Bioplynová technologie výroby z odpadu | Transutilizace

Zemní a syntetický zemní plyn patří mezi hlavní světové zdroje energie. Moderní trendy ve vývoji teplárenského komplexu, klimatické změny a rostoucí ceny zemního plynu však vyžadují nové a alternativní zdroje energie. Věda nestojí na místě, často umožňuje využívat nestandardní způsoby získávání energie. V tomto článku se budeme zabývat perspektivami bioplynu a biosyntetického plynu získaného z biomasy a také jejich (bioplyn a bio-LPG) charakteristikami. Nejprve si ujasněme terminologii. Bioplyn je plyn získaný přírodními procesy, uměle „opakovaný“ v průmyslovém měřítku, zatímco biosyngas (syngas, syntézní plyn) je plyn získaný jako výsledek biochemických reakcí. Bioplyn a biosyntetický plyn jsou univerzální. Lze je využít k výrobě elektřiny, tepla a jako biopalivo (biometan). Surovinou pro bioplyn jsou organické odpady (komunální, průmyslové, zemědělské), čistírenské kaly, hnůj a hnojiva, dřevo, energetické plodiny, zemědělský odpad, siláž atd. anaerobní trávení. Dřevní biomasa, včetně uhlí, není pro tento konkrétní proces vhodná kvůli vysokému obsahu ligninu, polymeru přírodního původu, ale lze ji využít k výrobě biosyntetického plynu. termochemické zplyňování. Výroba bioplynu z organického odpadu anaerobní digescí je ekonomičtější ve srovnání s výrobou biosyntetického plynu zplyňováním. Přibližné náklady na sadu zařízení na výrobu bioplynu o objemu až 7500 nm 3 /h anaerobní digescí dosahují 5000 USD. K výrobě biometanu z biomasy (methanace) je zapotřebí dalších až 2600 USD za každý nm 3 /h. Výroba biosyngasu může stát až 20 USD za GJ. Pokud se zpracuje také na syntetický zemní plyn (SNG) (metan), kapitálová investice se zvýší o dalších 25 %. Tyto ceny jsou přibližné a platí pro rok 2013. V příštích 10-15 letech se může požadovaná investice do výroby zvýšit o 10-15%.

Výroba bioplynu z biomasy

Proces anaerobní digesce je mikrobiologický proces rozkladu biomasy v bioreaktorech za nepřítomnosti kyslíku, jehož výsledkem je tvorba bioplynu a vyhnilého kalu, který je následně využíván jako organické hnojivo. Tento proces se skládá z hydrolýzy, acidogeneze, acetogeneze a methanogeneze. V poslední fázi se tvoří metan. Hlavními ukazateli, které ovlivňují cenu výroby, jsou teplota trávení (mezofilní aerobní rozklad při 30-45ºC, termofilní aerobní rozklad při 50-60ºC), hodnota pH (pH 6,5-8), udržování stálého míchání pracovního prostředí, přítomnost biogenních látek (poměr organického uhlíku k dusíku 20-30), doba zdržení (až 20 dní nebo více v závislosti na teplotě), přítomnost toxických látek ve výchozím materiálu. K rozkladu může docházet také u látek s vysokou (koncentrace sušiny 5–15 %) a nízkou (více než 15 %) vlhkostí: první možnost vyžaduje méně investic, zatímco druhá možnost vyžaduje nižší provozní náklady a má vyšší produktivitu plynu na jednotku suroviny.

Bioplyn z rostlinných zbytků

Existuje i třetí, méně obvyklá možnost – výroba bioplynu z rostlinných zbytků, kdy dochází k tzv. pasivní (přirozené) anaerobní digesci. Využití této metody má omezení zejména v rozvojových zemích kvůli vysokému zatížení životního prostředí. Ale díky implementaci Kjótského protokolu a mechanismu čistého rozvoje* lze omezení zrušit. Srovnávací tabulka charakteristik bioplynu a zemního plynu

