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.

Использование биотоплива в мире

Использование биотоплива в мире

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.

Запасы органики в мире и выход биогаза из некоторых субстратов

Запасы органики в мире и выход биогаза из некоторых субстратов

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.

Основные технологии производства биотоплива

Основные технологии производства биотоплива

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.

Схема одной из установок для производства биотоплива

Схема одной из установок для производства биотоплива

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.

Самодельная установка для производства биотоплива из навоза

Самодельная установка для производства биотоплива из навоза

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.
Приготовление древесного угля в металлической бочке

Приготовление древесного угля в металлической бочке

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.

Яма для производства древесного угля кустарным способом

Яма для производства древесного угля кустарным способом

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.

Установка для производства древесного угля в промышленных масштабах

Установка для производства древесного угля в промышленных масштабах

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.

Установка для производства жидкого биотоплива. Такие используются для изготовления биологического топлива даже для работы автомобильных двигателей.

Установка для производства жидкого биотоплива. Такие используются для изготовления биологического топлива даже для работы автомобильных двигателей.

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.