Биогазовая установка для предприятия: Биогазовая установка: принцип действия, плюсы, минусы

Разное

Содержание

Биогазовые установки. Работа и устройство. Биогаз и применение

Потребление энергии в современном мире постоянно растет, и сырьевые ресурсы истощаются. Поэтому человек все активнее использует в повседневной жизни альтернативные виды топлива, такие как энергия солнца, ветра, воды. Ежегодно в мире производятся и накапливаются тонны биологических отходов, на утилизацию которых уходят большие средства. Но теперь появилась технология, которая позволяет перерабатывать биоотходы (прежде всего, навоз) и получать экологически чистое топливо — биогаз. Эти технологии положили начало развитию новой отрасли — биоэнергетики. Для производства экологического газа используются специальные агрегаты — биогазовые установки.

Что такое биогаз

Биогаз — это газ, который выделяется в результате брожения биомассы. Это вещество без цвета и запаха, которое на 70% состоит из метана и на 30% — из углекислого газа. Обладает очень высокой производительностью тепла: при сжигании 1 м³ биогаза выделяется столько же тепла, сколько при сжигании 1,5 кг каменного угля.

Выделение биогаза происходит под воздействием анаэробных бактерий, активность которых увеличивается при нагревании. Они стимулируют разложение органических отходов, в результате чего образуется биологический газ.

Однако для производства этого вида топлива подходят не любые биомассы. Самое подходящее сырье — навоз из-под коров, поскольку коровы питаются только растительной пищей. А вот птичий помет и отходы свиноферм использовать нельзя, поскольку они являются токсичными. Для получения биогаза их приходится разбавлять.

Помимо этого, для получения биологического газа применяют отходы от производства соков, вин, молока, крахмала и патоки, отходы от переработки картофеля, травы, водорослей, бытовые отходы и т.п.

Плюсы и минусы
Производство биогаза имеет ряд неоспоримых преимуществ:
  • Эффективно уничтожает отходы и обеззараживает стоки.
  • Благоприятно влияет на экологическую обстановку, поскольку предотвращает выброс в атмосферу метана, оказывающего огромное влияние на парниковый эффект.
  • Сырье является неиссякаемым и практически бесплатным, поэтому приобретение оборудования становится экономически выгодным.
Как и любая технология, производство биогаза не идеально и имеет свои недостатки:
  • Скорость его производства в значительной степени уступает традиционным источникам энергии.
  • Для поддержания реакции нужно большое количество ферментов определенного качества.
  • При нарушении герметичности емкостей с биогазом его качество резко снижается.
Где применяется

Биологическое топливо в первую очередь идет на бытовые нужды: приготовление пищи или обогрев помещения. Предприятия могут использовать биогаз для замкнутого производственного цикла, ведь стоимость этого топлива конкурирует с самой дешевой атомной энергией.

Конструкция и принцип работы биогазовой установки

Биогазовые установки — это специальные агрегаты, в которых происходит переработка отходов с образованием биогаза и органического удобрения.

Их изготавливают в промышленности для крупных ферм и предприятий, но при желании такую установку может приобрести для себя и владелец частного дома. Однако для последнего она будет выгодна только в том случае, если он имеет ежедневный доступ к достаточному количеству органических отходов, например, держит свое приусадебное хозяйство.

Конструкция и принцип работы промышленных и бытовых установок аналогичны, отличаются агрегаты только своим размером и объемом производимого топлива.

Биогазовые установки включают в себя:
  • Перерабатывающий бункер.
  • Систему подвода газа.
  • Подачи и выгрузки сырья.
  • Подогрева.
  • Перемешивания.
Принцип работы устройства прост:
  • В перерабатывающий герметичный бункер загружают отходы, разбавленные водой.
  • Там отходы подогреваются, активируя бактерии, и начинают бродить, выделяя газ.
  • Газ собирается в верхней части бункера и по специальной трубе поступает в газосборник, а оттуда — на бытовые приборы.
  • Содержимое бункера систематически обновляют, добавляя свежую биомассу и сливая отработанную.

Для загрузки в устройство подходят только свежие отходы. Использовать уже гниющее сырье малоэффективно. Кроме того, нельзя, чтобы в переработку попали антибиотики, плесень, древесная смола, моющие средства и растворители.

Как работают биогазовые установки: (https://www.youtube.com/embed/mIwA9EN5J6o)

Биогазовые установки для дома

Приобретение промышленных агрегатов обойдется недешево, да и окупаемость в домашнем хозяйстве составит лет 7-10. При этом потребуется большой объем органических отходов. Поэтому намного выгоднее и удобнее изготовить бытовую установку по производству биогаза своими руками. Материалы для этого потребуются самые доступные, а технология изготовления по плечу любому хозяину.

Перерабатывающий резервуар

Для него подойдет любая герметично закрывающаяся емкость цилиндрической формы. Это могут быть большие кастрюли или выварки, а также бочки из пластика объемом 10 л. Можно использовать и железные, но перед этим потребуется обработать их антикоррозийным составом и водостойкой краской.

Газоотвод

Представляет собой трубу, которую приваривают к крышке бочки. Для сообщения резервуара с газоотводом в месте монтажа последнего прорезают отверстие. Через трубу газ из бака поступает в накопитель, а оттуда — к бытовым приборам.

Рядом с газоотводом следует установить специальный клапан для выпуска газа, на случай, если давление в резервуаре слишком поднимется.

Подача и выгрузка сырья

Для подачи свежей биомассы и удаления из резервуара отработанной потребуется проделать в баке два отверстия. То, что предназначено для выгрузки, лучше делать у самого дна. А для загрузки — повыше. В них впаиваются трубы соответствующего диаметра.

Труба для загрузки должна быть направлена вверх, и ее удобно оборудовать воронкой. А патрубок для сливания отработанной массы следует установить так, чтобы слив происходил беспрепятственно. Стыки нужно герметизировать.

Подогрев

Если резервуар для производства биогаза будет размещаться на улице, необходимо позаботиться о его теплоизоляции и системе подогрева. Для теплоизоляции достаточно обернуть бак утепляющей тканью или вкопать его в землю.

Для организации подогрева можно использовать разные варианты, например:
  • Подвести трубы от системы отопления и расположить их в виде змеевика вокруг бака.
  • Поместить резервуар внутрь другого, заполненного водой, которую подогревать тенами.

Оптимальная температура для протекания реакции — 38 градусов. При ее повышении более 55 градусов процесс может остановиться, поскольку анаэробные бактерии погибнут.

Перемешивание

Перемешивание в несколько раз повышает эффективность технологического процесса. Для этого необходимо внутрь резервуара установить ось с приваренными лопастями, а конец этой оси вывести на крышку и герметизировать. Потом ее необходимо оборудовать специальной ручкой.

Получение газа

В готовую установку следует загрузить органическую массу и долить воды в соотношении 2:3. Крупные отходы нужно измельчить. Закрыть резервуар крышкой и ждать начала брожения. Обычно процесс стартует через 2-3 дня. Об этом можно судить по характерному бульканью.

Через две недели требуется добавить свежую порцию сырья и слить отработанную партию. После того, как через загрузочную трубу поступит новая партия, из выходного патрубка сольется столько же отработанной жидкости. Ее можно использовать для удобрения почвы на огороде. В дальнейшем обновлять сырье потребуется раз в два дня.

Биогазовые установки своими руками: (https://www.youtube.com/embed/Q8o9Ye8JcRY)

Обратите внимание, что использование даже простейшего оборудования по производству биогаза должно быть оформлено документально. В том числе должно быть получено разрешение Санэпидемстанции, пожарной и газовой служб.

Похожие темы:

Биогазовые установки. Производство биогаза

Биогазовые установки. Производство биогаза

 

Комплектные установки из нержавеющей стали для производства биогаза. 

Биогазовые установки – это комплексное решение утилизации отходов пищевой промышленности, агропромышленного комплекса, производство тепловой, электрической энергии, и удобрений. Производство метана в установке для производства биогаза, является – реализацией биологического процесса.

Немецкая компания разрабатывает и производит комплектные установки  для производства биогаза и продает их во всем мире. Построены, запущены и успешно работают более 300 заводов по производству биогаза в Германии, Франции, Нидерландах, Греции, Великобритании, Швеции, Испании, Люксембурге, Чехии, Литве, США, Японии и на Кипре. Предлагаемые установки – это не экспериментальное, а работающее, проверенное и надежное немецкое оборудование, сертифицированное по ISO и изготовленное в комплекте на собственном заводе.

Мы продемонстрируем Вам, каким образом Вы сможете, осмысленно и экономично использовать биоэнергию. 

Биогаз — это газ, состоящий примерно из 60% метана (СН4) и 40% углекислого газа. Синонимами для биогаза являются канализационный газ, шахтный газ и болотный газ, газ-метан. Если в качестве примера рассмотреть навоз, то, если на предприятии образуется 1 т такого «биоотхода» в день, то это означает, что из него может быть получено 50 м3 газа или 100 кВт электроэнергии, или замещено 35 л дизельного топлива . Срок окупаемости оборудования для переработки навоза находится в пределах 2-3 лет, а для некоторых других видов сырья еще ниже и достигает 1,5 года.    Кроме прямых денежных выгод, постройка биогазовой установки имеет косвенные выгоды. Она, например, обходится дешевле, чем протяжка газопровода, линии электропередач, резервных дизель генераторов и создание лагун. В таблице представлен выход газа для различных видов сырья.

ИСТОЧНИКИ  СЫРЬЯ 

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

200-400

Трава

300-500

Свекольный жом

30-40

Глицерин технический

400-600

Дробина пивная

40-60

Важная область применения установок по производству биогаза – это крупные агропромышленные комплексы, фермы КРС, птицефабрики, рыбные заводы, хлебобулочные комбинатам, предприятия пищевой промышленности, мясокомбинаты, спиртовые заводы, пивоваренные заводы, молочные заводы, растениеводческие предприятия, сахарные заводы, крахмалопаточные заводы, предприятиям по производству дрожжей, и не только в качестве альтернатив­ного источника энергии, но и как эффективного метода утилизации навоза (помета) и производства дешевого удобрения, как для собственных нужд, так и для продажи на рынке. Биогазовая установка производит биогаз и биоудобрения из органических отходов сельского хозяйства и пищевой промышленности путем бескислородного брожения, что обеспечивает самую активную систему очистки. В качестве сырья может использоваться навоз КРС, навоз свиней, птичий помет, отходы бойни (кровь, жир, кишки, кости), отходы растений, силос, прогнившее зерно, канализационные стоки, жиры, биомусор, отходы пищевой промышленности, садовые отходы, солодовый осадок, выжимка, спиртовая барда, свекольный жом, технический глицерин (от производства биодизеля). Большинство видов сырья можно смешивать друг с другом. Переработка отходов — это в первую очередь система очистки, которая сама себя окупает и приносит прибыль. На выходе установки из отходов образуется одновременно и в больших количествах: биогаз, электричество, тепло и удобрения.

Все перечисленное выше производится по нулевой себестоимости. Ведь навоз бесплатен, а сама установка на себя потребляет всего 10-15% энергии. Для работы мощной установки достаточно одного человека два ча­са в день. Биогазовые установки полностью автоматизированы и соответс­твенно затраты на оплату труда минимальны. 

Технология и принцип работы биогазовой установки

Биогазовая установка производит биогаз и биоудобрения из биологических отходов сельского хозяйства и пищевой промышленности путем бескислородного брожения. Биогаз является продуктом жизнедеятельности полезных метанобразующих бактерий. Микроорганизмы метаболизируют углерод из органических субстратов в бескислородных условиях (анаэробно). Этот процесс, называемый гниением или бескислородным брожением, следует за цепью питания.

Состав типовой биогазовой установки:

  1. Участок хранения биотходов
  2. Система загрузки биомассы
  3. Реактор 
  4. Реактор дображивания
  5. Субстратер
  6. Система отопления
  7. Силовая установка 
  8. Система автоматики и контроля 
  9. Система газопроводов

 Биоотходы могут доставляться грузовиками или же перекачиваться на биогазовую установку насосами. Сначала коферменты высыпаются (перемалываются), гомогенизируются и перемешиваются с навозом (пометом). Гомогенизация чаще всего выполняется при температуре 70о С в течение одного часа при размере максимальной частицы 1 см. Гомогенизация с навозом производится в перемешивающем резервуаре с мощными мешалками.  

Реактор является газонепроницаемым, полностью герметичным резервуаром. Это конструкция теплоизолируется, потому что внутри резервуара должна быть фиксированная для микроорганизмов температура. Внутри реактора находится миксер, предназначенный для полного перемешивания содержимого реактора. Создаются условия для отсутствия плавающих слоев и/или осадка. 

Микроорганизмы должны быть обеспечены всеми необходимыми питательными веществами. Свежее сырьё должно подаваться в реактор небольшими порциями несколько раз в день. Среднее время гидравлического отстаивания внутри реактора (в зависимости от субстратов) 20- 40 дней. На протяжении этого времени органические вещества внутри биомассы метаболизируются (преобразовываются) микроорганизмами. На выходе установки образуется два продукта: биогаз и субстрат (компостированный и жидкий). 

Биогаз сохраняется в емкости для хранения газа газгольдере, в котором выравниваются давление и состав газа. Из газгольдера идет непрерывная подача газа в газовый двигатель генератор. Здесь уже производится тепло и электричество.  При необходимости биогаз дочищается до природного газа (95% метана) после такой очистки, полученный газ — аналог природного газа (90-95 % метана Ch5). Отличие только в его происхождении. 

