Instalatie pentru producerea de biogaz. Instalație de biogaz bricolajă

Mulți proprietari de gospodării sunt îngrijorați de modul în care pot reduce costurile pentru încălzirea casei, gătit și furnizarea de energie electrică. Unii dintre ei au construit deja centrale de biogaz cu propriile mâini și s-au izolat parțial sau complet de furnizorii de energie. Se pare că obținerea combustibilului aproape gratuit într-o gospodărie privată nu este foarte dificilă.

Ce este biogazul și cum poate fi folosit?

Proprietarii fermelor de gospodărie știu: punând la grămadă orice material vegetal, excremente de păsări și gunoi de grajd, în timp puteți obține îngrășământ organic valoros. Dar puțini dintre ei știu că biomasa nu se descompune singură, ci sub influența diferitelor bacterii.

Prin prelucrarea substratului biologic, aceste microorganisme minuscule eliberează deșeuri, inclusiv un amestec de gaze. Cea mai mare parte (aproximativ 70%) este metan - același gaz care arde în arzătoarele sobelor de uz casnic și a cazanelor de încălzire.

Ideea de a folosi astfel de combustibili ecologici pentru diverse nevoi economice nu este nouă. Dispozitivele pentru extragerea sa au fost folosite în China antică. Inovatorii sovietici au explorat și posibilitatea utilizării biogazului în anii 60 ai secolului trecut. Dar tehnologia a cunoscut o adevărată renaștere la începutul anilor 2000. În prezent, centralele de biogaz sunt utilizate în mod activ în Europa și SUA pentru încălzirea locuințelor și a altor nevoi.

Cum funcționează o instalație de biogaz?

Principiul de funcționare al dispozitivului de producere a biogazului este destul de simplu:

• Biomasa diluată cu apă este încărcată într-un recipient sigilat, unde începe să „fermenteze” și să elibereze gaze;
• conținutul rezervorului este actualizat regulat - materiile prime prelucrate de bacterii sunt scurse și se adaugă cele proaspete (în medie aproximativ 5-10% zilnic);
• Gazul acumulat în partea superioară a rezervorului este furnizat printr-un tub special către colectorul de gaz, iar apoi către aparatele de uz casnic.

Schema unei instalații de biogaz.

Ce materii prime sunt potrivite pentru bioreactor?

Instalațiile de producere a biogazului sunt profitabile numai acolo unde există o reaprovizionare zilnică cu materie organică proaspătă - gunoi de grajd sau excremente de animale și păsări de curte. Puteți adăuga, de asemenea, iarbă tocată, vârfuri, frunze și deșeuri menajere (în special, coji de legume) în bioreactor.

Eficiența instalației depinde în mare măsură de tipul de materie primă încărcată. S-a dovedit că, cu aceeași masă, cel mai mare randament de biogaz se obține din gunoi de grajd de porc și excremente de curcan. La rândul lor, excrementele de vacă și deșeurile de siloz produc mai puțin gaz pentru aceeași încărcătură.

Utilizarea de materii prime bio pentru încălzirea locuinței.

Ce nu poate fi folosit într-o instalație de biogaz?

Există factori care pot reduce semnificativ activitatea bacterii anaerobe, sau chiar opri complet procesul de producere a biogazului. Materii prime care conțin:

• antibiotice;
• Matrite;
• sintetic detergenti, solvenți și alte „substanțe chimice”;
• rășini (inclusiv rumeguș de la conifere).

Este ineficient să folosiți gunoi de grajd deja putrezit - pot fi încărcate numai deșeuri proaspete sau pre-uscate. De asemenea, materiile prime nu trebuie lăsate să se îmbogățească - un indicator de 95% este deja considerat critic. Cu toate acestea, o cantitate mică de apă curată mai trebuie adăugată la biomasă pentru a facilita încărcarea acesteia și pentru a accelera procesul de fermentație. Gunoiul de grajd și deșeurile sunt diluate până la consistența terciului subțire de gris.

Instalatie de biogaz pentru casa

Astăzi, industria produce deja instalații pentru producerea de biogaz la scară industrială. Achiziția și instalarea lor este costisitoare; astfel de echipamente în gospodăriile private se amortizează de la sine nu mai devreme de 7-10 ani, cu condiția ca cantități mari de materie organică să fie utilizate pentru procesare. Experiența arată că, dacă dorește, un proprietar calificat poate construi o mică instalație de biogaz pentru o casă privată cu propriile mâini și din cele mai accesibile materiale.

Pregătirea buncărului de prelucrare

În primul rând, veți avea nevoie de un recipient cilindric închis ermetic. Puteți folosi, desigur, oale mari sau fierbe, dar volumul lor mic nu va permite obținerea unei producții suficiente de gaz. Prin urmare, în aceste scopuri, butoaiele de plastic cu un volum de la 1 m³ până la 10 m³ sunt cel mai des utilizate.

Poți să faci unul singur. Plăcile din PVC sunt disponibile în comerț; având o rezistență suficientă și rezistență la medii agresive, pot fi sudate cu ușurință în structura configurației dorite. Un butoi metalic de volum suficient poate fi folosit și ca buncăr. Adevărat, va trebui să efectuați măsuri anticorozive - acoperiți-l în interior și exterior cu vopsea rezistentă la umiditate. Dacă rezervorul este fabricat din oțel inoxidabil, acest lucru nu este necesar.

Sistem de evacuare a gazelor

Conducta de evacuare a gazului este montată în partea superioară a butoiului (de obicei în capac) - aici se acumulează, conform legilor fizicii. Printr-o conductă conectată, biogazul este alimentat la etanșarea cu apă, apoi la rezervorul de stocare (opțional, folosind un compresor într-un cilindru) și la aparate electrocasnice. De asemenea, se recomandă instalarea unei supape de eliberare lângă orificiul de evacuare a gazului - dacă presiunea din interiorul rezervorului devine prea mare, se va elibera excesul de gaz.

Sistem de aprovizionare și descărcare cu materii prime

Pentru a asigura producerea continuă a amestecului de gaze, bacteriile din substrat trebuie să fie „hrănite” în mod constant (zilnic), adică trebuie adăugat gunoi de grajd proaspăt sau alte materii organice. La rândul lor, materiile prime deja prelucrate din buncăr trebuie îndepărtate, astfel încât să nu ocupe spațiu util în bioreactor.

Pentru a face acest lucru, în butoi se fac două găuri - una (pentru descărcare) aproape de fund, cealaltă (pentru încărcare) mai sus. Conductele cu un diametru de cel puțin 300 mm sunt sudate (lidate, lipite) în ele. Conducta de încărcare este îndreptată în sus și echipată cu o pâlnie, iar scurgerea este aranjată astfel încât să fie convenabilă colectarea nămolului prelucrat (poate fi folosit ulterior ca îngrășământ). Imbinarile sunt sigilate.

Sistem de incalzire

Izolarea termică a buncărului.

Dacă bioreactorul este instalat în aer liber sau într-o încăpere neîncălzită (ceea ce este necesar din motive de siguranță), atunci acesta trebuie să fie prevăzut cu izolație termică și încălzire a substratului. Prima condiție este atinsă prin „învelirea” butoiului cu orice material izolator sau prin adâncirea acestuia în pământ.

