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Tecnología para la obtención y producción de biogás a partir de estiércol

Tecnología para la obtención y producción de biogás a partir de estiércol


Para deshacerse del estiércol, no solo necesita un lugar especialmente designado, sino también muchos fondos. Si los comerciantes privados lo usan completamente en sus jardines en grandes cantidades, entonces las granjas agrícolas han comenzado a procesar valiosas materias primas en biogás. El proceso, como resulta, está disponible para todos. Sobre la tecnología de obtención y producción, nuestro artículo va más allá.

Que es el biogás

En esencia, este gas pertenece a fuentes de combustible respetuosas con el medio ambiente. Sus características son tales que se asemeja bastante al gas natural producido por empresas industriales. La escala de este recurso es enorme.

El biogás puede considerarse un combustible alternativo, ya que requiere desechos animales, que son suficientes en la agricultura. Como resultado de un procesamiento de alta calidad, se obtiene un gas incoloro que no tiene un olor característico y contiene aproximadamente un 70% de metano en su composición.

El poder calorífico de dicho combustible es bastante impresionante. Por ejemplo, 1 metro cúbico. m. de gas procesado puede dar la misma cantidad de calor que 1,5 kg de carbón.

¿Es posible obtener biogás del estiércol?

Ciertamente puedes. Y esto es bastante sencillo de lograr. En primer lugar, debe equipar un lugar especialmente designado y equiparlo con el depósito necesario. Pero debe recordarse que se necesitará mucha biomasa para su procesamiento. Como referencia, 1 tonelada de estiércol puede convertirse en 100 metros cúbicos. m del combustible requerido.

¿Cómo se produce el biogás?:

  • La escala industrial de producción de combustible implica la presencia de un biorreactor especial. En él, con la participación de bacterias anaeróbicas, se lleva a cabo el proceso de procesamiento de la materia prima. La fermentación tiene lugar en la biomasa y continúa durante un tiempo determinado. Es importante que no entre aire limpio. La duración de esta etapa depende directamente de la cantidad de biomasa que se colocó en el reactor.
  • Cuando esta etapa está en su punto máximo, hay una evolución continua de la masa de gas. Consiste en: metano - 60% o más, dióxido de carbono - 35% y 5% de otras sustancias. A menudo, los expertos en la técnica encuentran partículas de sulfuro de hidrógeno en esta mezcla.
  • Con la producción continua de gas, todo el tiempo se retira del biorreactor para su limpieza.
  • El proceso de procesamiento se detiene y el biogás comienza a usarse para el propósito previsto, limpiar la instalación. De ella se extraen los desechos, que luego se envían para fertilizar los campos.

Etapas de recepción y procesamiento de residuos

Los biocombustibles se pueden producir en la casa de campo o directamente en su sitio. Para ello, elegimos el lugar más amplio y seguro para la construcción de la estructura. Entonces necesitas construir un contenedor de concreto especial. Con su correcta disposición y la ausencia de grietas, servirá como un verdadero reactor.

Antes de comenzar la construcción, es necesario tener en cuenta que el estiércol gastado debe eliminarse libremente después del procesamiento. La solución es simple: prepare un orificio especial con anticipación, posiblemente con una tubería. Debe estar equipado para que se observe la total estanqueidad de toda la estructura. Solo será eficaz si los gases no se evaporan.

La elección del tamaño del tanque depende de la cantidad de estiércol que aparece en la granja todos los días. Ya sea que se trate de un patio ordinario con una pequeña cantidad de ganado o una granja en toda regla, en cualquier caso, el biorreactor no debe llenarse más de dos tercios de su volumen total. Solo así se procederá correctamente al proceso de fermentación.

Después de la construcción, es necesario verificar la funcionalidad de la instalación. Después de cargar la biomasa, comienza el procesamiento. Puedes acelerar un poco el proceso. Para esto, se utiliza un método muy efectivo: calentar la materia prima.

  1. Puede utilizar elementos calefactores especiales que se instalan debajo del contenedor.
  2. Conecte una pequeña bobina al sistema de calefacción central y colóquela debajo del tanque.
  3. Es posible calentar el reactor directamente utilizando potentes calentadores de tipo eléctrico.

Variantes de instalaciones para la obtención de combustible

Cada tipo de equipo está diseñado para su uso en un área específica. La elección está influenciada, por regla general, por las condiciones meteorológicas. Si el clima es cálido, se puede prescindir de una instalación económica y simplificada. En condiciones difíciles, se necesitarán mecanismos adicionales.

