스크랩 바이오 가스 설비 요령

[Andy]

한국의 축산 환경문제 때문에 많은 축산 농가에서 바이오 가스 시설에 관해 궁금해 하시는 것 같아 나름대로 정리해 봅니다.

한국에는 현재 몇 개 업체에서 시공하는 것으로 알고 있습니다.

대부분 유럽형을 모방하여 한국 실정에 맞게 설비하고 있는 것 같은데 시공비가 엄청나게 높아 일반 축산 농가에서는 설치가 힘들 정도 입니다.

외국에서는 전문 시공업체를 통하지 않고 자체 농장에서 시공 하기 때문에 저렴한 비용으로 가능합니다.

시공 방법은 각 농장의 축산 환경에 따라 몇 가지 참조 해야 할 부분이 있습니다.

가축의 종류( 소. 돼지. 닭) 따라 바이오 가스 발생량이 다르며 사료 종류에 따라서도 다릅니다. 또한 비육인 경우에도 축사 바닥 깔 집의 종류에 따라서도 시설과 가스 발생량이 다릅니다.

기본적인 비육 장을 기준으로 소개 합니다

깔 집을 이용하시는 축산 농가는 참조하시고 증 감 하시면 가능합니다.

소 한 마리당 하루 분뇨 량을 10kg로 잡겠습니다(가축의 크기에 따라 다르기 때문에 450kg을 기준으로 잡았습니다)

소 사육 규모는 1000두까지 잡았습니다

1000두 사육장인 경우 하루 10톤을 생산합니다.

발효 시설은 저온 발효 중 온 발효 고온 발효방법이 있는데 저온 발효 방법은 발효 기간이 길어 저장 탱크의 크기가 커져서 시공비가 많이 들며, 고온 발효 탱크는 겨울철에 열 소모량이 많아 가스 소비량이 많아서 실용적이지 못합니다.

한국 실정에 적합한 발효 방법은 탱크 안의 온도를 35도시 정도의 중 온 발효 처리 방법이 많이 이용될 것 같습니다.

발효 기간은 대략 20일정도 걸리기 때문에 하루 분뇨 생산량의 20배를 계산하여 저장 탱크를 설치 하는데 지하에 설비 하실 것인지 아니면 지상에 원형 싸이로 형으로 설비 하실 것인지는 각 농장의 축사 조건에 따라 선정 하십시오.

지상으로 설비한다면 원형 탑 형 탱크로 하는 것이 미관상 보기 좋고 사각형보다 앞에 견디는 힘이 강합니다.

지하일 경우엔 사각형 탱크가 시공 가격이 적게 들고 처리 방법이 용이 합니다.

지하 사각형 발효 조를 소개 하겠습니다.

콘크리트 두께는 바닥은 40cm 벽면은 약 20cm정도로 하며 철근은 바닥에 13mm 벽면에 10mm정도로 하며 탱크의 면적에 따라 철근 량이 다르기 때문에 철근 주문 하실 때 참조 하십시오.

바닥 면적은 6mX 12m 높이 3.6m

분뇨의 높이는 탱크의 80%정도 이상 되지 않게 칸막이를 조절합니다.

저장 탱크는 4개 방으로 칸막이 합니다. 칸막이 방법은 한번은 위쪽으로 흐르게 하고 한번은 아래쪽에서 흐르게 하세요.

그리고 분뇨가 침전되지 않도록 탱크 안에 저속 팬을 돌려 주며, 처음 탱크와 마지막 탱크의 농도가 일정하도록 각 칸마다 팬을 돌려줍니다 팬은 전기 모터 보다 유압 모터를 사용하면 저렴하고 회전 속도를 쉽게 조절 할 수 있습니다. 유압 펌프 하나로 여러 개의 모터를 가동 할 수 있도록 하면 됩니다.

콘크리트 할 적에 맨 위에는 중요하기 때문에 미리 구상을 해야 합니다. 팬 설치 할 곳은 약 50cm정도로 원형이나 4각 뚜껑을 만드세요 그리고 일부 투명하게 하여 내용물을 확인 할 수 있도록 하세요.

그 다음 가스 파이프를 모서리 쪽으로 연결하고 밀폐 될 수 있도록 콘크리트를 치면 됩니다.

분뇨 투입구는 별도로 작은 탱크를 만들어 발효 탱크 아래 쪽으로 투입 되도록 하십시오 이때 너무 아래 쪽으로 하면 투입구가 막힐 수 있으니 바닥에서 30%에 설치하면 좋습니다.

투입구를 따로 분리 하는 이유는 침전될 수 있는 흙이나 모래, 돌 같은 이물질이 들어가면 탱크 안에서 회전도 안되며 불필요한 공간만 차지하기 때문에 1차적으로 투입구에서 걸러질 수 있도록 2단으로 투입구를 설치하여 아래 부분은 따로 배출 할 수 있도록 하십시오

발효 처리 후에 고형물과 액체를 분리 하는 부분 이 가장 중요하며 설비 의미가 여기에 있습니다.좋은 방법은 2단 콘크리트 탱크를 만들어 위쪽에 고형물이 남고 아래 쪽으로 액체가 걸러져 보관될 수 있도록 설비 하면 좋은데 농장 사정에 따라 편리 하게 설비 하면 됩니다. 퇴비 량은 발효 전보다 약 30-40%정도 줄어들지만 액체가 많아서 보관상 어려움도 있을 겁니다. 한국의 농자 사정은 퇴비와 액체 비료를 봄과 가을에 농작물 수확 후에 처리 해야 하기 때문에 보관 해야 할 폐기물 량이 많은 것이 문제입니다.

