바이오가스는 주요 구성 요소와 가스의 혼합물입니다. 집에서 바이오가스 생산하기

바이오가스- 바이오매스의 메탄 발효에 의해 생산되는 가스. 바이오매스 분해는 세 가지 유형의 박테리아의 영향으로 발생합니다.

먹이 사슬에서 후속 박테리아는 이전 박테리아의 폐기물을 먹습니다.
첫 번째 유형은 가수분해 박테리아이고, 두 번째 유형은 산을 형성하며, 세 번째 유형은 메탄을 형성합니다.
메탄 생성 물질 클래스의 박테리아뿐만 아니라 세 종 모두 바이오가스 생산에 관여합니다. 발효 과정에서 바이오가스는 바이오 폐기물로부터 생산됩니다. 이 가스는 일반 천연가스처럼 난방과 전기 생산에 사용될 수 있습니다. 압축하고, 자동차에 연료를 공급하고, 축적하고, 펌핑하는 데 사용할 수 있습니다. 본질적으로, 귀하는 소유자이자 전체 소유자로서 자신의 가스정과 그로부터 수입을 받습니다. 아직 어디에도 자신의 설치를 등록할 필요가 없습니다.

바이오가스의 구성과 품질

50-87% 메탄, 13-50% CO2, H2 및 H2S의 경미한 불순물. CO2에서 바이오가스를 정화한 후 바이오메탄을 얻습니다. 이것은 천연 가스와 완전히 유사하며 유일한 차이점은 원산지입니다.
메탄만이 바이오가스로부터 에너지를 공급하므로 가스의 품질, 가스 산출량, 가스의 양 등을 표준화된 지표를 사용하여 메탄으로 모두 기술하는 것이 바람직합니다.

가스의 양은 온도와 압력에 따라 달라집니다. 온도가 높으면 가스가 늘어나고 칼로리 함량이 부피에 따라 감소하며 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 습도가 증가하면 가스의 칼로리 함량도 감소합니다. 가스 출력을 서로 비교하려면 이를 정상 상태(온도 0C, 대기압 1bar, 상대 가스 습도 0%)와 연관시켜야 합니다. 일반적으로 가스 생산 데이터는 리터(l) 또는 유기 건조물(oDM) 1kg당 메탄 입방미터로 표시됩니다. 이는 입방미터의 신선한 기질에 있는 바이오가스 입방미터의 데이터보다 훨씬 더 정확하고 설득력이 있습니다.

바이오가스 생산용 원료

바이오가스 생산에 적합한 유기 폐기물 목록: 거름, 새 배설물, 곡물 및 분필 증류소 증류 찌꺼기, 사용한 곡물, 사탕무 펄프, 배설물 슬러지, 생선 및 도축장의 폐기물(혈액, 지방, 내장, 사탕수수), 잔디, 가정 쓰레기, 유제품 폐기물 - 가염 및 단 유청, 바이오디젤 생산 폐기물 - 유채에서 바이오디젤 생산 시 발생하는 기술 글리세린, 주스 생산 폐기물 - 과일, 베리, 야채 펄프, 포도 찌꺼기, 조류, 전분 및 당밀 생산 폐기물 - 펄프 및 시럽, 감자 가공 폐기물, 칩 생산 - 껍질 벗기기, 껍질, 썩은 괴경, 커피 펄프.

농장의 유용한 바이오가스 계산

바이오가스의 생산량은 건물 함량과 사용된 원료 유형에 따라 달라집니다. 1톤의 소똥은 메탄 함량이 60%인 50~65m3의 바이오가스를 생산하고, 메탄 함량이 최대 70%인 다양한 식물에서 150~500m3의 바이오가스를 생산합니다. 바이오가스의 최대량(메탄 함량이 최대 87%인 1300m3)은 지방에서 얻을 수 있습니다.
이론적(물리적으로 가능한) 가스 출력과 기술적으로 실현 가능한 가스 출력이 구분됩니다. 1950~1970년대에는 기술적으로 가능한 가스 생산량이 이론 생산량의 20~30%에 불과했습니다. 오늘날, 효소, 원료의 인공 분해를 위한 부스터(초음파 또는 액체 캐비테이터) 및 기타 장치를 사용하면 기존 플랜트의 바이오가스 생산량을 60%에서 95%로 늘릴 수 있습니다.

바이오가스 계산에서는 건조물(DM 또는 English TS) 또는 건조 잔류물(CO)의 개념이 사용됩니다. 바이오매스 자체에 포함된 물은 가스를 발생시키지 않습니다.
실제로 1kg의 건조 물질에서 300~500리터의 바이오가스가 얻어집니다.

특정 원료의 바이오가스 생산량을 계산하려면 실험실 테스트를 수행하거나 참조 데이터를 살펴본 다음 지방, 단백질 및 탄수화물의 함량을 결정해야 합니다. 후자를 결정할 때 빠르게 분해되는 물질(과당, 설탕, 자당, 전분)과 분해하기 어려운 물질(셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌)의 비율을 알아내는 것이 중요합니다.

물질의 함량을 결정한 후 각 물질의 가스 생산량을 별도로 계산한 다음 합산할 수 있습니다. 바이오가스가 분뇨와 연관되었을 때(농촌 지역에서는 오늘날에도 이러한 상황이 계속되고 있습니다. 볼로그다 지역의 Verkhovazhye 타이가 지역 센터에 문의했습니다) "동물 단위"라는 개념이 사용되었습니다. 오늘날, 임의의 유기 원료로부터 바이오가스를 생산하는 방법을 배웠을 때, 이 개념은 더 이상 사용되지 않고 사라졌습니다.

그러나 폐기물 외에도 바이오가스는 사일리지 옥수수, 실피움, 조류 등 특별히 재배된 에너지 작물에서 생산될 수 있습니다. 가스 출력은 1톤에서 최대 500m3에 도달할 수 있습니다.

매립가스는 바이오가스의 한 종류이다. 이는 도시 생활 쓰레기 매립지에서 얻습니다.

바이오가스 사용의 환경적 측면

바이오가스 생산은 메탄이 대기로 배출되는 것을 방지하는 데 도움이 됩니다. 메탄은 CO2 혼합물보다 21배 더 강력한 온실 효과를 가지며 대기 중에 최대 12년 동안 남아 있습니다. 메탄의 확산을 포착하고 제한하는 것은 지구 온난화를 방지하는 가장 단기적인 방법입니다. 여기서 연구의 교차점에는 지금까지 거의 연구되지 않았던 또 다른 과학 분야가 등장한다.

가공된 분뇨, 스틸 찌꺼기 및 기타 폐기물은 농업에서 비료로 사용됩니다. 이는 화학 비료의 사용을 줄이고 지하수에 대한 부하를 줄입니다.

바이오가스 생산

산업 및 수공예 시설이 있습니다.
산업 시설은 기계화, 난방 시스템, 균질화 및 자동화 측면에서 장인의 시설과 다릅니다. 가장 일반적인 산업적 방법은 소화조에서의 혐기성 소화입니다.

신뢰할 수 있는 바이오가스 플랜트에는 필요한 부품이 있어야 합니다.

균질화 탱크;
고체(액체) 원료 로더;
원자로 자체;
교반기;
가스 홀더;
물과 난방 혼합 시스템;
가스 시스템;
펌핑 스테이션;
분리 기호;
제어 장치;
보안 시스템.

바이오가스 생산공장의 특징

산업 플랜트에서는 폐기물(원료)이 펌프장이나 로더를 사용하여 주기적으로 반응기로 공급됩니다. 반응기는 혼합기가 장착된 가열 및 단열 철근 콘크리트 탱크입니다.

