Als ich hörte, dass man aus Küchenresten für Öfen, Heizungen oder sogar Propan-Kühlschränke freies Gas herstellen kann, wusste ich, dass ich mich darum kümmern musste. Und, Ich liebe es! Hier finden Sie alles, was Sie wissen müssen, um Ihr eigenes Biogas herzustellen.
Biogas (hauptsächlich Methan) wird durch Kompostierung von organischem Material in einer sauerstoffarmen Umgebung hergestellt. Mischen Sie Kompostfeststoffe im Verhältnis 30: 1 Kohlenstoff / Stickstoff mit 1:1 wasser zu Feststoffen in einem luftdichten Behälter mit Gassammler. Lassen Sie die Fermentation bei 70F-105F zu, bis sich die Gasproduktion verlangsamt. Komposttee entfernen und wiederholen.
Während der Prozess einfach ist, gibt es einige Details, die richtig gemacht werden müssen. In diesem Artikel werde ich jeden Teil im Detail durchgehen, damit Sie mit dem Bau eines Biogasgenerators für zu Hause beginnen können.
Wie man einen Biogasfermenter herstellt
Erstens, wenn Sie es ernst meinen mit der Herstellung von Biogas, empfehle ich dringend, eine Kopie des Biogas-Handbuchs aufzunehmen, das die absolut beste Ressource ist, die ich je für einen DIY-Biogasbauer gesehen habe.
Biogasfermenter gibt es in zwei Grundtypen: kontinuierlich und Batch. Chargentypen werden alle auf einmal gefüllt, cement gelassen und Gas produziert, dann geleert, wenn die Produktion beendet ist. Kontinuierliche Generatoren hingegen, die einmal mit einer Startlast gefüllt sind, können nach und nach hinzugefügt und das fertige Produkt auch nach und nach entfernt werden.
Einfache Biogasfermenter vom Typ Barrel Batch
Die einfachsten Biogasfermenter können aus großen Kunststofffässern, Kunststoffbehältern oder großen Kunststoffblasen hergestellt werden. Die meisten Metalle korrodieren, wenn sie mit dem Komposttee in Kontakt kommen, daher müssten Stahlfässer zur Verwendung mit Kunststoff ausgekleidet werden.
An der Oberseite des Fermenters ein kleines Rohr und ein Ventil zur Extraktion des Biogases anbringen. Bei einem Biogasfermenter vom Batch-Typ füllen Sie ihn einmal und lassen ihn dann einige Wochen lang erzeugen, bevor Sie ihn entleeren. Geben Sie dazu einen typischen Fassdeckel ein, der zum Be- und Entladen geeignet ist. Sie haben jedoch die Möglichkeit, einen Zapfen mit größerem Durchmesser zu installieren, um die fertige Flüssigkeit zu extrahieren, sodass Sie den Lauf nicht umkippen oder abpumpen müssen. Der Komposttee, der von einem korrekt funktionierenden und beladenen Biogasfermenter produziert wird, sollte eine dünne Flüssigkeit sein, auch wenn anfangs Feststoffe hinzugefügt wurden.
Beispiel für Biogasfermenter mit Arbeitsfass
Die folgende Zeichnung zeigt ein Beispiel für einen unterirdischen Biogasfermenter mit Gewölbe, der für die kontinuierliche Produktion ausgelegt ist. Hier besteht der größte Unterschied zu einem Batch-System in der Hinzufügung von Lade- und Entladeanschlüssen.
Ladeöffnungen können ein Rohr oder eine Rutsche sein, die von unten in die Fermentationskammer eintritt und nach oben geneigt ist, um zu verhindern, dass Kompostflüssigkeit nach oben austritt. Dieser Anschluss muss am Boden der Kammer angeschlossen sein, um das Entweichen von Biogas zu verhindern, sollte jedoch bei Nichtbetrieb leicht abgedichtet sein, um zu verhindern, dass überschüssiger Sauerstoff in das System eindringt und die Gasproduktion stört.