Биогазовые установки работают 24 часа в сутки, 7 дней в неделю, круглый год. Такой режим работы является еще одним их преимуществом. Всей системой управляет система автоматики. Для управления достаточно всего один человек два часа в день. 

Этот сотрудник ведет контроль с помощью обыкновенного компьютера, а также работает на тракторе для подачи биомассы. После 2-х недельного обучения на установке может работать человек без особых навыков, т.е. со средним или средним специальным образованием.  

ВЫГОДЫ

  • Биогаз.
  • Собственная биоэнергетическая станция.
  • Правильная утилизацию органических отходов. Отходы в доходы!
  • Биоудобрения. При использовании удобрений, полу­ченных на биогазовых установках, уро­жайность может быть повышена на 30-­50%. Обычный навоз, барду или другие отходы нельзя эффективно использовать в качестве удобрения 3-5 лет. При исполь­зовании же биогазовой установки биоот­ходы перебраживают и, переброженная масса тут же может использоваться как высокоэффективное биоудобрение. Переброженная масса — это готовые экологически чистые жидкие и твердые биоудобрения, лишенные нитри­тов, семян сорняков, патогенной микро­флоры, яиц гельминтов, специфических запахов. При использовании таких сба­лансированных биоудобрений урожай­ность значительно повышается.  
  • Электроэнергия. Установив био­газовую установку, предприятие бу­дете иметь свою, по сути, бесплатную электроэнергию, а значит, существен­ное снижение себестоимости продук­ции, что в свою очередь позволит пос­леднему получить дополнительные конкурентные преимущества. 
  • Тепло. Тепло от охлаждения генератора или от сжигания биогаза можно ис­пользовать для обогрева предпри­ятия, теплиц, технологических целей, полу­чения пара, сушки семян, сушки дров, получения кипяченой воды для содер­жания скота. Предприятие получает газ, электроэнергию, тепло, удобрения и обеспечивает замкнутый цикл производства. Проект окупается за счет уменьшения себестоимости производимой предприятием продукции, поскольку снижаются затраты на покупку газа, электроэнергии, горячей воды и удобрений.  
  • Дополнительная прибыль может быть направлена на погашение кредита и на развитие производства. Уменьшение энергетической зависимости, умень­шение выбросов парниковых газов, уменьшение загрязнения окружа­ющей среды отходами сельскохозяйс­твенного производства, отсутствие на предприятии неприятного запаха.

Строительство биогазовой установки актуально не только для вновь создаваемых ферм, но и для старых. Ведь часто старые лагуны переполнены, и их ремонт требует значи­тельных средств. Если некоторые отходы можно просто хранить в отстойниках, то на утилизацию некоторых (например, на отходы бойни) необходимо затрачивать энергию и средства. Требования к площадке. Установка может располагаться на месте отстойников, лагун или старой свалки. Средние размеры площадки под установку 40х70 м.  

Цена биогазовой установки

Каждое предприятие индивидуально, поэтому в каждом случае финансовые затраты будут рассчитываться специалистами.  

Пример проекта

Мы приводим пример средних затрат и доходов при установке биогазового оборудования.
Калькуляция затрат и доходов на примере биогазовой установки для спиртового завода. Стоимость установки 1280 тыс. евро. Все услуги и работы включены. Производительность по зерновой барде 100 т в сутки. 

Влажность сепарированной барды 70%. Средний срок окупаемости проекта 2-3 года. А при полном использовании возможностей установки окупаемость может быть 1,5-1,8 года.  Использование возможностей – это добавление коферментов, использование тепла в теплицах, продажа полностью всех производимых удобрений. 

Затраты на энергоносители – одна из основных статей издержек, которая существенно влияет на себестоимость продукции. Очистные сооружения потребляют около 50% энергии, а при постройке биогазовой установки происходит экономия этих 50%.  Предприятие получает газ, электроэнергию, тепло, удобрения и обеспечивает замкнутый цикл производства. 

Проект окупается за счет уменьшения себестоимости продукции, поскольку снижаются затраты на покупку газа, электроэнергии, горячей воды и удобрений. Дополнительная прибыль может быть направлена на погашение кредита и на развитие производства.

Затраты:

Евро.

Обслуживание реактора

32 000

Амортизационные расходы

27 800

Обслуживание электрогенератора

4 000

Электроэнергия (для случая, если производится только газ)

6 500

Оплата труда (с запасом берем 2 человека низкой квалификации)

7 000

Всего затрат за год

77 300

Доходы: 1. Продажа/использование газа (или электроэнергии как производной от газа) 2. Продажа/использование удобрений 3. Продажа квот СО2

Евро.

 

Ед. изм.

Выход в час.

Выход за год.

Стоимость евро.

Общая сумма евро

Биогаз

м3

575

5 037 000

0,08

402 960

Гумус

тонн

0,616

5 400

80

432 000

Жидкие биоудобрения

м3

3,221

28 200

4

113 000

Квоты СО2

тонн

 

22 000

8

176 000

Общая прибыль

1 123 960

Чистая прибыль

1 046 660 

Источник – Проспект компании «Биоэнергосила»

Материал подготовлен Шиловой Е.П.

Установка для производства биогаза для частного или фермерского хозяйства

Биогаз является продуктом брожения биомассы. В соответствии с видом бактерий, которые поглощают продукты жизнедеятельности животных и растений, выделяется метан или водород. В процессе образования метана участвуют три типа бактерий. Последующие питаются продуктами жизнедеятельности предыдущих микроорганизмов. Последний вид относят к классу метаногенов.

Образование биогаза

Образование биогаза

История

Люди давно заметили, что гниющая биомасса (в основном навоз) выделяет в больших количествах горючий газ. На рубеже 18 и 19 веков была точно установлена природа газа – метана. Первая газовая установка была создана англичанами в Бомбее (Индия) в 1859 году. Уже в 1895 году улицы в Лондоне освещались биогазом.

В 1930 году определили и классифицировали бактерии – производители биогаза. Впоследствии было внедрено в практику производство биогаза, как для промышленных, так и нужд частного хозяйства во многих странах мира.

Состав и качество биогаза

В результате микробиологических исследований был определён состав газа биологического происхождения.

Состав газа

Состав газа, %
Метан 50-87
Углекислый газ 13-50
h3 и h3S 1-2

Полученную газовую смесь очищают от углекислого газа (CO2). В результате получают высокоэнергетический газ – биометан. Определяют качество газового топлива путём соотношения количества биогаза на выходе с нормативным содержанием чистого метана. Исследование проводят при окружающей температуре 00 С, атмосферном давлении 1,013 бар и относительной влажности газовой смеси 0%.

Обратите внимание! Производительность газовой установки считают в литрах или м3 в соотношении с 1 килограммом сухой биомассы. Также существует методика отношения выхода биогаза к объёму затраченного субстрата в кубических метрах.

Сравнение биогаза с другими источниками энергии

Биотопливо обладает многими преимуществами перед альтернативными источниками энергии. Их можно перечислить в следующем порядке:

  1. Сырьё практически не обладает себестоимостью.
  2. Биогазовая установка может быть расположена в любом месте, где есть источник биомассы.
  3. Использование биогаза направлено на выделение тепловой, электрической энергии и даже автомобильного топлива.
  4. Установка для получения биогаза создаёт условия автономного существования фермерского и домашнего хозяйства, независимо от других дорогостоящих источников энергии.
  5. По затратам на создание биоустановки (3-4 тыс. евро на 1 кВт мощности) себестоимость производства биогаза занимает место между атомными (5 тыс. евро) и угольными (2 тыс. евро) энергопредприятиями.

Экологическая ценность производства биогаза

Производство биотоплива ценно тем, что изъятие метана из природного кругооборота веществ избавляет экологическую обстановку местности от вредоносного влияния газа. Это относится к большому скоплению навоза в скотоводческих хозяйствах, отходам растениеводства и бытовому мусору.

Производственные мощности энергетических компаний своей деятельностью способствуют загрязнению атмосферы. Тогда как биогазовые установки для многих фермерских хозяйств улучшают экологию тех мест, где они расположены.

Сырьё для получения биогаза

Материалом для биохимической обработки служат жидкие и твёрдые отходы сельскохозяйственных комплексов, твёрдый бытовой мусор и включения сточных вод.

Эффективность сырья определяется многими факторами. Влажность, структура, энергоёмкость значительно влияют на получение объёма биогаза, приходящегося на единицу переработанного сырья. Например, разные типы навоза дают различное % содержание метана в общем объёме газа.

Дополнительная информация. Самые эффективные и производительные установки по выработке биогаза расположены на свекольно-сахарных фабриках. Свекольная ботва в результате брожения даёт самый большой выход биотоплива на единицу сырья. Свекольный газ обладает самым высоким содержанием метана.

Продуктивность производственного процесса

Каждая установка для получения биогаза имеет разную производительность. Это зависит от нескольких факторов, таких как:

  • вид сырья;
  • типы газогенераторов;
  • кислотно-щелочной баланс.

Вид сырья

Виды сырья в основном перечислены выше.

Следует заметить! Самым энергетическим источником биогаза являются отходы пищевой промышленности – это сахарный жом и жиросодержащие вещества.

Наименее продуктивным сырьём считается навоз крупного рогатого навоза. Но преимущество навоза состоит в отсутствии затрат на его получение и наличии всегда в большом количестве.

Типы газогенераторов

Повышение температуры до определённых пределов существенно увеличивает активность бактерий. По температурным режимам эксплуатации газогенераторное оборудование разделяют на три типа:

  1. Психрофильное.
  2. Мезофильное.
  3. Термофильное.
Психрофильные

Оборудование предназначено для осуществления ферментации сырья в условиях летнего температурного режима в пределах от 18 до 25 градусов тепла. На сегодняшний день такие установки практически не используются.

Мезофильные

Искусственный подогрев поддерживает температуру брожения 25-400 С. Оборудование отличается низкими энергетическими затратами. Подобные установки используют для получения аминокислотных удобрений для почвы. Оборудование мезофильного типа для производства биогаза отличается низкой производительностью. В то же время газогенераторы не обеспечивают обеззараживание сырьевой массы. Она зачастую просто кишит болезнетворными микробами, это небезопасно для окружающих.

Важно! По энергозатратам мезофильные газогенераторные установки наиболее привлекательны для владельцев ферм.

Термофильные

Это установки, в которых температура брожения поддерживается на уровне 40 градусов и выше. Благодаря этому, процесс ферментации происходит значительно быстрее. При таком нагреве все вредные микроорганизмы гибнут. Несмотря на свои недостатки, такие, как увеличенные энергозатраты, биогенераторы такого типа являются самым эффективным оборудованием по производству биогаза.

Экология

На экологию существенно влияют скопления навоза, гниющей ботвы, бытового мусора и отходов сахарного производства. Испарения от них создают атмосферу для распространения болезнетворных микробов, которые могут вызвать заболевания у местного населения и домашних животных.

Внедрение установок, перерабатывающих отходы в горючий газ естественного происхождения, способствует улучшению экологической обстановки. Воздух обеззараживается, очищаются загрязнённые территории.

Производство

Процесс выработки газа обусловлен конструкцией генератора, и какой производительностью он обладает. Также важно знать предназначение установки, рассчитанной на определённый объём выработки био продукта (для фермерского хозяйства, предприятия или частного дома). Стоит рассматривать целесообразность изготовления своими руками установки биогаза.

Принцип работы установки

Биогазовое оборудование для получения газа состоит из нескольких инженерных сооружений. Биомасса поступает в бак для сбора и гомонизации жидких отходов. Из бака массу с помощью насоса по трубопроводу подают в реактор, где её механически перемешивают лопатками с твёрдыми отходами.

Снизу газгольдер подогревают трубами с горячей водой или другим способом. Скопившийся газ под своим давлением поступает в газогенератор. Энергия, освобождённая от сгорания газа, расходуется на вращение ротора генератора. Полученная электроэнергия распределяется по потребителям. В другом варианте газ сгорает в отопительном котле.

Принципиальная схема работы биогазовой установки

Принципиальная схема работы биогазовой установки

Биогазовая установка для частного дома

Установку для обеспечения теплом и электроэнергией за счёт биогаза можно приобрести в готовом виде. Такое оборудование вполне может газифицировать небольшой дом. Генератор занимает во дворе не более 6-8 м2. Содержать и эксплуатировать газогенератор можно в отдельном тёплом сарае, где температура воздуха не падает ниже 17 градусов.

Для фермерского хозяйства

Биогазовые реакторы представляют собой большие ёмкости из расчёта тоннажа регулярного поступления навоза со скотоводческой фермы. Оборудование от домашних установок отличается большей производительностью, наличием более технологичного оборудования, коммутационных узлов и электронного пульта управления. Стоят станции намного дороже небольших газогенераторов.

Фермерская биогазовая станция

Фермерская биогазовая станция

На заметку. Преимуществом станций по выработке биогаза является то, что они обеспечивают теплом и электроэнергией не только скотоводческий комплекс, но и фермерский дом.

Биогазовая установка для предприятий

Биогазовые станции для крупных предприятий (агропромышленных комплексов) представляют собой целые заводы по производству газа, который идёт на получение тепла и электричества для всего комплекса. Это довольно сложная инженерная система, требует больших капитальных вложений. Выгода от внедрения станций ощущается после первого года эксплуатации. Предприятия, используя альтернативный источник энергии, могут значительно понизить себестоимость своей продукции и получить сверхприбыль.

Биогазовый комплекс

Биогазовый комплекс

Как сделать установку для биогаза своими руками

В средствах массовой информации, в том числе в интернете, публикуют массу материалов о том, как сделать биогазовую установку своими руками. При наличии определённого опыта и соответствующего инструмента возможно создать свою авторскую установку. Изначально нужно определиться с исходными условиями:

  • ежедневная потребность в биогазе;
  • выбор нужной конструкции;
  • место для установки;
  • сметная стоимость постройки биогазовой станции;
  • наличие постоянного получения сырья.

