Биотопливо своими руками в домашних условиях, учимся делать биогаз и биодизель

Производство биогаза

Вторым продуктом, который мы получаем в результате брожения навоза, является газ.

Для получения газа из этого сырья используется:

  • навоз;
  • птичий помет;
  • стоки туалета;
  • пищевые отходы;
  • растительная масса;

Все сырье должно быть измельчено, иначе трубы, предназначенные для вывода отработанного сырья, могут засориться.

Получить газ можно и в домашних условиях. Для этого, необходимо приобрести газонепроницаемую емкость. Эта емкость должна быть герметичной, так как воздух не должен контактировать с полученным газом.

Затем необходимо поместить сырье (навоз) внутрь этой емкости, немного нагреть и подождать 5 дней. Затем, полученный газ собрать в емкость и применять по своему усмотрению. Устройство по изготовлению биогаза можно собрать самостоятельно, а можно приобрести у фирмы, специализирующейся по продаже этого оборудования.


Рассмотрим каждый способ по отдельности. И после этого вы сможете делать уголь самостоятельно.

Что собой представляет биогаз?

Биогаз – это общее название смеси большого количества органических летучих соединений, которые обладают высокой горючестью. Он способен образовываться в анаэробной среде в процессе разложения любой органики. Главные условия – отсутствие кислорода и высокая влажность. Сырьем для получения биогаза может стать любой органический субстрат: навоз, ботва от растений, трава, опилки, отходы деревообрабатывающего производства, солома и даже бытовые отходы. Все это можно с успехом использовать для обогрева не только теплиц и хозяйственных помещений, но и целых домов.

Главным образом любой биогаз состоит из метана, углекислого газа и примесей иных газообразных веществ, таких как сероводород. Чем меньше в нем содержится углекислого газа, тем выше качество продукта. Ведь углекислота не является горючим газом. Во многих случаях переработка одного килограмма органики дает целых 500 гр. биотоплива. Это очень высокий показатель, который редко встречается в других сферах.

Что имеет решающее значение для тех, кто задался целью изготовить биотопливо своими руками в домашних условиях – так это, главным образом, окружающая среда. Ведь, чем выше температура, тем успешнее будут проистекать необходимые химические реакции, посредством которых будет выделяться газ. Это стало основной причиной того, что первое оборудование, которое производило биотопливо в домашних условиях, было сконструировано и запущено в работу в регионе с теплым климатом. Однако и в холодных условиях вполне возможно произвести биологическое топливо. Просто для этого придется принять меры по утеплению конструкции установки или внесения в ее конструкцию устройств для принудительного обогрева рабочей камеры, например, горячей водой. Кроме того, на создание агрегата может оказать влияние само сырье, которое должно эффективно и быстро разлагаться, содержать в себе много жидкости. В нем должны отсутствовать чистящие средства и другие препараты, которые сильно замедляют процесс разложения, так убивают анаэробные бактерии, осуществляющие процесс ферментации.

Что может повлиять на изготовления биотоплива?

Что имеет значение для нас – тех, кто планирует изготовить биотопливо в домашних условиях – так это, в первую очередь, окружающая среда. То есть, чем выше температура, тем интенсивнее будут проистекать все химические реакции, и тем активнее будет выделяться газ. Именно по этой причине первое оборудование, производящее биотопливо в домашних условиях, было создано и применено в местности с теплым климатом. Но это не значит, что если погода холодная, то делать такое топливо нельзя – ведь конструкцию можно утеплить, обогревать горячей водой, чем, собственно, многие и занимаются сегодня.

Также на изготовление может повлиять сырье, которое обязано быстро разлагаться, иметь в себе много жидкости, никаких чистящих средств или других препаратов, способных повлиять на ферментацию, присутствовать не должно.

Как производится биотопливо

Многие интересуются, каким образом можно создать биотопливо своими руками и какие материалы можно при этом использовать. Давайте разберемся вместе, так как вариантов может быть несколько.

Важно! Если применять биотопливо в котле, то потребуется регулировать горелку. Для чего? Чтобы эффективность горения оставалась прежней при том, что метана в биотопливе не так много, чем в привычном нам газе.

Меры предосторожности для производства биодизеля

Внимание! Применяемые вещества — гидроксид натрия и метанол, при попадании на кожу приводят к плачевным результатам. Также опасными являются пары этих химических компонентов, учитывая степень токсичности.

Метанол легко и быстро впитывается в организм через кожу, поэтому необходимо исключить попадание вещества на руки. Гидроксид натрия относится к едким химическим компонентам, способен вызвать химический ожог.

