Биогаз: основные характеристики и; технология получения

Биогаз: основные характеристики и технология получения

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

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

Принципиальная схема процесса образования биогаза представлена ниже:

В зависимости от вида органического сырья состав биогаза может меняется, но, в общем случае, в его состав входят метан (CH4, доля — 63%), углекислый газ (CO2, доля — 33%), небольшое количество сероводорода(H2S, доля — 2%), аммиака (NH3, доля — 1%) и водорода (H2, доля — 1%).

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

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

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

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

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

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

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

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

Установка для получения биогаза

На полигонах твердых бытовых отходов вырабатывается тот же биогаз, что и на биогазовых установках. Одни и те же процессы анаэробного брожения происходят быстрее в биогазовых реакторах и медленнее на свалках.

Разница между переработкой органической фракции твердых отходов в биогазовых реакторах, а не на свалках, заключается в том, что биогаз не заканчивается даже через 30-40 лет. Пока поступают свежие отходы, будет и биогаз. На полигонах ТБО добыча биогаза рано или поздно закончится. Однако из-за относительно невысокой стоимости, метод получения биогаза на полигонах ТБО тоже популярен.

Типы свалочных полигонов по добыче биогаза

Существует два типа свалок с точки зрения сбора отходов и добычи биогаза: организованные и неорганизованные.

На организованном полигоне во время установки в тело полигона укладываются горизонтальные перфорированные трубы, через которые будет осуществляться сбора биогаза. Вертикальные трубы прокладываются во время закладки полигона или бурятся скважины после его заполнения. Сам полигон гидроизолирован со всех сторон, в том числе и сверху. Полная гидроизоляция препятствует утечке биогаза со свалки, что приводит к максимальному выходу газа. Свалочные полигоны создаются достаточно глубокими, порядка 80-100 м. Мусор собирается и документируется в журнале регистрации, в котором указывается, какой мусор был помещен в какую часть полигона и в какое время. Добыча биогаза с полигона такого типа может производиться в течении 8-12 лет.

На неорганизованном полигоне отходы сбрасывают хаотично, без прокладки горизонтальных труб и зачастую даже без гидроизоляции. Бурятся вертикальные скважины и укладываются вертикальные трубы. Кровля колодца бетонируется. Скважины бурятся на расстоянии 15-25 м друг от друга. Диапазон действия скважины должен перекрывать зоны между скважинами. Как правило глубина таких свалок находится на уровне от 20 до 40 м и на извлечение биогаза уходит от 3 до 7 лет.

Биогаз откачивается из вертикальных труб и собирается в газгольдерах. Затем биогаз сушат, очищают от примесей, сжимают и подают в генератор или установку для сжигания биогаза.

Биогаз со свалок имеет низкое содержание метана (30-45%) и высокое содержание примесей, сероводорода — до 3 000-5 000 ppm. Поэтому необходима установка высококачественных фильтров.

Компания Conveco обладает большим опытом в сфере проектирования и реализации установок для получения биогаза. Компания готова предложить заказчику полный спектр услугу начиная от проектирования полигона ТБО, заканчивая поставкой и монтажом установки для получения биогаза или перенаправления газа на выработку электроэнергии. При необходимости, инженеры компании готовы выполнить проектирование бурения полигонов ТБО.

Факельная установка для сжигания биогаза

После того как на полигоне произведены все необходимые работы, и установка для получения биогаза начала извлекать вырабатываемый газ, его необходимо куда-то направлять. В случае, когда проект не предусматривает возможности использования добытого газа в качестве источника энергии, его сжигают. Факельная установка предназначена для полного (временного или периодического) сжигания биогаза. Система сгорания, выполненная из нержавеющей стали, состоит из горелки и дополнительных компонентов. Горелка, спроектированная по принципу инжекционного горения, состоит из: сопла, форсунки с системой управления подачей воздуха, патрубка противопожарной защиты, сопла и системы управления горелкой.

Установка для извлечения и сжигания биогаза серии HT спроектирована как факел с автоматическим контролем температуры выхлопных газов на уровне 1 000 ° C и временем пребывания не менее 0,3 сек. Факельная установка для сжигания биогаза запускается при получении сигнала запуска или после того, как давление достигает установленного значения, требующего факела. Автоматическое зажигание и управление включаются во время работы. Все функции управления расположены в защищенном от атмосферных воздействий шкафу управления. Факелы сери HT полностью изготовлены из нержавеющей стали и оснащены высококачественными компонентами.