Tipos principales:

  1. Instalación diseñada para carga manual, que no tiene funciones de agitación y calentamiento. Una de las variaciones más simples y comunes. También se puede utilizar en casa. Procesamiento de estiércol: hasta 200 kg por día.
  2. Equipo con carga manual y posibilidad de mezclar biomasa. Equipos más eficientes al mismo bajo costo.
  3. Un sistema actualizado que permite cargar, calentar y mezclar manualmente el estiércol. Una opción más cara con un reactor calentado por una caldera especial. Funciona con biogás producido continuamente. Asequible para empresas industriales.
  4. Instalación, que incluye un mecanismo neumático para mezclar la masa, calentamiento, portador de gas y carga manual.
  5. Conjunto totalmente automatizado para empresas agrícolas y ganaderas. Caro y muy productivo.

El principio de funcionamiento del equipo.

El funcionamiento de todos los equipos es el siguiente:

  • Se cargan residuos;
  • El depósito está bien cerrado;
  • Comienza el calentamiento de la masa;
  • Se desprende una mezcla de gases;
  • El biogás se purifica y se elimina para su uso posterior.

Diagrama de instalación casera

Es bastante sencillo hacer toda la estructura de reciclaje. Necesito hacer:

  1. Reactor basado en el volumen de estiércol;
  2. Un soporte especial para el reactor, donde se recogerán los residuos;
  3. Válvula;
  4. Tubería de descarga de biogás;
  5. Mecanismo de calentamiento.

Un dispositivo hecho en casa demostrará el máximo rendimiento, sujeto a varias reglas. El primero es tirantez. El segundo es un calentamiento adecuado. El tercero es llenar el tanque dentro de los límites normales.

Cómo se usa el combustible en la granja

Con la ayuda de este tipo de combustible, que se producirá constantemente en el sitio, es posible calentar completamente la casa y algunas otras estructuras. Si hay mucho ganado, el volumen de estiércol de la trama permitirá producir suficiente gas ecológico “gratuito” para calentar incluso un edificio de dos pisos.

La segunda forma de uso es el consumo de dióxido de carbono. Es fácil de hacer con agua.

Todo propietario privado que administra una finca puede adquirir equipos productivos para la producción de biogás. Además, puedes diseñarlo tú mismo. Es necesario tener en cuenta las condiciones climáticas y los volúmenes de materias primas. Como resultado, los beneficios de usar este combustible serán muy tangibles.


Tecnología para la obtención y producción de biogás a partir de estiércol

Diseño y soporte:
Aleksandr Kuznetsov

Apoyo técnico:
Mikhail Bulakh

Programación:
Danil Monchukin

Márketing:
Tatiana Anastasyeva

Transferir:
Natalia Kuznetsova

Al utilizar los materiales del sitio, se requiere un enlace a https://www.diagram.com.ua

Instalaciones de bioenergía. Tecnología de biogás

La fermentación, que es la base para la producción de biogás, da los productos finales: metano CH4 (55 - 65%), dióxido de carbono CO2 (30 - 35%), hidrógeno H2 (3-5%), una pequeña cantidad de sulfuro de hidrógeno y amoníaco. Esencialmente, la fermentación combina tres procesos biológicos: hidrólisis, fermentación ácida y metano.

El rendimiento de biogás del estiércol de paja es de aproximadamente 1 - 1,8 m3 / día por cabeza de ganado.

El biogás tiene un poder calorífico medio de 20 a 23 MJm3.

Junto con el biogás, durante la digestión anaeróbica de los desechos animales y avícolas, se produce un valioso fertilizante ecológico, sin microflora patógena, huevos de helmintos, semillas de malezas, nitritos y nitratos y olores fecales específicos.

El potencial para la producción de biogás utilizando residuos de la cría de animales, la avicultura y las empresas de procesamiento del complejo agroindustrial es muy grande.

Producción de biogás a partir de residuos sólidos urbanos (RSU)

El fuerte aumento del consumo en las últimas décadas en todo el mundo ha provocado un aumento significativo del volumen de residuos sólidos urbanos (RSU). La eliminación en el entorno geológico cercano a la superficie sigue siendo una de las principales formas de eliminar los desechos sólidos en todo el mundo. En estas condiciones, los residuos sufren una intensa descomposición bioquímica, lo que provoca, en particular, la generación de gas de vertedero (LFG). Las emisiones de LH que ingresan al medio ambiente natural tienen efectos negativos tanto de naturaleza local como global. Por esta razón, en muchos países desarrollados del mundo, se están tomando medidas especiales para minimizar las emisiones de LHG. En realidad, esto llevó al surgimiento de una rama independiente de la industria global, que incluye la extracción y utilización de gas de vertedero.

