4 kroky procesu výroby bioplynu

Aby sa bioplyn vyrábal z organického odpadu, je potrebné Proces výroby bioplynu Kroky, ktoré treba dodržať.

Bioplyn, bežne nazývaný biometán alebo niekedy nazývaný močiarny plyn, kanalizačný plyn, kompostový plyn a močiarny plyn v USA, je jednou z obnoviteľných zdrojov energie, na ktorú sa ľudia musia obrátiť, aby získali trvalo udržateľnú energiu, keď utekáme pred energiou z fosílnych palív.

Iné formy obnoviteľnej energie zahŕňajú; slnečná energia, veterná energia, vodná energia, jadrová energia atď.

História hovorí, že Asýrčania a Peržania používali bioplyn na ohrev vody v kúpeli v 10^th storočia pred naším letopočtom a 16^th storočí pred naším letopočtom resp. Bolo to však v 17^th storočia, keď Jan Baptista Van Helmont prvýkrát objavil, že horľavé plyny sa môžu vyvíjať z rozkladajúcich sa materiálov.

Aj v roku 1776 gróf Alessandro Volta odvodil, že existuje priama súvislosť medzi množstvom rozkladajúcej sa organickej hmoty a množstvom vyprodukovaného horľavého plynu. Sir Humphry Davy v roku 1808 zistil, že metán je prítomný v plynoch vyrobených z maštaľného hnoja.

Vývoj v oblasti bioplynu pokračoval s prvým digestorom postaveným v roku 1859 v kolónii malomocných v Bombaji v Indii a bioplyn sa získaval zo „starostlivo navrhnutého“ zariadenia na čistenie odpadových vôd a používal sa na napájanie pouličných lámp v Exeteri v Anglicku v roku 1895. dizajn bol založený na septikovej nádrži.

Bioplyn pomáha ľuďom zmierniť niektoré problémy, ktorým čelia na celom svete, ako je zníženie našej závislosti na energii z fosílnych palív pri výrobe globálnej energie a zníženie uvoľňovania metánu do atmosféry, ktorý je veľmi nebezpečným plynom pre ozónovú vrstvu a spôsobuje poškodzovanie ozónovej vrstvy.

Produkt bioplynu možno použiť ako „prírodné“ hnojivo. Pri výrobe bioplynu sa organické materiály rozkladajú v kvapalnom prostredí, pričom živiny organickej hmoty sa rozpúšťajú vo vode a vytvárajú kal bohatý na živiny, ktorý možno použiť ako hnojivo pre rastliny.

Obsah

Čo je bioplyn?

Bioplyn vo všeobecnosti označuje zmes rôznych plynov produkovaných rozkladom organickej hmoty v neprítomnosti kyslíka. Bioplyn sa často vyrába zo surovín, ako je poľnohospodársky odpad, hnoj, komunálny odpad, priemyselný materiál, splašky, zelený odpad alebo potravinový odpad.

Bioplyn je čistý udržateľný, ekonomicky šetrný zdroj energie.

Bioplyn je obnoviteľný zdroj energie a v mnohých prípadoch má skutočne malú uhlíkovú stopu. Bioplyn môže byť produkovaný anaeróbnou digesciou s anaeróbnymi organizmami, ktoré trávia prísady v obmedzenom systéme alebo fermentáciou biologicky rozložiteľných prísad.

Bioplyn je tvorený metánom, oxidom uhličitým, sírovodíkom a vlhkosťou a skutočne odoberáte organickú hmotu, prechádzate ho cez anaeróbny digestor pomocou anaeróbnych baktérií a vo svojej podstate používate fermentačný proces, ktorý je veľmi podobný nášmu žalúdku, ste prijímanie potravy pomocou baktérií.

Baktérie požierajú potravu a v podstate z nej burcujú metánový plyn, metánový plyn je hlavne bioplyn. Bioplyn vzniká z biologicky rozložiteľných materiálov využívajúcich toky potravinového odpadu, hnoja, splaškových vôd, komunálneho odpadu z rastlín a následne vzniká aj prirodzene na skládkach a nazýva sa to skládkové zachytávanie na zachytávanie plynov.

