Produkcja biogazu

 

 

 

Technologie w produkcji biogazu

 

​Ujednorodnienie gnojowicy jest podstawowym wymogiem dla uzyskania optymalnej ilości gazu. Zatapialne pompy Flygt mogą pracować w każdym położeniu. Ustawione poziomo mogą pompować i rozdrabniać również gęstą gnojowicę. Pompy rozdrabniają doskonale słomę i resztki pokarmowe.

 

Biogaz Technologia.pdf

Technologie systemowe dla gospodarki wiejskiej.pdf

 

 

 
Pompa może wykonać następujące zadania

 

Wydajne i niezawodne pompy mogą być zastosowane do płukania kanałów, mieszania gnojowicy z dodatkiem materii organicznej, przepompowania wymieszanych substratów do komory fermentacyjnej a także do przepompowania gnojowicy do beczkowozów lub do zbiornika.

 


Pompy zatapialne Flygt z wirnikiem tnącym

Pompy zatapialne Flygt z technologią N

Pompy zatapialne Flygt serii D

 

 

 

Zastosowania zatapialnych mieszadeł

 
Przy pomocy energooszczędnych, zatapialnych mieszadeł Flygt, fermentująca masa ostanie dokładnie wymieszana. Optymalnie ukształtowane śmigło daje wysoką skuteczność mieszania.  Dzięki zastosowaniu prowadnic z gazoszczelnymi przejściami w pokrywach lub ścianach komory, zatapialne mieszadła można w każdej chwili ustawić z zewnątrz, zależnie od potrzeb.
 
 
 
 
Dodatkowe korzyści
 
Niezależnie od produkcji energii i ciepła produkcja biogazu z gnojowicy daje dodatkowe korzyści
  • Zwiększenie płynności gnojowicy poprzez redukcję związków organicznych
  • Zmniejszenie suchej pozostałości osadów
  • Łatwiejsze spływanie z roślin przy nawożeniu
  • Redukcja zapachu
  • Redukcja mikroorganizmów w gnojowicy
  • Skuteczniejsze działanie nawozu

 

 

 

Instalacja do produkcji biogazu

 

Znane są dwa zasadnicze typy instalacji do produkcji biogazu: przepływowe i zbiornikowe. Wykorzystanie i rozmieszczenie poszczególnych podzespołów zależy od zastosowanej technologii.
 
Przepływowe instalacje do produkcji biogazu:
  • z wewnętrznym zbiornikiem biogazu
  • z zewnętrznym zbiornikiem gazu
  • z komorą fermentacji leżakowej

 

 
Instalacje do produkcji biogazu zasadniczo składają się z pięciu podstawowych elementów:
  • Zbiornik wstępny
  • Komora fermentacyjna
  • Zbiornik biogazu
  • Silnik przystosowany do pracy na biogaz
  • Magazyn substratu

 

 

 

 

 

 

 

Podstawy projektowania instalacji biogazu

 
 
Zbiornik wstępny
Zbiornik wstępny musi mieć wymiary umożliwiające kompensację wahań objętości doprowadzanego substratu, aby zapewnić stałe zaopatrzenie kolumny fermentacyjnej w niezbędny surowiec. Proces homogenizacji substratu w zbiorniku wstępnym odbywa się w zależności od charakteru substratu poprzez dodanie wody, rozdrabnianie lub ciągłe mieszanie zapobiegające rozwarstwieniu substratu (powstanie warstw pływających po powierzchni i warstw sedymentacyjnych).

Komora fermentacyjna
Komora fermentacyjna musi być całkowicie gazo- i wodoszczelna oraz wymaga ogrzewania. Jest ona najczęściej wykonana ze stali lub żelbetonu i musi mieć odpowiednią izolację cieplną. Wielu rolników nabywa wycofane z użytku stalowe zbiorniki i we własnym zakresie je adaptuje. Bardzo ważne jest zainstalowanie mieszadła o dużej mocy. Ma ono zapewnić homogenizację substratu. Systematyczne mieszanie umożliwia ponadto wydobywanie się powstającego w głębszych warstwach zbiornika biogazu.

Zbiornik biogazu
Zbiornik biogazu musi być dostosowany do zmieniającej się ilości biogazu spowodowanej różnym poborem lub uwarunkowanej procesem. W żadnym przypadku nie można dopuścić do przedostania się powietrza. Ekonomiczną alternatywę dla specjalnych zbiorników gazu stanowią dzisiaj gazoszczelne konstrukcje foliowe.

Silniki
Są stosowane różne typy silników na biogaz. Najważniejsze z nich to silnik benzynowy, oraz silnik Diesla (silnik z zapłonem samoczynnym). Ciepło wydzielane przez silniki jest wykorzystywane do utrzymania wymaganej temperatury procesu w zbiorniku fermentacyjnym i do ogrzewania wody użytkowej.