El método principal para resolver este problema es la tecnología de extracción y utilización de LFG. Para la extracción de gas de vertedero en vertederos, se utiliza el siguiente diagrama esquemático: una red de pozos verticales de drenaje de gas está conectada por gasoductos, en los cuales una unidad compresora crea el vacío necesario para transportar LH al lugar de uso (Figura 5.2) . Las instalaciones de recolección y eliminación se instalan en un sitio especialmente preparado fuera del cuerpo del vertedero.


Figura 5.2. Diagrama de bloques de una planta de extracción y aprovechamiento de biogás

Los pozos verticales se utilizan para extraer LH en vertederos de residuos sólidos. Por lo general, se ubican uniformemente a lo largo del cuerpo del relleno sanitario con un escalón de 50 a 100 m entre pozos adyacentes. Su diámetro varía de 200 a 600 mm, y la profundidad está determinada por el grosor del cuerpo del vertedero y puede ser de varias decenas de metros. Para la perforación de pozos se utilizan tanto equipos de perforación convencionales como equipos especializados, que permiten la construcción de pozos de gran diámetro. Al mismo tiempo, la elección de tal o cual equipo se debe a razones económicas.

Cada pozo realiza el drenaje de un bloque específico de residuos sólidos, convencionalmente en forma de cilindro. La estabilidad del funcionamiento del pozo puede garantizarse si su caudal no excede el volumen del SG recién formado. La evaluación de la productividad de gas del estrato existente de residuos sólidos se lleva a cabo en el curso de estudios geoquímicos de gas de campo preliminares.

La construcción de un sistema de drenaje de gas se puede llevar a cabo tanto en su totalidad en todo el territorio del vertedero de residuos sólidos después del final de su operación, como en secciones separadas del vertedero de acuerdo con la secuencia de su carga. Debe tenerse en cuenta que los cuerpos de vertedero con un espesor de al menos 10 m son adecuados para la minería LF. También es deseable que el territorio del vertedero de residuos sólidos, donde se planea la construcción del sistema de recolección de LH, sea recuperado, es decir, cubierto con una capa de suelo de al menos 30 - 40 cm.

En promedio, la generación de gas termina en un vertedero dentro de 10 a 50 años, mientras que el rendimiento específico de gas es de 120 a 200 metros cúbicos. m por tonelada de residuos sólidos. Las variaciones significativas en la productividad del gas y la velocidad del proceso están determinadas por las condiciones ambientales que prevalecen en un vertedero en particular. Los parámetros que controlan la bioconversión incluyen humedad, temperatura, pH, composición de fracciones orgánicas.

Producción de biogás a partir de aguas residuales (WWS)

Durante más de 20 años en Europa Occidental, han participado activamente en la solución práctica del problema de la eliminación de residuos de las plantas de tratamiento de aguas residuales.

Una de las tecnologías más extendidas para la utilización de WWS es su uso en la agricultura como fertilizantes. Su participación en la cantidad total de WWS oscila entre el 10% en Grecia y el 58% en Francia, con una media del 36,5%. A pesar de la popularización de este tipo de eliminación de residuos, está perdiendo su atractivo, ya que los agricultores temen la acumulación de sustancias nocivas en los campos. Actualmente, en varios países, el uso de residuos en la agricultura está prohibido, por ejemplo, en los Países Bajos desde 1995.

La incineración de aguas residuales ocupa el tercer lugar en términos de volúmenes de disposición de residuos (10,8%). De acuerdo con la previsión, en el futuro, su participación aumentará al 40%, a pesar del costo relativamente alto de este método. La quema de lodos en calderas solucionará el problema medioambiental asociado a su almacenamiento, obtendrá energía adicional durante su combustión y, por tanto, reducirá la necesidad de recursos e inversiones de combustible y energía. Es aconsejable utilizar residuos semilíquidos para generar energía en las plantas de cogeneración como aditivo de los combustibles fósiles, por ejemplo, el carbón.

