Меню Закрыть

Один из основных компонентов биогаза это – Биогаз, составляющие компоненты, технологии производства.

Биогаз, составляющие компоненты, технологии производства.

Биогазовые установки. Технологии  получения биогаза.
Постоянные повышения цен на газ, структурные кризисы и рыночные спекуляции на фоне политической нестабильности в газодобывающих странах и у их соседей, послужили толчком для интенсивного развития технологий получения природного газа по ускоренной технологии, с использованием бактерий и свойств отходов из разных отраслей хозяйства. За два десятилетия бурного развития биогазовая отрасль стала мощной, и инженеры разработали технически надежные и эффективно работающие биогазовые установки (БГУ). Современное фермерское хозяйство может без проблем произвести достаточное количество энергии из биоотходов децентрализовано. Сегодня в Германии функционирует более 7 000 биогазовых установок мощностью от 50 кВт/час до 2 МВт/час. Биогаз производится на биогазовых установках везде, где доступны органические отходы или энергетически ценное растительное сырье.

Что такое биогаз?

Биогаз обобщенное название горючей газовой смеси, метана и других газов, получаемой при стимулированном естественном разложении веществ органического происхождения в результате анаэробного микробиологического процесса (метанового брожения). Для того, чтобы процесс разложения не длился тысячи лет, а исчислялся днями, для жизнедеятельности нескольких видов специальных бактерий создают наиболее благоприятные условия. Температуру жизни и «питание» для бактерий готовят тщательно. Смесь веществ, которую загружают в биореактор для перерабатывания бактериями, называется

биосубстрат. Биосубстрат чаще всего состоит из смеси навоза и измельченного кукурузного силоса (на фото слева).

   

Но биогазовые установки, работающие только на навозе животных тоже существуют, это не редкость. Хотя эффективность биогазовых установок на жидком навозе меньше..

Современные биогазовые установки все больше проектируются с несколькими целями, одна из основных — утилизация бытовых органических отходов, поэтому состав биосубстрата  для БГУ подбирают индивидуально, каждому клиенту.

Процесс выделения биогаза происходит внутри специальных метантанков, на поверхности биосубстрата, закачанного в ферментер биогазовой установки.

Непосредственно процесс образования пузырьков и выделение биогаза можно наблюдать снаружи, через небольшое окошко в ферментере БГУ.

Маленькие пузырьки на поверхности плавно двигающегося биосубстрата, это и есть биогаз. Биогаз собирается под герметичным куполом ферментера и регулярно выкачивается оттуда воздушными насосами.

Процесс химических преобразований внутри биогазовой установки отражает такая схема:


Биогаз это всегда смесь метана с другими побочными газами. В состав биогаза входят:

метан (CH4)

углекислый газ >(CO2)

сероводород (H2S)

аммиак >(NH3)

водород(H2)

60-70%

около 25-30%

небольшое количество


В зависимости от вида органических компонентов для биосубстрата, который использует БГУ, состав биогаза может отличаться, процентное содержание метана может быть или выше или ниже.

Так как биогаз на 2/3 состоит из метана горючего газа, составляющего основу природного газа, его энергетическая ценность (удельная теплота сгорания) составляет 60-70% энергетической ценности природного газа, или порядка 7000 ккал на м3.

Эквивалентом для 1м3 биогаза может быть 700 гр мазута и 1,7 кг дров.

Для сравнения:

  • Одна голова КРС дает в год 300-500 м3 биогаза в год
  • Один га луговой травы – 6000-8000 м3 биогаза в год
  • Один га кормовой свеклы – 8000-12000 м3 биогаза в год

Что дает клиенту производство и использование биогаза?

В условиях высокой стоимости энергоносителей, а с другой стороны возрастающего количества органических отходов от сельского хозяйства и от человеческой жизнедеятельности (это все возобновляемые источники энергии), биогаз выступает важным энергосодержащим продуктом,

альтернативным источником энергии. Самая важная функция Биогазовой установки — это гарантированная энергетическая безопасность как отдельного производства (свинофермы, теплицы, зернохранилища), так и в масштабах небольших населенных пунктов ключевой объект жизнеобеспечения, который обеспечит полное децентрализованное снабжение электро — и тепловой энергией всех жителей. В сегодняшних кризисных условиях развития Украины альтернативная энергетика и усилия для ее развития приобретают особую важность.

Какая польза от биогазовой установки?

  1. Тепло. В рубашке охлаждения двигателя когенератора (ДВС), в котором сжигают биогаз, образуется большое количество горячей воды. Ее температура достигает 70-80ºС. Горячую воду подаваемую в коммунальные теплотрассы традиционно используют для обогрева жилых жомов, производственных помещений с людьми и животными, для обогрева и поддержания микроклимата в теплицах. Часто такой источник тепла используют для эксплуатации открытых и закрытых бассейнов.
  2. Электричество. Независимый и гарантированный источник электроэнергии. Никаких веерных отключений электричества. Сжигание газа в двигателе внутреннего сгорания приводит в действие вал электрогенератора, в результате вращения образуется электроэнергия. Из одного м3 биогаза можно выработать около 2 кВт электроэнергии.
  3. Природный газ. Технический прогресс не останавливается. Если раньше это было очень затратно и дорого, то теперь иначе.. Современные биогазовые установки все чаще оснащают модулями для полной очистки биогаза. В результате нескольких технологических операций содержание метана увеличивается до 90 %, побочные газы удаляются. Биогаз превратился в стандартный природный газ, и его можно использовать как обычно в бытовых целях (газовые котлы и плиты..)
  4. Органические удобрения. Биосубстрат, после удаления из него газа и обработки бактериями, представляет собой экологически чистые, жидкие органические удобрения лишенные нитратов, семян сорняков, болезнетворной микрофлоры. Внесение таких удобрений в почву повышает урожай, улучшает качество земли, уменьшает количество необходимого использования минеральных удобрений.
  5. Решение экологических проблем. Утилизация органических отходов жизнедеятельности человека и животных. Биогазовые установки устанавливаются на очистных сооружениях сточных вод городов, в сельской местности на фермах, птицефабриках, мясокомбинатах для обеспечения энергетической независимости, производства электроэнергии и тепловой энергии из отходов производства. Экономически эффективная утилизация навоза в больших количествах важнейший аргумент для современного интенсивного сельского хозяйства.

