Производство биогаза из биомассы обладает потенциалом в качестве альтернативного источника энергии, который потенциально богат ресурсами биомассы. Результаты показывают, что биогазовая технология должна поощряться, инвестироваться, внедряться и демонстрироваться. Она особенно актуальна в отдаленных сельских районах.
Содержание статьи
Перспективы использования биогаза
Утилизация и обработка биологических отходов представляют собой серьезную проблему для отрасли отходов. Для широкого спектра органических веществ из сельского хозяйства, пищевых продуктов кормовой промышленности анаэробное сбраживание является превосходной альтернативой компостированию, поскольку оно является производителем чистой энергии.
Для справки! Биогаз – это смесь метана и углекислого газа, которая создается во время анаэробного сбраживания и служит высокоэнергетическим возобновляемым топливом.
Это топливо можно использовать в качестве замены ископаемого топлива. При максимальном использовании экономичного энергоснабжения, широко внедряются:
- Двигатели, работающие на биогазе;
- Установки по переработке биогаза.
Внедрение таких устройств повсеместно улучшает управление отходами, снижает уровень загрязненности окружающей среды.
Биогаз – это общий термин, обозначающий газы, образующиеся в результате разложения органического материала. По мере разрушения материала образуется метан (СН4).
Из чего получают биогаз?
К источникам относятся свалки, очистные сооружения и анаэробные реакторы.
Свалки и очистные сооружения выделяют биогаз из разлагающихся отходов. На сегодняшний день индустрия отходов сосредоточилась на контроле этих выбросов в окружающую среду и в некоторых случаях на использовании этого потенциального источника топлива для питания газовых турбин, тем самым вырабатывая электроэнергию.
Основными компонентами свалочного газа являются:
- метан (СН4);
- диоксид углерода (СО2);
- азот (N2).
Состав биогаза по средней концентрации:
- метана ~ 45%;
- СО 2 ~ 36%;
- азота ~ 18%.
Другими компонентами в газе являются кислород (O2), водяной пар и следовые количества широкого ряда неметановых органических соединений (НМОК).
Как получается биогаз из отходов?
Биогаз образуется в результате анаэробной ферментации органических материалов, которая обычно происходит в больших резервуарах. Они называются анаэробными реакторами, исключают атмосферный кислород.
В качестве продукта метаболизма участвующих метаногенов и ацидогенных бактерий предпосылками для производства биогаза являются:
- недостаток кислорода;
- значение рН от 6,5 до 7,5;
- постоянная температура 35-45°С (мезофильная) или 45-55 ° С (термофильные).
Период переваривания или период удержания обычно составляет от 10 до 30 дней, в зависимости от используемого типа переваривания. Анаэробные системы сегодня работают в основном в мезофильном диапазоне температур.
Этапы производства биогаза из отходов
Процесс производства биогаза делится на четыре этапа:
- Подготовка исходного материала;
- Переработка отходов (ферментация), состоящее из гидролиза, ацетогенеза, ацидогенеза и метаногенеза;
- Преобразование биогаза в возобновляемую электроэнергию и полезное тепло с помощью газовых двигателей;
- Постобработка дигестата.
Первоначально сырье для варочных котлов поступает в первичную яму или резервуар для хранения жидкости. Предварительная обработка является важным фактором при использовании анаэробных реакторов для пищевых отходов.
Установка для получения биогаза использует различные технологии, которые могут включать:
- измельчающие установки;
- шаровые мельницы;
- технологию удаления металла;
- превращение в пульпу.
Отсюда он загружается в варочный котел различными способами в зависимости от состава отходов. В резервуарах для сбраживания используется ряд биологических процессов для производства биогаза из отходов:
- Гидролиз – это процесс, при котором органический материал растворяется в перерабатываемой жидкости;
- Затем он проходит промежуточные стадии ацидогенеза и ацетогенеза, которые создают молекулы-предшественники для метаногенеза;
- Метаногены питаются этими прекурсорами и производят метан в виде клеточных отходов.
Биогаз, содержащий этот биологически полученный метан, содержится и улавливается в резервуаре для хранения газа, который расположен отдельно от основного варочного котла или, альтернативно, может образовывать его крышу.
Резервуар для хранения газа выступает в качестве буфера, чтобы уравновесить колебания в производстве газа в варочных котлах. Биогаз затем преобразуется в возобновляемую энергию в форме электричества и тепла посредством когенерации.
Биогаз может содержать высокие уровни воды (влажности) и серы в зависимости от исходного сырья варочного котла. Разработчики биогазовых установок должны учитывать возможность загрязнения газа при проектировании своих установок.
Преимущества внедрения биогазовых технологий
Технология получения биогаза не только обеспечивает топливо, но и важна для всестороннего использования:
- биомассы;
- лесного хозяйства;
- животноводства;
- рыболовства;
- сельского хозяйства.
Такие установки повышают эффективность защиты окружающей среды, реализации сельскохозяйственной переработки, а также улучшения санитарных условий в сельских районах. Внедрение биогазовой технологии в широком масштабе имеет значение для макропланирования, такого как распределение государственных инвестиций и влияние на платежный баланс.
Факторы, определяющие скорость принятия биогазовых установок, такие как кредитные средства и услуги технического резервного копирования, вероятно, должны планироваться как часть общей макрополитики, как и распределение средств на исследования и разработки.
.jpg){kind=link}
