Использование биогаза

Биомасса — это продукты жизнедеятельности и органические отходы растительного и животного происхождения (навоз, помет, солома, силос и т. п.). За счет этих отходов можно получить 100... 120 млрд м3 биогаза [46].

Различают два принципиально различных способа получения биоэнергетического топлива: термическая газификация и биоконверсия (анаэробная ферментация).

Наибольшее распространение получили установки, использующие биологический процесс анаэробной ферментации (брожения) биомассы, для получения биогаза. Образующийся газ содержит

50...80 % метана, 50...20 углекислого газа, менее 1 % сероводорода и следы аммиака. В среднем теплотворная способность биогаза составляет 14,5...24 МДж/м3, что эквивалентно 0,6...0,8 кг условного топлива. Из отходов животноводческих ферм можно получить в сутки биогаз в следующих количествах на одно животное, м3: крупный рогатый скот—1,5, свиньи — 0,2; куры, кролики — 0,015. В среднем это соответствует 0,2...0,5 м3 газа на 1 кг сухой массы навоза [20, 22].

В общем случае основными элементами биогазовой установки анаэробной ферментации (БГУ) являются реактор (камера сбраживания, метантенк), обогревательное устройство, смеситель, газгольдер. Субстрат для получения биогаза представляет собой взвесь измельченной биомассы (навоза) в воде (воды 96 %)• Он загружается в метантенк, где в анаэробных условиях (т. е. без доступа воздуха) при температуре 30...35°С (мезафильное и 52...55°С (термофильное брожение) в течение 10.J.25 сут происходит метановое брожение с разложением до 80 % органического вещества и выделением биогаза.

Биогазовые установки (БГУ) могут работать по трем схемам: непрерывной "(проточной); периодической (цикличной); аккумулятивной (бассейновой) [46].

Наибольшее распространение получили БГУ проточного типа. Основной процесс протекает в реакторе (метантенке) при температуре 50...55 °С. Реактор изготавливают из стали или бетона, обычно его объем около 0,8 м3 на 1 м3 производительности по биогазу в сутки.  Биомассу подогревают с помощью теплообменников или паром. В зависимости от климатических условий 20...50 % выделяющегося метана расходуется на поддержание процесса сбраживания, остальное на энергетические нужды (отопление, горячее водоснабжение, привод газовых двигателей и т. п.). Эффективность' получения биогаза увеличивается, если использовать теплоту, содержащуюся в шлаке, удаляемом из установки, для подогрева, поступающего, в метантенк субстрата в теплообменнцке или с помощью теплового насоса. С этой же целью можно использовать солнечную энергию, а для привода двигателей насосов и смесителей —ветроэнергётические установки.