Производство биогаза позволяет уменьшить выбросы аммиака и метана в атмосферу, снизить потребление (а значит и их производство) минеральных удобрений, ликвидирует опасность химического загрязнения грунтовых вод.

Самым важным для экономики Украины (и любой страны) является то, что, сырье для производства биогаза в основном уже есть на предприятии, его не надо покупать. Биогаз является неизбежным побочным продуктом при переработке и утилизации органических отходов.

На чем работает биогазовая установка? — На органических отходах!

В качестве сырья для БГУ используются: сельскохозяйственные отходы

(куриный помет, навоз животноводческих ферм и комплексов, продукты растениеводства (кукурузный силос)), отходы боен, отходы пищевой промышленности (барда, жом), отходы от предприятий общественного питания, содержимое городских канализаций. Затраты на производство биогаза будут связаны только с эксплуатационными расходами на оборудование и на его сервисное обслуживание. Прямая выгода будет состоять из сэкономленных средств на тепло, электроэнергию, из экономии затрат на минеральные удобрения за счет получения высококачественных органических удобрений.

При отсутствии биогазовых установок, утилизация отходов большая головная боль предприятий, большие финансовые и трудовые затраты на вывоз и захоронение отходов, а ведь использование отходов и внедренная биогазовая установка полностью решает эту проблему. БГУ может обеспечить ряд предприятий и близлежащий населенный пункт электричеством, газом и теплом.

От одной коровы можно получить около 400 — 500 м³ биогаза. При применении энергетически емких растений можно получить от 6.000 и до 12.000 (кукурузный силос/кормовая свекла) м3 биогаза с одного гектара. Из 1 м³ биогаза, в зависимости от содержания метана, можно выработать от 1,5 до 2,2 кВт электричества.

Небольшие биогазовые установки имеет смысл применять там, где есть возможность получить сырье и полностью использовать все виды полученной из биогаза энергии. Успешно применяются биогазовые установки там, где необходимо тепло, пар, электроэнергия или холод. Обычно достаточное количество сырья для биогазовых установок имеется у станций очистки сточных вод, на свалках бытового мусора, на свинокомплексах, птицекомплексах, в коровниках — это все бесплатные источники возобновляемой энергии. Эта энергия находит применение в школах, медицинских учреждениях, бассейнах, коммунальных теплоэлектростанциях, в гостиницах и общежитиях, на заводах и фабриках.

Как показывают исследования, проведенные Европейской комиссией, развитие биогазовой энергетики решает комплексные проблемы инфраструктуры и занятости в сельских районах, повышает качество жизни в небольших населенных пунктах. Кроме этого, внедрение биогазовых технологий способствует развитию энергетической инфраструктуры села, что положительно сказывается на уровне жизни сельского населения.

Биогазовые установки сделают Вас экономически независимыми!

Если Вы раздумываете над вопросами альтернативных источников энергии или решили купить биогазовую установку, звоните нашим специалистам. Мы ответим на все Ваши вопросы и подготовим коммерческое предложение.

Контакт

www.agrotex.com.ua

Биогаз

Теплота сгорания 1 м3 биогаза достигает 22 МДж (в топливе 6,1 кВт·ч), что эквивалентно: сгоранию 0,6 л бензина, 0,85 л спир, та, 1,75 кг дров или выработке 2 кВт·ч электроэнергии.

Выход биогаза из навоза (помета), полученного от одной го, ловы скота (птицы) в сутки, составляет, м3: коровы — 1,5, бычки на откорме — 1,1, свиньи — 0,2, птицы — 0,012.

Расчеты показывают, что в сельской местности производство биометана может считаться рентабельным при наличии 20 коров, 200 свиней или 3500 кур.

Одним из источников получения биогаза может быть птице, водство. Для определения выхода биогаза принимают, что в од, ном типовом птичнике содержатся 25 тыс. кур, дающих в день до 5 т помета, из которого (при нормальных условиях) выходит 5000 м3 биогаза, т.е. из 1 т куриного помета можно получить мо, торное топливо в количестве, эквивалентном 700 л бензина.

Не менее важным источником получения биогаза служит жи, вотноводство. Из 1 т сухого вещества навоза в результате анаэ, робного сбраживания при оптимальных условиях можно полу, чить 340 м3 биогаза, или в пересчете на одну голову крупного ро, гатого скота в сутки 2,5 м3, а в течение года — примерно 900 м3. Рассчитав энергетический эквивалент такого количества биога, за по отношению к бензину, можно прийти к выводу, что одна корова в год, кроме молока, «дает» более 600 л бензина. Одновре, менно при сбраживании обеспечиваются дезодорация и дегель, минтизация навоза, снижение всхожести семян сорных растений и перевод органического удобрения в минеральную форму. Для пересчета количества биогаза с птицеводческого комплекса на жи, вотноводческий можно пользоваться следующими условными единицами: 1 корова = 4 свиньи = 250 кур.

Количество биогаза, выделяющегося в метантенке вместимо, стью 5000 м3, достаточно для работы генераторной установки мощностью около 200 кВт (табл. 1.2).