유익한 박테리아는 반응기 안에 "살며" 폐기물을 먹습니다. 박테리아의 폐기물은 바이오가스입니다. 박테리아의 수명을 유지하려면 사료-폐기물을 공급하고 35 ° C로 가열하고 주기적으로 혼합해야합니다. 생성된 바이오가스는 저장시설(가스홀더)에 축적된 후 정화시스템을 거쳐 소비자(보일러 또는 발전기)에 공급됩니다. 원자로는 공기 접근 없이 작동하며 실질적으로 밀봉되어 위험하지 않습니다.

일부 유형의 원료를 순수한 형태로 발효하려면 특별한 2단계 기술이 필요합니다.

예를 들어, 새 배설물과 알코올 찌꺼기는 기존 반응기에서 바이오가스로 처리되지 않습니다. 이러한 원료를 처리하려면 추가적인 가수분해 반응기가 필요합니다. 산도를 조절할 수 있어 산이나 알칼리 함량이 높아져 박테리아가 죽는 일이 없습니다.

발효 과정에 영향을 미치는 중요한 요소:

온도;
환경습도;
pH 수준;
C:N:P 비율;
원료입자의 표면적;
기판 공급 주파수;
반응을 늦추는 물질;
각성제 보충제.

바이오가스의 응용

바이오가스는 전기, 열, 증기를 생산하는 연료나 차량 연료로 사용됩니다. 바이오가스 플랜트는 농장, 가금류 농장, 양조장, 설탕 공장, 육류 가공 공장의 처리 시설로 사용될 수 있으며 특별한 경우 수의학 및 위생 플랜트를 대체할 수도 있습니다. 뼈 식사.

지속적인 증가가스 가격, 정치적 불안정을 배경으로 한 구조적 위기와 시장 투기는 다양한 산업 분야의 폐기물을 활용하여 인위적으로 가스를 생산하는 기술 개발의 원동력이 되었습니다. 20년이 넘는 급속한 발전바이오가스 산업은 강력해졌고 엔지니어들은 분산된 방식으로 바이오폐기물로부터 충분한 에너지를 생산할 수 있는 기술적으로 건전한 솔루션을 개발했습니다.현재 독일에는 7,000개 이상의 바이오가스 플랜트가 있습니다.500kW/시간에서 2MW/시간까지.바이오가스는 다음에서 생산됩니다.바이오가스 플랜트 바이오폐기물이 있는 곳이라면 어디든지에너지적으로 가치 있는 식물 원료.

바이오가스란 무엇입니까?

바이오가스 – 혐기성 미생물 과정(메탄 발효)의 결과로 유기 물질의 자연 분해 중에 얻은 가연성 가스 혼합물의 일반화된 이름입니다. 분해 과정이 수천 년 동안 지속되지 않고 며칠 만에 계산되도록 보장하기 위해 여러 유형의 박테리아의 수명에 가장 유리한 조건이 만들어집니다.박테리아의 생활 온도와 "먹이"는 신중하게 준비됩니다. 생물반응기에 투입되는 혼합물은 다음과 같다. 생체 기질. 바이오 기질은 대부분 거름과 다진 옥수수 사일리지의 혼합물로 구성됩니다(왼쪽 그림).

오늘날의 바이오가스 플랜트는 점점 더 가정용 유기 폐기물을 재활용할 목적으로 설계되고 있으므로 바이오가스 플랜트에 맞게 바이오기질의 구성이 개별적으로 선택됩니다.

발효조의 작은 창을 통해 바이오가스 방출 과정을 관찰할 수 있습니다.

바이오가스 플랜트 내부의 화학적 변형 과정은 다음 다이어그램에 반영되어 있습니다.

원활하게 움직이는 바이오기판 표면의 작은 기포는 바이오가스입니다.

바이오가스– 이는 항상 메탄과 다른 부산물 가스의 혼합물입니다.바이오가스의 구성은 다음과 같습니다.

바이오가스 플랜트에서 사용하는 바이오기질의 유기 성분 유형에 따라 바이오가스의 구성이 달라질 수 있으며, 메탄의 비율은 더 높거나 낮을 수 있습니다.

바이오가스의 2/3가 천연가스의 기본이 되는 가연성 가스인 메탄으로 구성되어 있어 그 에너지값(연소비열)은 천연가스 에너지값의 60~70%, 즉 m당 약 7000kcal이다. 3 . 1m에 해당 3 바이오가스는 연료유 700g과 장작 1.7kg이 될 수 있습니다.

비교를 위해:

• 소 한 마리가 연간 300-500m3의 바이오가스를 생산합니다.
• 1헥타르의 초원 잔디 – 연간 6000-8000m3의 바이오가스
• 1헥타르의 사료용 비트 – 연간 8000-12000m3의 바이오가스

왜 바이오가스를 사용하나요?

에너지 비용이 높고 농업과 인간 활동으로 인한 유기 폐기물의 양이 증가하는 상황에서(그게 전부입니다) 재생 가능 에너지 원), b Iogas는 중요한 제품입니다. 대체 에너지. 바이오가스 플랜트의 가장 중요한 기능- 이것 보장된 에너지 안보개별 생산(돼지 농장, 온실, 곡물 창고)과 소규모 정착지 규모 모두 모든 주민에게 완전한 분산형 전기 및 열 공급을 보장하는 핵심 생활 지원 시설입니다. 오늘날 우크라이나 발전의 위기 상황에서 이 요소는 특별한 힘을 얻습니다.

바이오가스 플랜트의 이점은 무엇입니까?

1. 따뜻한.바이오가스를 연소한 열병합발전기 엔진이 냉각되면 뜨거운 물의 형태로 열이 발생합니다. 뜨거운 물은 사람과 동물이 있는 방을 데우고, 온실과 수영장을 데우는 데 사용됩니다.
2. 전기. 독립적이고 보장된 소스. 롤링 정전이 없습니다. 내연기관에서 가스가 연소되면 발전기의 샤프트가 구동되어 전기가 생성됩니다. 1m3의 바이오가스로 약 2kW의 전기를 생산할 수 있습니다.
3. 천연가스. 현대 바이오가스 플랜트에는 바이오가스 정화용 모듈이 점점 더 많이 탑재되고 있습니다. 여러 가지 기술 작업을 통해 메탄 함량이 90%까지 증가하고, 부산물 가스가 제거됩니다. 바이오가스는 표준 천연가스로 발전하여 가정용으로 사용될 수 있습니다.
4. 유기비료. 가스를 제거하고 박테리아로 처리한 바이오 기질은 질산염, 잡초 종자 및 병원성 미생물이 없는 환경 친화적인 액체 비료입니다.
5. 환경 문제 해결. 분뇨 처리. 바이오가스 플랜트는 도시의 폐수 처리장, 농촌 지역의 농장, 가금류 농장, 육류 가공 공장에 설치되어 에너지 자립을 보장하고 생산 폐기물에서 전기와 열을 생산합니다.

바이오가스 생산은 메탄이 대기로 배출되는 것을 방지하고, 화학 비료의 사용을 줄이며, 지하수 오염 위험을 제거하는 데 도움이 됩니다.

우크라이나 경제에서 가장 중요한 것은 바이오가스가 유기 폐기물 처리의 부산물이라는 것입니다. 바이오가스 생산을 위한 원자재는 대부분 이미 기업에 있으므로 구매할 필요가 없습니다.

바이오가스 플랜트는 어떻게 작동하나요? - 낭비야!

사용되는 원료는 농업폐기물(분뇨, 축산농가 및 단지의 배설물, 농작물폐기물(사일리지)), 도축장폐기물, 식품산업폐기물(스틸리지, 펄프), 생활하수폐기물입니다. 바이오가스 생산 비용은 장비 및 유지 관리에 대한 운영 비용에만 관련됩니다. 직접적인 이점은 고품질 유기 비료 생산으로 인한 열, 전기 절약 및 광물질 비료 비용 절감으로 구성됩니다.

