Биотопливо своими руками: производство биотоплива, плюсы и минусы самостоятельного изготовления

Как сделать биотопливо своими руками?

Биотопливо – это вид топлива, которое было получено из сырья растительного и животного происхождения, из продуктов жизнедеятельности человека, а также органических промышленных отходов.

Способы изготовления своими руками

Существует множество вариантов производства биотоплива в домашних условиях. Эти варианты мы и рассмотрим.

Биотопливо из навоза

Биотопливо из навоза получается путем брожения органических отходов. Смесь помещается в специальный герметичный бункер на длительный срок. В результате испарения жидкости, выделяется газ, которым и можно воспользоваться при обогреве жилых помещений или для приготовления пищи и жидкое удобрение, которое является основой экологического земледелия.

Продукция, которая выращивается с использованием таких удобрений, является экологически чистой и ее продажная стоимость возрастает по сравнению с продуктами выращенными с использованием пестицидов и других химических удобрений.

Производство биогаза

Вторым продуктом, который мы получаем в результате брожения навоза, является газ.

Для получения газа из этого сырья используется:

  • навоз;
  • птичий помет;
  • стоки туалета;
  • пищевые отходы;
  • растительная масса;

Все сырье должно быть измельчено, иначе трубы, предназначенные для вывода отработанного сырья, могут засориться.

Получить газ можно и в домашних условиях. Для этого, необходимо приобрести газонепроницаемую емкость. Эта емкость должна быть герметичной, так как воздух не должен контактировать с полученным газом.

Затем необходимо поместить сырье (навоз) внутрь этой емкости, немного нагреть и подождать 5 дней. Затем, полученный газ собрать в емкость и применять по своему усмотрению. Устройство по изготовлению биогаза можно собрать самостоятельно, а можно приобрести у фирмы, специализирующейся по продаже этого оборудования.

Уголь для создания биогаза

Для создания биотоплива может пригодиться и древесный уголь, тот самый уголь, без которого нам не обойтись на природе при жарке овощей и шашлыка. Его можно приобрести в магазине, а можно и сделать самому.

Уголь в домашних условиях можно изготовить 2 способами:

Рассмотрим каждый способ по отдельности. И после этого вы сможете делать уголь самостоятельно.

Для изготовления древесного угля в бочке вам понадобится, собственно говоря, бочка объемом 200 литров. Внизу бочки делаем штуцер для нагнетания кислорода. Затем в бочке разводим костер, постепенно добавляя поленья.

Когда бочка будет наполовину наполнена дровами, начинаем нагнетать кислород. Для этого, можно воспользоваться пылесосом. После этого, количество дыма уменьшится, а огонь будет гореть лучше. Когда поленья немного прогорят, необходимо закрыть бочку крышкой, а имеющиеся щели замазать мокрой глиной или землей. Ожидаем до полного остывания бочки и древесный уголь готов.

Для изготовления угля в яме нам необходимо выкопать яму, диаметр которой будет равен 0,8 м со скошенными стенками, и разжечь в ней костер. Но прежде, чем разжигать костер, возьмите достаточное количество поленьев, сушняка, веток деревьев из которых вы будете получать уголь.

Рапсовое биотопливо

Из семян рапса поступивших в маслобойню получают масло и шрот. Далее, это масло поступает в специальную установку, где в результате различных химических реакций из рапсового масла получают метиловый эфир – биодизель.

Перед использованием, его необходимо профильтровать. Этот вид дизеля отличается лучшей воспламеняемостью по сравнению с обычным дизельным топливом.

Разновидности и преимущества

На сегодняшний день, существует 3 вида биотоплива:

Жидкое биотопливо

В основном к нему относится древесина (отходы деревообработки и топливные гранулы, брикеты). Источником для их получения служат как правило, леса, где растут трава, кустарники и деревья.

Газообразное топливо

Относятся биогаз, водород.

Также, биотопливо можно классифицировать по поколениям. Существуют биотоплива 1, 2, 3 и 4 поколений:

  1. К 1 поколению относится биотопливо, полученное в результате переработки сельхоз растений в биодизель и этанол.
  2. 2 поколение – биотопливо, полученное от отходов продуктов питания.
  3. К 3 поколению биотоплива относится биотопливо, полученное при использовании внедренных технологий в результате разрушения биомасс.
  4. 4 поколение биотоплива производится на землях непригодных для занятия сельским хозяйством и без разрушения биомасс.

Преимущества

Преимущества биотоплива следующие:

  1. Мобильность. Биотопливо обладает возможностью производиться в любом уголке света вне зависимости от климатических условий и рельефа, потому что этот вид топлива может производиться из различных органических соединений.
  2. Возобновляемость. Так как биотопливо получается из разнообразных органических соединений растительного или животного происхождения, например, навоз, то его количество не иссякнет.
  3. Экологичность. Это более чистый вид топлива и при сгорании выбрасывает меньше вредных веществ в воздух, чем ископаемое топливо.
  4. Забота об окружающей среде. Производство биотоплива решает проблемы связанные с утилизацией мусора.

Использование

Биотопливо для каминов

Установка традиционных каминов требует наличия дымоходов. Зачастую, этого нельзя сделать в обычных квартирах. И тут на помощь приходят биокамины со специальным биотопливом для них. Биотопливо для каминов состоит смеси этанола с примесями. Перед розжигом, его заливают в специальный металлический блок и зажигают специальной длинной спичкой.

При сгорании, оно выделяет углекислый газ в безопасном количестве и воду, что способствует увлажнению воздуха в помещении и не является опасным для человека. Однако, следует соблюдать определенную технику безопасности, чтобы использование биокаминов и биотоплива было безопасно.

А именно:

  1. Нельзя добавлять биотопливо в пламя, это приведет к пожару. Его следует добавлять только в остывшую горелку.
  2. Разжигать камин стоит только специальной зажигалкой или длинной спичкой.
  3. Для хранения биотоплива следует использовать упаковку производителя и не переливать в другую тару.
  4. Если жидкость для биокаминов пролилась, то необходимо тщательно вытереть пол и проветрить помещение и лишь после этого приступить к розжигу камина.

Во время горения биотоплива для каминов, вы можете наслаждаться видом красивых и ровных язычков пламени, которое внешне не отличается от пламени горящих дров.

Биотопливо для каминов может выпускаться в виде геля. В составе этого геля присутствует морская соль, которая придает звук горению — потрескивание, характерное горению поленьев.

Главные особенности биотоплива:

  1. При сгорании, биотопливо выделяет очень малое количество сажи.
  2. Пламя в биокамине имеет оранжевого оттенка, поэтому в биотопливо добавляют специальные присадки, которые придают оранжевую естественность пламени.
  3. Биотопливо можно и лучше применять в керосиновой лампе, так как он не выделяет копоти и запаха, характерного сгоранию керосина.

Биотопливо для каминов бывает 3 основных видов:

  1. Биодизель (получено из различных масел либо отходов переработки пищевой промышленности).
  2. Биоэтанол ( как правило, применяется для биокаминов в виде бесцветной жидкости без запаха).
  3. Биогаз (газ полученный из прошедших специальную обработку отходов мусора).

Биотопливо для парников

Отопление теплицы газом в условиях мирового кризиса является делом дорогостоящим. Именно поэтому, люди все чаще обращаются к возобновляемым источникам энергии.

Одним из самых лучших видов биотоплива для теплицы является конский навоз.

У навоза крупного рогатого скота температура нагрева меньше, в связи с большей плотностью и влажностью. Поэтому, для ускорения разогрева, в него добавляют опилки, сухой лист и прочие материалы, увеличивающие рыхлость навоза.

Растительными видами биотоплива для теплиц считаются:

  1. Солома. Для получения биотоплива, солому смешивают с минерально-азотным комплексом удобрений. Однако, она обладает способностью лишь краткосрочного обогрева.
  2. Опилки. Этот вид биотоплива мало распространен в качестве биотоплива для теплиц, так как при контактировании с водой они выделяют формальдегиды, которые отравляют водные источники.
  3. Кора.
  4. Листья деревьев. Как правило, листья деревьев смешивают с навозом, соломой, травой. Чтобы биотопливо из листьев разогрелось, в него необходимо добавить азотный комплекс удобрений.
  5. Трава.
  6. Льняная костра.
  7. Отходы хлопчатобумажной промышленности.