Если вам нужна биогазовая установка для получения биогаза, купить или заказать проект для своего полигона вы можете в компании Conveco. Цена установки формируется из множества факторов: размеры полигона, сжигание газа или перенаправление на выработку энергии и т.д. Каждый проект по-своему уникален и индивидуален и требует тщательной проработку. Вы можете направить запрос на наш почтовый ящик [email protected] и сотрудники компании свяжутся с вами в кратчайшие сроки для уточнения деталей и составления коммерческого предложения.

Решения для активной дегазации полигонов ТБО

Биогазовые установки. Технология производства.

Биогазовые установки — это специальные агрегаты, где происходит переработка отходов в биогаз и органические удобрения. Они особенно популярны в Европе и США, в России лидером по количеству таких объектов является Белгородская область.

Покупка биогазовой установки — рациональное решение для регионов с развитым животноводством. Это выгодно с экономической и экологической точки зрения, так как позволяет добыть тепло- и электроэнергию без лишних затрат и ущерба для окружающей среды. Для переработки разного вида отходов нужна специальная установка для биогаза, купить которую вы можете у компании «Трансутилизация».

Установка для получения биогаза

Установка для производства биогаза использует навоз, силос или бытовые отходы как альтернативный источник энергии, и преобразует эту биомассу в газ путем сбраживания. Простейшая биогазовая установка состоит из реактора, куда подаются отходы с помощью насоса или загрузчика. Промышленные биореакторы дополняются перемешивающими механизмами, подогревом, газгольдером для сбора биометана, очистными установками, станциями сжижения газа, тепловыми электростанциями.

В реакторе находятся бактерии, которые перерабатывают органические отходы в биогаз. Он получается в результате брожения биологической массы. По сути, биогаз — это аналог природного газа, разница только в его происхождении. Его также можно использовать для получения тепло- или электроэнергии и производства топлива.

Существуют разные биогазовые станции. Есть модели с одноступенчатым сбраживанием нескольких видов сырья. Также есть двухступенчатые биогазовые установки — цена таких агрегатов выше, но эта технология позволяет более эффективно перерабатывать некоторые виды субстратов, например птичьего помета или спиртовой барды. Для обычного реактора такое сырье не подходит. Тут необходима специальная емкость для гидролиза, где можно регулировать кислотность среды. Это важно, так как бактерии плохо реагируют на избыток кислоты или щелочи и могут погибнуть. Без реактора для гидролиза можно перерабатывать эти субстраты только вместе с другими видами сырья. Чаще всего используют навоз или силос.

Обязательные элементы конструкции

Размеры установки и ее комплектация зависит от объемов сырья, которые планируется перерабатывать. Типичная установка для получения биогаза состоит из следующих структурных элементов:

• отсеки для приема отходов
• система для предварительной подготовки
• биореакторы, оборудованные мешалками
• тепловая система для подогрева и поддержания температуры
• очистная система
• емкости для накопления газа и сброженного субстрата
• программа для контроля хода переработки

Оснащение производственного комплекса зависит от вида и объема перерабатываемых субстратов, а также от вида и качества исходного продукта. Общая схема биогазовой установки представлена ниже.

СХЕМА РАБОТЫ БИОГАЗОВОЙ СТАНЦИИ

ПРИНЦИП РАБОТЫ БИОГАЗОВОЙ СТАНЦИИ

Установка для получения биогаза не наносит вреда окружающей среде. Реактор, где происходит брожение, полностью герметичен, его работа безопасна для людей и экологии. Получение биогаза происходит в несколько этапов:

• В перерабатывающий бункер загружают отходы разного вида. Часто смешивают твердые и жидкие, чтобы массы могла легко перекачиваться насосами. Сухое сырье иногда разводят водой для достижения оптимальной влажности 85%. Для большей эффективности к животным отходам добавляют растительные компоненты.
• Биомасса попадает в реактор и разогревается. При температуре 35-38°С бактерии активируются и начинают активно перерабатывать отходы. В результате их жизнедеятельности вырабатывается газ. Поток сырья должен быть постоянным, чтобы обеспечить микроорганизмы необходимым количеством корма. Всю эту массу периодически перемешивают, чтобы равномерно распределить бактерии в емкости. Микроорганизмы выделяют до 80% всего биогаза, производимого установкой. Оставшаяся часть метана вырабатывается в дображивателе.
• Для сбраживания птичьего помета и спиртовой барды эти субстраты смешивают с силосом или навозом или помещают в дополнительный реактор гидролиза и регулируют кислотность среды.
• Биогаз собирается в газгольдере, а затем очищается. Например, от серы газ очищают специальные бактерии, которые заселяют поверхность утеплителя, уложенного на деревянный балочный свод внутри реакторов и дображивателей. Чтобы очистить биогаз до уровня природного газа, нужно установить дополнительное дорогостоящее оборудование.
• После очистки газ отправляют в котел или электрогенератор, где он преобразуется в тепло- или электроэнергию.
• Образовавшиеся в процессе биораспада удобрения делятся на жидкую и твердую фракцию с помощью сепаратора и накапливаются в специальной емкости.

