Quando ho sentito che è possibile produrre gas libero da scarti di cucina per stufe, riscaldatori o persino frigoriferi a propano, sapevo che dovevo guardarlo. E, mi piace! Ecco tutto quello che dovete sapere per iniziare a fare il proprio biogas.
Il biogas (principalmente metano) è prodotto dal compostaggio di materiale organico in un ambiente a basso contenuto di ossigeno. Mescolare i solidi del compost con un rapporto di 30:1 carbonio / azoto, con 1:1 acqua ai solidi in un contenitore ermetico con collettore di gas. Consentire la fermentazione a 70F-105F per fino a quando la produzione di gas rallenta. Rimuovere il tè compost e ripetere.
Mentre il processo è semplice, ci sono alcuni dettagli per ottenere il giusto. In questo articolo, andrò attraverso ogni parte in dettaglio, per aiutarti a iniziare a costruire un generatore di biogas su scala domestica.
Come fare un digestore di biogas
In primo luogo, se siete seriamente di fare biogas, consiglio vivamente di prendere una copia del manuale di Biogas, che è la migliore risorsa in assoluto che abbia mai visto per un costruttore di biogas fai da te.
I digestori di biogas sono disponibili in due tipi di base: continuo e batch. I tipi di batch vengono riempiti tutti contemporaneamente, lasciati a cerement e producono gas, quindi svuotati quando la produzione è terminata. Generatori continui, d’altra parte, una volta riempito con un carico di partenza può essere aggiunto a poco a poco, e il prodotto finito rimosso un po ‘ alla volta pure.
Digestori di biogas di tipo batch a botte semplice
I digestori di biogas più semplici possono essere realizzati con grandi barili di plastica, contenitori di plastica o grandi vesciche di plastica. La maggior parte dei metalli corrodono quando a contatto con il tè compost, così barili di acciaio avrebbero bisogno di essere rivestiti con plastica per poter utilizzare.
Nella parte superiore del digestore, montare un piccolo tubo e una valvola per l’estrazione del biogas. Per un digestore di biogas di tipo batch, riempirlo una volta, quindi lasciarlo generare per alcune settimane prima di svuotarlo. Per questo, digitare un tipico coperchio della canna farà bene per il carico e lo scarico. Anche se, si ha la possibilità di installare un rubinetto di diametro maggiore per estrarre il liquido finito, quindi non c’è bisogno di ribaltarsi la canna o sifone fuori. Il tè compost prodotto da un digestore di biogas correttamente funzionante e caricato dovrebbe essere un liquido sottile, anche se inizialmente sono stati aggiunti solidi.
Esempio di digestori di biogas a botte funzionante
Il disegno seguente mostra un esempio di digestore di biogas sotterraneo a volta progettato per la produzione continua. Qui la più grande differenza da un sistema di tipo batch è l’aggiunta di porte di carico e scarico.
Le porte di carico possono essere un tubo o uno scivolo che entra nella camera di fermentazione dal basso e si inclina verso l’alto per evitare che il liquido del compost si rovesci dalla parte superiore. Questa porta deve essere collegata nella parte inferiore della camera per evitare la fuoriuscita di biogas, ma deve essere leggermente sigillata quando non è in funzione per evitare che l’ossigeno in eccesso penetri nel sistema e interrompa la produzione di gas.
La porta di uscita è costruita in modo simile alle porte di carico, collegandosi nella parte inferiore del digestore di biogas. Ma può essere angolato fino alla giusta altezza per consentire il trabocco quando la camera è piena. Oppure può essere solo una valvola che viene aperta manualmente per un po ‘ quando il contenuto della camera deve essere parzialmente drenato.
Stoccaggio del biogas
Il biogas può essere immagazzinato direttamente nel serbatoio che lo ha prodotto, o alleviato in un serbatoio esterno. La conservazione del gas esternamente consente di regolare più facilmente la pressione del gas per un flusso costante e di risparmiare spazio nel digestore. Se si sta purificando il gas prima dell’uso, anche l’archiviazione esterna ha molto senso.