  • incineración separada (incineración en lecho fluidizado (LBB) y hornos de varias etapas)
  • co-combustión (en plantas de cogeneración de carbón o plantas de cemento y asfalto existentes).

Entre los métodos de combustión separada, el uso de la tecnología de capa líquida es popular; los hornos con FSW operados con mayor éxito. Dichas tecnologías permiten asegurar una combustión estable de combustible con un alto contenido de componentes minerales, así como reducir el contenido de óxidos de azufre en los gases de escape debido a su unión durante la combustión por la piedra caliza o los metales alcalinotérreos contenidos en las cenizas de el combustible.

Aspectos medioambientales del uso del tratamiento de aguas residuales

La comparación de las composiciones químicas de WWS, carbones bituminosos y pardos quemados en CHPP muestra que las composiciones elementales de WWS y lignito difieren de manera insignificante. El WWS (6,2% de humedad) contiene un 24,5% menos de carbono que el carbón (12% de humedad) y un 5% menos que el lignito (39% de humedad). La proporción de azufre excede su peso específico en el carbón en solo un 0,2% en comparación con el carbón bituminoso y en un 0,4% en comparación con el lignito. El contenido de nitrógeno en WWS es comparable al del carbón bituminoso y es un 2% más alto que el del lignito. La comparación en términos de materia seca muestra que el contenido de carbono en WWS es casi un 30% menor, el azufre y el nitrógeno casi no cambian.

La composición química y características de la ceniza WWS permite su uso como material de construcción de carreteras (con un diámetro de partícula superior a 1 mm), así como como aditivo para cemento o en vertederos como relleno.

Posibles opciones para la eliminación de residuos

  1. Combustión en un horno ciclónico basado en hornos de secado de tambor de instalaciones de tratamiento (tecnología rusa - "Tekhenergohimprom", Berdsk)
  2. Combustión en un horno ciclónico basado en calderas de tambor de instalaciones de tratamiento (tecnología rusa: Sibtekhenergo, Novosibirsk y Biyskenergomash, Barnaul)
  3. Combustión separada en un nuevo tipo de horno multietapa (tecnología occidental - "NESA", Bélgica)
  4. Combustión separada en un nuevo tipo de horno de lecho fluidizado (tecnología occidental - "Segher" Bélgica)
  5. Combustión separada en un nuevo horno ciclónico (tecnología occidental - "Steinmuller", Alemania)
  6. Co-combustión en una planta de cogeneración a carbón existente.

Producción de biogás a partir de residuos de granjas avícolas y ganaderas

Los recursos de biomasa renovable de diversos orígenes se acumulan anualmente en grandes volúmenes o se utilizan de manera ineficiente.

El uso eficiente de la biomasa es posible con la introducción de tecnologías y equipos apropiados para obtener combustible en forma de astillas de madera, briquetas, gas y combustibles líquidos.

  • La biomasa ocupa el cuarto lugar en el mundo entre los diferentes tipos de combustible.
  • la biomasa representa el 14% de los recursos energéticos y de combustibles primarios, y en los países en desarrollo, hasta el 35%
  • la biomasa es más respetuosa con el medio ambiente cuando se utiliza como combustible: menos compuestos de azufre y menos emisiones de CO2 en la atmósfera
  • el período de amortización de las centrales eléctricas de biomasa no supera los 2 a 4 años.

Sin embargo, en la actualidad, se están llevando a cabo trabajos de investigación independientes sobre la combustión directa de biomasa y su digestión anaeróbica.

Producción de biogás a partir de residuos agrícolas y forestales

Para maximizar el aprovechamiento de los residuos forestales y agrícolas en el sector energético, se ha desarrollado un proceso de descomposición, que consiste en su calentamiento rápido sin oxígeno (aire) a temperaturas en las que la tasa de liberación de los productos requeridos es máxima. Está diseñado para solucionar problemas energéticos y medioambientales.

Los parámetros del proceso de pirólisis rápida, la composición y la cantidad de productos emitidos se especifican de forma preliminar para cada tipo de materia prima. La planta está diseñada para cada tipo de materia prima. Las temperaturas máximas de procesamiento están determinadas por la temperatura de existencia de la sustancia en la fase condensada.

El calentamiento a alta velocidad de la sustancia proporciona: mínima pérdida de energía en el medio ambiente, máxima velocidad del proceso químico con la liberación de productos a la fase gaseosa, máxima concentración de humedad y su uso. La velocidad de calentamiento de la sustancia debe exceder la velocidad de los procesos físicos y químicos que ocurren en la masa procesada. El rendimiento de combustible líquido es el 70% de la masa orgánica de la materia prima. Por ejemplo, de 1 tonelada de aserrín, puede obtener 700 litros de combustible líquido.

