Что за газ – биогаз
Что за газ – биогаз?
Биогаз – это смесь газов, т.е. продукт обмена веществ метановых бактерий, который образуется в результате разложения органической массы.
Основные компоненты биогаза: ≈ 70%-СН4 (метан), ≈ 30%-СО2 (углекислый газ) и небольшое количество H2S, H2 и N2.
Теплотворная способность биогаза - от 5000 до 8000 ккал/м3, что фактически соответствует применяемым в народном хозяйстве и быту газовым смесям.
А можно ли в каждом загородном подворье, без особо сложных нанотехнологий, оборудовать такой себе маленький автономный Газпром?
Ведь это и тепло и электроэнергия.
Так как же получить биогаз?
Первыми получать и использовать биогаз стали китайцы еще за сотню лет до нашей эры. Вот уж воистину - без прошлого нет будущего! В современный период, благодаря таким глубоким историческим корням и программам государственной поддержке отрасли, в Китае очень широко используются биогазовые технологии - около 30 млн. штук в 2000. Начиная с середины 70-х гг., в этой стране ежегодно строилось около миллиона метантенков. К 1987 году их количество достигло 10 млн. штук. Сегодня КНР обеспечивает 30% (!) национальных потребностей в энергии за счет биогаза.
Загрузка и выгрузка биомассы "Из китайского руководства по биогазу".
Второе место в мире по производству биогаза занимает Индия, в которой еще в 30-е годы была принята первая в мире программа по развитию биогазовой технологии. Глядя на пример этих стран, невольно задумываешься о нашей энергетике.
И выводы, при всех имеющихся возможностях, неутешительные. Видать не хотим мы (или наши рукамиводители) избавиться от зависимости перед Россией.
Кому-то это очень выгодно. Но явно не нам с вами. Исходя из известного постулата «спасение утопающих, это дело рук самих утопающих», рассмотрим возможность самостоятельного решения проблемы энергонезависимости отдельно взятого подворья.
Получение газа в домашних условиях предлагает Интернет-рубрика «Сделай сам»: «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.»
«Энергетическую проблему Давыдов решил так.
Вырыл большую яму.
Уложил в нее огромные бетонные кольца: сам отливал!
Накрыл ее железным колоколом весом в тонну.
Трубы в сторону от агрегата отвел.
А потом собрал у всех соседей навоз, заполнил пахучей массой установку и стал ждать.
Соседи поначалу подумали, что он спятил. - За раз надо пять тонн говна, - безо всяких там словесных изысков, по-простецки, описывает мне технологический процесс Людмила Петровна. - Уже через несколько дней купол начинает наполняться газом.
Летом, когда жарко, дело быстрее идет, зимой чуть помедленнее.
Если газ не стравливать, может здорово рвануть!
Один раз я замешкалась, так купол из-под земли на полтора метра вышел. Давыдовы сначала собственным газом баньку отапливали, еду на нем поросятам варили, а потом и в дом его провели. Шестилетний сынишка Славка бегает зимой по комнатам в шортиках и босиком: тепло!» Яма, бочка, цистерна, емкость, куда загружается самая различная органика и где она потом бродит без доступа воздуха и выделяет биогаз, называется биореактор, ферментатор или метантенк. Объемы метантенков могут варьировать в больших пределах - от 1 м3 до 5 тыс. м3. Они делятся на метантенки разовой загрузки и непрерывной. • В первых весь объем реактора загружается за один раз, и сбраживание осуществляется в течение 3-4 месяцев. После завершения процесса метантенк опорожняется и загружается следующей порцией сырья. • В реакторе с непрерывной загрузкой сырье для сбраживания подается порциями, выдавливая при этом эквивалентное количество сброженного сырья. «Можно отметить и поныне действующую малую установку, смонтированную во дворе проживающей в городе Обухове (Киевская обл.) семьи Герасимцов. Мощности этой установки (объем реактора - 2,5 м3) хватает для переработки навоза, полученного от содержащейся на личном подворье скотины (коровы, нескольких свиней, домашней птицы), и выработки