Сырьё для получения биогаза
Сырьё для получения биогаза
Биогаз – общее название горючей газовой смеси, получаемой при разложении органических субстанций в результате анаэробного микробиологического процесса (метанового брожения). Его основные компоненты: метан (СН4) – 55-65% и углекислый газ (СО2) – 35-45%, а также в очень малых количествах, около 1%, другие газы, например – водород (H2) и сероводород (Н2S). Средняя теплота сгорания биогаза, содержащего около 60% метана, равна 22МДж/м3. Поскольку горючая часть биогаза состоит из метана (температура воспламенения метана около 645°С), его причисляют к семейству природных газов.
В зависимости от биомассы используемой для производства биогаза можно выделить следующие его виды:
1. Газ метантенков, получаемый на городских канализационных очистных сооружениях (БГ КОС);
2. Биогаз, получаемый в биогазовых установках при сбраживании отходов сельскохозяйственных производств (БГ СХП);
3. Биогаз, получаемый на полигонах отходов, содержащих органические компоненты (БГ ТБО).
Для производства биогаза пригодно большинство отходов пищевой промышленности и сельского хозяйства, а также специально выращенные энергетические растения. Биогазовые установки могут работать как на моно-сырье, так и на смеси.
Органические отходы, пригодные для производства биогаза:
• навоз
• птичий помёт
• зерновая и меласная послеспиртовая барда
• пивная дробина
• свекольный жом
• фекальные осадки
• отходы рыбного и забойного цеха (кровь, жир, кишки, каныга)
• трава
• бытовые отходы
• отходы молокозаводов — соленая и сладкая молочная сыворотка
• отходы производства биодизеля — технический глицерин от производства биодизеля из рапса
• отходы от производства соков — жом фруктовый, ягодный, овощной
• виноградная выжимка
• водоросли
• отходы производства крахмала и патоки — мезга и сироп
• отходы переработки картофеля
• производства чипсов — очистки, шкурки, гнилые клубни, кофейная пульпа
Тип сырья
Выход газа, м3 на тонну сырья
Навоз коровий
38-52
Навоз свиной
52-88
Помет птичий
47-94
Отходы бойни
250-500
Жир
1300
Барда послеспиртовая
50-100
Зерно
400-500
Силос, ботва, трава, водоросли
200-400
Молочная сыворотка
50-80
Свекольный и фруктовый жом
40-70
Глицерин технический
400-600
Дробина пивная
130-150
Биогазовая станция (Биогазовая установка) – это комплекс оборудования по переработке органических отходов с производством удобрений и биогаза, который используется в энергоустановках для выработки электроэнергии и тепла. Работу станции можно разделить на два технологических процесса:
• Анаэробное метановое брожение отходов для получения биогаза.
• Сжигание биогаза в энергетической установке для получения электрической энергии и тепла.
Анаэробное метановое брожение отходов - это разложение биомассы до простейших составляющих с получением метана, двуокиси углерода и воды под воздействием трёх видов бактерий. В цепочке питания последующие бактерии питаются продуктами жизнедеятельности предыдущих. Первый вид — бактерии гидролизные, второй — кислотообразующие, третий — метанообразующие. В производстве биогаза участвуют не только бактерии класса метаногенов, а все три вида.
Газ метантенков городских канализационных очистных сооружений характеризуется более стабильным составом. Содержание основного горючего компонента – метана – на разных очистных сооружениях изменяется от 60 до 65% по объему. Более значительные колебания состава газа наблюдаются при переработке отходов сельскохозяйственного производства, при этом в газе присутствует некоторое довольно значительное количество сероводорода. Поэтому перед использованием требуется очистка газа от H2S.
Процессы образования первых двух видов биогаза протекают в стационарных устройствах. Технологические параметры процесса (расход и влажность субстрата, температура брожения, длительность сбраживания) более или менее управляемы. Иная ситуация наблюдается на полигонах и свалках отходов, где биологическое разложение слоев мусора происходит с течением времени (пригодный к использованию биогаз образуется примерно через 10-15 лет), причем процесс газообразования неуправляем. Для сбора газа бурятся скважины или газовые колодцы. Конструкция и способ эксплуатации скважины, содержание влаги в толще отходов оказывают дополнительное влияние на состав газа. Содержание метана в газе может изменяться в широких пределах (35-80 %). Помимо метана и балластных азота и углекислого газа могут присутствовать сернистые соединения, меркаптаны, галогенсодержащие соединения, ароматические углеводороды (всего более 100 компонентов).
В среднем 1 тонна навоза или другой биомассы, подвергаемой метановому сбраживанию, дает около 500 м3биогаза, что эквивалентно 350 л бензина, иногда дают отдельные цифры выхода биогаза из навоза (200–300 м3) и растительной биомассы (300–630 м3). В целом выход биогаза из разного сырья сильно колеблется
Теплотворная способность биогаза 22-24 МДж/м3, или 5500 ккал/м3. Один кубометр биогаза эквивалентен 0,6 м3 природного газа, 0,7 л мазута, 0,4 л бензина, 3,5 кг дров.