이러한 시설이 없는 경우 폐기물 처리는 기업에게 큰 골칫거리이며 폐기물 제거 및 처리에 막대한 재정 및 인건비가 소요되지만 폐기물을 사용하고 바이오가스 시설을 구현하면 이 문제가 완전히 해결되며 기업과 전기, 가스, 열이 공급되는 인근 정착지.

한 마리의 동물(소)에서 약 400~500m3의 바이오가스를 얻을 수 있습니다. 에너지 플랜트를 사용하면 헥타르당 6,000~12,000(옥수수 사일리지/사료 비트) m3의 바이오가스를 얻을 수 있습니다. 1m3의 바이오가스로 메탄 함량에 따라 1.5~2.2kW의 전기를 생산할 수 있습니다.

원자재를 확보하고 결과물을 충분히 활용할 수 있는 소규모 바이오가스 플랜트를 사용하는 것이 합리적입니다. 열, 증기, 전기 또는 냉기가 필요한 곳에 설치가 성공적으로 사용됩니다. 일반적으로 바이오가스 플랜트에 필요한 충분한 양의 원자재는 다음과 같은 곳에서 구할 수 있습니다.폐수 처리장, 쓰레기 처리장, 돼지 농장, 가금류 농장, 외양간 등 이 모든 것이 재생 가능 에너지입니다. 이 에너지는 학교, 의료기관, 수영장, 시립 화력 발전소, 호텔 및 호스텔, 공장 및 공장에서 사용됩니다.

바이오가스 생산기술. 현대적인 가축 사육 단지는 높은 생산 지표를 보장합니다. 사용된 기술 솔루션을 통해 단지 자체의 현재 위생 및 위생 표준 요구 사항을 완벽하게 준수할 수 있습니다.

그러나 한 곳에 집중된 다량의 액상분뇨는 단지 인근 지역의 생태에 심각한 문제를 야기합니다. 예를 들어, 신선한 돼지 분뇨와 배설물은 위험 등급 3 폐기물로 분류됩니다. 환경 문제는 감독 당국의 통제하에 있으며 이러한 문제에 대한 법적 요구 사항은 지속적으로 더욱 엄격해지고 있습니다.

Biocomplex는 현대식 바이오가스 플랜트(BGU)의 가속화된 처리를 포함하여 액체 비료 처리를 위한 포괄적인 솔루션을 제공합니다. 처리 과정에서 메탄, CO2, 황 등을 포함한 가스가 방출되면서 가속 모드에서 유기물의 자연 분해 과정이 발생합니다. 생성된 가스만 대기로 방출되어 온실 효과를 일으키지 않고 전기 및 열 에너지를 생성하는 특수 가스 생성(열병합 발전) 시설로 보내집니다.

바이오가스 - 가연성 가스, 바이오매스의 혐기성 메탄 소화 중에 형성되며 주로 메탄(55-75%), 이산화탄소(25-45%) 및 황화수소, 암모니아, 산화질소 및 기타 불순물(1% 미만)로 구성됩니다.

바이오매스의 분해는 화학적, 물리적 과정과 세 가지 주요 박테리아 그룹의 공생 생활 활동의 결과로 발생하는 반면, 일부 박테리아 그룹의 대사 산물은 특정 순서에 따라 다른 그룹의 식품입니다.

첫 번째 그룹은 가수분해 박테리아이고, 두 번째 그룹은 산을 형성하며, 세 번째 그룹은 메탄을 형성합니다.

유기 농업 산업 또는 가정 폐기물과 식물 원료 모두 바이오가스 생산을 위한 원료로 사용될 수 있습니다.

바이오가스 생산에 사용되는 가장 일반적인 농업 폐기물 유형은 다음과 같습니다.

• 돼지 및 소 분뇨, 가금류 깔짚;
• 가축 단지의 사료 공급 테이블에서 나온 잔류물;
• 야채 상판;
• 곡물 및 야채, 사탕무, 옥수수의 표준 이하 수확;
• 펄프 및 당밀;
• 밀가루, 사용한 곡물, 작은 곡물, 세균;
• 맥주 곡물, 맥아 콩나물, 단백질 슬러지;
• 전분 및 시럽 생산 시 발생하는 폐기물;
• 과일 및 야채 찌꺼기;
• 혈청;
• 등.

하나의 바이오가스 플랜트(BGU) 내에서 바이오가스를 생산하는 데 사용되는 기질(폐기물 유형)의 수는 1개에서 10개 이상까지 다양할 수 있습니다.

농업 산업 부문의 바이오가스 프로젝트는 다음 옵션 중 하나에 따라 생성될 수 있습니다.

• 별도 기업의 폐기물에서 바이오가스 생산(예: 가축 농장의 분뇨, 설탕 공장의 사탕수수, 증류소의 증류폐수)
• 별도의 기업이나 별도로 위치한 중앙 집중식 바이오가스 플랜트와 연결된 프로젝트를 통해 다양한 기업의 폐기물을 기반으로 한 바이오가스 생산
• 별도로 위치한 바이오가스 플랜트의 에너지 플랜트를 일차적으로 사용하여 바이오가스를 생산합니다.

바이오가스 에너지 사용의 가장 일반적인 방법은 미니 CHP의 일부인 가스 피스톤 엔진에서 연소하여 전기와 열을 생산하는 것입니다.

있다 바이오가스 충전소의 기술 계획에 대한 다양한 옵션- 사용되는 기판 유형 및 유형 수에 따라 다릅니다. 경우에 따라 예비 준비를 사용하면 생물반응기에서 원료의 분해 속도와 정도가 증가하고 결과적으로 바이오가스의 전체 생산량이 증가할 수 있습니다. 예를 들어 액체 및 고체 폐기물과 같이 서로 다른 특성을 가진 여러 기질을 사용하는 경우 축적 및 예비 준비(분획 분리, 분쇄, 가열, 균질화, 생화학적 또는 생물학적 처리 등)가 별도로 수행된 후 이들은 생물반응기에 공급되기 전에 혼합되거나 별도의 흐름으로 공급됩니다.

일반적인 바이오가스 플랜트의 주요 구조 요소는 다음과 같습니다.

• 기판을 수용하고 예비 준비하기 위한 시스템;
• 시설 내 기판 운송 시스템;
• 혼합 시스템을 갖춘 생물반응기(발효기);
• 생물반응기 가열 시스템;
• 황화수소 및 수분 불순물로부터 바이오가스를 제거하고 정화하는 시스템;
• 발효 물질 및 바이오가스 저장 탱크;
• 기술 프로세스의 소프트웨어 제어 및 자동화를 위한 시스템입니다.

바이오가스 플랜트의 기술 계획은 처리된 기질의 유형 및 수, 최종 대상 제품의 유형 및 품질, 기술 솔루션을 제공하는 회사가 사용하는 특정 노하우 및 기타 여러 요인에 따라 다릅니다. 오늘날 가장 일반적인 방식은 여러 유형의 기질을 단일 단계로 발효시키는 방식으로, 그 중 하나는 일반적으로 분뇨입니다.

바이오가스 기술의 발전과 함께 사용되는 기술 솔루션은 2단계 방식으로 더욱 복잡해지고 있으며, 어떤 경우에는 특정 유형의 기질을 효율적으로 처리하고 작업량 사용의 전반적인 효율성을 높이기 위한 기술적 필요성으로 정당화됩니다. 생물 반응기.

