Biogáz előállítási technológia. A modern állattenyésztési komplexumok magas termelési arányt biztosítanak. Az alkalmazott technológiai megoldások lehetővé teszik, hogy maguk a komplexumok helyiségeiben teljes mértékben megfeleljenek a jelenlegi egészségügyi és higiéniai szabványok követelményeinek.
Az egy helyen koncentrált nagy mennyiségű hígtrágya azonban jelentős környezeti problémákat okoz a komplexummal szomszédos területeken. Például a friss sertéstrágyát és az ürüléket a 3. veszélyességi osztályba sorolják. A környezetvédelmi kérdések a felügyeleti hatóságok ellenőrzése alatt állnak, a jogszabályok e kérdésekkel kapcsolatos követelményei folyamatosan szigorodnak.
A Biocomplex átfogó megoldást kínál a hígtrágya ártalmatlanítására, amely magában foglalja a gyorsított feldolgozást a modern biogáz üzemekben (BGU). A feldolgozás során gyorsított módban a szerves anyagok természetes bomlásának folyamatai gázok felszabadulásával járnak, beleértve: metán, CO2, kén stb. Csak a keletkező gáz nem kerül a légkörbe, ami Üvegházhatás, hanem speciális gáztermelő (kapcsolt energiatermelő) létesítményekbe kerül, amelyek elektromos és hőenergiát termelnek.
Biogáz – éghető gáz, amely a biomassza anaerob metános lebontása során keletkezik, és főként metánból (55-75%), szén-dioxidból (25-45%) és hidrogén-szulfidból, ammóniából, nitrogén-oxidokból és egyéb szennyeződésekből (kevesebb, mint 1%) áll.
A biomassza lebomlása kémiai és fizikai folyamatok, valamint a 3 fő baktériumcsoport szimbiotikus aktivitása eredményeként megy végbe, míg egyes baktériumcsoportok anyagcseretermékei más csoportok élelmiszertermékei, meghatározott sorrendben.
Az első csoport - hidrolitikus baktériumok, a második - savképző, a harmadik - metánképző.
A biogáz termelés alapanyagaként felhasználható ökológiai agráripari ill Háztartási hulladékés növényi anyagok.
A biogáz előállításához használt agráripari komplex hulladékok leggyakoribb típusai:
|
Nyersanyag forrás |
Nyersanyag típusa |
Nyersanyag mennyisége évente, m3 (tonna) |
Biogáz mennyisége, m3 |
| 1 készpénzes tehén | Ágyatlan hígtrágya | ||
| 1 hízómalac | Ágyatlan hígtrágya | ||
| 1 hízóbika | Almazott szilárd trágya | ||
| 1 ló | Almazott szilárd trágya | ||
| 100 csirke | Száraz alom | ||
| 1 ha szántó | Friss kukoricaszilázs | ||
| 1 ha szántó | Cukorrépa | ||
| 1 ha szántó | Friss szemes szilázs | ||
| 1 ha szántó | Friss fű szilázs |
Az egy biogáz üzemben (BGU) a biogáz előállításához felhasznált szubsztrátumok (hulladékfajták) száma egytől tízig vagy még több is lehet.
Biogáz projektek az agráripari szektorban a következő lehetőségek egyikével hozhatók létre:
A biogáz energiafelhasználásának legelterjedtebb módja a gázdugattyús motorokban történő égetés egy mini-CHP részeként, villamos energia és hő előállításával.
Létezik különféle lehetőségeket technológiai sémák biogáz állomások- a felhasznált hordozók típusától és típusától függően. Az előkészület alkalmazása számos esetben lehetővé teszi a bioreaktorokban a nyersanyagok lebomlási sebességének és mértékének növelését, és ennek következtében a teljes biogáz hozam növelését. Több tulajdonságukban eltérő szubsztrátum alkalmazása esetén, például folyékony és szilárd hulladék, felhalmozódásuk, előzetes előkészítésük (frakciókra bontás, őrlés, melegítés, homogenizálás, biokémiai vagy biológiai kezelés stb.) külön-külön történik, miután amelyeket vagy összekevernek a bioreaktorokba betáplálás előtt, vagy külön áramokban táplálják be.
Egy tipikus biogázüzem elrendezésének fő szerkezeti elemei a következők:
A BGU technológiai sémák a feldolgozott hordozók típusától és számától, a végső céltermékek típusától és minőségétől, az alkalmazott technológiai megoldás szállítójának egyik vagy másik „know-how-jától” és számos egyéb tényezőtől függően változnak. Manapság a legelterjedtebbek a többféle szubsztrátum egylépcsős fermentációjával kapcsolatos rendszerek, amelyek közül az egyik általában a trágya.
A biogáz technológiák fejlődésével az alkalmazott műszaki megoldások bonyolultabbá válnak a kétlépcsős sémák irányába, amit bizonyos esetekben bizonyos típusú szubsztrátok hatékony feldolgozásának technológiai igénye és a bioreaktorok munkatérfogatának általános hatékonyságának növelése indokol.
A biogáz termelés sajátossága az, hogy a metánbaktériumok csak abszolút száraz szerves anyagokból tudják előállítani. Ezért a gyártás első szakaszának feladata egy magas szervesanyag-tartalmú, ugyanakkor szivattyúzható szubsztrátumkeverék létrehozása. Ez egy 10-12% szilárdanyag-tartalmú szubsztrátum. A megoldást úgy érik el, hogy a felesleges nedvességet csavaros elválasztókkal választják le.
A hígtrágya honnan származik ipari helyiségek a tartályba, búvárkeverővel homogenizálva, a búvárszivattyút pedig a csavaros leválasztó műhelybe táplálják. A folyékony frakciót külön tartályba gyűjtik. A szilárd frakciót a szilárd nyersanyag adagolóba töltjük.
A szubsztrátum fermentorba történő betöltési ütemtervének megfelelően, a kidolgozott program szerint a szivattyú időszakosan bekapcsol, amely a folyékony frakciót juttatja a fermentorba, és ezzel egyidejűleg bekapcsolja a szilárd nyersanyag betöltőjét. Alternatív megoldásként a folyékony frakciót keverőfunkciós szilárd adagolóba adagolhatjuk, majd a kész keveréket a kidolgozott töltési program szerint a fermentorba adagoljuk A zárványok rövidek. Ez azért történik, hogy megakadályozzuk a szerves szubsztrát túlzott bejutását a fermentorba, mivel ez felboríthatja az anyagok egyensúlyát és destabilizálhatja a folyamatot a fermentorban. Ezzel egyidejűleg a szivattyúk is bekapcsolnak, amelyek a fermentorból az utófermentálóba, az utófermentorból pedig a fermentor tárolóba (lagúnába) pumpálják a fermentort, hogy megakadályozzák a fermentor és az utófermentáló túltöltését.
A fermentorban és az utófermentorban található emésztési masszákat összekeverik, hogy biztosítsák a baktériumok egyenletes eloszlását a tartályok teljes térfogatában. A keveréshez speciális kialakítású, alacsony fordulatszámú keverőket használnak.
A fermentorban a szubsztrát megtalálása során a baktériumok a biogázüzem által termelt teljes biogáz akár 80%-át is felszabadítják. A biogáz többi része a kondicionálóban szabadul fel.