газа для бытовых нужд.» Украинские, российские, белорусские и др. производители предлагают, в основном, второй тип биорекатора с непрерывной загрузкой. А если у меня нет коровы и прочей живности? А если я живу в пригородном коттедже на 6-8-10 сотках земли, но тоже хочу свой маленький Газпром? Тогда мне нужен метантенк с разовой загрузкой. Осенью загружаю купленным навозом, пометом, собранной листвой, ботвой, очистками картошки и прочей найденной органикой, устроенный в сарае биореактор-метантенк, кубов, эдак, на 6, а то и 10. И до весны мне хватит газа, чтобы отапливать дом, греть воду и получать от миниэлектростанции, к примеру, «Universal СС-5000-NG/LPG-B 380V L2», работающей от природного газа (биогаза), мощностью 5 кВт., с системой стабилизации и накопления, необходимое количество электроэнергии. Хотя лучше здесь использовать двигатель внешнего сгорания – двигатель Стирлинга. Тогда биогаз и очищать не надо. Но пока у нас электроэнергия ещё относительно дешевая, миниэлектростанцию можно держать как резервный источник, на частые случаи отключения из-за обрыва проводов налипшим снегом, замыкания из-за ветра, нетрезвости местных электриков и пр. Но, в общем и целом, и Газпром с их повышением цен до уровня мировых, и наши приватизированные облэнерго, мне будут уже «до лампочки». Уж навоз то я куплю всегда. Это, конечно, несколько утрированный и упрощенный взгляд на «домашнюю энергетику». Понятно, что потребуется и газгольдер для хранения газа (хотя возможно использовать и камеры тракторных колес), и автоматика, и, возможно, компрессор для закачки газа в баллоны, и трубопровод с клапанами и пр. И понятно, также, что все это стоит денег. Но эти расходы довольно быстро окупаются, да и сама энергонезависимость тоже чего-то, да стоит. В среднем полутораэтажный коттедж 150-200 м2 на отопление и горячее водоснабжение потребляет 450-500 м3 газа в месяц. При стоимости 1000 м3 российского газа для потребителя 200 долларов и выше (с учетом прокачки до потребителя, услуг и накруток торгующей организации, облгаза, налогов и пр.), нетрудно подсчитать, что в месяц потребление коттеджем газа составит около 100 долларов США зимой и 50 летом. А если коттедж в 2-3 этажа и метров 600-800 площади, если термосопротивление его стен 2,5 и топить его зимой необходимо полностью, а не несколько комнат (и на кой ляд тогда другие комнаты)? А если вскоре цена на газ станет как в Германии за 400 долларов? Считайте сами. Вот, как пример. https://www.ukrsmb.info/attikbio.html Биогенераторная установка состоит из бака (5) , куда загружается биомасса (навоз и органические отходы), закрываемого внутренним баком (2), в который встроена мешалка (4) и труба догрузки (3). В установку помещается 1 тонна органического вещества, что образует от 1,5 до 2,5 м3 газа в сутки в течении полугода. (А если установка будет на 6-10 м3 ? Прим. автора). Выработка газа начинается через 6-8 дней после загрузки. Установка должна находится на открытом воздухе. Летом температурный режим позволяет работать без утепления, в зимнее время над установкой закрепляют каркас из полиэтиленовой пленки. С теплом и электроэнергией немного разобрались. Теперь несколько слов о топливе для наших автомобилей. Создание двигателей автотранспортных средств, работающих на газе с низкой теплотой сгорания, как у биогаза, представляет определенные трудности. Поэтому целесообразнее использовать не биогаз, а получаемый из него биометан. Для этого из биогаза удаляют СО2 и другие примеси. Получаемый газ имеет однородный состав, содержащий 90-97 % метана СН4 с теплотой сгорания 35-40 МДж/м3. Очистка биогаза от двуокиси углерода может производиться различными способами. Наиболее распространенные: промывка газов через жидкие поглотители (например, воду), вымораживание, адсорбция при низких температурах. Все это технологически не столь сложно и может уместиться в том же «энергосарае» любого