Біогаз: що це таке і як він перетворюється в енергію
Біогаз розглядається як альтернатива для виробництва електроенергії замість природного газу
Зображення Яна Неймана від Pixabay
Біогаз - це газ, який утворюється в результаті розкладання органічних речовин (органічних відходів) бактеріями. При отриманні енергії з біогазу хімічна енергія газу перетворюється в механічну за допомогою контрольованого процесу горіння. Ця механічна енергія активує генератор, який виробляє електричну енергію. Біогаз також можна використовувати в котлах шляхом прямого спалювання для когенерації енергії.
Є три шляхи використання біомаси як джерела енергії. Перший – шляхом прямого спалювання, другий – газифікація, а третій – відтворення природного процесу, при якому дія мікроорганізмів в анаеробному середовищі викликає розкладання органічної речовини і, як наслідок, виділяє біогаз. Виявлений у 17 столітті, біогаз став вважатися джерелом енергії після презентації Луї Пастера в 19 столітті, в якій було продемонстровано виробництво біогазу за допомогою суміші гною та води.
Наприкінці 19 століття біогаз почали збирати на очисних спорудах в Англії, а в 1940-х роках його почали використовувати з гною тварин на електростанціях в Індії. З тих пір анаеробний процес розвинувся і поширився на переробку сільськогосподарських і промислових відходів.
Газифікація складається з термохімічних реакцій, які включають тверде паливо в присутності повітря або кисню (у мінімальній кількості для згоряння) і водяної пари (які утворюють гази), які використовуються як теплова або електрична енергія, для синтезу хімічних продуктів і для виробництво рідкого палива. Анаеробне травлення відбувається природним чином у багатьох екосистемах, таких як водні відкладення прісноводних і солоних озер.
Анаеробні реактори, які схожі на біогазову установку, прагнуть відтворити природні умови, створюючи штучні екосистеми за допомогою анаеробних реакторних ставків, і їх початкове використання полягає в обробці напівтвердих відходів, таких як гній тварин, побутові відходи та мул від очищення стічних вод. Біогаз зазвичай складається з 60% метану, 35% вуглекислого газу і 5% суміші водню, азоту, аміаку, сірководню, монооксиду вуглецю, амінів і кисню.
Використання біогазу зі сміттєзвалищ
Остаточне видалення твердих побутових відходів є однією з головних екологічних проблем у міських центрах, чиї адміністрації в кінцевому підсумку вдаються до санітарних звалищ. Захоронення відходів призводить до виробництва біогазу. Розподіл концентрації цих газів змінюється залежно від полігону та відповідно до складу, віку та вологості відходів.
Вироблення ЗГ на полігонах зазвичай починається протягом перших трьох місяців після утилізації і може тривати протягом 30 років або більше. Оскільки він містить високу концентрацію метану, біогаз необхідно враховувати при розрахунку парникових газів. Відповідно до звіту Міжурядової групи експертів зі зміни клімату (IPCC), викиди метану зі сміттєзвалищ коливаються від 20 тераграм на рік (Tg/рік) до 70 Tg/рік, що вказує на те, що звалища відповідають за виробництво 6% до 20% загальних викидів метану на рік у всьому світі.
Використання біогазу можна здійснити шляхом встановлення дренажних систем, які досягають усіх шарів відходів. Гідроізоляція основи та даху полігону є заходом, який сприяє як взаємодії з процесом деградації органічної речовини, збільшення виробництва біогазу, так і запобіганню забруднення ґрунту та підземних вод на ділянці.
Система екстракції направляє гази зі сміттєзвалища (біогаз) до системи збору, відводячи їх до системи очищення, яка складається з набору повітродувок і фільтрів, для видалення крапель конденсату та твердих частинок. Потім газ направляється на факел, який відбувається у факелах.
Використання біогазу від очищення стічних вод
Стічні води, які надходять із колекторної мережі, транспортуються до насосної станції, де затримуються більші частки, а потім направляються на станцію очищення стічних вод (СОС). Тверді відходи відправляються на санітарне сміттєзвалище, а рідкі відправляються в реактор, де відбувається процес перетравлення органічної речовини наявними там бактеріями, а звідти вони переходять на етап післяочищення. Газ, що утворюється в результаті діяльності бактерій, може бути спалений і перетворений у вуглекислий газ або повторно використаний у вигляді біогазу.
Вітчизняні біодигестери
Звичайні біодигестери підрозділяються на періодичні та безперервні. Партії, також відомі як партії, заповнюються лише один раз і зберігаються закритими протягом періоду часу, протягом якого органічна речовина буде проходити ферментацію. З іншого боку, безперервні біодигестери – це ті, які потребують періодичного постачання органічної речовини (зазвичай щодня). Обидві моделі дозволяють виробляти енергію за допомогою біогазу.
індійська модель
Він складається з мобільного купола, виготовленого із заліза або скловолокна, в якому зберігається газ у міру бродіння органічної речовини. Таке зберігання та безперервне виробництво біогазу дозволяють безперервно використовувати. Наявність центральної стінки, яка розділяє ферментаційний резервуар на дві камери, допомагає відокремити вже ферментовану біомасу для подальшої утилізації.
Китайська модель
Складається з циліндричної кладкової камери зі склепінчастим водонепроникним дахом, призначеної для зберігання біогазу. Цей реактор працює на основі перепадів тиску всередині. Таким чином, при підвищенні тиску біомаса переміщується з ферментаційної камери до вихідної коробки – а коли відбувається декомпресія, відбувається зворотний рух.
Житловий біодигестер Recolast
Його можна використовувати як в сільській місцевості, так і в міській резиденції. Він компактний, ефективний і економічний. Житловий біодигестер може постачати харчові відходи, траву, фекалії домашніх тварин, курятини, свиней та біомасу загалом. Він здатний виробляти еквівалент каністри кулінарного газу та 20 літрів біодобрива для підгодівлі городів, а також має інсектицидну дію. Дивіться більше деталей обладнання та дивіться ціни за Магазин eCycle.
ГоловнаБіогаз Житловий біодигестер
HomeBiogas — це побутовий біодигестер, який сприяє використанню ресурсів. Цей тип продукту сприяє перетворенню органічних відходів у кулінарний газ і природне органічне біодобриво за допомогою процесу анаеробного біотравлення. Всередині системи можна помістити кору, кістки, харчові відходи, послід, а також фекалії домашніх тварин. Всі ці матеріали служать сировиною для виробництва біогазу. Дивіться більше деталей обладнання та дивіться ціни за Магазин eCycle.Переваги виробництва електроенергії
Біогаз являє собою альтернативу виробництва енергії для забезпечення ізольованих громад, які можуть використовувати відходи, що утворюються в сільському господарстві та тваринництві, для задоволення своїх потреб в енергії. Крім того, використання енергії біогазу зі сміттєзвалищ і очищення стічних вод є більш стійким і розумним призначенням для відходів. Використання біогазу для виробництва енергії також запобігає викиду метану в атмосферу в результаті розкладання органічної речовини, перетворюючись у воду та вуглекислий газ під час процесу горіння. Таким чином, енергія біогазу представлена як альтернатива, яка не створює стільки соціальних і екологічних впливів, як природний газ.