A kibocsátott biogáz stabil mennyiségének biztosításában fontos szerepet játszik a fermentorban és az utófermentorban lévő folyadék hőmérséklete. A folyamat általában mezofil módban megy végbe, 41-43 °C hőmérsékleten. A stabil hőmérséklet fenntartását a fermentorok és fermentorok belsejében speciális cső alakú fűtőberendezések, valamint a falak és csővezetékek megbízható hőszigetelése biztosítja. A fermentátumból kilépő biogáz magas kéntartalmú. A biogáz kénből történő tisztítása speciális baktériumok segítségével történik, amelyek a fermentorok és az utófermentátorok belsejében fagerendás boltozatra fektetett szigetelés felületén laknak.
A biogáz felhalmozása gáztartóban történik, amely a fermentor felülete és a fermentort és a fermentort felülről borító elasztikus nagy szilárdságú anyag között van kialakítva. Az anyag erős nyúlási képességgel rendelkezik (a szilárdság csökkentése nélkül), ami a biogáz felhalmozódásával jelentősen növeli a gáztartály kapacitását. A gáztartály túltöltése és az anyag felszakadása megakadályozására biztonsági szelep található.
A biogáz ezután a kogenerációs erőműbe kerül. A kogenerációs erőmű (CHP) olyan egység, amelyben biogázzal működő gázdugattyús motorral hajtott generátorok állítják elő az elektromos energiát. A biogázzal működő kogenerátorok szerkezeti eltérésekkel rendelkeznek a hagyományos gázgenerátoros motorokhoz képest, mivel a biogáz nagyon kimerült üzemanyag. A generátorok által megtermelt elektromos energia magát a biogázüzem elektromos berendezéseit látja el árammal, és minden ezen felül a közeli fogyasztókhoz kerül. A kogenerátorok hűtésére használt folyadék energiája a megtermelt hőenergia mínusz a kazánberendezések veszteségei. A megtermelt hőenergiát részben fermentorok és utófermentátorok fűtésére használják fel, a többit a közeli fogyasztókhoz is eljuttatják. megy
A biogáz földgáz szintű tisztítására további berendezéseket lehet telepíteni, azonban ez a berendezés drága, és csak akkor használható, ha a biogázüzem célja nem hő- és villamosenergia-termelés, hanem gázdugattyús motorokhoz üzemanyag előállítása. . A bevált és leggyakrabban alkalmazott biogáz-kezelési technológiák a vízabszorpció, a nyomás alatti hordozó adszorpció, a kémiai kicsapás és a membránleválasztás.
A biogázüzem energiahatékonysága nagymértékben függ mind a választott technológiától, a főszerkezetek anyagától és kialakításától, mind pedig az elhelyezkedésük körzetének éghajlati viszonyaitól. Az átlagos hőenergia-fogyasztás a bioreaktorok fűtéséhez mérsékelt éghajlati zóna a kogenerátorok által megtermelt energia 15-30%-a (bruttó).
A biogáztüzelésű CHP-vel működő biogázkomplexum összesített energiahatékonysága átlagosan 75-80%. Abban az esetben, ha a villamosenergia-termelés során a kapcsolt energiatermelő erőműtől kapott hő teljes mennyisége nem fogyasztható el (gyakori helyzet a külső hőfogyasztók hiánya miatt), az a légkörbe kerül. Ebben az esetben egy biogáz hőerőmű energiahatékonysága a teljes biogáz energiának csak 35%-a.
A biogáz üzemek főbb teljesítménymutatói jelentősen eltérhetnek, amit nagyban meghatároznak a felhasznált aljzatok, az elfogadott technológiai előírások, üzemeltetési gyakorlat, valamint az egyes létesítmények által elvégzett feladatok.
A trágyafeldolgozás folyamata nem haladja meg a 40 napot. A feldolgozás eredményeként kapott fermentátum szagtalan, kiváló szerves trágya, melyben a legmagasabb fokú mineralizációt sikerült elérni. tápanyagok felszívják a növények.
Az emésztést rendszerint folyékony és szilárd frakciókra választják szét csavaros elválasztókkal. A folyékony frakciót a lagúnákba küldik, ahol felhalmozódnak a talajra való kijuttatásig. A szilárd frakciót műtrágyaként is használják. Ha további szárítást, granulálást és csomagolást alkalmaznak a szilárd frakcióra, akkor az alkalmas lesz hosszú távú tárolásra és nagy távolságra történő szállításra.
Biogáz előállítása és energiafelhasználása számos ésszerű és a világgyakorlat által megerősített előnnyel rendelkezik, nevezetesen:
BSU 75 kWel. ~ 9.000 €/kWh.
BSU 150 kWel. ~ 6.500 €/kWh.
BSU 250 kWel. ~ 6.000 €/kWh.
BSU bis 500 kWel. ~ 4.500 €/kWh.
BGU 1 MWtel. ~ 3.500 €/kWh.
A megtermelt villamos- és hőenergia nemcsak a komplexum, hanem a szomszédos infrastruktúra igényeit is kielégítheti. Ráadásul a biogáz üzemek alapanyaga ingyenes, ami a megtérülési idő (4-7 év) lejárta után magas gazdasági hatékonyságot biztosít. A BSU-nál előállított energia költsége idővel nem növekszik, hanem éppen ellenkezőleg, csökken.
Az energiaárak emelkedése elgondolkodtat az önellátás lehetőségén. Az egyik lehetőség a biogáz üzem. Segítségével trágyából, alomból és növényi maradványokból biogázt nyernek, amely tisztítás után gázkészülékekhez (tűzhely, kazán) használható, palackokba szivattyúzva, autók vagy elektromos generátorok üzemanyagaként használható fel. Általánosságban elmondható, hogy a trágya biogázzá történő feldolgozása egy otthon vagy gazdaság összes energiaszükségletét kielégítheti.
A biogáz üzem építése az energiaforrások önálló biztosításának egyik módja
A biogáz szerves anyagok lebontásából nyert termék. A bomlás/erjedés során gázok szabadulnak fel, melyek összegyűjtésével saját háztartása igényeit is kielégítheti. Azt a berendezést, amelyben ez a folyamat zajlik, „biogázüzemnek” nevezik.
A biogáz képződése a hulladékban található különféle baktériumok létfontosságú tevékenysége miatt következik be. De ahhoz, hogy aktívan „dolgozhassanak”, bizonyos feltételeket kell teremteniük: páratartalom és hőmérséklet. Létrehozásukra biogáz üzem épül. Ez egy készülékkomplexum, melynek alapja egy bioreaktor, amelyben a hulladék bomlása megy végbe, ami gázképződéssel jár együtt.
A trágya biogázzá történő feldolgozásának három módja van:
A biogáz üzemekben a legnehezebb a termofil rendszer. Ehhez egy biogáz üzem jó minőségű hőszigetelésére, fűtésre és hőmérsékletszabályozó rendszerre van szükség. De a kimeneten a maximális mennyiségű biogázt kapjuk. A termofil feldolgozás másik jellemzője az újratöltés lehetetlensége. A fennmaradó két mód - pszichofil és mezofil - lehetővé teszi, hogy naponta egy friss adag elkészített nyersanyagot adjon hozzá. De termofil módban a rövid feldolgozási idő lehetővé teszi a bioreaktor zónákra való felosztását, amelyekben a nyersanyag részarányát feldolgozzák. különböző kifejezések letöltések.
A biogáz üzem alapja egy bioreaktor vagy bunker. Ebben megy végbe az erjedési folyamat, és a keletkező gáz felhalmozódik benne. Van egy be- és kirakodó bunker is, a keletkező gázt a felső részbe illesztett csövön keresztül vezetik ki. Ezután következik a gázfinomító rendszer - a tisztítása és a nyomás növelése a gázvezetékben a működőig.