После анализа всех этих исходящих данных можно приступать к созданию и установке биогенератора. Важен выбор способа подогрева реактора (дрова, уголь или тёплая вода). Устройство пневматической загрузки можно собрать по чертежам в интернете.

Биогазовые реакторы своими руками

Биогазовые реакторы своими руками

Биогазовая установка: загрузка и перемешивание сырья ручное

Созданная своими руками газовая станция, как правило, имеет реактор объёмом не более 5-6 м3. Тратиться на установку механизированного оборудования на такой объём сырья не стоит. Достаточно ограничиться ручным перемешиванием с помощью лопаты.

Важно! Тем, кто мечтает обзавестись таким реактором, нужно знать, что придётся работать в не очень комфортных условиях. Биогаз вместе с парами аммиака очень агрессивен для лёгких и слизистой оболочки глаз. Перемешивать биомассу следует в респираторе, очках и перчатках.

Самодельная установка с перемешиванием, подогревом и ручной загрузкой сырья

Установленный самостоятельно узел сбраживания сырья должен быть оснащён подогревом. Его можно устроить несколькими способами. Например, реактор обогревают снизу трубами с тёплой водой. Греют воду в котле, где сжигают биогаз. То есть получается замкнутый цикл выработки топлива.

Такие устройства требуют ручной загрузки сырья. При небольших объёмах потребления отходов ручная загрузка не будет большой нагрузкой для работника.

Установка с газгольдером

Это довольно сложная система. Сделать её своими руками сложно, обойдётся биогаз в домашних условиях недешёво. Такие установки нужно покупать в готовом виде для крупных фермерских хозяйств. При больших объёмах потребления сырья газовый комплекс будет рентабельным предприятием.

Факторы, влияющие на процесс брожения

Самым существенным фактором брожения сырья является природа происхождения сырья. Таким продуктом считается сахарный жом.

Эффективность процесса сбраживания можно добиться подбором бактериальных групп, которые будут более активно «работать», выделяя биогаз в больших объёмах.

Процесс брожения обуславливается конструкционными особенностями газогенератора, оснащением механизированным оборудованием и приборами электронного контроля и управления.

Температура

Температурный режим является основным двигателем бродильного процесса. Нужно строго следовать рекомендациям специалистов в этом вопросе. При использовании одного вида сырья будет достаточно его нагревать в пределах 20-250С. Биомасса другого типа потребует уровень нагрева в районе 400С.

Всё это должно учитываться в процессе работы установки. Для каждого вида сырья потребуются свои группы бактерий, активно «работающие» при определённой температуре.

Площадь поверхности частиц сырья

От величины площади поверхности биомассы зависит скорость ферментации сырья. Чем меньше площадь, тем меньше активность бактерий. Их активная зона находится в поверхностном слое сырьевой массы. Поэтому от объёма исходного сырья зависит частота его перемешивания.

В зависимости от потребности хозяйства в биогазе, типа биоактивного сырья рассчитывают нужный объём реактора.

Применение биогазовых станций

Установки по выработке биогаза завоёвывают всё больше рынки развивающихся стран. К таким регионам относятся государства, расположенные в зонах тёплого климата. Именно эта климатическая особенность способствует благоприятному использованию биогазгенераторных станций для получения дешёвой энергии для домов и промышленных предприятий.

В развитых странах биогаз интересует, как источник моторного топлива. Уже несколько десятков лет в странах Европы и Америке существуют сети газозаправок для автомобилей. Биогаз стоит гораздо дешевле дизтоплива, бензина и природного газа.

Потенциал

Производство биогаза приносит двойную выгоду: очищает воздух и обеспечивает дешёвым топливом. В будущем биотопливом будет обеспечиваться большое количество, как частных хозяйств, так и промышленных предприятий.

Видео

Принцип работы и проектирование биогазовых установок

Поиск альтернативных видов топлива — тема, которая волнует людей уже несколько десятилетий. Причины такого интереса — постепенное и неизбежное истощение ресурсов планеты, счета за электроэнергию и газ, неизменно растущие каждый год. Помимо использования тепловой энергии солнца есть еще один довольно перспективный природный вид топлива. Это биогаз, ведь его можно получать, а потом использовать, не прибегая к чьей-либо помощи. Задача еще более упростится, если в хозяйстве есть домашний скот. Познакомиться с этой альтернативой, узнать о том, как должно проходить проектирование биогазовых установок, не мешает всем, кто заботится о будущем: своем, своих детей и внуков.

Что такое газ с приставкой «био»?

Биогаз — продукт, получаемый в результате разложения органических веществ (например, навоза). Когда происходит процесс брожения (гниения), выделяются газы. Их нерационально «пускать на самотек»: их можно собрать, а потом понемногу расходовать на собственные нужды. То оборудование, в котором этот естественный процесс осуществляется, и называют «биогазовой установкой».

Если биологического газа получается слишком много, то его хранят в газгольдерах, чтобы использовать по мере необходимости. Другая возможность — продажа топлива. Побочным продуктом такого производства является безопасное, эффективное удобрение — перебродившие остатки. Ими хозяева пользуются для удобрения своих участков, или, если его количество слишком большое, продают.

Образование биогаза происходит благодаря жизнедеятельности разнообразных бактерий, присутствующих в органических отходах. Чтобы их работа была максимально эффективной, микроорганизмам необходимо обеспечить идеальные «условия труда» — определенную температуру и влажность. Их гарантирует создание биогазовой установки. Это оборудование включает комплекс устройств, главное из них — биореактор. В нем происходит разложение массы, оно сопровождается газообразованием.

Принцип работы биогазовой установки

Проектирование биогазовых установок — процесс, который требует предварительного изучения их работы, поэтому сначала нужно познакомиться с возможными режимами работы биологического оборудования.

Методы получения своего газа

Их существует три. Отличаются режимы температурой, которая напрямую влияет на качество и количество конечного продукта.

  1. Психрофильный (не «психофильный»). Психрофилы или криофилы — бактерии, которые могут размножаться только при относительно низкой температуре. Она в биогазовой установке в этом случае минимальна — от 5 до 25°. Условия эти неблагоприятны: разложение происходит медленными темпами, газа образуется мало, а сам он получается довольно низкого качества.
  2. Мезофильный. При этом режиме температура в камере значительно выше: она составляет от 25 до 45°. Эти условия идеальны для размножения мезофильных бактерий, предпочитающих умеренную температуру: ни жаркую, ни холодную. Процесс переработки отнимает гораздо меньше времени (10-20 дней), а количество газа увеличивается.
  3. Термофильный. Бактерии, любящие высокую температуру, активно размножаются при 45-50° или выше. В этом случае производство занимает всего 3-5 дней, а выход газа максимальный. Если создать микроорганизмам идеальные условия, то 1 кг навоза сможет превратиться в 4,5 литра биогаза.

Большинство таблиц, относящихся к выходу газа, даны именно для термофильного режима, поэтому при выборе другого метода надо корректировать данные в меньшую сторону. Последний способ обещает высокую эффективность, однако для реализации он самый сложный.

Процесс активного газообразования при термофильном методе начинается спустя 12 дней. Но даже незначительные перепады температуры (снижение на 2°) приводят к уменьшенному выходу газа. При психрофильном способе скорость переработки небольшая: образование большого количества биогаза начинается спустя 30-80 дней.

Чтобы создать такую биогазовую установку, необходима качественная теплоизоляция комплекса, постоянный подогрев и приборы для контроля температуры. Оборудование обеспечит самый большой выход газообразного продукта, однако небольшой минус у термофильного метода есть: это невозможность добавлять отходы, если переработка уже началась.

Принцип действия системы

Как уже было сказано, биогаз получают благодаря воздействию на органические отходы различных бактерий: гидролизных, кислото- или метанобразующих. Конечный продукт — биогаз, в котором присутствуют метан, углекислый газ и разные примеси (азот, аммиак, сероводород и т. д.).

Работает биогазовая установка таким образом:

  1. В накопительные емкости помещают различные органические отходы. Это продукты жизнедеятельности домашнего скота и птицы, пищевые отходы, отходы лесопереработки.
  2. Крупное сырье сначала измельчают. Потом жидкие (их перекачивают насосами) и твердые продукты (перемещают транспортерами) попадают в переходную емкость, где их перед дальнейшим «путешествием» дополнительно нагревают.
  3. Полностью подготовленная биомасса поступает в главную емкость — в биореактор. Он должен быть абсолютно герметичным, кислотостойким, надежным. Прочность этой камеры — та характеристика, которая даст возможность получить качественный продукт.
  4. В биореакторе, оборудованном устройствами для подогрева и перемешивания, сырье начинает бродить и разлагаться. Оптимальной считается температура 40°. Через некоторое время в бункере начинает скапливаться газ, образовываться удобрения.
  5. Готовый биогаз следует в газгольдер, который может стоять отдельно, или быть расположенным в одном корпусе с реактором. Затем он, благодаря создаваемому в «держателе газа» давлению, следует в систему очистки, после нее — к потребителю.

Готовые биоудобрения отправляются в накопитель, в сепараторе они разделяются на твердые и жидкие продукты. Было проведено специальное исследование, которое доказало эффективность удобрений, перебродивших таким (анаэробным, без доступа воздуха) способом. Урожайность с их использованием повышается на 20-30%.

Газ и сырье для его получения

Главной составляющей биогаза является метан, его доля составляет около 60% всего объема. Примерно треть (35%) — углекислый газ. Оставшиеся 5% делят между собой другие вещества (например, водород, сероводород, азот). Биогаз, полученный таким способом, практически ничем не отличается от природного «коллеги», который повсеместно используется для бытовых и примышленных нужд.

Биогазовая установка работает благодаря бактериям: гидролизным, кислотообразующим и метанобразующим — метаногенам. Каждый вид микроорганизмов последовательно выполняет свой этап работы. Горючие газы образуются из любых остатков растительного, животного происхождения. Но главный поставщик замечательных бактерий — крупный рогатый скот, в кишечнике которого обитает эта естественная микрофлора. Микроорганизмы выводятся наружу с навозом. Именно он и является главным сырьем для биогазовых (газогенераторных) установок.

Сначала в емкость помещают навоз, однако к нему можно добавлять любые органические отходы. Например, для переработки подойдут экскременты других животных или домашних птиц, растения, очистки от овощей, опилки, пищевые отходы. Растительные остатки сначала измельчают, разбавляют водой, а затем перемешивают. Чтобы получить не только газ, но и ценнейшее удобрение, нужно обеспечить одно обязательное условие — отсутствие доступа для воздуха.

Есть вещества, которые способны не только снизить, но и остановить деятельность бактерий. Например, любые химические примеси не допускаются. Запрещены даже малые доли антибиотиков, растворителей, синтетических моющих средств. Нельзя закладывать заплесневелые продукты и смолы, поэтому опилки хвойных деревьев использовать тоже не рекомендуют. Все отходы обязаны быть свежими либо предварительно просушенными. Уже гниющий навоз недопустим.

Эффективность биогазовой установки в большей степени зависит от качества, вида сырья. Считают, что максимальный выход гарантирует индюшачий помет и свиной навоз, меньшее количество газа получают из коровьих экскрементов и силоса. При одинаковой массе загрузки.

Большой объем воды — противопоказание. Максимальная влажность 95% уже цифра критическая. Навоз и отходы советуют разводить чистой водой до консистенции, которую имеет негустая манная каша.

Плюсы и минусы биологического способа

Проектирование биогазовых установок — этап ответственный, поэтому перед принятием окончательного решения лучше взвесить все «за» и «против» этого метода.

К достоинствам такого производства относится:

  1. Рациональная утилизация органических отходов. Благодаря установке можно пустить в дело то, что в другом случае осталось бы просто мусором, загрязняющим окружающую среду.
  2. Неистощимость сырьевых запасов. Природный газ и уголь рано или поздно закончится, однако у тех, кто имеет собственное хозяйство, необходимые отходы будут появляться постоянно.
  3. Небольшое количество углекислого газа. Он выделяется в атмосферу при использовании биогаза, однако диоксид углерода не может негативно повлиять на экологическую обстановку.
  4. Бесперебойная и эффективная работа биогазовых установок. В отличие от солнечных коллекторов или ветряков, производство биогаза никак не зависит от внешних условий.
  5. Снижение риска благодаря использованию нескольких установок. Крупные биореакторы всегда большая угроза, но ее можно устранить, если сделать систему из нескольких ферментеров.
  6. Получение высококачественного удобрения.
  7. Небольшая экономия энергоресурсов.

Еще один плюс — возможная выгода для состояния почвы. Некоторые растения высаживают на участке специально для получения биомассы. В этом случае можно выбрать те из них, что способны улучшить качество грунта. Пример — сорго, снижающее его эрозию.

Каждый вид альтернативных источников имеет свои недостатки. Биогазовые установки не исключение. Минусом является:

  • повышенная опасность оборудования;
  • энергозатраты, требующиеся для переработки сырья;
  • незначительный выход биогаза из-за небольшого объема домашних систем.

Сложнее всего сделать биогазовую установку, предназначенную для самого эффективного, термофильного режима. Расходы в этом случае обещают быть серьезными. Такое проектирование биогазовых установок лучше возложить на профессионала.

