Биогаз для чайников
Шрифт:
В наше время удобно делать такую конструкцию из тепличной пленки, которая продается в виде трубы. Для надежности можно вложить одну трубу в другую, чтобы уменьшить вероятность разрыва. Стоимость такой пленки из полиэтилена очень низкая. Желательно брать пленку черного цвета. Подстилающая поверхность должна быть ровной без острых фрагментов. Если грунт сильно остывает, то надо подложить слой утеплителя.
Выходную и выходную трубы можно заменить гидрозатворами, которыми будут заканчиваться концы кишки. Через один из гидрозатворов можно пропустить газовую трубу, чтобы не нарушать целостность стенок кишки.
Недостатком такой конструкции является большая занимаемая площадь,
Эту конструкцию можно еще усовершенствовать, проложив внутри кишки трубы обогрева и установив погружной миксер. Если при этом расположить такую кишку внутри теплицы, то можно попытаться эксплуатировать ее даже зимой.
8.3. «Всепогодная» установка.
В наших широтах малые биогазовые установки чаще всего делают с использованием примерно той же конструкции, что и у больших промышленных установок. Такая малая установка состоит из подготовительной емкости для субстрата, системы подачи субстрата в реактор, утепленного реактора, системы поддержания температуры в реакторе, системы перемешивания субстрата в реакторе, системы слива субстрата из реактора, приемника шлама, газгольдера, системы вывода биогаза и подачи его потребителям, блока автоматики блока теплоснабжения. В результате получается достаточно дорогая и сложная конструкция, но она способна функционировать круглый год в наших климатических условиях.
Все емкости для таких установок обычно подбирают из готовых изделий, имеющихся в продаже. Гораздо реже их изготавливают самостоятельно. Дело в том, что к материалу стенок таких емкостей предъявляются высокие требования по коррозионной и абразивной стойкости. Металл требует специальных недешевых покрытий. Бетон годится только специальных недешевых марок. Поэтому почти идеально подходят нейтральные полимерные материалы – полиэтилен, полипропилен. Обычно в продаже присутствуют цилиндрические емкости из полиэтилена, изготовленные в заводских условиях методом ротационного формования. Объем таких цилиндров достигает 15 м3, встречаются также предложения на 20 и 30 м3. По всем параметрам трудно подобрать что-то более подходящее.
В качестве подготовительной емкости обычно выбирается горизонтальный цилиндр или параллелепипед. Есть три способа подачи субстрата из подготовительной емкости в реактор: вручную, самотеком и насосом.
Для подачи самотеком подготовительная емкость размещается выше реактора. После приготовления субстрата открывается заслонка или затычка в днище этой емкости, и субстрат сливается в реактор по входной трубе.
Для подачи насосом или вручную подготовительная емкость размещается в непосредственной близости к реактору. Если надо заливать субстрат вручную, то подготовительная емкость делается с открытым верхом, чтобы можно было черпать субстрат ведром. Возле входной трубы ставится стремянка, а на горловине входной трубы – раструб. Необходимо подниматься по стремянке и заливать субстрат из ведра в раструб. Понятно, что делать такую процедуру можно один-два раза в день, заливая за один цикл десяток-другой ведер субстрата. Тогда это будет занимать приемлемое время. Если суточные объемы субстрата больше, или техпроцесс требует частой порционной подачи субстрата, необходимо применять автоматизированную подачу субстрата насосом. Такая порционная подача нужна при применении быстроокисляющихся и высокопитательных субстратов. Субстраты из навозов допустимо загружать один раз в сутки, хотя это и не оптимизирует техпроцесс.
Для приготовления субстрата в подготовительную емкость засыпают/заливают исходное сырье, добавляют необходимое количество воды и перемешивают. Мешать можно вручную, а можно с помощью электрического миксера. Сделать такой миксер можно самостоятельно самыми различными способами. Но технологически и экономически он оправдан только при необходимости порционной подачи сырья. Тогда еще в подготовительную емкость помещается погружной фекальный насос. При приготовлении субстрата миксер включается вручную и работает до полной гомогенизации субстрата. В процессе суточной работы по расписанию автоматика включает миксер, перемешивая субстрат, а сразу после этого включается насос и закачивает в реактор заданную порцию субстрата. Самый простой, но очень грубый способ отмерить заданную порцию – временной. Насос включается на заданное время. Время это настраивается так, чтобы насос качал немного с избытком, тогда к исходу суток подготовительная емкость будет опустошена. Возможный остаток субстрата можно закачать в реактор, включив насос вручную, перед приготовлением новой порции субстрата.
В случае ручной подачи субстрата ил подачи самотеком, подготовительную емкость не обязательно надо содержать в теплом месте. Достаточно быстро приготовить субстрат, используя теплую воду, и быстро залить его в реактор. При автоматической подаче субстрат целые сутки проводит в подготовительной емкости. Температура его не должна быть ниже 250C. Поэтому в этом случае подготовительную емкость располагают внутри обогреваемого помещения. Обычно ее располагают в котельной, где находится еще котел отопления и блок автоматики.
Входная труба реактора делается с гидрозатвором, как для «китайской ямы». Выходная делается по тому же принципу. Слив выходной трубы должен попадать в лагуну для шлама. Теплоизоляцию реактора удобно делать из гибких теплоизолирующих материалов, поскольку реактор имеет цилиндрическую форму. Всякие варианты минеральной ваты плохо подходят из-за сложностей крепления и высокой гигроскопичности. Идеально подходят материалы на базе вспененного полиэтилена. Также есть смысл в применении фольгированных материалов для отражения внутрь реактора инфракрасного излучения. Но в идеале реактор малой биогазовой установки надо размещать внутри помещения, которое нуждается в каком-нибудь обогреве (но не в человеческом жилье). Тогда тепловые потери реактора не будут улетучиваться, а будут греть это помещение.
Перемешивание субстрата в реакторе дешевле всего организовать внутренним погружным миксером или гидравлическим погружным насосом. Применение конструкций с внешним приводом, переходными муфтами с сальниками и крупной мешалкой внутри реактора усложняется необходимостью дополнительных креплений внешнего привода, компенсации разбаланса между приводом и реактором со строенной мешалкой, сложностью закрепления внутри реактора большой мешалки.
В случае подогрева субстрата в реакторе теплом от сжигания вырабатываемого биогаза, теплообменник делается в виде спиральной восходящей трубы вдоль вертикальных стенок реактора. Для этих целей хорошо подходит металлопластиковая труба. Если есть возможность подогревать реактор дешевым электричеством, то можно это делать ТЭНами, непосредственно укрепленными в стенках реактора, можно применить нагревательную ленту, которую располагать спиралью, как трубу теплообменника, а можно просто применить электрокотел и ту же трубу теплообменника.