РАСЧЕТ ВЫХОДА БИОГАЗА В ГОД

Исходное качество сырья не влияет на то, как работает установка — биогаз можно получить из любого вида органики:

• навоза и птичьего помета
• отходов животноводства
• фруктового, ягодного и овощного жома
• силоса
• сточных вод
• водорослей и т.д.

При переработке тонны отходов жизнедеятельности животных добывается до 60 м³ биогаза из установки, силоса и ботвы — до 400 м³. При этом 1 м³ эквивалентен 0,8 м³ природного газа. 1 м³ продукта позволяет получить 2 кВт/ч тепловой или электрической энергии.

Объем выхода биогаза зависит от типа сырья и размера загрузки. Подробная информация о количестве метана, который вырабатывается при переработке того или иного вида отходов, представлена в таблице.

Расчет рентабельности биогазовой станции

В компании «Трансутилизация» можно купить биогазовую установку различной мощности для крупных животноводческих предприятий и небольших частных ферм. Агрегат позволяет получить из отходов тепло- и электроэнергию, топливо для автомобиля, а также высокоэффективные удобрения. Причем сырье для переработки бесплатное. Срок окупаемости цены биогазовой установки составляет около 3-5 лет.

Цена биогазовой установки зависит от ее комплектации и производительности. Стоимость рассчитывается индивидуально при обсуждении проекта.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ

Биогазовые установки в России не так распространены как в Европе. Они действуют в Московской, Белгородской области, республике Татарстан, однако, показывают хорошие результаты. Использование биогаза как альтернативного источника энергии, позволяет:

• получить новый, более дешевый источник тепло- и электроэнергии
• сократить расходы на покупку удобрений
• сократить выбросы метана в атмосферу, разгрузить свалки, очистить сточные воды

Полученной энергии хватит не только на сам производственный комплекс, но и на прилегающие населенные пункты: медицинские учреждения, детские сады, школы и жилые дома.

Оборудование для биогаза можно установить в любом регионе, однако требуется постоянная бесперебойная поставка сырья. Поэтому биогазовые установки часто размещают вблизи с фермами и в местах, где развито сельское хозяйство и животноводство. Размещать такой объект в городе не имеет смысла. Другой недостаток — это наличие примесей в газе, которые негативно влияют на металлические детали двигателя автомобиля. Из-за этого для производства топлива, требуется глубокая очистка биогаза, а это дополнительные расходы. Также станции не очень выгодно ставить в холодных регионах, так как придется тратить много энергии на подогрев реактора и поддержание оптимальной температуры.

Новые материалы:

На биогазовой станции «Актюба» завершен капитальный ремонт ферментатора №1.

Осуществлен монтаж газгольдера, ранее демонтированного для проведения демонтажа и планового обслуживания погружных мешалок, выполняющих функцию гомогенизации субстрата в ферментаторе.

Специалисты ООО "Трансутилизация" завершили ремонт дображивателя на биогазовой станции "Лучки"

При участии сотрудников ООО «Трансутилизация» завершены работы по капитальному ремонту дображивателя на биогазовой станции «Лучки».

Сотрудник ООО «ТРАНСУТИЛИЗАЦИЯ» принял участие в прямом эфире телеканала

Сотрудник ООО «ТРАНСУТИЛИЗАЦИЯ» Михайлов Максим Петрович принял участие в прямом эфире 31 телеканала Челябинска

Биогаз бытовые установки для

• Главная
• Энергия

• Солнце
• Ветер
• Вода
• Земля
• Рынок

• Домой

Домашняя биогазовая установка на органических отходах HomeBioGas

Израильский стартап разработал инновационную установку для семейного пользования, способную производить биогаз из любых органических отходов и продуктов жизнедеятельности домашних животных, а также создавать высококачественное экологичное удобрение.

Установка получила название HomeBioGas и одной из первых, воспользоваться преимуществами этой биогазовой системы получила семья, проживающая в городке среди пустыни, расположенном на Западном берегу реки Иордан, неподалеку от Иерихона. Электросеть и газопровод не доходят сюда, поэтому электричество производят с помощью солнечных панелей. Что касается производства газа, жители этого поселения полностью положились на новое устройство. Его привезли сюда несколько месяцев назад.

«Я складываю помет домашних животных в ведро. Доливаю воду и тщательно перемешиваю. Полученную смесь вкладываю в машину. Нужно подождать, пока все осядет на дно», — рассказывает жительница города.