În ceea ce privește încălzirea, aici putem lua în considerare cel mai mult diferite variante. Unii meșteri instalează în interior țevi prin care apa circulă din sistemul de încălzire și le instalează de-a lungul pereților butoiului sub formă de serpentină. Alții plasează reactorul într-un rezervor mai mare cu apă înăuntru, încălzit de încălzitoare electrice. Prima opțiune este mai convenabilă și mult mai economică.

Pentru a optimiza funcționarea reactorului, este necesar să se mențină temperatura conținutului acestuia la un anumit nivel (cel puțin 38⁰C). Dar dacă crește peste 55⁰C, atunci bacteriile care formează gaze se vor „găti” pur și simplu și procesul de fermentație se va opri.

Sistem de amestecare

După cum arată practica, în proiecte, un agitator manual de orice configurație crește semnificativ eficiența bioreactorului. Axa la care sunt sudate (înșurubate) lamele „mixerului” este îndepărtată prin capacul butoiului. Mânerul porții este apoi plasat pe el, iar orificiul este sigilat cu grijă. Cu toate acestea, meșterii de acasă nu echipează întotdeauna fermentatoarele cu astfel de dispozitive.

Producția de biogaz

După ce instalarea este gata, biomasa diluată cu apă într-un raport de aproximativ 2:3 este încărcată în ea. Deșeurile mari trebuie zdrobite - dimensiune maximă fracțiile nu trebuie să depășească 10 mm. Apoi capacul este închis - tot ce trebuie să faceți este să așteptați ca amestecul să înceapă să „fermenteze” și să elibereze biogaz. La conditii optime Prima alimentare cu combustibil este observată la câteva zile după încărcare.

Faptul că gazul a „pornit” poate fi judecat după sunetul caracteristic gâlgâit din garnitura de apă. În același timp, butoiul trebuie verificat pentru scurgeri. Acest lucru se face folosind o soluție obișnuită de săpun - este aplicată pe toate articulațiile și observată pentru a vedea dacă apar bule.

Prima actualizare a materiilor prime bio ar trebui să fie efectuată în aproximativ două săptămâni. După ce biomasa este turnată în pâlnie, același volum de deșeuri de materie organică va ieși din conducta de evacuare. Apoi această procedură se efectuează zilnic sau la fiecare două zile.

Cât durează biogazul rezultat?

Într-o fermă mică, o instalație de biogaz nu va fi o alternativă absolută la gazul natural și la alte surse de energie disponibile. De exemplu, folosind un dispozitiv cu o capacitate de 1 m³, puteți obține combustibil doar pentru câteva ore de gătit pentru o familie mică.

Dar cu un bioreactor de 5 m³ este deja posibilă încălzirea unei încăperi cu o suprafață de 50 m², dar funcționarea sa va trebui menținută prin încărcarea zilnică a materiilor prime care cântăresc cel puțin 300 kg. Pentru a face acest lucru, trebuie să aveți aproximativ zece porci, cinci vaci și câteva zeci de pui la fermă.

Meșteri care au reușit să facă în mod independent instalații de biogaz care funcționează distribuie videoclipuri cu cursuri de master pe internet:

Instalații de biogaz pentru ferme, prețul depinde de numărul de componente, diferiți parametri caracteristici unor astfel de dispozitive, variază în limita a 170 de mii de ruble.

Aceștia lucrează pentru a obține, ca urmare a prelucrării produsului final, combustibil și îngrășăminte ecologice, care sunt produse în unitate, care include structuri tehnice și dispozitive combinate într-un singur ciclu tehnologic.

Instalațiile de biogaz pentru casă ar putea într-o zi să înlocuiască complet sursele scumpe de energie pentru locuitorii din mediul rural. Cataclismele economice impun dezvoltatorilor de echipamente agricole să producă analogi resurse naturale sub formă de materii prime disponibile pentru a reduce costul întreținerii unei ferme private și a agriculturii.

Obiectivele fermierilor sunt diferite - unii obțin energie ieftină, în timp ce alții trebuie să folosească o mică mini-instalație pentru a procesa deșeurile:

• bovine

În urma lucrărilor, ei obțin bio îngrășăminte și propria lor sursă de energie. În plus, fermele trebuie să scape de diverse acumulări de deșeuri menajere; în acest sens, ele sunt ajutate de o structură convenabilă, universală, care oferă produse utile în loc de cele inutile.

Cine operează echipamentul

Micile centrale de biogaz sunt utile în gospodăriile rurale moderne. Aparatele mai mari sunt folosite de crescătorii de vite serioși, unde este imposibil să existe fără unități care produc tipurile de energie necesare.

Justificarea instalării acestuia în curtea unei case private sau a unei ferme mari este acumularea de materie organică, deoarece orice echipament are nevoie de putere pentru a funcționa.

Lumea luptă pentru ecologia mediului, cel mai acceptabil mijloc pentru aceasta este construcția de instalații de biogaz, acestea eliberează substanțe pure și consumă combustibil alternativ. Pe această bază, dispozitivele au devenit solicitate în fermele din țara noastră și din străinătate.

Echipament standard

Inginerii asamblează mecanisme de diferite dimensiuni. Producția depinde de puterea necesară, pe care unitatea trebuie să o prelucreze și să o producă în schimb. O instalare standard constă din următoarele componente:

• rezervor de stocare, primește material pentru prelucrare
• mixere, mori care sunt structural diferite una de cealaltă, zdrobesc fragmente mari de materie primă
• suport de gaz, închis ermetic, aici se acumulează gaz
• reactor sub forma unui rezervor în care se formează biocombustibil
• dispozitive de alimentare cu materii prime containerului
• instalaţii care transferă combustibilul rezultat dintr-un punct în altul pentru conversia ulterioară
  sisteme automate care protejează și controlează procesul de producție

Funcționarea ciclului tehnologic a fost elaborată până la cel mai mic detaliu pentru a facilita menținerea unității în timpul perioadei de procesare.

Cum functioneaza

Performanța unităților se bazează pe principiul influenței formațiunilor bacteriene de diferite naturi asupra materiei organice, determinând fermentația. Aceste procese au loc în interiorul reactorului. Din descompunerea unor produse, se obține o altă substanță, compoziția sa include:

• metan
• dioxid de carbon
• impurități de amoniac, hidrogen sulfurat, azot

Principiul de funcționare constă din următorii pași:

• materiile prime sunt furnizate rezervorului de stocare
• materialul este spart, mutat de pompe și transportoare în rezervorul de acid, în acest rezervor biomasa este supusă unei încălziri suplimentare
• un reactor durabil, rezistent la acizi și închis etanș primește materii prime pregătite pentru a crea biogaz

În reactor sunt instalate dispozitive pentru a asigura o încălzire suplimentară, la +40 de grade, amestecarea substanțelor, creând condiții adecvate pentru acestea, accelerând procesele de descompunere și fermentație, din care se formează produsul final. Viteza de procesare depinde de capacitatea instalației și de tipul deșeului.