Tabulka poměrů některých druhů biomasy a objemu vyrobeného bioplynu

Výroba biosyngasu, mimo jiné z uhlí

Biosyntetický plyn se získává tepelným zplyňováním různé biomasy obsahující uhlík. Během procesu zplyňování dochází k tvorbě syntetického plynu, sloučenin vodíku a oxidů/oxidů uhlíku. Tato metoda je známá již dlouhou dobu: poprvé se začala používat na konci 1921. století, v Německu se hojně používala během druhé světové války a v roce 400 byl patentován první generátor plynu s fluidním ložem. V závislosti na poměru vodíku a oxidů uhlíku za působení katalyzátorů lze biosyngas využít jak pro průmyslové účely v různých chemických procesech, pro výrobu metanu a výrobu metanolu a čpavku, tak pro výrobu biopaliv, různých chemikálií a elektřiny. Proces zplyňování uhlí probíhá v reaktorech, kde proces pyrolýzy probíhá nejprve při teplotách nad 800°C. V důsledku toho se tvoří těkavé látky obsahující vodík, pryskyřice, fenolové a uhlovodíkové páry. Dále se zuhelnatělá látka zplyňuje při teplotě 1800-70°C za vzniku syntézního plynu s vysokým obsahem vodíku a uhlíku. Koeficient přeměny energie v důsledku zplyňování uhlí je 80-XNUMX%. Náklady na výrobu biosyngasu závisí na složení závodu, zda je součástí podniku vyrábějícího např. čpavek nebo pouze syntézní plyn, na požadavcích na jeho složení a komplexu zařízení. Souhrnná tabulka charakteristik syntetického zemního plynu a syntézního plynu z uhlí o výhřevnosti 20700 – 27300 kJ/kg

Biometan

Biometan se vyrábí z bioplynu a syntézního plynu metanací, který se používá v rozvodných sítích plynu nebo jako biopalivo. Tento proces zahrnuje odstraňování oxidů uhlíku ze vstupního plynu bohatého na vodík. Mezi technologie, které se k tomu používají, patří mokré čištění plynu, aminové praní, mechanické čištění organickými rozpouštědly a adsorpce pomocí tlakového cyklování. A kryogenní výrobní metody se používají ke zkapalnění metanu. Výroba biometanu začala v 80. letech 1984. století v jednom z největších průmyslových závodů, který se nachází v Severní Dakotě (USA) a funguje od roku XNUMX. Závěry Účelem této recenze nebyl detailní popis technické stránky procesu získávání bioplynu a syngasu, ale pouze exkurz do tohoto tématu z pohledu perspektiv využití těchto druhů paliv a jejich vlastností. Na základě analýzy můžeme s jistotou dojít k závěru, že maximální výrobní potenciál je zaznamenán právě pro výrobu biosyngasu, což již potvrzuje široká distribuce továren a podniků na jeho výrobu. *Závazky rozvinutých zemí a zemí s transformující se ekonomikou snížit emise skleníkových plynů do atmosféry Podle materiálů: Program analýzy systému energetických technologií: Výroba bioplynu a biosyngasu, Program analýzy systému energetických technologií: Výroba syngasu z uhlí

Bioplyn jako alternativní zdroj energie pomáhá přeměňovat odpad s využitím vlastností přirozeného rozkladu. Jakýkoli zemědělský odpad je vhodný k recyklaci.

Co je to bioplyn?

Bioplyn je druh biopaliva, které přirozeně vzniká při rozkladu organického odpadu. Při vystavení kyslíku se biologický odpad rozkládá a uvolňuje směs plynů. Jedná se především o metan a oxid uhličitý. Výroba bioplynu je možná pouze v anaerobním prostředí, tedy tam, kde je přítomen kyslík, a proto se tento proces nazývá „anaerobní digesce“. Jde o přirozenou formu přeměny odpadu na energii, kde se fermentace používá k rozkladu organické hmoty.

Složení bioplynu a jeho kvalita

Bioplyn se skládá převážně z metanu (55-80 %), oxidu uhličitého (20-45 %) a nečistot sirovodíku, čpavku, oxidů dusíku a fosforu (méně než 1 %). Kvalita plynu se posuzuje podle obsahu metanu. Při hloubkovém čištění může bioplyn obsahovat více než 90 % metanu, což není horší než kvalita zemního plynu.