Der Ausgangsanschluss ist ähnlich wie die Ladeanschlüsse konstruiert und befindet sich am Boden des Biogasfermenters. Aber, kann entweder bis zur rechten Höhe abgewinkelt werden, um Überlauf geschehen zu lassen, wenn die Kammer voll ist. Oder es kann nur ein Ventil sein, das manuell für ein bisschen geöffnet wird, wenn der Kammerinhalt teilweise abgelassen werden muss.
Biogasspeicher
Biogas kann in dem Tank gespeichert werden, in dem es erzeugt wurde, oder in einen externen Tank entladen werden. Wenn Sie das Gas extern speichern, können Sie den Druck des Gases für einen gleichmäßigen Durchfluss leichter regulieren und Platz in Ihrem Fermenter sparen. Wenn Sie das Gas vor dem Gebrauch reinigen, ist auch ein externer Speicher sehr sinnvoll.
Interner Gasspeicher
Bei internen Speicherdesigns wie dem obigen Diagramm setzt das Gas den Fermenter unter Druck. Für ein geschlossenes Batch-Design ist dies in Ordnung, solange Sie anfangs genügend freien Speicherplatz gelassen haben. Bei kontinuierlichen Konstruktionen dient der zusätzliche Druck dazu, den Komposttee durch die Zuführschläuche zu drücken und den Wasserstand im Tank zu senken, wodurch sich am höchsten Punkt des Tanks eine Gasblase bildet. Aus diesem Grund sollten kontinuierliche Biogasfermenter Zuführungsrohre haben, die höher als der Wasserstand im Tank sind.
Externer Gasspeicher
Zwei beliebte Biogasspeicherdesigns sind das Innenrohrdesign und das invertierte Fassdesign.
Die Innenrohrspeichermethode ist einfach jeder Fahrradreifen oder jede Gummiblase, die entlang des Schlauchs eingeführt wird und für die Verwendung geeignet ist. Diese blase wird erweitern und füllen up als die gas ist produziert, und hilft halten eine mehr konsistente gas druck, die ist bequem für den einsatz in öfen und andere brenner.
Die zweite Methode ist die umgekehrte Fassmethode, bei der einfach ein Fass in einem Behälter (normalerweise ein anderes etwas größeres Fass) mit Wasser oder Öl auf den Kopf gestellt wird. Hier wird die Gasleitung vom Fermenter unter Wasser geführt, und erlaubt zu sprudeln und in das umgekehrte Fass.
Im Laufe der Zeit bildet sich darunter eine Gastasche, die aufschwimmt und es dem Gewicht des Fasses ermöglicht, das Gas unter Druck zu setzen. Biogas kann zur Verwendung extrahiert werden, indem eine zweite Linie nach unten, um und bis zur Oberseite des Inneren des Fasses geführt wird. Oder, loch kann gebohrt werden in die oberen teil der auf den kopf barrel zu installieren eine sammlung port.
Ein sekundärer Vorteil der Fasslagermethode besteht darin, dass sie auch einen Reinigungsgrad aufweist.
Biogasreinigung
Biogas ist von Natur aus eine Mischung verschiedener Verbindungen, von denen Methan, Kohlendioxid (CO2) und Wasserdampf am häufigsten vorkommen. Es gibt auch eine kleine Menge Schwefelwasserstoff, der den deutlichen Geruch von faulen Eiern hat.
Im Biogas-Handbuch empfiehlt der Autor keine Form der Reinigung oder Wäsche für die meisten Anwendungen, außer für die potentielle Langzeitlagerung oder für den Einsatz in Verbrennungsmotoren, wo Sie so rein wie möglich von Methan wollen.
