Что такое биогаз. Технологии получения биогаза.

Биогазовые установки. Технологии  получения биогаза.
Биогазовая установкаПостоянные повышения цен на газ, структурные кризисы и рыночные спекуляции на фоне политической нестабильности в газодобывающих странах и у их соседей, послужили толчком для интенсивного развития технологий получения природного газа по ускоренной технологии, с использованием бактерий и свойств отходов из разных отраслей хозяйства. За два десятилетия бурного развития биогазовая отрасль стала мощной, и инженеры разработали технически надежные и эффективно работающие биогазовые установки (БГУ). Современное фермерское хозяйство может без проблем произвести достаточное количество энергии из биоотходов децентрализовано. Сегодня в Германии функционирует более 7 000 биогазовых установок мощностью от 50 кВт/час до 2 МВт/час. Биогаз производится на биогазовых установках везде, где доступны органические отходы или энергетически ценное растительное сырье.

Что такое биогаз?

Биогаз обобщенное название горючей газовой смеси, метана и других газов, получаемой при стимулированном естественном разложении веществ органического происхождения в результате анаэробного микробиологического процесса (метанового брожения). Для того, чтобы процесс разложения не длился тысячи лет, а исчислялся днями, для жизнедеятельности нескольких видов специальных бактерий создают наиболее благоприятные условия. Температуру жизни и «питание» для бактерий готовят тщательно. Смесь веществ, которую загружают в биореактор для перерабатывания бактериями, называется биосубстрат. Биосубстрат чаще всего состоит из смеси навоза и измельченного кукурузного силоса (на фото слева).

Кукурузный силос, компонент биосубстрата для БГУ    Силос кукурузы - энергетически емкий компонент для биосубстрата

Но биогазовые установки, работающие только на навозе животных тоже существуют, это не редкость. Хотя эффективность биогазовых установок на жидком навозе меньше..

Современные биогазовые установки все больше проектируются с несколькими целями, одна из основных - утилизация бытовых органических отходов, поэтому состав биосубстрата  для БГУ подбирают индивидуально, каждому клиенту.

Образование биогаза внутри ферментера БГУПроцесс выделения биогаза происходит внутри специальных метантанков, на поверхности биосубстрата, закачанного в ферментер биогазовой установки.

Непосредственно процесс образования пузырьков и выделение биогаза можно наблюдать снаружи, через небольшое окошко в ферментере БГУ.

Маленькие пузырьки на поверхности плавно двигающегося биосубстрата, это и есть биогаз. Биогаз собирается под герметичным куполом ферментера и регулярно выкачивается оттуда воздушными насосами.

Процесс химических преобразований внутри биогазовой установки отражает такая схема:
Схема химических процессов при производстве биогаза
Биогаз это всегда смесь метана с другими побочными газами. В состав биогаза входят:

метан (CH4)

углекислый газ >(CO2)

сероводород (H2S)

аммиак >(NH3)

водород(H2)

60-70%

около 25-30%

небольшое количество


В зависимости от вида органических компонентов для биосубстрата, который использует БГУ, состав биогаза может отличаться, процентное содержание метана может быть или выше или ниже.

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.

Эквивалентом для 1м3 биогаза может быть 700 гр мазута и 1,7 кг дров.

Для сравнения:

Что дает клиенту производство и использование биогаза?

В условиях высокой стоимости энергоносителей, а с другой стороны возрастающего количества органических отходов от сельского хозяйства и от человеческой жизнедеятельности (это все возобновляемые источники энергии), биогаз выступает важным энергосодержащим продуктом, альтернативным источником энергии. Самая важная функция Биогазовой установки - это гарантированная энергетическая безопасность как отдельного производства (свинофермы, теплицы, зернохранилища), так и в масштабах небольших населенных пунктов ключевой объект жизнеобеспечения, который обеспечит полное децентрализованное снабжение электро - и тепловой энергией всех жителей. В сегодняшних кризисных условиях развития Украины альтернативная энергетика и усилия для ее развития приобретают особую важность.

Какая польза от биогазовой установки?

  1. Тепло. В рубашке охлаждения двигателя когенератора (ДВС), в котором сжигают биогаз, образуется большое количество горячей воды. Ее температура достигает 70-80ºС. Горячую воду подаваемую в коммунальные теплотрассы традиционно используют для обогрева жилых жомов, производственных помещений с людьми и животными, для обогрева и поддержания микроклимата в теплицах. Часто такой источник тепла используют для эксплуатации открытых и закрытых бассейнов.

