quando ouvi dizer que você pode fazer gás livre de restos de cozinha para fogões, aquecedores ou mesmo refrigeradores de propano, eu sabia que tinha que olhar para ele. E, eu amo isso! Aqui está tudo o que você precisa saber para começar a fazer seu próprio biogás.
o biogás (principalmente metano) é produzido pela compostagem de material orgânico em um ambiente de baixo oxigênio. Misture sólidos de composto na proporção de 30: 1 carbono / nitrogênio, com 1:1 água para sólidos em um recipiente hermético com coletor de gás. Deixe a fermentação a 70F-105F até que a produção de gás diminua. Remova o chá composto e repita.
embora o processo seja simples, existem alguns detalhes para acertar. Neste artigo, vou passar por cada parte em detalhes, para ajudá-lo a começar a construir um gerador de biogás em escala doméstica.
Como Fazer um Digestor de Biogás
em Primeiro lugar, se você é sério sobre fazer o biogás, eu recomendo pegar uma cópia do Manual de Biogás, que é o melhor recurso que eu já vi para um DIY de biogás builder.
os digestores do biogás vêm em dois tipos básicos: contínuo e grupo. Os tipos de lote são preenchidos todos de uma só vez, deixados para cerement e produzir gás, depois esvaziados quando a produção é concluída. Geradores contínuos, por outro lado, uma vez preenchidos com uma carga inicial podem ser adicionados aos poucos, e o produto acabado removido um pouco de cada vez também.
digestores de biogás do tipo lote de barril simples
os digestores de biogás mais simples podem ser feitos de grandes barris de plástico, totes de plástico ou grandes bexigas de plástico. A maioria dos metais corroem quando em contato com o chá de composto, então os barris de aço precisariam ser revestidos com plástico para usar.
na parte superior do digestor, coloque um pequeno tubo e válvula para extrair o biogás. Para um digestor de biogás do tipo lote, você o preenche uma vez e o deixa gerar por algumas semanas antes de esvaziá-lo. Para isso, digite uma tampa de barril típica fará muito bem para carregar e descarregar. Embora, você tenha a opção de instalar uma torneira de maior diâmetro para extrair o líquido acabado, então não há necessidade de derrubar o barril ou sifoná-lo. O chá composto produzido por um digestor de biogás funcionando corretamente e carregado deve ser um líquido fino, mesmo que os sólidos tenham sido adicionados inicialmente.
trabalho barril biogás digestores exemplo
o desenho abaixo mostra um exemplo subterrâneo Vault biogás digestor projetado para produção contínua. Aqui, a maior diferença de um sistema de tipo de lote é a adição de portas de carga e descarga.
as portas de carregamento podem ser um tubo ou calha que entra na câmara de fermentação a partir do fundo e se inclina para evitar que o líquido do composto derrame no topo. Esta porta deve ser conectada na parte inferior da câmara para evitar que o biogás Escape, mas deve ser levemente selada quando não estiver em operação para evitar que o excesso de oxigênio entre no sistema e interrompa a produção de gás.
a porta de saída é construída de forma semelhante às portas de carregamento, conectando-se na parte inferior do digestor de biogás. Mas, pode ser inclinado até a altura certa para permitir que o transbordamento aconteça quando a câmara estiver cheia. Ou pode ser apenas uma válvula que é aberta manualmente por um pouco quando o conteúdo da câmara precisa ser parcialmente drenado.