În curs:

• acumularea de gaz se realizează în rezervoare de gaz; acestea sunt montate ca element separat sau conectate împreună cu carcasa
• Rezervorul reactorului colectează, după finalizarea procedurii de descompunere, este transferat pentru utilizare
• se creează o presiune suficientă în rezervorul rezervorului de gaz pentru a muta gazul în sistemul de curățare, în această formă va fi utilizat de către consumator în diverse domenii de activitate
• utilizate în scopul pentru care au fost destinate, ele dobândesc substanțe pentru îngrășăminte după ce le-au separat în componentele lor sub formă lichidă sau solidă și le-au mutat în partea de depozitare

Decizia de a începe construcția trebuie să fie însoțită de luarea în considerare a condițiilor în care centralele de biogaz funcționează cu randamentul necesar.

Opțiuni de bază din care să alegeți

Funcționalitatea slabă a dispozitivelor apare din cauza planificării defectuoase. Erorile pot fi observate imediat sau după ceva timp. Prin cercetare atentă și cuprinzătoare, ne asigurăm că echipamentul nu defectează. Procedura începe după determinarea disponibilității materiilor prime și a câtă energie este necesară pentru existența normală a resurselor energetice.

Reactorul și dimensiunile acestuia sunt influențate de:

• cantitatea de prelucrare
• calitatea materialului
• tipul materiei prime
• regim de temperatură
• perioada de fermentare

În practică, într-o anumită fermă, ar trebui să acordați atenție următoarelor puncte:

• încărcarea zilnică a materialelor în raport cu dimensiunea reactorului
• volumul containerului în care sunt procesate deșeurile
• calcula ieșirea
• capacitatea de a echilibra între rezultat și consumul real

Înainte de a instala echipamentul, trebuie să alegeți:

• cea mai optimă locație pentru instalare
• model potrivit pentru caracteristicile de design

Principalele criterii pe care se bazează când alegere constructivă, servește ca locație și definiție a unei structuri subterane sau supraterane. În plus, atunci când construiți structura în partea de sus, ar trebui să decideți cum să instalați reactorul într-o poziție verticală sau orizontală.

Biofertilizatoarele sunt depozitate în clădiri de pe șantier sau în gropi, butoaie metalice. Costurile vor fi reduse cu părțile gata făcute ale instalației, dacă acestea sunt disponibile în fermă. Acumularea materialelor determină dimensiunea și forma rezervoarelor în care sunt amestecate, precum și ce fel de reactor și dispozitive sunt necesare pentru încălzirea substanțelor, zdrobirea și amestecarea lor.

Proiectul reactorului selectat trebuie să respecte:

• caracterul practic
• ușurința întreținerii
• etanș la gaz și la apă pentru a elimina scurgerile și a reține gazul în volum maxim

O condiție prealabilă pentru o performanță eficientă este prezența izolației termice de înaltă calitate. Reduceți costurile de construcție și pierderi de căldură posibil cu suprafețe minime.

Structura trebuie să fie stabilă și să reziste la sarcini de presiune:

• materii prime

Instalațiile sunt echipate în următoarele forme cele mai optime:

• ovoid
• cilindric
• conic
• semicircular

Nu se recomandă echiparea formelor pătrate din beton sau cărămidă. Materia primă exercită presiune asupra colțurilor, provocând apariția fisurilor, perturbând procesele care au loc în interior și acumulându-se fragmente solide. Materialele fermentează mai bine și suprafețele uscate nu apar în structurile cu pereți interioare.

Cele mai bune materiale pentru constructii sunt:

• Oțel - în aceste containere puteți obține etanșeitate absolută, sunt ușor de fabricat și pot rezista la sarcini. Problema este susceptibilitatea crescută la coroziune. Pentru a preveni rugina, suprafețele sunt tratate. Dacă ferma are un rezervor metalic, calitatea acestuia trebuie verificată din toate părțile. Scapa de neajunsuri.
• Plastic - rezervoarele din acest material sunt produse moi și dure. Prima opțiune este mai puțin potrivită, deoarece deteriorarea este ușor de cauzat și este dificil de izolat. Rezervoarele din plastic dur sunt stabile și nu ruginesc.
• Betonul este folosit de unele țări în curs de dezvoltare. Nu au restricții privind durata de viață; acoperirile speciale pot preveni apariția fisurilor.
• Cărămida este folosită de India și China. Pentru aceasta se folosesc numai produse bine arse sau se pun pereți din blocuri de beton sau piatră.

La instalarea echipamentelor din beton, cărămidă sau piatră, este necesar să aveți grijă de finisajul intern ignifug care este rezistent la materie organică și hidrogen sulfurat.

Locația structurii trebuie luată cu deosebită seriozitate și trebuie luați în considerare următorii factori:

• spatiu liber
• distanta fata de locuinta
• depozitare
• amplasarea stale de vaci, porci, adăposturi de păsări
• panza freatica
• încărcarea și descărcarea comodă a materialelor

Reactoarele sunt amplasate:

• la suprafata cu fundatia
• îngropat în pământ
• instalat în interiorul fermei

Dispozitivele care funcționează folosind o reacție chimică sau biologică sunt echipate cu trape prin care periodice lucrari de renovare. Garnitura de cauciuc asigură o etanșare atunci când capacul este închis. Izolarea termică este necesară pentru a efectua lucrări indiferent de anotimp.
Structura este izolată cu materiale improvizate cu tratament strat cu strat al suprafețelor interioare.

Materiale obligatorii necesare:

• două containere;
• țevi de legătură;
• supape;
• filtru de gaz;
• mijloace de asigurare a etanșeității (clei, rășină, etanșant etc.);

De dorit:

• agitator cu motor electric;
• senzor de temperatura;
• contor de presiune;

Secvența de mai jos este potrivită pentru regiunile sudice. Pentru funcționarea în orice condiții, ar trebui adăugat un sistem de încălzire a reactorului, care va asigura încălzirea vasului la 40 de grade Celsius și va crește izolarea termică, de exemplu, prin închiderea structurii cu o seră. Este recomandabil să acoperiți sera cu folie neagră. De asemenea, este recomandabil să adăugați un dispozitiv de drenare a condensului la conductă.

Crearea unei simple instalații de biogaz:

1. Creați un container de depozitare. Selectăm un rezervor în care va fi stocat biogazul rezultat. Rezervorul este fixat cu o supapă și echipat cu un manometru. Dacă consumul de gaz este constant, atunci nu este nevoie de un rezervor de gaz.
2. Izolați structura din interiorul gropii.
3. Instalați țevi. Așezați țevi în groapă pentru încărcarea materiilor prime și descărcarea humusului de compost. În rezervorul reactorului sunt realizate o gaură de intrare și de evacuare. Reactorul este plasat într-o groapă. Conductele sunt conectate la găuri. Țevile sunt fixate strâns folosind lipici sau altele mijloace adecvate. Diametrele conductelor mai mici de 30 cm vor contribui la înfundarea acestora. Locul de încărcare ar trebui să fie ales pe partea însorită.
4. Instalați trapa. Rectorul, echipat cu o trapă, face lucrările de reparații și întreținere mai comode. Trapa și vasul reactorului trebuie sigilate cu cauciuc. De asemenea, puteți instala senzori de temperatură, presiune și nivel de materie primă.
5. Selectați un recipient pentru bioreactor. Recipientul selectat trebuie să fie durabil - deoarece fermentația eliberează o cantitate mare de energie; au o izolare termică bună; să fie rezistent la aer și la apă. Vasele în formă de ou sunt cele mai potrivite. Dacă construirea unui astfel de reactor este problematică, atunci un vas cilindric cu margini rotunjite ar fi o alternativă bună. Containerele de formă pătrată sunt mai puțin eficiente deoarece biomasa întărită se va acumula în colțuri, îngreunând fermentația.
6. Pregătiți groapa.
7. Selectați o locație pentru montarea viitoarei instalări. Este indicat să alegeți un loc suficient de departe de casă și astfel încât să puteți săpa o groapă. Plasarea în interiorul gropii vă permite să economisiți în mod semnificativ izolarea termică, folosind materiale ieftine ca lutul.
8. Verificați etanșeitatea structurii rezultate.
9. Porniți sistemul.
10. Adăugați materii prime. Așteptăm aproximativ două săptămâni până au loc toate procesele necesare.O condiție necesară pentru arderea gazelor este scăparea de dioxid de carbon. Un filtru obișnuit de la un magazin de hardware va face acest lucru. Filtru de casa realizat dintr-o bucată de țeavă de gaz lungă de 30 cm umplută cu lemn uscat și așchii de metal.

Compoziție și tipuri

Biogazul este un gaz obținut ca urmare a unui proces biochimic trifazic pe biomasă, care are loc în condiții de etanșare.

Procesul de descompunere a biomasei este secvenţial: mai întâi este expusă bacteriilor hidrolitice, apoi bacteriilor care formează acid şi în final bacteriilor care formează metan. Materialul pentru microorganisme din fiecare etapă este produsul activității etapei precedente.

La ieșire, compoziția aproximativă a biogazului arată astfel:

• metan (50 până la 70%);
• dioxid de carbon (30 până la 40%);
• hidrogen sulfurat (~2%);
• hidrogen (~1%);
• amoniac (~1%);

Precizia proporțiilor este afectată de materiile prime utilizate și de tehnologia de producție a gazelor. Metanul are potențialul de ardere; cu cât procentul său este mai mare, cu atât mai bine.

Culturi antice care datează de mai bine de trei mii de ani (India, Persia sau Asiria) au experiență în utilizarea gazelor inflamabile de mlaștină. Baza științifică s-a format mult mai târziu. Formula chimică a metanului CH 4 a fost descoperită de omul de știință John Dalton, iar prezența metanului în gazul de mlaștină a fost descoperită de Humphry Davy. Al doilea a jucat un rol major în dezvoltarea industriei energiei alternative. Razboi mondial, solicitând părților în conflict să aibă o nevoie uriașă de resurse energetice.

Deținerea de către URSS a rezervelor uriașe de petrol și gaze naturale a dus la o lipsă de cerere pentru alte tehnologii de producere a energiei; studiul biogazului a fost în principal un subiect de interes pentru știința academică. În prezent, situația s-a schimbat atât de mult încât, pe lângă producția industrială tipuri diferite combustibil, oricine poate crea o instalație de biogaz pentru propriile scopuri.

– un set de echipamente destinate producerii de biogaz din materii prime organice.

În funcție de tipul de materie primă furnizată, se disting următoarele tipuri de instalații de biogaz:

• cu hrănire porționată;
• cu alimentare continuă;

Instalațiile de biogaz cu aprovizionare constantă cu materii prime sunt mai eficiente.

După tipul de prelucrare a materiei prime:

1. Fără agitare automată materii prime și menținerea temperaturii necesare - complexe cu echipamente minime, potrivite pentru fermele mici (Diagrama 1).
2. Cu agitare automată, dar fara a mentine temperatura ceruta - deserveste si fermele mici, mai eficient decat tipul anterior.
3. Cu suport pentru temperatura cerută, dar fără amestecare automată.
4. Cu amestecare automată a materiilor prime și suport de temperatură.

Principiul de funcționare

Procesul de transformare a materiilor prime organice în biogaz se numește fermentație. Materiile prime sunt încărcate într-un container special care oferă o protecție fiabilă a biomasei de oxigen. Un eveniment care are loc fără intervenția oxigenului se numește anaerob.

Sub influența unor bacterii speciale, fermentația începe să aibă loc într-un mediu anaerob. Pe măsură ce fermentația progresează, materia primă devine acoperită cu o crustă, care trebuie distrusă în mod regulat. Distrugerea se realizează prin amestecare temeinică.

Este necesar să amestecați conținutul de cel puțin două ori pe zi, fără a încălca etanșeitatea procesului. Pe lângă îndepărtarea crustei, amestecarea vă permite să distribuiți uniform aciditatea și temperatura în interior materie organică. Ca urmare a acestor manipulări, se produce biogaz.

Gazul rezultat este colectat într-un rezervor de gaz și de acolo este livrat către consumator prin conducte. Biofertilizatorii obținuți în urma procesării materiei prime pot fi folosiți ca aditiv alimentar pentru animale sau adăugați în sol. Acest îngrășământ se numește humus de compost.

Instalația de biogaz include următoarele elemente:

• rezervor de omogenizare;
• reactor;
• agitatoare;
• rezervor de stocare (suport de gaz);
• complex de încălzire și amestecare a apei;
• complex de gaze;
• complex de pompe;
• separator;
• senzori de control;
• Instrumentare și automatizare cu vizualizare;
• sistem de siguranță;

Un exemplu de instalație de biogaz de tip industrial este prezentat în Diagrama 2.

Materii prime folosite

Descompunerea oricărei materii animale sau vegetale va elibera gaz inflamabil în grade diferite. Potrivit pentru amestecuri de materii prime compoziție diferită: gunoi de grajd, paie, iarba, deseuri diverse etc. Reacția chimică necesită o umiditate de 70%, așa că materia primă trebuie diluată cu apă.

Prezența agenților de curățare, a clorului și a pulberilor de spălat în biomasa organică este inacceptabilă, deoarece interferează cu reacții chimiceși poate deteriora reactorul. De asemenea, nu sunt potrivite pentru reactor materiile prime cu rumeguș de la conifere (conținând rășini), cu o proporție mare de lignină și depășind pragul de umiditate de 94%.

Vegetal. Materiile prime din plante sunt excelente pentru producerea de biogaz. Iarba proaspătă oferă randamentul maxim de combustibil - dintr-o tonă de materie primă se obțin aproximativ 250 m 3 de gaz cu o pondere de metan de 70%. Silozul de porumb este puțin mai mic - 220 m3. Blaturi de sfeclă – 180 mc.

Aproape orice plantă, fân sau alge poate fi folosită ca biomasă. Dezavantajul aplicării este lungimea ciclului de producție. Procesul de obținere a biogazului durează până la două luni. Materiile prime trebuie să fie măcinate fin.

Animal. Deșeuri din fabrici de procesare, fabrici de lapte, abatoare etc. Potrivit pentru instalații de biogaz. Randamentul maxim de combustibil este asigurat de grăsimi animale - 1500 m 3 de biogaz cu o pondere de metan de 87%. Principalul dezavantaj este lipsa. Materiile prime de origine animală trebuie și ele măcinate.