Для получения качественного биотоплива для парника, необходимо смешивать конский навоз с соломой или с коровьим навозом в пропорции 50/50, конский навоз с пищевыми отходами или корой или опилками в соотношении 70/30 или же коровий навоз с опилками или древесным листом в таком же соотношении 70/30.

Внимание! Мощность обогрева биотоплива мала, поэтому этот вид топлива не подходит для обогрева больших парников, где свободно может ходить человек, его лучше использовать в качестве подогрева заглубленных парников.

Биотопливо для автомобилей

Альтернативным видом топлива для автомобилей является биотопливо.

Существуют следующие виды биотоплива для автомобилей:

В некоторых странах уже началось использование биотоплива, смешенного с бензином.

Самым популярным видом биотоплива, которое используется у автомобилей, является этанол. Этот вид газа получается путем переработки продуктов, содержащих много сахара или крахмала, таких как сахарный тростник, кукуруза, картофель, сахарная свекла или ячмень, и смешивается с бензином в соотношении 10%э танола к 90% бензина.

Следующим по популярности, является биодизель. Он получается путем переработки растений в составе которых есть много масла (соя, рапс или подсолнух). Получение этого вида топлива более затратно.

Для этого необходимо вырастить растения, потом собрать и переработать в качественный продукт и в короткие сроки реализовать, так как биодизель годен в течение 3 месяцев, а затем он начнет разлагаться. Все это требует больших материальных затрат. В повседневной жизни, биодизель применяется в разведенном виде с бензином.

Почему лучше использовать биотопливо?

Биотопливо является альтернативным, возобновляемым источником энергии на земле.

Основные его достоинства следующие:

  1. Ценовая доступность позволяет использовать этот вид топлива во всех сферах жизнедеятельности человека.
  2. Возобновляемость. Одним из важных преимуществ над бензином является способность биотоплива возобновляться.
  3. Биотопливо способствует замедлению глобальных изменений. Его использование уменьшает парниковый эффект (до 65%)
  4. У стран-производителей биотоплива, уменьшается зависимость от импорта данного товара.
  5. Превосходная заправка для автомобиля.

Как производить биотопливо в домашних условиях

На морских и материковых просторах нашей планеты произрастает огромное количество биомассы. При этом человечество использует очень малую долю энергии, что содержится в этой растительной массе, предпочитая сжигать углеводороды. Но времена меняются и ранее никому не нужные отходы становятся сырьем для производства различных видов биотоплива. В продаже появились различные евродрова, пеллеты и брикеты, изготовленные из таких отходов. Однако, если дома есть подходящие условия, то почему бы и не сделать биотопливо своими руками? В данном материале будет рассказано, из чего и как можно изготавливать горючее в домашних условиях.

Что такое биотопливо?

Энергия, скрывающаяся в растительной массе, является практически неиссякаемой, ведь ее источником служит наше солнце. Растения умеют использовать энергию солнца, перерабатывая ее для своего роста. В свою очередь, животные и птицы получают энергию, питаясь биомассой, при этом производят продукты жизнедеятельности. По определению, биотопливо — это горючее, получаемое из сырья растительного или животного происхождения, а также отходов жизнедеятельности и различных производств, связанных с обработкой биомассы.

Современные технологии позволяют получать биотопливо в трех видах: твердом, жидком и газообразном. Твердое горючее мы встречаем в жизни наиболее часто в виде пеллет и различных брикетов, получаемых методом прессования. Жидкое топливо – биодизель – в странах постсоветского пространства пока еще редкость, это обусловлено наличием большого количества ископаемых углеводородов по приемлемой цене. В то время как получать жидкое биотопливо из растительного масла достаточно дорого и технологически сложно.

Производство горючего биогаза гораздо проще и дешевле, вследствие чего набирает все большую популярность. Владельцы животноводческих и птицеферм все чаще задумываются о приобретении биогазовой установки, ведь в их распоряжении имеется огромное количество помета и навоза, что как нельзя лучше подходят для этой цели.

Перечислять здесь все виды растительного сырья для переработки в топливо, его источники и технологию производства нет смысла. Нас интересуют только те виды биотоплива, которые можно успешно получать в домашних условиях, не вкладывая больших денежных средств. Вот они:

  • биогаз, извлекаемый из продуктов жизнедеятельности домашних животных и птицы;
  • брикеты из различных отходов растительного происхождения;
  • древесный уголь.

Конечно, если очень постараться, то можно самостоятельно изготовить и пеллеты, и экодизель, и даже экобензин. Подобными вещами люди занимаются в качестве хобби, затрачивая на это годы своей жизни и зачастую немалые средства. Для широкого круга пользователей такие непростые технологии малодоступны, а потому рассматривать их мы не будем.

Получение биогаза в домашних условиях

Горючий газ, выделяемый из навоза и прочих подобных видов сырья, в основном состоит из того же метана, которым мы привыкли пользоваться ежедневно у себя на кухне. Доля метана в биогазе составляет от 50 до 70% в зависимости от качества сырья и эффективности технологического процесса. Остальные химические соединения в составе газа – негорючие, это двуокись углерода и сероводород. Именно благодаря последнему весь процесс сопровождается хорошо нам знакомым запахом.

Газообразное биотопливо — это горючее вещество, выделяющееся в результате химической реакции брожения органических отходов без присутствия кислорода. Поэтому основным элементом технологического оборудования является закрытая цилиндрическая емкость (реактор) большой вместительности, желательно не менее 1 м3.

Многие домашние умельцы применяют для этой цели обычные пластмассовые или железные бочки. Это вполне допустимо, реакция будет происходить и в таких сосудах. Только газа будет выделяться немного, как результат это несоразмерно с затраченным временем и трудом. Минимальная вместительность реактора должна составлять хотя бы 600 л.

Чтобы процесс протекал максимально быстро и эффективно, по технологии содержимое реактора надо постоянно подогревать до температуры 35—40 ºС. В домашних условиях это не всегда возможно, да и влечет за собой затраты энергоносителей. Выход следующий: емкость, из которой происходит получение биотоплива, лучше установить в достаточно глубокой яме, сделанной в земле. В идеале дно и стены ямы выполняются из бетона, а верхняя выступающая часть реактора на зиму утепляется. Как это правильно сделано, показано на рисунке:

Общая конструкция установки, позволяющей вырабатывать биотопливо из навоза, содержит следующие элементы (см. схему ниже):

  • реактор – сосуд из металла цилиндрической формы;
  • загрузочный бункер для заполнения реактора субстратом (смесью сырья с водой);
  • люк для обслуживания;
  • наружная емкость – водяной затвор для поддержания необходимого давления в реакторе;
  • труба для выгрузки отработанного материала;
  • патрубок с краном для подачи биогаза.

Примечание. Для улучшения брожения субстрата рекомендуется добавить в конструкцию шнек наподобие строительного миксера. Он устанавливается по центру бака, а наружу через уплотнение выводится рукоятка для периодического перемешивания содержимого.

Технологический процесс выполняется следующим образом. Вначале отходы жизнедеятельности нужно обязательно измельчить. Крупность фракции не должна превышать 10 мм, это обеспечит хорошее проникновение бактериям, вызывающим брожение. Затем сырье заливается водой и тщательно перемешивается. Количество воды – ориентировочно 0.7 л на каждый килограмм навоза. Получается субстрат, из него добывается биотопливо в домашних условиях.

Субстратом заполняют емкость через бункер, который потом герметично закрывается. По мере возможности содержимое надо перемешивать. По прошествии нескольких дней начинает выделяться горючий газ, его нужно периодически откачивать, чтобы давление внутри бака не поднималось. Это приведет к замедлению реакции и вытеснению содержимого обратно в загрузочный бункер. Для откачивания газа применяют компрессор и обычный баллон для пропана. Подробное описание установки и технологии производства можно изучить, просмотрев видео:

Нельзя сказать, что выделение биогаза из различных видов навоза и помета – простое дело. Домашним умельцам приходится идти путем проб и ошибок: то горючего выделяется слишком мало, то реакция не идет и так далее. Надо понимать, что для достижения успеха потребуется немало труда и терпения, а количества топлива вряд ли хватит для обогрева дома. Тем не менее, для работы газовой колонки и кухонной плиты его будет вполне достаточно, что уже большой плюс. Как эти приборы функционируют на биогазе, показано на видео:

Изготовление брикет

Наладить дома производство биотоплива из опилок, соломы и других отходов несколько проще. Из оборудования понадобится лишь ручной пресс, сделанный специально для этой цели. Его можно приобрести в готовом виде, заказать мастерам либо, при наличии соответствующих навыков, изготовить самостоятельно. Пресс заводской готовности стоит немало денег, поэтому последний вариант обойдется вам дешевле всего.

