ПН–ПТ: 09:00–18:00

г. Монастырище

Биогазовые установки

About illustration

Что такое биогаз?

Биогаз – это горючая газовая смесь, состоящая из 50÷70% метана (CH4), которая образуется из органических соединений в процессе микробиологического анаэробного процесса. Также в состав биогаза входят 30÷40% углекислого газа (CO2) и небольшие количества сероводорода (Н2S), аммиака (NН3), водорода (H2) и оксида углерода (CO). Получают биогаз в промышленных объёмах преимущественно из органических отходов, основываясь на управляемом процессе разложения органики в анаэробных (бескислородных) условиях. Образование биогаза можно разделить на четыре фазы:
Гидролизная фаза. Во время гидролизной фазы, в результате жизнедеятельности бактерий устойчивые субстанции (протеины, жиры и углеводы) разлагаются на простые составляющие (аминокислоты, глюкозу, жировые кислоты).
Кислотообразующая фаза.
Образованные во время гидролизной фазы простые составляющие разлагаются на органические кислоты (уксусная, пропионовая, масляная), спирт, альдегиды, водород, диоксид углерода, а также такие газы как аммиак и сероводород. Этот процесс протекает до тех пор, пока развитие бактерий не замедлится под воздействием образованных кислот.
Ацитогенная фаза. Из кислот, образованных во время кислотообразующей фазы, под воздействием ацитогенных бактерий вырабатывается уксусная кислота.
Метаногенез. Уксусная кислота разлагается на метан, углекислый газ и воду.
Ключевые параметры производства биогаза.
Анаэробные условия. Бактерии могут активно работать только в условиях отсутствия кислорода. В конструкции биогазовой установки изначально предусмотрено соблюдение этого условия.
Влажность. Производство биогаза осуществляется только во влажной среде, ведь только в ней бактерии могут жить, питаться и размножаться.
Температура. Оптимальным режимом для всех групп бактерий является диапазон 35-40С. Присутствует система автоматического контроля.
Период брожения. Количество произведённого газа постепенно растёт соответственно увеличению длительности брожения, вначале оно происходит быстрее, по мере возрастания продолжительности брожения – медленнее. В итоге наступает такой момент, когда дальнейшее пребывание в ферментаторе будет нецелесообразно с экономической точки зрения. Наши специалисты используют научный подход и опираются на многолетний опыт при расчёте эффективного времени пребывания бактерий в реакторе.
рН. Гидролизные и кислотообразующие бактерии в кислой среде с уровнем pH 4,5-6,3 достигают оптимума своей активности, тогда как бактерии, образующие уксусную кислоту и метан, могут жить только при нейтральном или слабощелочном уровне pH 6,8-8. Для всех бактерий действительным является правило: если уровень pH превышает оптимальный, то они становятся медленнее в своей жизнедеятельности, что задерживает образование биогаза. Оптимальный уровень pH для жизнедеятельности и метанообразования – pH 7.
Подача субстрата. Продукты обмена веществ каждой группы бактерий являются питательными веществами для последующей группы бактерий. Все они работают с разной скоростью. Бактерии нельзя «перекармливать», т.к. тогда одна из групп не успеет произвести еду для следующей. Поэтому в каждом конкретном проекте рассчитывается и программируется периодичность подачи субстрата.
Подготовка сырья. Размер бактерий 1/1000 мм. Чем мельче частички субстрата, тем больше поверхность соприкосновения их с бактериями, в результате чего период брожения будет сокращаться, а метанообразование ускоряться. Для этого при необходимости проводится дополнительное измельчение субстратов перед подачей в ферментатор.
Перемешивание. Важно не только для избегания появления корки и осадка, но и для того, чтобы биогаз выводился на поверхность (помогает пузырькам газа подниматься).
Стабильность процесса. Микроорганизмы привыкают к определённому «рациону». Изменения, если они вносятся, должны быть постепенными.
Необходимо. Избегать попадания в ферментатор: антибиотиков, химических и дезинфицирующих средств, кислот и большого количества тяжёлых металлов.
Более подробно об образовании биогаза узнавайте у наших консультантов.