подворья. Биометан может применяться в автомобилях как моторное топливо либо в компримированном (сжатом), либо в криогенном (сжиженном) состоянии. В сжиженном, конечно, значительно лучше. Но тогда потребуются теплоизолированные криогенные ёмкости-баки. Поэтому используем в сжатом состоянии. Применение биометана в качестве топлива для ДВС осуществляется путем использования серийно выпускаемой топливной аппаратуры для природного газа с коррекцией соотношения топливо-воздух. Основным сдерживающим фактором широкого применения сжатого биометана в качестве моторного топлива, как, впрочем, и компримированного природного газа, является транспортировка толстостенных баллонов, составляющих до 96 % веса топливной системы. Но! Это топливо может быть получено на своем подворье, а не на АЗС или АГНКС. Построив предлагаемый нами дом с наружными стенами из глино-соломенной смеси и коэффициентом сопротивление передачи тепла 9 и выше, оборудовав его пассивными и активными солнечными элементами, Вы уже практически решите задачу энергоэффективности. А оборудовав своё поместье биореактором, Вы решите ещё и проблему энергонезависимости. Главное, чтобы биогаз у Вас был! Вот пример использования газа для производства тепла и электроэнергии в доме или квартире. https://www.whispergen.com/main/PRODUCTS/ или https://stirling-systems.ch/en/home.html Устанавливается на кухне. Места занимает – как небольшая посудомоечная машина. Обеспечивает тепло и 1,2 кВт электроэнергии. Внутри все тот же двигатель Стирлинга. Этим двигателем внешнего сгорания у нас в стране и в СНГ практически никто не занимается. А это завтрашний день малой энергетики. Многие развитые страны вплотную занялись производством таких двигателей. У нас же, только говорят об огромном научном потенциале страны и значении наукоемких технологий. А на деле мы, как всегда, в хвосте у мира всего. Ну а тем, кто занимается еще садоводством и огородничеством следует знать, что: • Биогаз – это здоровье в вашем доме. В результате утилизации навоза в биогазовых установках, а не складирования его на приусадебных участках, падает уровень заражения среды болезнетворными бактериями. Исчезают неприятные запахи от разложения биоотходов и мухи, личинки которых выводятся в навозе. • Биогаз – это источник плодородия вашего огорода. Твердая фракция, получаемая из метантенка – это наилучшее органическое удобрение. Из нитритов и нитратов, содержащихся в навозе и отравляющих ваш урожай, получается чистый азот, который так необходим растениям. При переработке навоза в установке погибают семена сорняков, и при удобрении огорода метановым флюентом (переработанным в установке навозом и органическими отходами) у вас будет уходить гораздо меньше времени на прополку. А урожай какой будет! • Биогаз – доходы из отходов. Пищевые отходы и навоз, которые скапливаются в хозяйстве, являются бесплатным сырьем для биогазовой установки. После переработки мусора вы получаете горючий газ, а также высококачественные удобрения (гуминовые кислоты), являющиеся основными составляющими чернозема. Более подробную информацию можно найти в Интернете, в частности на: https://www.kedr.primorye.ru/biblio/house/gas/ https://www.chaspik.info/news/00255/20.php?version=2 https://www.ngoidc.kz/?uin=1044271590&chapter=1044271705 https://bio-diesel.com.ua/catalog/gas_bio https://bio-gaz.ru/sost.htm https://www.autobbs.ru/kb-article-17.html&print=true https://www.enf.ru/ https://biogascenter.googlepages.com/ А о двигателях Стирлинга: https://www.ukrsmb.info/newtech1.html https://www.vtormet.vn.ua/info/engine/stirling.html https://articles.excelion.ru/science/fizika/22856101.html https://energoacademy.ru/ru/index.php?PAGE_CODE=MAGAZINE&PAGE_TYPE=M&article_id=182 https://www.whispergen.com/main/products/ https://stirling-systems.ch/en/home.html https://stirling2007.narod.ru/prototype.htm https://www.ecoaudit.com.ua/index.php?go=Pages&in=view&id=29 |