Схема биогазовой конструкции

Проектирование биогазовых установок невозможно без знакомства с их схемой. Основным элементом ее является реактор, или бункер, в котором происходит процесс брожения и производство газа. Помимо него должны быть отдельные бункеры (люки) для загрузки/выгрузки продуктов — сырья и готовых удобрений. В верхнюю часть биореактора вставляют трубу, предназначенную для отвода образовавшегося газа.

После нее располагают систему для доработки газа — его очистки, повышения давления в газопроводе до рабочего состояния. Мезофильным и термофильным режимам требуется система подогрева биореактора. Эту роль, как правило, исполняют газовые котлы, которые работают на произведенном топливе. С биореактором прибор связывает система трубопроводов. Для них используют полимерные трубы, лучше переносящие воздействия агрессивных сред.

Система для перемешивания разлагающегося сырья — следующий необходимый элемент. Процессу газообразования препятствует корка, образующаяся на поверхности, и твердые частицы, которые неизменно скапливаются в нижней части емкости. Чтобы обеспечить однородность биомассы, используют мешалки, механические либо автоматические. Первые требуют ручного труда, вторые запускают с помощью таймера. Автоматизированные системы обойдутся значительно дороже, зато процесс будет требовать минимум внимания.

Эти системы классифицируют по типу установки. Они бывают надземными, полузаглубленными или заглубленными. Последние обещают уменьшение расходов на подогрев, более простое обустройство теплоизоляции системы, поэтому, планируя проектирование биогазовых установок, лучше учитывать, что этот более затратный способ все же оптимален именно для российских реалий. Минус у него один: это необходимость земляных работ.

Проектирование биогазовых установок

Перед тем как приступать к этому этапу, нужно найти идеальное место для системы. Чтобы обеспечить удобство и минимизировать затраты, биогазовую установку рекомендуют располагать поблизости от источника сырья — от построек, где содержатся животные. Оптимальный вариант — загрузка, происходящая самотеком. На практике это реализуют с помощью трубопровода, находящегося под уклоном в сторону реактора.

Этот способ даст шанс свести к минимуму ручной труд — уборку навоза и обслуживание системы. Единственным минусом можно считать удаленность жилья для животных от дома. Однако протянуть к нему трубопровод проще, чем создавать линию, предназначенную для транспортировки и загрузки сырья — помета и навоза.

Биореактор и материалы для него

К главной емкости предъявляют довольно серьезные требования.

  1. Герметичность и максимальная прочность. Сырье не должно иметь никаких контактов с внешней средой, даже микроскопическое отверстие для газа сделает весь процесс бессмысленным. К тому же жидкость не должна загрязнять окружающее пространство. Только прочная емкость позволит сосуду выдержать массу загруженного сырья, а также давление, создаваемое биогазом и грунтом.
  2. Удобство для обслуживания оборудования. В нашем случае оптимальный сосуд — цилиндрическая емкость, которая облегчит перемешивание, позволит избежать появления застойных участков. Она может быть как вертикальной, так и горизонтальной. Прямоугольные биореакторы более удобны, если биогазовую установку делают самостоятельно, но их слабые места — углы, в которых образуются трещины, а субстрат хорошо перемешать невозможно.

Если емкость есть в наличии, и отвечает этим требованиям, то проблем не существует. Когда ее нет, придется искать подходящий вариант. Главное условие для материалов — отсутствие боязни агрессивных сред, так как биомасса может иметь щелочную или, наоборот, кислую реакцию.

Металл

Первый прочный кандидат — металл, позволяющий придать реактору любую форму, если хозяин умеет обращаться со сварочным аппаратом. Если в хозяйстве есть старая, но крепкая цистерна, то проблему можно считать почти решенной. Чтобы минимизировать риск ее разрушения из-за постоянного контакта с химически активными веществами, металлическую емкость нужно защитить антикоррозийным покрытием.

Полимер

Пластик — второй достойный претендент. Он не ржавеет, не гниет, химически корректен, так как «соблюдает нейтралитет». Однако для полимерного материала есть несколько жестких требований. Стенки емкости должны быть толстыми, идеально, если они к тому же армированы стекловолокном. Такой биореактор с легкостью выдержит давление и нагрев до относительно высокой температуры. Минус данной тары — высокая цена, плюс — долговечность.

Бетонные блоки, камень, кирпич

Это последний вариант, который можно рассмотреть тем, кто привык работать с кладкой, или имеет знакомых мастеров. В этом случае она обязана выдерживать сильные нагрузки, поэтому необходимо ее армирование через каждые 3-5 рядов. Для обеспечения непроницаемости стен рекомендовано сделать многослойную обработку стен, внутренних и наружных. Их штукатурят цементно-песчаным раствором со специальными добавками, гарантирующими газо- и водозащиту.

Размеры главного бункера

Объем будущего реактора зависит от выбранного температурного режима производства. Для самостоятельного сооружения биосистемы «от навоза к газу» чаще предпочитают мезофильный метод, так как такую установку гораздо легче обслуживать. Еще одно преимущество — возможность дозагружать реактор. Если условия созданы идеальные, то образование биогаза идет достаточно стабильно. Для расчета объема реактора отправной точкой является количество навоза и помета, появляющегося в хозяйстве за сутки. Необходимо привести среднестатистические данные:

  • куры — 0,17 кг, влажность — 75%;
  • свиньи — 4,5 кг, влажность 86%;
  • КРС — 40 кг, влажность — 86%.

Для разложения навоза при мезофильном режиме требуется 10-20 дней. Чтобы высчитать объем, массу умножают на количество дней. При расчетах не забывают о воде, которую, возможно, придется добавлять: идеальная влажность подготовленной (измельченной) биомассы — 85-90%. Полученный результат увеличивают на 50%, так как биомасса не должна занимать больше 2/3 объема резервуара, необходимо оставить место для газа.

Загрузка, выгрузка

Бункеры и люки для поступления и эвакуации продуктов делают в противоположных сторонах емкости, эта предусмотрительность даст возможность равномерного распределения субстрата. Если планируется заглубленное оборудование, то трубы, как загрузочные, так и разгрузочные, монтируют под острым углом.

Нижний их конец должен быть расположен ниже уровня биомассы, чтобы воздух в резервуар не попадал. Трубы оборудуют задвижками: поворотными либо отсечными. Их открывают только во время загрузки/выгрузки. Рекомендованный диаметр — 200-300 мм, меньший размер приведет к постоянному забиванию их крупными непереваренными фрагментами. Трубы подсоединяют после установки резервуара, но до его утепления.

Оптимальный режим работы — производство с регулярной загрузкой нового сырья и удалением отработанного. Это операции проводят раз в 1-2 суток. Массу собирают в накопительной емкости, там ее измельчают, при необходимости добавляют воду, размешивают. Мешалка, даже механическая, позволит минимизировать ручной труд. Если этот сосуд-приемник поместить в солнечное место, то расходы на подогрев уменьшатся.

Глубина установки реактора должна быть такой, чтобы навоз смог двигаться без участия человека. Заслонка в период накапливания сырья в нем должна быть закрыта. Чтобы гарантировать герметичность установки, для зоны приема и выгрузки предусматривают резиновые уплотнители. Минимальное количество воздуха в главной емкости — шанс выхода чистого газа.

Система для сбора и отвода биогаза

Трубу для отведения газа монтируют на верхней поверхности резервуара. Другой ее конец отпускают в герметичную емкость, наполненную водой. Ее называют гидрозатвором. Вторая труба, расположенная над поверхностью жидкости, принимает очищенный газ. На выходе устанавливают отсечный кран, обычно рекомендуют шаровое устройство.

Для избавления биогаза от примесей используют разные способы. Углекислый газ можно устранить, если засыпать в гидрозатвор гашеную известь, однако ее придется периодически менять. Сероводород удаляют с помощью емкостей-фильтров, заполненных металлической стружкой, ее замена — старые металлические мочалки. Газ, проходя через металл, лишается сероводорода, скапливается в верхней части емкости, затем следует дальше через другую трубу.

Сушат газ с помощью установки в газопроводе дополнительных гидрозатворов для устранения конденсата. Минус способа — необходимость время от времени сливать воду, иначе газопровод может быть заблокирован. Другой вариант — емкость с силикагелем. В этом случае тоже потребуется его периодическое осушение: например, прогревание при помощи СВЧ-печи.

Для передачи газа используют или газовые трубы из ППР или ПНД, или металлические гальванизированные. При любой работе с газовым оборудованием проверка стыков мыльной пеной обязательна. Трубопровод собирают из труб и фитингов одного диаметра.

Газгольдер

Очищенный газ, который не используют сразу, поступает для хранения в газгольдер. Резервуаром способна стать крепкая и надежная (газонепроницаемая) емкость из пластика, герметичный мешок из полиэтилена и т. д. К потребителю — котлу или плите — газ поступает при помощи компрессора. Чтобы гарантировать стабильное давление за компрессором устанавливают ресивер, исключающий его скачки.

Варианты для перемешивания

Самый простой способ перемешать биомассу — сделать механическую мешалку. Если мускульной силы для большой емкости недостаточно, то устройство снабжают электродвигателем, который включается в работу таймером.

Другой вариант — использование произведенного газа. Чтобы устроить такую мешалку, на выходе из резервуара монтируют тройник. Благодаря новому ответвлению часть газа отправляется обратно, а выходит через небольшие отверстия, проделанные в трубе, опущенной в биомассу. Газ, «сделавший свое дело», не расходуется напрасно: потом он отправляется в газгольдер.

Последний способ — применение фекальных насосов, которые забирают субстрат снизу, а потом выливают сверху. Недостаток у этой идеи один — зависимость от электроэнергии.

Подогрев, теплоизоляция

Нагревание емкости обязательно, так как сравнительный холод любят только бактерии-психрофилы, а сам процесс затянется как минимум на 30 дней, однако нередко требуется даже больший срок. В теплое время года предварительный подогрев субстанции, хорошая теплоизоляция и жаркая погода могут обеспечить почти идеальные условия, однако зимой они недостижимы.

Есть один, самый рациональный, способ получить благоприятную температуру. Это использования котла: электрического, работающего на жидком, твердом топливе, или на полученном газе. Максимальная температура воды — 60°. Более высокие значения спровоцируют налипание частиц субстрата на трубы.

Для подогрева массы могут быть использованы обычные радиаторы, трубы, согнутые в змеевик, сварные элементы. Лучший материал для них — полипропилен или металлопластик. Возможно использование гофрированных труб из нержавеющей стали: они удобны для укладки, зато на них охотно налипают частички биоматериала.

Чтобы бороться с потенциальным притяжением частиц, их рекомендуют располагать в зоне мешалки, но так, чтобы устройство их не задевало. В нижней части емкости устраивать систему обогрева нерационально из недостаточного ее эффекта, поэтому лучше располагать батареи на стенках.

Водяной обогрев биореактора может быть как наружным, так и внутренним. Первый способ требует большего расхода тепла, однако мешалки помехой не станут. Второй метод не дает возможности регулярного обслуживания и ремонта, поэтому при его обустройстве всем соединениям нужно уделить максимум внимания.

Утепление начинается с котлована: в него насыпают слой песка, затем укладывают слой теплоизоляции — глины, которую смешивают с керамзитом, соломой, шлаком. Можно каждый материал укладывать послойно отдельно. Подготовленную поверхность выравнивают, потом устанавливают резервуар.

Стенки биореактора утепляют по-разному. Самый элементарный вариант — обмазка глиной, смешанной с соломой, в несколько слоев. Подходящие современные теплоизоляционные материалы — газоблоки низкой плотности, экструдированный пенополистирол, пенополиуретан, вспененное стекло (бой, крошка).

Проектирование биогазовых установок — этап, который нужно серьезно обдумать и идеально выполнить. Поэтому только помощь специалиста даст возможность получить идеально работающую систему. Малейшая ошибка в этом случае, наоборот, приведет к небольшой эффективности оборудования.

Следующее видео расскажет о том, как получить «свой» газ:

Оборудование для производства биогаза. Биогазовые установки :: BusinessMan.ru

Биологическим газом (биогазом) называют вещество, которое состоит из углекислого газа (40 %) и метана (60 %). Его аналогами считаются болотный газ, шахтный, канализационный и метан.

Если брать в качестве примера навоз, то если на предприятии за сутки образуется тонна данного биологического отхода, из такого количества материала можно получить примерно 50 м3 газа, или 100 кВт электрической энергии, или же 35 литров дизельного топлива. Оборудование для производства биогаза окупается за два-три года, а при использовании других видов сырья срок может быть еще меньше – около полутора лет.

Выгода от биогазовой установки

Установка для производства биогаза принесет предприятию не только денежную прибыль. Есть в ее использовании и косвенные выгоды. Например, она обойдется гораздо дешевле, чем протяжка линии электропередач, газопровода, создание лагун или резервных дизель-генераторов.

Биогазовые установки являются современными биореакторными комплексами. Они работают с минимальными затратами и высокой эффективностью. В основном оборудование для производства биогаза устанавливается на базе животноводческих предприятий, комплексов по переработке сельскохозяйственной продукции и прочих отходов.

Предназначение биогазовой установки

Как правило, установки для производства биогаза применяются при переработке отходов пищевой промышленности и сельского хозяйства. Благодаря такому оборудованию получается не только использовать утильсырье, но и улучшить экологическую обстановку в производственных и перерабатывающих зонах.

Кроме того, обеспечивается дополнительный источник получения энергетических ресурсов. По сути, оборудование для производства биогаза сокращает цикл круговорота веществ во много раз, с нескольких лет до нескольких недель.