Bioplyn je primárne metán (CH4) a oxid uhličitý (CO2) a môže obsahovať určité množstvo vlhkosti sírovodíka (H2S). Plyny metán, vodík a oxid uhoľnatý (CO) sa spaľujú alebo oxidujú kyslíkom.

Táto uvoľnená energia umožňuje, aby sa bioplyn používal ako palivo, často sa používa na akékoľvek účely vykurovania, ako je varenie, a možno ho využiť aj v spaľovacom motore na premenu energie v plyne na elektrinu a teplo.

Bioplyn je plyn, ktorý je veľmi bohatý na metán a vyrába sa pri rozklade odpadu (poľnohospodárskeho odpadu, odpadových vôd a skládok), ktorý je na mikrobiálnej úrovni a možno ho použiť na výrobu energie. Bioplyn pozostáva hlavne z CO2 a H2S, ale stále môže obsahovať ďalšie zložky, ktoré môžu produkovať bioplyn.

Keď je koncentrácia CO2 vysoká, výhrevnosť bioplynu sa zníži, takže separácia CO2 sa zvyčajne vykonáva pred použitím bioplynu na výrobu energie.

Dôležité je, že tento vysoký obsah CO2, ako aj menší rozsah produkcie bioplynu robí túto separáciu CO2 pre membrány veľmi atraktívnou. Ako taká bola táto oblasť v poslednom čase stredobodom výskumných snáh.

Bioplyn sa často stláča ekvivalentným spôsobom, akým sa zemný plyn stláča na stlačený zemný plyn (CNG) a používa sa na pohon automobilov v Spojenom kráľovstve. Napríklad sa odhaduje, že bioplyn má možnosť nahradiť približne 17 % automobilového paliva a v niektorých častiach planéty sa kvalifikuje na granty alebo dotácie na obnoviteľnú energiu.

Bioplyn je možné čistiť a upravovať na normy zemného plynu, keď sa z neho stane „biometán“. Bioplyn sa považuje za obnoviteľný zdroj, pretože cyklus jeho výroby a využitia je nekonečný.

Nevytvára žiadny čistý oxid uhličitý, organický materiál rastie, premieňa sa a používa, a napriek tomu znovu rastie v neustále sa opakujúcom cykle z hľadiska uhlíka, pretože dôležitý oxid uhličitý je absorbovaný z atmosféry, a preto sa rast primárnych biologických zdrojov uvoľňuje, keď je materiál nakoniec premenený na energiu.

Bioplyn je síce ľahší ako vzduch, ale unikajúci bioplyn vytláča vzduch a zhromažďuje sa v šachtách, miestnostiach alebo dutinách.

Zariadenia na výrobu bioplynu sú všetky veľmi podobné, ale sú tiež veľmi jedinečné, všetky majú rôzne vstupy, pokiaľ ide o kŕmenie, všetky majú trochu odlišný proces a všetky majú odlišné výstupy. Niektorí chcú vyrábať elektrinu, niektorí chcú vyrábať teplo a paru a niektorí chcú vyrábať plyn len na opätovné použitie alebo na kompenzáciu zemného plynu.

Nižšie sú uvedené niektoré priemyselné odvetvia, ktoré môžu profitovať z bioplynu;

Zariadenia na spracovanie potravín
Celulózové a papierenské závody
Zariadenia čistiarne odpadových vôd
Komunálny odpad
skládky
Nezávislé zariadenia so surovinami

Čo môžem robiť s bioplynom?

Bioplyn môže byť pre nás skutočne užitočný v mnohých smeroch. Takže na otázku „Čo môžem robiť s bioplynom?“ potom by moja odpoveď bola, že bioplyn sa ľahko používa vo všetkých aplikáciách určených pre zemný plyn, ako je priame spaľovanie vrátane absorpčného vykurovania a chladenia, varenia, ohrevu priestoru a vody, sušenia a plynových turbín.

Môže sa dokonca použiť na poháňanie spaľovacích motorov a palivových článkov na výrobu mechanickej práce a/alebo elektriny.

Bioplyn môžem použiť na výrobu elektriny a tepla v domácnosti. Elektrina môže byť použitá v motoroch, mikroturbínach a palivových článkoch.

S výrobou bioplynu môžem pomôcť znížiť produkciu skleníkových plynov, ako je metán, pretože efektívne spaľovanie nahrádza metán oxidom uhličitým.