Mezofil és termofil rezsimek esetén bioreaktor fűtési rendszer is szükséges a kívánt rezsimek eléréséhez. Ehhez általában gáztüzelésű kazánokat használnak. Ebből a csővezetékrendszer a bioreaktorba kerül. Általában ezek polimer csövek, mivel a legjobban tolerálják az agresszív környezetben való tartózkodást.
Egy másik biogázüzemnek szüksége van egy rendszerre az anyag keverésére. Az erjedés során a tetején kemény kéreg képződik, a nehéz részecskék leülepednek. Mindez együtt rontja a gázképződés folyamatát. A feldolgozott massza homogén állapotának fenntartásához keverőkre van szükség. Lehetnek mechanikusak vagy akár manuálisak is. Indítható időzítővel vagy manuálisan. Minden attól függ, hogyan készül a biogáz üzem. Automatizált rendszer drágább a telepítés során, de minimális figyelmet igényel a működés során.
A biogáz üzem helytípus szerint lehet:
Drágább telepíteni eltemetve - nagy mennyiségű földmunkára van szükség. De a mi körülményeink között működve jobbak - könnyebb a szigetelés megszervezése, kevesebb a fűtési költség.
A biogázüzem alapvetően mindenevő – bármilyen szerves anyag feldolgozható. Bármilyen trágya és vizelet, növényi maradványok megfelelőek. A mosószerek, antibiotikumok, vegyszerek negatívan befolyásolják a folyamatot. Fogyasztásukat célszerű minimalizálni, mivel elpusztítják a feldolgozásban résztvevő flórát.
A szarvasmarha trágya ideálisnak tekinthető, mivel nagy mennyiségben tartalmaz mikroorganizmusokat. Ha a telepen nincs tehén, a bioreaktor betöltésekor kívánatos az alom egy részét hozzáadni, hogy a szubsztrát a szükséges mikroflórával benépesüljön. A növényi maradványokat előre összetörjük, vízzel hígítjuk. A bioreaktorban összekeverik a növényi alapanyagokat és az ürüléket. Egy ilyen „tankolás” folyamata tovább tart, de a kijáratnál, megfelelő üzemmód mellett, a legmagasabb termékhozamot érjük el.
A folyamat megszervezésének költségeinek minimalizálása érdekében célszerű egy biogáz üzemet a hulladékforrás közelében elhelyezni – olyan épületek közelében, ahol madarakat vagy állatokat tartanak. Kívánatos olyan kialakítást kidolgozni, hogy a terhelés a gravitáció által történjen. Tehénistállóból vagy disznóólból lejtő alá csővezetéket lehet fektetni, amelyen keresztül a trágya gravitációs erővel folyik a bunkerbe. Ez nagyban leegyszerűsíti a reaktor karbantartását és a trágya eltakarítását is.
Legcélszerűbb a biogáz üzemet úgy elhelyezni, hogy a telepről származó hulladék gravitációs úton áramolhasson
Általában az állatokat tartalmazó épületek bizonyos távolságra vannak a lakóépülettől. Ezért a megtermelt gázt át kell adni a fogyasztóknak. De egy gázcső kifeszítése olcsóbb és egyszerűbb, mint a trágya szállítására és betöltésére szolgáló vonal megszervezése.
A trágyafeldolgozó tartályra meglehetősen szigorú követelmények vonatkoznak:
A biogázüzem építésekor mindezen követelményeknek teljesülniük kell, mivel biztosítják a biztonságot és normális feltételeket teremtenek a trágya biogázzá történő feldolgozásához.
Az agresszív környezettel szembeni ellenállás a fő követelmény azon anyagok esetében, amelyekből tartályokat lehet készíteni. A bioreaktorban a szubsztrát lehet savas vagy lúgos. Ennek megfelelően az anyagot, amelyből a tartály készül, a különböző közegeknek jól el kell viselniük.
Nem sok anyag válaszol ezekre a kérésekre. Az első dolog, ami eszembe jut, az a fém. Tartós, bármilyen alakú edény készíthető belőle. Az a jó, hogy használhat kész tartályt - valamilyen régi tartályt. Ebben az esetben egy biogáz üzem építése nagyon kevés időt vesz igénybe. A fém hiánya az, hogy reakcióba lép a kémiailag aktív anyagokkal, és elkezd lebomlani. Ennek a mínusznak a semlegesítésére a fémet védőbevonattal borítják.
Kiváló lehetőség a polimer bioreaktor kapacitása. A műanyag kémiailag semleges, nem rothad, nem rozsdásodik. Csak olyan anyagok közül kell választania, amelyek elviselik a fagyasztást és a megfelelő melegítést magas hőmérsékletek. A reaktor falainak vastagnak kell lenniük, lehetőleg üvegszállal megerősítve. Az ilyen tartályok nem olcsók, de hosszú ideig tartanak.
Olcsóbb megoldás egy biogáz üzem téglából, betontömbökből, kőből készült tartállyal. Ahhoz, hogy a falazat elviselje a nagy terhelést, szükséges a falazat megerősítése (3-5 sorban, falvastagságtól és anyagtól függően). A falépítési folyamat befejezése után a falak többrétegű kezelése szükséges mind belülről, mind kívülről a víz- és gázáteresztő képesség biztosítása érdekében. A falak cement-homok összetétellel vannak vakolva, adalékokkal (adalékanyagokkal), amelyek biztosítják a kívánt tulajdonságokat.
A reaktor térfogata a trágya biogázzá történő feldolgozásához kiválasztott hőmérséklettől függ. Leggyakrabban a mezofilt választják - könnyebben karbantartható, és ez magában foglalja a reaktor napi további terhelésének lehetőségét. A biogáz termelés a normál üzemmód elérése után (kb. 2 nap) stabil, kitörések és zuhanások nélkül (normál körülmények kialakulása esetén). Ebben az esetben a biogáz üzem térfogatát a gazdaságban naponta keletkező trágya mennyiségétől függően célszerű kiszámítani. Minden könnyen kiszámítható az átlagos adatok alapján.
A trágya lebontása mezofil állapotban megy a hőmérséklet 10-20 nap. Ennek megfelelően a térfogatot 10-zel vagy 20-zal szorozva számítják ki. A számításnál figyelembe kell venni azt a vízmennyiséget, amely szükséges az aljzat ideális állapotba hozásához - páratartalmának 85-90% -nak kell lennie. A talált térfogat 50%-kal nő, mivel a maximális terhelés nem haladhatja meg a tartály térfogatának 2/3-át - a gáznak fel kell halmozódnia a mennyezet alatt.
Például a gazdaságban 5 tehén, 10 sertés és 40 csirke van. Valójában 5 * 55 kg + 10 * 4,5 kg + 40 * 0,17 kg = 275 kg + 45 kg + 6,8 kg = 326,8 kg keletkezik. Ahhoz, hogy a csirkehústrágyát 85%-os nedvességtartalomra hozzuk, valamivel több, mint 5 liter vizet kell hozzáadni (ez további 5 kg). A teljes tömeg 331,8 kg. A 20 napos feldolgozáshoz szükséges: 331,8 kg * 20 \u003d 6636 kg - körülbelül 7 kocka csak az aljzathoz. A talált számot megszorozzuk 1,5-tel (50%-os növekedés), így 10,5 köbmétert kapunk. Ez lesz a biogázüzemi reaktor térfogatának számított értéke.
A be- és kirakodási nyílások közvetlenül a bioreaktor tartályába vezetnek. Annak érdekében, hogy az aljzat egyenletesen oszlik el a teljes területen, a tartály ellentétes végein készülnek.
