Інженер Вл
Інженер Вл. КЕЛЕР - ЕНЕРГОСТАНЦІЯ У ДВІРІ
Мова йде про будівництво саморобної біоенергетичної станції,за допомогою якої на своєму дворі або в маленькому господарстві можнавидобувати корисну енергію з природних органічних акумуляторів.
БТС або БЕС
Зробити таку станцію неважко. Щоправда, попередньо потрібно вирішити для себе, які саме відходи будуть пущені на бродильну переробку і чи маєте в своєму розпорядженні матеріали (для резервуарів, трубопроводів) і технічні засоби (наприклад, для зварювальних робіт), щоб впоратися зі своїм завданням.
Але, мабуть, ще раніше треба вирішити, що саме ви будуватимете: БТС чи БЕС, тобто біотермічну чи біоенергетичну станцію.
Можливі два види бродіння: з доступом повітря (аеробне) та без доступу повітря (анаеробне). У першому випадку при розпаді органічних речовин весь їхній вуглець окислюється до вуглекислого газу, а водень - до води. При цьому виділяється велика кількість енергії у вигляді тепла: бродяча маса сильно нагрівається. Можна помістити трубчастий котел у бродильник і використовувати його для нагрівання води.
При анаеробному бродінні до 60 - 70% вуглецю бродячої маси переходить у горючий газ метан (CH4) і лише решта, значно менша частина - у вуглекислоту, вільний азот і водень. Втрати на тепловиділення тут зовсім незначні. Спалювати метан, що виходить, можна у звичайному газовому пальнику.
Звичайно, перший спосіб отримання енергії набагато простіше. Не треба будувати герметично закупорених бродильників. Набагато менше потрібно догляду за встановленням. Взагалі все обходиться дешевше.
Натомість у другому випадку мізерні теплові втрати. Установка виробляє першокласний горючий газ метан - ідеальнепаливо, зручне для зберігання та транспортування, завжди готове до вживання.
Перші, аеробні установки і називаються біотермічними станціями (скорочено – БТС); другі – біоенергетичними чи біогазовими станціями (скорочено – БЕС).
Що може служити сировиною для БТС чи БЕС?
Для бродіння придатні практично будь-які види органічних відходів, все те, що зустрічається на колгоспному дворі або на присадибній ділянці, навіть такі, які на перший погляд важко спалити: бадилля овочів, підстилка з хліва, лушпиння насіння, гній, солома, листя , бур'яни, вогнища від обробки льону і конопель, хвоя, підлога - словом, майже всі відходи сільського господарства, що містять вуглець і зазвичай службовці для виробництва місцевих добривів.
Після анаеробного бродіння удобрювальні якості матеріалів не зменшуються, а навпаки, навіть різко збільшуються. Так, на полі, добривому відходами, що пройшли бродіння без доступу повітря, урожай картоплі підвищується на 20 - 30% порівняно з урожаєм, знятим з поля, удобреного звичайним гноєм.
БІОТЕРМІЧНА ВОДОГРЕЙНА УСТАНОВКА
У Грузії набула поширення дуже проста біотермічна водогрійна установка, конструкція якої розроблена Міністерством сільського господарства Грузії та виробляється на Дигомському ремзаводі, де головним інженером працює М. І. Тевдорашвілі – гарячий пропагандист цієї установки.
Установки цієї конструкції зараз широко застосовуються на тваринницьких фермах. Вони забезпечують ферми гарячою водою із температурою до 50°С. Продуктивність кожної установки сягає 1,5 куб. м гарячої води за добу, повністю забезпечуючи теплові потреби ферми з поголів'ям худоби близько ста голів.
Для домашнього господарства такоговеликої кількості гарячої води не треба. Саморобна біотермічна установка може бути зменшена в кілька разів пропорційно до практичних потреб сім'ї, яка задумає побудувати БТС власними силами.
Основні деталі БТС: біотермічна камера, трубчастий теплообмінник (котел-змійовик) та бак-акумулятор (див. цв. вкладку IX). Холодна вода з бака-акумулятора, розташованого вище за теплообмінник, за допомогою циркуляційних труб надходить у нагрівальні труби котла-змійовика. При нагріванні в теплообміннику вода через верхню циркуляційну трубу потрапляє у верхню частину бака-акумулятора.
Гаряча вода подається до мережі з верхньої частини бака-акумулятора. У міру витрат гарячої води бак поповнюється холодною водою з водопровідної мережі. Якщо водопроводу в господарстві немає, бак-акумулятор повинен поповнюватись водою із спеціального резервуару.
Біотермічна камера - це ящик, який може бути встановлений як завгодно: у землі чи землі. Як матеріал придатні звичайні дошки або горбиль. Стіни ящика слід покрити теплоізоляцією (для цього може бути використана глина, зола, пісок, тирса або інші місцеві матеріали).
Теплообмінник-змійовик має бути занурений у біотермічну камеру, заповнену бродячою масою. Теплообмінник установки розрахований на 1,5 куб. м води на добу, що нагрівається до 50°С, має завдовжки 3 м, завширшки 1 м і заввишки 1 м. Діаметр водогрійних труб 2 д., а циркуляційних - 1 д.
Трубчастий котел складається з трьох паралельно розташованих секцій, з'єднаних між собою. Загальна довжина водогрійних труб близько 40 м, а поверхня нагріву – близько 6 кв. м.
Середня питома витрата гною на 1 кв. м поверхні нагрівання теплообмінника становить 0,8 - 1 т притривалості роботи установки 25 днів (такий найбільш вигідний період розкладання відходів).
Як показує досвід, для зручності вивантаження бродячої маси після її використання доцільно залишати між трубами теплообмінника та стінами наміру відстань не менше 60 - 70 см.
ДОМАШНИЙ ГАЗОВИЙ ЗАВОД
Якщо завантажити камеру ємністю 1 куб. м. дрібно нарубаними органічними відходами, розведеними у воді у ваговому відношенні 1:10 - 1:5, герметично закривши її і забезпечивши тим чи іншим способом підтримання постійної температури в межах між 25-30 ° С, але так, щоб температурні коливання не перевищували 3-4°, через 3 - 5 днів камера почне давати щодобово по 0,7- 0,9 куб. м біогаеа (метану) теплотворною здатністю близько 5500 ккал/куб. м. Кубометр такого газу за кількістю прихованої енергії рівноцінний 0,75 л бензину. Враховуючи, що на обслуговування сім'ї із чотирьох осіб потрібно приблизно 1,6 куб. м газу, неважко обчислити обсяг "реактора" біоенергетичної установки – її бродильної камери.
Матеріал реактора - найкраще сталь чи цемент. Резервуар повинен мати надійну теплоізоляцію.
Друга найважливіша частина БЕС - це газозбірник, або газгольдер. Це дві металеві судини (один перевернутий догори дном), що вільно входять одна в одну. У зовнішню посудину наливається вода, утворюючи так званий "гідравлічний затвор" для біогазу, яким заповнюється порожнина під перевернутою судиною - "дзвоном". Кільцевий проміжок між стінками обох судин - близько 50 мм (див. вкладку IX). Для з'єднання обох резервуарів можна застосувати труби діаметром 0,5 д. Такий самий газопровід забирає газ з-під дзвону газгольдера і підводить метан до звичайної газової плити.
Для підтримки у бродильній камеріпостійної температури через неї потрібно пропустити змійовик з гарячою водою, що нагрівається за рахунок частини того ж газу, який виробляється в установці.
На лінії газопроводу мають бути поставлені крани: один на виході з реактора, інший - біля газової плити.
Зовні газозбірник бажано пофарбувати у білий колір. Або ж можна оточити його спеціальним тепляком (утепленим наметом).
Взимку БЕС може працювати тільки в найпівденніших районах країни, тому що в умовах півночі в цей період обігрів її для підтримки бродіння може вимагати газу більше, ніж вона здатна виробити. Але холодний сезон може бути використаний як час збору та завантаження камери сухою масою, щоб з настанням теплого часу вам не довелося б довго возитися із запуском установки. Заповніть реактор водою або гною, і через три-чотири дні він почне виробляти свою чудову продукцію.
ж. ЮТ №6, 1959, стор 46-49