Производство брикет начинается с приготовления смеси. В качестве сырья используются опилки, шелуха семечек, солома и даже размоченная макулатура. Конечно, такое топливо может и так чудесно сгореть в печи или твердотопливном котле, но из-за низкой насыпной плотности придется слишком часто производить загрузку топки. Готовое твердое биотопливо из соломы или опилок будет гореть гораздо дольше.

Смесь состоит из сырья, воды и глины, служащей связующим веществом. Солому или бумагу необходимо предварительно измельчить, затем смешать с глиной в пропорции 10:1 (на 10 кг отходов 1 кг глины) и водой. Количество воды надо подбирать таким, чтобы обеспечить равномерное перемешивание и способность смеси к формованию. Не стоит добавлять в раствор много глины, не забывайте, что она останется в вашем котле в виде золы.

Смесью наполняется специальная форма, потом она кладется под пресс. После прессования готовый брикет аккуратно вынимается и раскладывается сушиться на солнце. Увидеть операцию прессования можно на видео:

Получение древесного угля

Древесные угли представляют интерес для домовладельцев как топливо, используемое в домашних мангалах и барбекю. Не секрет, что покупать подобный уголь в магазине достаточно дорого, в то время как дома его можно выжечь бесплатно, только затратив свое время. Кстати говоря, сжигать его в твердотопливных котлах или печах бессмысленно, гораздо проще заложить в топку обычные дрова.

Выжигают уголь из древесины 2 способами:

Для первого способа требуется обычная стальная бочка на 200 л и бытовой пылесос. Последний послужит для нагнетания воздуха, поэтому в нижней части бочки должен быть врезан патрубок для его подключения. На дне емкости разводят огонь, затем заполняют ее дровами до половины и включают пылесос. Затем древесины накладывают доверху, закрывают ее крышкой и замазывают глиной. Когда все прогорит и бочка остынет, производится сортировка с целью отделить древесные угли от золы.

Похожим образом древесина обжигается в яме. Последняя выкапывается 0.8 м в диаметре и не более 0.6 м в глубину. Дно ямы утрамбовывается, после чего в ней разводят костер и послойно накладывают дрова длиной до 30 см. Наполнение происходит по мере обжигания предыдущего слоя, процесс длится около 3 часов. В конце яма накрывается ветками и мхом, а сверху присыпается землей. Через 2 дня покрытие можно снимать и выбирать угли.

Заключение

Современные технологии позволяют получать горючее из различных видов биомассы, в некоторых приморских странах даже производят биотопливо из водорослей. Но на данный момент рядовому домовладельцу доступны лишь описанные способы, остальные обойдутся слишком дорого. Проще и дешевле всего делать брикеты, особенно когда в доме установлен твердотопливный котел.

Биотопливо

Биотопливо – это источник энергии, который получается из растительного или животного сырья. Бывает в жидком, твердом и газообразном состояниях.

Что это такое биотопливо и его виды

Само слово биотопливо у многих людей на слуху, но что это конкретно, мало кто знает, тем более мало кто сможет объяснить, как и из чего его производят.

Биотопливо – это источник альтернативной энергии, который производится из биологического сырья.

Существует несколько видов подобного топлива, которые отличаются по своему физическому состоянию, это:

  1. Жидкое биотопливо;
  2. Твердое биотопливо;
  3. Газообразное биотопливо.

Твердое биотопливо

Более широкое распространение в жизни человека получило твердое биотопливо. Этот вид топлива известен людям с древних времен – это обыкновенные дрова. В связи с развитием технологий и совершенствованием процессов обработки древесины, в данном сегменте твердого биотоплива появились новые участники, это топливные брикеты и топливные гранулы (паллеты), которые, по сути своей, похожи, отличаются лишь в технологии производства и способам использования.

Кроме древесных отходов, для изготовления брикетов и гранул используют отходы сельского хозяйства (солому, шелухи ветки и т.д.) и продукты жизнедеятельности животных (навоз, помет и т.д.).

Жидкое биотопливо

Данный вид биотоплива менее распространен, из-за малого производимого количества и необходимости конструктивных изменений в агрегатах, привычно работающих на бензине и дизельном топливе.

Существует несколько видов жидкого биотоплива, полученных путем переработки растительного сырья, это:

  • Биоэтанол – этиловый спирт;
  • Биометанол – метиловый спирт;
  • Биобутанол – бутиловый спирт;
  • Диметиловый эфир – простой эфир;
  • Дизельное биотопливо — жидкое моторное топливо для дизельных двигателей, состоит из смеси эфиров жирных кислот.

Газообразное биотопливо

Оно также пока не получило широкого распространения, к данному виду относятся:

  • Биогаз – газ, получаемый в результате брожения веществ растительного или животного происхождения. Процесс брожения, в этом случае, происходит под воздействием бактерий;
  • Биоводород – это водород, полученный из биомассы;
  • Метан – газ из семейства углеводородов.

Распространение данного вида энергоресурсов

В настоящее время биотопливо, во всех своих состояниях, разве лишь за исключением твердых видов, не нашло широкого распространения в повседневной жизни. Но в связи с тем, что запасы привычных видов энергии постоянно сокращаются, а запасы биомассы, которая может послужить сырьем для получения жидкого и газообразного видов биотоплива, колоссальны, то и работы по применению в повседневной жизни этих видов топлива, продолжаются.

Биотопливо, кроме различия по физическим свойствам, различаются еще по двум типам, это:

  1. Биотопливо первого поколения – производится из сельскохозяйственных культур (кукуруза, сахарный тростник, рапс, соя и т.д.),что создает конкуренцию прочим сельскохозяйственным культурам, используемых для пищи человека.
  2. Биотопливо второго поколения – в этом случае используется сырье, которое не используется человеком в качестве пищи. Это отработанные жиры и масла, деревья, трава.

Распространение данных видов топлива напрямую связано с использованием биодизеля и биоэтанола, который является хоть и не в полной мере, но все же заменителем бензина.

В настоящее время объемы биомассы, которые могут быть переработаны, используются лишь на 5 – 6%, это обусловлено

финансовыми тратами для внедрения существующих технологий, инвестиций в эти исследования и технологии.

Разработчики проекта «Стратегии развития топливно-энергетического комплекса России до 2020 года» учли существующий потенциал нашей страны, который состоит из двух составляющих, это:

  • Технический потенциал, который характеризуется приростом биомассы;
  • Экономический потенциал, целесообразный объем сбора биомассы.

В рамках стратегии развития страны, разработки новых технологий и способах их внедрения, роста цен на традиционные энергоносители, привлекательность биотоплива неукоснительно растет и процесс внедрения этих технологий будет продолжаться.

Применение биотоплива для автомобилей

Как уже выше писалось, для современного топлива автомобилей есть замена в виде биотоплива, это:

  • Для дизельных двигателей – биодизель;
  • Для двигателей внутреннего сгорания – биоэтанол.

Биодизель получают из растительных масел (рапсовое, соевое, пальмовое) и метанола.
Биодизель второго поколения производят из микроводорослей и масленичных культур. Отдельный вид биодизеля – грин-дизель, который является смесью углеводородов и представляется на рынке, как улучшающая добавка к обычному топливу.
Как правило, биодизель для заправки автомобилей используют в смеси с обычным дизельным топливом (соляркой) в соотношении 20/80%, где биодизеля 20%. Недостаток такого смешивания – повышенный расход топлива и снижение мощности.
Биоэтанол в чистом виде для заправки автомобиля использовать нельзя, т.к. это окислитель и растворитель. Для его использования требуется реконструкция авто с заменой элементов топливной системы на узлы, изготовленные из нержавеющей стали и стойкого пластика.

В мире созданы автомобили с двигателями внутреннего сгорания, которые работают на смеси биоэтанола и бензина в соотношении:

  • 85/15% — в США;
  • 10/90% — в странах Европы;
  • 20/80% — в Бразилии,

Считается, что при данных пропорциях (кроме США, там автомобили были реконструированы), такое соотношение топлива не вредит системам автомобиля, что позволяет использовать биоэтанол уже при существующих технологиях.