A biogáz üzem földbe süllyesztett beépítési módjával a be- és kiürítő csövek hegyesszögben közelítik meg a testet. Ezenkívül a cső alsó végének a reaktorban lévő folyadékszint alatt kell lennie. Ez megakadályozza a levegő bejutását a tartályba. Ezenkívül forgó- vagy elzárószelepek vannak felszerelve a csövekre, amelyek normál helyzetben zárva vannak. Csak be- vagy kirakodásra nyitottak.
Mivel a trágya nagy darabokat tartalmazhat (almazóelemek, fűszálak stb.), a kis átmérőjű csövek gyakran eltömődnek. Ezért a be- és kirakodáshoz 20-30 cm átmérőjűnek kell lenniük, melyeket a biogáz üzem szigetelési munkáinak megkezdése előtt, de a konténer beszerelése után kell beépíteni.
A biogáz üzem legkényelmesebb működési módja az aljzat rendszeres be- és kirakodása. Ezt a műveletet naponta egyszer vagy kétnaponta egyszer lehet elvégezni. A trágyát és az egyéb összetevőket egy tárolótartályba gyűjtik előre, ahol a kívánt állapotba hozzák - összetörik, ha szükséges, nedvesítik és összekeverik. A kényelem kedvéért ez a tartály mechanikus keverővel is rendelkezhet. Az előkészített hordozót a fogadónyílásba öntik. Ha a fogadótartályt napfényre helyezi, az aljzat előmelegszik, ami csökkenti a szükséges hőmérséklet fenntartásának költségeit.
A fogadó garat beépítési mélységét célszerű úgy kiszámítani, hogy a hulladék gravitáció hatására belefolyjon. Ugyanez vonatkozik a bioreaktorba történő kirakodásra is. A legjobb eset az, ha az előkészített hordozó a gravitáció hatására mozog. És egy csappantyú blokkolja az előkészítés során.
A biogáz üzem tömítettségének biztosítása érdekében a fogadógaratban és a kirakodási területen lévő nyílásokat tömítőgumi tömítéssel kell ellátni. Minél kevesebb levegő van a tartályban, annál tisztább lesz a gáz a kimeneten.
A biogáz eltávolítása a reaktorból egy csövön keresztül történik, melynek egyik vége a tető alatt van, a másik általában vízzárba süllyesztve történik. Ez egy víztartály, amelybe a keletkező biogázt kiengedik. Van egy második cső a vízzárban - ez a folyadékszint felett található. Több tiszta biogáz kerül ki belőle. A bioreaktoruk kimeneténél elzáró gázszelep van felszerelve. A legjobb lehetőség- gömb alakú.
Milyen anyagok használhatók a gázszállító rendszerhez? Horganyzott fémcsövek és gázcsövek HDPE-ből vagy PPR-ből. Biztosítaniuk kell a tömítettséget, a varratokat és az illesztéseket szappanhabbal kell ellenőrizni. A teljes csővezeték azonos átmérőjű csövekből és szerelvényekből van összeállítva. Nincs összehúzódás vagy tágulás.
A keletkező biogáz hozzávetőleges összetétele a következő:
Ahhoz, hogy a biogáznak ne legyen szaga és jól égjen, el kell távolítani belőle a szén-dioxidot, a hidrogén-szulfidot és a vízgőzt. Eltávolítás szén-dioxid vízzárban fordul elő, ha oltott meszet adnak a berendezés aljára. Az ilyen könyvjelzőt rendszeresen módosítani kell (mivel a gáz rosszabbul kezd égni, ideje megváltoztatni).
A gázvíztelenítés kétféleképpen történhet - a gázvezetékben hidraulikus tömítések készítésével - a hidraulikus tömítések alatti íves szakaszok beillesztésével a csőbe, amelyekben felgyülemlik a kondenzvíz. Ennek a módszernek a hátránya a vízzár rendszeres ürítésének szükségessége - nagy mennyiségű összegyűjtött vízzel blokkolhatja a gáz áthaladását.
A második módszer egy szűrő szilikagéllel történő elhelyezése. Az elv ugyanaz, mint a vízzárnál - a gázt a szilikagélbe vezetik, kiszárítják a fedél alól. Ezzel a biogáz szárítási módszerrel a szilikagélt időszakonként szárítani kell. Ehhez egy ideig fel kell melegíteni a mikrohullámú sütőben. Felmelegszik, a nedvesség elpárolog. Elaludhat és újra használhatja.
A hidrogén-szulfid eltávolításához fémforgáccsal megtöltött szűrőt használnak. A tartályba régi fém mosogatórongyokat tölthet. A tisztítás pontosan ugyanúgy történik: a gázt a fémmel töltött tartály alsó részébe vezetik. Áthaladva megtisztul a hidrogén-szulfidtól, a szűrő felső szabad részében összegyűlik, ahonnan egy másik csövön / tömlőn keresztül távozik.
A tisztított biogáz a tárolótartályba - gáztartályba kerül. Lehet lezárt műanyag zacskó, műanyag edény. A fő feltétel a gáztömörség, a forma és az anyag nem számít. A biogázt a gáztartályban tárolják. Ebből egy kompresszor segítségével egy bizonyos nyomású (a kompresszor által beállított) gázt már eljuttatják a fogyasztóhoz - egy gáztűzhelyhez vagy kazánhoz. Ez a gáz generátor segítségével villamos energia előállítására is használható.
Ahhoz, hogy a kompresszor után stabil nyomást hozzon létre a rendszerben, kívánatos egy vevőkészülék felszerelése - egy kis eszköz a nyomáslökések kiegyenlítésére.
A biogáz üzem normális működéséhez szükséges a folyadék rendszeres keverése a bioreaktorban. Ez az egyszerű eljárás számos problémát megold:
Általában egy kis házi biogázüzemben mechanikus keverők vannak, amelyeket izomerő hajt. A nagy térfogatú rendszerekben a keverőket időzítővel bekapcsolt motorok hajthatják meg.
A második módszer a folyadék keverése a keletkező gáz egy részének átengedésével. Ehhez a metatank elhagyása után egy pólót helyeznek el, és a gáz egy részét a reaktor alsó részébe öntik, ahol egy lyukakkal ellátott csövön keresztül távoznak. A gáznak ez a része nem tekinthető fogyasztásnak, mivel mégis újra bekerül a rendszerbe, és ennek eredményeként a gáztartályban végzi.
A harmadik keverési mód az, hogy az aljzatot ürülékszivattyúk segítségével az alsó részből pumpáljuk, felülről öntsük ki. Ennek a módszernek a hátránya a villamos energia rendelkezésre állásától való függés.
A feldolgozott zagy melegítése nélkül a pszichofil baktériumok elszaporodnak. A feldolgozási folyamat ebben az esetben 30 napig tart, és a gázhozam kicsi lesz. Nyáron a hőszigetelés és a terhelés előmelegítése mellett akár 40 fokos hőmérséklet is elérhető, amikor a mezofil baktériumok fejlődése megkezdődik, de télen egy ilyen telepítés gyakorlatilag nem működik - a folyamatok nagyon lassúak. +5°C alatti hőmérsékleten gyakorlatilag megfagynak.
A legjobb eredmény elérése érdekében a hőt használják. A legracionálisabb a vízmelegítés a kazánból. A kazán működhet árammal, szilárd ill folyékony üzemanyag, a keletkező biogázon is működtethető. Maximális hőmérséklet, amelyhez vizet kell melegíteni - + 60 ° C. A forróbb csövek részecskék tapadását okozhatják a felületen, ami csökkenti a fűtési hatékonyságot.