Stoccaggio interno del gas
Con le progettazioni interne di stoccaggio, come il diagramma qui sopra, il gas pressurizzerà il digestore. Per una progettazione batch chiusa, questo va bene, a patto che tu abbia lasciato abbastanza spazio libero inizialmente. Per i disegni continui, la pressione supplementare servirà a spingere il tè compost i tubi di alimentazione e abbassare il livello di acqua nel serbatoio, costruendo bolla di gas nel punto più alto del serbatoio. Per questo motivo, i digestori continui di biogas dovrebbero avere tubi di alimentazione che si estendono più in alto del livello dell’acqua nel serbatoio.
Stoccaggio esterno del gas
Due progettazioni popolari di stoccaggio del biogas sono la progettazione del tubo interno ed il disegno invertito del barilotto.
Il metodo di stoccaggio del tubo interno è semplicemente qualsiasi pneumatico per bici o vescica di gomma inserita lungo il tubo che estrae il biogas per l’uso. Questa vescica si espanderà e si riempirà man mano che il gas viene prodotto e aiuta a mantenere una pressione del gas più costante che è conveniente per l’uso in stufe e altri bruciatori.
Il secondo metodo è il metodo del barile invertito, che è semplice un barile capovolto in un contenitore (di solito un altro barile leggermente più grande) di acqua o olio. Qui la linea del gas dal digestore viene eseguito sotto l’acqua, e ha permesso di bolla e in al barile invertito.
Nel corso del tempo si forma una sacca di gas sotto di essa, facendola galleggiare e permettendo al peso della canna di pressurizzare il gas. Il biogas può essere estratto per l’uso eseguendo una seconda linea verso il basso, intorno e fino alla parte superiore dell’interno della canna. Oppure, il foro può essere perforato nella parte superiore del barile capovolto per installare una porta di raccolta.
Un vantaggio secondario del metodo di stoccaggio del barilotto è che esegue anche un livello di purificazione.
Purificazione del biogas
Il biogas è naturalmente una miscela di un certo numero di composti diversi, il più abbondante è metano, anidride carbonica (CO2) e vapore acqueo. C’è anche una piccola quantità di idrogeno solforato, con ha l’odore distinto di uova marce.
Nel Manuale del Biogas, l’autore non raccomanda alcuna forma di purificazione o lavaggio per la maggior parte degli usi, tranne che per lo stoccaggio potenzialmente a lungo termine o per l’uso in motori a combustione interna, dove si desidera il più puro di metano possibile.
Se sei preoccupato per l’odore del biogas, che è molto simile a quello del gas naturale prodotto commercialmente, puoi filtrarlo in un paio di modi. Il più facile è farlo bollire attraverso l’acqua. L’aggiunta di idrossido di sodio (aka drain cleaner, NaOH) all’acqua aumenterà l’efficienza del processo. Puoi anche passare il biogas attraverso una scatola di ruggine di ferro, che reagisce con l’idrogeno solforato e lo rimuove.
La rimozione di anidride carbonica dal biogas aumenta la sua potenza, rendendola più densa di energia per un’efficiente conservazione a lungo termine o per l’uso da parte dei motori a combustione interna. Un modo è quello di far bollire la soluzione attraverso una soluzione di idrossido di calcio (CaOH). Mentre qualsiasi base farebbe il trucco, come l’idrossido di sodio menzionato sopra, l’idrossido di calcio è bello perché può essere parzialmente ringiovanito attraverso l’esposizione all’ossigeno, permettendogli di durare molto più a lungo.
Controllo della temperatura
I batteri che producono biogas possono vivere in una vasta gamma di temperature, dal congelamento fino a 140F. Tuttavia, l’intervallo di temperatura ottimale è da 70F – 105F. Al di sotto di circa 70F, i batteri producono sostanzialmente meno biogas, che è uno dei motivi principali per cui il tuo settico non produce quantità significative di biogas. Qualsiasi superiore a circa 105F e batteri termofili iniziano a prendere il sopravvento, che aumenta la quantità di anidride solforosa puzzolente prodotta, e rallenterà la produzione della temperatura va sotto 105F più tardi.
Durante l’estate nella maggior parte dei climi un digestore di biogas dovrebbe funzionare abbastanza bene. Un digestore che corre caldo può essere tenuto in ombra o verniciato bianco, mentre un digestore che corre freddo può essere verniciato nero e posto al sole.
