РОЗДІЛ 27. Технології продуктування біогазу

Принцип роботи обладнання Zorg.

Гній з навколишніх ферм доставляється вантажівками або ж перекачується на біогазову установку насосами. Або ж, якщо установка невелика, то гній збирається у вигрібній ямі (збірнику) біля реактора. Із збірника реактор безперервно наповнюється за допомогою помпи. Відходи рослинної маси, наприклад, солома або інші коферменти, привозяться вантажівками, розвантажується в закриті збірники (вигрібні ями), які зазвичай закриті для зменшення виділяються неприємних запахів і відкриваються тільки для додавання коферментів. Для більш ефективного зменшення запахів доставка іноді виробляються в закритому приміщенні. Спочатку коферменти висипаються (перемелюються), гомогенізуються і перемішуються з гноєм (послідом). Гомогенізація найчастіше виконується при і температурі 70 0 С протягом однієї години при розмірі максимальної частки 1 см. Гомогенізація з гноєм проводиться в перемішувапьному резервуарі з потужними мішалками. Сам по собі реактор є газонепроникним, повністю герметичним резервуаром зі сталі або залізобетону. Ця конструкція теплоізолюється, тому що всередині резервуара повинна бути фіксована для мікроорганізмів температура. Вона може бути або мезофільною (близько 35 С °), або ж термофільної (близько 55 ° С). Усередині реактора знаходиться міксер, призначений для повного перемішування вмісту реактора. Іноді перемішування здійснюється міксером, розміщеним в центрі кришки, а іноді і зануреними мішалками. Оператор повинен бути впевнений в тому, що немає умов для появи плаваючих шарів або осаду. До того ж, мікроорганізми повинні бути забезпечені всіма необхідними живільними речовинами. Свіжий гній повинен подаватися в реактор невеликими порціями кілька разів на день.

Таблиця 27.4.

Вихід газу і тривалість бродіння при температурі 30 ° С

Рис. 27.2. Біогазова установка в місті Ribe.

Установка в місті Ribe була побудована в 1989-90 роках і почала працювати в 1900 році. Власником установки є компанія Ride Biogas Ltd, яка в свою чергу належить фермерам, які поставляють гнойові стоки; харчової компанії, що поставляє органічні відходи; місцевої енергійно компанії і двом інвестиційним компаніям. Мета компанії Ride Biogas Ltd полягає у запуску та експлуатації біогазавой установки, а також у розвитку і просуванні технологій виробництва біогазу. Біогазова установка вносить вклад в вирішенні серйозних екологічних та сільськогосподарських проблем в регіоні, пов'язаних з поводженням з гнойовими стоками, їх зберіганням і розподілом. При цьому установка дає певні економічні переваги для фермерів. Підприємство отримує рідкий гній (велика рогата худоба, свині, птиця) від 69 тваринницьких ферм. Гнойові стоки змішуються і зброджуються з відходами боєнь (вміст шлунків), зброджуємими органічними відходами харчових і рибопереробних підприємств, фармакології та переробки птиці. Температура зброджування 53 ° С (термофільний процес). Мінімальний гарантований час утримання (МГВУ), дорівнює 4-м годинам і гарантує ефективне знезараження зброджуваємої біомаси. Зброджена маса повертається постачальникам. Це вільне від патогенних мікроорганізмів рідке добриво. Надлишок продається на 72 рослинницькі ферми. Постачальниками гною належать 25 децентралізованих ємності для збродженої біомаси із загальним обсягом 50 тис.м3. Вони розташовуються в безпосередній близькості від полів, які потрібно удобрювати. Це значно знижує витрати на транспортування і збільшує доступний для добрив регіон. Ємності були побудовані з використанням 40 % гранту Міністерства сільського господарства. Біогаз перекачується по трубопроводу низького тиску на когенераційну станцію у м. Ribe. Станція забезпечує місто електроенергією та теплом. Станція була побудована в 1996/ 97 роках для заміни трьох старих вугільних станцій. Газовий двигун працює на суміші біогазу і природного газу. Біогаз має пріоритет.

Таблиця 27.5.

Вихід газу біогазової установки в місті Ribe

Рис. 27.3. Біогазова установка в місті Filskov.

Біогазова установка Filskov побудована в 199S році і належить місцевому кооперативу, Filskov Energisetekab Amba. У число власників входять споживачі тепла і постачальники гнойових стоків. Основним завданням установки є виробництво біогазу за допомогою анаеробного зброджування з доступної в регіоні біомаси. Установка побудована в два етапи. Спочатку в 1992 / 93 роках побудований котел для спалювання деревної тріски, система ЦТ (включаючи споживачів). Загальні інвестиції склали 12.0 млн. ДКР. На другому етапі в 1995 році побудовані біогазові і когенераційна установки, децентралізовані накопичувальні ємності для зароджуваної біомаси, спеціалізовані автомобілі і т.д. (11.2 млн ДКР). Установка отримує гній від 11 ферм (95 % ВРХ та 5 % свині). Гній зароджується разом з відходами боєнь а також з жировмісчуючими відходами птахофабрик і рибопереробних підприємств. Використовується термофільний режим (53 ° С). Час утримання в метантенке від одного до 10 діб. Після зброджування, зброджена маса витримується протягом 35 днів в ємності 3000 м, покритої газонепроникної мембраною. Мінімальна гарантоване час утримання 4 години гарантує ефективне зменшення патогенних мікроорганізмів у збродженої масі. Перед тим, як відправити зброджену масу постачальникам біомаси або в три загальних сховища, аналізується зміст сухої фракції і поживних речовин. Біогаз використовується в когенераційній установці (газовий двигун потужністю 375 кВт). Тепло по мережах подається в місто Filskov 140 споживачам, електроенергія продається в мережу. Біогазовий двигун забезпечує 45 % потреби в теплі. Останнє тепло отримує за допомогою 1000 кВт деревного котла. Резервний газо- мазутовий котел (1600 кВт) покриває пікові теплові навантаження під час холодних періодів, а також використовується у випадку аварійної' зупинки двигунів [78].

Таблиця 27.6.

Вихід газу біогазової установки в місті Filskov

Біогазова установка фермерського типу (Enggaarden) Jens Pedersen. Гнойові стоки ферми подаються насосами в метантенк біогазової установки через теплообмінник, в якому нагріваються до необхідної для утворення біогазу температури. Для цієї мети використовується тепло охолодження двигуна. Одержуваний біогаз подається від метантенка до сховища біогазу, де він також очищається від сірководню і пари води перед використанням в двигунах. Накопичувальна газова ємність забезпечує, крім усього іншого, необхідний тиск газу для газового двигуна. Біогаз перетворюється в тепло та електроенергію в двох газових двигунах (Totem). Установка виробляє 400 м3 біогаза на добу, зброджуючи при цьому 22 м3 свинячого гною з вмістом сухої речовини 4, 5 %.У разі, якщо використовувати для зброджування інші відходи, наприклад, рослинні, олієвмісткі або риб'ячий жир, виробництво біогазу може бути подвоєно.

Рис. 27.4. Біогазова установка фермерського типу (Enggaarden) Jens Pedersen.

Виробництво біогазу 146 000 м3

Виробництво енергії (брутто) 730 000 кВт год

Споживання енергії 460 000 кВт год

Продаж електроенергії 175 000 кВт год

Продаж тепла 285 000 кВт год

На свинофермі в Hegndal міститься 900 свиноматок. Щорічно ферма постачає близько 21,000 поросят і 15,000 свиней. До будівництва біогазової установки ферма споживала 120,000 літрів мазуту і 430,000 кВт год електроенергії на власні потреби.