Поиск

Партнеры

Рассылка

E-Mail

Партнеры

Биогаз. Производство биогаза. Часть 2.

Часть 2

Продолжение. Начало статьи смотреть здесь: Часть 1

Экологический аспект в использовании биогаза

Производство биогаза позволяет предотвратить выбросы метана в атмосферу. Метан оказывает влияние на парниковый эффект в 21 раз сильнее, чем смесь СO2, и находится в атмосфере до 12 лет. Захват и ограничение распространения метана - лучший краткосрочный способ предотвращения глобального потепления. Вот где на стыке исследований выявляется еще одна, мало исследования пока область науки.

Переработанный навоз, барда и другие отходы применяются в качестве удобрения в сельском хозяйстве. Это позволяет снизить применение химических удобрений, сокращается нагрузка на грунтовые воды.

Производство биогаза

Различают промышленные и кустарные установки.

Промышленные установки отличаются от кустарных наличием механизации, систем подогрева, гомогенизации, автоматики. Наиболее распространенный промышленный метод - анаэробное сбраживание в метантенках.

Надежная биогазовая установка должна иметь необходимые части:

  • емкость гомогенизации;
  • загрузчик твердого (жидкого) сырья;
  • непосредственно реактор;
  • мешалки;
  • газгольдер;
  • система смешивания воды и отопления;
  • газовая система;
  • насосная станция;
  • сепаратор;
  • приборы контроля;
  • система безопасности.

Особенности установки по производству биогаза

В промышленной установке отходы (сырье) периодически подаются с помощью насосной станции или загрузчика в реактор. Реактор представляет собой подогреваемый и утепленный железобетонный резервуар, оборудованный миксерами.

В реакторе «живут» полезные бактерии, которые питаются отходами. Продуктом жизнедеятельности бактерий является биогаз. Для поддержания жизни бактерий требуется подача корма - отходов, подогрев до 35 °С и периодическое перемешивание. Образующийся биогаз скапливается в хранилище (газгольдере), затем проходит систему очистки и подается к потребителям (котел или электрогенератор). Реактор работает без доступа воздуха, практически герметичен и неопасен.

Для сбраживания некоторых видов сырья в чистом виде требуется особая двухстадийная технология.

К примеру, птичий помет, спиртовая барда не перерабатываются в биогаз в обычном реакторе. Для переработки такого сырья необходим дополнительно реактор гидролиза. Он позволяет контролировать уровень кислотности, таким образом, бактерии не погибают из-за повышения содержания кислот или щелочей.

Знаковые факторы, влияющие на процесс брожения:

  • температура;
  • влажность среды;
  • уровень pH;
  • соотношение С: N: Р;
  • площадь поверхности частиц сырья;
  • частота подачи субстрата;
  • замедляющие реакцию вещества;
  • стимулирующие добавки.

Применение биогаза

Биогаз используют в качестве топлива для производства электроэнергии, тепла или пара или в качестве автомобильного топлива. Биогазовые установки могут использоваться как очистные сооружения на фермах, птицефабриках, спиртовых заводах, сахарных заводах, мясокомбинатах и как частный случай могут заменить даже ветеринарно-санитарный завод, где падаль может утилизироваться в биогаз вместо производства мясокостной муки.

Развивающиеся страны

В Индии, Вьетнаме, Непале и других странах строят малые (односемейные) биогазовые установки. Получаемый в них газ используется для приготовления пищи.

Больше всего малых биогазовых установок находится в Китае - более 20 млн (на конец 1990-х). Они производят около 7 млрд м3 биогаза в год, что обеспечивает топливом примерно 60 млн жителей сельских территорий. Применение биогенераторов в Китае позволяет заменить 10,9 млн т условного топлива.

В Индии с 1981 до 2010 года было установлено 4,2 млн малых биогазовых установок.

В Непале существует программа поддержки развития биогазовой энергетики, благодаря которой в сельской местности еще к концу 2009 года было создано более 100 тысяч малых биогазовых установок.

Автомобильный транспорт

Автомобильные концерны Volvo и Scania производят автобусы с двигателями, работающими на биогазе; такие автобусы активно используются в городах Швейцарии: Берне, Базеле, Женеве, Люцерне и Лозанне. По прогнозам Швейцарской Ассоциации газовой индустрии, к 2012 году 15% автотранспорта Швейцарии будут работать на биогазе.

Муниципалитет Осло еще в начале 2009 года перевел на биогаз 80 городских автобусов из-за более приемлемой стоимости топлива и экологической безопасности. Стоимость биогаза в Европе составляет до 0,6 евро за литр - в бензиновом эквиваленте.

Потенциал использования биогаза в промышленных целях

По данным на конец 2010 года, Россия ежегодно накапливает до 300 млн т в сухом эквиваленте органических отходов: 250 млн т в сельскохозяйственном производстве, 50 млн т в виде бытового мусора. Эти отходы могут стать сырьем для производства биогаза. Потенциальный объем ежегодно получаемого биогаза, при соответствующей программе его использования, может составить 90 млрд м3. Как долгосрочная перспектива использование биогаза может существенно снизить тарифы на услуги ЖКХ; хотя сегодня даже в крупных российских городах-мегаполисах - сие скорее из области мечтаний. О деревне и говорить нечего: сделать биогазовую установку совсем не сложно, но массовое изготовление на селе упирается в административные барьеры, один из которых немаловажный - безопасность окружающих людей. Покупать же готовые промышленные биогазовые станции сегодня под силу только крупным предприятиям и очень обеспеченным гражданам.

Тем не менее, в мире биогазовым установкам дан «зеленый свет». К примеру, в США выращивается около 9 млн коров. Биогаза, получаемого из их навоза, достаточно для обеспечения топливом 1 млн автомобилей (если бы все они были оснащены соответствующими газовыми системами).

Среди промышленно развитых стран ведущее место в производстве и использовании биогаза по относительным показателям принадлежит Дании - биогаз занимает до 18% в общем энергобалансе страны. В Западной Европе не менее половины всех птицеферм отапливаются биогазом.

По количеству средних и крупных установок ведущее место занимает Германия - 8000 тыс. шт. На перспективу потенциал биогазовой индустрии Германии к 2030 году (по планам) оценивается в 100 млрд кВт·ч электроэнергии, что будет составлять около 10% от потребляемой страной энергии.

Дата: 23.07.2014