Excremente. Principalul avantaj al gunoiului de grajd este ieftinitatea și disponibilitatea ușoară. Dezavantaj – cantitatea și calitatea biogazului este mai mică decât cea din alte tipuri de materii prime. Excrementele de cal și de vacă pot fi procesate imediat. Ciclul de producție va dura aproximativ două săptămâni și va produce o producție de 60 m3 cu 60% conținut de metan.

Dejecțiile de pui și de porc nu pot fi folosite direct deoarece sunt toxice. Pentru a începe procesul de fermentare, acestea trebuie amestecate cu siloz. De asemenea, pot fi utilizate deșeuri umane, dar apele uzate nu sunt potrivite, deoarece conținutul de fecale este scăzut.

Scheme de lucru

Schema 1 – instalație de biogaz fără amestecare automată a materiilor prime:

Schema 2 – instalație industrială de biogaz:

Biogaz, instalații de biogaz- aceste cuvinte se regasesc din ce in ce mai des in media, in conversatiile oamenilor intreprinzatori. Motivul este evident - creșterea prețurilor la combustibil
Biogazul este un amestec de metan și dioxid de carbon format în timpul procesului de digestie anaerobă în reactoare speciale – rezervoare de metan, proiectate și controlate astfel încât să asigure eliberarea maximă de metan. Energia obținută prin arderea biogazului poate ajunge la 60 până la 90% din cea a materialului sursă. Un alt avantaj al procesului de reciclare a biomasei este că deșeurile sale conțin mult mai puțini agenți patogeni decât materialul original.

produce biogaz prin digestia controlată a biomasei în condiții anaerobe.
Biogazul poate fi produs în instalații de biogaz de diferite dimensiuni. Acestea pot fi stații de epurare mici și instalații pentru furnizarea întreprinderii cu energie proprie și parcuri energetice centralizate gigantice pentru alimentarea rețelei cu gaz și electricitate.
Cele mai multe deșeuri din industria alimentară și agricultură, precum și centralele energetice special cultivate, sunt potrivite pentru producerea de biogaz. Instalațiile de biogaz pot funcționa atât cu materii prime mono, cât și pe amestecuri.
Instalațiile de biogaz sunt proiecte de construcție formate din reactoare etanșate dotate cu un complex de aprovizionare cu materii prime, încălzire, amestecare, canalizare, aer gaz și sisteme electrice.

Biogaz - beneficii

Uzina de biogaz- Acesta este cel mai activ sistem de curățare. Orice alte sisteme de curățare consumă energie mai degrabă decât o produc.

Pe lângă mediu, principalele beneficii sunt producția de biogaz și biofertilizatori.

Beneficii suplimentare ale unei instalații de biogaz: generarea de energie electrică și căldură, producerea de biometan, economii la costurile de capital pentru stațiile de epurare la construirea de noi întreprinderi.

Producția de biogaz ajută la prevenirea eliberării de metan în atmosferă. Capturarea acestuia este cel mai mult Cel mai bun mod prevenirea încălzirii globale.

Principiul de funcționare al unei instalații de biogaz

Instalația de biogaz produce biogaz și bio îngrășăminte prin fermentație anoxică din biodeșeuri și culturi energetice.

O stație industrială de biogaz este un proiect de construcție în care ponderea echipamentelor este de 70-80%. Acestea sunt reactoare închise (digestoare) din beton armat monolit sau oțel acoperit. Designul este modular cu un diametru de 24 m și o înălțime de 6 m. Pe măsură ce puterea crește, numărul reactoarelor crește.

Deșeurile biologice lichide sunt pompate într-o instalație de biogaz pompe fecale prin conductă. Ele cad într-un recipient preliminar, unde masa este amestecată, diluată la umiditatea necesară și încălzită la temperatura necesară.

Ieșiri de biogaz

Echipamente pentru instalații de biogaz

Reactorul de biogaz

Reactorul de biogaz este format din panouri din oțel cu acoperire de înaltă calitate, folosind tehnologia de sinterizare la temperatură înaltă „elamel”. Această acoperire este durabilă, rezistentă la chimicale, la coroziune și la impact. Designul permite asamblarea și dezasamblarea rapidă.

Avantajul reactoarelor de biogaz din oțel acoperit în comparație cu cele din beton este durabilitatea, lipsa cofrajului, timpul redus și posibilitatea construcției pe tot parcursul anului. Trape din oțel inoxidabil, decupaje ranforsate pentru mixere, ferestre de inspecție - totul este proiectat ținând cont de caracteristicile tehnologiei biogaz.

Un avantaj important al unui reactor metalic în comparație cu betonul armat. este că poate fi demontat cu ușurință și este recunoscut de bănci drept cea mai bună garanție.

Incarcator pentru instalatie de biogaz

Silozul sau alte materii prime solide sunt introduse direct în reactorul de biogaz printr-un alimentator cu șurub. Buncărul este echipat cu două melc turbo, care au un sistem de pornire soft, care economisește energie și garantează funcționarea fiabilă a motorului 24 de ore pe zi.

Construcția deosebit de robustă din oțel aliat cu acoperire rezistentă la acizi permite unităților să funcționeze la sarcini grele. Utilizarea racletelor speciale cu cuțite reglabile crește productivitatea. O transmisie cu cutii de viteze planetare fiabile garantează o funcționare stabilă la sarcini și cupluri maxime, iar controlul hidraulic al amortizorului asigură curățarea melcului turbo și a transportorului.

Mixer inclinat pentru instalatie de biogaz

Mixerele înclinate sunt special concepute pentru a funcționa în condiții agresive din interiorul unui reactor de biogaz. Elicele sunt fabricate folosind echipamente speciale care asigură precizie milimetrică în înclinarea palelor.

Agitator cu acționare electrică conceput pentru a funcționa în atmosfere explozive de clasa 1 și clasa 2. Toate părțile mixerului, inclusiv membrana izolatoare pentru tubul de antrenare, sunt protejate de radiațiile ultraviolete. Mixerul cu șurub este montat pe exteriorul peretelui fermentatorului.

Mixerul este susținut de două șipci superioare sau, opțional, pe un angrenaj cu cremalieră și pinion, ceea ce vă permite să setați orice unghi de înclinare. Arborele elicei, șurubul și placa sunt realizate din oțel inoxidabil.

Mixer submersibil

Mixerele submersibile acționate electric pentru stațiile de biogaz sunt proiectate să funcționeze în medii explozive și în același timp agresive.

Mixerul este montat pe un catarg folosind un suport de motor pentru a regla înălțimea dispozitivului. Datorită ghidajelor cu role, agitatorul poate fi coborât și ridicat fără frecare, chiar dacă cablul este tras la un unghi ușor.

Motoreductorul este realizat din fontă nodulară și vopsit deasupra. Elicea este galvanizata, iar suportul motorului este din otel inoxidabil. Mixerul submersibil este realizat sub forma unui monobloc impermeabil care antrenează o elice cu trei pale.

Statie de incalzire biogaz

În interiorul reactorului de biogaz este menținută o temperatură fixă ​​pentru microorganisme. Temperatura din reactor este mezofilă, aproximativ +37°C. Reactorul este încălzit de un lichid de răcire. Temperatura lichidului de răcire la intrarea în reactor este de +80°C. Temperatura purtătorului după reactor este de aproximativ +55°C.