Los componentes inorgánicos y los productos de modificación química (residuo similar al carbono) permanecen en la fase sólida. La cantidad de residuo similar al carbono está determinada por el contenido de lignina y siempre es menor que la cantidad de residuo obtenido con otros métodos de procesamiento.

Para obtener el componente principal del combustible líquido, se condensa la fase gaseosa (los productos de bajo peso molecular que se forman en el proceso no se condensan). La fase gaseosa, después de la condensación o sin ella, se puede enviar directamente a la incineración. El poder calorífico (poder calorífico) del componente principal del combustible suele ser mayor que el poder calorífico del combustible seco de este tipo. Entonces, el valor calorífico de la madera es de 4500 kcal / kg y el calor de combustión del combustible líquido es de 5500 kcal / kg. Los combustibles líquidos se pueden utilizar como combustible de motor en motores de combustión interna.

La planta funciona con electricidad o quemando productos procesados ​​o materias primas.

Ventajas del proceso: alta velocidad, alto grado de conversión de los productos procesados; pequeñas dimensiones de la unidad principal de la instalación; bajo consumo de energía por unidad de productos procesados; bajo precio de costo de la energía obtenida de los productos de reacción.

El costo de la instalación con una capacidad de 2 toneladas de materias primas procesadas por día es de 2,5 millones de rublos. Al procesar aserrín de 2 toneladas, se obtienen 1,4 toneladas de combustible líquido. La productividad anual es de 500 toneladas de combustible líquido, a un precio de $ 0.1 / litro la facturación anual es de $ 50 mil, el período de recuperación es de 3 años.

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Beneficios de la biotecnología

La tecnología para producir biocombustibles a partir de diversas fuentes naturales no es nueva. La investigación en esta área comenzó a finales del siglo XVIII y se desarrolló con éxito en el siglo XIX. En la Unión Soviética, la primera planta de bioenergía se creó en los años cuarenta del siglo pasado.

Las biotecnologías se han utilizado durante mucho tiempo en muchos países, pero hoy están adquiriendo una importancia especial. Debido al deterioro de la situación ecológica en el planeta y al alto costo de los portadores de energía, muchos están volviendo sus ojos hacia fuentes alternativas de energía y calor.


La tecnología de procesamiento de estiércol en biogás permite reducir la cantidad de emisiones nocivas de metano a la atmósfera y obtener una fuente adicional de energía térmica.

Por supuesto, el estiércol es un fertilizante muy valioso, y si hay dos vacas en la granja, entonces no hay problemas con su uso. La cosa es diferente cuando se trata de explotaciones con ganado grande y mediano, donde anualmente se forman toneladas de material biológico fétido y en descomposición.

Para que el estiércol se convierta en fertilizante de alta calidad, se necesitan áreas con un cierto régimen de temperatura, y esto es un costo adicional. Por lo tanto, muchos agricultores lo almacenan donde es necesario y luego lo llevan al campo.


Dependiendo del volumen de materias primas generadas por día, se deben seleccionar las dimensiones de la instalación y el grado de su automatización.

Si no se cumplen las condiciones de almacenamiento, hasta el 40% del nitrógeno y la mayor parte del fósforo se evaporan del estiércol, lo que empeora significativamente sus indicadores de calidad. Además, se libera gas metano a la atmósfera, lo que repercute negativamente en la situación ecológica del planeta.

La biotecnología moderna permite no solo neutralizar los efectos nocivos del metano sobre la situación ambiental, sino también hacer que sirva en beneficio de los seres humanos, al tiempo que extrae considerables beneficios económicos. Como resultado del procesamiento del estiércol, se forma biogás, del cual se pueden obtener miles de kW de energía, y los residuos de producción son un fertilizante anaeróbico muy valioso.

  • La organización del sistema de producción de biogás está económicamente justificada para las granjas. Si solo dos vacas proporcionan la materia prima, es mejor usarla como fertilizante.
  • El gas obtenido al procesar el estiércol proporcionará calor y energía. Después de la limpieza, se puede suministrar a la estufa y la caldera, bombeada al cilindro, puede ser utilizada por un generador eléctrico.
  • Estructuralmente, la planta de procesamiento más simple es fácil de construir con sus propias manos. Su órgano principal es un biorreactor, que debe estar bien aislado con agua y calor.
  • Para aquellos que deseen acortar el tiempo de construcción del sistema, es adecuado un recipiente de plástico fabricado en fábrica. Al usarlo, se aplican los mismos principios de construcción y aislamiento.