Bioplyn jako zdroj energie není nejúčinnější, je lepší než uhlí, palivové dřevo, ropa a její deriváty. Je však mnohem lepší než rašelinové brikety a sláma. Tepelná energie bioplynu při spálení jednoho metru krychlového odpovídá 0,7 litru topného oleje, 1,5 kilogramu suchého palivového dřeva nebo dřevního odpadu.

SUROVINY PRO VÝROBU BIOPLYNU

Pro výrobu bioplynu je vhodný jakýkoli potravinový, rostlinný a živočišný odpad. Nejčastěji používané suroviny jsou:

• prasečí, kravský nebo drůbeží hnůj
• odpad z jatek
• odpady z pivovarů, lihovarů nebo cukrovarů
• dřeň ze zeleniny, bobulí nebo ovoce
• řasy
• zkažené obilí
• silo atd.

Bioplyn je výhodné vyrábět z hnoje v blízkosti velkých komplexů hospodářských zvířat s vysokou obrátkou. Je to také vynikající řešení pro zpracování odpadu pro drůbežárny, cukrovary, pivovary a farmy.

PROCES VÝROBY BIOPLYNU

Nejjednodušší bioplynová stanice se skládá z reaktoru, kde se vyrábí bioplyn. Jedná se o izolovanou nádrž, kde je trvale udržována vysoká teplota. Více o bioplynové stanici se dozvíte zde.

Biomasa se přivádí do reaktoru a bakterie uvnitř ji zpracovávají na bioplyn. Pro zpracování se používají 3 typy bakterií:

• hydrolytický
• kyselinotvorný
• metanotvorné

Aby bakterie aktivně zpracovávaly biomasu, je nutný stálý přísun surovin, teplota 35-38 °C a pravidelné míchání. Za těchto podmínek začíná proces anaerobní fermentace. Výsledkem je bioplyn a hnojiva. Bioplyn se shromažďuje pod kopulí reaktoru a poté se přečerpává do speciálních nádrží pro následné čištění. Přečtěte si více o metodách výroby bioplynu zde.

Produktivita procesu výroby bioplynu

Výroba bioplynu jako alternativního zdroje energie je výhodná pro všechny: investory, farmy i stát. Bioplynová stanice umožňuje plně zpracovat odpad a přeměnit ho na energii a palivo. Vyrobený bioplyn lze využít k výrobě elektřiny nebo tepla. Navíc se zpracováním získávají vysoce účinná hnojiva. To umožňuje zásobovat osadu, v jejíž blízkosti se výrobní komplex nachází, teplem a elektřinou, stejně jako zásobovat místní farmy rostlinnými hnojivy. Pro stát je to příležitost jak snížit zátěž rozpočtu, ale i zvýšit prestiž zemědělství.

Energie z bioplynu se vyrábí ve velkém množství a stačí k zajištění tepla a elektřiny jak pro samotný podnik, tak pro blízké obydlené oblasti. Kromě toho jsou suroviny pro zpracování zdarma, což činí takové komplexy velmi účinnými. Technologie nevyžaduje velké investice a rozsáhlou výstavbu. Doba návratnosti je 3-5 let. Množství vyrobeného bioplynu přímo závisí na surovinách použitých ke zpracování. Orientační výtěžnost plynu z jednotlivých druhů surovin je uvedena v tabulce.

Kde se dnes bioplyn využívá?

Hlavní výhody bioplynu

• Omezte skládkování, protože veškerý škodlivý organický odpad lze recyklovat
• V důsledku zpracování je možné získat teplo a elektřinu, zkapalněný plyn
• Bezodpadová výroba – po fermentaci se hmota stává hnojivem
• Ke zpracování je vhodná jakákoli organická surovina: hnůj, potravinářský odpad, mršina, odpadní voda, siláž
• Suroviny na zpracování nikdy nedojdou

• Pro použití bioplynu jako paliva pro automobily je nutné jej vyčistit od nečistot, což je poměrně nákladný postup.
• V chladném klimatu je nutné reaktor neustále zahřívat, aby bakterie neuhynuly
• Při skladování výbušného plynu jsou nutná zvláštní bezpečnostní opatření.