Metán je 21-krát účinnejší pri zachytávaní tepla v atmosfére ako oxid uhličitý, spaľovanie bioplynu, ktorý uvoľňuje metán a používa sa na iné účely, by znížilo emisie skleníkových plynov.

Pomocou výroby bioplynu môžem pomôcť znížiť zápach, hmyz a patogény spojené s hnojom na farmách, pretože živočíšny a rastlinný odpad možno použiť na výrobu bioplynu.

Spracúvajú sa v anaeróbnych digestoroch ako kvapalina alebo ako kaša zmiešaná s vodou.

Anaeróbne vyhnívacie nádrže sa zvyčajne skladajú z držiaka zdroja suroviny, vyhnívacej nádrže, jednotky na regeneráciu bioplynu a výmenníkov tepla na udržanie teploty potrebnej na bakteriálnu digesciu.

Prostredníctvom katalytickej chemickej oxidácie je možné metán, ktorý je bioplynom, využiť pri výrobe metanolu.

Bioplyn, ak je stlačený na použitie ako alternatívne dopravné palivo v ľahkých a ťažkých úžitkových vozidlách, môže využívať rovnakú existujúcu techniku paliva, ktorá sa už používa pre vozidlá na stlačený zemný plyn.

V mnohých krajinách sa bioplyn považuje za ekologicky atraktívnu alternatívu k nafte a benzínu pri prevádzke autobusov a iných vozidiel miestnej dopravy.

Hladina hluku generovaná motormi s práškovým metánom je vo všeobecnosti nižšia ako hladina generovaná dieselovými motormi a emisie výfukových plynov sa považujú za nižšie ako emisie dieselových motorov a emisie oxidov dusíka sú skutočne nízke.

Ako môže byť bioplyn prínosom pre moju organizáciu?

Bioplynové zariadenia môžu pomôcť organizáciám, ktoré majú problém s odpadom, ktorý chcú vyriešiť
Môže pomôcť organizáciám, ktoré chcú byť energeticky nezávislé alebo znížiť svoju závislosť od externých zdrojov energie
Môže tiež pomôcť organizáciám, ktoré chcú začleniť udržateľnosť do svojej organizačnej kultúry.

Kroky procesu výroby bioplynu

Kroky procesu výroby bioplynu pozostávajú z krokov procesu, ktoré sa podieľajú na výrobe bioplynu.

Bioplyn niektorými procesmi produkuje rôzne druhy organického odpadu. Mikróby živiace sa biomasou hrajú najväčšiu úlohu pri výrobe bioplynu, pretože pri trávení, ktoré tieto mikróby vykonávajú, vzniká metán.

Tento metán sa používa ako bioplyn. Môže byť tiež modernizovaný tak, aby mal vlastnosti zemného plynu, ktoré umožňujú jeho prepravu na veľké vzdialenosti.

Výsledkom je nielen produkcia bioplynu, ale aj organických živín, ktoré možno využiť na poľnohospodárske účely.

Kroky procesu výroby bioplynu zahŕňajú;

Solubilizácia alebo hydrolýza
Acidogenéza
Acetogenéza
Metanogenéza

1. Solubilizácia alebo hydrolýza

Solubilizácia alebo hydrolýza je jedným z krokov procesu výroby bioplynu a tu sa tuky, celulóza a bielkoviny v nerozpustných formách rozkladajú na rozpustné zlúčeniny.

Tuky rozkladajú organizmy rozkladajúce tuky, celulózu rozkladajú organizmy rozkladajúce celulózu, bielkoviny organizmy rozkladajúce bielkoviny. Všetky tieto sa rozkladajú na rozpustné zlúčeniny. Tieto rozkladné organizmy možno nazvať mikróby.

2. Acidogenéza

Acidogenéza je jedným z krokov procesu výroby bioplynu a tu kyslé baktérie premieňajú rozpustné zlúčeniny na organické kyseliny ako acetát a prchavé mastné kyseliny. ak proces vytvára prchavé mastné kyseliny, potom pokračuje acetogenéza a ak proces vytvára acetát, molekulu vodíka a oxid uhličitý, ďalším procesom by bola metanogenéza.