Биотопливо для камина

По общепринятому мнению – лучшим топливом для камина являются спиртосодержащие жидкости. В связи с этим можно с уверенность сказать, что в качестве биотоплива для камина можно использовать:

  • Биоэтанол – этиловый спирт;
  • Биометанол – метиловый спирт;
  • Биобутанол – бутиловый спирт;
  • Демитиловый эфир – простой эфир;
  • Дизельное биотопливо.

Эти вещества можно использовать как в чистом виде, так и в составе с прочими составляющими.

Биотопливо для каминов производят в разных странах, это США, Канада, ЮАР и страны Европы. Наиболее известные в России польские компании «Kratki» и «Planika».

В России биотопливо для каминов производят: компания «БИОТЕПЛО», Мастерская биокаминов BioKer и еще ряд компаний.

Цены на биотопливо для каминов находятся в диапазоне от 500 («Planika») до 2000 рублей (BioKer) за 5 литров топлива.

Биотопливо из водорослей

Разработана и успешно используется технология получения биотоплива из водорослей.

Плюсом использования водорослей для промышленного применения, является то, что для их выращивания не требуется занимать части суши, они растут в любой воде и не требуют особого ухода, с одной стороны, а с другой – способны осуществлять значительный прирост биомассы за малые промежутки времени.

Имея в своем составе простые химические элементы, водоросли легко перерабатываются.

Как сделать своими руками

Человек в повседневной жизни периодически пользуется биотопливом, это с полной уверенностью можно отнести к твердым видам топлива – дрова, опилки, солома и т. д. Для изготовления топливных брикетов не нужно специальных приспособлений и механизмов, это может сделать каждый, у кого есть продукты переработки дерева и желание.

Более сложный процесс, это получение биотоплива из навоза, являющимся продуктом жизнедеятельности сельскохозяйственных животных. В этом случае получается биогаз, который можно использовать для сжигания, тем самым нагревать воду в системах горячего водоснабжения или теплоноситель, в системах обогрева зданий и сооружений.

Вначале следует определиться с местом, где будет располагаться установка. Выбранный участок должен быть удален от жилых строений, дабы не создавать неудобства запахами, выделяющимися в процессе брожения биомассы.

На выбранном участке выкапывается яма, в которой делается гидроизоляция и сооружается емкость накопитель. Емкость может быть из железобетонных колец с герметизацией стыков, кирпичной с оклейкой гидроизоляцией, металлической. В верхней части устраивается люк и крышка. Монтируются трубопроводы для отвода образовавшегося газа.

В построенную емкость загружается навоз, картофельная ботва и прочие растительные отходы, после чего все заливается водой. В емкости начнется процесс брожения, и как следствие, начнет выделяться биогаз.

В состав получаемого таким образом газа будет входить — метан, углекислый газ и примеси других газов.

С 1 кг органического вещества можно получить около 0,5 кг биогаза.


Биотопливо. Его достоинства и недостатки

Биотопливо получают из растительного или животного сырья, из продуктов жизнедеятельности человека и животных или органических промышленных отходов. Наиболее часто производится и используется биоэтанол или просто этанол. Еще в начале 20-го века Генри Форд планировал заправлять этанолом свою модель TS, и первые дизельные двигатели могли работать на арахисовом масле. Но открытие огромных нефтяных месторождений способствовало применению бензина и дизельного топлива, и биотопливо на некоторое время было забыто. Однако повышение цен на нефть, наряду с растущей обеспокоенностью по поводу выбросов углекислого газа, снова сделали биотопливо популярным.

На самом деле бензин и дизельное топливо – это древнее биотопливо. Но их причисляют к ископаемым видам топлива, поскольку они происходят из разложившихся растений и животных, которые были погребены под землей миллионы лет назад. Отличие биотоплива в том, что оно производится из растительного или животного сырья, полученного в настоящий момент.

Рассмотрим теперь преимущества и недостатки использования биотоплива.

Преимущества биотоплива

Мобильность по сравнению с другими альтернативными источниками энергии

В настоящее время у более «радикальных» альтернативных энерготехнологий, таких как солнечная энергетика и ветроэнергетика, есть одна большая проблема — мобильность. Поскольку солнце и ветер не имеют постоянный характер, для обеспечения больших мощностей в таких энерготехнологиях приходится использовать относительно тяжелые аккумуляторные батареи (но с совершенствованием технологий эта проблема постепенно решается). С другой стороны — биотопливо, его довольно легко транспортировать, оно обладает стабильностью и довольно большой «энергоплотностью», его можно использовать с незначительными модификациями существующих технологий и инфраструктуры.

Снижение стоимости

В настоящее время на рынке биотопливо стоит столько же, сколько и бензин. Тем не менее, в использовании биотоплива больше преимуществ, поскольку это более чистый вид топлива, он производит меньше выбросов при сжигании. Биотопливо можно адаптировать к существующим конструкциям двигателей, которое будет хорошо использоваться в любых условиях. При этом такое топливо лучше для двигателей, оно снижает общие затраты на контроль за загрязнением двигателя и, следовательно, его использование требует меньше затрат на техническое обслуживание. С увеличением спроса на биотопливо есть вероятность, что в будущем оно станет дешевле. Таким образом, использование биотоплива будет менее тяжелым для кошелька.

Возобновляемые источники

Бензин получают из сырой нефти, которая не относится к возобновляемым ресурсам. Хотя современных запасов ископаемого топлива хватит еще на много лет, они в конечном счете когда-нибудь закончатся. Биотопливо изготавливается из различного сырья, такого как навоз, отходы сельскохозяйственных культур и растений, выращенных специально для топлива. Это возобновляемые ресурсы, которые, вероятно, не закончатся в ближайшее время.

Сокращение выбросов парниковых газов

При сжигании ископаемое топливо производит большое количество углекислого газа, который считается парниковым газом и причиной удержания солнечного тепла на планете. Сжигание угля и нефти повышает температуру и вызывает глобальное потепление. Чтобы уменьшить воздействие парниковых газов, можно использовать биотопливо. Исследования показывают, что биотопливо снижает выбросы парниковых газов до 65 процентов. Кроме того, при выращивании культур для биотоплива они частично поглощают оксид углерода, что делает систему использования биотоплива ещё более устойчивой.

Экономическая безопасность для стран, не обладающих большими запасами топлива

Не каждая страна обладает большими запасами нефти. Импорт нефти оставляет существенную брешь в экономике страны. Если люди начнут склоняться в сторону использования биотоплива, то зависимость от импорта будет снижаться. Благодаря росту производства биотоплива создастся больше рабочих мест, что должно положительно отразиться на экономике страны.

Недостатки биотоплива

Ограничения региональной пригодности

Растительное сырье для биотоплива, вероятнее всего, будет выращиваться в определенных регионах. Это связано с рядом причин, главная из которых – это то, что некоторые культуры просто лучше растут в одних местах и хуже в других.
При выборе региона для производства растительного сырья надо учитывать:

  • Водопользование – чем меньше воды используется для выращивания сельскохозяйственной культуры, тем лучше, так как вода является ограниченным ресурсом. Особенно это критично в более засушливых местах.
  • Инвазивность – урожай, который убивает местные растения и который трудно контролировать, может поставить под угрозу биоразнообразие и серьезно повредить экосистему региона.
  • Удобрения – необходимые для растений питательные вещества. Некоторые растения требуют меньше органических ресурсов, чем другие.
  • Климат – в некоторых местностях просто невозможно выращивать биотопливные культуры, например, в местности с холодным или засушливым климатом.

Продовольственная безопасность

Проблема с выращиванием сельскохозяйственных культур для топлива заключается в том, что они займут землю, которую можно было бы использовать для выращивания продуктов питания. В мире с постоянно растущим населением проблема наличия земли для сельскохозяйственных целей становится все более острой.

Ограничение на изменение землепользования

При очистке земли от местной растительности для выращивания сырья удар по экологии наносится с трех сторон.

  1. Разрушается среда обитания животных и микроэкосистемы.
  2. Для очистки территории от местной растительности требуется энергия. Так что производство получается очень энергоемким и связано с большим количеством выбросов загрязняющих веществ в процессе обработки.
  3. Для производства культур потребуются удобрения, которые будут загрязнять почву, а через нее водные пути и всю окружающую среду.