Biogás en Rusia

Un factor esencial y decisivo para el desarrollo de la energía del biogás es el apoyo a nivel estatal. Por ejemplo, en países donde el gobierno aplica una “tarifa verde” para la compra de electricidad de plantas de biogás, la proporción de energía de biogás alcanza el 20%. Esta situación se observa en Finlandia, Suecia, Austria. Representantes del Ministerio de Energía de Rusia dijeron que el país alcanzará el 10% de la energía de fuentes alternativas de todo tipo solo en 2030.
Los expertos nombran dos áreas prometedoras en la producción de biogás en Rusia:

  • construcción de estaciones industriales
  • venta de instalaciones modulares de fábrica.

En términos de tecnología, la fabricación de reactores de biogás también se está desarrollando en dos direcciones. El primer tipo de plantas de biogás son los mecanismos cilíndricos horizontales modulares, en los que hay agitadores producidos por lotes. Estas unidades se suministran confeccionadas. El segundo tipo constructivo son los digestores instalados verticalmente, que con mayor frecuencia se ensamblan en el sitio de instalación.
La evidencia práctica sugiere que una finca que tiene una planta de biogás no consume más del 15% de la energía generada, por lo tanto, la mayor parte sale a la venta. Para estimular a los productores de energía de biogás, especialistas del Ministerio de Energía están desarrollando una amplia gama de medidas:

  • establecer un margen sobre el precio mayorista de la electricidad
  • Reembolso de los costes de conexión a la red eléctrica.

Sin embargo, a pesar del suelo bastante favorable, solo hay unas pocas plantas de energía de biogás operando en Rusia. El primer reactor ruso se puso en marcha en 2009 en la aldea de Doshino, región de Kaluga. Otro trabaja en la región de Belgorod: la estación de biogás "Baintsury" sobre la base de un complejo de cría de cerdos y "Luchki". Hace varios años, se inauguró una gran estación de biogás en el pueblo mordoviano de Romadanovskoye. La región de Belgorod es líder en la producción de biogás ruso.
Dado que un gran volumen de residuos orgánicos se genera precisamente en el complejo agroindustrial, el desarrollo de la energía del biogás es más prometedor en el campo de nuestro estado. Desafortunadamente, hoy en Rusia, la masa biológica se considera principalmente como una fuente de pérdidas, porque cada año el daño de los desechos agrícolas se estima en alrededor de 450 mil millones de rublos. Mientras que el biogás es un tipo de portador de energía económico y ecológico. Con la ayuda de las tecnologías de biogás, se pueden lograr una serie de efectos secundarios positivos, que son extremadamente relevantes para el campo ruso.


Tecnología de biogás

La producción de biogás es posible con la ayuda de bacterias, que no necesitan oxígeno para su actividad vital. Por lo tanto, para la producción de biogás, es necesario construir contenedores sellados en los que se llevará a cabo la fermentación de las materias primas. Las tuberías de drenaje están diseñadas en contenedores de tal manera que el aire del ambiente externo no pueda filtrarse al interior.

Primero, el depósito se llena con materias primas líquidas y la temperatura se eleva al nivel requerido para que los microorganismos comiencen a trabajar. El metano se eleva del estiércol líquido, se acumula en tanques especiales, en los que tiene lugar la etapa de filtración. Luego se recoge en cilindros de gas. Las masas de estiércol usado se acumulan en el fondo de los contenedores, de donde se extraen periódicamente y se almacenan en otros lugares. Después de bombear el líquido residual, se introduce estiércol nuevo en el tanque.

Régimen de temperatura del funcionamiento de las bacterias.

El metano puede liberarse del estiércol solo cuando se crea un régimen de temperatura adecuado para él. El estiércol contiene diferentes bacterias que se activan y liberan biogás a diferentes temperaturas y a diferentes velocidades:

  • Bacterias mesofílicas. Empiezan a funcionar si la temperatura ambiente supera los 30 grados. El biogás se produce muy lentamente: los productos se pueden recolectar después de medio mes.
  • Bacterias termofílicas. Para activarlos, se requiere una temperatura de 50-65 grados. El biogás se puede recolectar en tres días. De particular valor son los lodos, desechos de estiércol después de un fuerte calentamiento. Este es un fertilizante útil y, lo que es más importante, inofensivo: cualquier helminto, semillas de malezas y microorganismos patógenos se destruyen cuando se calienta.
  • También hay otro tipo de bacterias termófilas que sobreviven cuando se calientan a una temperatura de 90 grados. Además, se incluyen en el estiércol para fermentar más rápido.

