Биогазовые установки в России, страница 9

На Ганноверской выставке отмечен 1,5 МВт модуль типа J420GS для блок-ТЭЦ фирмы Jenbacher с КПД до 44%, для которого разработан способ для очистки выхлопных газов с температурой 800°С от несгоревших углеводородов, окиси углерода. Двигатели фирмы могут работать без катализатора на биогазе или газе из очистки сточных вод. При этом их мощность снижается до 1,2 МВт по сравнению 1,5 МВт на природном газе. Фирма Vöhler & Ziegler GnbH представила силоксановый очиститель для сжигания газа от очистки сточных  вод, использующий диоксид кремния. Фирма 2G Energietechnik разработала компьютерную систему для визуализации процесса горения биогаза, а фирма Solo Stirling представила газовые двигатели Стирлинга для блок – ТЭЦ мощностью 9 кВт.

Биогаз

Биогаз является возобновляемым источником энергии. Этим термином обозначают газообразный продукт, получаемый в результате анаэробной, то есть происходящей без доступа воздуха, ферментации (сбраживания) органических веществ самого разного происхождения.

Биогаз - смесь газов. Его основные компоненты: метан (CH₄) - 55 - 70%, углекислый газ (СО₂) - 28 - 43%, в также в очень малых количествах азот (N₂), кислород (О₂), водород (Н) и сероводород (H₂S). Биогаз даёт пламя синего цвета без запаха, горит без дыма. Теплотворная способность биогаза 20-25 МДж/м³. 1м³ эквивалентен 0,7-0,8 кг условного топлива. Объёмная теплота сгорания определяется в основном содержанием  метана. Из всех газов метан имеет самую высокую температуру воспламенения – около 645 ⁰С

Биогаз успешно применяется как топливо. Его можно сжигать для получения тепла, использовать в холодильных установках абсорбционного типа, инфракрасных излучениях и автотракторных двигателях.

Энергия 1м³ биогаза с 56% содержанием СН₄ (20,0 МДж/м³) без учёта КПД эквивалентна энергии 0,60 м³ природного газа или 0,44 кг пропана или 0,47 кг котельного топлива или 0,56 л дизельного топлива.

Производство биогаза

В любом крестьянском хозяйстве в течение года собирается значительное количество навоза, ботвы растений, различных отходов. Обычно после разложения их используют как органическое удобрение. Однако мало кто знает, какое количество биогаза и тепла выделяется при ферментации. А ведь эта энергия тоже может сослужить хорошую службу сельским жителям.

В среднем 1 кг сухого органического вещества, биологически перебродившего на 70%, производит приблизительно 0,8-1,0 м³ биогаза.

Поскольку разложение органических отходов происходит за счёт деятельности определенных типов бактерий, существенное влияние на него оказывает окружающая среда. Так, количество вырабатываемого газа в значительной степени зависит от температуры: чем теплее, тем выше скорость и степень ферментации органического сырья. Именно поэтому, вероятно, первые установки для получения биогаза появились в странах с теплым климатом. Однако применение надежной теплоизоляции, а иногда и подогретой воды позволяет освоить строительство генераторов биогаза в районах, где температура зимой опускается до -20°.

Также на получение биогаза влияют такие факторы как: продолжительность брожения, конструкция установки, размер и содержание твёрдых веществ, количества загрузки, интенсивности перемешивания, соотношение углерод – азот.

Существуют определенные требования и к сырью: оно должно быть подходящим для развития бактерий, содержать биологически разлагающееся органическое вещество и в большом количестве воду.

Желательно, чтобы среда была нейтральной и без веществ, мешающих действию бактерий: например, мыла, стиральных порошков, антибиотиков.

Для получения биогаза можно использовать растительные и хозяйственные отходы, навоз, сточные воды и т. п.

В процессе ферментации жидкость в резервуаре имеет тенденцию к разделению на три фракции.

Верхняя - корка, образованная из крупных частиц, увлекаемых поднимающимися пузырьками газа, через некоторое время может стать достаточно твердой, и будет мешать выделению биогаза.