První bioplynové stanice se začaly vyrábět v polovině 1960. století. V 15. letech XNUMX. století začaly Indie a Čína vyvíjet malé jednotky pro farmáře, aby pomohly zajistit dostupné palivo pro některé oblasti. Za posledních XNUMX let začalo mnoho evropských zemí aktivně využívat bioplynové stanice. Německo zaujímá vedoucí pozici ve využívání alternativních zdrojů energie. Bioplyn tam a v řadě dalších evropských zemí můžete dokonce koupit na čerpacích stanicích. Obyvatelé Německa, Holandska a Belgie využívají bioplyn k vaření, doplňování paliva do elektrických generátorů a k vytápění kotlů.

V Rusku jsou stále upřednostňovány tradiční zdroje energie, ale přibývá bioplynových komplexů. Společnost Transutilization může objednat instalace různých kapacit pro velké chovatelské podniky a malé soukromé farmy. Již provozované bioplynové stanice naší společnosti jsou prezentovány v sekci „MAPA PROJEKTŮ“.

použití, je, plyn, tlak, nutné, vytápění, čas, vzduch, režim, výpočet, práce, náklady, kg, životní prostředí, domácnost, dva, princip, hladina, komentáře, články, potrubí, mošt, návrhy, srážky, malý, má, čerpadlo, typ, zatížení, pod, například, případ, zvýšení, pracovník, náklady, závislosti, utěsněný, většina, účinnost, tok, problém, obsahuje, způsob, velký, existuje, pak, domácnost, expozice, chemikálie, oblast , vyčistit, umístit, nainstalovat, povrch, atmosféra, vůně, síť, moderní, přístup, redukce, tři, lidé, plný, jiný, účely, požadavky, pravidla, výběr, nejlepší, články, výběr, pozornost, bioreaktor, kapacita, biometan , méně, míchání, spalování, půda, dostatek, elektrický, kapalný, topení, vlastnosti, obnovitelný, vyšší, životně důležitá činnost, zařízení, energie, průmyslový, vstupy, krávy, fáze, zbytky, fekální, tvorba, příprava, údržba, solární, emise, několik, potřeby, přidělení, účet, obecný, vybudovat, současnost, nutnost, daný, hodnota, maximum, vyrobit, pole, přidat, poskytuje, definice, páry, vzít v úvahu, další, další, shromáždit, připraven, praxe, dostupnost, jiný, zahrnuje, akce, projít, komunikace, dny, je, biomasa, použití, použití, systém, instalace, kg, vytápění, teplo, nezbytný, technologie, čas, palivo, práce, práce, práce

Nové materiály:

Mini bioplynové stanice

Kromě výstavby průmyslových bioplynových stanic určených k využití stovek tun odpadu denně nabízíme také dodávky malých bioplynových stanic s kapacitou od několika kg do několika tun denně. Instalace takových zařízení dokáže uspokojit potřeby malých farem, ekohotelů a soukromých domácností při výrobě vlastního plynu pro vaření a vytápění. Bioplynové stanice jsou dodávány s podrobným návodem k uvedení do provozu a jsou připraveny k použití. Je dokonce možné (přímo) využívat odpad z toalet. Cena instalace závisí na objemu a konfiguraci, ale zůstává dostatečně dostupná pro použití i soukromými domácnostmi. Naše společnost nabízí k prodeji mini bioplynové stanice pro domácí použití, pro farmy a další spotřebitele. Objem fermentační nádrže je od 1,5 do 5,1 metrů krychlových.

Bioplyn na RENWEX 2024

Organická část tuhého komunálního odpadu je vynikající surovinou pro výrobu bioplynu.

K tomuto závěru dospěli specialisté společnosti Transutilization LLC po dokončení laboratorního experimentu zaměřeného na studium objemu, složení a dynamiky produkce bioplynu z vybraných vzorků organické části odpadu TKO.