На этом материале машина производит газ для кухонь. Одной партии достаточно, чтобы плита горела в течение двух-трех часов. Раньше жители города топили печи дровами, а для пустыни это удовольствие не из дешевых.

Система HomeBioGas поставляется в коробке в разобранном виде, а собрать ее можно своими руками за несколько часов и для этого не требуется специальных навыков. Однако для подводки газовой трубы к домашним коммуникациям всё же будет необходимо привлекать специалиста из соответствующей газовой службы. Традиционные газовые плиты могут быть легко переоснащены для использования домашнего биогаза. Для этого всего лишь необходимо демонтировать понижающую давление форсунку.

«Раньше печи очень дымили, дома закапчивались, часто стоял чад — это было даже опасно. К тому же, нужно время, пока огонь в печи разгорится. Теперь все происходит просто и быстро: достаточно повернуть вентиль, и духовка или конфорка сразу загораются», — говорит мать семейства.

В компании HomeBioGas Ltd заявляют, что в регионах, где среднесуточная температура превышает 17 C, их биогазовая система может эффективно перерабатывать до 15 литров навоза домашнего скота или помета птицы, а также до 6 литров пищевых отходов в день. При этом вырабатываемого газа будет достаточно для работы кухонной плиты на протяжении 3 часов. В качестве своеобразного «бонуса» установка производит экологически чистое и естественное жидкое удобрение для домашнего огорода.

Изготовление биогаза не является каким-то революционным изобретением. Но раньше эти устройства были слишком громоздкими и довольно сложными в эксплуатации. Эта же машина помещается в относительно небольшую коробку и складывается также, как, например, кухонный шкаф.

«Главная идея заключается в том, что когда отходы попадают в систему, это функционирует, как желудок. Фактически это и есть «желудок» — такой же, как человеческий. Внутри есть бактерии, и они начинают поглощать эти отходы. Таким образом образуется биогаз, который используется для отопления дома», — рассказывает палестинский инженер Амер Рабайа, устанавливающий эти «био-машины».

Стоит отметить, что в более прохладном климате производительность HomeBioGas снижается. Но она может применятся в тёплых и хорошо проветриваемых помещениях, таких, как теплицы. Авторы проекта также отмечают, что их домашняя газогенерационная установка стала первым компактным биогазовым конвертером, который прошел официальную сертификацию European CE и полностью соответствует всем требованиям безопасности.

«Мы нашли способ ввести нашу технологию в каждый дом. Сегодня мы знаем, что хозяйственные отходы являются источником энергии. Это меняет правила игры. Ведь, когда мы видим пользу, которую они могут принести, то осознаем: это не просто отходы. Таким образом, подход к казалось бы ненужным вещам – меняется», — рассказывает представитель компании-производителя Рон Яров.

Легкое в эксплуатации и недорогое устройство уже завоевало прочные позиции в сотнях домов региона, таких как у молодых супругов Карин и Омера. Оба являются горячими сторонниками экологического образа жизни.

Поскольку они едят только овощи, не удивительно, что под вечер каждый день у них появляется целое ведерко растительных отходов. И теперь они знают, что это — прекрасная «закваска» для биогаза. Впрочем, прежде всего их интересует еще один продукт, который тоже производится с помощью той же машины — высококачественные удобрения.

«Избыток производимого биогаза можно преобразовывать и использовать, как удобрение для деревьев и овощей», — рассказывает Омер.

На приусадебном участке можно выращивать овощи, отходы которых снова дадут необходимое топливо для машины, Омер заключает:

«Речь идет о замкнутом цикле, и для меня это очень важно. Это позволяет избежать многих неприятных домашних обязанностей: выносить мусор, думать, что сделать с отходами. Теперь мы не должны беспокоиться обо всем этом. То же самое с удобрениями: их нужно приобрести и привезти сюда. А теперь у нас все просто во дворе. Это дает ощущение удовлетворения: мы чувствуем себя причастными к тому, чтобы мир становился все лучше».

Представители израильского стартапа, говорят, что их разработка заинтересовала инвесторов. Однако, чтобы гарантировано начать коммерческое производство биогазовой установки для дома Homebiogas запустил кампанию по сбору средств на краудфандинговой платформе Indigogo. Причем проект уже можно назвать успешным, поскольку на момент написания статьи собрано более 133 тыс. долларов, что на треть превышает заявленную необходимую сумму, а до конца компании остается еще более 20 дней.

Планируется, что поставки первым бекерам будут начаты весной следующего года. Сообщается, что розничная цена Homebiogas составит $1500, а первые желающие могут сделать предзаказ по стоимости $890 за одно устройство.

А вы что думаете по этому поводу? Дайте нам знать – напишите в комментариях!