Что такое биогазовая установка?

Биогазовая установка – это комплекс сооружений и технологического оборудования, которые интегрированы в единую автоматическую систему управляемого метанового брожения. Технология получения биогаза, состав строительных сооружений и оборудования биогазовой установки отличается в зависимости от сырья и специфики проекта. Существуют двухстадийные и одностадийные биогазовые комплексы. Одностадийная технология используется для большинства субстратов и такую технологию можно считать базовой. Двухстадийная технология используется для субстратов, которые быстро расщепляются, ввиду чего имеют склонность к окислению. Технология получения биогаза в две стадии отличается от одностадийной наличием дополнительного реактора гидролиза.

About illustration

В базовой комплектации биогазовые установки состоят из следующих узлов и сооружений:

  • Приёмный резервуар

  • Система обогрева

  • Механические мешалки

  • Система подачи биомассы

  • Ферментатор

  • Газгольдер

  • Купол

  • Система газоотведения и газоподачи с системой отвода конденсата и сероочистки

  • Сепаратор

  • Лагуна или резервуар для хранения жидких удобрений

  • Система автоматики, визуализации процессов и управления

  • Теплопункт

  • Ко-генератор

Принцип работы

Принцип работы биогазовой установки предполагает максимальную автоматизацию и сведение к минимуму затрат человеческого труда. Отходы поступают в приёмный резервуар (1). В нем происходит их предварительное накопление, подогрев (2) и тщательное перемешивание (3). Подача сырья в ферментатор (5) происходит 4-6 раз в сутки с помощью специального насоса для жидких и вязких субстратов. Ферментатор (5) является газонепроницаемым, герметичным резервуаром. Для поддержания стабильной температуры, внутри ферментатор оборудуется системой обогрева днища и стен (2). В холодных климатах, во избежание потери тепла, ферментатор теплоизолируется снаружи. Субстрат постоянно перемешивается при помощи низкоскоростных механических мешалок (3), что гарантирует полное и бережное перемешивание. В зависимости от физико-механических свойств субстрата, используют разные виды систем перемешивания: механические, гидравлические или пневматические.

Выгрузка переброженного субстрата происходит автоматически с такой же периодичностью, как и загрузка. Управление работой всей биогазовой станции производится по командам системы атоматики (11). Биогаз собирается в газгольдере (6). Газгольдер (6) используется в качестве газонепроницаемого покрытия ферментатора и выполняет функцию аккумулирования газа. Внешний купол (7) имеет высокую стойкость к ультрафиолету, устойчив к поджогу и является чрезвычайно растяжимым. Схема биогазовой установки предполагает высокую эластичность этого элемента и надёжную фиксацию конструкции. Отведение биогаза происходит по трубопроводу (8), который оснащён устройствами автоматического отвода конденсата и предохранительными устройствами, которые защищают газгольдер (6) от превышения допустимого давления. Из газгольдера (6) идёт непрерывная подача биогаза на когенерационную установку или систему очистки биогаза. Переработанный субстрат после установки подаётся на сепаратор (9). Система механического разделения работает от 4-6 раз в сутки и разделяет остатки брожения после ферментатора на твёрдые и жидкие биоудобрения. Всё оборудование контролируется системой автоматики (11). Устройство биогазовой установки предусматривает минимализацию человеческого труда при ее работе. Технология получения биогаза предполагает два режима по организации и контролю работы систем на участках биогазовой станции:
– Программно-временное управление технологическими фазами осуществляется по временным интервалам и синхронизируется между системами.
– По значениям контрольно-измерительных приборов. По этому принципу организованы системы автоматического контроля предельных или аварийных значений технологических операций.