  2. Электричество. Независимый и гарантированный источник электроэнергии. Никаких веерных отключений электричества. Сжигание газа в двигателе внутреннего сгорания приводит в действие вал электрогенератора, в результате вращения образуется электроэнергия. Из одного м3 биогаза можно выработать около 2 кВт электроэнергии.

  3. Природный газ. Технический прогресс не останавливается. Если раньше это было очень затратно и дорого, то теперь иначе.. Современные биогазовые установки все чаще оснащают модулями для полной очистки биогаза. В результате нескольких технологических операций содержание метана увеличивается до 90 %, побочные газы удаляются. Биогаз превратился в стандартный природный газ, и его можно использовать как обычно в бытовых целях (газовые котлы и плиты..)

  4. Органические удобрения. Биосубстрат, после удаления из него газа и обработки бактериями, представляет собой экологически чистые, жидкие органические удобрения лишенные нитратов, семян сорняков, болезнетворной микрофлоры. Внесение таких удобрений в почву повышает урожай, улучшает качество земли, уменьшает количество необходимого использования минеральных удобрений.

  5. Решение экологических проблем. Утилизация органических отходов жизнедеятельности человека и животных. Биогазовые установки устанавливаются на очистных сооружениях сточных вод городов, в сельской местности на фермах, птицефабриках, мясокомбинатах для обеспечения энергетической независимости, производства электроэнергии и тепловой энергии из отходов производства. Экономически эффективная утилизация навоза в больших количествах важнейший аргумент для современного интенсивного сельского хозяйства.

Производство биогаза позволяет уменьшить выбросы аммиака и метана в атмосферу, снизить потребление (а значит и их производство) минеральных удобрений, ликвидирует опасность химического загрязнения грунтовых вод.

Самым важным для экономики Украины (и любой страны) является то, что, сырье для производства биогаза в основном уже есть на предприятии, его не надо покупать. Биогаз является неизбежным побочным продуктом при переработке и утилизации органических отходов.

На чем работает биогазовая установка? - На органических отходах!

В качестве сырья для БГУ используются: сельскохозяйственные отходы (куриный помет, навоз животноводческих ферм и комплексов, продукты растениеводства (кукурузный силос)), отходы боен, отходы пищевой промышленности (барда, жом), отходы от предприятий общественного питания, содержимое городских канализаций. Затраты на производство биогаза будут связаны только с эксплуатационными расходами на оборудование и на его сервисное обслуживание. Прямая выгода будет состоять из сэкономленных средств на тепло, электроэнергию, из экономии затрат на минеральные удобрения за счет получения высококачественных органических удобрений.

При отсутствии биогазовых установок, утилизация отходов большая головная боль предприятий, большие финансовые и трудовые затраты на вывоз и захоронение отходов, а ведь использование отходов и внедренная биогазовая установка полностью решает эту проблему. БГУ может обеспечить ряд предприятий и близлежащий населенный пункт электричеством, газом и теплом.

От одной коровы можно получить около 400 - 500 м³ биогаза. При применении энергетически емких растений можно получить от 6.000 и до 12.000 (кукурузный силос/кормовая свекла) м3 биогаза с одного гектара. Из 1 м³ биогаза, в зависимости от содержания метана, можно выработать от 1,5 до 2,2 кВт электричества.

Небольшие биогазовые установки имеет смысл применять там, где есть возможность получить сырье и полностью использовать все виды полученной из биогаза энергии. Успешно применяются биогазовые установки там, где необходимо тепло, пар, электроэнергия или холод. Обычно достаточное количество сырья для биогазовых установок имеется у станций очистки сточных вод, на свалках бытового мусора, на свинокомплексах, птицекомплексах, в коровниках - это все бесплатные источники возобновляемой энергии. Эта энергия находит применение в школах, медицинских учреждениях, бассейнах, коммунальных теплоэлектростанциях, в гостиницах и общежитиях, на заводах и фабриках.

Как показывают исследования, проведенные Европейской комиссией, развитие биогазовой энергетики решает комплексные проблемы инфраструктуры и занятости в сельских районах, повышает качество жизни в небольших населенных пунктах. Кроме этого, внедрение биогазовых технологий способствует развитию энергетической инфраструктуры села, что положительно сказывается на уровне жизни сельского населения.

Биогазовые установки сделают Вас экономически независимыми!

Если Вы раздумываете над вопросами альтернативных источников энергии или решили купить биогазовую установку, звоните нашим специалистам. Мы ответим на все Ваши вопросы и подготовим коммерческое предложение.

Контакт