Изменения в землепользовании для производства биотоплива имеет значительные недостатки. Поэтому для производства биотоплива лучшим решением является использование существующей земли, но это уменьшает количество земли для продовольственных целей.

Проблемы, связанные с выращивание монокультуры

Конечно, для получения большого количества урожая легче вырастить один вид культуры. Такая практика выращивания одной культуры называется монокультурой. Примеры монокультур можно найти по всему миру, выращивание одного вида стало более распространенным в последние 20-30 лет.
Выращивание одного вида урожая изменяет окружающую среду с точки зрения доступной для вредителей пищи. Например, если урожай картофеля поедается определенным вредителем, который может мигрировать только на несколько сотен метров, а картофельные поля разделены кукурузными полями, то появление вредителей на одном картофельном поле не станет проблемой, поскольку они не смогут переместиться за пределы одного поля. Однако без кукурузных полей вредитель может легко уничтожить весь урожай.

Использование же пестицидов при выращивании монокультуры для борьбы с вредителями неизбежно ведет к выработке у вредителя устойчивости к этим средствам. Как следствие, урожай будет страдать.

При обращении к генной инженерии, когда изменяется сама культура и делается устойчивой к вредителям, отпадает необходимость использования пестицидов. Отлично! Но проблема состоит в том, что скорее всего модификации культуры не спасут абсолютно от всех вредителей, и через несколько лет производители столкнуться все с той же проблемой истребления урожая.

Ключ к здоровью культур по всему миру заключается в биоразнообразии, которое означает просто наличие большого количества различных видов растений и животных. Таким образом, если один сорт картофеля приходит в упадок, то существует другой сорт картофеля, который его может заменить. Это особенно важно, когда речь идет о продовольственных культурах.

Автор: Анастасия Литвинова

Также читайте похожие статьи:

Александр Ефименко

В нашем городе Красный Луч давно закрылась шахта №1 «Знамя Коммунизма». Шахтное поле отработано. Поверхностный коплекс к счастью сохранился. Сохранился обелиск памяти погибшим шахтёрам, ушедшим с этой шахты на Великую Отечественную Войну. Рядом работает шахта «Княгиненская», которая частично использует здания и сооружения закрытой шахты. Но самое главное, что за более столетний период вокруг этих предприятий поселились люди, построили дома, обустроили и облагородили земельные участки, пробурили скважины для воды, воспитали детей, внуков, а кое-кто и правнуков. Современные молодые люди, в основной своей массе, образованные, целеустремлённые, трудолюбивые, но не очень стремятся освоить шахтные профессии и поэтому, страдая от потери ежедневной связи с близкими и родными, уезжают из города, в надежде где-то найти себе достойное применение. Очевидно, аналогичный отток трудовых кадров происходит по всем шахтным посёлкам ЛНР, где закрылись шахты. Для решения возникающих проблем, связанных с закрытием шахт предлагается переоборудовать существующие постройки под МИНИ-ЭНЕРГОКОМПЛЕКСЫ, которые будут производить электрическую энергию и компоненты жидкого моторного топлива из биомассы, твёрдых бытовых отходов и угольного штыба .
Комплексы для получения источников энергии включают в себя: 1 — энергополе топинамбура; 2 — участок изготовления энергосмеси; 3 — установки для синтеза жидкого моторного топлива; 4 — отстойник технической воды; 5 — мини-электростанции; 6 — электроподстанция; 7 — административно-бытовой комбинат; 8 — участок транспорта; 9 — ветроэлектростанция; 10 — породный отвал; 11 — опорный каркас из наклонных свай и мостовых конструкций. Для проектирования пилотного проекта «МИНИ-ЭНЕРГОКОМПЛЕКС №1 на закрытой шахте «Знамя Коммунизма» ГУП ЛНР «Донбассантрацит» необходимо привлечь студентов-выпускников ДонГТУ, с предпочтением для краснолучан, которые для себя и своих земляков разработают вакансии и рабочие места. Экономическая форма строительства и работы таких комплексов должна быть в виде Открытых Акционерных Обществ (ОАО), с привлечением акционеров посредством выпуска акций, гарантом которых должен стать Государственный Банк ЛНР. При этом пакет акций на 51% от общего установочного капитала должен принадлежать последнему. Акции должны быть неликвидные для третей стороны, и при желании акционера выкупаться ОАО. Таким образом, параллельно с работающими угольными шахтами в ЛНР можно создавать новые, альтернативные предприятия с обширным диапазоном профессий.

Добавить комментарий Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Биотопливо своими руками

Сегодня многие начинают осознавать, что сжигание ископаемого топлива когда-нибудь заведет человечество в тупик. Вместе с тем, выработка энергии из возобновляемых источников пока не может покрыть все нужды экономики. А что, если обратиться к опыту наших предков и воспользоваться топливом биологического происхождения. Ведь еще в древнем Китае умели добывать биогаз из природного сырья. Это горючее ничем не уступает по своим физическим свойствам другим видам топлива. Так давайте же разберемся, как можно выработать биотопливо своими руками.

Что собой представляет биогаз?

Биогаз – это общее название смеси большого количества органических летучих соединений, которые обладают высокой горючестью. Он способен образовываться в анаэробной среде в процессе разложения любой органики. Главные условия – отсутствие кислорода и высокая влажность. Сырьем для получения биогаза может стать любой органический субстрат: навоз, ботва от растений, трава, опилки, отходы деревообрабатывающего производства, солома и даже бытовые отходы. Все это можно с успехом использовать для обогрева не только теплиц и хозяйственных помещений, но и целых домов.

Главным образом любой биогаз состоит из метана, углекислого газа и примесей иных газообразных веществ, таких как сероводород. Чем меньше в нем содержится углекислого газа, тем выше качество продукта. Ведь углекислота не является горючим газом. Во многих случаях переработка одного килограмма органики дает целых 500 гр. биотоплива. Это очень высокий показатель, который редко встречается в других сферах.

В чем преимущества использования биологического топлива

Существует немало преимуществ у использования биогаза.

  • Стоимость биогаза сегодня находится в паритете с бензином, но при этом его чистота гораздо выше, что дает неплохую экономию на техническом обслуживании отопительных котлов, которые работают на таком виде топлива.
  • Нет никакой зависимости от наличия и стоимости нефтепродуктов.
  • Источники получения биотоплива можно считать возобновляемыми в отличие от углеводородов. Ведь разложение биомассы будет происходить всегда, пока есть жизнь на Земле. Нефть, газ и уголь рано или поздно в недрах закончатся, ведь они образовывались миллионами лет в строго определенных условиях, которых сегодня на планете уже нет.
  • Снижается общее количество вредных выбросов в атмосферу примерно на 65%.
  • Возможность самостоятельной выработки. Нельзя своими руками добыть нефть и сделать из нее бензин, а вот биотопливо произвести при наличии определенных знаний сможет каждый. Причем, сырье для производства не придется долго искать.

Что оказывает влияние на изготовление биотоплива?

Что имеет решающее значение для тех, кто задался целью изготовить биотопливо своими руками в домашних условиях – так это, главным образом, окружающая среда. Ведь, чем выше температура, тем успешнее будут проистекать необходимые химические реакции, посредством которых будет выделяться газ. Это стало основной причиной того, что первое оборудование, которое производило биотопливо в домашних условиях, было сконструировано и запущено в работу в регионе с теплым климатом. Однако и в холодных условиях вполне возможно произвести биологическое топливо. Просто для этого придется принять меры по утеплению конструкции установки или внесения в ее конструкцию устройств для принудительного обогрева рабочей камеры, например, горячей водой. Кроме того, на создание агрегата может оказать влияние само сырье, которое должно эффективно и быстро разлагаться, содержать в себе много жидкости. В нем должны отсутствовать чистящие средства и другие препараты, которые сильно замедляют процесс разложения, так убивают анаэробные бактерии, осуществляющие процесс ферментации.

Процесс изготовления биотоплива

Так все же, каким образом можно произвести биотопливо своими руками и какие доступные материалы можно в этом процессе использовать. Для полного понимания необходимо разобрать несколько распространенных вариантов.

Производство биотоплива из обычного навоза

Навоз, несомненно, является самым популярным сырьем для выработки кустарным методом большого количества биогаза. Поэтому, если вы живете в сельской местности и держите какую-либо живность, то приобретение установки для производства биотоплива будет экономически оправданным, так как она вполне может окупиться за 2 – 3 года.