Sistemul de incalzire este format din cazane, pompe, schimbatoare de caldura, piepteni. O rețea de tuburi de încălzire este situată în interiorul peretelui reactorului sau pe suprafața sa interioară. Dacă instalația de biogaz este echipată cu o centrală de cogenerare, atunci lichidul de răcire de la răcirea generatorului este utilizat pentru încălzirea reactorului.

Sursele de alimentare cu căldură pentru structurile instalațiilor de biogaz pot fi cazane pe gaz care funcționează cu biogaz, gaze naturale și amestecuri, precum și cu cazane electrice.

Pungă pentru gaz

Materialul suportului de gaz este rezistent la aprindere prin fire electrice sub tensiune, artificii, precum și la străpungere de tije metalice, chiar și la cele încinse.

Montat într-un hangar special ventilat. Designul rezervorului de gaz vă permite să acumulați și să mențineți presiunea biogazului sub film de la 0,005-0,01 bar.

Biogazul este furnizat rezervorului de gaz prin conducte speciale echipate cu supape de siguranță pentru a preveni revărsarea.

Suport de gaz al unei instalații de biogaz

Suportul de gaz este o instalație de stocare a biogazului. Este atașat ermetic de partea superioară a reactorului. Sistemul de suport de gaz are un design cu două straturi. Capacul exterior al domului este rezistent la radiații ultraviolete și precipitații.

Domul interior este întins sub acțiunea biogazului produs.

Aerul este pompat între cupolele exterioare și interioare pentru a crea presiune pe cupola inferioară și, de asemenea, pentru a da formă celei exterioare. Presiunea biogazului din rezervorul de gaz variază de la 200 la 500 Pa. Rezervă rezervor de gaz pentru 2-3 ore de stocare a biogazului.

Separator stație de biogaz

Separatorul este conceput pentru a separa masa fermentată în fracții solide și lichide și este inclus în pachetul de bază al instalației de producere a biogazului. Piesele separatorului sunt fabricate din oțel rezistent la coroziune și uzură. Amestecul este furnizat aleatoriu sau furnizat folosind o pompă prin conducta de alimentare cu amestec în camera de încărcare. Din camera de încărcare, folosind un șurub cu pas variabil din oțel rezistent la uzură, amestecul este alimentat în camera de separare.

Camera de separare este o sită cilindrică, tot din oțel rezistent la uzură. În camera de separare, fracțiile lichide și solide sunt separate prin presare. Fracția lichidă este drenată prin conducta de scurgere în rezervor de stocare. Fracția solidă părăsește separatorul prin dispozitivul de descărcare și se acumulează în recipientul de depozitare.

Lanternă pentru instalație de biogaz

Unitatea de ardere este proiectată pentru arderea completă temporară sau periodică a biogazului produs de instalațiile de biogaz sau depozitele de deșeuri solide în absența posibilității utilizării benefice a acestuia ca purtător de energie.

Sistemul de ardere constă dintr-un arzător și componente suplimentare.

Arzătorul este proiectat pe principiul arderii prin injecție și constă dintr-o duză, un injector cu sistem de control al alimentării cu aer, o țeavă de protecție împotriva flăcării, un fiting și un sistem de control al arzătorului.

Sistemul de ardere a biogazului este realizat din oțel inoxidabil. Structura de susținere ține arzătorul și fitingul montat vertical.

Sistemul de control al arzătorului este instalat într-un dulap, care este montat pe structura de susținere a sistemului de ardere și conține toate elementele pentru monitorizarea și controlul aprinderii și a flăcării.

Opțiuni pentru instalații de biogaz

Cogenerare

Producția de energie electrică și termică în instalații bazate pe un motor cu ardere internă este cea mai comună modalitate de a beneficia de o instalație de biogaz. Energia electrică poate fi utilizată pe tot parcursul anului atât pentru nevoi proprii, cât și pentru alimentarea rețelei la un tarif nereglementat sau alimentar.

Din 1 m3 de biogaz se produc simultan 2,4 kWh de energie electrică + 2,5 kWh de energie termică.

Avantajele centralelor de cogenerare în comparație cu analogii:
— schimburile de ulei nu 500, ci 2000 de ore de motor,
- el. mare. Eficiență până la 40%, eficiență totală electrică + căldură până la 90%,
- cea mai mare fiabilitate.

Centrala electrică este partea principală a unei centrale de biogaz și are cele mai multe părți mobile. Veniturile depind direct de această unitate și acesta este ceva pe care nu ar trebui să economisiți.

Purificare la metan

Acest sistem permite purificarea (îmbogățirea) biogazului până la starea de biometan. Biometanul este un analog complet al gazului natural Gost cu o concentrație de metan în intervalul 95-99%. După sistemul de epurare, gazul poate fi folosit ca combustibil pentru alimentarea mașinilor, poate fi alimentat la sistemul general de alimentare cu gaz într-o conductă de medie sau joasă presiune sau utilizat pentru nevoi tehnologice pentru a înlocui complet gazul natural.

Se propune un sistem regenerativ de îmbogățire cu biogaz a apei. Principiul său de funcționare se bazează pe diferitele solubilități ale gazelor în lichide. La trecerea biogazului prin apă rece dioxidul de carbon se dizolvă în el și este eliberat la încălzire.

Avantajul unui sistem de îmbogățire cu biogaz a apei în comparație cu sistemele PSA sau de absorbție a carbonului este costul scăzut al epurării gazelor. Datorită utilizării apei ca componentă principală a acestui proces, procesul nu necesită reactivi sau costuri mari pentru

Uscarea îngrășămintelor

Uscarea biofertilizatoare vă permite să utilizați mai pe deplin potențialul unei stații de biogaz și să creșteți semnificativ profitabilitatea acesteia. Biofertilizatoarele uscate au un preț de vânzare mai mare în comparație cu biomasa pur și simplu separată. În formă granulară uscată, îngrășămintele pot fi transportate cu costuri reduse la orice distanță și depozitate pentru o perioadă lungă de timp. Două produse secundare ale unei instalații de biogaz - căldură și bio îngrășăminte brute - pot fi folosite pentru a produce un produs căutat. Biofertilizatoarele uscate sunt comparabile cu guanoul.

Uscătorul transportor cu temperatură joasă funcționează cu o metodă extrem de eficientă de a usca biomasa folosind temperaturi scăzute. Emisiile reduse și un produs final de înaltă calitate cu consum redus sunt avantajele tehnologiei. Ajustarea vitezei de alimentare a produsului garantează conținutul constant de umiditate al produsului uscat și utilizarea optimă a energiei termice suplimentare.

Tehnologia de producere a biogazului. Complexele moderne de creștere a animalelor asigură indicatori de producție înalți. Soluțiile tehnologice utilizate fac posibilă respectarea pe deplin a cerințelor standardelor sanitare și igienice actuale în incinta complexurilor în sine.

