Биотопливо – это топливо, полученное из органического сырья (растительного или животного происхождения).
Биотопливо как альтернативный источник энергии приобретает всё большую популярность как вид топлива, производство которого не загрязняет атмосферу и сточные воды. А напротив, содействует грамотной утилизации органических отходов.
В этой статье будут рассмотрены основные виды биологического топлива: биогаз, биодизель, биоэтанол, топливные брикеты и пеллеты. А также производство своими руками этих видов топлива.
Как получить биогаз в домашних условиях
Из какого сырья делают биогаз:
- Измельчённые сорняки (трава и листья).
- Фруктовый и овощной жом.
- Виноградный жмых.
- Водоросли.
- Отходы переработки рыбы и мяса.
- Картофельные очистки и гнилой картофель.
- Отходы пивоварения.
Но чаще всего для этих целей используют навоз, как сырьё, быстро разлагаемое бактериями и дешёвое.
Чтобы получить топливо из навоза или другого сырья, сооружают биогазовую установку. Она работает по тому же принципу, что и септики для автономной канализации. Происходит переработка органики анаэробными бактериями, а выделяющийся при этом биогаз выводится по трубам и собирается для последующего использования.
Изготовление установки для получения биогаза своими руками помогает сэкономить около 50% от стоимости заводского устройства. Это ускоряет окупаемость системы. К тому же, сооружение для начала установки самого простого типа позволяет оценить, насколько нужно такое приспособление в домашнем хозяйстве и вкладывать средства постепенно. Это значительно проще для семейного бюджета, чем заплатить всю сумму сразу.
Предварительные расчёты
Перед тем, как начать сооружение биогазовой установки нужно выполнить точные расчёты, чтобы оценить её будущую производительность.
Подсчитать всех возможных потребителей газа (плита, водонагреватель и тому подобное), и сколько топлива им потребуется. Если биогаз нужен для отопления сарая или гаража, нужно учесть их объём.
Что нужно для получения биогаза в домашних условиях:
- Металлическую герметичную ёмкость заглубляют в землю. Её объём зависит от того, сколько сырья будет использоваться, с учётом того, что загружают ёмкость на 2/3.
Если подходящей ёмкости нет, можно вылить её на месте из бетона, обязательно с армированием для прочности конструкции. Следует тщательно гидроизолировать бетонный реактор. Если внутрь просочится вода, это остановит процесс выработки газа.
- Сверху реактора сооружают бункерное устройство для загрузки сырья.
- Переработанный навоз удаляется через трубу в нижней части ёмкости.
- Полученный путём разложения органики биогаз имеет сложный состав, 60-70% которого метан, 25-35% углекислый газ и примеси. Очистить газ можно с помощью гидрозатвора. СО2 и примеси растворяются в воде, а очищенный метан собирается в газгольдер.
- Получаемый биометан аналогичен природному газу.
- Отходы производства – это прекрасное органическое удобрение.
Объём получаемого биогаза отличается при использовании разного сырья. К примеру, тонна коровьего навоза даёт на выходе 30-50 м3 биогаза (60% метана). Растительное сырьё разных видов даст 150-500 м3 биогаза (метана 70 %). Наибольшее количество биогаза получают из жира—1300 м3 (до 87% метана).
Нюансы добывания биогаза
Для безопасности при эксплуатации самодельной биогазовой установки на реактор устанавливают манометр, чтобы следить за уровнем давления. Для стравливания избытка газа необходим предохранительный клапан.
Чтобы ускорить переработку сырья бактериями, его нужно периодически перемешивать. Для этого внутри реактора устанавливают вал с лопастями. Только нельзя забывать о герметичности установки.
Обязательное условие для брожения массы и выделения газа – температура не ниже 38 градусов. В тёплое время года нужную температуру обеспечит сам процесс брожения. Но зимой придётся обеспечить подогрев реактора с помощью электрических тэнов или трубопровода с горячей водой.
Добывание биометана в домашних условиях рентабельно только при постоянном наличии нужного объёма навоза или другого органического сырья.
Биодизель в домашних условиях
Биодизель – это топливо, получаемое из любого растительного масла (подсолнечное, рапсовое, пальмовое).
Краткое описание процесса производства биодизеля :
- Растительное масло смешивают с метанолом и катализатором.
- Смесь подогревают на протяжении нескольких часов (до 50-60 градусов).
- В процессе этерификации происходит расслоение смеси на глицерин, который оседает вниз и биодизель.
- Глицерин сливают.
- Дизель очищают (выпаривают, отстаивают и фильтруют).
Готовый продукт подходящего качества прозрачный и с нейтральным pH.
Выход биодизеля из растительного масла примерно 95%.
Минус домашнего изготовления биологического дизеля – высокая стоимость растительного масла. Имеет смысл производить биодизель своими руками только при наличии собственных полей под выращивание рапса или подсолнечника. Либо имея постоянный источник поставки дешёвого переработанного растительного масла.