Компоненты, которые должна включать биогазовая установка

  1. Емкость гомогенизации.
  2. Реактор.
  3. Загрузчик сырья: твердого или жидкого.
  4. Газгольдер.
  5. Мешалки.
  6. Система соединения топлива и воды.
  7. Газовая система.
  8. Сепаратор.
  9. Насосная станция.
  10. Контролирующие устройства.
  11. КИПиА с возможностью визуализации.
  12. Система безопасности.

Технология производства биогаза

В реактор с помощью загрузчика или насосной станции периодически подаются сырьевые отходы. Реактор – это железобетонный резервуар, утепленный и подогреваемый, оснащенный миксерами. В нем находятся полезные бактерии, которые питаются отходами и вырабатывают в процессе своей жизнедеятельности биогаз.

Чтобы бактерии постоянно были жизнеспособными, им необходимо подавать корм – утильсырье, обеспечивать температуру не выше 35 градусов и время от времени помешивать. Газ, образующийся в процессе, скапливается в специальном хранилище (газгольдере), а потом после прохождения через систему очистки подается в конечную точку, к котлу или электрогенератору. Реактор полностью герметичен и безопасен.

Использование биогаза

Биогаз применяют в качестве топлива для выработки тепла, пара, электроэнергии или для заправки автомобилей. Оборудование для производства биогаза может быть установлено и как очистное сооружение на птицефабриках, фермах, мясокомбинатах, спиртовых и сахарных заводах.

Для новых предприятий использование такой установки существенно снизит стартовые расходы, так как можно будет не тратиться на прокладывание линии электропередач, газопровода, не устанавливать дизельные генераторы и не строить резервуары для хранения отходов. В итоге капитальные затраты снижаются примерно на 30-40 % от стоимости оборудования для производства биогаза.

Технология изготовления малых биогазовых установок — Биогаз

Комплектность наших малых биогазовых установок

Функциональное назначение наших малых биогазовых установок

Типы исходного сырья для наших малых биогазовых установок
Масштабирование малых биогазовых установок
Примерные цены
Условия, необходимые для функционирования малой биогазовой установки
Как заказать малую биогазовую установку
Коммерческие предложения и виды сотрудничества

Мы проанализировали все конструкции биогазовых установок, которые применяются в мире. После этого мы разработали основные принципы, по которым можно создавать биогазовые установки для небольших хозяйств небогатых стран, таких, как страны СНГ. Конструкция наших установок базируется на максимальном использовании стандартных деталей и узлов, производящихся практически в любой стране мира. Мы выбрали для нашей конструкции детали из современных синтетических материалов, которые обеспечивают химическую стойкость, малый вес, хорошую термоизоляцию. По размеру реакторов установок нашей конструкции, они относятся к малым установкам. Но благодаря возможности простого масштабирования, на базе нашей конструкции можно собирать даже средние установки, причем наращивать объемы и мощности постепенно, по мере накопления средств.

Комплектность наших малых биогазовых установок

Подготовительная емкость (опционально) с встроенным миксером (опционально).

Она предназначена для приготовления субстрата для загрузки в реактор биогазовой установки. От качества приготовления субстрата зависит не только эффективность но и вообще возможность работы биогазовой установки. Однако, поскольку речь идет об установках небольших размеров, то с целью уменьшения стоимости Вы можете отказаться от подготовительной емкости и использовать для приготовления субстрата любую, имеющуюся у Вас, емкость подходящего размера, где Вы будете размешивать сырье с теплой водой. Затем Вы можете осуществить заправку установки ведрами, поднимаясь по стремянке.

Простой вариант подготовительной емкости, который мы предлагаем, располагается выше реактора. Сама емкость представляет собой полимерный бочонок, не поддающийся коррозии. Субстрат подготавливается в ней, а затем самотеком заливается в реактор. Навоз или измельченные органические отходы доставляются к емкости подготовки по пандусу, вода подается через шланг.
Перед закладкой сырья в подготовительную емкость оно обязательно фильтруется для удаления камней, стекла и любых других крупных фрагментов, которые могут засорить стоки.
Самый автоматизированный и дорогой вариант — это подготовительная емкость с встроенным миксером для приготовления субстрата и встроенным насосом подачи субстрата в реактор.

Насос для загрузки реактора (опционально).

Он предназначен для автоматизированной (по расписанию) загрузки порций сырья в реактор. Экономически оправдан только для установок с объемом реактора от 15 куб.м и выше.
Для закачки сырья в реактор применяется погружной фекальный насос, желательно с режущими ножами. Он сам по себе стоит немалых денег. Кроме того, его применение накладывает условия по утеплению и обогреву самой подготовительной емкости. Поэтому рещение о его применении принимается в каждом случае индивидуально.

Платформа для размещения подготовительной емкости (опционально).

Она нужна для заправки реактора самотеком. Ее можем изготовить для Вас мы, ее Вы можете изготовить самостоятельно, или использовать уже имеющиеся у Вас строения или возвышения для размещения подготовительной емкости. Сырье Вы заносите на платформу вручную, а воду либо подаете по шлангу, либо тоже заносите вручную.

Утепленный реактор из полимеров (один или более).

В качестве реактора (метантенка) используется промышленно выпускаемая полиэтиленовая бочка соответствующих размеров. Она покрывается специальным многослойным покрытием, защищающим от всех 3 типов теплопотерь. Реактор оборудован системой заливки и системой слива, работающих одновременно по принципу сообщающихся сосудов, а также аварийным сливом. Постоянную температуру субстрата 37-380C в реакторе обеспечивают электрическая или водяная системы обогрева, управляемые блоком автоматики. Периодическое перемешивание субстрата в реакторе обеспечивает миксер, управляемый блоком автоматики.

В реакторе имеется люк, через который производится монтаж оборудования, а также выполняется капитальный ремонт.

В идеале реактор должен представлять собой термос, то есть иметь внешнюю и внутреннюю стенку и вакуум между ними. В реальных условиях сделать такой реактор невозможно, но система утепления реактора должна строиться по подобному принципу.

Реактор должен устанавливаться на достаточно твердую, но с хорошей термоизоляцией, подставку. Простейшим материалом для такой подставки является древесина.

Верхняя часть реактора автоматически утеплена слоем газа, который находится в ней. Тем не менее, верх реактора необходимо утеплить точно так же, как и стенки, поскольку основные теплопотери идут в верхнем направлении.

Таким образом, мы получаем, что утепление реактора должно представлять собой воздушный слой или слой из пористого материала и внешнюю стенку, отражающую тепло внутрь и обеспечивающую герметичность воздушного слоя.

Базовым типом обогрева реактора является электрический, осуществляемый при помощи ТЭНов или термоленты. Для обогрева одного куб. м объема реактора нужен обогреватель мощностью до 0,6 кВт. При такой мощности обогреватели находятся во включенном состоянии примерно четверть всего времени. Исходя из этого, Вы можете посчитать затраты электроэнергии. Летом нагреватели почти не включаются.

При применении водяной системы обогрева реактора вода в системе отопления нагревается обычным отопительным газовым котлом, работающим на вырабатываемом самой установкой биогазе. Понятно, что это значительно удорожает установку. Также это не освобождает от необходимости иметь электрическую систему обогрева, которая в таком случае служит для начального запуска реактора.

Электрическая система обогрева реактора.

Она представляет собой ТЭНы, вмонтированные в нижней части боковых стенок реактора. Особый способ монтажа, хорошая теплопроводность субстрата и постоянный контроль температуры автоматикой исключают возможность расплавления ТЭНами полимерных стенок реактора. Такой способ монтажа электрической системы подогрева является самым дешевым и обеспечивает самый высокий КПД. Для обеспечения равномерности нагрева субстрата ТЭНы включаются синхронно с устройством перемешивания.

Водяная система отопления реактора (опционально).

В случае газовой системы отопления трубы от газового котла входят в реактор. Внутри реактора смонтированы нагревательные элементы (спираль из трубы вдоль вертикальных стенок реактора), по которым протекает горячая вода из газового котла. Применяются полипропиленовые или металлопластиковые трубы. Несмотря не несколько худшие показатели теплоотдачи, чем у металлических труб, полимерные трубы нормально справляются со своей задачей и абсолютно не подвержены коррозии.

Система перемешивания субстрата в реакторе.

Система перемешивания представляет собой электродвигатель, предназначенный для работы в химически активных жидкостях, и пропеллер с необходимым диаметром и шагом. Эта система устанавливается внутри реактора таким образом, чтобы обеспечить движение всей массы сырья, находящегося в реакторе.

Внутреннее расположение двигателя в реакторе облегчает задачу регулировки направления струи перемешивания оптимальным образом, чтобы струя закручивалась по восходящей спирали вдоль вертикальных стенок реактора.

Блок автоматики.

Идеальный вариант блока автоматики — это компьютер с платами ввода аналоговой информации и вывода управляющих сигналов. Это решение самое гибкое, но и самое дорогое, учитывая цены на платы, датчики, исполнительные устройства и программное обеспечение промышленной автоматики.

Для малых и средних установок мы применяем набор стандартных недорогих контроллеров: таймер, термоконтроллер и т.п. В результате блок автоматики получается недорогим и простым в управлении, что важно для неквалифицированного обслуживающего персонала.

Блок автоматики выполнен из современных промышленных контроллеров управления техпроцессами. Он обеспечивает возможность перепрограммирования техпроцесса для подбора самых оптимальных параметров анаэробного брожения.

Газовая система трубопроводов с обратным клапаном.

Газовая система — это не только выходящая из реактора газовая труба. Поток газа проходит через охладитель для конденсации и удаления влаги, тройник с выходом на газгольдер, манометр, обратный клапан, счетчик газа. В зависимости от типа сырья и способов применения газа может быть добавлен еще фильтр сероводорода.

Газгольдер — регулятор выходного давления биогаза.

На фотографиях представлены варианты «мокрого» и «сухого» газгольдеров. «Мокрый» газгольдер — это колокол калиброванного веса, плавающий в воде. «Сухой» газгольдер — это эластичная емкость, накрытая сверху калиброванным грузом.

«Мокрый» газгольдер получается дороже в изготовлении и сложнее в эксплуатации, чем «сухой». Жидкость в «мокром» газгольдере не должна замерзать на морозе. Колокол должен скользить по направляющим во избежание перекоса и заклинивания.

«Сухой» газгольдер дешевле и проще в изготовлении. Эластичная, но нерастяжимая емкость сухого газгольдера — легко заменяемый в случае износа недорогой узел.

Газгольдер выполнен по принципу кузнечных мехов. Основная его функция — обеспечение стабильного заданного выходного давления биогаза, а также буферизация небольших нестабильностей в выработке и потреблении биогаза.

Газовый котел отопительный с автоматикой и насосом принудительной циркуляции (опционально).

Биогазовые увстановки с объемом реактора от 8 куб.м и более целесообразно подогревать собственным биогазом. Для этого применяется обычный бытовой газовый котел с автоматикой и принудительной циркуляцией. Сейчас некоторые украинские заводы производят современные газовые отопительные котлы с европейской автоматикой, но по очень конкурентоспособным ценам. Но даже в таком случае экономически выгодно применять котел одновременно не только для подогрева реактора, но и для параллельного обогрева помещений.

В случае применения газового котла автоматика биогазовой установки управляет не включением/выключением ТЭНов, а включением/выключением циркуляционного насоса, либо электромагнитного клапана, перекрывающего поток теплоносителя в цепи обогрева реактора.

Функциональное назначение наших малых биогазовых установок
  1. Производство жидких биоудобрений в суточных объемах примерно равных суточным объемам загрузки подготовленного сырья.
  2. Производство биогаза (65-75% метана).

Основным продуктом малой биогазовой установки по своей ценности является биоудобрение. Оно является основой для ведения «экологического» земледелия. Продукция, выращенная только с использованием биоудобрений, является экологически чистой и имеет рыночную стоимость существенно выше продукции, выращенной с использованием различных искусственных химических удобрений и пестицидов. Урожайность выращиваемых культур с применением биоудобрений выше на 20-200%, чем без них, и на 5-20% выше, чем с использованием минеральных удобрений.

Побочным продуктом малой биогазовой установки является биогаз. В связи с меньшим содержанием метана, чем в природном газе, биогаз имеет пропорционально меньшую теплотворную способность. Поскольку в малых биогазовых установках в сутки вырабатывается достаточно мало биогаза, то реальных способов его применения немного. Это обогрев помещений или теплиц и приготовление пищи. Обычные бытовые газовые приборы без существенных переделок нормально функционируют на биогазе. Может потребоваться изменение диаметра форсунок в некоторых газовых горелках, где производится смешивание газа и воздуха перед сгоранием. Поскольку в биогазе метана меньше, чем в природном газе, то форсунки меняются так, чтобы пропорционально уменьшить количество подмешиваемого воздуха, либо увеличить количество подмешиваемого биогаза.

Типы исходного сырья для наших малых биогазовых установок
  1. Навоз КРС, свиней, овец, лошадей и других животных.
  2. Птичий помет (с ограничениями).
  3. Стоки туалета (с ограничениями).
  4. Пищевые отходы кухни (с ограничениями).
  5. Растительная масса (с ограничениями).
  6. Отходы бойни (кроме костей).

Основным ограничением для всех типов сырья является размер фрагментов сырья. Они не должны превышать в линейных размерах 1-2 см. При более крупных размерах будет происходить засорение трубопроводов и заклинивание миксера перемешивания. Поэтому все отходы должны быть измельчены перед загрузкой в биогазовую установку.

