Za proizvodnjo bioplina iz organskih odpadkov je treba upoštevati korake postopka proizvodnje bioplina.
Bioplin, ki ga običajno imenujemo biometan ali včasih imenovan močvirni plin, plin iz kanalizacije, plin iz komposta in močvirni plin v ZDA, je eden od obnovljivih virov energije, na katerega se morajo ljudje obrniti za trajnostno energijo, ko bežimo od energije iz fosilnih goriv.
Druge oblike obnovljive energije vključujejo; sončna energija, energija vetra, hidroelektrarna, jedrska energija itd.
Zgodovina pravi, da so Asirci in Perzijci v 10. stoletju pred našim štetjem oziroma v 16. stoletju pred našim štetjem uporabljali bioplin za ogrevanje kopalnih voda . Vendar pa je šele v 17. stoletju Jan Baptista Van Helmont prvi odkril, da se lahko iz razpadajočih materialov razvijajo vnetljivi plini.
Tudi leta 1776 je grof Alessandro Volta ugotovil, da obstaja neposredna povezava med količino razpadajoče organske snovi in količino proizvedenega vnetljivega plina. Sir Humphry Davy je leta 1808 odkril, da je metan prisoten v plinih, proizvedenih iz govejega gnoja.
Razvoj bioplina se je nadaljeval s prvo digestivno napravo, ki je bila zgrajena leta 1859 v koloniji gobavcev v Bombaju v Indiji, in bioplin so pridobili iz "skrbno zasnovane" naprave za čiščenje odplak in uporabili za gorivo uličnih svetilk v Exeterju v Angliji leta 1895. zasnova je temeljila na greznici.
Bioplin pomaga ljudem ublažiti nekatere probleme, s katerimi se srečujejo po vsem svetu, kot je zmanjšanje naše odvisnosti od energije iz fosilnih goriv za proizvodnjo svetovne energije in zmanjšanje sproščanja metana v ozračje, ki je zelo nevaren plin za ozonsko plast, ki povzroča tanjšanje ozonske plasti.
Produkt bioplina se lahko uporablja kot "vse naravno" gnojilo. Pri proizvodnji bioplina se organski materiali v tekočem okolju razgradijo, pri čemer se hranila organske snovi raztopijo v vodi in ustvarijo s hranili bogato blato, ki se lahko uporablja kot gnojilo za rastline.
Kaj je bioplin?
Bioplin se na splošno nanaša na mešanico različnih plinov, ki nastanejo pri razgradnji organske snovi v odsotnosti kisika. Bioplin se pogosto proizvaja iz surovin, kot so kmetijski odpadki, gnoj, komunalni odpadki, tovarniški material, odplake, zeleni odpadki ali živilski odpadki.
Bioplin je čist trajnosten, gospodarsko prijazen vir energije.
Bioplin je obnovljiv vir energije in ima v številnih primerih zares majhen ogljični odtis. Bioplin se lahko proizvede z anaerobno razgradnjo z anaerobnimi organizmi, ki prebavijo pripomočke v omejenem sistemu ali s fermentacijo biološko razgradljivih pripomočkov.
Bioplin je sestavljen iz metana, ogljikovega dioksida, vodikovega sulfida in vlage in v resnici jemljete organsko snov, ki jo teče skozi anaerobni digestor z uporabo anaerobnih bakterij in v bistvu v tem, da uporabljate fermentacijski proces, je zelo podoben našemu želodcu, vi ste jemanje hrane z uporabo bakterij.
Bakterije pojedo hrano jed esence, ki podrigne plin metan, plin metan je v glavnem bioplin. Bioplin nastaja iz biološko razgradljivih materialov z uporabo tokov živilskih odpadkov, gnoja, odplak, komunalnih odpadkov iz rastlin, nato pa nastaja tudi naravno na odlagališčih in to se imenuje zajem odlagališča za zbiranje plinov.
Bioplin je predvsem metan (CH4) in ogljikov dioksid (CO2) ter ima lahko nekaj količine vlage in izbire vodikovega sulfida (H2S). Plini metan, vodik in ogljikov monoksid (CO) se zgorejo ali oksidirajo s kisikom.