Изготавливаем топливо для биокаминов
Биотопливо для каминов пользуется большим спросом благодаря популярности биокаминов.
Камины на биотопливе – это декоративный элемент интерьера с живым огнём. Промышленное производство биокаминов предлагает модели самых различных размеров и конфигураций. Однако многие делают биокамины своими руками.
Устройство биокамина очень простое: ёмкость для жидкого топлива, решётка и горелка. Остальное дело вкуса.
Чтобы сделать топливный блок для биокамина своими руками, нужно взять металлический короб, внутрь поставить ёмкость с биоэтанолом. Накрыть короб металлической решёткой (можно взять простую решётку для барбекю). Установить на решётку фитиль, поджечь и биокамин готов.
По сути, это всё, что нужно, чтобы сделать биокамин своими руками. Остаётся задекорировать его камнями или другими элементами на свой вкус.
Тепла от такого камина совсем немного, это скорее просто оригинальное украшение дома.
Не требуется вытяжки или специально оборудованного места, поэтому биокамины подходят даже для квартиры. Для их установки не нужно специальное разрешение газовой или пожарной службы.
Вполне возможно сделать и топливо для биокамина своими руками. В его состав входит этанол и бензин. Рассмотрим процесс производства биоэтанола в домашних условиях.
Потребуются такие ингредиенты:
- Этиловый спирт 96%, продаётся в аптеке
- Авиационный бензин (его ещё используют для заправки зажигалок). Он практически без запаха, что важно для использования в жилом помещении.
На литр спирта нужно всего около 70 г. бензина. Хорошо перемешать и залить в ёмкость для топлива. Литра биотоплива хватит от 2 до 8 часов непрерывного горения, в зависимости от типа горелки камина и интенсивности пламени.
Биоэтанол – безопасный вид топлива, при его сгорании выделяется только водород в газообразном состоянии и углекислый газ. Однако открытый огонь сжигает кислород, поэтому нужно регулярно проветривать комнату. Также это поможет удалить избыток углекислого газа из воздуха.
Как самостоятельно изготовить топливные брикеты и пеллеты
Топливные брикеты – востребованный и экономически выгодный вид топлива. Они имеют ряд преимуществ перед традиционным твёрдым топливом:
- Горят дольше (один брикет сгорает за 2-3 часа)
- Сгорают без остатка, образуя минимум золы
- Практически не дымят
- Высокая теплоотдача
- Не «стреляют»
Для производства топливных брикетов в домашних условиях подходят такие виды отходов:
- Древесные опилки
- Опавшие листья и мелкие ветки
- Солома
- Шелуха подсолнечника
- Лузга от гречихи, риса
- макулатура
Чтобы сделать топливные брикеты своими руками понадобится ручной пресс. Его можно купить готовым или сделать пресс своими руками. Чаще всего для этих целей делают ручной механический винтовой пресс или с гидравлическим приводом.
Кроме пресса понадобится дробилка для сырья (не нужно для опилок и лузги) и сушилка для готовых брикетов.
Краткое описание этапов изготовления топливных брикетов своими руками:
- Подготовительный процесс: измельчение сырья.
- Самодельные прессы для топливных брикетов не создают давления, достаточного для выделения естественного клея, связывающего сырьё в брикетах. Чтобы брикеты не разваливались, добавляют глину в пропорции 1:10.
- Добавляют воду в таком количестве, чтобы масса хорошо размешивалась и была пластичной.
- Смесью наполняют формы с отверстиями для удаления воды и кладут под самодельный пресс.
- Готовые брикеты сушат на солнце или в специальной сушилке.
- Высушенное топливо складывают на хранение в сухом месте.
Как биологическое топливо используют не только брикеты, но и пеллеты (гранулы). Их делают из опилок, торфа, соломы, птичьего помёта и других отходов.
Процесс производства пеллет в домашних условиях имеет этапы, аналогичные производству брикетов:
- Дробление древесных отходов до щепок размером не более 4 мм. Если для изготовления пеллет своими руками закупать уже готовые мелкие опилки, то необходимость дробления отпадает.
- Просушивание опилок в специальной сушилке. Их влажность должна быть не более 12%.
- Загрузка сырья в пресс-гранулятор.
- Получение готовых пеллет.
Производство пеллет своими руками экономически выгодно при двух условиях: если есть достаточное количество дешёвых древесных отходов, и возможность самостоятельно соорудить пресс-гранулятор. Приобретение готового агрегата окупится только при изготовлении пеллет в больших количествах на продажу.
Использовать пеллеты как топливо для классической печки не рационально, для этого лучше подходят брикеты или дрова.
Пеллеты используют в твёрдотопливных котлах и специальных печах-каминах. Современная печь на пеллетах – это автоматизированный агрегат, который требует минимум ухода и эстетично выглядит. Камин на пеллетах может даже украсить комнату благодаря прозрачной дверце, через которую видно игру пламени.
Производство биотоплива своими руками – это не только способ сэкономить на энергоносителях, но и вклад в сохранение окружающей среды.