Wenn Sie sich Sorgen um den Geruch von Biogas machen, der dem von kommerziell erzeugtem Erdgas sehr ähnlich ist, können Sie ihn auf verschiedene Arten herausfiltern. Am einfachsten ist es, es durch Wasser zu blasen. Die Zugabe von Natriumhydroxid (auch bekannt als Abflussreiniger, NaOH) zum Wasser erhöht die Effizienz des Prozesses. Sie können das Biogas auch durch eine Schachtel Eisenrost leiten, der mit dem Schwefelwasserstoff reagiert und ihn entfernt.
Die Entfernung von Kohlendioxid aus Biogas erhöht seine Wirksamkeit und macht es energiedichter für eine effiziente Langzeitspeicherung oder für die Verwendung durch Verbrennungsmotoren. Eine Möglichkeit besteht darin, die Lösung durch eine Lösung von Calciumhydroxid (CaOH) zu blasen. Während jede Base den Trick machen würde, wie das oben erwähnte Natriumhydroxid, ist Calciumhydroxid schön, weil es durch Einwirkung von Sauerstoff teilweise verjüngt werden kann, so dass es viel länger hält.
Temperaturregelung
Bakterien, die Biogas produzieren, können in einem weiten Temperaturbereich leben, vom Einfrieren bis zu 140F. Der optimale Temperaturbereich liegt jedoch zwischen 70F und 105F. Unter etwa 70F produzieren die Bakterien wesentlich weniger Biogas, was einer der Hauptgründe dafür ist, dass Ihre Klärgrube keine signifikanten Mengen an Biogas produziert. Höher als etwa 105F und thermophile Bakterien beginnen zu übernehmen, was die Menge an stinkendem Schwefeldioxid erhöht und die Produktion verlangsamt, wenn die Temperatur später unter 105F fällt.
Im Sommer sollte ein Biogasfermenter in den meisten Klimazonen recht gut laufen. Ein Fermenter, der heiß läuft, kann im Schatten gehalten oder weiß gestrichen werden, während ein Fermenter, der kalt läuft, schwarz lackiert und in die Sonne gestellt werden kann.
Wenn Sie planen, den Fermenter im Winter zu betreiben, wird er höchstwahrscheinlich eine Isolierung oder externe Wärme benötigen, um weiter zu laufen. Während die Bakterien einen Teil ihrer eigenen Wärme produzieren, benötigen sie in allen außer den mildesten oder tropischsten Klimazonen Hilfe.
Vergrabene oder unterirdische Fermenter benötigen eine Isolierung, um sie von der Bodentemperatur zu isolieren, die zu kalt ist, um eine ausreichende Biogasproduktion zu ermöglichen.
Sicherheit
Biogas in seiner natürlichen Form ist nicht explosiv, aber wenn es sich mit Sauerstoff vermischen darf, bildet es ein brennbares Gemisch. Das Biogas-Handbuch empfiehlt folgende Vorsichtsmaßnahmen:
- Halten Sie Biogasfermenter mindestens leicht unter Druck, damit kein Sauerstoff eindringen kann
- Fermenter sollten in einem gut belüfteten Bereich betrieben werden
- In den Versorgungsleitungen zwischen Brennern und Lagertanks sollten Flammensperren wie ein Wassersprudler installiert werden.
Aussaat und Erstinbetriebnahme
Alle Biogasfermenter werden von Bakterien angetrieben und müssen mit geeigneten Bakterien geimpft werden, um gut zu funktionieren. Nasser Mist, der nie ausgetrocknet ist, trägt die richtigen Organismen. Wenn Sie einen beliebigen Betrag hinzufügen, wird der Vorgang gestartet, aber je mehr Sie hinzufügen, desto schneller wird es.
Kontinuierliche Biogasgeneratoren funktionieren nach der ersten Aussaat weiter, solange sie in Betrieb bleiben und nicht austrocknen dürfen.
Batch-Fermenter werden typischerweise mit einem Teil des aus dem vorherigen Lauf extrahierten Komposttees ausgesät, der reich an der richtigen Bateria ist.