Сигналы для синхронной работы всей установки поступают на центральный программно-логический контроллер. Контроллер производит опрос всей технологической цепи комплекса и выводит информацию на экран монитора. На экране отображены все сооружения и узлы, оснащённые приводами и датчиками параметров. Все рабочие параметры биогазовой установки отображается на мониторе центральной диспетчерской. Диспетчерская оборудована центральным пультом управления, позволяющим переводить работу всех участков биогазовой установки в ручной или автоматический режим для местного или дистанционного управления.

Остались вопросы по принципу работы биогазовых установок?

Оставьте свои контакты, мы перезвоним вам в течении 30 мин и ответим на все вопросы. Или позвоните нам сами: +38 (096) 608-90-60

Company picture

Для животнодельческих комплексов

Биогазовые установки на навозе животных широко используются во всём мире. Газ из навоза позволяет фермам сократить затраты на строительство лагун примерно в 2 раза. В навозе органические соединения – коллоидные, что препятствует свободному испарению влаги из субстрата. После переработки навоза в биогазовой установке объём органики значительно уменьшается, а переброженная масса сепарируется для отделения твёрдой фракции. В жидкой фракции органики практически нет, благодаря чему вода из неё легко испаряется и не требуется больших лагун для хранения. Переработка навоза в биогаз выгодна еще и тем, что, в отличие от лагун, биогазовая установка производит энергию.
Фермерские хозяйства, как правило, располагают значительными земельными угодьями для выращивания либо сельскохозяйственных, либо кормовых культур. Биогаз из навоза позволяет значительно сэкономить на покупке минеральных удобрений.
Получение биогаза из навоза крайне выгодно для фермерских хозяйств. Одна свиноматка со шлейфом в 20-24 поросят даёт в год приблизительно 25 м3 навоза (из них: свиноматка даёт в среднем 5,3 м3/год, а каждая свинья на откорме 1,2-1,6 м3/год). В газовом эквиваленте это составит в среднем 1000 м3 биогаза.

Одна дойная корова в зависимости от породы даёт от 30 до 70 кг навоза в день, в год производство биогаза из навоза составляет в среднем 20 м3, это приблизительно 800 м3 биогаза. Свяжитесь с нашими консультантами – и они расскажут Вам больше про производство метана из навоза.

Company picture

Для этанольных, спиртовых и пивзаводов

Отходы спиртовых, пивных и этанольных заводов отличаются по своим характеристикам и количеству, но технология для их переработки используется одинаковая. На спиртовом заводе отходом является послеспиртовая барда (кукурузная либо пшеничная). Пивная дробина является отходом пивоваренного производства (гуща, которая остаётся после варки и фильтрации ячменного сусла). На пивных заводах также есть отходы, которые можно переработать в биогазовой установке, – осадок ферментации и дрожжи после брожения. Барда при производстве этанола такая же, как и послеспиртовая. Спецификой этанольного производства является то, что барды в 5-10 раз больше и требуются большие затраты на её утилизацию. Отходы производства алкоголя отличаются быстрым расщеплением и из-за этого имеют склонность к окислению. Потому при переработке используется двухстадийная технология и предусмотрен реактор гидролиза. В реакторе гидролиза происходит разбавление отходов фильтратом переброженной массы, что позволяет контролировать уровень кислотности. Главным преимуществом биогазовой установки перед другими системами очистки отходов подобных производств является то, что она не потребляет энергию, а производит её. Обычно отходов производства достаточно для того, чтобы покрыть потребности предприятия в газе и энергоносителях. В случае строительства нового завода существует возможность сократить капитальные затраты, т.к. нет необходимости прокладывать газопроводы, линии электропередач, трубопроводы к полям фильтрации. Биогазовая установка занимает значительно меньшую площадь, чем поля фильтрации. Благодаря герметичности ферментаторов, запахи не распространяются. Качество стоков на выходе после биогазовой установки улучшается. Уровень ХПК и БПК снижается в 8-10 раз.
Подробности узнавайте у наших специалистов.