Ta sproščena energija omogoča, da se bioplin uporablja kot gorivo, pogosto se uporablja za kakršne koli namene ogrevanja, kot je kuhanje, lahko pa se uporablja tudi v motorju z notranjim zgorevanjem za pretvorbo energije v plinu v električno energijo in toploto.
Bioplin je plin, ki je zelo bogat z metanom in nastaja pri prebavi odpadkov (kmetijskih, odplak in odlagališč), ki je na mikrobni ravni in se lahko uporablja za proizvodnjo električne energije. Bioplin je sestavljen predvsem iz CO2 in H2S, lahko pa še vedno vsebuje druge sestavine, ki lahko proizvajajo bioplin.
Ko je koncentracija CO2 visoka, se kurilna vrednost bioplina zmanjša, zato se ločevanje CO2 običajno opravi, preden se bioplin uporabi za proizvodnjo električne energije.
Pomembno je, da je zaradi visoke vsebnosti CO2 in manjšega obsega proizvodnje bioplina to ločevanje CO2 zelo privlačno za membrane. Kot tako je bilo to področje v zadnjem času v središču raziskovalnih prizadevanj.
Bioplin se pogosto stisne na enak način, kot se zemeljski plin stisne v stisnjen zemeljski plin (CNG) in se uporablja za pogon avtomobilov v Združenem kraljestvu. Ocenjuje se, da bi na primer bioplin lahko nadomestil približno 17 % avtomobilskega goriva, v nekaterih delih planeta izpolnjuje pogoje za donacije ali subvencije za obnovljivo energijo.
Bioplin se lahko očisti in nadgradi na norme za zemeljski plin, ko postane "biometan". Bioplin velja za obnovljiv vir, saj sta njegova proizvodnja in uporaba neprekinjena.
Ne ustvarja neto ogljikovega dioksida, organski material raste se pretvarja in uporablja ter kljub temu ponovno raste v nenehno ponavljajočem se ciklu z vidika ogljika, saj se pomemben ogljikov dioksid absorbira iz ozračja in se zato rast primarnih bioloških virov sprosti, ko se material sprosti. na koncu pretvori v energijo.
Čeprav je bioplin lažji od zraka, uhajajoči bioplin izpodriva zrak in se zbira v jaških, prostorih ali votlinah.
Bioplinski objekti so si vsi zelo podobni, vendar so tudi zelo edinstveni, vsi imajo različne vložke, kar zadeva dovajanje, vsi imajo nekoliko drugačen proces in vsi imajo različne rezultate. Nekateri želijo proizvajati električno energijo, nekateri želijo proizvajati toploto in paro, nekateri pa želijo ustvariti plin samo za ponovno uporabo ali za izravnavo zemeljskega plina.
Spodaj je nekaj industrij, ki imajo koristi od bioplina;
- Objekti za predelavo hrane
- Tovarne celuloze in papirja
- Objekti za čiščenje odpadnih voda
- Komunalni odpadki
- odlagališča
- Samostojni objekti s surovinami
Kaj lahko storim z bioplinom?
Bioplin nam je lahko resnično koristen na številne načine. Torej, če me vprašajo "kaj lahko storim z bioplinom?" potem bi bil moj odgovor, da se bioplin zlahka uporablja v vseh aplikacijah, zasnovanih za zemeljski plin, kot je neposredno zgorevanje, vključno z absorpcijskim ogrevanjem in hlajenjem, kuhanjem, ogrevanjem prostorov in vode, sušenjem in plinskimi turbinami.
Lahko se uporablja celo pri oskrbi motorjev z notranjim zgorevanjem in gorivnih celic za proizvodnjo mehanskega dela in/ali električne energije.
Bioplin lahko uporabljam za domačo proizvodnjo električne energije in toplote. Električna energija se lahko uporablja v motorjih, mikroturbinah in gorivnih celicah.