바이오가스 생산의 특징완전히 건조한 유기 물질에서만 메탄 박테리아가 생산할 수 있다는 것입니다. 따라서 생산의 첫 번째 단계의 임무는 유기 물질 함량이 높고 동시에 펌핑할 수 있는 기질 혼합물을 만드는 것입니다. 이는 건물 함량이 10-12%인 기질입니다. 이 솔루션은 스크류 분리기를 사용하여 과도한 수분을 방출함으로써 달성됩니다.

액체 분뇨는 생산 현장에서 탱크로 유입되어 수중 혼합기를 사용하여 균질화되고 수중 펌프를 통해 분리 작업장으로 오거 분리기로 공급됩니다. 액체 부분은 별도의 탱크에 축적됩니다. 고체 부분은 고체 원료 공급 장치에 로드됩니다.

기질을 발효조에 투입하는 일정에 따라 개발된 프로그램에 따라 펌프를 주기적으로 가동하여 액분을 발효조에 공급함과 동시에 고형 원료 로더를 가동시킨다. 선택적으로 액체 부분을 혼합 기능이 있는 고체 원료 로더에 공급할 수 있으며, 그런 다음 완성된 혼합물을 개발된 로딩 프로그램에 따라 발효기에 공급할 수 있습니다. 이는 유기 기질이 발효조에 과도하게 유입되는 것을 방지하기 위해 수행됩니다. 이는 물질의 균형을 깨뜨리고 발효조 내 공정을 불안정하게 만들 수 있기 때문입니다. 동시에 펌프도 가동되어 발효조에서 발효조로, 발효조에서 소화액 저장탱크(라군)로 소화액을 펌핑하여 발효기와 발효조의 넘침을 방지합니다.

발효조와 발효조에 위치한 소화물 덩어리는 용기 전체에 걸쳐 박테리아가 균일하게 분포되도록 혼합됩니다. 혼합에는 특수 설계의 저속 혼합기가 사용됩니다.

기질이 발효조에 있는 동안 박테리아는 바이오가스 플랜트에서 생산되는 전체 바이오가스의 최대 80%를 방출합니다. 바이오가스의 나머지 부분은 소화조에서 방출됩니다.

방출되는 바이오가스의 안정적인 양을 보장하는 데 중요한 역할은 발효기 및 발효기 내부 액체의 온도에 의해 수행됩니다. 일반적으로 공정은 41-43ᴼС의 온도에서 중온성 모드로 진행됩니다. 안정적인 온도 유지는 발효기 및 발효기 내부의 특수 관형 히터와 벽 및 파이프라인의 안정적인 단열을 통해 달성됩니다. 소화액에서 나오는 바이오가스는 황 함량이 높습니다. 바이오가스는 발효기 및 발효기 내부의 목재 기둥 보관소에 놓인 단열재 표면에 서식하는 특수 박테리아를 사용하여 황에서 정제됩니다.

바이오가스는 소화액의 표면과 발효조와 발효조를 덮고 있는 탄성이 있는 고강도 재질 사이에 형성된 가스홀더에 축적됩니다. 이 재료는 (강도 감소 없이) 크게 늘어날 수 있는 능력을 갖고 있으며, 이는 바이오가스가 축적되면 가스 홀더의 용량을 크게 증가시킵니다. 가스탱크가 넘치거나 재료가 파손되는 것을 방지하기 위해 안전밸브가 있습니다.

다음으로, 바이오가스는 열병합발전소로 유입됩니다. 열병합 발전 장치(CGU)는 바이오가스를 사용하는 가스 피스톤 엔진으로 구동되는 발전기에 의해 전기 에너지가 생성되는 장치입니다. 바이오가스를 사용하는 열병합발전기는 바이오가스가 매우 고갈된 연료이기 때문에 기존 가스 발전기 엔진과 설계상의 차이가 있습니다. 발전기에서 생산된 전기 에너지는 BSU 자체의 전기 장비에 전력을 공급하고, 이 이상의 모든 것은 인근 소비자에게 공급됩니다. 열병합발전기를 냉각하는 데 사용되는 액체의 에너지는 생성된 열 에너지에서 보일러 장치의 손실을 뺀 값입니다. 생성된 열에너지의 일부는 발효조와 발효조를 가열하는 데 사용되며, 나머지 부분도 인근 소비자에게 보내집니다. 들어간다

바이오가스를 천연가스 수준으로 정화하기 위해 추가 장비를 설치할 수 있지만 이는 고가의 장비이며 바이오가스 플랜트의 목적이 열 및 전기 에너지 생산이 아닌 연료 생산인 경우에만 사용됩니다. 가스 피스톤 엔진. 검증되고 가장 일반적으로 사용되는 바이오가스 정화 기술은 수성 흡수, 압력 담체 흡착, 화학적 침전 및 막 분리입니다.

바이오가스 발전소의 에너지 효율은 선택한 기술, 재료, 주요 구조물의 설계는 물론 해당 발전소가 위치한 지역의 기후 조건에 따라 크게 달라집니다. 온대 기후 지역에서 생물반응기를 가열하기 위한 평균 열에너지 소비량은 열병합발전기에서 생성된 에너지(총)의 15~30%입니다.

바이오가스 화력 발전소를 갖춘 바이오가스 단지의 전체 에너지 효율은 평균 75~80%입니다. 전기 생산 중 열병합발전소에서 받은 열을 모두 소비할 수 없는 상황(외부 열 소비자 부족으로 인한 일반적인 상황)에서는 대기로 방출됩니다. 이 경우 바이오가스 화력발전소의 에너지 효율은 전체 바이오가스 에너지의 35%에 불과하다.

바이오가스 플랜트의 주요 성과 지표는 크게 다를 수 있으며, 이는 사용된 기질, 채택된 기술 규정, 운영 관행 및 각 개별 플랜트에서 수행하는 작업에 따라 크게 결정됩니다.

분뇨 처리 과정은 40일을 넘지 않습니다. 가공 결과 얻은 소화액은 무취이며 식물에 흡수되는 영양분의 무기화 수준이 가장 높은 우수한 유기 비료입니다.

소화물은 일반적으로 스크류 분리기를 사용하여 액체 부분과 고체 부분으로 분리됩니다. 액체 부분은 석호로 보내져 토양에 적용되는 기간까지 축적됩니다. 고형분은 비료로도 사용됩니다. 고형분에 추가적인 건조, 과립화, 포장 등을 적용하면 장기 보관 및 장거리 운송에 적합합니다.

바이오가스 생산 및 에너지 사용세계 관행에 의해 정당화되고 확인된 다음과 같은 여러 가지 장점이 있습니다.

1. 재생 가능 에너지원(RES). 재생 가능한 바이오매스는 바이오가스를 생산하는 데 사용됩니다.
2. 바이오가스 생산에 사용되는 광범위한 원자재 덕분에 농업 생산 및 기술 관련 산업이 집중된 지역의 거의 모든 곳에 바이오가스 플랜트를 건설할 수 있습니다.
3. 바이오가스의 형성 장소와 가스 운송 네트워크에 연결된 모든 시설에서 전기 및/또는 열에너지 생산을 위한 바이오가스의 에너지 사용 방법의 다양성(이 네트워크에 정제된 바이오가스를 공급하는 경우) ), 자동차용 모터 연료도 포함됩니다.
4. 일년 내내 바이오가스를 통한 전기 생산의 안정성으로 인해 태양열 및 풍력 발전소와 같은 불안정한 재생 에너지원을 사용하는 경우를 포함하여 네트워크의 최대 부하를 감당할 수 있습니다.
5. 바이오매스 공급업체부터 에너지시설 운영 인력까지 시장체인 형성을 통한 일자리 창출.
6. 바이오가스 반응기의 발효 조절을 통해 폐기물을 재활용하고 중화함으로써 환경에 대한 부정적인 영향을 줄입니다. 바이오가스 기술은 유기 폐기물을 중화하는 주요하고 가장 합리적인 방법 중 하나입니다. 바이오가스 생산 프로젝트는 대기로의 온실가스 배출을 줄입니다.
7. 농업 분야에서 바이오가스 반응기에서 대량 발효된 물질을 사용하는 농업기술적 효과는 토양 구조 개선, 재생 및 유기 영양소 도입으로 인한 비옥도 증가에서 나타납니다. 바이오가스 원자로에서 대량 가공된 유기비료를 포함한 유기비료 시장의 발전은 향후 친환경 농산물 시장 발전에 기여하고 경쟁력을 높일 것입니다.