Cu toate acestea, cantități mari de gunoi de grajd lichid concentrate într-un singur loc creează probleme semnificative pentru ecologia zonelor adiacente complexului. De exemplu, gunoiul de grajd și excrementele proaspete de porc sunt clasificate ca deșeuri de clasa de pericol 3. Problemele de mediu sunt sub controlul autorităților de supraveghere, iar cerințele legislative cu privire la aceste aspecte devin din ce în ce mai stricte.

Oferte Biocomplex soluție cuprinzătoare privind eliminarea gunoiului de grajd lichid, care include procesarea accelerată în instalațiile moderne de biogaz (BGU). În timpul procesului de prelucrare, procesele naturale de descompunere a materiei organice au loc într-un mod accelerat cu eliberare de gaze incluzând: metan, CO2, sulf etc. Doar gazul rezultat nu este eliberat în atmosferă, provocând efect de seră, ci este trimis către unități speciale de generare de gaze (cogenerare) care generează energie electrică și termică.

Biogaz - gaz inflamabil, format în timpul fermentației anaerobe de metan a biomasei și constând în principal din metan (55-75%), dioxid de carbon (25-45%) și impurități de hidrogen sulfurat, amoniac, oxizi de azot și altele (mai puțin de 1%).

Descompunerea biomasei are loc ca urmare a unor procese chimice și fizice și a activității simbiotice a vieții a 3 grupe principale de bacterii, în timp ce produsele metabolice ale unor grupe de bacterii sunt produse alimentare ale altor grupe, într-o anumită succesiune.

Primul grup este bacteriile hidrolitice, al doilea formează acid, al treilea formează metan.

Atât deșeurile organice agroindustriale sau menajere, cât și materiile prime vegetale pot fi utilizate ca materii prime pentru producerea de biogaz.

Cele mai frecvente tipuri de deșeuri agricole utilizate pentru producerea de biogaz sunt:

• gunoi de grajd de porc și bovine, așternut de păsări;
• reziduuri de pe masa de hrănire a complexelor bovinelor;
• vârfuri culturi de legume;
• recolta substandard de cereale și legume, sfeclă de zahăr, porumb;
• pulpă și melasă;
• făină, cereale uzate, boabe mici, germeni;
• cereale de bere, germeni de malț, nămol proteic;
• deșeuri din producția de amidon și sirop;
• tescovină de fructe și legume;
• ser;
• etc.

Numărul de substraturi (tipuri de deșeuri) utilizate pentru a produce biogaz într-o instalație de biogaz (BGU) poate varia de la unu la zece sau mai multe.

Proiectele de biogaz în sectorul agroindustrial pot fi create conform uneia dintre următoarele opțiuni:

• producția de biogaz din deșeuri de la o întreprindere separată (de exemplu, gunoi de grajd de la o fermă de animale, bagas de la o fabrică de zahăr, deșeuri de la o distilerie);
• producerea de biogaz pe baza deșeurilor de la diferite întreprinderi, proiectul fiind legat de o întreprindere separată sau de o instalație de biogaz centralizată separat;
• producția de biogaz cu utilizarea principală a centralelor energetice la instalații de biogaz amplasate separat.

Cea mai comună metodă de utilizare a energiei a biogazului este arderea în motoarele cu piston cu gaz ca parte a mini-CHP, producând energie electrică și căldură.

Exista diverse opțiuni scheme tehnologice ale staţiilor de biogaz- in functie de tipurile si numarul de tipuri de substraturi folosite. Utilizare pregătire prealabilă, în unele cazuri, face posibilă realizarea unei creșteri a vitezei și gradului de descompunere a materiilor prime în bioreactoare și, în consecință, a creșterii randamentului total de biogaz. În cazul utilizării mai multor substraturi cu proprietăți diferite, de exemplu, deșeuri lichide și solide, acumularea și pregătirea prealabilă a acestora (separarea în fracțiuni, măcinarea, încălzirea, omogenizarea, tratarea biochimică sau biologică etc.) se realizează separat, după care ele sunt fie amestecate înainte de a fi furnizate către bioreactoare, fie furnizate în fluxuri separate.

Principalele elemente structurale ale unei instalații tipice de biogaz sunt:

• sistem de recepție și pregătire preliminară a substraturilor;
• sistem de transport al substratului în cadrul instalației;
• bioreactoare (fermentare) cu sistem de amestecare;
• sistem de încălzire bioreactor;
• sistem de îndepărtare și purificare a biogazului din hidrogen sulfurat și impurități de umiditate;
• rezervoare de stocare pentru masa fermentata si biogaz;
• sistem de control software și automatizare a proceselor tehnologice.

Schemele tehnologice ale instalațiilor de biogaz variază în funcție de tipul și numărul de substraturi prelucrate, de tipul și calitatea produselor țintă finale, de know-how-ul special utilizat de compania care furnizează soluția tehnologică și de o serie de alți factori. Cele mai comune astăzi sunt schemele cu fermentare într-o singură etapă a mai multor tipuri de substraturi, dintre care unul este de obicei gunoi de grajd.

Odată cu dezvoltarea tehnologiilor de biogaz utilizate solutii tehnice devin din ce în ce mai complexe față de schemele în două etape, ceea ce în unele cazuri este justificat de nevoia tehnologică de prelucrare eficientă a anumitor tipuri de substraturi și creșterea eficienței generale de utilizare a volumului de lucru al bioreactoarelor.

Caracteristicile producției de biogaz este că poate fi produs de bacteriile metanice numai din absolut uscat materie organică. Prin urmare, sarcina primei etape de producție este de a crea un amestec de substrat care are un conținut ridicat de substanțe organice și, în același timp, poate fi pompat. Acesta este un substrat cu un conținut de substanță uscată de 10-12%. Soluția se obține prin eliberarea excesului de umiditate cu ajutorul separatoarelor cu șuruburi.

Gunoiul de grajd lichid vine din incinta de producție într-un rezervor, este omogenizat cu ajutorul unui mixer submersibil și este furnizat de o pompă submersibilă la atelierul de separare în separatoare cu melc. Fracția lichidă se acumulează într-un rezervor separat. Fracția solidă este încărcată în alimentatorul de materie primă solidă.

În conformitate cu programul de încărcare a substratului în fermentator, conform programului dezvoltat, pompa este pornită periodic, furnizând fracțiunea lichidă fermentatorului și, în același timp, încărcătorul de materie primă solidă este pornit. Opțional, fracția lichidă poate fi alimentată într-un încărcător de materie primă solidă care are o funcție de amestecare, iar apoi amestecul finit este alimentat în fermentator conform programului de încărcare dezvoltat.Incluziunile sunt de scurtă durată. Acest lucru se face pentru a preveni aportul excesiv de substrat organic în fermentator, deoarece acest lucru poate perturba echilibrul substanțelor și poate provoca destabilizarea procesului în fermentator. În același timp, se pornesc și pompele, pompând digestatul de la fermentator la fermentator și de la fermentator la rezervorul de stocare a digestatului (lagună) pentru a preveni revărsarea fermentatorului și a fermentatorului.

Masele de digestat situate în fermentator și fermentator sunt amestecate pentru a asigura o distribuție uniformă a bacteriilor în întregul volum al recipientelor. Pentru amestecare sunt folosite mixere cu viteză redusă cu un design special.