Company picture

Для птицефабрик

Биогазовая установка на отходах птицефабрики позволит значительно снизить долю энергетических затрат в себестоимости готовой продукции, а также обеспечить предприятие энергоресурсами без использования внешних источников энергии. Биогазовая установка для птицефабик – это современное высокотехнологичное решение, позволяющее владельцам хозяйств сократить затраты на обслуживание нужд своего предприятия.
Куриный помёт довольно агрессивен ввиду высокого содержания аммиачных соединений. В необработанном виде он имеет острый, ярко выраженный запах. В тоже время помёт является высокоэффективным органическим удобрением. Для того, чтобы получить такое удобрение, необходимо хранить помет около года, что вызывает негативную реакцию близлежащих населённых пунктов.
Если перерабатывать помёт в биогазовой установке, то его можно сразу вносить как удобрения, без необходимости длительного хранения и компостирования, что существенно снижает экологическую нагрузку. Также в не переработанном помёте может содержаться патогенная микрофлора. После обработки в биогазовой установке она исчезает и взамен появляется активная микрофлора, способствующая улучшению микробиологических процессов в почве.
Основная отличительная особенность куриного помёта от других субстратов – высокое содержание протеина (белка), который является источником азота. Поэтому куриный помёт в чистом виде (моносубстрат) перерабатывается по двухстадийной технологии. Биогазовая установка укомплектовывается дополнительным реактором гидролиза. Для того, чтобы получить биогаз из птичьего помета, в реакторе гидролиза создаются специальные температурные условия, повышается влажность и контролируется уровень рН. Также если технологический цикл биогазовой установки проектируется замкнутым (жидкая фракция после ферментации используется для разбавления свежего сырья), биогазовая установка должна доукомплектовываться системой удаления аммонийного азота, т.к. он ингибирует (приводит к затуханию) процесс.
Строительство установки для получения биогаза из птичьего помета позволит предприятию стать энергонезависимым, понизить себестоимость продукции и закрыть вопрос экологической безопасности. Подробности уточняйте у наших специалистов.

Company picture

Для сахарных заводов

Спецификой работы сахарных заводов является то, что они имеют сезонный режим организации работы (90-120 дней в году). В период работы завода биогазовая установка может перерабатывать свекольный жом и мелассу. Чтобы комплекс не простаивал после окончания сезонной компании, биогазовая установка может использовать законсервированный свекольный жом либо другие отходы, или использовать энергетические культуры и силосованную ботву сахарной свеклы.
Сбраживание отходов сахарного производства происходит по двухстадийной технологии, ввиду того, что жом имеет склонность к быстрому окислению. С этой целью для повышения уровня рН в реактор гидролиза частично загружается переброженная масса. Сооружений, предназначенных для переработки отходов сахарного производства, будет достаточно, чтобы перерабатывать энергетические культуры. Период сбраживания энергетических культур в два раза больше, чем у жома и мелассы, однако, ввиду более высокого энергетического потенциала, суточная загрузка будет значительно меньше. В сезон работы сахарные заводы потребляют большое количество газа и электроэнергии, зачастую у них есть свои собственные котельные и электростанции. По желанию предприятия подготовленный биогаз можно использовать либо для производства электроэнергии, либо же для получения теплоносителя. Очищенный на специальном оборудовании биогаз – это аналог природного газа, который также может быть использован для технологических нужд сахарного завода. Обычно предприятия сахарной отрасли решают проблему отходов путём производства сухих кормов. Ввиду того, что такое производство энергозатратно, себестоимость кормов очень высокая. Такое сырьё более целесообразно перерабатывать в биогаз и биоудобрения. Таким образом, за счёт собственных отходов покрываются потребности завода в энергоносителях. Биоудобрения можно использовать на собственных полях для улучшения качества почв и повышения урожайности культур. Подробности уточняйте у наших специалистов.