Armazenamento De Biogás
o biogás pode ser armazenado diretamente no tanque que o produziu ou liberado para um tanque externo. Armazenar o gás externamente permite que você regule mais facilmente a pressão do gás para um fluxo consistente e economize espaço em seu digestor. Se você está purificando o gás antes de usar, o armazenamento externo também faz muito sentido.
armazenamento interno de gás
com projetos de armazenamento interno, como o diagrama acima, o gás pressurizará o digestor. Para um design de lote fechado, isso é ótimo, desde que você tenha deixado espaço livre suficiente inicialmente. Para projetos contínuos, a pressão extra servirá para empurrar o chá de composto para cima dos tubos de alimentação e diminuir o nível de água no tanque, acumulando bolha de gás no ponto mais alto do tanque. Por esse motivo, os digestores contínuos de biogás devem ter tubos de alimentação que se estendam acima do nível de água no tanque.
armazenamento externo do gás
dois projetos populares do armazenamento do biogás são o projeto do tubo interno e o projeto invertido do tambor.
o método de armazenamento do tubo interno é simplesmente qualquer pneu de bicicleta ou bexiga de borracha inserida ao longo do tubo que extrai biogás para uso. Esta bexiga se expandirá e se encherá à medida que o gás é produzido, e ajuda a manter uma pressão de gás mais consistente, o que é conveniente para uso em fogões e outros queimadores.
o segundo método é o método do barril invertido, que é simples um barril virado de cabeça para baixo em um recipiente (geralmente outro barril ligeiramente maior) de água ou óleo. Aqui, a linha de gás do digestor é executada sob a água e deixada borbulhar para cima e para dentro do barril invertido.
com o tempo, uma bolsa de gás se forma sob lá, flutuando-a e permitindo que o peso do barril pressurize o gás. O biogás pode ser extraído para uso executando uma segunda linha para baixo, ao redor e até o topo do interior do barril. Ou, o furo pode ser perfurado na parte superior do tambor de cabeça para baixo para instalar um porto da coleção.
um benefício secundário do método de armazenamento do barril é que ele também executa um nível de purificação.
purificação de biogás
o biogás é naturalmente uma mistura de vários compostos diferentes, sendo o mais abundante metano, dióxido de carbono (CO2) e vapor de água. Há também uma pequena quantidade de sulfeto de hidrogênio, com o cheiro distinto de ovos podres.
no manual do biogás, o autor não recomenda nenhuma forma de purificação ou lavagem para a maioria dos usos, exceto para armazenamento potencialmente a longo prazo ou para uso em motores de combustão interna, onde você deseja o mais puro possível de metano.
se você está preocupado com o cheiro de biogás, que é muito semelhante ao do gás natural produzido comercialmente, então você pode filtrá-lo de algumas maneiras. O mais fácil é borbulhá-lo através da água. Adicionar hidróxido de sódio (também conhecido como limpador de drenagem, NaOH) à água aumentará a eficiência do processo. Você também pode passar o biogás através de uma caixa de ferrugem de ferro, que reage com o sulfeto de hidrogênio e o remove.
a remoção de dióxido de carbono do biogás aumenta sua potência, tornando-o mais denso em energia para armazenamento eficiente a longo prazo ou para uso por motores de combustão interna. Uma maneira é borbulhar a solução através de uma solução de hidróxido de cálcio (CaOH). Enquanto qualquer base faria o truque, como o hidróxido de sódio mencionado acima, o hidróxido de cálcio é bom porque pode ser parcialmente rejuvenescido através da exposição ao oxigênio, permitindo que dure muito mais tempo.
Controle de Temperatura
Bactérias que produzem o biogás pode viver em uma ampla gama de temperaturas de congelamento todo o caminho até a 140F. No entanto, a melhor faixa de temperatura é de 70-F – 105F. Abaixo de cerca de 70F, a bactéria produz substancialmente menos do biogás, que é uma das principais razões para o seu séptico não é produzir quantidades significativas de biogás. Qualquer superior a cerca de 105F e as bactérias termofílicas começam a assumir, o que aumenta a quantidade de dióxido de enxofre fedorento produzido e retardará a produção da temperatura abaixo de 105F mais tarde.
durante o verão, na maioria dos climas, um digestor de biogás deve funcionar muito bem. Um digestor que corre quente pode ser mantido na sombra ou pintado de branco, enquanto um digestor que corre frio pode ser pintado de preto e colocado ao sol.
