| |
Использование БИОГАЗА в газовых двигателях
Переработка (обработка, очищение и утилизация) органических отходов представляет собой сложную задачу для современной промышленности. В сельскохозяйственной и пищевой отрасли анаэробная ферментация является альтернативным способом переработки органического сырья. В процессе анаэробной ферментации выделяется БИОГАЗ - смесь газов растительного и животного происхождения, образующихся при разложении органических отходов - который является высокоэнергетическим топливом с малым количеством вредных выбросов С02. В отличие от природных ископаемых, БИОГАЗ является возобновляемым источником энергии, а использование его в качестве топлива для газовых двигателей ведет к экономии энергоресурсов.
Возникновение БИОГАЗА
БИОГАЗ получается в результате анаэробной ферментации органических материалов. Являясь продуктом метаболизма присутствующей в органических отходах метановой бактерии, необходимым условием для получения БИОГАЗА является недостаток кислорода, РН - фактор от 6.5 до 7.5 и постоянная температура от 15°С до 55°С. Период ферментации составляет от 10 до 120 дней. На сегодняшний день наиболее часто распространенной технологией является анаэробная ферментация при температуре около 35°С с продолжительностью 25-30 дней.
Концепция
Процесс генерации БИОГАЗА разделен на три части:
- подготовка исходного материала
- ферментация
- очистка (обработка, переработка) остаточного материала.
Органический материал помещают в емкость, а затем после процесса анаэробной ферментации в ДИГЕСТОР. Полученный в ДИГЕСТОРЕ БИОГАЗ собирается в газовом хранилище, которое обеспечивает непрерывную подачу газа. Из газового хранилища БИОГАЗ подается в газовый двигатель. В целях безопасности для сжигания излишка газа устанавливают газовый факел таким образом, чтобы избыток газа сгорал только в случае чрезмерного производства газа. Смесь газа в ДИГЕСТОРЕ состоит из 60 - 70% метана и 30 - 40% углекислого газа. Эта смесь газов может использоваться в качестве топлива в газовых двигателях с получением на выходе высококачественной электроэнергии и тепла.
Часть выработанной электрической энергии используется для собственных нужд установки, часть подается в общую сеть. Тепловая энергия используется для нагрева ДИГЕСТОРА и для теплоснабжения.
|
Сырьевые органические материалы
Для производства БИОГАЗА возможно использование следующих органических материалов. В скобках указан размер выработки БИОГАЗА в м3 на тонну сырого материала:
- жидкий навоз, твердый компост (20 - 70)
- биологические отходы, собранные на фермах (100 - 200)
- вторичное (вторично выращенное) сырье (кукурузный силос, непищевые зерна)
- нечистоты и жир сточных вод (80 - 150)
- старый жир (1000)
- трава
- биологические отходы от ферм по забою крупного рогатого скота (100), пивоваренных заводов и дистилляторов (20), складов для хранения фруктов и вина, молочных ферм (25), целлюлозная отрасль промышленности и производство сахара.
Для снабжения БИОГАЗОМ когенерационной установке с электрической мощностью 500 кВт требуется: компост от 2500 коров, 15000 свиней или 300000 куриц (соответствует отходам приблизительно 60 ферм). Парадокс состоит в том, что одна корова в год, кроме молока, дает около600 литров бензина (в энергетическом эквиваленте)
Дерево не подходит для выработки БИОГАЗА, так как лигнин, содержащийся в нем, не перерабатывается метановой бактерией. Пестициды, вещества для дезинфекции и антибиотики также негативно влияют на бактерии и образование БИОГАЗА.
Преимущества
- Альтернативное использование компоста, жидкого навоза и другого органического сырья в качестве источника энергии
- Высокая экономическая эффективность и короткие сроки окупаемости
- БИОГАЗ заменяет традиционное топливо
- Высокий общий КПД (электрический и тепловой) - до 92%
- Оставшийся сухой осадок от ДИГЕСТОРА может быть использован в качестве сельскохозяйственного удобрения
- Коррозийный эффект нейтрализуется высоким уровнем РН
- Отходы от ферментации не содержат запаха
- Способствует снижению влияния факторов, влияющих на возникновение парникового эффекта (выработка энергии с пониженными выбросами СО2).
Состав биогаза
Источники таблицы: боксер Infodienst
|
Метан |
40-75% |
|
Двуокись углерода |
25-55% |
|
Водяной пар |
0-10% |
|
Азот |
0-5% |
|
Кислород |
0-2% |
|
Водород |
0-1% |
|
Аммиак |
0-1% |
|
Водород серы |
0-1% |
На основе относительно высокой калорийности можно использовать биогаз как энергоноситель для производства тепла и производства электроэнергии. Средняя теплотворная способность биогаза составляет примерно 6 000 ккал / m⊃3; (25. 000 кДж / m⊃3 соответствует;). Таким образом средняя теплотворная способность кубометра биогаза примерно 0,6 л жидкого топлива соответствует.
|
|