Magazyn substratu
Wielkość magazynu substratu wynika z ustawowych i specjalistycznych wymagań odnośnie nawożenia pól uprawnych, określających także wymagany czas składowania.

Oprócz wymienionych powyżej pięciu podstawowych elementów instalacji do produkcji biogazu niezbędnych jest jeszcze wiele innych urządzeń:
  • Urządzenia do pomiaru ilości gazu
  • Armatury do regulacji i pomiaru przepływu prądu i gazu, itp.
 
 
 
 
 
 
 
Wytwarzanie biogazu
 
 
 
 
Wytwarzanie biogazu w wyniku beztlenowego procesu fermentacji gnojowicy, obornika i innych odpadów biologicznych jest alternatywną technologią przetwarzania trudno utylizowanych odpadów w naturalne nawozy. Wytwarzanie biogazu jest lub będzie interesującym rozwiązaniem technologicznym z następujących powodów

 

    • Wytwarzanie energii we własnym zakresie pozwala na obniżenie kosztów prowadzenia gospodarstwa
    • Technologia produkcji biogazu uległa znacznemu rozwojowi, dzięki czemu nawet eksploatacja mniejszych instalacji może się okazać opłacalna
 
    • Zastosowanie metody co-fermentacji polegającej na wykorzystaniu odpadów organicznych, na przykład z przemysłu spożywczego, wzrost wydajności i wynagrodzenie otrzymywane za utylizację odpadów mogą się przyczynić do dalszej poprawy opłacalności instalacji
 
    • Pozytywne skutki uboczne polegające na poprawie jakości gnojowicy często są bodźcem do podjęcia decyzji o budowie instalacji do produkcji biogazu:
              • gnojowica poddana procesowi fermentacji ma mniej intensywny zapach
              • jest bardziej homogeniczna i płynna niż gnojowica bez obróbki
              • gnojowica pochodząca z procesu produkcji biogazu może być lepiej dozowana
              • mikroorganizmy, nasiona i zarodki chwastów ulegają w znacznym stopniu dezaktywacji na skutek procesów chemicznych zachodzących w zbiorniku fermentacyjnym, dzięki czemu ograniczone zostają nakłady na środki ochrony roślin
 
 
Powstawanie biogazu
  • Pod wpływem enzymów znajdujące się w substracie złożone związki organiczne (białko, węglowodany, tłuszcze, celuloza) ulegają rozkładowi na związki prostsze (cukry, aminokwasy, kwasy tłuszczowe, wodę).
 
  • Bakterie tworzące kwasy przekształcają je w kwasy organiczne, dwutlenek węgla, siarkowodór i amoniak.
 
  • Bakterie metanowe worzą metan, dwutlenek węgla i wodę. „Gotowy“ biogaz zawiera ok. 60-65% metanu, ok. 30 % dwutlenku węgla i tylko niewielkie ilości innych gazów, np. siarkowodoru.
 
 
 Podstawowe wymagania
  • wilgotne środowisko (minimalna zawartość wody w substracie 50%)
  • bezwzględnie odcięty dopływ powietrza w zbiorniku fermentacyjnym, zbiornik fermentacyjny światłoszczelny
  • równomierna temperatura
  • wartość pH ok. 7,5 (kwaśne substraty należy wzbogacić w wapń)
  • powolna zmiana substratu (trwająca kilka tygodni)
  • duże powierzchnie materiału stałego (np. posiekana słoma, rozdrobniony tłuszcz)
  • możliwe wyeliminowanie substancji blokujących (leki, środki dezynfekcyjne)
  • równomierny dopływ substratu (unikanie wahań temperatury)
  • nieprzekarmione“ bakterie (maks. 2-3 kg org. TS /m³ na komorę fermentacyjną i dzień)
  • odgazowanie substratu (biogaz musi się ulotnić; systematyczne mieszanie w celu uniknięcia nadciśnienia)

 

 

Mieszanie dodatków fermentacyjnych w
 instalacji biogazu
 

Homogenizacja medium fermentacyjnego w instalacji biogazu

 

 

 

Zasady eksploatacji
  • Należy dążyć do możliwie pełnego wykorzystania biogazu.
 
  • Bakterie metanowe chcą być tak samo dobrze traktowane jak zwierzęta w stajniach i oborach. Oznacza to, że obsługa instalacji do produkcji biogazu wymaga od operatora pewnej wiedzy.
 
  • Instalacja do produkcji biogazu wymaga pewnego nakładu pracy na jej nadzorowanie i przeglądy techniczne. Jeżeli ktoś nie jest w stanie zapewnić odpowiedniej ilości czasu, powinien zrezygnować z jej zakładania.