Получения биогаза из отходов: газ из навоза и птичьего помета

ГК “Спецтехника” предлагает оборудование для переработки органических отходов и резинотехнических изделий пиролизным методом.

Оборудование по переработке автомобильных шин и рти

rti_sm

Оборудование по переработке органических отходов

organic_sm

Обращаем внимание, что мы не предлагаем оборудования для получения биогаза, методом описанным ниже.

Рост стоимости традиционных энергоносителей (прежде всего, природного газа) постоянно стимулирует интерес к нестандартным методикам получения энергии, в первую очередь – к переработке отходов. Подобный вариант можно считать оптимальным для фермерского хозяйства, где биологические отходы (в виде навоза и птичьего помета) являются потенциально выгодными для переработки на биогаз и остаточные удобрения. Произведенное таким образом сырье может как расходоваться в самом хозяйстве, так и реализовываться: в сельскохозяйственных регионах интерес к дешевому топливу и удобрениям стабилен, и найти спрос на продукты биологической переработки не составляет сложности.

Если в мелких хозяйствах чаще всего применяются установки малой мощности, собранные, что называется своими руками, то крупный сельскохозяйственный бизнес в последнее время выказывает явный интерес к промышленным установкам, окупающим высокую цену соответствующей производительностью, а значит, и быстро окупающимся.

Суть биологической переработки органических отходов

Биогаз – это смесь легких предельных углеводородов, по составу и энергоемкости близкая к широко применяемому природному газу. Основным компонентом биогаза является метан, что позволяет использовать его с минимумом доработок в оборудовании, изначально проектировавшемся на работу с природным газом низкого давления.

bio-gas_scheme

При производстве биогаза герметичная емкость, наполненная навозом, заселяется культурой анаэробных бактерий, которые запускают процесс брожения. В результате получается смесь газов, содержащая около 60% метана, второй по объему компонент – это углекислый газ (около 35%). Образующийся в биореакторе газ постоянно отводится и очищается, по окончании процесса разложения из биореактора выгружаются остатки переработки навоза, являющиеся ценным удобрением, так как в нем сохраняется весь объем азота и фосфора, а неизбежно попадающие в него яйца паразитов и семена сорняков при переработке погибают.

Сам по себе биореактор прост, так как главное условие поддержания реакции в нем – это отсутствие притока кислорода. Второе требование – это стабилизация температуры, так как от нее зависит активность бактерий.

Для запуска брожения необходима температура не менее 30°С, когда начинают активно размножаться мезофильные штаммы. Однако ход реакции сопровождается значительным нагревом перерабатываемой массы, поэтому в культуру бактерий вводятся и термофильные штаммы: они начинают «работать» при температуре выше 50°С, когда мезофильные штаммы уже снижают активность.

Переработка с использованием термофильных бактерий наиболее эффективна: с 1-го литра полезного объема биореактор способен выдать до 4,5 литров биогаза, реакция разложения полностью завершается за 3 дня. Но в холодном климате это потребует усложнения биореактора для стабилизации температуры, что снижает его рентабельность. Более выгодно использование мезофильных штаммов, хотя скорость переработки и выход биогаза при этом падают (полная реакция занимает несколько недель, средняя отдача газа – 2 литра с литра объема биореактора).

Категория Биогазовые установки мезофильного типа (рассчитаны на стадо из 4 коров) Биогазовые установки термофильного типа (рассчитаны на стадо из 5 коров)
Объем, 3 6 6
Капитальные затраты в $USD на 1 м3 110 380
Общие капитальные затраты в $USD 660 2280
Затраты на обслуживание и эксплуатация в год в $USD 7,10 45,80
Параметры удельной ежесуточной выработки биогаза, м3 0,55 6,00
Параметры суточной выработки биогаза, м3 3,3 36
Параметры теплоемкости биогаза, МДж/м3 22,5 22,5
Параметры производительности установки, кВт 0,856 9,360
Параметры ежесуточной выработки энергии, кВт/ч 20,3 226,0
Показатели годовой выработки биогаза, м3 1155 12600
Годовая выработка теплоэнергии, кВт/ч 7105 79100

Точный состав биогаза зависит от состава сырья, но в среднем современные установки гарантируют получение от 50% до 70% метана. Подготовка биогаза к использованию заключается, прежде всего, в его осушении, так как небольшие примеси аммиака и сероводорода практически не влияют на эффективность горения. Горение биогаза может отдать тепловую энергию в пределах 5300-6200 килокалорий с кубометра, для сравнения – чистый метан отдает около 8000 килокалорий.

Следовательно, крупное фермерское хозяйство, способное обеспечивать достаточное количество навоза для переработки, может получить источник энергии с достаточно высокой теплотворностью, и при этом фактически даровой. Биогаз сможет использоваться и в отоплении, и для производства электроэнергии, не говоря уже об обычном сжигании в газовой плите.