Wenn Sie vorhaben, Ihren Garten hauptsächlich mit Gülle zu betreiben, ist natürlich keine besondere Vorsicht geboten.
Was kann ich in einen Biogasfermenter geben?
Jede organische Substanz zersetzt sich und produziert Methan in einem Biogasfermenter. Die beliebtesten und produktivsten Materialien sind Gülle und Pflanzenvegetation.
Alles, was Sie normalerweise in den Komposthaufen werfen würden, funktioniert mit einem Biogasfermenter.
Wie ein typischer heißer Komposthaufen laufen Biogasfermenter am effizientesten und produzieren so viel Gas wie möglich, wenn eine gute Mischung aus Kohlenstoff und Stickstoff vorhanden ist. Dies kann erreicht werden, indem eine gute Mischung aus „Braun“ und „Grün“ hinzugefügt wird, während im Auge behalten wird, wie gut der Fermenter funktioniert. Aber, Dünger machen sich im Allgemeinen ziemlich gut alleine, ohne dass eine Mischung genau richtig sein muss.
Wenn Sie der messende Typ sind, dann nehmen Sie eine Kopie des Biogas-Handbuchs, das große Tabellen enthält, die das Kohlenstoff-Stickstoff-Verhältnis der gängigsten Kompostierungszusätze zeigen.
Wie viel Biogas bekommen Sie?
Einige allgemein akzeptierte Produktionswerte:
- Gülle produziert 4 – 9.6 cubic füße/pfund
- Holz produziert über 8 cubic füße/pfund
- Stroh produziert über 3,2–4,8 cubic füße/pfund
- Gemüse produzieren über 8–12,8 cubic füße/pfund
- Gras clippings produzieren über 4,8 cubic füße/pfund
Wie viel biogas sie erhalten hängt auf was material sie setzen in dort und die Bedingungen des Fermenters. Gute Temperaturen und richtige Impfung (Aussaat) sorgen für eine optimale Produktion.
Biogas produziert etwa 654 Btu Wärme pro Kubikfuß Gas
Der kleine Beispiel-Biogasfermenter im obigen Video produziert genug Methan, um einen Ofenbrenner für 45 Minuten pro Tag in einer einzigen 55-Gallonen-Trommel anzutreiben. Diese Produktion erfolgt aus einer einzigen Ladung von 1/3 Gülle und 1/3 Wasser, die etwa 3 Wochen pro Ladung dauert.
Was läuft mit Biogas
Jedes Gerät, das mit Propan, Butan oder Erdgas betrieben wird, kann auf Biogas umgestellt werden:
- Raumheizungen
- Warmwasserbereiter
- Gasherde / Öfen
- Propankühlschränke
- Lichter / Laternen
- Verbrennungsmotoren
- Wäschetrockner
Biogas ist weniger Energie pro Liter volumen als andere arten von gas. Während es also in einem Propan- oder Erdgasgerät ohne Modifikation gut brennt, erzeugt es nicht so viel Wärme wie zuvor.
Der Benutzer kann diesen Mangel beheben, indem er die Öffnung (Loch) des Brenners um eine festgelegte Menge bohrt, so dass mehr Gas einströmen kann. Im The Biogas Handbook gibt der Autor eine ausführliche Anleitung, wie man berechnet, wie viel größer das Loch sein muss, um richtig zu funktionieren.
Wie viel Biogas benötigen Sie?