간단한 방법은 경사 면이 있다면 위쪽에 퇴비를 저장할 수 있도록 프렌치 싸일로 형태의 토양을 파고 빗물이 안으로 들어가지 않도록 둑을 쌓아두는 것이 좋으며 액체 비료는 좀더 깊은 웅덩이를 파고 보관 하는 것이 좋습니다, 웅덩이 또한 외부에서 빗물이 안 들어 가도록 둑을 쌓아주어야 합니다..

보온처리; 발전기 엔진의 냉각수를 파이프를 통하여 발효 탱크 안에 벽 쪽으로 두줄 또는 네 줄정도를 동 파이프로 연결하여 발효 탱크 안의 온도를 높여줍니다. 만일 열이 부족하여 별도의 가스 보일러를 설치하여 온도를 높여 주어야 하는데 이때 가스는 자체 생산된 메탄 가스를 이용하면 됩니다. 엔진의 머플러에서 발생되는 열도 이용하면 좋습니다.

탱크의 외부 벽은 보온 을 해주어야 하는데 보온 덮개는 물에 젖으면 효과가 없기 때문에 은박지 또는 여러 가지 보온자재 중에 선정하면 되며 보온 후에 흙으로 메우어 주면 됩니다.

전기 생산 : 발전기 엔진은 발효 탱크 위에 설치하는 것이 열 소모량을 줄이는 방법 중 하나이며 소음을 제거 할 수 있는 방법을 구상해 보십시오.

발전기 엔진은 꼭 가스 엔진을 사용해야 하는데 한국에도 세트로 나와 있는 것이 있을 거 같은데 정확히는 모르겠습니다.

발전기와 엔진이 분리되어 있으면 조립상 비용이 많이 들기 때문에 외국에서 사용하는 키트를 구입하시면 편리합니다. 중국에서 많이 생산되는데 가격은 저렴하나 엔진 수명이 오래가지 못하는 단점이 있습니다.

가스 저장 탱크 : 가스 저장은 탱크에서 나오는 가스를 저장하는 저압탱크와 고압으로 저장하는 탱크가 필요한데 저압탱크에서 가스 필터를 거처 에어 컴프레셔에 의해 고압으로 저장됩니다.

대형 바이오 가스 설비에서는 전체 가스 중에 메탄(65%,) 탄소( 25%)를 분리 하는 설비를 해주지만 비용이 많이 들어 자가 발전용에서는 필요가 없습니다

지금은 자료들이 대부분 유럽형을 도입하여 사용하지만 유럽 농가에서도 각 농장마다 사정에 맞추어 자가 설비 하기 때문에 어느 것이 좋은지는 사용자만이 알 수 있습니다. 한국에고 60년대 말부터 농촌 가정에 인분 발효 시설을 보급한 적이 있는데 몇 년 시도 하다가 실패 했습니다.문제는 겨울철 발효 가 안 된다는 것과 발효 후 처리 가 문제였던 기억이 납니다.

대략 비용을 산출해 보면 발효 탱그 설치비가 대략 2500만원.

가스탱크 및 파이프라인 설치 500만원.

발전기 엔진 125kw- 1200만원

기타 비용 20%정도.

가스 발생량: 60m3/t(분뇨량)

전기 생산량 1.7kw/m3 (분뇨 톤당 150kw)

분뇨 10톤 생산으로 가스 발생량 600m3

전기 생산량: 1500kw/일

발전기 용량,1500/24시간=62.5kw

하루 12시간 발전기 가동 시 = 130kw

실제 생산 예상 80%= 약 100kw

전력 판매 가격: 농가 전체 사용량의 50% 한국전력에서 매입(발전 용량의 50%는 농가에서 소비하고 나머지 50%는 한국전력에서 매입합니다. 지역 한전 사무실에 문의하여 역 계량기 설치 및 변전 기 설치 문의 요.)

전력 매입 가격: 지역별로 매입 가격이 조금씩 다르다고 함 약 70-90원/kwh

일 당 전력 수익 100kw X 70원= 7,000원/일

연간 수익:250만 원(자가 소비 전력 포함)

전체 시설비 5천 만원

투자 금 회수 약 20년.

전문 업자한테 설비 의뢰 하면 약 2억은 족히 달라 할 겁니다.

업자 또한 정확히 알지 못하고 유럽형 모조해서 연습하는 정도 일겁니다.

그럴 바에는 농가에서 설치 하세요

참조: 어느 방법이든지 농가 실정에 맞추어 설치하면 됩니다.

이 자료가 각 농가에 맞지 않을 수도 있지만 맞지 않는다고 판단 하셨다면 이미 많은 구상을 하셨기에 이 자료가 도움이 되셨을 거라 생각합니다.

자세한 문의는 café.daum.net/auscow 에 문의 하시면 좀더 구체적인 정보 보내드리겠습니다.