Se si prevede di eseguire il digestore in inverno, sarà molto probabilmente bisogno di isolamento o calore esterno per continuare a correre. Mentre i batteri producono parte del loro calore, avranno bisogno di assistenza in tutti tranne i climi più miti o tropicali.
I digestori interrati o interrati avranno bisogno di isolamento per tenerli isolati dalla temperatura del suolo, che è troppo fredda per consentire una produzione sufficiente di biogas.
Sicurezza
Il biogas nella sua forma naturale non è esplosivo, ma se è consentito mescolare con l’ossigeno, forma una miscela infiammabile. Il Manuale sul biogas raccomanda le seguenti precauzioni:
- Mantenere i digestori di biogas almeno leggermente pressurizzati, in modo che l’ossigeno non possa ottenerlo
- I digestori devono essere utilizzati in un’area ben ventilata
- Gli scaricatori di fiamma, come un gorgogliatore d’acqua, devono essere installati nelle linee di alimentazione tra bruciatori e serbatoi di stoccaggio.
Semina e avvio iniziale
Tutti i digestori di biogas sono alimentati da batteri e devono essere inoculati con batteri adeguati per funzionare bene. Il letame umido che non si è mai asciugato porta gli organismi appropriati. L’aggiunta di qualsiasi importo otterrà il processo avviato, ma più si aggiunge, più velocemente andrà.
I generatori di biogas continui continueranno a funzionare dopo la semina iniziale, purché siano mantenuti in funzione e non lasciati asciugare.
I digestori batch sono tipicamente seminati con una porzione del tè compost estratto dalla corsa precedente, che è ricca con la corretta bateria.
Naturalmente, se si prevede di eseguire il digest principalmente sul letame, non è necessario prestare particolare attenzione.
Cosa posso mettere in un digestore di biogas
Qualsiasi materia organica si decompone e produce metano in un digestore di biogas. I materiali più popolari e produttivi sono il letame e la vegetazione vegetale.
Tutto ciò che normalmente si getta nel cumulo di compost funzionerà con un digestore di biogas.
Come un tipico cumulo di compost caldo, i digestori di biogas funzionano in modo più efficiente, producendo più gas possibile, quando c’è una buona miscela di carbonio e azoto. Questo può essere realizzato includendo una buona miscela di” marroni “e” verdi”, tenendo d’occhio quanto bene il digestore sta facendo. Ma, concimi generalmente fare abbastanza bene da soli, senza la necessità di ottenere una miscela giusta.
Se siete il tipo di misurazione, quindi prendere una copia del manuale Biogas, che ha grandi tabelle che mostrano il rapporto di azoto carbonio della maggior parte degli additivi compostaggio comuni.
Quanto biogas si ottiene?
Alcuni valori di produzione comunemente accettati:
- Il letame produce 4-9.6 piedi cubi / libbra
- Il legno produce circa 8 piedi cubi / libbra
- La paglia produce circa 3,2 – 4,8 piedi cubi / libbra
- Le verdure producono circa 8 – 12,8 piedi cubi / libbra
- I ritagli di erba producono circa 4,8 piedi cubi / libbra
Quanto biogas ottenete dipende da che materiale mettete lì dentro, e le condizioni del digestore. Le buone temperature e l’inoculazione adeguata (semina) assicurano la produzione ottimale.
Il biogas produce circa 654 Btu di calore per piede cubo di gas
Il piccolo esempio di digestore di biogas nel video qui sopra produce abbastanza metano per alimentare un bruciatore superiore della stufa per 45 min al giorno in un singolo tamburo da 55 galloni. Questa produzione proviene da una singola carica di 1/3 ° letame e 1/3 ° acqua, della durata di circa 3 settimane ogni carica.
Cosa funziona con biogas
Qualsiasi apparecchio che funziona con propano, butano o gas naturale può essere convertito per funzionare con biogas:
- Stufe
- Scaldabagni
- Gamme di gas / forni
- Frigoriferi a propano
- Luci / lanterne
- Motori a combustione interna
- Asciugabiancheria
Il biogas è meno energia per volume rispetto ad altri tipi di gas. Così, mentre brucerà bene in un propano o gas naturale apparecchio senza modifiche, non produrrà tanto calore come prima.