Максимально бурная реакция с выделением большого количества газа происходит в конском навозе. Однако такой навоз бывает трудно достать, ведь мало кто сегодня разводит лошадей в своем подсобном хозяйстве. Гораздо проще обстоит дело с коровьим, козьим и свиным. Он не так эффективен, но все же способен произвести достаточное количество газа.

На базе навоза создают смеси с другими отходами, посредством которых и вырабатывается горючий газ, который идет на отопление дома. Вот некоторые популярные смеси:

  • Любой доступный навоз и листья деревьев в соотношении 7:3.
  • Навоз и обыкновенная солома.
  • Навоз и древесные опилки – 7:3.
  • Навоз и отходы от льняного производства – 7:3.
  • Смесь коровьего и конского навоза – 1:1.
  • Смесь навоза с бытовыми отходами – 4:6.

Как уже отмечалось вначале, технология такого производства основывается на всем известном брожении. Оно происходит в специальных полностью герметичных резервуарах при достаточно высокой температуре. Излишки воды в ходе этого процесса просто удаляются, а высвободившийся биогаз подается в газовую горелку, установленную в печи, которая отапливает те или иные помещения. Этот газ можно с успехом подавать и в котлы для природного газа, но в этом случае понадобится перенастройка горелки. Это обусловлено тем, что содержание метана в биотопливе значительно меньше, чем в природном газе. Сегодня, кстати, уже выпускаются специальные комбинированные котлы для работы не только на привычном газе, но и на биотопливе.

Получение газа из древесного угля

Биотопливо в домашних условиях вполне возможно производить и из обычного древесного угля, который все любят использовать на природе, чтобы зажарит шашлык. Однако конфуз в том, что в магазинах такой уголь стоит дорого. К счастью, его цена чисто спекулятивная, так как диктуется большим спросом именно на использование в мангалах. Себестоимость же производства этого продукта в разы ниже. Поэтому, если научиться самостоятельно производить такой древесный уголь, то затраты будут вполне окупаться той тепловой энергией, которая будет вырабатываться впоследствии. Чтобы самостоятельно сделать древесный уголь, нужно обладать некоторыми знаниями и не очень «кривыми» руками. Рассмотрим два способа:

  1. Древесный уголь из бочки. Для производства достаточного количества угля вполне подойдет металлическая бочка в 200 л. В ее нижней части вваривается штуцер под устройство принудительного нагнетания воздуха. Для этих целей можно использовать обычный пылесос или смонтировать устройство с вентилятором. В бочке разводится костер, в который постепенно добавляются дрова.

Это могут быть любые отходы деревопереработки. Когда дров будет до половины бочки, ее нужно полностью закрыть и герметизировать сырой глиной или мокрой землей. В этот момент происходит принудительная подача воздуха. Происходит очень интенсивное горение с образованием всем знакомого угля. Недостатком этого метода является повышенное золообразование. Поэтому после каждой партии необходимо очищать бочку от золы.

  1. Древесный уголь из ямы. Таким способом уголь всегда жгли в лесу. Сегодня это запрещено без согласования с органами пожарного надзора ввиду участившихся случаев лесных пожаров. Чтобы такое согласование получить, необходимо соблюсти следующие условия: место для жжения должно располагаться на обширной поляне или за пределами леса, и оно должно быть опахано широкой полосой; в пределах досягаемости искр не должно быть сушняка и старых деревьев. Кроме того, органы экологического контроля должны дать заключение, что производство не нанесет вреда окружающей среде.

Для небольшого производства копают яму 50 см глубиной и диаметром 80 см. Стенки ямы должны быть с уклоном. На тщательно уплотненном дне ямы разводят костер с использованием бересты и тонких прутиков. Затем добавляют в него постепенно дрова, имеющие длину не более 30 см. Каждый последующий слой, добавляют только после полного обжига предыдущего. Дрова должны находиться очень плотно друг к другу. Примерно три часа необходимо для полного выжигания дров. Когда это произойдет и яма будет полностью заполнена обожженными дровами, на них нужно насыпать сухую листвы и землю. Все это утрамбовывают и оставляют на 2 – 3 дня. За это время головешки от дров превратятся под землей в древесный уголь, остыну и могут быть сложены в мешок. Если есть такая необходимость, то можно выкопать яму большего размера или сделать их несколько.

Как видим оба способа достаточно трудоемкие, но зато они не требуют почти никаких финансовых затрат, так как необязательно покупать полноценные и дорогие дрова для производства угля. Можно использовать сушняк в лесу или отходы лесозаготовительного производства.

Сжигание такого древесного угля в твердотопливных котлах позволяет получить высококачественный и высокотемпературный пиролизный биогаз, который обладает очень большой энергией сгорания. В отличие от обычных дров, древесный уголь способен дать в несколько раз больше тепла из того же объема топлива.

Биотопливо из семян рапса

Из семян рапса тоже возможно производить качественное биологическое топливо. Чтобы хорошо понять такую процедуру, можно самостоятельно провести достаточно простой и доступный кому угодно химический опыт. Нужно взять пять грамм каустической соли и очень быстро, чтобы не попал воздух, пересыпать ее в любую стеклянную 2 литровую емкость, в которой уже налито 200 грамм метанола (метиловый спирт). Образованную смесь очень тщательно необходимо перемешать. После этого в смесь добавляют нагретое до 55 градусов рапсовое масло. Для удобства перемешивания хорошо в качестве емкости использовать банку с крышкой, в которой прорезано отверстие под блендер.

Перемешивание смеси необходимо производить на низких оборотах блендера в течение 20 минут. Затем смесь оставляют на 1 час при температуре не ниже 55 градусов. При комнатной температуре понадобятся целые сутки. Через это время на дне банки появится глицерин, а все остальное будет заполнено жидкостью желтого цвета. Это и есть то биотопливо, которое мы хотели получить. Его нужно профильтровать и можно использовать в котлах, работающих на жидком топливе. Конечно, производить биотопливо в 3 литровых банках совершенно не рентабельно, поэтому для этой цели существуют специальные установки.

Итак, принимая во внимание все перечисленные выше очевидные преимущества использования биотоплива, как альтернативы популярным сегодня различным видам типам топлива, можно с уверенностью говорить, что это вполне целесообразное и разумное решение, например, для фермера. При условии, если вы ознакомитесь с некоторой тематической литературой, содержащей более детальные разъяснения методов и схемы производства различных видов биотоплива, добавите ко всему этому собственные качественные знания и навыки, то у вас, несомненно, все получится.

И помните: любое сырье, которое вы планируете на потоке использовать для выработки биотоплива, должно отлично разлагаться и содержать достаточно большое количество жидкости. Лучше всего этим условиям удовлетворяет навоз, да и производство при его использовании самое простое. Кроме того, в сырье не должно присутствовать никаких посторонних веществ, которые могут замедлять реакцию или снижать качество полученного биотоплива.

Биотопливо: принцип действия и способ производства своими руками

Способы производства биологического топлива

Биомасса относится к возобновляемым источникам энергии и является своеобразной альтернативой традиционному топливу. В качестве материала для получения биомассы используются древесные отходы из них производится древесное топливо (пеллеты).

Достаточно широко применяются для получения биотоплива отходы крупно-рогатого скота, биомасса, полученная при переработке растений, а также отходы, полученные от получения спирта и т.д.

Биогаз получаемый, в результате переработки различного вида отходов идет на получение тепловой и электрической энергии, получается биогаз в результате метанового брожения.

Установка по получению биотоплива работает на основе анаэробного термофильного (метанового) брожения.

Принцип действия установки для биотоплива

Органические вещества помещаются в биореактор где происходит разложение на биогаз и органические удобрения. Удаление сброженной субстанции происходит через специальный штуцер, поступает бункер-отстойник. Биогаз поступает из отстойника в газгольдер, для перемещения биогаза используется специальный газовый штуцер и конденсатор, служащий для удаления влаги. Из газгольдера газ поступает к использованию в газовых устройствах или для получения тепловой энергии в когенерационной установке. При получении газа этим способом брожения полностью исключается запах и уничтожается болезнетворная микрофлора.