se você planeja executar o digestor no inverno, provavelmente precisará de isolamento ou calor externo para continuar funcionando. Embora as bactérias produzam parte de seu próprio calor, elas precisarão de alguma ajuda em todos os climas, exceto os mais amenos ou tropicais.Os digestores enterrados ou subterrâneos precisarão de isolamento para mantê-los isolados da temperatura do solo, que é muito fria para permitir a produção suficiente de biogás.
segurança
o biogás em sua forma natural não é explosivo, mas se for permitido misturar com oxigênio, ele forma uma mistura inflamável. O manual de biogás recomenda as seguintes precauções:
- mantenha os digestores de biogás pelo menos ligeiramente pressurizados, para que o oxigênio não possa obtê-lo
- os digestores devem ser operados em uma área bem ventilada
- os pára-chamas, como um borbulhador de água, devem ser instalados nas linhas de abastecimento entre queimadores e tanques de armazenamento.
semeadura e inicialização inicial
todos os digestores de biogás são alimentados por bactérias e precisam ser inoculados com bactérias adequadas para funcionar bem. O estrume úmido que nunca secou carrega os organismos adequados. Adicionar qualquer valor iniciará o processo, mas quanto mais você adicionar, mais rápido ele será.
os geradores contínuos de biogás continuarão a funcionar após a semeadura inicial, desde que sejam mantidos em operação e não possam secar.
os digestores em lote são tipicamente semeados com uma porção do chá de composto extraído da corrida anterior, que é rica com a bateria adequada.
Claro, Se você planeja executar seu resumo principalmente em esterco, então nenhum cuidado especial precisa ser tomado.
o que posso colocar em um digestor de biogás
qualquer matéria orgânica se decomporá e produzirá metano em um digestor de biogás. Os materiais mais populares e produtivos são estrume e vegetação vegetal.
qualquer coisa que você normalmente jogaria na pilha de composto funcionará com um digestor de biogás.Como uma pilha típica de composto quente, os digestores de biogás funcionam com mais eficiência, produzindo o máximo de gás possível, quando há uma boa mistura de carbono e nitrogênio. Isso pode ser feito incluindo uma boa mistura de” marrons “e” verdes”, mantendo um olho em quão bem o digestor está indo. Mas, os manures geralmente se saem muito bem por conta própria, sem a necessidade de obter uma mistura certa.
se você é o tipo de medição, então pegue uma cópia do manual de biogás, que tem grandes tabelas mostrando a relação de nitrogênio carbono dos aditivos de compostagem mais comuns.
Quanto Biogás Você Obtém?
alguns valores de produção comumente aceitos:
- estrume produz 4-9.6 pés cúbicos / libra
- Madeira produz cerca de 8 pés cúbicos / libra
- Palha produz cerca de 3,2 a 4,8 pés cúbicos / libra
- Vegetais produzem cerca de 8 de 12,8 pés cúbicos / libra
- aparas de Relva produzir cerca de 4,8 pés cúbicos / libra
Quanto biogás depende de qual o material que você colocou ali, e as condições do digestor. Boas temperaturas e inoculação adequada (semeadura) garantem uma produção ideal.
o biogás produz cerca de 654 Btu de calor por pé cúbico de gás
o pequeno exemplo de digestor de biogás no vídeo acima produz metano suficiente para alimentar um queimador de fogão por 45 min por dia em um único tambor de tamanho de 55 galões. Esta produção vem de uma única carga de 1/3 de estrume e 1/3 de água, com duração de cerca de 3 semanas cada carga.
o que funciona com biogás
qualquer aparelho que funciona com propano, butano ou gás natural pode ser convertido para funcionar com biogás:
- aquecedores
- aquecedores de Água a
- fogão a Gás / fornos
- Propano geladeiras
- Luzes de lanternas
- motores de combustão Interna
- Roupas secas
Biogás é menos energia por unidade de volume do que outros tipos de gás. Portanto, embora queime muito bem em um aparelho de propano ou gás natural sem modificação, ele não produzirá tanto calor quanto antes.
os aventureiros podem corrigir essa deficiência perfurando o orifício (orifício) do queimador por uma quantidade definida, permitindo que mais gás flua. No manual do biogás, o autor fornece instruções extensas sobre como calcular quanto maior o buraco precisa ser para operar corretamente.