Company picture

Для энергетических культур

В плане выхода газа растительная биомасса даёт один из наибольших результатов. В качестве сырья для биогазовой установки могут быть использованы практически все зелёные растения в свежем или силосованном виде. Наиболее продуктивно использовать в биогазовой установке следующее сырьё: кукурузный силос молочной и восковой спелости, суданскую траву, травяной силос с лугов, смесь клевера с другими травами, силос из зерновых культур, сахарную и кормовую свеклу вместе с ботвой, картофель, зерновые. Сырьё растительного происхождения имеет высокое содержание сухих веществ по сравнению с другими видами сырья.
Использование растительных культур позволят получить значительное количество биогаза. Из него предприятие может производить электроэнергию и тепло в когенерационной установке. Силосованная кукуруза на сегодняшний день – один из наиболее эффективных субстратов для производства биогаза. Растение отличается большой урожайностью и эффективностью в плане производства биогаза. В странах Европы практикуются энергетические севообороты, когда одна энергетическая культура сменяется другой, что позволяет собирать зелёную массу два раза в год, подавлять рост сорняков и значительно экономить средства предприятия. Затраты на удобрения при выращивании энергетических культур небольшие, поскольку есть высококачественные биоудобрения, произведённые на самой установке. Если у предприятия недостаточно сырья, всегда можно рассмотреть возможность производства энергии из так называемых энергетических культур. Во многих странах все больше площадей отводится под выращивание энергетических культур, которые используются для получения биогаза и производства энергии. Многие Азиатские государства, ввиду своих климатических условий и возможности производить биомассу круглый год, начинают серьёзно рассматривать биогаз как важный энергоноситель. Подробности уточняйте у наших консультантов.

About illustration

Свалочный газ

Ежегодно в мире образуется огромное количество органических отходов бытового, коммерческого, промышленного и сельскохозяйственного происхождения, которые представляют собой крайне нестабильную и неконтролируемую смесь бумаги, картона, пищевых отходов, пластмассы, резины, стекла, строительного мусора, металлов и др. Только в городах образуется 400-450 млн., тонн твердых бытовых отходов (ТБО), причем на одного жителя в среднем приходится 250-700 кг/год. Количество ТБО ежегодно увеличивается на 3-6%, что существенно превышает скорость прироста населения Земли.
Механическая сортировка ТБО технически сложна и пока не находит широкого применения. Прямая переработка или сжигание огромных количеств отходов технически довольно проблематична, экологически опасна и экономически неэффективна. Доминирующим методом обращения с бытовыми отходами было и остается размещение и захоронение ТБО на мусоросвалках и специальных полигонах. Полигоны эти размещены вблизи городов и принимают, соответственно, городские отходы. В этих условиях отходы подвергаются интенсивному биологическому разложению, которое сопровождается выделением свалочного газа.
Макрокомпонентами свалочного газа являются метан (CH4) и диоксид углерода (CO2), их соотношение может меняться от 40-70% до 30-60% соответственно. В качестве сопутствующих компонентов присутствуют азот (N2), кислород (O2), водород (H2), а также различные органичные соединения. Состав свалочного газа обуславливает ряд его специфических свойств. Прежде всего, свалочный газ горюч, его средняя калорийность составляет примерно 5500 Ккал на м3. В определенных концентрациях он токсичен. Конкретные показатели токсичности определяются наличием ряда микропримесей, таких, например как сероводород (Н2S). Обычно свалочный газ обладает резким неприятным запахом.
В среднем газогенерация истощается в свалочном теле в течение 10-50 лет, при этом удельный выход газа составляет 120-200 куб. м на тонну ТБО. Как правило, наиболее интенсивно процесс биоконверсии отходов протекает в первые 5 лет, за которые выделяется около 50% полного запаса газа. При этом свалочный газ представляет собой реальную опасность в связи с риском возгорания или взрыва, а также отрицательным влиянием на здоровье людей.
Самый эффективный способ сократить выброс в атмосферу метана с полигонов ТБО – это его сбор и утилизация. Свалочный газ начали извлекать во многих странах в начале 80-х гг. с целью предотвращения экологических проблем, пожаров и взрывов. Позже широкое распространение получило энергетическое использование свалочного газа. Осуществление проектов по регенерации энергии свалочного газа способствует сокращению выброса парниковых газов и загрязняющих воздух веществ, что положительно сказывается на качестве воздуха и снижает потенциальный риск для здоровья человека. Кроме того, подобные проекты снижают зависимость от отдельных энергоносителей, способствуют экономии, создают рабочие места и помогают развитию экономики на местах. В международном масштабе существуют значительные возможности для расширения применения энергии свалочного газа.
Подготовка современного полигона ТБО включает уплотнение и гидроизоляцию дна, устройство дренажной системы для отвода фильтрационных вод, прокладку труб для сбора образующего биогаза. Пласты ТБО формируются на полигоне при завозке их автотранспортом. Образующийся при биоконверсии органических составляющих ТБО свалочный газ поступает через вертикальные скважины в коллектор. Далее газ принудительно подаётся в пункт газоподготовки для отделения от газового конденсата. Подготовленный газ направляется в газгольдер либо непосредственно подаётся в блок когенерационных установок. Вырабатываемая генераторами электрическая и тепловая энергия по сетям подается потребителям.

