же запах, который вы себе представляете, но, когда он сжигается, запах такой же, как от сожженного чистого природного газа привычной кухонной плиты.

Сжигание биогаза чистого (слева), и смешанного с воздухом (справа). Синее пламя чистое и горячее

Сжигаемый чистый биогаз дает большое желтое закопченное пламя, которое превратит дно кастрюли в черное и не будет эффективно ее подогревать. Когда же он смешивается с воздухом непосредственно перед воспламенением, получается горячее, чистое, синее пламя. Для этого я сделал горелку Бунзена.

Отверстия позволяют воздуху смешиваться со струей летучих соединений, после того как он проходит через ограничитель.

Деревянные ограничители струи. Они усиливают струю (отходит, как пламя реактивного двигателя)

Моя бунзеновская горелка изготовлена ​​из лома ПВХ трубы, запасних фитингов и круглой деревянной полой втулки, примененной в качестве ограничителя струи. Я сделал несколько таких ограничителей с различными размерами отверстий, чтобы экспериментировать с ними. Просверленные через ПВХ-переходник в основную трубу отверстия позволили воздуху входить и смешиваться с потоком газа - также переходник можно поворачивать, чтобы регулировать поток воздуха. Потребовалось несколько тестов, чтобы найти наиболее эффективное сочетание и получить хорошее жаркое пламя.

Пламя нагревает кастрюлю воды

Я сделал самодельную горелку на дне старого барбекю. Используя существующие опоры, я могу готовить в кастрюле над пламенем полученного топлива. Я помещаю вес 5 кг или 10 кг на верхнюю часть бункера коллектора установки, чтобы создать определенное давление на биогаз. Вес 5 кг позволяет получить пламя, способное вскипятить литр воды примерно в течение 15 минут. 10 кг веса заставляет топливо вытекать быстрее, и литр воды можно вскипятить за 10 минут.

Опорожнение установки

В мою первую зиму я по незнанию устроил варочному котлу понос! Я накормил его броженным/заплесневелым хлебом и налил кислый сок. Состав бактерий внутри варочного котла разбалансировался, и производство биогаза прекратилось. Сточные воды обрели цвет болезненного поноса. Я понял, что должен очистить свою установку и начать все сначала.

Большинство таких конструкций имеют трубу для стока в нижней части корпуса, а у меня этого нет. Я разработал способ вытеснить большую часть содержимого моего варочного котла, теперь устройство можно перемещать и оно легко опорожняется.

Я отсоединил шланг между варочным котлом и коллектором, оставил только один конец прикрепленным к варочному котлу. Затем стал дуть в этот шланг. Сила давления вынудила часть жидкости выйти в ведро, принимающее стоки. Так как выходная труба ПВХ доходит только до половины высоты корпуса, я смог удалить таким способом только половину содержимого. Около 100 литров продолжало там оставаться. В таком случае может использоваться для смещения блока ручная тележка. У меня не было ручной тележки, чтобы вывезти бак, поэтому я поменял местами фитинги выводной и входной труб и продолжал дуть. Поскольку входная труба проходит почти до нижней части устройства, я смог удалить все, кроме ила на дне. Теперь я мог открутить каналы ввода и вывода, а также газовый выход клапана и крышку корпуса, перевернул корпус и вытащил его в сад. Пришлось еще потрудиться, чтобы отделить шлам от основания корпуса.

Я даже решился на промывку корпуса маслом эвкалипта и моющим средством для его очистки и дезинфекции. После долгого выскребания и ополаскивания я вернул аппарат в его угол и заправил снова коровьим навозом и водой. Биогаз выходил в течение нескольких недель, но затем снова начался понос! Это было зимой, так что я не уверен, может быть причиной была температура. Я отказался от моего варочного котла и оставил его. Через несколько недель бездействия я заметил, что мой накопитель газа поднялся. Я сделал тест пламени и увидел, что биогаз производится. Я проверил сточные воды и снова понюхал - какой хороший запах свежего коровьего навоза! Я снова смог использовать мое топливо! Я до сих пор не знаю точно, что произошло, но состав бактерий восстановился.

Резюме

Моя установка (коллектор наполнен газом)

Мой проект завершился успешно: варочный котел способен производить топлива в сутки почти на 30 минут использования, а коллектор может удержать такое же его количество. Однако я решил не пытаться использовать кухонные отходы, чтобы полностью наполнить сырьем варочный котел, вместо того, чтобы давать ему промывочную воду из моей кухни (это около 4 л в день - смесь воды, жидкости и частиц пищи от ополаскивания чашек и тарелок).

Моя система ограничена коллектором - он может хранить топливо, которое горит только около 30 минут, а сам варочный котел может производить более чем вдвое большее его количество (при большей подачи питательной смеси). Для моих целей больший коллектор не нужен, но я призываю тех, кто планирует готовить всю пищу на биогазе, рассмотреть вариант использования нескольких коллекторов или использовать большие контейнеры.

Часто задаваемые вопросы

Что еще я могу использовать, чтобы сделать такую ​​установку своими руками?

Любой большой пластиковый контейнер пригоден для использования. Нельзя применять стальные барабаны и любые металлические детали в конструкции, так как сероводородные компоненты образуемой смеси быстро разъедают эти части. До сих пор я не видел никакого ухудшения в каждой из частей, которые я использовал (ПВХ, поливинилхлорид, полиэтилен) после контакта с биогазом и / или сточными водами. Можно подумать о контейнерах для растительного масла или для более масштабного варочного котла рассмотреть 1000-литровые цистерны (с клеткой).

Сколько тепла может дать такое топливо?

Если сегодня вы возьмете 1 кг смешанных пищевых отходов и выльете его с водой в варочный котел, через 24 часа у вас будет достаточное количество газа для приготовления пищи в течение часа. На следующий день вы продолжали бы получать газ из этого сырья, так что не понадобилось бы наполнять установку каждый день. Я лично только использовал промывочную воду из нашей кухни, которой собиралось около 4 л в день, и полученного газа хватало для кипения 1 л воды один раз в день - достаточно, чтобы сделать чай или пару чашек кофе. Если я не готовлю на биогазе, на следующий день у меня его достаточно, чтобы приготовить макароны или рис.

Может ли горючее топливо взорвать коллектор?

Нет. Для того, чтобы взорвать коллектор вам нужно будет:

1. подмешать воздух в коллектор;
2. создать давление в коллекторе;
3. каким-то образом создать искру внутри.

Если по какой-то причине вы чувствуете, что эти три события смогут произойти одновременно в варочном котле, я рекомендую вам не заниматься этим проектом. Мой коллектор газонепроницаемый, он находится под давлением только когда я готовлю, и я не смог создать искру внутри котла, когда пытался это сделать.

Обновление! Октябрь 2013

Ну, друзья мои, прошло более двух лет с тех пор, как я впервые произвел своими руками биогаз, и я считаю, что это одним из моих самых успешных проектов. Я до сих пор использую его каждый день, чтобы сделать себе утренний кофе.

Ссылка на анлоязычный рассказ о проекте.