Читайте также:  Зачем нужен комнатный термостат для газового котла

Ещё один важный компонент, который требуется под приготовление биодизеля на основе растительного масла – гидроксид натрия или в простой интерпретации – каустическая сода

Отсюда вывод — готовить биодизель своими руками следует в условиях хорошо проветриваемого помещения. Если случайно пролит любой из химических компонентов с попаданием на кожу, нужно немедленно промыть место контакта водой.

Вся посуда, используемая в эесперименте, по умолчанию становится «токсичной», а потому может применяться исключительно для производства биодизеля.

Ещё один важный компонент, который требуется под приготовление биодизеля на основе растительного масла – гидроксид натрия или в простой интерпретации – каустическая сода

Как обеспечить активность биомассы

Для правильного брожения биомассы лучше всего подогревать смесь. В южных регионах температура воздуха способствует началу брожения. Если вы живете на севере или в средней полосе, можете подключить дополнительные нагревательные элементы.

Для запуска процесса нужна температура 38 градусов. Есть несколько способов ее обеспечения:

  • Змеевик под реактором, подключенный к системе отопления;
  • Нагревательные элементы внутри емкости;
  • Прямой нагрев емкости электрическими отопительными приборами.

В биологической массе уже находятся бактерии, которые нужны для получения биогаза. Они просыпаются и начинают активность при повышении температуры воздуха.

Лучше всего подогревать их автоматическими нагревательными системами. Они включаются при поступлении в реактор холодной массы и автоматически выключаются, когда температура достигает нужного значения. Такие системы устанавливаются в водонагревательных котлах, их можно купить в магазинах газового оборудования.

Если вы обеспечите нагрев до 30-40 градусов, то на переработку уйдет 12-30 дней. Это зависит от состава и объема массы. При нагреве до 50 градусов активность бактерий увеличивается, и переработка занимает 3-7 дней. Минус таких установок в больших затратах на поддержание высокой температуры. Они сравнимы с количеством получаемого топлива, поэтому система становится неэффективной.

Другой способ активации анаэробных бактерий – перемешивание биомассы. Вы можете самостоятельно установить валы в котле и вывести ручку наружу, чтобы помешивать массу при необходимости. Но гораздо удобнее сконструировать автоматическую систему, которая перемешает массу без вашего участия.


Другой способ активации анаэробных бактерий – перемешивание биомассы. Вы можете самостоятельно установить валы в котле и вывести ручку наружу, чтобы помешивать массу при необходимости. Но гораздо удобнее сконструировать автоматическую систему, которая перемешает массу без вашего участия.

Варианты изготовления биотоплива

Многих сельских жителей или тех, кто имеет загородный дом, интересует вопрос, как создать биотопливо для обогрева и всего того, что требует электроэнергии. Вариантов несколько, поэтому каждый может выбрать тот, который ему подходит лучше всего.

  • конский навоз с соломой или торфом;
  • смесь навоза и льняной костры в пропорции 7:3;
  • смесь из навоза и домашнего мусора 4:6;
  • смесь коровьего и конского навоза в пропорции 1:1;
  • коровий навоз и древесные опилки в соотношении 7:3;
  • смесь конского навоза и листвы в пропорции 7:3.

История развития

Переетерификация растительных жиров была осуществлена ​​1853 учеными E. Duffy и J. Patrick, задолго до запуска первого дизельного двигателя. 10 июня 1893 в городе Аугсбург, Германия Рудольф Дизель испытал свой ​​первый одноцилиндровый двигатель, который был длиной 3м и весил 4,5 тонны. Двигатель взорвался и чуть не убил изобретателя. В память о событии 10 июня провозглашен «Международным днем ​​биодизеля». В 1900 году на всемирной выставке в Париже Дизель продемонстрировав свой ​​двигатель получил главную награду.

Дизель верил, что будущее для его двигателей с использованием биотоплива. В 1912 году он сказал «использования растительных жиров для производства топлива может выдаваться несущественным сейчас, но с течением времени такие жиры могут стать столь же важными, как продукты из нефти и угольной смолы в наше время».

В течение -х, производители дизельных двигателей переориентировали свои двигатели на использование дизельного топлива изготовленного из нефти, который имеет меньшую вязкость по сравнению с растительными жирами. Нефтяная промышленность смогла осуществить вторжение на топливный рынок поскольку производство топлива из нефти была значительно дешевле чем из биологического сырья. Как следствие многолетний упадок производства биотоплива. Лишь недавно на фоне обеспокоенность состоянием окружающей среды и уменьшение разницы в стоимости, биотопливо такое как биодизель стало реальной альтернативой.