A medida que baja la temperatura, todos los tipos de bacterias se vuelven menos activos. En una granja pequeña, generalmente se usan mesófilos, porque en este caso no se requiere calentamiento adicional. Además, el biogás primario se puede utilizar para el calentamiento artificial del estiércol y la activación de bacterias termófilas.

La desventaja de almacenar materias primas es que no deben exponerse a fluctuaciones de temperatura. Por lo tanto, en invierno, es necesario cuidar una habitación cálida para almacenar estiércol.

Preparación de materias primas para el llenado del reactor.

Como regla general, no es necesario enriquecer adicionalmente el estiércol con microorganismos, ya que ya están contenidos en él. Todo lo que se necesita hacer es preparar adecuadamente la solución de estiércol, controlar la temperatura y cambiar la materia prima en el biorreactor a tiempo.

El contenido de humedad de las materias primas debe ser al menos del 90% (consistencia como crema agria líquida). Por lo tanto, antes de su uso, los excrementos secos (cabras, ovejas, caballos, conejos) se mezclan con agua. El estiércol de cerdo no es necesario para criar debido al alto contenido de orina que contiene.

También es importante que el estiércol sea uniforme y no contenga partículas. La cantidad de biogás que se forma en la salida depende de la finura de las fracciones. Por esta razón, dentro del equipo se instala un mezclador que funciona constantemente, destruyendo la dura costra en la superficie de la materia prima e interfiriendo con la liberación de metano.

Los desechos con alta acidez (estiércol de cerdo y vaca) son los más adecuados para el proceso. Con una disminución en el índice de acidez, las bacterias ralentizan su trabajo, por lo que es importante, por primera vez, averiguar cuánto tiempo lleva procesar por completo una porción de la solución de estiércol y solo luego volver a llenarla.

Tecnología de purificación de gases

El producto resultante contiene aproximadamente un setenta por ciento de metano, un uno por ciento de impurezas (sulfuro de hidrógeno y algunos elementos volátiles) y un poco menos del treinta por ciento de dióxido de carbono.

Puede usarse como combustible solo después de la purificación de impurezas. Los compuestos de sulfuro de hidrógeno se eliminan mediante filtros especiales. Esto debe hacerse por la razón que dicha sustancia, al formar ácido con el agua, acelera los procesos de corrosión de metales, tuberías, tanques y toda la planta de biogás, si es de metal.

El dióxido de carbono también debe eliminarse del combustible, pero esto lleva mucho tiempo:

  • En primer lugar, el biogás se comprime a alta presión.
  • El agua se dirige al recipiente, en el que se disolverá la impureza.

Si el biogás se produce a gran escala, se purifica con cal, carbón activado y filtros especiales.

Disminución del contenido de humedad.

En esta etapa, la depuración de materias primas se realiza de diferentes formas.

El primer método es similar al trabajo de un destilador de alcohol ilegal. El biogás se dirige hacia arriba a través de tubos fríos. El agua se convierte en condensado y fluye por la tubería, mientras que el metano se dirige a un tanque de almacenamiento.

Otra forma es usar un sello de agua. El biogás resultante se mezcla con agua, donde quedan todas las impurezas. Este método requiere menos tiempo de limpieza, ya que el agua elimina tanto el exceso de líquido como los elementos innecesarios.


Biomasa residual después de la producción de gas

Después de procesar el estiércol en el reactor, el lodo biológico es un subproducto. Durante el procesamiento de desechos anaeróbicos, las bacterias disuelven aproximadamente el 30% de la materia orgánica. El resto se resalta sin cambios.

La sustancia líquida también es un subproducto de la fermentación del metano y también se utiliza en la agricultura para el aderezo de raíces.

El dióxido de carbono es una fracción de desecho que los productores de biogás buscan eliminar. Pero si lo disuelves en agua, este líquido también puede ser beneficioso.