Биотопливо: производство в домашних условиях

Производство биотоплива в домашних условиях становится актуальным для многих фермерских частных хозяйств. Сделать биоуствановку гораздо сподручнее и легче и, что самое важное – дешевле чем приобрести или поставить, на самом деле, эффективный ветряк или собрать солнечную гелиоустановку.

Рис №1. Биогазовая установка для небольших фермерских хозяйств промышленного производства

В состав установки по производству биотоплива входят:

  1. Котел для нагрева горячей воды.
  2. Выгрузочная труба.
  3. Бункер необходимый для загрузки органического вещества.
  4. Контейнер или емкость для сбора и хранения органического удобрения.
  5. Перемешивающее устройство.
  6. Выгрузочный бункер.
  7. Главный реактор.
  8. Отводное устройство для биогаза.
  9. Водяной затвор.

Для подготовки смеси субстрата перед его помещением в реактор применяется подготовительная емкость, в ней органика размешивается с теплой водой, после чего осуществляется заправка биореактора полученной смесью. Для автоматизации процесса перемешивания используется встроенный миксер и фекальный насос для заправки реактора.

Биореактор делается на основе герметичной металлической емкости, ни в коем случае нельзя допустить утечки газа. Современные реакторы, изготовленные, в промышленных условиях выполняются из полимерных материалов, покрытых несколькими слоями утеплителя. В сам реактор встроены электрические ТЭНы, необходимость в них продиктована требованием ускорить процесс брожения за счет предварительного нагрева сырья, а также для использования установки в зимнее время.

Для перешивания субстанции, внутри реактора помещен электродвигатель с лопастями, закручивающими сырьевую массу по вдоль стенок емкости.

Для отвода газа служит газовая труба, газ движется по охладителю где происходит удаление жидкости, к газовой системе относится также манометр для определения уровня давления газа в системе, обратный клапан, газовый счетчик контроля, а также желательно использование фильтра для отделения сероводорода.

Для получения стабильности выходного газового давления необходим газгольдер, кроме этого он выполняет функцию буферного устройства для предотвращения нестабильности в получении и потреблении газа.

Установка по производству биотоплива своими руками

Такое устройство можно рассмотреть на примере установки, используемой в частном хозяйстве Давыдова

Рис №2. Биогазовая установка по принципу фермера Давыдова. 1. Биореактор. 2. Загрузочный бункер. 3. Люк в реактор. 4. Затвор для воды. 5. Труба для выгрузки органики. 6. Газоваый отвод.

Реактор выполнен из двух бетонных колец, помещенных в яму, полученная емкость накрывается тяжелой металлической крышкой весом примерно в одну тонну.все трубы отводятся в сторону. Газ во время работы реактора необходимо постоянно стравливать. Помещенная внутрь, смесь из отходов смешивается с водой и предварительно нагревается впоследствии нагрев будет происходить за счет процесса брожения. При переработке 5 тонн отходов в течение полугода, хватает на выработку 40м 3 газа ежедневно. Кроме газа в процессе брожения получается отличное удобрение.

Биокамин

Для собственных жилых помещений, прежде всего для создания атмосферы тепла и уюта используются камины, работающие на биотопливе.

Биокамины работают в автономном режиме и имеют ряд преимуществ – это:

  1. Абсолютная мобильность, вес устройства не более 100 кг при желании его можно переместить без особого труда
  2. Камин не нуждается в отдельном дымоходе, не нужно согласовывать разрешения на установку.
  3. Пожарная безопасность устройства, обусловленная его конструктивными особенностями.

Из недостатков свойственным биокаминам характерно сжигание кислорода, и происходит выделение углекислого газа в виде пара и влаги.

Так как специализированное топливо для биокамина продается далеко не на каждом углу и стоит довольно дорого, биотопливо для каминов своими руками можно сделать в домашних условиях. Для этого понадобится медицинский спирт, продается практически во всех аптеках, в него добавляется бензин, используемый для заправки зажигалок примерно 10-я часть от спирта, смесь взбалтывается и заливается в горелку, 50 грамм смеси хватает на полчаса.

Биотопливо: как эффективно использовать отходы сельского хозяйства

Рано или поздно невозобновляемые полезные ископаемые, которые сейчас используются в качестве топлива, будут полностью исчерпаны. Поэтому уже сейчас по всему миру внедряются различные технологии, использующие биотопливо. Оно может заменить традиционные источники энергии в большинстве сфер человеческой деятельности, а для его получения достаточно переработать особым образом отходы сельского хозяйства.

Общие положения

Основные понятия

Начнем с определения того, что такое биотопливо. Рассматриваемый вид энергоносителя является полностью органическим и при наличии соответствующего оборудования может использоваться для отопления жилых домов, заправки автомобилей, питания промышленных установок и так далее.

Газообразное, жидкое или твердое биотопливо может производиться из различных сельскохозяйственных растений (например, из рапса), а также продуктов жизнедеятельности животных и человека (биотопливо из навоза). То есть, сырьем для его изготовления служат, как правило, те продукты, которые ранее отправлялись на свалку.

Кроме того, к преимуществам рассматриваемого типа энергоносителей можно отнести их экологичность. При сгорании выделяется намного меньше вредных веществ, влияющих на состояние окружающей природной среды. Это выгодно отличает котлы на биотопливе от отопительного оборудования на солярке или газе, которые славятся своими канцерогенными выхлопами.

Но биологическое топливо имеет и существенные недостатки:

  • низкая теплоемкость – жидкое биотопливо, сгорая в теплообменнике, выделяет меньшее количество тепла, чем аналогичный объем бензина или дизельного топлива;
  • высокая себестоимость производства – современные технологии еще не позволяют производить биотопливо – жидкое, твердое или газообразное – в промышленных масштабах, потому его цена несколько выше, чем традиционных энергоносителей;
  • сильные коррозийные свойства – растительные масла и животные жиры, входящие в состав органических энергоносителей, оказывают сильное разрушительное воздействие на механизмы, что затрудняет их использование в двигателях внутреннего сгорания и других подобных системах.

В настоящее время получение биотоплива с менее агрессивными свойствами и более дешевыми способами является одним из приоритетных направлений научных исследований ученых всего мира. Огромный прогресс в этой области позволяет с уверенностью говорить, что от большинства недостатков этого вида энергоносителей можно будет избавиться в ближайшее время.

Уже сейчас широко используется биотопливо для теплиц и других агротехнических сооружений. Газ, полученный в результате переработки навоза, или пеллеты применяются для создания комфортного микроклимата, в котором произрастают различные сельскохозяйственные культуры. (См. также статью Отопление теплицы зимой: особенности.)

Обратите внимание!
В отличие от природной нефти и газа, которые добываются только в местах их залегания, биотопливные установки не привязаны к месторождениям и могут быть установлены в любой точке нашей страны.

Поколения биотоплива

Еще на заре исследований, связанных с разработкой энергоносителей из отходов сельского хозяйства, ученые высказывали опасение, что в будущем, когда биологическое топливо получит широкое распространение, могут возникнуть продовольственные проблемы. Это возможно, если сельскохозяйственные культуры (кукуруза, рапс, маис) будут использоваться не по прямому назначению, а для перегонки в топливо.

Чтобы избежать этого, ученые искали другие биотопливные источники энергии. В результате их исследований появилось биотопливо второго поколения и более новые его разновидности.

К ним относятся вещества, получаемые не из самих растений, а из их отходов: листьев, шелухи, корневищ и так далее. Ярким представителем этой разновидности теплоносителя является биотопливо из опилок и навоза – газ, состоящий из метана и углекислоты, который в обиходе носит название «канализационного».

По составу он абсолютно идентичен природному ископаемому метану. После того как из него будут удалены ненужные элементы, он может использоваться с целью получения этанола для печей, отапливающих те или иные сооружения.

Наиболее инновационное биотопливо – презентация которого проходила не так давно – производится из водорослей. Эти подводные растения могут выращиваться в водоемах, которые не подходят для сельскохозяйственных нужд. Боле того, их можно культивировать в так называемых фитобиореакторах.

По мере развития эти организмы образуют молекулярные структуры, напоминающие по своему строению структуру нефти. Биотопливо из водорослей – наиболее перспективная разработка, однако, до ее практического применения еще очень далеко.

Обратите внимание!
К положительным моментам использования водорослей можно отнести и то, что в процессе своей жизнедеятельности они поглощают углекислоту, уменьшая объем парникового газа в атмосфере нашей планеты.