În timp ce substratul se află în fermentator, bacteriile eliberează până la 80% din totalul biogazului produs de instalația de biogaz. Partea rămasă din biogaz este eliberată în digestor.

Un rol important în asigurarea unei cantități stabile de biogaz eliberat îl joacă temperatura lichidului din interiorul fermentatorului și al fermentatorului. De regulă, procesul se desfășoară în modul mezofil cu o temperatură de 41-43ᴼС. Menținerea unei temperaturi stabile se realizează prin utilizarea unor încălzitoare tubulare speciale în interiorul fermentatoarelor și fermentatoarelor, precum și prin izolarea termică fiabilă a pereților și conductelor. Biogazul care iese din digestat are un conținut ridicat de sulf. Biogazul este purificat din sulf folosind bacterii speciale care colonizează suprafața izolației așezate pe o boltă cu grinzi de lemn în interiorul fermentatoarelor și fermentatoarelor.

Biogazul se acumulează într-un suport de gaz, care se formează între suprafața digestatului și materialul elastic, de înaltă rezistență, care acoperă fermentatorul și fermentatorul deasupra. Materialul are capacitatea de a se întinde foarte mult (fără a reduce rezistența), ceea ce, atunci când biogazul se acumulează, crește semnificativ capacitatea suportului de gaz. Pentru a preveni revărsarea rezervorului de gaz și ruperea materialului, există o supapă de siguranță.

În continuare, biogazul intră în instalația de cogenerare. O unitate de cogenerare (CGU) este o unitate în care se desfășoară producția energie electrica generatoare acționate de motoare cu piston pe gaz care funcționează cu biogaz. Cogeneratoarele care funcționează cu biogaz au diferențe de proiectare față de motoarele convenționale cu generatoare de gaz, deoarece biogazul este un combustibil foarte epuizat. Energia electrică generată de generatoare oferă energie echipamentelor electrice ale BSU în sine, iar totul dincolo de aceasta este furnizat consumatorilor din apropiere. Energia lichidului folosit pentru răcirea cogeneratoarelor este energia termică generată minus pierderile în dispozitivele cazanului. Energia termică generată este utilizată parțial pentru încălzirea fermentatoarelor și fermentatoarelor, iar partea rămasă este trimisă și consumatorilor din apropiere. intra

Este posibil să se instaleze echipamente suplimentare pentru purificarea biogazului la nivelul gazelor naturale, cu toate acestea, acesta este un echipament scump și este utilizat numai dacă scopul instalației de biogaz nu este producerea de energie termică și electrică, ci producerea de combustibil pentru motoare cu piston pe gaz. Tehnologiile dovedite și cele mai utilizate de purificare a biogazului sunt absorbția apoasă, adsorbția sub presiune, precipitarea chimică și separarea prin membrană.

Eficiența energetică a centralelor cu biogaz depinde în mare măsură de tehnologia aleasă, materialele și designul principalelor structuri, precum și de condițiile climatice din zona în care sunt amplasate. Consumul mediu de energie termică pentru încălzirea bioreactoarelor într-o zonă cu climă temperată este de 15-30% din energia generată de cogeneratoare (brut).

Eficiența energetică globală a unui complex de biogaz cu o centrală termică cu biogaz este în medie de 75-80%. Într-o situație în care toată căldura primită de la o stație de cogenerare în timpul producerii de energie electrică nu poate fi consumată (situație obișnuită din cauza lipsei consumatorilor externi de căldură), aceasta este eliberată în atmosferă. În acest caz, eficiența energetică a unei centrale termice cu biogaz este de doar 35% din energia totală a biogazului.

Principalii indicatori de performanță ai centralelor de biogaz pot varia semnificativ, ceea ce este determinat în mare măsură de substraturile utilizate, de reglementările tehnologice adoptate, de practica operațională și de sarcinile îndeplinite de fiecare instalație în parte.

Procesul de prelucrare a gunoiului de grajd nu durează mai mult de 40 de zile. Digestatul obtinut in urma prelucrarii este inodor si este un excelent ingrasamant organic, in care se atinge cel mai inalt grad de mineralizare a nutrientilor absorbiti de plante.

Digestatul este de obicei separat în fracții lichide și solide folosind separatoare cu șurub. Fracția lichidă este trimisă în lagune, unde se acumulează până la perioada de aplicare în sol. Fracția solidă este folosită și ca îngrășământ. Dacă fracției solide se aplică uscare, granulare și ambalare suplimentară, aceasta va fi potrivită pentru depozitarea pe termen lung și transportul pe distanțe lungi.

Producția și utilizarea energetică a biogazului are o serie de avantaje justificate și confirmate de practica mondială și anume:

1. Sursă de energie regenerabilă (SRE). Biomasa regenerabilă este folosită pentru a produce biogaz.
2. Gama largă de materii prime utilizate pentru producerea de biogaz permite construirea de centrale de biogaz practic peste tot în zonele în care sunt concentrate producția agricolă și industriile aferente tehnologic.
3. Versatilitatea metodelor de utilizare energetică a biogazului, atât pentru producerea de energie electrică și/sau termică la locul formării acestuia, cât și la orice instalație racordată la rețeaua de transport gaze (în cazul alimentării cu biogaz purificat a acestei rețele). ), precum și combustibil pentru autoturisme.
4. Stabilitatea producției de energie electrică din biogaz pe tot parcursul anului face posibilă acoperirea sarcinilor de vârf din rețea, inclusiv în cazul utilizării surselor de energie regenerabilă instabile, de exemplu, centrale solare și eoliene.
5. Crearea de locuri de muncă prin formarea unui lanț de piață de la furnizorii de biomasă până la personalul de exploatare a instalațiilor energetice.
6. Reducerea impactului negativ asupra mediului prin reciclare și neutralizare a deșeurilor prin fermentare controlată în reactoare de biogaz. Tehnologiile de biogaz sunt una dintre principalele și mai raționale căi de neutralizare deseuri organice. Proiectele de producție de biogaz reduc emisiile de gaze cu efect de seră în atmosferă.
7. Efectul agrotehnic al folosirii fermentate in masa in reactoare cu biogaz pe campurile agricole se manifesta prin imbunatatirea structurii solului, regenerarea si cresterea fertilitatii acestora datorita introducerii de nutrienti de origine organica. Dezvoltarea pieței îngrășăminte organice, inclusiv din procesarea în masă în reactoare cu biogaz, va contribui în viitor la dezvoltarea pieței produselor agricole ecologice și la creșterea competitivității acesteia.

Costuri de investiții unitare estimate

BGU 75 kWel. ~ 9.000 €/kWel.

BGU 150 kWel. ~ 6.500 €/kWel.

BGU 250 kWel. ~ 6.000 €/kWel.

BGU până la 500 kWel. ~ 4.500 €/kWel.

BGU 1 MWel. ~ 3.500 €/kWel.

Energia electrică și termică generată poate satisface nu numai nevoile complexului, ci și infrastructura adiacentă. Mai mult, materiile prime pentru instalațiile de biogaz sunt gratuite, ceea ce asigură o eficiență economică ridicată după perioada de amortizare (4-7 ani). Costul energiei generate la centralele cu biogaz nu crește în timp, ci, dimpotrivă, scade.