Высокопитательные отходы, такие как птичий помет, зеленая растительная масса (клевер, силос) должны загружаться в смеси с навозом КРС. Применения таких типов сырья в чистом виде требует другого техпроцесса и другой конструкции биогазовой установки. Жиры тоже должны ис-пользоваться только в качестве добавки к основному сырью, хотя они дают очень большой выход биогаза. В стоках туалета не должны содержаться синтетические моющие вещества, угнетающие жизнедеятельность бактерий. Применяемый навоз и помет должны быть свежими. Пищевые отходы кухни и отходы бойни должны быть свежими, либо должны быть подвергнуты пастеризации перед загрузкой в реактор.

Масштабирование малых биогазовых установок

Наши малые биогазовые установки в своей основе имеют реакторы из готовых полиэтиленовых емкостей, произведенных методом ротационного формования. Такие емкости выпускают некоторые заводы в разных странах, в том числе и в Украине. Учитывая среднюю длительность цикла брожения в 20 суток и объем газового буфера в 20%, можно сказать, то один куб.м объема реактора имеет пропускную способность 40 литров субстрата с влажностью 86-92% в сутки. Поэтому вполне возможна ситуация, когда среди имеющихся в продаже готовых емкостей будет невозможно подобрать емкость достаточного объема для переработки имеющихся ежесуточно объемов органических отходов. Самым простым способом в таком случае будет применение нескольких емкостей, пропорционально увеличивающее общую пропускную способность установки.

Также возможна ситуация, когда необходимо увеличить пропускную способность уже имеющейся и работающей малой биогазовой установки. В этом случае простейшим решением также будет установка дополнительного реактора.

Несколько реакторов можно соединять последовательно или параллельно.

Биологические процессы, происходящие при анаэробном брожении делятся на 4 фазы, причем 1 и 2 фыза протекают очень быстро. Это накладывает ограничения на количество последовательно соединенных реакторов. Нет никакого смысла ставить последовательно больше 3 реакторов. Обычно в такой цепочке первый реактор работает в психрофильном тепловом режиме и обеспечивает первые две фазы брожения, то есть, является реактором гидролиза. Второй реактор включают в мезофильном режиме. Третий включают в мезофильном или термофильном режиме.

Реактор гидролиза нужен только для некоторых типов сырья, поэтому оптимальной является схема с двумя последовательными реакторами. Оба они могут работать в мезофильном режиме, но последний реактор можно включить и в термофильном режиме, что увеличит общую пропускную способность установки в 1,5 раза.

Если двух последовательных реакторов все равно будет мало, то можно подсоединять еще такие цепочки реакторов параллельно.

При таком добавлении реакторов пропускная способность увеличивается пропорционально увеличению суммарного объема реакторов, а стоимость увеличивается меньше, поскольку некоторые узлы остаются при этом неизменными.

Примерные цены

Как видно из описания комплектации установок выше, довольно большое количество узлов предлагается опционально. Поэтому трудно составить четкий прайс-лист. Можно лишь дать ориентировочные цены на базовые конфигурации.

Базовая конфигурация включает в себя реактор с системой электрического подогрева и пе-ремешивания, блок автоматики, газгольдер 1 куб.м, газовую систему с обратным клапаном. Стоимость с учетом монтажа составит: для установки 5 куб.м — 3400 USD, 8 куб.м — 5000 USD, 10 куб.м — 5400 USD.

К этим ценам добавляются стоимость доставки и стоимость дополнительных опций. Все цены подлежат обсуждению.

Условия, необходимые для функционирования малой биогазовой установки

Для размещения установки нужна ровная площадка 15-30 кв.м. и более, если Вы собираетесь использовать многореакторную установку. Для установки реактора нужна подстилка из досок. Для приготовления субстрата ежесуточно нужна вода из расчета около 24 литра на 1 куб.м объема реактора, желательно с температурой около 250C и более в холодное время года. Для функционирования автоматики необходимо электропитание напряжением 220 В и максимальным током 5 А. Для работы электрического обогрева добавляется еще ток для обогревателей из расчета 0,6 кВт на 1 куб.м объема реактора. Для сбора биоудобрений необходима лагуна (яма с бетонированными стенками). Можно применить и яму со стенками, укрепленными досками, ветками или другим способом, но при этом часть биоудобрений просочится в почву. Вреда от этого не будет, но у Вас останется меньше биоудобрений для использования.

Но самым основным условием для усешного функционирования малой биогазовой установки является регулярное ежедневное наличие подходящего сырья в достаточном количестве. Биогазовая установка строится не для получения биогаза и биоудобрений, а для переработки имеющегося бросового органического сырья. Сырье это должно быть в таком виде, чтобы приготовление субстрата из него не требовало дополнительных энергоемких операций и занимало по времени не более получаса в сутки.

Как заказать малую биогазовую установку

Сначала Вам необходимо оценить объем и состав образующихся у Вас ежедневно органических отходов. Затем Вы можете подсчитать, реактор какого объема понадобится для их переработки по грубому критерию: на 1 куб.м объема реактора — 40-50 кг органических отходов. Дальше Вы можете оценить возможный объем суточного выделения биогаза по грубой формуле: 1,1-1,8 куб.м биогаза в сутки с куб.м объема реактора. Объем получаемых ежесуточно жидких биоудобрений соответствует 40 л с 1 куб.м объема реактора.

Если установка будет иметь объем реактора от 8 куб.м и более, есть смысл использовать обогрев собственным биогазом. В таком случае до 30% биогаза в холодное время года может быть затрачено на обеспечение работы установки, и в Вашем распоряжении останется 70%. Далее можно пересчитать этот объем в эквивалентный объем природного газа, умножив на коэффициент 0,68.

Сравните полученные количества с Вашими потребностями. Если они покрывают их, то Вы можете заказывать у нас изготовление и монтаж малой биогазовой установки,связавшись с нами по контактам, указанным в разделе «Контакты«.

Коммерческие предложения и виды сотрудничества

Мы делаем и монтируем установки для заказчиков из Украины. Для заказчиков из других стран мы можем предложить самостоятельно закупить список комплектующих и изготовить установку либо самостоятельно, пользуясь нашей документацией, либо вызвать нашего специалиста, который окажет помощь в монтаже и запуске установки. Второй вариант может быть затратным из-за дополнительных расходов на проезд и командировочных расходов.

Купить документацию для изготовления и эксплуатации малой биогазовой установки Вы можете в разделе «Документация»

Если Вы хотите организовать у себя производство малых биогазовых установок, Вы должны сначала купить указанную выше документацию и изучить ее. Если этого Вам будет достаточно для дальнейшей работы, этим Вы можете и ограничиться. Но по Вашему желанию может быть заключен дополнительный договор, и наш специалист на месте поможет Вам организовать производство и смонтировать пилотную установку. Стоимость таких услуг — договорная.

Потенциальные посредники, занимающиеся маркетингом и имеющие базу потенциальных финансово состоятельных клиентов также могут обращаться к нам. Оплата услуг посредников — договорная.

Возможны и другие виды сотрудничества. Мы всегда готовы к диалогу со всеми желающими.

Поделиться ссылкой:

Белгород. Биогаз и биогазовые станции. Анализ и реализованные проекты — Портал-Энерго.ru

    Общие сведения о биогазе и биогазовых станциях

    В Белгородской области сконцентрировано большое количество предприятий животноводства и птицеводства, одновременно регион является одним из флагманов российского сельского хозяйства.

    В результате деятельности таких предприятий образуется значительное количество органических отходов, необходимость утилизации которых является одной из приоритетных задач по обеспечению экологической безопасности атмосферы и земельных угодий.

    За последнее десятилетие в мире получили развитие технологии, позволяющие утилизировать органические отходы, и при этом децентрализовано получать в большом количестве энергию из биоотходов путем переработки их в биогаз с использованием соответствующих технологических решений – биогазовых установок.

    Биогаз – газ, получаемый в ходе брожения биомассы (органических отходов) посредством воздействия различных видов бактерий.

    Различные виды микроорганизмов метаболизируют углерод из органических субстратов в безкислородных условиях (анаэробно). Этот процесс, называемый гниением или безкислородным брожением, следует за цепью питания. В процессе брожения из биоотходов вырабатывается биогаз. Этот газ может использоваться как обычный природный газ для технологических целей, обогрева, выработки электроэнергии. Его можно накапливать, перекачивать, использовать для заправки автомобиля или продавать соседям.

    Биогаз состоит из метана (55-85%) и углекислого газа (15-45%). Плохо растворим в воде, его теплота сгорания составляет от 21 до 27,2 МДж/м³. При переработке 1 т свежих отходов крупного рогатого скота и свиней (при влажности 85%) можно получить от 45 до 60 м³ биогаза, 1 т куриного помета (при влажности 75%) – до 100 м³ биогаза. По теплоте сгорания 1 м³ биогаза эквивалентен: 0,8 м³ природного газа, 0,7 кг мазута, 0,6 кг бензина, 1,5 кг дров (в абсолютно сухом состоянии), 3 кг навозных брикетов.

    Для работы электрогенераторов биогаз используется без какой либо очистки. Для заправки автомобилей устанавливается дополнительная система очистки. После такой системы очистки полученный газ — полный аналог природного газа (90% метана (CH4) и 10% углекислого газа (CO2)). Вторым продуктом очистки биогаза является CO2. Этот газ тоже идет в прибыль. Его можно использовать как сухой лед, для газировки или в технических целях.

    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.

    Этапы процесса брожения биомассы

      Сырье для получения биогаза.

        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

        Таблица. Объемы получаемого биогаза из различных видов исходного сырья

        Белгородская область, по состоянию на 2012 год занимает лидирующее место по производству мяса в России:

        Поголовье свиней в сельскохозяйственных организациях оставляет 3305,1 тыс. голов (доля в общероссийском производстве свинины составляет 16,7%);

        Поголовье кур в сельскохозяйственных организациях 46,3 млн. голов (доля в общероссийском производстве мяса птицы составляет 14,9%).

        — В сельскохозяйственных организациях и хозяйствах населения Белгородской области более 233 тысяч голов крупного рогатого скота.

        Всего в регионе работает более 1000 комплексов по производству мяса птицы и свинины, они производят примерно 15 млн. тонн отходов в год.

        Из суммарных отходов птицеводческих и животноводческих предприятий Белгородской области можно в сутки производить свыше 500 тысяч кубометров биогаза.

        Масса органических отходов предприятий животноводства

        и птицеводства Белгородской области, прогноз до 2015 г., тыс. тонн

        (данные – Региональный центр биотехнологий)







        Энергетический потенциал

        Всего

        Отходы свиноводства

        Отходы КРС

        Отходы птицеводства

        Отходы сахарного производства

        ТБО и отходы очистных сооружений

        Отходы перерабаты-вающих пред-приятий

        Мощность, МВт

        223,2

        76,5

        45,8

        38,6

        26,8

        26,5

        9,2

        Электроэнергия,

        млн. кВт*ч/год

        1766

        605

        363

        306

        212

        207

        73

        Тепловая энергия,

        тыс. Гкал/год

        1693

        580

        348

        294

        203

        198

        70

        Производство удобрений,

        тыс. тонн/год

        7362

        2524

        1511

        1273

        885

        864

        305

        Сокращение парниковых выбросов,

        млн. тонн/год

        1324

        454

        272

        230

        160

        155

        54

        Энергетический потенциал

        объектов биоэнергетики Белгородской области

        (данные – Региональный центр биотехнологий)

        Также, в результате деятельности сахарных заводов в Белгородской области ежегодно образуется порядка 1,6 млн. тонн побочного продукта производства – жома, который является хорошим органическим сырьем для выработки биогаза и, учитывая его низкую стоимость, позволяет сэкономить на сырье.

        При переработке имеющихся в области отходов животноводства, птицеводства, жома свеклосахарного производства, энергетический потенциал региона составит 500 мегаватт, что полностью сможет обеспечить всю сельскую часть области электроэнергией и теплом.

          Принцип работы биогазовой станции

          Биомасса (отходы или зеленая масса) периодически подаются с помощью насосной станции или загрузчика в реактор. Реактор представляет собой подогреваемый и утепленный резервуар, оборудованный мешалками. В реакторе живут бактерии, питающиеся биомассой. Продуктом жизнедеятельности бактерий является биогаз. Для поддержания жизни бактерий требуется подача корма, подогрев до 35-38 °С и периодическое перемешивание.

          На выходе установки получают два продукта: биогаз и биоудобрения (компостированный и жидкий субстрат).

          Образующийся биогаз скапливается в хранилище (газгольдере), затем проходит систему очистки и подается к потребителям (котел или электрогенератор). Реактор работает без доступа воздуха, герметичен и неопасен.

          Из газгольдера идет непрерывная подача биогаза в газовый или дизель-газовый теплоэлектрогенератор. Здесь уже производится тепло и электричество. 1м3 газа дает 2кВт*ч электрической и 2кВт*ч тепловой энергии. Крупные биогазовые установки имеют аварийные факельные установки на тот случай, если двигатель/двигатели не работают и биогаз надо сжечь. Газовая система может включать в себя вентилятор, конденсатоотводчик, десульфулизатор и т.п.

          Возникающее при производстве электрического тока тепло, подаётся через систему водяного охлаждения или же через систему охлаждения отработанных газов в обогревательную систему. Образующееся избыточное тепло может быть отведено через аварийный охладитель и, при необходимости, использовано в других системах.

          Для сбраживания некоторых видов сырья в чистом виде требуется особая двухстадийная технология. Например, птичий помет, спиртовая барда не перерабатываются в биогаз в обычном реакторе. Для переработки такого сырья необходим дополнительно реактор гидролиза. Такой реактор позволяет контролировать уровень кислотности, таким образом бактерии не погибают из-за повышения содержания кислот или щелочей. Возможна переработка этих же субстратов по одностадийной технологии, но при коферментации (смешивании) с другими видами сырья, например, с навозом или силосом.