Használhat közvetlen fűtést is - helyezzen be fűtőelemeket, de egyrészt nehéz megszervezni a keverést, másrészt az aljzat hozzátapad a felülethez, csökkentve a hőátadást, a fűtőelemek gyorsan kiégnek
A biogázüzem normál fűtőtestekkel, egyszerűen tekercsbe csavart csövekkel, hegesztett regiszterekkel fűthető. Jobb polimer csöveket használni - fém-műanyag vagy polipropilén. A hullámos rozsdamentes csövek is megfelelőek, könnyebben lefektethetők, főleg hengeres függőleges bioreaktorokban, de a hullámos felület üledéklerakódást vált ki, ami nem túl jó a hőátadásnak.
A fűtőelemeken a részecskék lerakódásának lehetőségének csökkentése érdekében azokat a keverőzónában kell elhelyezni. Csak ebben az esetben kell mindent úgy megtervezni, hogy a keverő ne érjen hozzá a csövekhez. Gyakran úgy tűnik, hogy jobb alulról elhelyezni a fűtőtesteket, de a gyakorlat azt mutatja, hogy az alul lévő üledék miatt az ilyen fűtés nem hatékony. Így ésszerűbb a fűtőtesteket a biogázüzem metatankjának falára helyezni.
A csövek elhelyezkedésétől függően a fűtés lehet külső vagy belső. Beltéri elhelyezés esetén a fűtés hatékony, de a fűtőtestek javítása és karbantartása lehetetlen a rendszer leállítása és kiszivattyúzása nélkül. Ezért különös figyelmet fordítanak az anyagok kiválasztására és a csatlakozások minőségére.
A fűtés növeli a biogáz üzem termelékenységét és csökkenti az alapanyagok feldolgozási idejét
Ha a fűtőtestek a szabadban vannak elhelyezve, akkor több hőre van szükség (a biogáz üzem tartalmának fűtésének költsége sokkal magasabb), mivel sok hőt fordítanak a falak fűtésére. De a rendszer mindig elérhető javításra, és a fűtés egyenletesebb, mivel a közeget a falakról melegítik. A megoldás további előnye, hogy a keverők nem károsítják a fűtési rendszert.
A gödör aljára először egy homokréteget öntünk, majd egy hőszigetelő réteget. Lehet szalmával kevert agyag és duzzasztott agyag, salak. Mindezek a komponensek összekeverhetők, külön rétegekbe önthetők. A horizontba egyengetik, beépítik a biogáz üzem kapacitását.
A bioreaktor oldalai szigetelhetők modern anyagokkal vagy klasszikus régimódi módszerekkel. A régimódi módszerek közül - agyaggal és szalmával való bevonat. Több rétegben alkalmazzák.
Tól től modern anyagok használhat nagy sűrűségű extrudált polisztirol habot, kis sűrűségű pórusbeton blokkokat,. Technológiailag legfejlettebb ez az eset poliuretán hab (PPU), de az alkalmazásához szükséges szolgáltatások nem olcsók. De kiderül, zökkenőmentes hőszigetelés, amely minimalizálja a fűtési költségeket. Van egy másik hőszigetelő anyag - habosított üveg. Lemezekben nagyon drága, de a csata vagy a morzsája elég sokba kerül, és tulajdonságait tekintve szinte tökéletes: nem szívja fel a nedvességet, nem fél a fagytól, jól tűri a statikus terhelést, és alacsony a hővezető képessége .
A metán megszerzésének kérdése érdekli azokat a magángazdaságok tulajdonosait, akik baromfit vagy sertést tenyésztenek, valamint szarvasmarhát tartanak. Az ilyen gazdaságok általában jelentős mennyiségű szerves állati hulladékot termelnek, és ezek jelentős előnyökkel járhatnak, olcsó üzemanyag forrásává válva. Ennek az anyagnak az a célja, hogy elmondja Önnek, hogyan lehet otthon biogázt szerezni ezekből a hulladékokból.
A különféle trágyából és madárürülékből származó hazai biogáz többnyire metánból áll. Ott ez 50-80%, attól függően, hogy kinek a hulladéktermékeit használták fel a gyártáshoz. Ugyanaz a metán, ami a tűzhelyeinkben, kazánjainkban ég, és amiért a mérőállások szerint néha rengeteg pénzt fizetünk.
Ahhoz, hogy képet kapjunk arról, hogy elméletileg mekkora üzemanyaghoz juthatunk otthon vagy vidéken állattartással, bemutatunk egy táblázatot a biogáz hozamáról és a benne lévő tiszta metántartalomról:
A táblázatból látható, a hatékony gáztermeléshez tehénszarés a silóhulladéknak elég lesz szüksége nagyszámú nyersanyagok. Kifizetődőbb a sertéstrágyából és pulykaürülékből üzemanyagot kinyerni.
Az otthoni biogázt alkotó többi anyag (25-45%) a szén-dioxid (legfeljebb 43%) és a hidrogén-szulfid (1%). Az üzemanyag összetételében is van nitrogén, ammónia és oxigén, de kis mennyiségben. Egyébként a hidrogén-szulfid és az ammónia felszabadulásának köszönhető, hogy a trágyadomb olyan ismerős „kellemes” szagot bocsát ki. Ami az energiatartalmat illeti, 1 m3 metán elméletileg akár 25 MJ (6,95 kW) hőenergiát is felszabadíthat az égés során. A biogáz fajlagos égéshője az összetételében lévő metán arányától függ.
Tájékoztatásul. Gyakorlatilag bebizonyosodott, hogy a középső sávban elhelyezkedő szigetelt ház fűtéséhez fűtési szezononként kb. 45 m3 biológiai tüzelőanyag szükséges 1 m2 területen.
Természeténél fogva úgy van elrendezve, hogy a trágyából spontán módon keletkezik a biogáz, függetlenül attól, hogy akarjuk-e kapni vagy sem. A trágyadomb egy éven belül – másfél – elrothad, már csak a szabad levegőn és még fagypont alatti hőmérsékleten is. Ez idő alatt biogázt bocsát ki, de csak kis mennyiségben, mivel a folyamat időben meghosszabbodik. Ennek oka az állatok ürülékében található mikroorganizmusok százai. Azaz semmi sem kell a gázosodás megkezdéséhez, az magától bekövetkezik. De a folyamat optimalizálásához és felgyorsításához speciális berendezésekre lesz szükség, amelyekről később lesz szó.
A hatékony termelés lényege a szerves nyersanyagok természetes bomlási folyamatának felgyorsítása. Ehhez a benne lévő baktériumoknak létre kell hozniuk legjobb körülmények között a hulladékok újratermelésére és újrahasznosítására. Az első feltétel pedig az, hogy a nyersanyagot zárt tartályba - reaktorba, egyébként - biogáz generátorba helyezzük. A hulladékot összetörik és a reaktorban összekeverik a számított mennyiségű tiszta vízzel, amíg a kiindulási szubsztrátot el nem kapják.
Jegyzet. Tiszta víz szükséges annak biztosítása érdekében, hogy a baktériumok létfontosságú tevékenységét hátrányosan befolyásoló anyagok ne kerüljenek a szubsztrátumba. Ennek eredményeként az erjedési folyamat jelentősen lelassulhat.
A biogázt előállító ipari üzem szubsztrátfűtéssel, keverőberendezéssel és a közeg savasságának szabályozásával van felszerelve. Keveréssel távolítják el a felületről a kemény kérget, amely az erjedés során keletkezik, és megzavarja a biogáz felszabadulását. Időtartam technológiai folyamat- legalább 15 nap, ezalatt a bomlás mértéke eléri a 25%-ot. Úgy gondolják, hogy a maximális tüzelőanyag-hozam a biomassza lebomlásának 33%-áig fordul elő.
