O Biogazowni

Biogaz to gaz pozyskiwany z biomasy w wyniku fermentacji beztlenowej, podczas której substancje organiczne rozkładane są przez bakterie do związków prostych. Stanowi on mieszankę gazów, przede wszystkim metanu (50-75%) i dwutlenku węgla (25-45%) oraz małych ilości innych gazów, m.in. siarkowodoru, azotu, tlenu i wodoru. Jego skład zależy przede wszystkim od rodzaju substratu oraz rodzaju wykorzystywanej technologii, a wartość opałowa mieści się w zakresie 18-24 MJ/m3.

Średni skład biogazu:

substancja / związek
granice zawartości
właściwości
metan (CH4) 50 – 75% obj.
* łatwopalny
* nietrujący
* bezwonny
* lżejszy od powietrza
* większa ilość metanu to wyższa wartość opałowa biogazu
dwutlenek węgla (CO2) 25 – 45% obj.
* niepalny
siarkowodór (H2S) 20 – 20 000 ppm
* powoduje korozję armatury i zbiorników metalowych
para wodna, woda (H2O) 2 – 7% obj. (20-40°C)
* skrapla się i powoduje niedrożność w rurociągach
azot (N2) < 2% obj.

tlen (O2) < 2% obj.

wodór (H2) < 1% obj.

Kiszonka kukurydzy

Kukurydza doskonale nadaje się jako substrat do produkcji biogazu, gdyż charakteryzuje się wysoką wydajnością pod względem powstającego biogazu.
Kukurydza jest rośliną o stosunkowo niewielkich wymaganiach glebowych, jest za to wrażliwa na niskie temperatura a także wymaga nawożenia. Do produkcji biogazu stosuje się odmiany o dużej udziale części wegetatywnych - łodyg i liści. Klasę wczesności kukurydzy określa się na podstawie liczby FAO (liczba od 100 do 1000). Do produkcji biogazu preferuje się odmiany o FAO powyżej 300. Uprawa kukurydzy na cele energetyczne w zasadzie niczym nie różni się od upraw na cele paszowe.

Średni plon świeżej masy z 1 hektara wynosi średnio 40-45 ton.

Proces tworzenia się kiszonki trwa średnio 6 tygodni, należy przy tym pamiętać jej o prawidłowym przygotowaniu- m.in. o odpowiednim pocięciu, ugnieceniu oraz odcięciu od dostępu powietrza. Ważne, aby zawartość suchej masy zawierała się w przedziale 28-35%.

Potencjalnie z 1 tony kiszonki kukurydzy powstaje 200m3 biogazu.

Najczęściej kiszonkę kukurydzy stosuje się w kofermentacji z gnojowicą.

 

źródło: portalbiogazowy.pl

Korzyści ekologiczne

  • ograniczenie zapotrzebowania na paliwa kopalne - realne zwiększenie niezależności energetycznej
  • rozproszona generacja energii - zmniejszenie strat na przesyle energii
  • wzrost wykorzystania odnawialnych źródeł energii - produkcja energii na stałym poziomie
  • technologia całkowicie bezodpadowa - obok wytwarzania energii elektrycznej i ciepła produkcja pełnowartościowego nawozu organicznego
  • uniknięta produkcja CO2

    - według oszacowań w okresie eksploatacji uniknięta emisja CO2 z produkcji energii elektrycznej w biogazowni o mocy 0,5 MW będzie równa ok. 70 000 ton CO2 (3 660 ton rocznie; założenie: 950 kg CO2/1 MWh), ze sprzedaży ciepła - ok.11 500 ton (założenie: 105 kg/1 GJ)

    - uniknięta emisja elektrociepłowni biogazowej o mocy 0,5 MW jest w przybliżeniu równa unikniętej emisji elektrowni wiatrowej o mocy 2,5 MW
  • edukcja emisji NOx i SOx
  • brak emisji pyłów
  • ochrona atmosfery przed emisją metanu i amoniaku - ograniczenie efektu cieplarnianego

    - uniknięta emisja metanu w porównaniu z samoistną fermentacją odpadów w warunkach tlenowych (np. na polach)
  • wzrost opłacalności produkcji rolnej
  • zmniejszenie bezrobocia na obszarach wiejskich - ograniczenie emigracji

 

Komora fermentacyjna

 

  • proces fermentacji - produkcja biogazu

Komory fermentacyjne najczęściej buduje się w kształcie cylindrycznym. Mogą być zagłębione w ziemi, wolnostojące lub ułożone poziomo. Są wyposażone w mechaniczny, hydrauliczny lub gazowy układ mieszania, rurociągi przelewowe, zawory bezpieczeństwa i ujęcia gazu.

 

* W celu zapewnienia odpowiedniej temperatury procesu fermentacji konieczne jest podgrzewanie surowców:

 

  • sposób pośredni - przy wykorzystaniu wymienników ciepła
  • sposób bezpośredni - materiał wsadowy podgrzewany przez rozcieńczenie gorącą wodą lub parą

 

Zbiorniki magazynujące biogaz

 

  • instalowane bezpośrednio nad komorą lub jako oddzielne konstrukcje, do których biogaz jest przesyłany

Są wyposażone w pochodnie do spalania nadwyżek biogazu, urządzenia zabezpieczające przed nad- i podciśnienie, licznik gazu oraz system automatycznego sterowania, w skład którego wchodzą układy regulacji, pomiaru, zabezpieczeń i monitorowania.

 

* Przed wykorzystaniem na cele energetyczne biogaz musi zostać oczyszczony:

  • redukcja stężenia siarkowodoru
  • usunięcie nadmiaru pary wodnej

 

Urządzenia do produkcji energii

  • elektrycznej - silniki lub turbiny gazowe
  • - wyprodukowana energia elektryczna jest przesyłana do sieci
  • cieplnej - spalanie biogazu w kotłach
    - wyprodukowane ciepło w pierwszej kolejności wykorzystywane na potrzeby własne biogazowni do ogrzewania komory fermentacyjnej
    - pozostała część może zostać skierowana do sieci ciepłowniczej
  • elektrycznej i cieplnej - układy kogeneracyjne (CHP)
    - konieczność znalezienia odbiorcy ciepła
    - energia elektryczna może być przesyłana do sieci
  • elektrycznej, cieplnej i zimna - układy trójgeneracyjne - układy CHP połączone urządzeniem chłodniczym (najczęściej chłodziarką absorpcyjną)

Zbiornik na przefermentowaną biomasę

źródło: biogazownierolnicze.pl

Jestes tutaj