S proizvodnjo bioplina lahko pomagam zmanjšati proizvodnjo toplogrednih plinov, kot je metan, saj učinkovito zgorevanje nadomešča metan z ogljikovim dioksidom.
Metan je 21-krat učinkovitejši pri lovljenju toplote v ozračju kot ogljikov dioksid, zgorevanje bioplina, ki sprošča metan in se uporablja za druge namene, bi zmanjšalo emisije toplogrednih plinov.
S pomočjo proizvodnje bioplina lahko pomagam zmanjšati vonjave, žuželke in patogene, povezane z zalogami gnoja na kmetijah, saj se lahko živalski in rastlinski odpadki uporabljajo za proizvodnjo bioplina.
Obdelujejo se v anaerobnih digestorjih kot tekočina ali kot kaša, pomešana z vodo.
Anaerobni digestorji so običajno sestavljeni iz nosilca vira surovine, digestivnega rezervoarja, enote za rekuperacijo bioplina in toplotnih izmenjevalnikov, ki ohranjajo temperaturo, potrebno za bakterijsko prebavo.
S katalitično kemično oksidacijo se metan, ki je bioplin, lahko uporabi pri proizvodnji metanola.
Bioplin, če je stisnjen za uporabo kot alternativno gorivo za prevoz v lahkih in težkih vozilih, lahko uporablja isto obstoječo tehniko za oskrbo z gorivom, ki se že uporablja za vozila na stisnjen zemeljski plin.
V številnih državah je bioplin okoljsko privlačna alternativa dizelskemu motorju in bencinu za upravljanje avtobusov in drugih lokalnih tranzitnih vozil.
Raven hrupa, ki ga proizvajajo motorji z metanskim prahom, je na splošno nižja od tiste, ki jo proizvajajo dizelski motorji, emisije izpušnih plinov pa se štejejo za nižje od emisij iz dizelskih motorjev, emisije dušikovih oksidov pa so zares nizke.
Kako lahko bioplin koristi moji organizaciji?
- Bioplinske naprave lahko pomagajo organizacijam, ki imajo težave z odpadki, ki jih želijo rešiti
- Pomaga lahko organizacijam, ki želijo biti energetsko neodvisne ali zmanjšati odvisnost od zunanjih virov energije
- Pomaga lahko tudi organizacijam, ki želijo v svojo organizacijsko kulturo vključiti trajnost.
Koraki procesa proizvodnje bioplina
Stopnje procesa proizvodnje bioplina so sestavljene iz procesnih korakov, ki so vključeni v proizvodnjo bioplina.
Bioplin nastajajo različne vrste organskih odpadkov z nekaterimi procesi. Mikrobi, ki se hranijo z biomaso, igrajo največjo vlogo pri proizvodnji bioplina, saj pri prebavi, ki jo izvajajo ti mikrobi, nastane metan.
Ta metan se uporablja kot bioplin. Prav tako ga je mogoče nadgraditi, da ima kakovost zemeljskega plina, ki omogoča transport na dolge razdalje.
Posledica tega ni le proizvodnja bioplina, temveč tudi organska hranila, ki se lahko uporabljajo za kmetijske namene.
Koraki procesa proizvodnje bioplina vključujejo;
- Solubilizacija ali hidroliza
- Acidogeneza
- Acetogeneza
- Metanogeneza
1. Solubilizacija ali hidroliza
Solubilizacija ali hidroliza je ena od stopenj procesa proizvodnje bioplina, pri čemer se maščobe, celuloza in beljakovine v netopnih oblikah razgradijo v topne spojine.
Maščobe razgrajujejo organizmi, ki razgrajujejo maščobe, celulozo razgrajujejo organizmi, ki razgrajujejo celulozo, beljakovine razgrajujejo organizmi, ki razgrajujejo beljakovine. Vse to se razgradi v topne spojine. Te razgradne organizme lahko imenujemo mikrobi.