Hier ist eine Tabelle der geschätzten Energiemenge in Btus, die von herkömmlichen Gasgeräten verwendet wird. Mit der Zahl von 654 btu / Kubikfuß habe ich auch das grobe Gasvolumen berechnet, das pro Stunde in einem Gerät verwendet werden würde, das modifiziert wurde, um Biogas abzulassen.
| Gerät | Btu / h | cu ft / h |
|---|---|---|
| Warmwasserbereiter (6 gpm) | 225 | 0.344037 |
| Gasherdbrenner | 9 | 0.013761 |
| Gasofen pro Kubikfuß | 8 | 0.012232 |
| Propan Kühlschrank pro Kubikfuß | 2.3 | 0.003517 |
| Laternen pro Mantel | 1.5 | 0.002294 |
| Verbrennungsmotoren pro PS | 10.7 | 0.016361 |
| Wäschetrockner | 22 | 0.033639 |
Die Bewertungen für Raumheizungen variieren stark, können jedoch durch 654 geteilt werden, um die Stundenzahl in Kubikfuß Biogas zu erhalten.
Erzeugung von Biogas aus menschlichen Abfällen
Biogas kann aus menschlichen Abfällen erzeugt werden, es ist in der Tat ein ziemlich produktiver Produzent. Aber es gibt eine Reihe von Überlegungen zu berücksichtigen, wenn dies zu tun.
Für diejenigen von uns, die hoffen, ihr ganzes Haus mit menschlichen Abfällen zu betreiben, ist das leider nicht realistisch, da die Menge an Abfall, die pro Person produziert wird, im Vergleich zum Gasbedarf einer typischen Person ziemlich niedrig ist. Menschliche Energie allein wird nicht genug Gas produzieren.
Humaner Abfallkompost kann mit anderen organischen Quellen gemischt werden, um die Produktion zu steigern, aber es sollte darauf geachtet werden, Krankheiten vorzubeugen. Während menschliche Abfälle auf der ganzen Welt sehr häufig als Dünger verwendet werden, stellen Sie sicher, dass Sie geeignete Vorsichtsmaßnahmen treffen, die den Vorschriften in Ihrem Land entsprechen.
Was genau ist Biogas?
Biogas ist eine natürliche Mischung aus hauptsächlich Methan mit Kohlendioxid und Wasserdampf, die von Bakterien produziert wird, die in sauerstoffarmen (anaeroben) Umgebungen gedeihen.
Der Prozess der Biogaserzeugung ist der regulären Kompostierung sehr ähnlich, mit der Ausnahme, dass er normalerweise in flüssiger Form und nicht in fester Form erfolgt und der Fermentationsprozess in einem luftdichten Behälter erfolgen muss, um sowohl Sauerstoff fernzuhalten als auch das erzeugte Biogas zu speichern. Aber beide führen am Ende zu einem wunderbaren organischen Dünger.
Landwirtschaftliche Flächen auf der ganzen Welt produzieren seit einiger Zeit Biogas. Insbesondere deutsche Landwirte haben sehr aktiv Biogasanlagen im industriellen Maßstab gebaut, um Gülle, Mais und Lebensmittelabfälle zur Stromerzeugung wiederzuverwenden. Deutsche Biogasanlagen produzierten 2010 2.291 Megawatt Strom. In den Entwicklungsländern sind kleine Biogasgeneratoren sehr beliebt geworden und liefern Propan wie Kochgas für den Einsatz in Bauernhäusern.
Wie stellt man Biogas her?
Biogas wird durch Vergärung von organischem Material in einer sauerstoffarmen Umgebung, normalerweise einem luftdichten Fass oder einer Zisterne, hergestellt. Mischen Sie organisches Material mit Wasser, um eine nasse Aufschlämmung von etwa 90 Gew.-% Gesamtwasser zu bilden. Ferment in einem Behälter bei 70F – 105F für etwa 2 – 4 Wochen, Sammeln von Gas, wie es sich entwickelt.
Wie lange dauert die Produktion von Biogas?
Die Biogasproduktion dauert in einem effizient funktionierenden Niedertemperatur–Biogasgenerator typischerweise 5 – 14 Tage. Temperaturen unter 70F oder über 140F, unsachgemäße Impfung oder schlechte / kontaminierte Futtermittel können die Produktionszeit auf Monate verlängern.