Aprovechamiento completo de los productos de la planta de biogás

Para aprovechar al máximo los productos obtenidos después del procesamiento del estiércol, es necesario mantener un invernadero. En primer lugar, el fertilizante orgánico se puede utilizar para el cultivo de hortalizas durante todo el año, cuyo rendimiento será estable.

En segundo lugar, el dióxido de carbono se usa como apósito superior, de raíz o foliar, y su producción es de aproximadamente el 30%. Las plantas absorben dióxido de carbono del aire y así crecen mejor y adquieren masa verde. Si consulta con especialistas en este campo, le ayudarán a instalar un equipo que convierte el dióxido de carbono de una forma líquida a una sustancia volátil.

Video: Biogás en 2 días

El caso es que para el mantenimiento de una explotación ganadera se pueden obtener muchos recursos energéticos, sobre todo en verano, cuando no se necesita calentar el establo o la pocilga.

Por lo tanto, se recomienda emprender otra actividad rentable: un invernadero ecológico. Los productos sobrantes se pueden almacenar en salas refrigeradas, utilizando la misma energía. La refrigeración o cualquier otro equipo puede funcionar con electricidad, que es generada por una batería de almacenamiento de gas.


Construcción de una planta de biogás subterránea

En casa, puede construir la planta de biogás más simple, minimizando los costos. La opción más adecuada es una instalación subterránea.

Construcción de una instalación para la extracción de biogás del estiércol subterráneo

Primero necesita cavar un agujero para rellenar su base y paredes con hormigón armado de arcilla. Entonces es necesario retirar el paso de entrada y salida de los lados opuestos de la cámara. Para alimentar la biomasa y bombear la masa residual, se insertan tubos inclinados en los conductos.

El tubo inclinado de salida se encuentra prácticamente en el fondo de la tolva. Para bombear los residuos, el extremo de esta tubería se instala en un tanque de compensación. Este contenedor debe ser rectangular y el diámetro de la tubería en sí es de 70 mm.

Una tubería con un diámetro de 25-35 cm, con la ayuda de la cual se suministra el sustrato, se monta a 50 cm de la parte inferior. Su parte superior ingresa al compartimento donde se reciben las materias primas.

No te olvides de la estanqueidad del reactor. Para evitar la entrada de aire, se realiza una impermeabilización bituminosa.

Para la fabricación de la parte superior del búnker (gasholder), se utilizan láminas de metal o hierro para techos. Por lo general, el tanque de gasolina es abovedado o cónico.

Por último, no será superfluo realizar la mampostería de la instalación. Además, la tapicería está realizada con malla de acero y yeso.

La parte superior del tanque de gasolina se puede equipar con una trampilla sellada. Luego retire el tubo de humos, que pasa a través del sello de agua. A continuación, se instala la válvula, con la ayuda de la cual se alivia la presión.

Se instala un sistema de drenaje (principio de burbujeo) para mezclar la biomasa. Para su equipo, deberá fijar las tuberías de plástico en posición vertical. El borde superior de estos tubos debe estar por encima de la capa de sustrato. Entonces es necesario hacer muchos agujeros en las tuberías.

Debido a la presión, el gas subirá y bajará. Debido al aumento del gas hacia arriba, la biomasa se mezclará con burbujas de gas.

Si no desea hacer una estructura de concreto usted mismo, puede comprar una ya hecha de cloruro de polivinilo. A continuación, debe encargarse de garantizar el aislamiento térmico de la instalación. El material más adecuado para estos fines es el poliestireno expandido.

El fondo del pozo (10 cm) está relleno de hormigón armado. Cuando el volumen del reactor es inferior a 3 * 3 m, se permite el uso de tanques de PVC.

Muestra claramente las etapas de la producción de biogás a partir del estiércol.

Aunque a nivel estatal, la extracción de gas a partir de materias primas orgánicas aún no ha encontrado un uso generalizado, sin embargo, entre los agricultores comunes, cada año aparecen más y más fanáticos de los dispositivos para la obtención de biogás.

Quizás después de unos años, la producción de biogás alcance un nuevo nivel y será de interés para una gran audiencia de ciudadanos. Gracias al procesamiento del estiércol en biogás, es posible no solo obtener fertilizantes útiles y repostar un automóvil, sino también construir un negocio rentable sin dañar el medio ambiente.

Los recursos petroleros no son infinitos, lo que significa que en el futuro, la gente, de una forma u otra, centrará su atención en la producción de biogás y llegará a realizar dicha producción a gran escala.


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