A technológia biztosítja az aljzat napi megújítását, ami biztosítja az intenzív trágyából történő gáztermelést, az ipari létesítményekben ez több száz köbméter egy napon belül. Az elhasznált tömeg egy részét, a teljes térfogat mintegy 5%-át eltávolítják a reaktorból, és ugyanannyi friss biológiai nyersanyagot töltenek be a helyére. A hulladékot szerves trágyaként használják a földeken.
A biogáz otthoni megszerzésével lehetetlen olyan kedvező feltételeket teremteni a mikroorganizmusok számára, mint az ipari termelésben. És mindenekelőtt ez a kijelentés a generátor fűtésének megszervezésére vonatkozik. Mint tudják, ehhez energiára van szükség, ami az üzemanyag költségének jelentős növekedéséhez vezet. A fermentációs folyamatban rejlő enyhén lúgos környezet betartásának ellenőrzése teljesen lehetséges. De hogyan lehet korrigálni eltérések esetén? Ismét költségek.
A saját kezűleg biogázt előállítani kívánó magánháztartások tulajdonosainak azt tanácsolják, hogy a rendelkezésre álló anyagokból készítsenek egy egyszerű kivitelű reaktort, majd lehetőségük szerint korszerűsítsék azt. Mit kell tenni:
Az alábbiakban a talajszint alatt található biogázüzem diagramja látható:
1 - üzemanyag-generátor (fémből, műanyagból vagy betonból készült tartály); 2 - bunker az aljzat öntéséhez; 3 - műszaki nyílás; 4 - egy edény, amely vízzár szerepét tölti be; 5 - elágazó cső a hulladék kirakodásához; 6 – biogáz mintavevő cső.
Az első művelet a hulladék 10 mm-nél nem nagyobb frakcióra való őrlése. Így sokkal könnyebb az aljzat előkészítése, a baktériumok pedig könnyebben feldolgozzák az alapanyagokat. A kapott masszát alaposan összekeverjük vízzel, mennyisége körülbelül 0,7 l 1 kg szerves anyagra vonatkoztatva. Mint fentebb említettük, csak tiszta vizet szabad használni. Ezután a szubsztrátot egy barkácsoló biogáz üzemmel töltik meg, majd a reaktort hermetikusan lezárják.
A nap folyamán többször meg kell látogatnia a tartályt a tartalom keveréséhez. Az 5. napon ellenőrizheti a gáz jelenlétét, és ha megjelenik, időszakonként szivattyúzza ki kompresszorral egy hengerbe. Ha ezt nem teszik meg időben, akkor a reaktor belsejében megnő a nyomás, és az erjedés lelassul, vagy akár teljesen leáll. 15 nap elteltével ki kell rakni az aljzat egy részét, és ugyanannyi újat kell hozzáadni. Részletek a videó megtekintésével olvashatók:
Valószínű, hogy egyszerű telepítés a biogáz előállítása nem fogja biztosítani az összes szükségletet. De az energiaforrások jelenlegi költségét tekintve ez már jelentős segítség lesz a háztartásban, mert nem kell nyersanyagot fizetni. Idővel, szorosan a gyártásban, képes lesz elkapni az összes funkciót, és elvégezheti a szükséges fejlesztéseket a telepítésen.
A trágya elhelyezéséhez nem csak egy speciálisan kijelölt helyre, hanem sok pénzre is szükség van. Ha a magánkereskedők nagy mennyiségben teljes mértékben felhasználják a kertjükben, akkor a mezőgazdasági vállalkozások már régóta elkezdték az értékes nyersanyagok biogázzá történő feldolgozását. A folyamat, mint kiderült, mindenki számára elérhető. A beszerzési és gyártási technológiáról további cikkünkben.
Lényegében ez a gáz környezetbarát tüzelőanyag-forrásokra utal. Tulajdonságai olyanok, hogy nagyon hasonlít az ipari vállalatok által termelt földgázhoz. Ennek az erőforrásnak a mérete óriási.
A biogáz alternatív tüzelőanyagnak tekinthető, mivel előállítása állati eredetű hulladékot igényel, ami elegendő mezőgazdaság. A kiváló minőségű feldolgozás eredményeként színtelen gázt kapunk, amelynek nincs jellegzetes szaga, és összetételében körülbelül 70% metánt tartalmaz.
Az ilyen üzemanyag fűtőértéke meglehetősen lenyűgöző. Például 1 cu. m újrahasznosított gáz annyi hőt tud biztosítani, mint 1,5 kg szén.
A biogázt állati hulladékból állítják elő
Természetesen lehetséges. És ennek elkészítése nagyon egyszerű. Először is fel kell szerelnie egy speciálisan kijelölt helyet, és fel kell szerelnie a szükséges tározóval. De nem szabad elfelejteni, hogy a feldolgozáshoz sok biomasszára lesz szükség. Referenciaként 1 tonna trágyából 100 köbméter is lehet. m szükséges üzemanyag.
Hogyan állítják elő a biogázt?:
A bioüzemanyag előállítható az országban vagy közvetlenül az Ön telephelyén. Ehhez a szerkezet felépítéséhez a legtágasabb és legbiztonságosabb helyet választjuk. Ezután meg kell építeni egy speciális betontartályt. Megfelelő elrendezésével és repedések hiányával igazi reaktorként fog szolgálni.
Az építkezés megkezdése előtt figyelembe kell venni, hogy az elhasznált trágyát a feldolgozás után szabadon el kell távolítani. A kiút egyszerű - előre készítsen egy speciális lyukat, esetleg egy csővel. Úgy kell felszerelni, hogy a teljes szerkezet teljes tömítettségét betartsák. Csak akkor lesz hatásos, ha a gázok nem párolognak el.
A tartály méretének megválasztása attól függ, hogy naponta mennyi trágya jelenik meg a gazdaságban. Legyen szó egy közönséges udvarról, ahol kevés állatot tartanak, vagy egy teljes értékű farmról van szó, a bioreaktort minden esetben legfeljebb a teljes térfogat kétharmadáig szabad feltölteni. Csak így megy végbe megfelelően az erjedési folyamat.
Az építés után ellenőrizni kell a telepítés működőképességét. A biomassza betöltése után megkezdődik a feldolgozás. Kicsit felgyorsíthatja a folyamatot. Ehhez egy nagyon hatékony módszert alkalmaznak - a nyersanyag melegítését.
Minden típusú berendezést meghatározott területen történő használatra terveztek. A választást általában befolyásolja időjárás. Ha meleg az éghajlat, akkor olcsó, egyszerűsített telepítéssel meg lehet boldogulni. Nehéz körülmények között további mechanizmusokra lesz szükség.
A biogáz mezőgazdasági körülmények között történő előállításának rendszere Főbb típusok:
Az összes berendezés működése a következő:
Házi készítésű telepítési séma
A teljes feldolgozási struktúra elkészítése meglehetősen egyszerű. Meg kell csinálni:
Egy házi készítésű eszköz a maximális teljesítményt mutatja, számos szabály betartása mellett. Az első a feszesség. A második a megfelelő fűtés. A harmadik a tartály feltöltése a normál tartományon belül.
Az ilyen típusú tüzelőanyag segítségével, amelyet folyamatosan a helyszínen állítanak elő, lehetséges a ház és néhány más szerkezet teljes fűtése. Ha sok az állatállomány, akkor a kacsa mennyiségű trágya elegendő "ingyen" környezetbarát gázt termel akár egy emeletes épület fűtéséhez is.
A második felhasználás a szén-dioxid fogyasztása. Ezt vízzel könnyű megtenni.