예상 단위투자비용

BGU 75kWel. ~ 9.000€/kWel.

BGU 150kWel. ~ 6.500€/kWel.

BGU 250kWel. ~ 6.000€/kWel.

BGU bis 500kWel. ~ 4.500€/kWel.

BGU 1M웰. ~ 3.500€/kWel.

생성된 전기 및 열 에너지는 단지의 요구 사항뿐만 아니라 인접 인프라의 요구 사항도 충족할 수 있습니다. 또한, 바이오가스 플랜트의 원료가 무료이므로 투자 회수 기간(4~7년) 후에도 높은 경제성이 보장됩니다. 바이오가스 발전소에서 생산되는 에너지 비용은 시간이 지나도 증가하지 않고 오히려 감소합니다.

바이오매스를 에너지로 전환하는 과정인 메탄 "발효" 또는 바이오메탄 생성은 늪 가스에 메탄이 ​​존재한다는 사실을 확인한 1776년에야 유럽인에 의해 발견되었습니다. 이 공정에서 생산되는 바이오가스는 메탄 65%, 이산화탄소 30%, 황화수소 1%, 미량의 질소, 산소, 수소 및 일산화탄소의 혼합물입니다. (A. 새슨)
유럽인들이 농업 폐기물에서 얻은 바이오가스의 실제 사용에 관한 최초의 정보는 Davy가 가축 분뇨의 농약학적 특성을 연구하면서 바이오가스를 수집했던 1814년으로 거슬러 올라갑니다. 폐기물을 수집하기 위해 1881년부터 폐쇄된 용기가 사용되기 시작했으며 약간의 수정을 거쳐 "정화조"라고 불렸습니다. 1895년에 영국 엑서터(Exeter) 지역 중 한 지역의 가로등에 가스가 공급되었는데, 이는 폐수 발효의 결과로 얻어졌습니다. 1897년부터 이 도시의 수질 정화는 이러한 용기에서 수행되었으며, 여기에서 바이오가스가 수집되어 난방 및 조명에 사용되었습니다.
현재, 설비가 생성되는 재료의 강도, 대량 혼합 및 열 전달 장치, 적재된 기질의 준비 및 가열, 바이오가스 흡입 및 축적 및 침전물 제거를 제공하는 다양한 디자인의 생물반응기가 알려져 있습니다.
2000년 12월 1일부터 Karaganda EcoMuseum은 Karaganda 지역에 바이오가스 기술을 도입하기 위한 “BIOGAS” 프로젝트를 시행해 왔습니다. 이 프로젝트는 중앙 카자흐스탄에서 바이오가스 기술을 사용하는 첫 번째 경험입니다. 프로젝트를 시행하는 동안 생태박물관은 바이오가스 플랜트의 건설, 시동 및 운영에 관한 많은 경험과 정보를 축적했으며, 이러한 경험은 이전에 유사한 기술이 없었던 중부 카자흐스탄의 현지 조건과 연결되어 있습니다. 사용된.
Karaganda 생태 박물관의 직원들은 카자흐스탄의 농민과 농부들에게 적합한 바이오가스 플랜트 건설을 위한 여러 기술을 개발하고 구현했습니다.

왜 바이오가스가 필요한가요?
바이오가스는 유기물이 분해되어 생성되는 메탄 박테리아의 대사산물입니다.
바이오가스는 고품질의 완전한 에너지 운반체이며 가정과 중소기업에서 요리, 전기 생산, 주거 및 산업 시설 난방, 비등, 건조 및 냉각을 위한 연료로 다양한 방법으로 사용할 수 있습니다. 평균 연소열은 6.0kW/h/cub.m입니다.
바이오가스가 기존 연료를 대체할 수 있는 정도는 시설의 규모와 효율성에 따라 달라집니다. BGU를 사용한 Karaganda 경험은 8입방미터의 설치량을 보여줍니다. m. 그리고 돼지 분뇨를 사용하면 5인 가족이 요리하는 데 사용되는 프로판 가스를 완전히 대체할 수 있습니다. 60 입방 미터의 BGU는 200 평방 미터 면적의 주거용 건물과 400 평방 미터 면적의 산업 건물을 난방하는 데 사용할 수 있습니다.
바이오가스 플랜트를 운영할 때 폐원료는 농민이나 농장 기업의 경제 및 환경 조건을 개선할 수 있는 유용한 제품이기도 합니다. 바이오슬러지는 버섯 재배의 기질인 지렁이 퇴비 생산을 위한 고품질 비료이자 원료입니다. 그리고 적절한 설치 매개변수와 작동 온도 체제 준수에 대한 제어를 통해 BGU는 정상적인 발달(돼지, 닭 등)을 위해 동물성 단백질이 필요한 동물용 사료 첨가제이자 양어장의 어류용 보완 식품입니다.
요약하면, 바이오가스 기술을 사용하면 다음과 같은 이점을 얻을 수 있습니다.

시간과 노동력 절약
- 조리시간 단축
- 설거지에 소요되는 시간을 줄여줍니다.
- 주방 청소에 소요되는 시간을 줄여줍니다.
- 스토브 유지 관리에 소요되는 시간이 절약됩니다(스토브 재 청소, 재 제거, 연료 가져오기, 스토브 적재, 점화, 스토브 모니터링 및 연료 추가).
- 기존에 배설물 수집, 운송, 건조 및 저장, 석탄 검색, 운송 및 재장전, 장작 검색, 구매, 절단, 건조 및 저장에 소요된 시간이 절약됩니다.
- 잡초 제거 시간이 단축됩니다. (씨앗이 저장탱크에서 죽습니다.)

돈 절약
- 난방유나 전기에 소요되는 비용을 절약합니다.
- 주방용품의 수명을 연장시킵니다.
- 비료와 제초제 구입 비용을 절약하세요.

추가금 수령 가능성
- 남는 가스를 이웃에게 팔거나 다른 물건으로 교환할 수 있습니다.
- 퇴비를 판매할 수 있습니다.
- 퇴비를 사용하면 농작물의 생산성이 향상되고 판매로 더 많은 수익을 얻을 수 있습니다.

환경적 이점
- 메탄(온실가스) 대기 배출 감소
- 전기를 생산하기 위해 연소하는 석탄, 목재, 연료의 양을 줄여 결과적으로 발생하는 이산화탄소(온실가스)와 유해한 연소생성물을 줄입니다.
- 오염된 물의 환경 배출 감소
- 유기물질 및 미생물로 인한 오염수 정화
- 산림벌채로부터 산림을 보존
- 화학비료의 필요성 감소
- 석탄 연소 생성물로 집과 마을의 공기를 정화합니다.
- 질소화합물에 의한 대기오염 감소, 공기탈취

공간 절약
- 이전에 석탄이나 배설물이 차지했던 공간을 확보합니다.