2. Acidogeneza
Acidogeneza je eden od korakov procesa proizvodnje bioplina in tu kisle bakterije pretvarjajo topne spojine v organske kisline, kot so acetat in hlapne maščobne kisline. če proces tvori hlapne maščobne kisline, potem gre naslednja acetogeneza in če proces tvori acetat, vodikovo molekulo in ogljikov dioksid, bi bil naslednji proces metanogeneza.
3. Acetogeneza
Čeprav lahko metanogeneza poteka tudi po acidogenezi, se lahko acetogeneza pojavi tudi po acidogenezi. Acetogeneza je eden od korakov procesa proizvodnje bioplina, ki ga tvorijo hlapne maščobne kisline z acidogenezo, ki jih pretvori v acetat, molekulo vodika in ogljikov dioksid.
4. Metanogeneza
Metanogeneza je ena od stopenj procesa proizvodnje bioplina in tukaj se metanogene bakterije pretvorijo organske kisline v metan, ogljikov dioksid in vodo.
Slika . Koraki procesa proizvodnje bioplina
Kombinacijo zgornjih procesov lahko imenujemo fermentacija.
Biološki odpadki ali biomasa se zdrobijo na manjše koščke in pomešajo z enakovredno količino vode, da nastane kaša, ki jo pripravi za proces anaerobne presnove.
Preden se v procesu proizvodnje bioplina izvede kateri koli drug postopek, je treba izvesti sanacijo. To se izvede tako, da se gnojevko eno uro segreva pri temperaturi 70 ° C.
To omogoča, da se stranski proizvod, ki ni bioplin (digestat), uporabi kot gnojilo na kmetiji. Temperatura gnojevke mora biti okoli 37 ° C, da lahko mikrobi ali mikroorganizmi zelo dobro delujejo.
Bioplin nastane z anaerobno presnovo, ki poteka v rezervoarju približno tri tedne. Nato lahko plin očistimo z odstranitvijo nekaterih nečistoč in ogljikovega dioksida, od katerih je po tem bioplin pripravljen za uporabo.
Ključne komponente bioplinskega sistema vključujejo:
- Sistem dostave iz surovine
- Anaerobni digestor
- Pomožni sistem ogrevanja
- Sistem za zajemanje in čiščenje plina
- Sistem za dostavo bioplina do njegove končne uporabe
Ogledate si lahko videoposnetek, ki vam lahko poda povzetek korakov procesa proizvodnje bioplina.
Kliknite tukaj.
Tvrste bioplina
Vrste bioplina so razvrščene v skupine glede na vrsto bioplinske naprave, ki se uporablja za njeno proizvodnjo. Vrste bioplinarne vključujejo;
- Tbioplin s fiksno kupolo
- Ton Plavajoči plin Holder bioplin.
- TBioplin s fiksno kupolo
Ta vrsta bioplina se proizvaja v bioplinarni s fiksno kupolo. Bioplinarna s fiksno kupolo je opečna in cementna konstrukcija, ki ima naslednje odseke:
- Mrezervoar za ixing: Nahaja se nad nivojem tal
- Inlet komora: Mešalni rezervoar se odpre pod zemljo v nagnjen dovod
- Digester: Vhodna komora se od spodaj odpira v digestor, ki je ogromen rezervoar s kupolastim stropom. Strop digestorja ima izhod z ventilom za dovod bioplina.
- Oiztočna komora: digestor se od spodaj odpre v izhodno komoro.
- Orezervoar za pretok: Izstopni pregib se odpre od zgoraj v majhen prelivni rezervoar.
Bioplin se proizvaja po naslednjih postopkih:
- Različne oblike biomase se mešajo z enako količino vode v mešalnem rezervoarju. Tako nastane kaša.
- Gošča se dovaja v digestor skozi vstopno komoro.
- Ko je digestor delno napolnjen z gnojevko, se vnos gnojevke ustavi in obrat ostane neuporabljen približno dva meseca.
- V teh dveh mesecih anaerobne bakterije, prisotne v gnojevki, fermentirajo biomaso v prisotnosti vode.
- Kot rezultat anaerobne fermentacije nastane bioplin, ki se začne zbirati v kupoli digestorja.