Получение биогаза экономически оправдано и является пред, почтительным при переработке постоянного потока отходов (сто, ки животноводческих ферм, скотобоен, растительные отходы и

studfiles.net

основные характеристики и технология получения. Cleandex

Биогаз – общее название горючей газовой смеси, получаемой при разложении органичнеских субстанций в результате анаэробного микробиологического процесса (метанового брожения).

Для эффективного производства биогаза из органического сырья создаются комфортные условия для жизнедеятельности нескольких видов бактерий при отсутствии доступа кислорода.

Принципиальная схема процесса образования биогаза представлена ниже:

В зависимости от вида органического сырья состав биогаза может меняется, но, в общем случае, в его состав входят метан (Ch5, доля — 63%), углекислый газ (CO2, доля — 33%), небольшое количество сероводорода(h3S, доля — 2%), аммиака (Nh4, доля — 1%) и водорода (h3, доля — 1%).

Так как биогаз на 2/3 состоит из метана – горючего газа, составляющего основу природного газа, его энергетическая ценность (удельная теплота сгорания) составляет 60–70% энергетической ценности природного газа, или порядка 7000 ккал на м3. 1м3 биогаза также эквивалентен 0,7 кг мазута и 1,5 кг дров.

Биогаз широко применяется как горючее топливо в Германии, Дании, Китае, США и других развитых странах. Он подается в газораспределительные сети, используется в бытовых целях и в общественном транспорте. Сегодня начинается широкое внедрение биогазовых технологий на рынках СНГ и Прибалтики.

Сырьемдля получения биогаза может служить широкий спектр органических отходов – твердые и жидкие отходы агропромышленного комплекса, сточные воды, твердые бытовые отходы, отходы лесопромышленного комплекса.

Качество отходов характеризуется влажностью, выходом биогаза на единицу сухого вещества и содержанием метана в биогазе.

Современные технологии позволяют перерабатывать в биогаз любые виды органического сырья, однако наиболее эффективно использование биогазовых технологий для переработки отходов животноводческих и птицеводческих ферм, предприятий АПК и сточных вод, так как они характеризуются постоянством потока отходов во времени и простотой их сбора.

Биогазовая установка – устройство, осуществляющее переработку органических отходов в биогаз и органические удобрения. Биогазовая станция – более широкое понятие, оно включает комплекс инженерных сооружений, состоящий из устройств для подготовки сырья, производства биогаза и удобрений, очистки и хранения биогаза, производства электроэнергии и тепла.

В биореакторе поддерживается постоянная температура, необходимая для активной деятельности бактерий (от 31 до 70 С°). Работа всей установки регулируется автоматикой. Число занятых на биогазовых станциях среднего масштаба не превышает 10–15 человек.

Мощность биогазовых станций варьируется в пределах от 1 кВт (бытовые установки) до нескольких десятков МВт.

Источник: www.biogas-energy.ru

www.cleandex.ru

Добыча и утилизация биогаза

В результате анаэробного разложения органической фракции отхо­дов образуется биогаз. Из общего количества метана, ежегодно посту­пающего в атмосферу, 40-70% образуется в результате антропогенной деятельности, причем более 20% из них приходятся на объекты захоро­нения ТБО.

Подсчитано, что из одной тонны ТБО образуется около 200 м3 био­газа. При этом первые 15-20 лет при разложении одной тонны ТБО вы­деляется до 7,5 м3 биогаза в год. В дальнейшем интенсивность выделе­ния биогаза резко сокращается.

Основные компоненты биогаза, (%): метан 40-75 (обычно 50-60), диоксид углерода — 30-40, азот — 5-15, кислород — 0-2, сероводород и другие токсичные соединения — в небольших количествах.

В зависимости от содержания метана биогаз имеет теплоту сгора­ния от 15 до 25 МДж/м3 (3600-4800 ккал/м3), что соответствует 50% теп­лоты сгорания природного газа. В среднем теплота сгорания биогаза со­ставляет 4200 ккал/м3.

Биогаз относится к числу газов, создающих «парниковый эф­фект» и влияющих на изменение климата Земли в целом. «Конвенция о предотвращении глобального изменения климата» (ратифицирована Россией в 1992 г.) обязывает страны — участницы минимизировать вы­бросы в атмосферу парниковых газов, таких как метан и диоксид угле­рода (выброс в атмосферу 1 м3 метана по своим губительным послед­ствиям для изменения климата эквивалентен выбросу в атмосферу око­ло 25 м3 диоксида углерода). В этой связи уменьшение выбросов биога­за в атмосферу обеспечивает не только улучшение экологической ситу­ации вокруг полигонов ТБО, но и способствует выполнению Россией своих международных обязательств.

Биогаз является одной из причин возгорания ТБО на полигонах и свалках. При содержании в воздухе от 5 до 15% метана и 12% кислоро­да образуется взрывоопасная смесь.

Биогаз оказывает также негативное воздействие на растительный покров, угнетая растительность на примыкающих к полигонам ТБО площадях (механизм влияния связан с насыщением биогазом порового пространства почвы и вытеснением из нее кислорода).

Негативное воздействие биогаза на окружающую среду привело к тому, что в большинстве развитых стран владельцы полигонов законо­дательно принуждаются к предотвращению его стихийного распростра­нения.

В связи с этим за рубежом в последнее десятилетие получили ши­рокое распространение технологии добычи и утилизации биогаза. В Германии, например, к началу нового тысячелетия добыча биогаза на полигонах ТБО составила около 35 млн. м3/год, что позволяет получать ежегодно 140 млн. кВт-ч электроэнергии и экономить 14 тыс. т/год нефти.