          Переброженная масса – это биоудобрения, готовые к использованию. Жидкие биоудобрения отделяются от твердых с помощью сепаратора и сохраняются в емкости для хранения биоудобрения.

          Переработка отходов на биогазовой установке позволяет одновременно получить:

          1. газ

          2. электричество

          3. тепло

          4. топливо для автомобилей

          5. биоудобрения

            Инвестиционный потенциал использования биогаза в России

              Несмотря на отсутствие в РФ «зеленого тарифа» на электроэнергию, произведенную из биомассы, российский рынок биогаза может активно развиваться за счет проектов, направленных на утилизацию разного рода аграрных отходов.

              В качестве дополнительного фактора повышенного интереса европейских компаний к российскому рынку биогаза — растущая конкуренция в данном сегменте в странах ЕС.

              В Европе биогазовые компании уже начали «толкать» друг друга «локтями», аграрный рынок практически не растет, соответственно спрос на биогазовые проекты снижается. Единственным выходом для европейских компаний является поиск и освоение новых рынков. В данном случае российский рынок может стать для них Клондайком.

              Общий потенциал рынка биогаза, а также электро- и теплогенерации на базе биогазовых комплексов, использующих отходы аграрной промышленности, составляет в Российской Федерации более $18,4 млрд. При этом производство биогаза может достичь 14,7 млрд кубометров в год, что является эквивалентом 10 млрд кубометров природного газа.

              В России в 2013 году принято постановление правительства «О механизме стимулирования использования возобновляемых источников энергии на оптовом рынке электрической энергии и мощности», направленное на стимулирование использования возобновляемых источников энергии и компенсацию тарифов по такой энергии с целью повышения ее конкурентоспособности. Эта система в будущем может стимулировать развитие сетевой генерации, продажи произведенной из биогаза электроэнергии на оптовом и розничном рынке.

              Инвестиционные аспекты использования биогазовых технологий:

              Экономические

              Существенные экономические выгоды получают все заинтересованные участники сельскохозяйственного и энергетического рынков:

              • Инвесторы – срок окупаемости таких проектов составляет порядка 3-5 лет.

              • Фермеры, предприятия АПК – снижение экологических платежей, собственная генерация электроэнергии и тепла, высококачественные удобрения.

              • Государство – снижение нагрузки на региональный и муниципальный бюджеты, увеличение налоговой базы за счет развития сельскохозяйственных предприятий.

              • Российская энергетика – оптимизация энергетического баланса, высвобождение дополнительных объемов природного газа для экспорта на европейские рынки, где цены выше, снижение нагрузки на сети и генерирующие мощности, снижение затрат на развитие и ремонт сетевого хозяйства.

              Биогазовые технологии позволяют наиболее рационально и эффективно конвертировать энергию химических связей органических отходов в энергию газообразного топлива (биогаз) собственного производства с получением высокоэффективных органических удобрений. Произведенный биогаз может быть направлен в энергетические установки для выработки электроэнергии и тепла. Поэтому потребность в закупке электроэнергии, тепла, органических удобрений у сторонних производителей отпадает.

              Энергетические

              Биогаз с высокой эффективностью используется для получения собственной тепловой и электрической энергии. Если весь биогаз будет перерабатываться на когенерационных установках, это полностью обеспечить сельские районы доступом к газу и тепловой мощности. Излишки энергии, а также побочная товарная продукция могут быть реализованы на свободном рынке.

              Экологические

              Биогазовая станция решает проблему утилизации органических отходов и очистки сточных вод, содержание органических веществ в отходах снижается в 10 раз, также напрямую (за счет переработки) и косвенно (за счет замещения углеводородов в энергобалансе) сокращают выбросы в атмосферу парниковых газов – метана (СН4) и углекислого газа (СО2).

              Географические

              Биогазовые станции могут быть размещены в любом регионе, где есть достаточное количество органического сырья вне зависимости от наличия объектов традиционной энергетики, инженерных и транспортных сетей.

              Инфраструктурные

              При наличии сырья, строительство биогазовой станции является отличной альтернативой строительства объектов традиционной энергетики (газопроводов, котельных, электросетей, трансформаторов) и других объектов инфраструктуры (хранилищ отходов, подъездных путей и т.д.). В случае автономной работы отсутствуют затраты на подключение к энергосетям.

              Социальные

              Биогазовая установка предоставляет возможность обеспечения теплом и электроэнергией объектов социальной инфраструктуры, расположенных поблизости (жилых домов, школ, больниц, детсадов, домов отдыха и т.д.). Развитие биогазовой энергетики также решает проблемы занятости в сельских районах и повышает реальные доходы населения. Кроме этого, внедрение биогазовых технологий способствует развитию энергетической инфраструктуры села, что положительно сказывается на уровне жизни сельского населения.

              Инвестиционные проекты в сфере биогазовой индустрии в Белгородской области

              В Белгородской области создана законодательная база развития малой энергетики. В соответствии в Постановлением Правительства Белгородской области №427-пп от 29.10.2012г. утверждена долгосрочная целевая программа «Развитие возобновляемых источников энергии на 2013-2015 годы и на период до 2020 года». Согласно целевым показателям в области планируется введение 223,3 МВт мощностей альтернативной энергетики, в основном за счёт биогазовых станций.

              Предусматривается переработка биологических отходов животноводства и птицеводства для производства биогаза и биотоплива.

              Для решения этих задач планируется скоординировать работу всех сельскохозяйственных предприятий в нескольких направлениях. В первую очередь, это строительство сети биогазовых установок для переработки органических отходов с влажностью более 50%.

              В числе предлагаемых инвестиционных проектов – строительство биогазовых установок на работающих в области свинокомплексах, очистных сооружениях птицефабрик. Компании, которые производят электроэнергию с использованием биотехнологий, будут включены в реестр энергоснабжающих организаций области.

              В перспективе, в области намечается обеспечить рациональный, экономически обоснованный рост использования различных видов возобновляемых источников энергии для производства электрической и тепловой энергии, а также расширить использование альтернативных видов топлива для транспорта и энергетики.

              Карта – схема

              потенциального размещения площадок для биогазовых комплексов

              (данные – Региональный центр биотехнологий)

              По состоянию на 2013 год Белгородская область газифицирована на 99,8%. Это самый высокий показатель газификации среди российских регионов.

              Карта газоснабжения Белгородской области

              (источник — ООО «Газпром межрегионгаз Белгород»)

              Производственные модели для инвестиционных проектов малой энергетики в Белгородской области

              Специалистами ОАО «Корпорация «Развитие» Белгородской области представлены наиболее выгодные для инвестирования схемы технологических процессов получения альтернативного топлива. В качестве сырья предполагается использование различных органических и бытовых отходов, в том числе побочных продуктов сельскохозяйственных предприятий области.

              Использование биогаза в качестве газомоторного топлива

              Биогаз представляет собой горючую газовую смесь, состоящую из 50-70% метана (Ch5), которая образуется из органических субстанций в результате анаэробного микробиологического процесса.

              Одним из самых наиболее перспективных направлений использования биогаза является его применение в качестве газомоторного топлива.

              В качестве сырья для производства биогаза можно использовать любые органические отходы, отходы пищевого производства, животноводства, сельскохозяйственной отрасли, деревоперерабатывающей промышленности, осадки хозяйственно-бытовых сточных вод и прочее сырье, подлежащее ферментации и дальнейшей обработке.

              Произведенный биогаз необходимо дополнительно обогатить метаном. Затем полученный биометан можно транспортировать на стационарные или мобильные заправочные станции.

              Схема процесса получения биогаза,

              используемого в качестве моторного топлива

              ПАГЗ — Передвижной автогазозаправщик

              АГНКС — Автомобильная газонаполнительная компрессорная станция

              Производство RDF-топлива

              Одним из наиболее эффективных способов переработки твердых бытовых отходов (ТБО) является производство RDF-топлива (Refuse Derived Fuel (анг.) – топливо, производимое из отходов).

              RDF представляет собой топливо, производимое путем измельчения, преобразования и обезвоживания ТБО. RDF состоит в основном из горючих компонентов ТБО, таких как пластик и биоразлагаемые отходы.

              Для производства RDF твердые бытовые отходы предварительно поступают на мусоросортировочные комплексы. Полученные в ходе сортировки органические отходы сначала компостируются, а затем направляются на рекультивацию полигонов. На захоронение идет не более 30% отходов.

              Получение энергии из RDF является одним из самых экономичных источников энергии. RDF широко используется в цементной промышленности и других отраслях в качестве замены ископаемого топлива и снижает зависимость от него.

              Схема процесса вывоза и утилизации мусора с получением RDF-топлива

              Модель автономной системы энергосбережения за счет источников малой энергетики на примере одного из районов Белгородской области

              Специалистами ООО «Дирекция инвестиционного развития» ОАО «Корпорация «Развитие» на примере одного из районов Белгородской области была сформирована модель автономной системы энергосбережения за счет источников малой энергетики.

              В ходе анализа энергобаланса Шебекинского района были рассмотрены объем и структура потребителей рынка энергопотребления. Шебекинский район был разделен на энергосегменты: Шебекино, Муром, Маслова Пристань, Ржевка, Большетроицкое. Общее количество точек поставок по Шебекинскому району составляет 46 664 ед. При этом пиковые мощности равны 59 МВт, а объем потребления — 330 692 МВт*ч. Также по данным филиала ОАО «МРСК-Центра» — «Белгородэнерго» спрогнозирован рост объема потребления на уровне 1,5% (до 335 604 МВт*ч).

              Предлагаемая географическая модель строительства объектов генерации Шебекинского района Белгородской области 2013-2018

              В ходе анализа ресурсной базы для выработки электроэнергии за счет альтернативных источников рассмотрены отходы животноводства (птицекомплексы, свинокомплексы и фермы КРС), а также сахарных заводов (жом), водоканалов и отходы ТБО на территории Шебекинского района.

              Сравнение показателей энергопотребления Шебекинского района Белгородской области в 2012 и 2018 (прогноз) годах

              в разрезе структуры объектов генерации

              Данные о ВИЭ были разнесены по энергосегментам с проработкой вопроса о типе генерации и мощностях установок. Произведено сравнение объема потребляемой электроэнергии в энергосегменте и энергопотенциале с учетом растительного сырья (на территории конкретного энергосегмента).

              Биогазовая установка. Инвестиционная стоимость

              В инвестиционную стоимость биогазовой станции входят следующие основные составляющие:

              • Стоимость конструкторской, проектно-сметной и рабочей документации на установку;

              • Стоимость и доставка оборудования;

              • Стоимость строительно-монтажных работ;

              • Стоимость пусконаладочных работ;

              • Прочее (разрешения, согласования, обучение персонала, подключения к энергосетям и др.)

              Основными инвестиционными затратами при создании биогазовой станции являются затраты на приобретение оборудования и составляют до 60% от общей стоимости проекта. Основными элементами биогазовой станции (БГС) являются:

              • Загрузчики твердого (жидкого) сырья

              • Ферменторы (метантенки, реакторы)

              • Мешалки

              • Газгольдеры

              • Система смешивания воды и отопления

              • Газовая система

              • Насосная станция

              • Сепараторы

              • Приборы контроля

              • КИПиА

              • Система безопасности

              • Когенерационный блок.

              Самыми дорогими элементами являются ферменторы из железобетона или стали со специальным покрытием и когенерационный блок (до 70% от общей стоимости оборудования). Стоимость ферментеров зависит от их типа, объема и количества. Стоимость когенерационного блока – от установленной мощности.

              Для того чтобы отследить правильные зависимости (объем перерабатываемых отходов и электрическая мощность) между ключевыми элементами установки необходимо обратить более пристальное внимание к самим отходам. Каждый отход характеризуется своими физико-химическими показателями:

              • Влажностью

              • Содержанием сухого вещества

              • Содержанием органического сухого вещества

              • Содержанием белков

              • Содержанием углеводов

              • Содержанием жиров

              • рН.

              Именно от этих показателей зависит время его сбраживания, количество получаемого биогаза и его состав. Приведем сравнительную таблицу выхода биогаза и его качество (содержание метана) с тонны сырья:











              Субстрат

              СВ

              оСВ

              N

              P2O5

              K2O

              Выход биогаза

              Содержание метана

              Выход метана

              [%]

              [%СВ]

              [%СВ]

              [нм3/т субстрата]

              [% об объема Биогаза]

              [нм3/т оСВ]

              Навозная жижа КРС

              10

              80

              3,5

              1,7

              6,3

              25

              56

              210

              Свиные стоки

              6

              80

              3,6

              2,5

              2,4

              28

              61

              250

              Навоз КРС

              25

              80

              4

              3,2

              8,8

              80

              55

              250

              Птичий помет

              40

              75

              18,4

              14,3

              13,5

              140

              64

              280

              Кукурузный силос

              33

              95

              2,8

              1,8

              4,3

              200

              53

              340

              Травяной силос

              35

              90

              4

              2,2

              8,9

              180

              54

              310

              Свекловичный жом

              24

              95

              н.д.

              н.д.

              н.д.

              68

              72

              218

              Чистый жир

              100

              98

              н.д.

              н.д.

              н.д.

              1300

              87

              1154

              Из таблицы видно, что для одинакового количества подаваемого субстрата количество и качество получаемого биогаза отличаются в разы и, поскольку, только метан поставляет энергию из биогаза, целесообразно, данные о производстве газа выражать в м3 метана на тонну органического сухого вещества (оСВ), это намного точнее и красноречивее нежели данные в м3 биогаза в м3 свежего субстрата.

              При этом количество получаемой электроэнергии зависит от объема и качества биогаза.