L’avventuroso può risolvere questa carenza perforando l’orfice (foro) del bruciatore di una quantità prestabilita, consentendo a più gas di fluire. Nel manuale Biogas, l’autore fornisce ampie istruzioni su come calcolare quanto più grande deve essere il foro per funzionare correttamente.
Di quanto biogas avete bisogno?
Ecco una tabella della quantità stimata di energia, in BTU, utilizzata dai comuni apparecchi a gas. Utilizzando la cifra di 654 btu / piede cubo, ho anche calcolato il volume approssimativo di gas che verrebbe utilizzato all’ora, in un apparecchio modificato per scaricare il biogas.
| Apparecchio | Btu / hr | cu ft / hr |
|---|---|---|
| riscaldatori di Acqua (6 gpm) | 225 | 0.344037 |
| Gamma di Gas bruciatore | 9 | 0.013761 |
| forno a Gas per piede cubico | 8 | 0.012232 |
| Propano frigorifero per piede cubico | 2.3 | 0.003517 |
| Lanterne a mantello | 1.5 | 0.002294 |
| motori a combustione Interna per hp | 10.7 | 0.016361 |
| stendibiancheria | 22 | 0.033639 |
le Valutazioni per i radiatori variare un po’, ma può essere diviso per 654 per ottenere il per ora la figura in termini di metri cubi di biogas.
Generazione di biogas da rifiuti umani
Il biogas può essere generato da rifiuti umani, è infatti un produttore piuttosto produttivo. Ma ci sono una serie di considerazioni da tenere in considerazione quando si fa questo.
Per quelli di noi che sperano di gestire tutta la loro casa sui rifiuti umani, sfortunatamente non è realistico perché la quantità di rifiuti prodotti per persona è in realtà piuttosto bassa rispetto al fabbisogno di gas tipico della persona. Humanure da solo non farà abbastanza gas.
Il compost di rifiuti umani può essere miscelato con altre fonti organiche per aumentare la produzione, ma occorre prestare attenzione per prevenire le malattie. Mentre i rifiuti umani sono molto comunemente usati come fertilizzante in tutto il mondo, assicurati di prendere le dovute precauzioni appropriate per le normative nella tua giurisdizione.
Che cos’è esattamente il Biogas?
Il biogas è una miscela naturale principalmente di metano con anidride carbonica e vapore acqueo, prodotta da batteri che prosperano in ambienti a basso contenuto di ossigeno (anaerobico).
Il processo di produzione di biogas è molto simile al compostaggio regolare, tranne che di solito è fatto in forma liquida piuttosto che un mucchio solido, e il processo di fermentazione deve avvenire in un contenitore a tenuta d’aria per mantenere l’ossigeno e conservare il biogas prodotto. Ma entrambi si traducono in un meraviglioso fertilizzante organico alla fine.
Le aree agricole di tutto il mondo producono da tempo biogas. Gli agricoltori tedeschi, in particolare, sono stati molto attivi nella costruzione di impianti di biogas su scala industriale per riutilizzare letame, mais e rifiuti alimentari per produrre elettricità. Gli impianti di biogas tedeschi hanno prodotto 2.291 megawatt di elettricità nel 2010. Il mondo in via di sviluppo, generatori di biogas di piccole dimensioni sono diventati molto popolari, fornendo propano come gas da cucina per l’uso nelle case degli agricoltori.
Come si produce il biogas?
Il biogas è prodotto fermentando materiale organico in un ambiente a basso contenuto di ossigeno, solitamente un barile o una cisterna ermetici. Mescolare il materiale organico con acqua per formare un impasto umido di circa il 90% di acqua totale in peso. Fermentare in un contenitore a 70F – 105F per circa 2-4 settimane, raccogliendo gas mentre si sviluppa.
Quanto tempo ci vuole per produrre biogas?
La produzione di biogas richiede tipicamente 5-14 giorni in un generatore di biogas a bassa temperatura funzionante in modo efficiente. Temperature inferiori a 70F o superiori a 140F, inoculazione impropria o stock di mangimi poveri / contaminati possono aumentare significativamente i tempi di produzione a mesi.