Minden magántulajdonos, akinek van farmja, beszerezhet termelő berendezéseket biogáz előállításához. Ráadásul saját maga is megtervezheti. Figyelembe kell venni az éghajlati viszonyokat és a nyersanyagok mennyiségét. Ennek eredményeképpen ennek az üzemanyagnak az előnyei nagyon kézzelfoghatóak lesznek.
A világban.
"Általában az emberek, ha látnak egy halom trágyát, csak egy halom trágyát látnak. Lehetőséget látunk benne a gazdálkodók, a közművek, egész Kalifornia számára – mondta David Elbers, a Fresno melletti, 5000 tehenet számláló Vintage Dairy társtulajdonosa. új fejlesztés Vintage Dairy Biogáz projekt.
A tehéntrágya lebomlása során metán szabadul fel, egy üvegházhatású gáz, amely károsabb, mint a szén-dioxid. A tudósok szerint a tehenek és más háziállatok metánkibocsátásának szabályozása óriási szerepet fog játszani a klímaváltozás megelőzésében.
A metán megköthető és megújuló gáz előállítására használható, amivel szén helyett áramot lehet termelni: egy tehén ürülékéből 100 watt teljesítmény állítható elő.
Míg más kaliforniai farmokon már tehéntrágyából nyerik ki a földgázt, ez az első alkalom, hogy az így előállított gázt vezetéken szállítják a PGE közszolgáltatóhoz.
A vezeték lehetővé teszi, hogy a PGE naponta 1200 otthon áramellátását biztosítsa Kalifornia mezőgazdasági régiójában." .
Ma a világ anaerob rothasztó üzemeinek 44%-a Európában található, Észak Amerika- tizennégy%. Az EU országaiban működő ipari biogáz üzemek a felhasznált hulladék eredete szerint több csoportba sorolhatók. A fő három: az agrár-élelmiszeripari csoport (67,5%), a nem élelmiszeripari csoport (15%) és a nem ipari csoport (9,6%).
Dániában 1999 októberében 20 központosított biogáz üzem működött, amelyeket 1984 és 1998 között helyeztek üzembe.
A központosított biogázüzemek (gyárak) koncepciója több beszállítótól - szomszédos gazdaságoktól, részben önkormányzati ill. ipari vállalkozások. Egy ilyen üzem biztosítja a trágya és a rothasztott iszap központosított tárolását. A feltárt iszapot a gazdák tavasszal és ősszel gyűjtik össze, hogy műtrágyaként használják fel. A 20 üzemből mindössze 4 üzemel veszteségesen: kettő a rossz tervezés miatt, amely nem teszi lehetővé a fenntartható működést és magas üzemeltetési költségekkel jár, a többi - a rekonstrukcióra felvett hitelek nagy befizetései miatt. Meg kell jegyezni, hogy a dán kormány jóváhagyja és pénzügyileg támogatja az ilyen üzemek építését (az állami támogatás átlagosan az építési becslés körülbelül 20%-a). A központosított biogázüzemek mellett 1994 óta kidolgozták a 150-200 m3 emésztőtérfogatú kisüzemi létesítmények építésének koncepcióját.
1997-ben 20 olyan mezőgazdasági üzem működött Dániában, amelyek hőt és villamos energiát is termeltek.
Olaszországban a 80-as évek vége óta elkezdték bevezetni a biogázüzemek új generációját, amelyek a sertéstelepekről származó hulladék feldolgozására összpontosítottak. 1998-ban 5 központosított biogáz üzem és mintegy 50 farm épült. A tőkeköltségek csökkentése érdekében a rothasztók testeként meglévő betontartályokat használnak, amelyeket műanyag kupolával borítanak. Egy ilyen rothasztó térfogata általában körülbelül 600 m3, a keletkező biogázt kapcsolt energiatermelő erőművekben használják fel körülbelül 50 kWh villamos energia és 120 kWh hő előállítására. Jelenleg nem kapható Olaszországban állami program biogáz üzemek fejlesztése, de az olasz áramszolgáltató a fogyasztói árnál 80%-kal magasabb áron köteles megvásárolni a biogázból előállított áramot.
Németországban mintegy 400 mezőgazdasági biogáz üzem működik, 600-800 m3 tározótérfogattal. 1995 és 1998 között 8 központosított biogáz üzem épült. 1998 elején az összes üzemelő rothasztó összkapacitása 190 000 m3 volt. Szakértők szerint Németországban legalább 220 ezer biogáz üzem építésére van szükség, amelyek 86%-ának trágyát kell feldolgoznia. E tervek megvalósításával a biogáz részaránya elérheti a 11%-ot a teljes németországi gázfogyasztásból.
Ausztriában 1997-ig 46 túlnyomórészt farm jellegű biogáz üzem működött. 1997-ben 10 tanya típusú és 5 nagyméretű blokkot helyeztek üzembe. A biogáz üzemek számát 150-re tervezik növelni.
Ausztriának nincs nemzeti támogatási programja a biogáz üzemek építésére, de ezek építését a Földművelésügyi és Környezetvédelmi Minisztérium támogatja. A pénzügyi támogatást szövetségi mezőgazdasági szervezetek és bankok biztosítják.
A Kaliforniát 2000 ősze óta sújtó energiaválság miatt a helyi gazdák trágyából kezdtek el áramot termelni.
Figyelembe kell venni, hogy az EGK-országokban évente jelentős források jutnak a bioenergetikai kérdések kezelésére, és a teljes összeg 40%-át tudományos kutatásra, 30%-át pedig fejlesztések bemutatására fordítják.
A biogáz-technológiákat Kínában széles körben fejlesztették ki, Európa, Amerika, Ázsia és Afrika számos országában aktívan bevezetik. NÁL NÉL Nyugat-Európa Például Romániában, Olaszországban több mint 10 éve kezdték el tömegesen használni a kis méretű biogáz üzemeket, amelyek feldolgozott alapanyaga 6-12 köbméter.
Indiában, Vietnamban, Nepálban és más országokban kis (egycsaládos) biogázüzemek épülnek. Az általuk termelt gázt főzéshez használják fel.
A kis biogázüzemek többsége Kínában található – több mint 10 millió (az 1990-es évek végén). Évente mintegy 7 milliárd m3 biogázt állítanak elő, amely mintegy 60 millió gazdálkodó számára biztosít üzemanyagot. 2010 végén körülbelül 40 millió biogáz üzem működött Kínában. A kínai biogázipar 60 000 embert foglalkoztat.
Indiában 3,8 millió kis biogázüzemet telepítettek 1981 és 2006 között.
Nepálban működik a biogáz-energia fejlesztését támogató program, amelynek köszönhetően 2009 végéig 200 000 kis biogázüzemet hoztak létre a vidéki területeken.
Oroszországban.
Évente mintegy 150 millió tonna szerves hulladék keletkezik az orosz állat- és baromfiiparban. Egészen a közelmúltig ezek az adatok csak a környezeti problémák élességét jellemezték. A környezetvédelmi szolgálatok szerint csak több millió tonna mérgező szennyvíz kerülhet a fővárost tápláló tározókba.
Emiatt a moszkvai víz ihatóvá tételéhez drága és nem ártalmatlan vegyi beavatkozásra van szükség.
Más oroszországi nagy- és közepes városok körül aligha jobb a helyzet.