3. Acetogenéza

Hoci k metanogenéze môže dôjsť aj po acidogenéze, k acetogenéze môže dôjsť aj po acidogenéze. Acetogenéza je jedným z krokov procesu výroby bioplynu, ktorý tvoria prchavé mastné kyseliny acidogenézou a premieňajú ich na acetát, molekulu vodíka a oxid uhličitý.

4. Metanogenéza

Metanogenéza je jedným z krokov procesu výroby bioplynu a tu sa organické kyseliny metanogénnymi baktériami premieňajú na metán, oxid uhličitý a vodu.

Figa. Kroky procesu výroby bioplynu

Kombináciu vyššie uvedených procesov možno nazvať Fermentácia.

Bioodpad alebo biomasa sa rozdrví na menšie kúsky a zmieša sa s ekvivalentným množstvom vody, čím vznikne kaša, ktorá ho pripraví na proces anaeróbnej digescie.

Pred vykonaním akéhokoľvek iného postupu v krokoch procesu výroby bioplynu by sa mala vykonať sanitácia. Toto sa vykonáva zahrievaním kaše počas jednej hodiny pri teplote 70 °C^oC.

To umožňuje, aby sa vedľajší produkt, ktorým nie je bioplyn (digestát), používal ako hnojivo na farme. Teplota kaše by mala byť okolo 37^oC, takže mikróby alebo mikroorganizmy môžu veľmi dobre fungovať.

Bioplyn sa vyrába anaeróbnou digesciou, ktorá prebieha v nádrži približne tri týždne. Potom môže byť plyn prečistený odstránením niektorých nečistôt a oxidu uhličitého, z ktorých potom môže byť bioplyn pripravený na použitie.

Medzi kľúčové komponenty bioplynového systému patria:

Systém dodávky zo surovín
Anaeróbny digestor
Pomocný vykurovací systém
Systém zachytávania a čistenia plynu
Systém dodávky bioplynu na jeho konečné použitie

Môžete si pozrieť video, ktoré vám môže poskytnúť súhrn krokov procesu výroby bioplynu.

Kliknite tu.

Ttypy bioplynu

Druhy bioplynu sú rozdelené do skupín podľa typu bioplynovej stanice používanej na jeho výrobu. Typy bioplynových staníc zahŕňajú;

Tbioplyn s pevnou kupolou
TPlávajúci zásobník plynu na bioplyn.

TBioplyn s pevnou kupolou

Tento typ bioplynu sa vyrába v bioplynovej stanici s pevnou kupolou. Bioplynová stanica s pevnou kupolou je murovaná a cementová konštrukcia s nasledujúcimi časťami:

Mnapájacia nádrž: Nachádza sa nad úrovňou terénu
Ivstupná komora: Miešacia nádrž ústi pod zemou do šikmého vtoku
Digester: Vstupná komora sa zospodu otvára do digestora, čo je obrovská nádrž s kupolovitým stropom. Strop digestora má vývod s ventilom pre prívod bioplynu.
Ovypúšťacia komora: Digestor sa otvára zdola do výstupnej komory.
ONádrž verflow: Výstupný oblúk sa otvára zhora do malej prepadovej nádrže.

Bioplyn sa vyrába nasledujúcimi postupmi:

Rôzne formy biomasy sa zmiešajú s rovnakým množstvom vody v zmiešavacej nádrži. Tým sa vytvorí kaša.
Kal sa privádza do vyhnívacieho zariadenia cez vstupnú komoru.
Keď sa fermentor čiastočne naplní močovkou, zavádzanie močovky sa zastaví a zariadenie sa asi dva mesiace nepoužíva.
Počas týchto dvoch mesiacov anaeróbne baktérie prítomné v kale fermentujú biomasu v prítomnosti vody.
V dôsledku anaeróbnej fermentácie vzniká bioplyn, ktorý sa začína zhromažďovať v kupole digestora.
Keď sa vo vyhnívacom zariadení tvorí viac bioplynu, tlak vyvíjaný bioplynom tlačí vyčerpaný kal do výstupnej komory.
Z výstupnej komory preteká použitý kal do prepadovej nádrže.
Použitý kal sa ručne odstraňuje z prepadovej nádrže a používa sa ako hnoj pre rastliny.
Plynový ventil napojený na sústavu potrubí sa otvára pri potrebe dodávky bioplynu.
Na získanie nepretržitej dodávky bioplynu môže byť fungujúce zariadenie nepretržite napájané pripraveným hnojom.