시설
- 집과 주방의 공기를 정화합니다.
- 사용하지 않는 쓰레기의 양이 줄어듭니다(쓰레기가 적습니다).
- 화장실 쓰레기를 포함한 모든 유기성 폐기물을 사용합니다.
- 정원과 밭에 잡초가 적고, 저장탱크에서 씨앗이 죽습니다.
- 마당의 분뇨 냄새가 감소됩니다. (생체축적제는 혐기성, 즉 공기와 접촉하지 않습니다.)
- 파리의 수를 줄입니다.

건강을 유지하세요
- 오염된 공기와 관련된 질병(호흡기 질환, 안구 질환)에 걸릴 위험을 줄입니다.
- 저수지 내 미생물 사멸 및 곤충 산란지 감소로 역학적 상황이 호전되고 있음
바이오가스 플랜트의 운영이 귀하의 특정 농장이나 농민 기업에 어떤 이익과 이익을 가져올 수 있는지 이해하려면 다음을 이해해야 합니다.
1. 바이오가스 플랜트 건설에 필요한 비용은 얼마입니까?
2. 이러한 비용을 어떻게 줄일 수 있습니까?
3. 그리고 이러한 비용이 상환되는 데 시간이 얼마나 걸릴까요?
제기된 질문에 대한 답변은 설비 건설, 운영 및 결과물 판매에 대한 세부 계획을 작성하여 얻을 수 있습니다.

바이오가스 설치란 무엇입니까?
명확성을 위해 이 장에서 일반적으로 사용되는 용어에 대한 몇 가지 정의는 다음과 같습니다.

생물반응기- 메탄을 생성하는 박테리아의 생존을 위한 조건이 조성되는 저장소(용기, 용기). "반응기"라는 용어의 동의어로 일부 문헌에서는 "반응기", "메탄 탱크", "메탄 탱크", "정화조"라는 용어를 사용합니다. 모두 동일한 의미를 갖습니다.

난방 시스템 - 특히 겨울철에 생물반응기의 작동 온도를 유지할 수 있는 증기(물) 가열 시스템.

혼합 장치 - 생물반응기 내부에 위치하며 처리된 물질을 혼합하여 전체 처리 속도를 높이는 장치입니다.
로딩 및 언로딩 개구부는 원료가 로딩되고 처리된 바이오매스가 언로딩되는 생물반응기의 개구부입니다.
모든 바이오가스 플랜트는 운영 주기에 따라 지속적으로 운영되는 것과 주기적으로 운영되는 두 가지 유형으로 구분됩니다.
지속적으로 운영되는 바이오가스 플랜트에는 원료가 지속적으로 적재되는 동시에 가공된 바이오매스가 운송됩니다. 따라서 설치 작업이 중단되지 않습니다.
주기적으로 또는 주기적으로 운영되는 바이오가스 플랜트는 운영 수준까지 완전히 적재되고 밀봉되어 있습니다. 일정 기간 동안 플랜트는 바이오가스를 적극적으로 방출하며, 바이오매스의 완전한 처리 후 플랜트는 하역되고 운영 사이클이 반복됩니다.
원자로의 모양과 사용된 건축 자재. 프로젝트를 실행하는 동안 중앙 카자흐스탄의 조건에서 작동할 수 있는 바이오가스 플랜트가 개발되었습니다.
원통형 바이오가스 플랜트는 플랜트가 지속적으로 작동하는 경우 수평으로 배치되고, 플랜트가 주기적으로 작동하는 경우 수직으로 배치됩니다.
타원형 바이오가스 플랜트는 달걀 모양에 가까운 모양을 가지고 있습니다. 바이오메탄생성 공정의 관점에서 볼 때, 이러한 형태의 생물반응기는 가장 최적입니다. 즉, 슬러지 제거 및 침전물 유출뿐만 아니라 자연 혼합 공정도 발생합니다. 유사한 형태의 바이오가스 플랜트는 콘크리트로 건설되거나 벽돌로 건설됩니다.
바이오가스 생산에 사용되는 장비. 시설에서 바이오가스 생산량을 늘리기 위해 추가 장비가 사용됩니다.
1. 하수 펌프는 처리된 바이오매스를 펌핑하는 데 사용되며 바이오가스 플랜트의 유지 관리를 크게 촉진합니다.
2. 순환 펌프는 설비의 난방 시스템에 사용되며 에너지 소비를 줄이면서 작동 온도를 유지할 수 있습니다.
3. 혼합장치는 처리된 바이오매스를 반응기 내부에서 혼합하는데 사용되며, 이는 설비의 생산성을 높이고 바이오매스 처리에 소요되는 시간을 단축시킵니다.
4. 공기가 바이오리액터로 유입되는 것을 방지하려면 가스 배기 시스템에 설치된 체크 밸브가 필요합니다.
5. 가스 가열 보일러는 시설의 난방 시스템에 연결되어 배출된 바이오가스를 사용하며 전체 가스량의 최대 5%를 소비합니다.

BSU 생산성
앞서 언급한 바와 같이, 바이오가스 플랜트에서 생산되는 제품은 바이오가스와 바이오슬러지입니다.
바이오가스 생산성 - 발효 기간 동안 기질 단위(m3)당 바이오가스 생산량(m3)입니다.
바이오가스 생산성은 다음 매개변수에 따라 달라집니다.
- 설비의 반응기 부피; 설치량이 클수록 가스 출력도 커집니다.
- 발효가 일어나는 반응기의 온도; 무산소 조건에서 메탄을 생성하는 박테리아는 0°C~70°C의 온도 범위에서 가스를 방출할 수 있습니다. 그러나 바이오가스는 2가지 온도 범위에서 가장 집중적으로 방출됩니다. 다양한 유형의 메탄 생성 박테리아가 서로 다른 온도에서 "작동"한다는 점에 유의해야 합니다. 25C - 38C의 첫 번째 간격(중온성, 중온성 박테리아가 작동하기 때문에) - 최적 온도는 37C입니다. 45C - 60C의 두 번째 간격(호열성 박테리아가 작동하기 때문에 호열성) - 최적 온도는 56C입니다. 이러한 각 간격에는 여러 가지 장점과 단점이 있으며, 이에 대한 자세한 내용은 아래에서 확인할 수 있습니다.

중온성 발효 유형

장점
- 온도가 최적 온도에서 1-2oC 벗어나도 가스 생산성은 실질적으로 감소하지 않습니다.
-온도를 유지하는 데 필요한 에너지 비용이 적습니다.

단점
- 가스 방출이 덜 강합니다.
- 기질이 완전히 분해되기까지는 더 많은 시간이 소요됩니다 - 25일;
- 이 모드에서 얻은 바이오슬러지는 완전히 멸균되지 않았습니다.

호열성 발효 유형

장점
- 가스 방출이 더 강해집니다.
- 기질이 완전히 분해될 때까지 소요되는 시간은 12일입니다.
- 이 모드에서 얻은 바이오슬러지는 완전히 무균 상태이므로 동물용 사료 첨가제로 사용할 수 있습니다.

단점
- 온도가 최적 온도에서 1-2oC 벗어나면 가스 생산성이 크게 감소합니다.
- 온도를 유지하려면 더 많은 에너지가 필요합니다.
- 원자재에서. BGU의 원료는 가축 분뇨, 식물 물질 및 기타 유기 잔류물일 수 있습니다. 사용되는 기질에 따라 바이오가스의 생산성이 달라집니다. 대략적인 데이터는 표 1에 나와 있습니다.

표 번호 1. 발효기간 동안 사용된 원료에 따른 바이오가스 생산성(Archea 2000, Germany).