A 90-es évek elején úgy számoltak, hogy a biogáz-technológiák szervesanyag-feldolgozásra való alkalmazása nemcsak azt teljesen kiküszöbölheti. környezeti veszély, hanem évente további 95 millió tonna normál tüzelőanyagot (kb. 60 milliárd m3 metánt vagy biogázt égetve 190 milliárd kWh villamos energiát), valamint több mint 140 millió tonna rendkívül hatékony energiaintenzív termelést. ásványi műtrágyák(a mezőgazdaság által fogyasztott villamos energia körülbelül 30%-a). ( )
Figyelemre méltó (legalábbis gazdaságilag) a biotelepítés második terméke - a folyékony szerves trágyák. A technológiai rendszert úgy választják meg, hogy környezeti szempontból teljesen tiszták legyenek - nitritek és nitrátok, patogén mikroflóra és még gyommagvak legkisebb nyoma nélkül (a közönséges trágyához képest).
És ezeknek a műtrágyáknak a hatékonyságában (1 tonna 60 tonna trágyának felel meg, nem számítva a feltüntetett előnyöket), amit hároméves tesztek mutatnak ki a legtöbben. különböző kultúrák(paradicsom, uborka, eper, sárgarépa, ribizli, egres stb.), eleinte nehéz volt elhinni. A hagyományosakhoz képest legalább 2-4-szeresére növelik a termést.
Erre csak tavaly adtak tudományos magyarázatot. A szentpétervári nemzetközi szimpózium egyik beszámolójában megfogalmazódott az a gondolat, hogy bizonyos feltételek mellett a létesítmény reaktorában úgynevezett auxinok, a növények felgyorsult fejlődését és növekedését elősegítő anyagok szintetizálhatók. Ennek a mechanizmusnak a további tanulmányozása, amint azt a tudósok úgy vélik, lehetőséget nyitnak az előre programozott ultrahatékony műtrágyák előállítására. Egyelőre azonban még egy kellemes tény megmagyarázhatatlan: nem tudni, hol tűnik el (szerencsére!) a hidrogén-szulfid a biogázban - a szerves anyagok bomlásának nélkülözhetetlen kísérője és a fémszerkezetek korróziójának legerősebb gyorsítója.
Az egyidejűleg műtrágyagyárként működő biolétesítmények évente akár 70 tonnát is előállítanak belőle, ugyanakkor egy tonna bőven elég egy egész hektár föld feldolgozásához. A tulai és a kemerovói gyárak már elkészítették az első 65 ilyen egységet. Ennek megfelelően ezekben a régiókban, valamint Altajban és a moszkvai régióban kezd kialakulni a műtrágyapiac. A tapasztalatok szerint fél év alatt teljesen megtérül a berendezés.
A marketingkutatások szerint az ilyen típusú, bármilyen éghajlati viszonyok között működő biogázüzemekre csak Oroszországban mintegy 50 ezer darab lesz az igény a következő 5 évben.
Valójában minden antropogén és ember által előállított szerves hulladék megfelelő.
Vitaminok-ásványi anyagok
A biokonverzió folyamata az energia mellett további két probléma megoldását teszi lehetővé. Először is, az erjesztett trágya 10-20%-kal növeli a terméshozamot a hagyományos trágyához képest.
Ez azzal magyarázható, hogy az anaerob feldolgozás során mineralizáció és nitrogénkötés történik. A szerves trágyák hagyományos előállítási módszereivel (komposztálással) a nitrogénveszteség eléri a 30-40%-ot. A trágya anaerob feldolgozása négyszeresére növeli az ammónium-nitrogén-tartalmat - a nem erjesztett trágyához képest (a nitrogén 20-40%-a alakul át ammónium formává). Az asszimilálható foszfor tartalma megkétszereződik, és az összes foszfor 50%-át teszi ki.
Ezenkívül az erjedés során a trágyában mindig található gyommagvak teljesen elpusztulnak, a mikrobiális társulások, féregpeték megsemmisülnek, a kellemetlen szag semlegesül, pl. a ma releváns környezeti hatást érik el. -" Vestnik KRSU "
Ennek eredményeként biológiailag aktív műtrágyákat kapnak.
Ökológia
A biogáz előállítása segít megelőzni a metán légkörbe történő kibocsátását. A metán 21-szer nagyobb üvegházhatású, mint a CO2, és 12 évig marad a légkörben. A metán felfogása a legjobb rövid távú módszer a globális felmelegedés megelőzésére.
A feldolgozott trágyát, bárdot és egyéb hulladékot a mezőgazdaságban műtrágyaként használják fel. Ez csökkenti a műtrágyák használatát, csökkenti a talajvíz terhelését.
A talaj szerkezete és minősége javul, a szaporodó baktériumok antiszeptikus és baktériumölő tulajdonságokkal rendelkeznek, megvédik a termést a vírusok, gombák és egyéb betegségek okozta károktól.
Gépjármű szállítás
A Volvo és a Scania biogázmotorral szerelt buszokat gyárt. Az ilyen buszokat svájci városokban aktívan használják: Bern, Bázel, Genf, Luzern és Lausanne. A Svájci Gázipari Szövetség előrejelzései szerint 2010-re Svájcban a járművek 10%-a fog biogázzal működni.
Oslo önkormányzata 2009 elején 80 városi buszt alakított át biogáz üzeműre. A biogáz ára 0,4-0,5 euró literenként benzin-egyenértékben kifejezve. A biogáz-próbák sikeres befejezése után 400 autóbuszt alakítanak át.
Lehetséges
Oroszország évente akár 300 millió tonna száraz egyenértéknyi szerves hulladékot halmoz fel: 250 millió tonnát a mezőgazdasági termelésben, 50 millió tonnát háztartási hulladék formájában. Ezek a hulladékok a biogáz-termelés alapanyagai lehetnek. Az évente megtermelt biogáz potenciális mennyisége 90 milliárd m3 lehet.
Az USA-ban körülbelül 8,5 millió tehenet nevelnek. A trágyájukból előállított biogáz 1 millió autó üzemanyagára lesz elegendő.
A német biogázipar potenciálját 2030-ra 100 milliárd kWh energiára becsülik, ami az ország energiafogyasztásának mintegy 10%-a lesz.
A biogáz hozama a szárazanyag-tartalomtól és a felhasznált alapanyag típusától függ. Egy tonna szarvasmarha trágyából 50-65 m3 60%-os metántartalmú biogázt, 150-500 m3 biogázt nyernek ki. különféle fajták legfeljebb 70%-os metántartalmú növények. A biogáz maximális mennyisége 1300 m3, legfeljebb 87%-os metántartalommal - zsírból nyerhető.
Van elméleti (fizikailag lehetséges) és műszakilag megvalósítható gázkibocsátás. Az 1950-70-es években a műszakilag lehetséges gázhozam az elméletinek csak 20-30%-a volt. Manapság az enzimek, a nyersanyagok mesterséges lebontására szolgáló boosterek (például ultrahangos vagy folyékony kavitátorok) és egyéb eszközök alkalmazása lehetővé teszi egy tipikus üzemben a biogáz hozamának 60%-ról 95%-ra történő növelését.
A biogáz számításoknál a szárazanyag (CB vagy angol TS) vagy száraz maradék (CO) fogalmát használják. A biomasszában lévő víz nem termel gázt.
A gyakorlatban 1 kg szárazanyagból 300-500 liter biogázt nyernek.
Egy adott alapanyagból származó biogáz hozamának kiszámításához laboratóriumi vizsgálatokat kell végezni, vagy referenciaadatokat kell megvizsgálni, és meghatározni a zsír-, fehérje- és szénhidráttartalmat. Ez utóbbi meghatározásánál fontos tudni a gyorsan lebomló (fruktóz, cukor, szacharóz, keményítő) és nehezen lebomló anyagok (például cellulóz, hemicellulóz, lignin) százalékos arányát.