Quanto Biogás Você Precisa?
aqui está uma tabela da quantidade estimada de energia, em Btus, usada por aparelhos a gás comuns. Usando a figura de 654 btu / pé cúbico, também calculei o volume aproximado de gás que seria usado por hora, em um aparelho modificado para escoar o biogás.
| Aparelho | Btu / hr | cu ft / hr |
|---|---|---|
| aquecedores de Água (6 gpm) | 225 | 0.344037 |
| Gás gama de queimadores | 9 | 0.013761 |
| forno a Gás por pé cúbico | 8 | 0.012232 |
| Propano geladeira por pé cúbico | 2.3 | 0.003517 |
| Lanternas por manto | 1.5 | 0.002294 |
| motores de combustão Interna por hp | 10.7 | 0.016361 |
| secadora de Roupas | 22 | 0.033639 |
as Classificações de aquecedores variar um pouco, mas pode ser dividido por 654 para obter o por hora figura em termos de pés cúbicos de biogás.
gerar biogás a partir de resíduos humanos
o biogás pode ser gerado a partir de resíduos humanos, é na verdade um produtor bastante produtivo. Mas há uma série de considerações a serem levadas em consideração ao fazer isso.
para aqueles de nós que esperam administrar toda a sua casa com resíduos humanos, isso infelizmente não é realista porque a quantidade de resíduos produzidos por pessoa é realmente bastante baixa em comparação com a necessidade de gás da pessoa típica. Só a humanidade não produz gás suficiente.
o composto de resíduos humanos pode ser misturado com outras fontes orgânicas para aumentar a produção, mas deve-se tomar cuidado para prevenir doenças. Embora o lixo humano seja muito comumente usado como fertilizante em todo o mundo, com certeza você está tomando as devidas precauções apropriadas para os regulamentos em sua jurisdição.
O Que Exatamente É biogás?O biogás é uma mistura natural de metano principalmente com dióxido de carbono e vapor de água, que é produzido por bactérias que prosperam em ambientes de baixo oxigênio (anaeróbico).
o processo de produção de biogás é muito semelhante à compostagem regular, exceto que geralmente é feito na forma líquida em vez de uma pilha sólida, e o processo de fermentação deve acontecer em um recipiente hermético para manter o oxigênio fora e armazenar o biogás produzido. Mas, ambos resultam em um maravilhoso fertilizante orgânico no final.
as áreas agrícolas em todo o mundo produzem biogás há algum tempo. Os agricultores alemães, em particular, têm sido muito ativos na construção de plantas de biogás em escala industrial para reutilizar estrume, milho e resíduos alimentares para produzir eletricidade. As usinas alemãs de biogás produziram 2.291 megawatts de eletricidade em 2010. No mundo em desenvolvimento, geradores de biogás de pequeno porte tornaram-se muito populares, fornecendo propano como gás de cozinha para uso em casas de agricultores.
como você faz biogás?
o biogás é produzido pela fermentação de material orgânico em um ambiente de baixo oxigênio, geralmente um barril hermético ou cisterna. Misture material orgânico com água para formar uma pasta úmida de cerca de 90% de água total em peso. Fermentar em um recipiente a 70F – 105F por cerca de 2 a 4 semanas, coletando gás à medida que se desenvolve.
quanto tempo leva para produzir biogás?
a produção de biogás normalmente leva de 5 a 14 dias em um gerador de biogás de baixa temperatura que funciona com eficiência. Temperaturas abaixo de 70F ou acima de 140F, inoculação inadequada ou estoque de ração pobre / contaminado podem aumentar significativamente o tempo de produção para meses.