바이오가스 플랜트 운영
1. 설치는 여러 단계로 시작됩니다.
처음에는 설치에 원자재가 적재됩니다. 이 작업에서 매우 중요한 측면은 적재된 기질의 습도입니다. 습도는 겨울에는 85%, 여름에는 최대 92%여야 합니다. 설치는 물개까지로드됩니다. 메탄생성 과정의 시작 속도를 높이기 위해 스타터(작업 시설의 바이오슬러지 또는 기질)를 로드된 기질에 붓습니다. 스타터가 없으면 신선한 소분뇨를 기질에 첨가합니다.

기질을 적재하는 빈도는 각 바이오가스 플랜트에 대해 실험적으로 결정됩니다. 이 매개변수는 기질의 온도, 원료를 생산하는 동물의 유형, 기질의 습도, 시설의 부피 등 다양한 지표에 따라 달라집니다. 원료는 공장에 적재되기 전에 최적의 습도로 유지됩니다. 기판을 따뜻한 물(35~40도)로 희석하고 잘 저어준 후 설치물의 로딩 구멍에 붓습니다. 원료의 수분 함량은 바이오가스 생산량, 원료 처리 시간 및 분해 정도를 결정합니다. 여름의 최적습도는 92%, 겨울의 최적습도는 85%입니다.
3. 최적의 온도를 유지합니다.
중부 카자흐스탄의 상황에서는 작동 중인 원자로를 가열하는 것이 필요합니다. 건설 중에 관형 열 교환기는 원자로 내부에 설치되며, 설치 설계에 따라 주거용 건물의 증기 가열(소량 설치) 또는 바이오가스로 작동하는 자율 가열 보일러에 공급됩니다. 열 손실을 줄이기 위해 로드된 인쇄물을 뜨거운(60°C 이하의 온도) 물로 희석합니다.
4. 혼합.
반응기 내부에서 기질을 혼합하면 퇴적물과 부유 크러스트의 형성을 방지하고 반응기 내 질량 이동을 보장하므로 BGU의 효율성이 크게 증가합니다.
5. 바이오가스 축적.
바이오가스는 고르지 않게 소비되고 시설에서 지속적으로 생산되기 때문에 축적 문제가 발생합니다. 가스는 농업 기계 바퀴에 사용되는 고무 주머니에 수집될 수 있습니다.
6. 바이오가스의 사용.
바이오가스는 요리, 주거용 건물 난방, 산업 건물 난방(온실, 가금류 집 등)에 사용됩니다.
7. 바이오슬러지의 사용.
바이오슬러지는 농장에서 비료로 사용되며, 기질이 식물 반응기에서 완전히 처리되면 바이오슬러지는 돼지 및 가금류 사료의 첨가제로 사용될 수 있습니다. 바이오슬러지를 단순 가공(여과 및 건조)한 후 상업적 목적으로 판매할 수 있습니다. 바이오슬러지 비료의 잠재적 구매자는 원예 농장, 다차 협동조합 등입니다.
8. 안전 예방 조치.
바이오가스는 황화수소(H2S), 이산화탄소(CO2) 및 메탄을 포함합니다. 바이오가스의 일부인 메탄은 사실상 독성이 없습니다. 이는 공기보다 가볍고 가연성이며 공기(5-15% 메탄) 또는 산소와 폭발성 혼합물을 형성합니다. 누출이 발생하는 경우 환기가 이루어지면 가스는 아무런 결과 없이 증발합니다. 황화수소는 인체 건강에 위험을 초래하더라도 소량으로 발견되며 불쾌한 냄새로 쉽게 감지됩니다. 황화수소는 공기보다 무겁기 때문에 누출 중에 이 가스가 오목한 부분에 축적되지 않도록 주의해야 합니다. 고농도에서는 냄새에 대한 인식이 둔화되어 감지가 어려워지고 치명적인 중독으로 이어질 수 있지만, 바이오가스 중 황화수소의 비율은 매우 적고 1%를 넘지 않는다는 점을 다시 한 번 알 수 있습니다. . 바이오가스의 일부인 이산화탄소(CO2)는 공기보다 무거워서 깊은 공간에 축적될 수 있으며, 시설에 누출이 있는 경우 질식 위험을 초래할 수 있습니다.

결론
귀하가 당사 브로셔에 있는 정보에 관심이 있고 귀하의 농장에 바이오가스 플랜트를 건설하기로 결정하셨다면, 저는 귀하에게 몇 가지 추가 정보와 권장 사항을 제공하고 싶습니다.
팁 #1.플랜트를 건설하기 전에 바이오슬러지의 사용에 대해 신중하게 생각해 보십시오. 반응기의 모양과 온도 조건은 이에 따라 달라집니다. 바이오슬러지를 비료로 사용하는 경우 유지관리 및 시공비용이 절감됩니다. 바이오슬러지를 가축 및 가금류용 식품 첨가물로 사용하는 경우 비용은 증가하지만 투자 회수 기간은 단축됩니다. 이러한 보충제를 섭취하는 가축 및 가금류는 체중이 더 빨리 증가하고 사망률이 감소하므로 가정(농민 또는 농장) 경제에서 이익을 얻을 수 있습니다.
팁 #2.원자로의 모양과 부피를 결정한 후 건설 견적 작성을 시작할 수 있습니다. "총계"라는 선을 그린 후 높은 금액에서 즉시 머리를 잡지 마십시오. 경우에 따라 폐기물 또는 "오래 테스트된" 건축 자재를 사용하면 설치 비용을 크게 줄일 수 있습니다.
팁 #3.필요한 건축 자재 목록을 준비했지만 귀하의 도시나 지역에서는 원하는 것을 찾지 못할 수도 있습니다. 저희에게 문의하시면 발견되지 않은 재료를 대체하기 위해 어떤 건축 자재를 사용할 수 있는지 알려드릴 수 있습니다.

소개

소화조 및 농업용 바이오가스 플랜트에서 바이오가스 생산

바이오가스 저장 시스템

바이오가스 구성

사용할 바이오가스 준비

바이오가스 사용의 주요 방향과 세계 리더

결론

사용된 문헌 목록

소개

글로벌 가스 공급 관행에서 바이오매스 에너지를 포함한 재생에너지원의 활용에 대한 충분한 경험이 축적되어 있습니다. 가장 유망한 기체 연료는 바이오가스인데, 최근 몇 년 동안 그 사용에 대한 관심이 줄어들 뿐만 아니라 계속 증가하고 있습니다. 바이오가스란 유기 바이오매스가 혐기성 분해되는 동안 형성되는 메탄 함유 가스를 의미합니다. 생산원에 따라 바이오가스는 세 가지 주요 유형으로 구분됩니다.

도시 하수 처리장(BG STP)에서 생산되는 소화 가스;

농업 폐기물 발효 중 바이오가스 플랜트(BGU)에서 생산된 바이오가스(BG Agricultural Production)

유기 성분이 포함된 매립지에서 생산된 매립가스(BG MSW).

저는 작업을 통해 이러한 가스를 생산하는 기술, 그 구성, 사용할 바이오가스를 준비하는 방법, 즉 밸러스트 물질을 정제하는 방법을 조사했습니다. 바이오가스는 광범위한 용도를 가지고 있으며, 이 작업에서는 이에 대해 간략하게 논의했습니다.

소화조 및 농업용 바이오가스 플랜트에서 바이오가스 생산

기술 설계에 따르면 바이오가스 플랜트는 누적형, 주기적, 연속형의 세 가지 시스템으로 구분됩니다.

축적 시스템은 반응기에서 발효를 제공하며, 발효된 분뇨(기질)가 하역될 때까지 저장 장소 역할도 합니다. 초기 기질은 채워질 때까지 탱크에 지속적으로 공급됩니다. 발효된 기질은 토양에 비료를 적용하는 기간 동안 1년에 1~2회 하역됩니다. 이 경우, 발효 슬러지의 일부는 특별히 반응기에 남겨져 후속 발효 사이클의 종자 물질로 사용됩니다. 생물반응기와 결합된 저장량은 중간 파종 기간 동안 단지에서 제거된 분뇨의 총량에 대해 계산됩니다. 이러한 시스템은 많은 양의 저장 공간이 필요하며 거의 사용되지 않습니다.

주기적인 바이오가스 생산 시스템에는 초기 기질을 반응기에 1회 적재하고 거기에 종자 물질을 공급하고 발효 제품을 하역하는 작업이 포함됩니다. 이러한 시스템은 노동 강도가 상당히 높고 가스 생산량이 매우 고르지 않다는 특징이 있으며 초기 분뇨를 축적하고 발효된 기질을 저장하기 위한 저장소인 최소한 두 개의 반응기가 필요합니다.

연속 방식을 사용하면 초기 기질을 연속적으로 또는 특정 간격(하루 1~10회)으로 발효실에 넣고 동일한 양의 발효 침전물이 동시에 제거됩니다. 발효 과정을 강화하기 위해 다양한 첨가제를 바이오리액터에 첨가하여 반응 속도뿐만 아니라 가스 수율과 품질도 높일 수 있습니다. 현대식 바이오가스 플랜트는 일반적으로 연속 공정을 위해 설계되었으며 강철, 콘크리트, 플라스틱 및 벽돌로 만들어졌습니다. 단열을 위해 유리 섬유, 유리솜 및 셀룰러 플라스틱이 사용됩니다.

일일 생산성을 기준으로 기존 바이오가스 시스템 및 설치는 3가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

소형 - 최대 50m 3 /일;

중간 – 최대 500m 3 /일;

대형 - 최대 30,000m 3 / 일.

소화조와 농업용 바이오가스 플랜트는 사용된 기질을 제외하고는 근본적인 차이점이 없습니다. 바이오가스 농업 시설의 기술 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 1.

이 방식에 따르면, 축사(1)의 분뇨는 저장탱크(2)로 유입된 후 배설물 펌프(3)를 사용하여 혐기성 소화용 탱크인 소화조(4)에 적재됩니다. 발효 과정에서 생성된 바이오가스는 가스 탱크(5)로 들어간 다음 분뇨를 발효 온도로 가열하고 소화조의 열 체제를 유지하기 위해 열교환기(6)를 사용하고 이를 통해 온수가 공급됩니다. 발효된 분뇨는 분뇨 저장 시설(8)에서 하역됩니다.

그림 1. 바이오가스 생산 일반화 계획(농업용 바이오가스)

바이오리액터에는 단열 기능이 있어 발효 온도를 안정적으로 유지하고, 고장이 나면 신속하게 교체해야 합니다. 생물반응기는 초기 온도 60~70°C로 뜨거운 물이 순환하는 나선형 파이프 형태의 벽 주변에 열교환기를 배치하여 가열됩니다. 이러한 낮은 온도의 냉각수는 메탄 생성 미생물의 사멸과 열 교환 표면에 기질 입자가 달라붙어 열 전달이 저하되는 것을 방지하기 위해 채택되었습니다. 생물 반응기는 분뇨를 지속적으로 혼합하는 장치도 갖추고 있습니다. 발효 과정이 고르게 진행되도록 소화조로의 분뇨 흐름을 조절합니다.

발효 중에 미생물은 분뇨에서 발생하여 유기 물질을 지속적으로 산으로 파괴하고 후자는 신 영양 및 메탄 형성 박테리아의 영향으로 가스 생성물 인 메탄과 이산화탄소로 전환됩니다.

메탄 탱크는 온도(33~37°C), 유기 물질 농도, 산도(6.8~7.4) 등 필요한 모든 공정 매개변수를 제공합니다. 메탄 바이오세노시스 세포의 성장도 C:N 비율에 따라 결정되며 최적입니다. 값은 30:1입니다. 출발 기질에 포함된 일부 물질은 메탄 발효를 억제할 수 있습니다(표 1). 예를 들어 닭똥은 과도한 NH3로 인해 메탄 발효를 억제하는 경우가 많습니다.

표 1

메탄발효억제제

고형 폐기물 매립지에서 생산된 바이오가스

많은 양의 유기 성분을 함유한 생활 폐기물 및 기타 폐기물 매립지에서 통제되지 않은 가스 형성 과정은 유기 부분이 완전히 분해될 때까지의 과정 기간 동안 누적 시스템에서 메탄 함유 가스를 생성하는 과정으로 간주될 수 있습니다. 메타탱크보다 훨씬 길다.

국내에서는 고형 ​​폐기물 매립지의 바이오가스 재활용 시스템이 아직 널리 보급되지 않았으므로 바이오가스 수집 및 운송 시스템의 설계 특징을 더 고려할 때 외국 경험을 고려할 것입니다. 고형 폐기물 매립지의 이러한 시스템 중 하나의 개략도가 그림 1에 나와 있습니다. 2. 시스템은 두 가지 주요 부분으로 구성됩니다. 진공 상태의 가스 수집 네트워크와 과도하게 낮거나 중간 정도의 압력을 받는 바이오가스 소비자의 유통 네트워크입니다.

쌀. 2. 고형폐기물 매립장 탈기시스템 구축

다음은 그림 1에 표시된 매립지 가스 수집 시스템의 가장 중요한 요소에 대한 정의입니다. 2 및 시스템의 개별 요소에 대한 요구 사항.

가스 수집기는 폐기물의 두께에 진공이 생성되는 파이프라인입니다. 일반적으로 가스정 형태로 수직으로 수행되거나 천공 파이프라인 형태로 수평으로 수행되지만 실제로는 다른 형태(저수지, 자갈 또는 쇄석실 등)도 사용됩니다.

조립식 가스 파이프라인은 진공 상태에 있고 조립식 수집기의 일부로 연결되는 가스 파이프라인을 의미합니다. 감소를 보상하기 위해 가스 매니폴드에 대한 유연한 연결이 있으며, 계측기(압력 측정용)와 가스 샘플링용 피팅이 연결 장치에 있습니다.

수집 가스 파이프라인은 가스 수집 지점에서 결합됩니다. 가스 수집 지점은 파이프, 탱크 등의 형태로 만들 수 있으며 낙하하는 응축수의 수집 및 제거를 보장하기 위해 가장 낮은 지점에 위치합니다. 계측 및 자동화 장치는 가스 수집 지점에 있습니다.

응축수 제거 시스템은 파이프라인 시스템의 가장 낮은 지점에서 응축수를 수집 및 배출하기 위한 가스 파이프라인의 장치입니다. 진공 영역에서 응축수는 조정 가능한 응축수 배수구를 통해 과잉 압력 영역의 사이펀을 통해 배출됩니다. 냉각 장치를 사용하여 저압 구역과 과압 구역 모두에서 응축수를 제거할 수도 있습니다.

흡입 파이프라인은 주입 장치 앞의 파이프라인의 직선 섹션이며 여기에는 계측 및 자동화 장치도 제공됩니다.

압력 장치(팬, 송풍기 등)는 폐기 기관에서 가스를 운반하는 데 필요한 진공을 생성하거나 가스를 사용 장소(플레어 장치, 회수 시스템 등)로 운반할 때 과도한 압력을 생성하는 데 사용됩니다. ).

압축기 장치는 과도한 가스 압력을 높이는 역할을 합니다.

송풍 장치는 엔진룸에 있습니다. 전통적인 구조물은 컨테이너, 금속 인클로저 또는 소형 건물(차고, 블록 구조물 등)입니다. 대규모 설비에서는 가스 주입 장치가 기계실에 위치하며 때로는 캐노피 아래 개방된 공간에 배치할 수도 있습니다.

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