НовостиТехнология получения и использования биогаза
Развитие экономики сегодня чрезвычайно зависимо от уровня развития энергетики и стоимости энергетических ресурсов, запасы которых не бесконечны. Неудивительно, что все большее внимание привлекают технологии, позволяющие получать различные виды энергии из возобновляемых источников. Особенно важно это для сельскохозяйственных предприятий, которые в наших климатических условиях оказываются в заведомо проигрышном положении по сравнению с аналогичными предприятиями, находящимися в странах с более мягким и теплым климатом.
Биогазовые установки – восходящий тренд энергетики
Все большую популярность у жителей сельских районов и небольших городов приобретают биогазовые установки, позволяющие получать тепловую и электрическую энергию путем переработки органических отходов. Сырьем для этих установок могут служить самые разнообразные вещества: отходы пищевых производств, опилки, солома, навоз крупного рогатого скота, птичий помет и даже органические бытовые отходы, которые обычно вывозятся на свалку. Переработка этого сырья в биогаз позволяет решить две, а зачастую даже три проблемы:
- получать дешевую тепловую и электрическую энергию;
- утилизировать отходы, избегая загрязнения ими окружающей среды;
- получать органическое удобрение для нужд сельского хозяйства.
В современном мире насчитывается около шестидесяти различных видов установок по переработке органических отходов в биогаз. Принцип работы большинства биогазовых станций примерно одинаков, разница только в конструктивных деталях, зависящих от вида перерабатываемого сырья. Переработка происходит в два этапа. На первом этапе из органического сырья методом анаэробного сбраживания получают биогаз, а на втором биогаз сжигается в генераторной установке, а полученная тепловая энергия используется для отопления помещений и/или для выработки электрической энергии.
Получение биогаза
Для того чтобы получить биогаз, органические отходы закладывают в герметичную, стойкую к коррозии емкость, предварительно гомогенизировав и добавив воды при необходимости. Емкость, в которой происходит процесс анаэробного брожения, называют ферментером, метатанком или анаэробной колонной (за характерную цилиндрическую форму). Содержимое цистерны подогревается до температуры, комфортной для жизнедеятельности анаэробных бактерий. В холодное время года на это расходуется до 15–20% тепловой энергии, которую вырабатывает установка, а в теплое 3–5% получаемой энергии.
Брожение происходит при достаточно высокой температуре (40–60 градусов Цельсия), в нем участвуют специально для этого выведенные штаммы анаэробных бактерий, деятельность которых регулируется коферментами и условиями, создаваемыми в емкости. Способствует активному брожению постоянное перемешивание гомогенизированных отходов, препятствующее расслаиванию и заставляющее бактерии перерабатывать максимальное количество отходов.
В процессе брожения отходы разлагаются с выделением биогаза, значительную долю в котором составляет метан, и твердого остатка, который является прекрасным органическим удобрением и вывозится на поля окрестных хозяйств. Биогаз поступает в газгольдер, где проходит очистку, после чего либо закачивается в емкость для хранения, либо поступает в газогенераторный блок для дальнейшей переработки в тепловую и электрическую энергию.
Технологические узлы биогазовых станций
Простейшая биогазовая установка, производящая только тепловую энергию, включает в себя следующие устройства:
- измельчитель сырья или гомогенизатор, оборудованный разбрызгивателем воды;
- устройство для загрузки подготовленного сырья;
- анаэробные колонны с мешалками;
- газгольдеры с очистной установкой;
- газовый отопительный котел для нагрева воды;
- насосную станцию для подачи нагретой воды в отопительную систему;
- сепаратор для отжима излишков воды из биоудобрения;
- электронную систему управления и контроля.
Для того чтобы, помимо тепловой, получать и электрическую энергию, необходимо в базовый состав биогазовой станции ввести газогенератор требуемой мощности. Анаэробные колонны обычно располагаются отдельно от остальных блоков установки, поскольку этого требуют технологические нормы и требования безопасности.
Экономический эффект использования биогазовой установки
Использовать биогазовые установки выгодно в тех случаях, когда имеется достаточное количество сырья для переработки, причем утилизация этого сырья иным способом слишком затратна и/или приводит к значительному загрязнению окружающей среды. Немаловажным фактором является потребность в тепловой и электрической энергии близлежащих промышленных объектов или жилых зданий.
Чаще всего энергия, полученная путем переработки отходов птицефабрики, свинофермы и т. п., используется для обогрева и освещения этих объектов. Излишки энергии могут быть потрачены на отопление и освещение других объектов, поэтому поблизости от установки выгодно строить, к примеру, тепличное хозяйство, которое будет использовать, помимо энергии, выработанные в процессе сбраживания удобрения.
Проектирование и строительство биогазовых станций осуществляется хотя и по единому образцу, но с учетом индивидуальных особенностей каждого объекта: количества отходов, предоставляемых для переработки, потребности в тепловой и электрической энергии близлежащих объектов, наличия потребителей тепловой и электрической энергии, а также других факторов, значимых для данной ситуации.