Исследования в области использования переетерификованои подсолнечного масла и повышение ее качества стандартам обычного дизельного топлива начались в ЮАР в 1979. До 1983 результаты исследований были опубликованы. Технологический процесс позволял изготавливать биодизель, качество которого соответствовала нормам обычного дизельного топлива. Австралийская компания Gaskoks, получила технологию от южноафриканских исследователей, и построила первый пилотный завод для производства биодизеля в ноябре 1987, а первый завод для массового производства в апреле 1989 (с способностью перерабатывать 30 000 тонн рапса в год).

Читайте также:  Виды ванн: какие лучше, модели и различия?

В течение -х, заводы были сооружении во многих европейских странах, в частности Чехии, Германии и Швеции. Франция начала собственное производство биодизеля из рапсового масла в обычное дизельное топливо добавляется 5% биодизеля, а в дизельное топливо используемое общественным транспортом 30%. Продолжаются эксперименты с использованием 50% биодизеля. Между тем, страны во всем мире начинают развивать собственное производство: в 1998 Австрийский Биодизельный Институт определил 21 страну где есть коммерческие проекты по производству биодизеля.

В сентябре Миннесота стала первым штатом США в котором законодательно установленная норма согласно которой разрешена продажа только дизельного топлива содержание биодизеля в котором не меньше 2%.

Альтернативная энергетика является перспективнейшим направлением, которому уделяют внимание многие развитые государства. Одним из самых популярных видов альтернативного топлива является биодизель, производство которого динамично развивается в наши дни

Термофильный

Применяется интенсивный подогрев, температура превышает 40 градусов.

  • высокая производительность;
  • гибнут болезнетворные бактерии.
  • высокие энергозатраты;
  • низкое качество удобрений.

Термофильный биореактор на навозе

Для каждого вида сырья существует оптимальный температурный режим. Почему нельзя просто разогреть реактор до максимально возможной температуры? По двум причинам:

  • из-за роста энергозатрат понизится рентабельность установки;
  • с ростом температуры увеличивается и количество свободного аммиака.

Последняя зависимость приводит к торможению газогенерации (этот газ является токсичным для бактерий).

  • высокая производительность;
  • гибнут болезнетворные бактерии.

Где применяется биотопливо?

Фактически биотопливо на 100% заменяет обычное топливо. Оно может использоваться для обогрева помещений (брикеты, пиллеты, биогаз), как горючее для автомобильных двигателей (биодизель), или как другой вид топлива. Правда в таком случае, необходима замена некоторых механизмов. Например, биодизель более вязкий чем обычная солярка.

Использование биодизеля в качестве горючего, требует установки двигателя способного работать с более вязким топливом. Другим решением будет использовать смесь из биодизеля и классического дизеля. Такое топливо воспринимают все дизельные двигатели

Прежде всего, необходимо заметить, что бывает твердое, жидкое и газообразное биологическое топливо. Для производства твердого биотоплива (брикетов и пиллетов), используются растительные отходы сельского хозяйства (стебли подсолнухов, листья кукурузу, солому…), отходы деревообрабатывающей промышленности (щепки, опилки, кора…), и другие растительные отходы.

Использование устройства

Не менее интересной темой является и применение биодизеля. Следует отметить, что существует довольно большое количество способов использования этого топлива. Наиболее распространёнными из них являются:

  • Замещение бензина. У такого метода использования этого топлива имеются существенные недостатки, которые связаны с тем, что оно обладает повышенной вязкостью, а это способно привести к появлению всевозможных отложений на кольцах, форсунках и поршнях. Кроме того, топливо не будет полностью сгорать.
  • Смесь с дизельным топливом или керосином. Это направление использования биодизеля в смеси является одним из самых перспективных. Особенно активно используют такой вид топлива в США.


Важно учитывать тот момент, что при производстве биодизеля в домашних условиях довольно сложно получить действительно чистое топливо, так как при получении его в заводских условиях используются фильтры, которые позволяют задерживать лишние примеси в топливе размерами в 20% от толщины человеческого волоса. Именно такая установка по производству биодизеля вряд ли может быть создана в домашних условиях. Однако получить биодизель, который можно смело использовать для отопительных установок в доме, вполне реально.

Разновидности


Среди прочих видов приборов для обогрева помещений, биметаллические обогреватели выгодно отличаются своими техническими характеристиками.

Можно ли рассчитать количество секций на «глаз»

Существует мнение, что количество секций биметаллических и чугунных радиаторов должно совпадать. На самом деле это не так. Теплоотдача одной секции первых немного выше, нежели вторых. Если вы решите последовать этому нехитрому правилу, то в ваших комнатах будет холодно. Так почему бы просто не установить биметаллический радиатор, увеличив количество секций «на глаз»? Скажем на 2 или 3 секции больше, чем было у его чугунного предшественника? Да, многие так и делают. Но этот подход также не совсем верен. В данном вопросе без математических расчетов не обойтись.

