Одержання біогазу.

Рисунок 3.3 Технологія видобутку біогазу

Біогаз є продуктом обміну речовин бактерій, що утворюється внаслідок розкладання ними органічного субстрату.

Перший великомасштабний завод з виробництва біогаза був побудований в 1911 році в англійському місті Бірмінгем й використовувався для знезаражування осаду стічних вод цього міста. Вироблюваний біогаз використовувався для виробництва електроенергії. Таким чином, англійські вчені є піонерами практичного застосування нової технології. Уже до 1920 року вони розробили кілька типів установок для переробки стічних вод.

Біогазова установка, як правило, являє собою герметично закриту ємність, у якій при певній температурі відбувається зброджування органічної маси відходів, стічних вод і т.п. з утворенням біогаза.

Принцип роботи всіх біогазових установок однаковий: після збору й підготовки сировини, що полягає в доведенні його до потрібної вологості в спеціальній ємності, воно подається в реактор, де створюються умови для оптимізації процесу переробки сировини.

Сам процес одержання біогаза й біодобрив із сировини називають ферментацією, або зброджуванням. Зброджування сировини виробляється за рахунок життєдіяльності особливих бактерій. Під час зброджування на поверхні сировини з'являється корка, яку потрібно руйнувати, перемішуючи сировину. Перемішування здійснюється вручну або за допомогою спеціальних пристроїв усередині реактора й сприяє вивільненню біогаза, що утворився, із сировини.

Отриманий біогаз після очищення збирається й зберігається до часу використання в газгольдері. Від газгольдера до місця використання в побутових або інших приладах біогаз проводять по газових трубах.

Перероблене в реакторі біогазової установки сировина, що перетворилася в біодобрива, вивантажується через вивантажувальний отвір і вноситься в ґрунт або використовується як кормова добавка для тварин.

Існує багато різних конструкцій біогазових установок. Їх розрізняють за методом завантаження сировини, зовнішньому вигляду, за складовими частинами конструкції й матеріалам, з яких вони споруджуються.

За методом завантаження сировини виділяють установки порціонного й безперервного завантаження, які відрізняються часом зброджування й регулярністю завантаження сировини. Найбільш ефективними з погляду вироблення біогаза й одержання біодобрив є установки безперервного завантаження .

Біогаз утвориться за допомогою бактерій у процесі розкладання органічного матеріалу при анаеробних (без доступу повітря) умовах і являє собою суміш метану й інших газів у наступних пропорціях:

Використання в господарствах біоенергетичних установок дозволить одночасно вирішити п'ять найважливіших проблем:

– екологічну (повна утилізація гною),

– енергетичну (одержання й утилізація біогазу),

– агрохімічну (одержання добрив),

– соціальну (поліпшення умов праці і створення нових робочих місць),

– економічну (зниження платежів і одержання прибутку від реалізації добрив).

3.4 Газифікація біомаси.*

Рисунок 3.4 Демонстраційна газифікаційна установка компанії Entimos Oy (Tervola, Фінляндія) 1 – двигун з турбонаддувом, 2 – генератор Зварювальне Geko 6 генератор, 3 – система теплопостачання, 4 – електрична мережа, ГГ 1, ГГ 2 – генераторний газ

Газифікація біомаси є одним з найбільш дешевих і екологічно безпечних способів отримання електричної і теплової енергії. Існує два прямих способу отримання газу з біомаси - мікробіологічний і термічний (піролітичний). Деревина містить мало води і досить поволі піддається біорозкладанню. Тому для неї і більшості відходів, що містять целюлозу та лігнин, найбільш простим і ефективним способом газифікації є термічна (піролітична).

Газіфікація - це термохімічній процес, при якому багата вуглецем сировина, така, як біомаса и різні види вугілля перетворюються на горючий газ. Утворюване в результаті газоподібне з'єднання називається генераторний або синтез-газ.

Хоча при згоранні оригінального палива в процесі згорання виділяються різні компоненти, при газифікації виділяються тільки горючий газ і інертні гази. Це означає, що вихлопні гази процесу газифікації біомаси складаються тільки з тих же елементів, які будуть породжені, якщо спалювати природне паливо. Проведена в належних умовах газифікація є ефективним процесом витягання енергії, який може принести подвійну вигоду, при використанні теплової і електричної систем в режимі когенерації.

Залежно від характеру контакту частинок біомаси з газовою фазою методи газифікації можуть бути класифіковані на систему з нерухомим шаром (одна або декілька ступенів), систему з псевдозрідженим шаром і інші системи (наприклад, система з проштовхуванням сировини або з рідким теплоносієм).

Вибір найбільш відповідного методу газифікації часто визначається типом і умовами підведення сировини, вимогами до змісту вологи і зольних елементів (наприклад, високий або низький вміст кремнію, високий або низький вміст лужних металів).