              Для производства 1 МВтч электроэнергии потребуется либо почти 18 тонн навозной жижи КРС, либо 220 кг чистого жира. Поэтому объем ферментеров для переработки данных видов субстратов будет различаться в десятки раз, что влечет за собой отличие и в их стоимости на аналогичный порядок при одинаковой стоимости когенерационного блока.

              Биогазовая паровая котельная .Реализованный проект

              В репортаже Екатерины Столповской,

              Специалиста по связям со СМИ ОАО «Корпорация «Развитие»

              В конце апреля на базе крупнейшего агрохолдинга «Приосколье» была запущена экспериментальная, единственная в Европе паровая котельная, работающая на подстилочно-помётной массе. Оборудование изготовлено и смонтировано российским заводом ООО «Союз» (г. Ковров). Новейшая разработка предприятия позволяет получать при сжигании отходов птицеводства пар, который может быть использован для их технологических нужд, получения электроэнергии и тепла. Кроме того, решается вопрос экологии – помёт больше не нужно складировать на полигонах.

              По поручению губернатора Белгородской области специалисты ОАО «Корпорация «Развитие» ознакомились с совместным опытом работы компании «Приосколье» и завода «Союз». Была поставлена задача не только всесторонне изучить новый для России метод утилизации отходов птицефабрик, его рентабельность и эффективность, но и сформировать предложение о возможности его широкого применения в регионе.

              — Посетив птицефабрику «Приосколье» и увидев в работе паровой котёл, мы получили ответы на интересующие нас вопросы, — рассказал Андрей Урванов, руководитель направления «Альтернативная энергетика» ОАО Корпорация «Развитие». – Как нам пояснили, проект этот адресный, и пригоден только для тех птицефабрик, где используется напольное содержание птицы. Для более детального обсуждения предложений разработчиков, мы недавно побывали на заводе, где нам представили еще ряд не менее перспективных идей по использованию оборудования для сжигания куриного помета. Так пар при определённом давлении и температуре можно направить на паровую турбину и получить на выходе электричество и тепло. Был также озвучен весьма интересный способ утилизации клеточного помёта, малопригодного для биогазовых станций из-за необходимости нейтрализации азота. Его можно перерабатывать в экологически адаптированное органическое удобрение, обеззараженное от микроорганизмов с помощью тепла, при сохранении полезных органических веществ.

              Именно поэтому проект интересен и перспективен для нашего региона – белгородские птицефабрики, производящие в год свыше 700 тысяч тонн мяса птицы, могут полностью перейти на замкнутый цикл, без вреда для себя и окружающей среды. Также агрохолдинги смогут существенно снизить свои расходы на электроэнергию и отопление. А значит, в итоге, и себестоимость продукции. Срок его окупаемости – до трёх лет.

              Сейчас анализируются все экономические показатели, запланированы дополнительные исследования в Белгородской сельскохозяйственной академии им. В. Я. Горина. В дальнейшем полученные результаты будут представлены на рассмотрение в Правительство области, и в случае получения одобрения со стороны руководства региона, проект будет рекомендован всем птицеводческим компаниям Белгородской области, а Корпорация займется привлечением инвестиций для его реализации.

              Александр Лукьянов,

              ведущий аналитик ОАО «Корпорация «Развитие»

              Свалочный газ и биогаз — Управление энергетической информации США (EIA)

              Биогаз из биомассы

              Биогаз производится из биомассы в процессе анаэробного разложения . Анаэробные бактерии — бактерии, которые живут без свободного кислорода — встречаются в естественных условиях в почвах, в водоемах, таких как болота и озера, а также в пищеварительном тракте людей и животных. Эти бактерии едят и расщепляют или переваривают биомассы и производят биогаз.Биогаз состоит в основном из метана и двуокиси углерода. Метан (Ch5) — это такое же богатое энергией соединение, которое содержится в природном газе. Состав биогаза варьируется от 40% -60% метана до 60% -40% углекислого газа (CO2), с небольшим количеством водяного пара и других газов.

              Биогаз образуется и может собираться на свалках твердых бытовых отходов и в прудах для хранения навоза. Биогаз также может производиться в контролируемых условиях в специальных резервуарах, называемых анаэробными варочными котлами .Биогаз можно обработать для удаления CO2 и других газов, и его можно использовать в качестве топлива, как и природный газ. Материал, который остается после завершения анаэробного переваривания, называется дигестатом , он богат питательными веществами и может использоваться в качестве удобрения.

              Сбор и использование биогаза со свалок

              Свалки твердых бытовых отходов являются источником биогаза. Биогаз вырабатывается естественным путем анаэробными бактериями на полигонах твердых бытовых отходов и называется свалочный газ .Свалочный газ с высоким содержанием метана может быть опасен для людей и окружающей среды, поскольку метан легко воспламеняется. Метан также является сильным парниковым газом. Биогаз содержит небольшое количество сероводорода, вредного и потенциально токсичного соединения в высоких концентрациях.

              Источник: адаптировано из проекта Национального энергетического образования (общественное достояние)

              В США нормы Закона о чистом воздухе требуют, чтобы на свалках твердых бытовых отходов определенного размера была установлена ​​и функционировала система сбора и контроля свалочного газа.Некоторые свалки сокращают выбросы свалочного газа за счет улавливания и сжигания (или сжигания) свалочного газа. При сжигании метана в свалочном газе образуется CO2, но CO2 не является таким сильным парниковым газом, как метан. Многие свалки собирают свалочный газ, очищают его от CO2, водяного пара и сероводорода, а затем продают метан. Некоторые свалки используют метан для выработки электроэнергии.

              По оценкам Управления энергетической информации США (EIA), в 2018 году было собрано около 270 миллиардов кубических футов (Bcf) свалочного газа объемом около 352 U.S. свалки и сжигаются для выработки около 11 миллиардов киловатт-часов (кВтч) электроэнергии, или около 0,3% от общего объема выработки электроэнергии коммунальными предприятиями США в 2018 году.

              Биогаз от очистки сточных вод и промышленных сточных вод

              Многие муниципальные очистные сооружения и производители, такие как бумажные фабрики и предприятия пищевой промышленности, используют анаэробные варочные котлы как часть своих процессов обработки отходов. Некоторые очистные сооружения и промышленные предприятия собирают и используют биогаз, произведенный в анаэробных варочных котлах, для нагрева варочных котлов, что усиливает анаэробный процесс сбраживания и уничтожает патогены, а некоторые используют его для выработки электроэнергии для использования на предприятии или для продажи.По оценкам EIA, в 2018 году около 44 из этих типов очистных сооружений в Соединенных Штатах произвели в общей сложности около 1 миллиарда кВтч электроэнергии.

              Анаэробные варочные котлы на очистных сооружениях Линкольна, Небраска

              Источник: Линкольн, правительство Небраски (защищено авторским правом)

              Анаэробный варочный котел на молочной ферме

              Источник: Университет штата Мичиган (защищен авторским правом)

              Использование биогаза из отходов животноводства

              Некоторые молочные фермы и животноводческие хозяйства используют анаэробные варочные котлы для производства биогаза из навоза и подстилки из коровников.Некоторые животноводы закрывают свои навозные пруды (также называемые навозными лагунами ), чтобы улавливать биогаз, который образуется в лагунах. Метан в биогазе можно сжигать для нагрева воды и зданий, а также в качестве топлива в дизельных генераторах для выработки электроэнергии для фермы. По оценкам EIA, в 2018 году около 29 крупных молочных и животноводческих предприятий в Соединенных Штатах произвели в общей сложности около 266 миллионов кВтч (или 0,3 миллиарда кВтч) электроэнергии из биогаза.

              Последнее обновление: 12 ноября 2019 г.

              .

              коммерческих биогазовых установок для промышленных и бытовых нужд, 4500000 рупий / 5 т / д


              О компании

              Год основания 2014

              Юридический статус фирмы Партнерство Фирма

              Характер бизнеса Производитель

              Количество сотрудников До 10 человек

              Годовой оборот2-5 крор

              IndiaMART Участник с мая 2016 г.

              GST24AAFFE1710Q1ZH

              Код импорта и экспорта (IEC) 0815011296

              Год был 2014 , когда мы начинали Enginox Technologies [ Ахмедабад ], а затем успешно управляем тяжелым бизнесом Производство, Импорт, Экспорт и Услуги, предоставляющие широкий ассортимент оборудования и оборудования.Для наших уважаемых клиентов мы представили азотные газовые установки PSA, кислородные установки VPSA, осушители воздуха, установку очистки биогаза, углеродные молекулярные сита, активированный глинозем, газогенераторные установки AMC Service и многие другие . Предлагаемый ассортимент выполнен с использованием только качественных комплектующих. Клиенты восхищаются этими продуктами за такие особенности, как простота установки, легкий вес, длительный срок службы и отсутствие необходимости в обслуживании. Предлагаемая продукция нашла свое применение в различных областях, таких как упаковка сока, молока, воды, кофе, оливкового масла в модифицированной атмосфере, хранение и производство, измельчение и хранение свежих овощей в холодильнике.Кроме того, мы также предлагаем сервисное обслуживание нашим уважаемым клиентам. Мы экспортируем нашу продукцию в ОАЭ, Иорданию, Малесию, Иран, Египет и Россию .
              Полный процесс проектирования осуществляется в нашей инфраструктуре, расположенной на большой территории. Стремясь удовлетворить ожидания наших уважаемых клиентов, мы строго следуем установленным отраслевым нормам и, таким образом, обеспечиваем ассортимент предлагаемой продукции с идеальным дизайном и гарантированным качеством. Благодаря нашему оптимальному ассортименту продукции сорта мы разработали огромного клиента на рынке.

              Видео компании

              .

              биогазовых установок — Nisargruna Производитель биогазовых установок из Ченнаи

              Марка

              Sustain Обязательство состоит в том, чтобы обеспечить нашим клиентам максимально возможное преобразование энергии за счет утилизации пищевых продуктов и растительных отходов.B-Sustain специализируется на проектировании и производстве экономичных, экологически ответственных домашних биогазовых установок с производительностью от 0,5 м3 до 5 м3 биогаза в день. Биогаз можно производить из экологически безопасного сырья и органических отходов, таких как пищевые отходы, рыночные овощные отходы, навоз животных, подстилка для домашней птицы, городские сточные воды, прессовый шлам, мешочный газ и т. Д., Локально, надежно, просто и эффективно.

              Замена сжиженного нефтяного газа:

              • Биогаз, произведенный на бытовой установке, используется для частичной / полной замены сжиженного нефтяного газа для приготовления пищи в домашних условиях.

              Приложение:

              • Простота установки
              • Удобство для пользователя
              • Простота эксплуатации
              • Высококачественный материал (армированный волокном пластик — FRP)
              • Надежность
              • Универсальность
              • Экологическая совместимость
              • Без неприятного запаха
              • Убивает вредные болезнетворные микроорганизмы
              • Решает проблему утилизации отходов
              • Заменяет LPG

              Технические характеристики:

              Производительность установки от 0,5 до 6,0 м3
              Использование / применение Варка (тепловая)
              Цвет синий B-Sustain
              Материал FRP
              Обрабатываемые твердые органические отходы От 2 до 40 кг
              Очищаемые органические сточные воды

              47

              S.№ Размер (м 3 ) Обрабатываемые твердые органические отходы (кг) Очищаемые органические сточные воды (в литрах) Время приготовления (одна конфорка) Размеры (в футах)
              1 0,5 2 5 1 3 х 4
              2 1,0 4-6 10 2 4 Х 5
              3 2.0 6-15 20 4 5 х 6
              4 4,0 25-30 40 8 7 х 7
              5 5,0 30-35 50 10 8 х 8
              6 6,0 35-40 60 12 9 х 9

              Можно: —

              • Биогазовую установку / биореактор следует размещать на открытом пространстве с гладкой и ровной поверхностью, чтобы избежать физического повреждения.
              • Биогазовая установка должна быть заполнена коровьим навозом в качестве инокулята только при первом запуске.
              • Биогазовая установка должна подаваться ежедневно в обязательном порядке для правильной работы установки.
              • Твердые органические отходы, такие как растительные отходы, пищевые отходы, кожура фруктов, перед загрузкой в ​​биогазовую установку необходимо смешать с водой в соотношении 1: 1.
              • Размер частиц твердых отходов не должен превышать 25 мм.
              • Жидкие органические отходы, такие как оставшееся молоко, творог, промывная вода для риса, промывочная вода дал, сточные воды кандзи и т. Д., Могут подаваться непосредственно в реактор.
              • Рекомендуется, чтобы газовый шланг от биогазовой установки к кухонной биогазовой плите был сужен.
              • Жидкую суспензию биогазовой установки необходимо разбавить водой перед использованием в качестве удобрения.
              • Вода во внешней части водяной рубашки должна проверяться через регулярные промежутки времени, чтобы убедиться, что уровень воды не падает.
              • В биогазовую установку необходимо подавать надлежащее количество отходов в соответствии с рекомендациями B-Sustain.

              Запрещается: —

              • Не перекармливайте биогазовую установку, так как это создает кислотность и снижает микробную популяцию.
              • Избегайте подачи в биогазовую установку химикатов, кислоты (избегайте кислых веществ, таких как тамаринд и отходы цитрусовых), пластика, бумаги, стекла и резины, которые повлияют на работу биогазовой установки, убивая метаногенные микробы.
              • Избегайте загрузки большего количества отходов в биогазовую установку, если ранее произведенный биогаз не используется и хранится в газгольдере.

              .

              0 0 vote
              Article Rating
              Подписаться
              Уведомление о
              guest
              0 Комментарий
              Inline Feedbacks
              View all comments