На российских полигонах и свалках биогаз практически не собира­ется. Первые шаги в этом направлении осуществила фирма «Геополис», построившая совместно с фирмой «Гронтмай» (Нидерланды) установ­ки для сбора биогаза на двух подмосковных полигонах ТБО (в Мыти­щах и Серпухове). На каждом из этих полигонов, являющихся достаточ­но типичными для Московской области (площадь — 5-7 га, средняя мощ­ность отходов — 10-12 м), образуется 600-800 м3 биогаза в час.

Для сбора биогаза используют вертикальные скважины, газопрово­ды и компрессорные станции, обеспечивающие подачу газа к мотор-ге­нераторам (при использовании биогаза для производства электроэнер­гии). Компрессор создает необходимое разрежение для сбора биогаза и его транспортировки по газопроводам.

На рис. 3.9 показана блок-схема добычи и утилизации биогаза, реа­лизованная в Московском регионе.

Рис. 3.9. Блок-схема добычи и утилизации биогаза

Рис. 3.10. Общий вид скважины для добычи биогаза

В российских условиях, как показала практика, наиболее целесооб­разно шнековое бурение скважин диаметром 250-300 мм (для сравнения — в Швеции практикуется бурение скважин диаметром 150-200 мм).

По европейским данным, выход биогаза из пробуренной сква­жины глубиной 10 м обычно составляет 10-20 м3/час. Устойчивая рабо­та скважины обеспечивается, если ее дебит не превышает объема вновь образующегося биогаза. Подсчитано, что для обеспечения мощности

МВт требуется 15-20 пробуренных газовых скважин в теле полигона. Регулирование выхода биогаза с полигона осуществляется путем регу­лирования числа оборотов компрессора.

Расстояние между газовыми скважинами на участке сбора биогаза обычно составляет 50-60 м. Если число газовых скважин на полигоне оптимально, а откосы полигона уплотнены, извлечение биогаза состав­ляет до 80% от его образующегося объема. Если биогаз собирается на так называемых биокартах с однородными отходами (европейские ус­ловия), извлечение биогаза повышается до 90%. На рис. ЗЛО показан общий вид скважины для добычи биогаза на подмосковных полигонах.

Инженерное обустройство скважины включает несколько этапов. На первом этапе в скважину опускается перфорированная стальная или пластмассовая труба, затушенная снизу и снабженная фланцевым со­единением в приустьевой части. Затем в межтрубное пространство за­сыпается пористый материал (например, гравий) с послойным уплотне­нием до глубины 3-4 м от устья скважины. На следующем этапе соору­жается глиняный замок для предотвращения попадания в скважину ат­мосферного воздуха. После этого приступают к установке оголовка скважины. Оголовок представляет собой металлический цилиндр, снаб­женный газозапорной арматурой для регулировки дебета скважины и контроля состава биогаза, а также патрубком для присоединения сква­жины к газопроводу.

В шведской практике для крепления буровых скважин используют­ся обсадные трубы (рис. 3.11), которые после установки перфорирован­ного пластмассового фильтра частично вынимаются из тела полигона. Нижняя секция обсадной трубы длиной 3 м остается на уровне 1,5-4,5 м ниже уровня грунта, а над верхней частью фильтра в скважине образу­ется изолирующее покрытие высотой 4,5 м, позволяющее создать отно­сительно большое разрежение вокруг скважины и повысить эффектив­ность сбора биогаза. По данным шведской практики, при сборе биогаза на действующих полигонах возникают эксплуатационные сложности и в течение первых десяти лет часть газовых скважин и фильтров должна быть обновлена (разрушение труб под действием проседания поступа­ющих отходов, закупоривание фильтрующих труб). Схема размещения газовых скважин на высоконагруженном полигоне в Швеции показана на рис. 3.12.

Температура образующегося биогаза соответствует температуре те­ла полигона, которая при анаэробном разложении органической фрак­ции ТБО повышается до 25-40°С. Поскольку для отходов характерна высокая влажность, биогаз насыщается парами воды. При снижении температуры биогаза до 10°С в системе газопроводов образуется до 20 г/м3 конденсата. На установке мощностью 1 МВт ежесуточно обра­зуется 100 л конденсата Этот конденсат необходимо удалять из систе­мы сбора биогаза и направлять на обезвреживание, так как по химиче­скому составу он во многом аналогичен фильтрату. Уклон газопровод­ных труб в пределах полигона должен обеспечивать сбор конденсата (в соответствии с европейской практикой уклон труб — не менее 20%). Для удаления влаги из системы устанавливают конденсатоотводчики (сталь­ные резервуары с гидрозатворами).

Рис. 3.11. Конструкция газовых скважин (европейская практика)

Рис. 3.12. Схема размещения газовых скважин на высоконагруженном полигоне

Биогаз, добываемый на полигонах, наиболее часто используют для производства электроэнергии. В российских условиях из 1 м3 биогаза можно получить 1,5 кВт-ч электроэнергии. К сожалению, большой энергетический потенциал полигонов в настоящее время не использует­ся. В то же время в большинстве развитых стран производство электро­энергии на основе биогаза стимулируется государством с помощью спе­циальных законов.

Так, в США и странах ЕС существуют законы, обя­зывающие энергетические компании использовать нетрадиционные ис­точники энергии, а потребителей — покупать альтернативную энергию. При этом нормативно определяется стоимость альтернативной энергии, которая, как правило, в 2-2,5 раза выше стоимости энергии, произведен­ной на основе использования традиционных энергоносителей (природ­ный газ, нефтепродукты). В ряде случаев электроэнергия, произведен­ная из биогаза, частично или полностью используется для нужд пред­приятия, эксплуатирующего полигон ТБО.

В отличие от многих европейских стран, в Швеции традиционной формой утилизации биогаза является его сжигание в газовых котлах для производства тепловой энергии. Газовые котлы чаще всего соединяются с местной системой районного теплоснабжения. В Швеции имеется так­же опыт утилизации биогаза для комбинированного производства элек­трической и тепловой энергии на стационарных газовых двигателях.