Разновидности биотоплива

Биотопливные источники энергии, несмотря на перечисленные в предыдущих разделах недостатки в составе и технологии производства, используются уже сейчас. В некоторых областях человеческой деятельности они заменяют электричество. Существуют даже целые котельные на биотопливе, с помощью которых осуществляется обогрев жилых зданий, помещений коммерческого и производственного назначения.

Сейчас наиболее широко распространены следующие виды биотоплива:

Остановимся на рассмотрении каждого из них более подробно.

Жидкое

Одной из наиболее подходящих для производства биологического топлива сельскохозяйственных культур является рапс.

Изготовление энергоносителя происходит по следующей схеме:

  • собранный рапс проходит тонкую очистку, в результате которой из него удаляется мусор, почва и другие посторонние элементы;
  • после этого растительное сырье измельчается и отжимается до получения жмыха;
  • далее происходит этерификация рапсового масла – с помощью специальных кислот и спиртов из этого вещества добываются летучие эфиры;
  • в конце осуществляется очистка полученного биодизельного топлива от ненужных примесей масла.

Совет!
Полученное вещество подходит для самостоятельного применения, а также может использоваться как добавка для дизеля, позволяющая снизить вредные выбросы в атмосферу.

Кроме того, широко распространено биотопливо Е-95, которое заменяет традиционный бензин. Этот вид энергоносителя состоит из этилового спирта с добавками, снижающими коррозийное воздействие на металлические и резиновые части двигателей внутреннего сгорания, установленные в автомобилях.

Преимущества биологического бензина состоят в следующем:

  • стоимость этого вида топлива ниже традиционного;
  • при его использовании увеличивается срок эксплуатации масла и фильтрующих элементов;
  • сгорание биотоплива не приводит к образованию на свечах зажигания налета, препятствующего прохождению искры;
  • двигатель внутреннего сгорания, работающий на биобензине, не выделяет в атмосферу вредные вещества;
  • этанол хуже воспламеняется и не взрывается во время дорожно-транспортных происшествий;
  • органический бензин детонирует при меньшей температуре, потому двигатель автомобиля не перегревается в теплое время года.

Несмотря на перечисленные выше плюсы, жидкое биологическое топливо имеет несколько недостатков, препятствующих его широкому внедрению в хозяйственную деятельность:

  1. При использовании органического бензина двигатели внутреннего сгорания и другое оборудование быстро выходит из строя, так как вещества, входящие в состав природного энергоносителя, вызывают коррозию и портят резиновые прокладки агрегатов. Эффективных способов борьбы с этим явлением пока не найдено.
  2. Для полной замены ископаемого топлива на биологическое необходимо значительно расширить площади сельскохозяйственных угодий, что в настоящее время невозможно. Кроме того, площадь земли, пригодной для выращивания растений, ограничена. Решением проблемы может служить топливо третьего поколения, работы над разработкой которого еще не завершены.

Твердое

Кроме жидкого биотоплива, заслуженное признание среди потребителей по всему миру получили твердые органические энергоносители.

Их особенности состоят в следующем:

  1. Изготавливаются из различного сырья биологического происхождения. Это могут быть как органические отходы жизнедеятельности человека и животных, так и части различных растений.
  2. Суть технологического процесса производства твердого биотоплива состоит в эффективном использовании тех или иных способов расщепления целлюлозы. В настоящее время проводится множество исследований, целью которых является повторение природных процессов расщепления, происходящих в пищеварительном тракте живых организмов.
  3. Для изготовления твердого органического топлива используется так называемая биологическая масса, имеющая определенную консистенцию и пропорции. Готовый продукт получается путем удаления из сырья влаги и последующего прессования.

Чаще всего твердый энергоноситель поставляется в следующих формах:

Самостоятельное производство биологического топлива

Необходимое сырье

Биотопливо своими руками изготовить достаточно просто. Для этого необходимо большое количество навоза и не очень сложное оборудование, которое можно заказать в специализированных фирмах.

Затраты, которые вы понесете на начальном этапе, окупятся в течение нескольких последующих лет. А котельная на биотопливе, обогревающая не только агротехнические и животноводческие помещения, но и жилой дом, позволит существенно сэкономить на оплате коммунальных услуг.

Наиболее подходящим с энергетической точки зрения является конский навоз. Однако не каждое фермерское хозяйство занимается разведением этих животных, потому в установках по производству биогаза могут использоваться отходы жизнедеятельности других животных.

В технологическом процессе могут применяться следующие органические смеси:

  • отходы жизнедеятельности коней, смешанные с торфом или соломой;
  • навоз, перемешанный со стеблями, оставшимися после переработки льна;
  • навоз, смешанный с органическими отходами человеческой жизнедеятельности;
  • коровий помет, смешанный с конским в соотношении 50/50;
  • отходы жизнедеятельности коров, смешанные с опилками;
  • навоз коней, перемешанный с опавшей листвой деревьев.

Перед тем как сделать биогаз, сырье необходимо поместить в герметичный бункер, где оно будет подвержено процедуре брожения в течение продолжительного промежутка времени. После этого лишняя жидкость из биологической смеси выпаривается, а образующийся биометан используется для удовлетворения тех или иных хозяйственных нужд.

Самодельная биотопливная установка

Следующая инструкция рассказывает о технологии самостоятельного изготовления агрегата, который может использоваться для производства биологического топлива.

Необходимо проделать следующее:

  1. Прежде всего, вырыть котлован нужного вам размера (зависит от количества имеющегося сырья).
  2. Стены ямы желательно укрепить бетонными кольцами. Это предотвратит осыпание почвы. Стыки следует тщательно герметизировать бетонным раствором с добавлением пластификаторов, исключающих появление протечек, через которые может улетучиться вырабатываемый биогаз.
  3. Сверху конструкция герметично накрывается куполом, в котором проделываются отверстия и устанавливаются трубопроводы, необходимые для подачи газа к потребителям.
  4. Чтобы увеличить эффективность установки, в резервуаре можно смонтировать нагреватели в виде змеевиков, работающих от электричества.

Обратите внимание!
Для использования органического газа необходимо модернизировать отопительное оборудование или реконструировать горелки так, чтобы в камеру сгорания поступало большее количество кислорода.

Процесс получения биологического топлива заключается в следующем:

  • в резервуар закладывается органическое сырье (подробно его состав рассмотрен в предыдущем разделе);
  • также туда необходимо долить воду, увеличив влажность органики до 70%;
  • после этого следует включить нагревательный элемент и увеличить температуру навоза до 35 градусов;
  • после начала брожения температура смеси повыситься еще больше, в результате чего начнет газ, который и используется для питания тех или иных потребителей.

Органическое топливо для каминов

Помимо биогаза и органического бензина, использование которых еще не сильно распространено, ощутить все прелести применения биотоплива можно уже сейчас. Речь идет о жидкости Planica fanola, которая специально разработана для использования в биокаминах и может применяться без обустройства дымохода и специальной вентиляции.

Сгорая, этот вид топлива не образует гари и дыма, а также не выделяет вредных веществ, которые могут причинить вред организму человека.

Один литр жидкости, подожженный в специальной емкости, устанавливаемой в камине для биотоплива, может гореть в течение как минимум 6 часов с выделением тепла, мощность которого равна 3 кВт энергии. Это почти в два раза больше, чем более распространенные, но менее экологичные дрова.

Вывод

Биологическое топливо – одна из перспективных разработок, все преимущества которой будут по достоинству оценены в будущем. Однако это не мешает вам использовать самостоятельно изготовленное биотопливо для парника или бани. Более подробно об этом вы можете узнать из видео, представленного вашему вниманию ниже.

Источники:
http://cotlix.com/kak-proizvodit-biotoplivo-v-domashnix-usloviyax
http://alter220.ru/bio/biotoplivo.html
http://nature-time.ru/2013/12/biotoplivo-dostoinstvo-i-nedostatki/
http://stroyvopros.net/raznoe/biotoplivo-svoimi-rukami.html
http://enargys.ru/biotoplivo-printsip-deystviya-i-sposob-proizvodstva-svoimi-rukami/
http://gidroguru.com/otoplenie/1013-biotoplivo
http://kamin-maker.ru/pechi/dlya-doma/burzhuyka-iz-kirpicha-svoimi-rukami-poshagovaya-in/

Ссылка на основную публикацию