Читайте также:  5 лучших моделей беспроводных мини-пылесосов

Таблица 1. Расчет требуемого количества секций на комнату

  • определите площадь комнаты;
  • полученное число умножьте на 100 Вт;
  • результат разделите на теплоотдачу одной секции (ищите этот параметр в паспорте отопительного прибора).

Оребрение

Оребрение служит для увеличения общей площади теплоотдачи отопительного прибора. В современных моделях применяют различные конструктивные решения, которые делают оребрение более эффективным.

Эффективность теплоотдачи повышается благодаря вводу в конструкцию дополнительных ребер, а также профилированию конвекционных каналов между ребрами. В радиаторах Tenrad каналы образуют конфузор, благодаря которому повышается скорость потока воздуха, что увеличивает интенсивность конвективного теплообмена. Наружные кромки ребер закругляют, чтобы повысить травмобезопасность.

Эффективность теплоотдачи повышается благодаря вводу в конструкцию дополнительных ребер, а также профилированию конвекционных каналов между ребрами. В радиаторах Tenrad каналы образуют конфузор, благодаря которому повышается скорость потока воздуха, что увеличивает интенсивность конвективного теплообмена. Наружные кромки ребер закругляют, чтобы повысить травмобезопасность.

Расчет количества секций

Объем и количество секций определяет тепловую мощность одного радиатора. Перед совершением покупки важно произвести расчет этой мощности, чтобы найти необходимое для помещения количество секций. Для этого используется любая из двух формул:

    Общая. Когда расчет секций производится исходя из площади помещения. В среднем, на 10 м 2 требуется не менее 1 кВт энергии. Для подсчета используется формула N = S × 100/Q. Где N – это количество секций для помещения, S – площадь помещения в метрах квадратных, Q – энергетическая мощность секции. Энергетическая мощность указывается производителем на упаковке или на сопутствующих документах.

Попробуем рассчитать количество секций на помещение 25 м 2 , при энергетической мощности секции 180 Вт. Получится: 25 × 100/180 = 13.88. После округления получаем 14 секций (округление необходимо производить в большую сторону). При ширине 8 сантиметров общая ширина радиатора будет составлять 112 сантиметров. В этом случае можно установить 2 радиатора каждый по 7 секций.

  • Подробная. Эта формула берет в расчет объем помещения в кубических метарах (м 3 ). В среднем, на 1 кубометр пространства необходим 41 Вт энергии. Далее используют формулу N = S × 41/Q, где N – это количество секций для помещения, V – объем помещения в метрах кубических, Q – энергетическая мощность секции.
  • Типоразмеры радиаторов

    Рассчитаем количество секций для обогрева помещения со следующими параметрами: длина 5 метров, ширина 3 метра, высота потолков 2,5 метра. Сначала необходимо найти площадь комнаты. Длину умножаем на ширину и получаем 15 м 2 . Получившийся показатель умножаем на высоту потолков – получаем 37,5 м 3 . За мощность одной секции возьмем 180 Вт, тогда 37,5 × 41/180 = 8,54. Округляем в большую сторону и получаем 9 секций.

    При расположении квартиры на первом или последнем этажах, в угловой квартире, в комнате с большими окнами или в доме с толщиной стен не более 25 сантиметров, необходимо к получившемуся параметру добавлять 10%.


    При расположении квартиры на первом или последнем этажах, в угловой квартире, в комнате с большими окнами или в доме с толщиной стен не более 25 сантиметров, необходимо к получившемуся параметру добавлять 10%.

    Анализ теплоотдачи секций радиатора

    Несмотря на внешнюю схожесть, технические характеристики одинаковых по виду радиаторов могут ощутимо различаться. На мощность секции влияет тип материала, использованного для изготовления батареи, размера секции, конструкции прибора, толщины стенок.

    Для простоты предварительных расчетов можно использовать среднее количество радиаторных секций на 1 м², выведенное СНиПом:
    • чугунная способна обогреть примерно 1,5 м²;
    • алюминиевая батарея – 1,9 м²;
    • биметаллическая – 1,8 м².

    Как можно использовать эти данные? По ним можно высчитать примерное количество секций, зная только площадь помещения. Для этого площадь комнаты делят на указанный показатель.

    Для комнаты 20 м² потребуется 11 секций (20/1,8 = 11,1). Результат примерно совпадает с полученным с помощью расчета по площади помещения.

    Вычисление по этому методу можно проводить на этапе составления приблизительной сметы – это поможет примерно определиться с затратами на организацию отопительной системы. А более точные формулы можно использовать, когда будет выбрана конкретная модель радиатора.

    Как можно использовать эти данные? По ним можно высчитать примерное количество секций, зная только площадь помещения. Для этого площадь комнаты делят на указанный показатель.

    Добавить комментарий