В тех случаях, когда возникают сложности с утилизацией биогаза (например, из-за больших расстояний до потребителя), собранный био­газ подвергают факельному сжиганию в специальных газовых горелках. Факельное сжигание биогаза следует рассматривать как вынужденную и промежуточную меру, способствующую снижению поступления био­газа в атмосферу и вероятности возгорания ТБО на полигонах.

В соответствии с требованиями к мониторингу полигона должны про­водиться систематические наблюдения за подземными и поверхностными водами, донными отложениями, растительностью, атмосферным воздухом.

Полигон, выведенный из эксплуатации, подлежит рекультивации полигона.

Рекультивация проводится по окончании стабилизации закрытых по­лигонов, когда свалочный грунт достигает устойчивого состояния. После планировки поверхности, укладки плодородного слоя и его выравнива­ния производится посадка многолетних трав, кустарников и деревьев.

  • Комментарии к статье
  • Вконтакте

ztbo.ru

Выход биогаза из разных видов субстратов

 

Каков выход биогаза из различных видов субстратов?

 

Преимущества биогазовых установок успели оценить многие владельцы фермерских хозяйств, животноводческих комплектов, птицефабрик и проч. Польза и эффективность этих устройств не подвергается никакому сомнению, ведь при переработке органики в них выделяется газ, сходный по химическому составу с природным. Объем выделяемого биогаза, в первую очередь, будет зависеть от вида используемого сырья. Что традиционно применяется для этих целей?

 

·         Травяная часть растительных культур – силос. Безусловными лидерами в этой группе являются смесь стеблей и початков кукурузы и силос зерновых – при их переработке выделяется 451,3 куб. м. и 214,1 куб. м. газа соответственно.

 

·         Корнеплоды, овощи либо зерновые культуры (семена). Особенно эффективная переработка рапса (644,5 куб. м.) и картофельного крахмала (605,6 куб. м).

 

·         Получение биогаза из водорослей в будущем может составить достойную конкуренцию переработке отходов производства. Уже сейчас существуют технологии, позволяющие осуществлять этот процесс.

 

·         Жир, масло – абсолютные «чемпионы» по количеству выделяющегося газа.

 

·         При переработке отходов животноводства, птицеводства и пищевой промышленности также образуются большие объемы биотоплива.

 

Какое бы сырье для биогаза Вы не планировали использовать, установка очень быстро окупает все затраты на ее строительство и начинает приносить сплошные выгоды своим владельцам.

 

Чем выгодно получение биогаза из органических отходов?

 

Животноводческий сектор, выращивание растительных культур и многие другие отрасли промышленности предусматривают большое количество органических отходов. Использование биогазовых станций на таких предприятиях позволяет уменьшить затраты на обслуживание хозяйства, получать сбалансированное и обогащенное полезными веществами удобрение и быстро перерабатывать производственных отходы. Подобные установки – это экологичные, современные и высокотехнологичные устройства, которые очень быстро окупают все затраты на их установку и начинают приносить чистую прибыль. Биотопливо обычно используется для отопления, освещения, облуживания цехов, оно может применяться для работы двигателей внутреннего сгорания и т. д. Оснастив свое предприятие биогазовой установкой, Вы освобождаете себя от дополнительных коммунальных трат и создаете собственную энергетическую базу, обеспечивающую эксплуатационные нужды хозяйства.

 

 

Силос и энергетические культуры.

 

Субстрат

Сухое вещество

%

Органическое сухое вещество

%

Выход биогаза

м3

Метан

CH4

%

Силос суданской травы (1й укос, начало цветения)

21.9

90.3

98.0

52.6

Люцерна (2й укос)

35.0

87.6

141.0

54.8

Силос клевера (1й укос, начало цветения)

35.0

88.6

185.1

55.1

Стебли кукурузы и початки (смесь) 2% сырой клетчатки

65.0

98.0

451.3

52.6

Зелёная рожь, конец цветения

30.0

88.6

149.7

53.3

Кукурузный силос

33.0

95.8

185.3

52.2

Травяной силос

40.0

89.2

208.3

54.1

Просо,  фаза восковой спелости

35.0

88.5

162.7

53.0

Силос фуражной смеси (вика, овёс, ячмень), стадия цветения

35.0

88.5

168.3

54.1

Силос рапса

14.0

80.0

75.4

55.9

Силос листьев сахарной свёклы

18.0

80.5

88.2

54.4

Силос зерновых (целое растение), полное зерно

42.0

94.2

214.1

52.1

Силос пшеницы (целое растение)

40.0

93.6

187.7

52.4

Силос красного клевера (1й укос)

30.0

87.0

140.1

55.3

Силос ржи /тритикале

38.0

93.2

176.6

52.4

Силос клевера (2й укос, начало цветения)

35.0

88.3

159.4

54.7

Силос красного клевера (2й укос)

30.0

87.8

137.9

55.2

Силос ржи  (2й укос, стадия цветения)

35.0

88.3

169.7

53.9

Травяной силос (1й укос), начало интенсивного роста

25.0

87.8

132.2

54.6

Кукурузный силос, глянцевая спелость, полное зерно

35.0

96.0

201.5

52.3

 

Корнеплоды, зерно, семена.