- Ker se v digestorju tvori več bioplina, tlak, ki ga izvaja bioplin, potisne izrabljeno brozgo v izhodno komoro.
- Iz izstopne komore se izrabljena brozga preliva v prelivno posodo.
- Izrabljeno gnojevko ročno odstranimo iz prelivne posode in uporabimo kot gnoj za rastline.
- Plinski ventil, povezan s sistemom cevovodov, se odpre, ko je potreben dovod bioplina.
- Za neprekinjeno oskrbo z bioplinom lahko delujočo napravo neprekinjeno napajamo s pripravljeno gnojevko.
- Ton Plavajoči plin Holder Bioplin.
Ta vrsta bioplina se proizvaja v plavajoči bioplinski napravi. Bioplinarna s plavajočim rezervoarjem za plin je opečna in cementna konstrukcija, ki ima naslednje odseke:
- Mrezervoar za ixing: Nahaja se nad nivojem tal
- Digester rezervoar: To je globoka podzemna struktura, podobna vrtini. Razdeljena je na dve komori z vmesno predelno steno.
- Ima dve dolgi cementni cevi:
- Odprtina dovodne cevi v dovodno komoro za vnos gnojevke.
- Odprtina izstopne cevi v prelivni rezervoar za odstranjevanje izrabljene gnojevke.
- Hranilnik plina: Obrnjen jekleni boben, ki leži nad digestorjem. Boben lebdi nad digestorjem. Posoda za plin ima na vrhu izhod, ki bi ga lahko priključili na plinske štedilnike.
- Orezervoar za pretok: Prisoten nad nivojem tal.
Bioplin se proizvaja po naslednjih postopkih:
- V mešalnem rezervoarju se pripravi gnojevka (mešanica enakih količin biomase in vode).
- Pripravljena brozga se skozi dovodno cev dovaja v dovodno komoro digestorja.
- Obrat ostane neuporabljen približno dva meseca in ustavi se vnos več gnojevke.
- V tem obdobju poteka anaerobna fermentacija biomase v prisotnosti vode in proizvaja bioplin v digestorju.
- Bioplin, ki je lažji, se dvigne navzgor in se začne zbirati v rezervoarju za plin. Posoda za plin se zdaj začne premikati navzgor.
- Posoda za plin se ne more dvigniti čez določeno raven. Ko se v rezervoarju za plin nabira več bioplina, se začne pritisk na gnojevko.
- Izrabljena brozga se zdaj potisne v izstopno komoro z vrha vstopne komore.
- Ko se izstopna komora napolni z izrabljeno brozgo, se presežek iztisne skozi izhodno cev v prelivni rezervoar. To se kasneje uporablja kot gnoj za rastline.
- Plinski ventil na izhodu plina se odpre, da dobimo dovod bioplina.
- Ko se proizvodnja bioplina začne, je mogoče zagotoviti neprekinjeno oskrbo s plinom z rednim odstranjevanjem izrabljene gnojevke in vnosom sveže brozge.
Pogosta vprašanja
Kje lahko kupim bioplin?
Bioplin lahko kupite pri distributerjih bioplina in obnovljivih virov energije v vaši bližini. Lahko tudi s pomočjo internetnega vira za distributerje bioplina v vaši bližini. To lahko storite tako, da samo googlate »Distributorji bioplina v bližini« in ko je vaša lokacija vključena, vam bodo prikazani distributerji bioplina, ki so blizu vaše lokacije.
Ali bioplin eksplodira?
Da, bioplin eksplodira in to se zgodi zaradi bioplina, ker je bioplin sestavljen iz nekaterih plinov, ki lahko povzročijo eksplozijo.
Bioplin je sestavljen iz približno 60 % metana in metan je eksploziven, ko se pomeša z zrakom, zato lahko, če se bioplin pomeša z 10-30 % zraka, povzroči eksplozijo. Prav tako lahko eksplodirata vodikov sulfid in amoniak, ki ga prav tako vsebuje bioplin.
Zato je treba iz previdnosti preprečiti plamen ali dim v bližini bioplinskega digestorja.