TPlávajúci držiak plynu Bioplyn.

Tento typ bioplynu sa vyrába v bioplynovej stanici s plávajúcim zásobníkom plynu. Bioplynová stanica s plávajúcim zásobníkom plynu je tehlová a cementová konštrukcia s nasledujúcimi časťami:

Mnapájacia nádrž: Nachádza sa nad úrovňou terénu
Dnádrž igester: Ide o hlbokú podzemnú studňu podobnú štruktúru. Je rozdelená na dve komory medzistenou medzi nimi.
Má dve dlhé cementové rúry:

Vstupné potrubie ústiace do vstupnej komory na zavedenie kalu.
Výstupné potrubie ústiace do prepadovej nádrže na odstránenie použitého kalu.

Gasholder: Obrátený oceľový bubon spočívajúci nad digestorom. Bubon pláva nad digestorom. Plynový držiak má v hornej časti vývod, ktorý je možné pripojiť k plynovým sporákom.
ONádrž verflow: Prítomný nad úrovňou terénu.

Bioplyn sa vyrába nasledujúcimi postupmi:

V zmiešavacej nádrži sa pripravuje kal (zmes rovnakého množstva biomasy a vody).
Pripravený kal sa privádza do vstupnej komory fermentora cez vstupné potrubie.
Zariadenie sa nechá asi dva mesiace nepoužívať a zastaví sa zavádzanie ďalšej kaše.
V tomto období prebieha anaeróbna fermentácia biomasy za prítomnosti vody a vzniká bioplyn vo vyhnívacom zariadení.
Bioplyn, ktorý je ľahší, stúpa nahor a začína sa zhromažďovať v plynojeme. Zásobník plynu sa teraz začne pohybovať nahor.
Zásobník plynu sa nemôže zdvihnúť nad určitú úroveň. Keď sa v zásobníku plynu zhromažďuje viac bioplynu, na kal sa začne vyvíjať tlak.
Použitá kaša je teraz tlačená do výstupnej komory z vrchu vstupnej komory.
Keď sa výstupná komora naplní použitým kalom, prebytok je vytlačený cez výstupné potrubie do prepadovej nádrže. To sa neskôr používa ako hnoj pre rastliny.
Otvorí sa plynový ventil na výstupe plynu, aby sa získal prívod bioplynu.
Po začatí výroby bioplynu je možné zabezpečiť nepretržitú dodávku plynu pravidelným odstraňovaním použitého kalu a zavádzaním čerstvého kalu.

Často kladené otázky

Kde môžem kúpiť bioplyn?

Bioplyn si môžete kúpiť od distribútorov bioplynu a obnoviteľnej energie vo vašom okolí. Môžete aj pomocou internetového zdroja pre distribútorov bioplynu vo vašom okolí. Môžete to urobiť tak, že si vygooglite „Distributori bioplynu v mojej blízkosti“ a so zapnutou polohou sa vám zobrazia distribútori bioplynu, ktorí sú blízko vašej lokality.

Exploduje bioplyn?

Áno, bioplyn exploduje a to sa stáva bioplyn, pretože bioplyn sa skladá z niektorých plynov, ktoré majú schopnosť spôsobiť výbuch.

Bioplyn sa skladá z približne 60% metánu a metán je výbušný, keď sa zmieša so vzduchom, a tak, ak sa bioplyn zmieša s 10%-30% vzduchu, môže spôsobiť výbuch. Taktiež môže dôjsť k výbuchu sírovodíka a amoniaku, ktoré sú tiež obsiahnuté v bioplyne.

Preto je potrebné ako preventívne opatrenie nepripustiť plameň alebo dym v blízkosti digestora na bioplyn.

Odporúčanie

Providence Amaechi

editor at EnvironmentGo! | Providenceamaechi0@gmail.com | + príspevky

Srdcom nadšený ekológ. Vedúci autor obsahu v EnvironmentGo.
Snažím sa vzdelávať verejnosť o životnom prostredí a jeho problémoch.
Vždy to bolo o prírode, ktorú by sme mali chrániť a nie ničiť.