 

Субстрат

Сухое вещество

%

Органическое сухое вещество

%

Выход биогаза

м3

Метан

CH4

%

Ячмень двухрядный

87.0

97.2

578.5

52.7

Кукуруза сухая

87.0

98.3

590.3

52.8

Овёс

87.0

96.7

501.1

54.1

Свекловичная, паточная стружка

89.6

92.0

569.0

51.9

Свежая сахарная свёкла

23.0

91.9

147.1

50.8

Стружка сахарной свёклы

91.6

94.6

594.3

50.6

Рожь

87.0

97.8

597.0

52.0

Подсолнечник

88.0

96.6

594.5

63.5

Пшеница

87.0

98.1

598.2

52.8

Горох

87.0

96.3

581.4

55.0

Рапс

88.0

95.5

644.5

65.7

Картофельные хлопья

88.0

94.7

556.3

50.6

Картофельный крахмал

83.6

99.5

605.6

50.0

Картофель свежий

26.0

93.4

177.1

51.4

 

Овощи.

 

Субстрат

Сухое вещество

%

Органическое сухое вещество

%

Выход биогаза

м3

Метан

CH4

%

Отходы овощей

15.0

76.0

57.0

56.0

Лук

9.6

94.0

80.3

65.0

Луковая кожица

82.4

67.0

267.8

65.0

Морковь

11.9

88.3

73.3

52.0

Цветная капуста

9.6

92.7

59.2

56.0

Свежая тыква

8.4

91.5

50.9

55.8

 

 

Жир, масло.

 

Субстрат

Сухое вещество

%

Органическое сухое вещество

%

Выход биогаза

м3

Метан

CH4

%

Жир

95.0

92.0

874.0

68.0

Глицерин

100.0

99.5

845.7

50.0

Льняное масло

99.9

99.9

1222.6

68.0

Рапсовое масло

99.9

99.9

1197.6

68.0

Соевое масло

99.9

99.9

1222.6

68.0

Подсолнечное масло

99.9

99.9

1222.6

68.0

 

 

Отходы животноводства.

 

Субстрат

Сухое вещество

%

Органическое сухое вещество

%

Выход биогаза

м3

Метан

CH4

%

Жидкий свиной навоз

6.0

85.0

20.4

60.0

Свиной навоз с подстилкой

22.5

82.5

74.3

60.0

Овечий навоз

30.0

80.0

108.0

55.0

Жидкий навоз скота на откорме

10.0

85.0

34.0

55.0

Свежий коровий навоз

25.0

80.0

90.0

50.0

Навоз молочных коров

8.5

85.0

20.2

55.0

Навоз молочных коров с остатками кормления

8.5

85.0

25.3

55.0

Лошадиный навоз

28.0

75.0

63.0

55.0

Помет куриный, сухой

40.0

75.0

80.0

55.0

Помет куриный свежий

15.0

75.0

100.0

65.0

 

Отходы пищевой промышленности.

 

Субстрат

Сухое вещество

%

Органическое сухое вещество

%

Выход биогаза

м3

Метан

CH4

%

Каныга

15.0

84.0

60.5

55.0

Очистки сои

90.0

95.1

516.7

52.7

Картофельная барда, свежая

6.0

86.7

35.0

56.3

Овсяные хлопья

91.0

98.1

619.7

53.5

Пивная дробина, свежая

24.0

95.5

122.2

59.3

Отруби

89.0

86.5

262.4

50.7

Силосованная пивная дробина

26.0

95.2

136.5

59.1

Яблочная мезга

22.0

97.6

111.6

51.7

Соевая мука

87.0

93.3

551.6

61.2

Пшеничная барда, жидкая

6.0

94.0

36.1

58.9

Кукурузный глютен

90.5

97.9

597.1

66.0

Лактоза

100.0

99.7

756.0

50.0

Цельное коровье молоко

13.5

94.7

114.9

62.8

Пивные дрожжи, варёные

10.0

91.8

60.7

62.1

Пивные дрожжи, сухие

90.0

91.9

505.8

61.0

Старый хлеб

65.0

97.2

482.0

52.8

Отходы пекарен

87.7

97.1

650.6

52.8

Отходы сыроварни

79.3

94.0

673.8

67.5

Пищевые отходы с низким содержанием жира, влажные

14.4

81.5

75.4

59.8

Пищевые отходы с высоким содержанием жира

18.0

92.3

126.5

62.0

Пахта, свежая

8.0

92.3

54.4

59.2

Казеин

88.0

93.1

567.4

69.1

Обезжиренное молоко, сухое

94.1

91.7

628.7

57.7

Рапсовая мука

88.6

92.1

496.1

59.8

Мука подсолнечника

89.4

91.9

488.2

61.3

Разные пищевые отходы

40.0

50.0

120.0

60.0

 

www.biteco-energy.com

Получение, состав и использование биогаза

В мировой практике газоснабжения накоплен достаточный опыт использования возобновляемых источников энергии, в том числе энергии биомассы. Наиболее перспективным газообразным топливом является биопродукт, интерес к использованию которого в последние годы не только не убывает, но и продолжает возрастать. Под биогазами подразумеваются метансодержащие газы, которые образуются при анаэробном разложении органической биомассы.

В зависимости от источника получения они подразделяются на три основных вида:

  • газ, получаемый на городских очистных канализационных сооружениях;
  • биогаз, получаемый в специальных установках при сбраживании отходов сельскохозяйственных производств;
  • газ свалок, получаемый на полигонах отходов, содержащих органические компоненты.

Получение биогаза в сельскохозяйственных установках

По техническому исполнению биогазовые установки подразделяются на три системы: аккумулятивную, периодическую, непрерывную.

В аккумулятивных системах биогазовой установки предусматривается сбраживание в реакторах, которые служат одновременно и местом хранения сброженного навоза (субстрата) до его выгрузки. Исходный субстрат постоянно подается в резервуар до его заполнения. Выгрузка сброженного составляющего производится один-два раза в год в период внесения удобрений в почву. При этом часть сброженного осадка специально оставляется в реакторе и служит затравочным материалом для последующего цикла сбраживания. Объём хранилища, совмещенного с биореактором, рассчитывается на полный объём удаляемого с комплекса навоза в межпосевной период. Такие системы требуют больших объёмов хранилищ и применяются очень редко.