Количественные показатели:

Газ, полученный из 1 млн. тонн ТБО, в течение 15-20 лет обеспечивает работу двигателя электрической мощностью 800-1000 кВт. Из 1 тонны бытовых отходов можно получить 150-250 м3 свалочного газа с содержанием метана 60-80%.

В мировой практике известны следующие способы утилизации свалочного газа:

  • Факельное сжигание

    Обеспечивающее устранение неприятных запахов и снижение пожароопасности на территории полигона ТБО, при этом энергетический потенциал свалочного газа не используется в хозяйственных целях;

  • Прямое сжигание газа

    Прямое сжигание свалочного газа для производства тепловой энергии;

  • Топливо для газовых двигателей

    Использование свалочного газа в качестве топлива для газовых двигателей с целью получения электроэнергии и тепла;

  • Топливо для газовых турбин

    Использование свалочного газа в качестве топлива для газовых турбин с целью получения электрической и тепловой энергии;

  • Увеличение содержания метана

    Доведение содержания метана в свалочном газе (обогащение) до 94 -95% с последующим его использованием в газовых сетях общего назначения.

About illustration

Как выбрать способ сжигания газа?

Целесообразность применения того или иного способа утилизации свалочного газа зависит от конкретных условий хозяйственной деятельности на полигоне ТБО и определяется наличием платежеспособного потребителя энергоносителей, полученных на основе использования свалочного газа. В большинстве развитых стран этот процесс стимулируется государством с помощью специальных законов. Экономические показатели проектов по добыче и использованию свалочного газа могут быть достаточно рентабельными, особенно при наличии вблизи свалки промышленного потребителя газа.
Компания «Энергобиокомплект» занимается разработкой и внедрением проектов утилизации свалочного газа. Мы предоставляем услуги по обследованию полигонов ТБО, подготовке детальных отчётов о перспективах добычи свалочного газа на конкретных полигонах, проектирования систем сбора и утилизации свалочного газа, поставки оборудования и пуско-наладочных работ.

Остались вопросы по биогазовым установкам?

Оставьте свои контакты, мы перезвоним вам в течении 30 мин и ответим на все вопросы. Или позвоните нам сами: +38 (096) 608-90-60

Thank you!

We will contact you shortly.

Can't send form.

Please try again later.

Энергетические и экологические решения в промышленности

Соц-сети: