|
ЭНЕРГОСТАНЦИЯ ВО ДВОРЕ
Инженер Вл. КЕЛЕР
Речь идет о постройке самодельной
биоэнергетической станции,
с помощью которой на своем дворе или в маленьком хозяйстве можно
извлекать полезную энергию из природных органических аккумуляторов.
БТС или БЭС
Сделать такую станцию нетрудно. Правда,
предварительно требуется решить для себя, какие именно отходы будут пущены на
бродильную переработку и располагаете ли вы материалами (для резервуаров,
трубопроводов) и техническими средствами (например, для сварочных работ),
чтобы справиться со своей задачей.
Но, пожалуй, еще раньше надо решить, что именно вы будете строить: БТС или
БЭС, то есть биотермическую или биоэнергетическую станцию.
Возможны два вида брожения: с доступом воздуха (аэробное) и без доступа
воздуха (анаэробное). В первом случае при распаде органических веществ весь
их углерод окисляется до углекислого газа, а водород - до воды. При этом
выделяется большое количество энергии в виде тепла: бродящая масса сильно
нагревается. Можно поместить в бродильник трубчатый котел и использовать его
для нагревания воды.
При анаэробном брожении до 60 - 70% углерода бродящей массы переходит в
горючий газ метан (CH4) и лишь остальная, значительно меньшая часть - в
углекислоту, свободный азот и водород. Потери на тепловыделение здесь совсем
ничтожны. Сжигать получающийся метан можно в обыкновенной газовой горелке.
Конечно, первый способ получения энергии много проще. Не надо строить
герметически закупоренных бродильников. Гораздо меньше требуется ухода за
установкой. Вообще все обходится дешевле.
Зато во втором случае ничтожны тепловые потери. Установка вырабатывает
первоклассный горючий газ метан - идеальное топливо, удобное для хранения и
транспортировки всегда готовое к употреблению.
Первые, аэробные установки и называются биотермическими станциями (сокращенно
- БТС); вторые - биоэнергетическими или биогазовыми станциями (сокращенно -
БЭС).
Что же может служить сырьем для БТС или БЭС?
Для брожения пригодны практически любые виды органических отходов, все то,
что встречается на колхозном дворе или на приусадебном участке, даже такие,
которые на первый взгляд трудно сжечь: ботва овощей, подстилка из хлева,
семечковая лузга, навоз, солома, листья, сорные травы, костру от обработки
льна и конопли, хвоя, полова - словом, почти все отходы сельского хозяйства, содержащие
углерод и обычно служащие для производства местных удобрительных туков.
После анаэробного брожения удобрительные качества материалов не уменьшаются,
а напротив, даже резко увеличиваются. Так, на поле, удобренном отходами,
прошедшими брожение без доступа воздуха, урожай картофеля повышается на 20 -
30% по сравнению с урожаем, снятым с поля, удобренного обыкновенным навозом.
БИОТЕРМИЧЕСКАЯ
ВОДОГРЕЙНАЯ УСТАНОВКА
В Грузии получила распространение очень простая
биотермическая водогрейная установка, конструкция которой разработана
Министерством сельского хозяйства Грузии и производится на Дигомском
ремзаводе, где главным инженером работает М. И. Тевдорашвили - горячий
пропагандист этой установки.
Установки этой конструкции сейчас широко применяются на животноводческих
фермах. Они обеспечивают фермы горячей водой с температурой до 50°С.
Производительность каждой установки доходит до 1,5 куб. м горячей
воды в сутки, полностью обеспечивая тепловые нужды фермы с поголовьем скота
порядка ста голов.
Для домашнего хозяйства такого большого количества горячей воды и не надо.
Самодельная биотермическая установка может быть уменьшена в несколько раз
пропорционально практическим нуждам семьи, которая задумает построить БТС
собственными силами.
Основные детали БТС: биотермическая камера, трубчатый теплообменник
(котел-змеевик) и бак-аккумулятор (см. цв. вкладку IX). Холодная вода из
бака-аккумулятора, расположенного выше теплообменника, при помощи
циркуляционных труб поступает в нагревательные трубы котла-змеевика. По мере
нагрева в теплообменнике вода через верхнюю циркуляционную трубу попадает в
верхнюю часть бака-аккумулятора.
Горячая вода подается в сеть из верхней части бака-аккумулятора. По мере
расходования горячей воды бак пополняется холодной водой из водопроводной
сети. Если водопровода в хозяйстве нет, бак-аккумулятор должен пополняться
водой из специального резервуара.
Биотермическая камера - это ящик, который может быть установлен как угодно: в
земле или на земле. В качестве материала пригодны самые обыкновенные доски
или горбыль. Стены ящика следует покрыть теплоизоляцией (для этого может быть
использована глина, зола, песок, опилки или другие местные материалы).
Теплообменник-змеевик должен быть погружен в биотермическую камеру,
заполненную бродящей массой. Теплообменник установки, рассчитанный на 1,5 куб. м воды в
сутки, нагреваемой до 50°С, имеет в длину 3 м, в ширину 1 м и в высоту 1 м. Диаметр водогрейных труб
2 д., а циркуляционных - 1 д.
Трубчатый котел состоит из трех параллельно расположенных секций, соединенных
между собою. Общая длина водогрейных труб около 40 м, а поверхность нагрева
- около 6 кв. м.
Средний удельный расход навоза на 1 кв. м поверхности нагрева теплообменника
составляет 0,8 - 1 т при продолжительности работы установки 25 дней (таков
наиболее выгодный период разложения отходов).
Как показывает опыт, для удобства выгрузки бродящей массы после ее
использования целесообразно оставлять между трубами теплообменника и стенами
намеры расстояние не менее 60 - 70
см.
ДОМАШНИЙ
ГАЗОВЫЙ ЗАВОД
Если загрузить камеру емкостью в 1 куб. м. мелко
нарубленными органическими отходами, разведенными в воде в весовом отношении
1:10 - 1:5, герметически закрыв ее и обеспечив тем или иным способом поддержание
постоянной температуры в пределах между 25- 30°С, но так, что бы
температурные колебания не превышали 3-4°, то через 3 - 5 дней камера начнет
давать ежесуточно по 0,7- 0,9
куб. м биогаэа (метана) теплотворной способностью
порядка 5 500 ккал/куб. м. Кубометр такого газа по количеству скрытой в нем
энергии равноценен 0,75 л
бензина. Учитывая, что на обслуживание семьи из четырех человек нужно
примерно 1,6 куб. м
газа, нетрудно вычислить объем "реактора" биоэнергетической
установки - ее бродильной камеры.
Материал реактора - лучше всего сталь или цемент. Резервуар должен иметь
надежную теплоизоляцию.
Вторая важнейшая часть БЭС - это газосборник, или газгольдер. Это два
металлических сосуда (один перевернутый вверх дном), свободно входящих друг в
друга. В наружный сосуд наливается вода, образуя так называемый
"гидравлический затвор" для биогаза, которым заполняется полость
под перевернутым сосудом - "колоколом". Кольцевой зазор между
стенками обоих сосудов - около 50
мм (см. вкладку IX).
Для соединения обоих резервуаров можно применить трубы диаметром 0,5 д. Такой
же газопровод забирает газ из-под колокола газгольдера и подводит метан к
обыкновенной газовой плите.
Для поддержания в бродильной камере постоянной температуры через нее нужно _
пропустить змеевик с горячей водой, нагреваемой за счет части того же газа,
который вырабатывается в установке.
На линии газопровода должны быть поставлены краны: один на выходе из
реактора, другой - у газовой плиты.
Снаружи газосборник желательно выкрасить в белый цвет. Или же можно окружить
его специальным тепляком (утепленным шатром).
Зимой БЭС может работать только в самых южных районах страны, так как в
условиях севера в этот период обогрев ее для поддержания брожения может
потребовать газа больше, чем она способна выработать. Но холодный сезон может
быть использован как время сбора и загрузки камеры сухой массой, чтобы с
наступлением теплого времени вам не пришлось бы долго возиться с запуском
установки. Заполните реактор водой или навозной жижей, и через три-четыре дня
он начнет вырабатывать свою замечательную продукцию.
ж. ЮТ №6, 1959, стр. 46-49
Сссылки на схожие ресурсы
http://www.hobbyport.ru/mk_other/small_mech/8701_biogaz.htm
http://esco-ecosys.narod.ru/2008_2/art122.htm
http://kedr.primorye.ru/biblio/house/gas/
http://www.fluid-biogas.com/
http://fermer.ru/files/biogas.djvu
|