Периодическая система производства продукта в биогазовых установках предполагает разовую загрузку исходного субстрата в реактор, подачу туда же затравочного материала и выгрузку сброженного продукта. Такая система характеризуется довольно большой трудоемкостью, очень неравномерным выходом газа и требует наличия не менее двух реакторов, резервуара для накопления исходного навоза и хранения сброженного субстрата.

При непрерывной схеме биогазовой установки исходный субстрат непрерывно или через определенные промежутки времени (1–10 раз в сутки) загружается в камеру сбраживания, откуда одновременно удаляется такое же количество сброженного осадка. Для интенсификации процесса сбраживания в биореактор могут вноситься различные добавки, увеличивающие не только скорость реакции, но и выход и качество газа. Современные биогазовые установки рассчитываются, как правило, на непрерывный процесс и изготавливаются из стали, бетона, пластмасс, кирпича. Для теплоизоляции применяются стекловолокно, стекловата, ячеистый пластик.

По суточной производительности существующие биогазовые системы и установки можно разделить на 3 типа:

  • малые — до 50 м³/сут;
  • средние — до 500 м³/сут;
  • крупные — до 100 тыс. м³/сут.

Принцип работы биогазовой сельскохозяйственной установки

Навоз из животноводческого помещения поступает в накопительную ёмкость, далее фекальным насосом его загружают в метантенк — ёмкость для анаэробного сбраживания. Биогаз, образующийся в процессе брожения, поступает в газгольдер и далее к газопоршневой установке. Газопоршневая установка выдает электричество и тепло, которое снимает с охлаждения рубашки двигателя и выхлопных газов. Для этих целей отлично подойдут газопоршневые установки — Cummins, Deutz, Capstore, Brimbaher, MWM

Для нагрева навоза до температуры брожения и поддержания теплового режима в метантенке применяют теплообменник, через который протекает горячая вода, нагреваемая в котле. Сброженный навоз выгружают в навозохранилище.

Во время сбраживания в навозе развивается микрофлора, которая последовательно разрушает органические вещества до кислот, а последние под действием синтрофных и метанообразующих бактерий превращаются в газообразные продукты — метан и углекислоту.

В метантенках обеспечиваются все необходимые параметры процесса — температура (33… 37ºС), концентрация органических веществ, кислотность (6,8–7,4) и др. Рост клеток метанового биоценоза также определяется соотношением C:N, и оптимальное его значение составляет 30:1.

Системы хранения биогаза

Обычно биогаз выходит из реакторов неравномерно и с малым давлением (не более 5 кПа). Этого давления с учетом гидравлических потерь газотранспортной сети недостаточно для нормальной работы газоиспользующего оборудования. К тому же пики производства и потребления продукта не совпадают по времени. Наиболее простое решение ликвидации излишка биогаза — сжигание его в факельной установке, однако при этом безвозвратно теряется энергия. Более дорогим, но в конечном итоге экономически оправданным способом выравнивания неравномерности производства и потребления газа является использование газгольдеров различных типов. Условно все хранилища можно подразделить на «прямые» и «непрямые». В «прямых» газгольдерах постоянно находится некоторый объём газа, закачиваемого в периоды спада потребления и отбираемого при пиковой нагрузке. «Непрямые» газгольдеры предусматривают аккумулирование не самого газа, а энергии промежуточного теплоносителя (воды или воздуха), нагреваемого продуктами сгорания сжигаемого газа, т.е. происходит накопление тепловой энергии в виде нагретого теплоносителя.

После получения биогаза на сельскохозяйственных установках обработанный навоз используют в качестве удобрений. Метановое сбраживание навоза обеспечивает его дезодорацию, дегельминтизацию, уничтожение способности семян сорных растений к всхожести, перевод удобрительных веществ в легкоусвояемую растениями минеральную форму. При этом питательные (для растений) вещества — азот, фосфор и калий — практически не теряются.

zavodagt.ru

Что такое биогаз?

Постоянные повышения цен на газ, структурные кризисы и рыночные спекуляции на фоне политической нестабильности послужили толчком для развития технологий получения газа искусcтвенно, через использование отходов разных производств. За два десятилетия бурного развития биогазовая отрасль стала мощной, и инженеры разработали технически надежные решения производства достаточного количества энергии из биоотходов децентрализовано. Сегодня в Германии функционирует более 7 000 биогазовых установок мощностью от 500 кВт/час до 2 МВт/час. Биогаз производится на биогазовых установках везде, где доступны биоотходы или энергетически ценное растительное сырье.  

Что такое биогаз?

Биогаз – обобщенное название горючей газовой смеси, получаемой при естественном разложении веществ органического происхождения в результате анаэробного микробиологического процесса (метанового брожения). Для того, чтобы процесс разложения не длился тысячи лет, а исчислялся днями, для жизнедеятельности нескольких видов бактерий создают наиболее благоприятные условия . Температуру жизни  и «еду» для бактерий готовят тщательно. Смесь, которую загружают в биореактор называется биосубстрат. Биосубстрат чаще всего состоит из смеси навоза и измельченного кукурузного силоса ( на фото слева).

     

 

 

 

 

 

 

 

Сегодняшние биогазовые установки все больше проектируются с целью утилизации бытовых органических отходов, поэтому состав биосубстрата подбирают для БГУ индивидуально.

Процесс выделения биогаза можно наблюдать через небольшое окошко в ферментере. 

 

Процесс химических преобразований внутри биогазовой установки отражает такая схема:

Маленькие пузырьки на поверхности плавно двигающегося биосубстрата, это и есть биогаз.

Биогаз – это всегда смесь метана с другими побочными газами. В состав биогаза входят: 

метан

(CH4)

 углекислый газ  

(CO2)

 сероводород 

(H2S)

 аммиак 

(NH3

 водород 

(H2)

60-70%  около 25-30% небольшое количество

В зависимости от вида органических компонентов для биосубстрата, который использует БГУ, состав биогаза может отличаться, процентное содержание метана может быть или выше или ниже. 

Так как биогаз на 2/3 состоит из метана – горючего газа, составляющего основу природного газа, его энергетическая ценность (удельная теплота сгорания) составляет 60-70% энергетической ценности природного газа, или порядка 7000 ккал на м3.  Эквивалентом для 1м3 биогаза  может быть 700 гр мазута и 1,7 кг дров. 

Для сравнения: 

  • Одна голова КРС дает в год 300-500 м3 биогаза в год
  • Один га луговой травы – 6000-8000 м3 биогаза в год
  • Один га кормовой свеклы – 8000-12000 м3 биогаза в год

Зачем использовать биогаз? 

В условиях высокой стоимости энергоносителей, а с другой стороны возрастающего количества органических отходов от сельского хозяйства и от человеческой жизнедеятельности (это все возобновляемые источники энергии), биогаз выступает важным продуктом — как альтернативная энергетика. Самая важная функция Биогазовой установки  — это гарантированная энергетическая безопасность как отдельного производства (свинофермы, теплицы, зернохранилища), так и в масштабах небольших населенных пунктов – ключевой объект жизнеобеспечения, который обеспечит полное децентрализованное снабжение электро- и теплоэнергией всех жителей. В сегодняшних кризисных  условиях  развития Украины  этот фактор приобретает особую силу. 

Какая польза от биогазовой установки?
  1. Тепло. При охлаждении двигателя когенератора , в котором сжигают биогаз, образуется тепло в виде горячей воды. Горячую воду используют для обогрева помещений с людьми и животными, для обогрева теплиц, бассейнов.
  2. Электричество. Независимый и гарантированный источник. Никаких веерных отключений электричества. Сжигание газа в двигателе внутреннего сгорания приводит в действие вал электрогенератора, образуется электроэнергия. Из одного м3 биогаза можно выработать около 2 кВт электроэнергии.
  3. Природный газ. Современные биогазовые установки все чаще оснащают модулями для очистки биогаза. В результате нескольких технологических операций содержание метана увеличивается до 90 %, побочные газы удаляются. Биогаз превратился в стандартный природный газ, и его можно использовать в бытовых целях.
  4. Органические удобрения. Биосубстрат, после удаления из него газа и обработки бактериями, представляет собой экологически чистые, жидкие удобрения лишенные нитратов, семян сорняков, болезнетворной микрофлоры.
  5. Решение экологических проблем. Утилизация навоза. Биогазовые установки устанавливаются на очистных сооружениях сточных вод городов, в сельской местности на фермах, птицефабриках, мясокомбинатах для обеспечения энергетической независимости, производства электроэнергии и тепловой энергии из отходов производства.

Производство биогаза позволяет предотвратить выбросы метана в атмосферу, снизить применение химичесих удобрений, ликвидирует опасность загрязнения грунтовых вод. 

Самым важным для экономики Украины является то, что биогаз является побочным продуктом при переработке органических отходов, сырье для производства биогаза в основном уже есть на предприятии, его не надо покупать .

На чем работает биогазовая установка? — На отходах!

В качестве сырья используются: сельскохозяйственные отходы (навоз, помет животноводческих ферм и комплексов, отходы растениеводства (силос)), отходы боен, отходы пищевой промышленности (барда, жом), отходы городских канализаций. Затраты на производство биогаза будут связаны только с эксплуатационными расходами на оборудование и на сервисное обслуживание. Прямая выгода будет состоять из сэкономленных средств на тепло, электроэнергию  и  из экономии затрат на минеральные удобрения за счет получения высококачественных органических удобрений. 

При отсутствии таких установок, утилизация отходов – большая головная боль предприятий, большие финансовые и трудовые затраты на вывоз и захоронение отходов, а ведь использование отходов и внедренная биогазовая установка полностью решает эту проблему, плюс обеспечивает предприятие и близлежащие населенные пункты электричеством, газом и теплом.

От одного животного (КРС) можно получить около 400 — 500 м3 биогаза. При применении энергетических растений можно получить от 6.000 и до 12.000 (кукурузный силос/кормовая свекла) м3 биогаза с одного гектара. С 1 м3 биогаза, в зависимости от содержания метана, можно выработать от 1,5 до 2,2 kW электричества.  

Небольшие биогазовые установки имеет смысл применять там, где есть возможность получить сырье и полное использованиие полученных продуктов. Успешно применяются установки там где необходимо тепло, пар, электроэнергия или холод.  Обычно достаточное количество сырья для биогазовых установок имеется у станций очистки сточных вод, на свалках мусора, на свинофермах, птицефабриках, в коровниках — это все возобновляемая энергия. Применение эта энергия находит в школах, медицинских учреждениях, бассейнах, коммунальных теплоэлектростанциях, в гостиницах и общежитиях, на заводах и фабриках.

Как показывают исследования, проведенные Европейской комиссией, развитие биогазовой энергетики решает проблемы занятости в сельских районах и повышает реальные доходы населения. Кроме этого, внедрение биогазовых технологий способствует развитию энергетической инфраструктуры села, что положительно сказывается на уровне жизни сельского населения.

 

Биогаз сделает Вас независимым!

Звоните нашим специалистам. Мы ответим на все Ваши вопросы и подготовим коммерческое предложение.

 

agropump.com.ua

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *