Биогаз — это форма энергии, производимая в процессе анаэробного разложения (распад составляющих биоразлагаемого материала в среде без кислорода). Это смесь газов, в основном углекислого газа и метана. Приблизительный состав биогаза:

• Метан (CH4) 55–65%
• Углекислый газ (CO2) 30–35%
• Водяной пар 1–5%
• Сероводород (H2S) 0–3%
• Водород (H2) 0–1%

Разложение отходов в процессе анаэробного брожения происходит благодаря бактериальной активности, а не высоким температурам. Это происходит в почти любой биологической среде, но наиболее благоприятно при теплых, влажных условиях с низким содержанием кислорода.

Анаэробное брожение также происходит в двух основных ситуациях, созданных человеческой деятельностью:

• Сточные воды (человеческие отходы) или животный навоз.
• Газ с свалок, произведенный от бытовых отходов, зарытых на свалках.

В природе также существует множество сырьевых материалов (органических материалов), из которых можно извлечь биогаз: человеческий и животный навоз, листья, ветки, трава, мусор, сельскохозяйственные и промышленные отходы с органическим содержанием более 2%.
Произведенный биогаз можно использовать для готовки, отопления, освещения (с использованием газовых ламп), генерации электроэнергии, работы фермы и других энергетических нужд. Эффлюент, полученный в процессе, можно использовать как удобрение для сельскохозяйственных культур.

Системы продувки биогаза

Биогаз из свалок транспортируется с поля скважин свалки на установку для воздуходувки через главный коллектор для сбора газов. ЛФГ обычно проходит через сосуд для удаления жидкости, чтобы удалить газовые частицы и жидкость, прежде чем быть направленным в воздуходувку. В некоторых свалках могут использоваться запорные и обходные клапаны, если есть желание провести газ вокруг сосуда для удаления жидкости. Обычно это не рекомендуется, так как удаление конденсата помогает защищать приборы и оборудование для обработки.

Установка воздуходувки и сопутствующее оборудование управления могут быть размещены в здании или быть открытыми для воздействия внешних факторов. Она должна быть расположена в центре с местом для расширения и поставкой энергии. Также она должна иметь возможность обрабатывать 100 процентов оценки пикового производства ЛФГ, плюс дополнительный размер для контроля миграции ЛФГ. Часто устанавливаются регулирующие клапаны на входных и выходных трубах для каждого используемого воздуходувки, чтобы обеспечить непрерывную работу вентилятора во время запланированного обслуживания и остановок.

Цель воздуходувки ЛФГ (также известной как компрессор) — создать вакуум для извлечения газа из сборных скважин и канав под давлением, подтягивания ЛФГ к воздуходувке и отправки ЛФГ к факелу или другому оборудованию для обработки. Этот процесс называется активным контролем ЛФГ, что противоположно пассивному контролю ЛФГ. Пассивные системы, в которых ЛФГ обычно позволяет выпускать в атмосферу с минимальной или без обработки, часто не рекомендуются для современных операций на свалках. Основной механический компонент системы воздуходувки — это сам газовый компрессор или воздуходувка. Другие сопутствующие компоненты могут включать:

• Клапаны (автоматические, блокировочные)
• Измерение и запись потока
• Приборы для измерения давления, температуры и т.д.
• Оборудование для обработки и управления конденсатом
• Электрическое оборудование
• Инструменты
• Утилиты

Выбор подходящей воздуходувки зависит от таких факторов, как количество и конечное использование ЛФГ, вакуум, необходимый для извлечения газа, давление, необходимое для обработки, и т.д. Основные типы воздуходувок, используемых для применения ЛФГ, включают одноступенчатые и многоступенчатые центробежные воздуходувки: т.е. машины с постоянным вакуумом/давлением и переменным объемом газа, с включением регулирующего клапана на входе в устройство.n constante, volumen variable de gas, que incorporan una válvula de mariposa en la entrada de la unidad.

Биогаз и окружающая среда

В сельских районах существует значительное количество неиспользуемых органических веществ (животные отходы). Органические вещества могут производить большие количества метана, и существующие технологии могут быть использованы и адаптированы к местным условиям.

Проектирование и производственные ожидания биогазовых установок должны быть адаптированы к ресурсам, климатическим условиям и доступным строительным материалам. Для минимизации капитальных затрат на оборудование важно убедиться, что биогазовый установок спроектирован должным образом.

Аннаэробное разложение также происходит в прудах, болотах и ямах с навозом, где имеется большое количество разлагающихся органических веществ. Часто можно увидеть пузырьки, поднимающиеся на поверхность, и при сжигании пузырьков (наполненных метаном) наблюдается фиолетово-синий, бездымный и без запаха пламя. Метан в 23 раза более эффективен как парниковый газ, чем углекислый газ (CO2).

Потенциальные источники кормов для биогазовых установок

Сырьевые материалы, которые могут быть использованы для производства биогаза через процесс биоконверсии в биогазовом реакторе:

Побочные продукты и отходы сельскохозяйственной промышленности и водных растений: масляные жмыхи, багас, рисовый отруб, семена, вода от переработки фруктов и овощей, фильтровальные осадки с сахарных фабрик, морские водоросли, водоросли и т. д. также могут быть использованы в качестве сырья для биогазовых установок.

Остатки урожая — Осколки тростника, сорняки, кукуруза и стебли растений, солома, испорченное кормовое сено и т. д. Исследования показывают, что содержание водорастворимых веществ, таких как сахара, аминокислоты, белки и минеральные компоненты, уменьшается с возрастом растения и становится достаточно низким, чтобы ограничить скорость процесса разложения. Таким образом, разложение растительных остатков занимает больше времени, чем навоз, из-за их волокнистого содержания и более крупных размеров частиц.

Навоз: отходы от скота (навоз, моча, подстилка), экскременты овец и коз, отходы мясных перерабатывающих предприятий (кровь, мясо), рыболовные отходы, кожа и т. д. из сельского хозяйства представляют собой значительный источник сырья для производства биогаза. Навоз является источником углерода и азота, необходимых для успешной работы процесса ферментации. Количество и состав животных отходов зависит от типа животного. Например, птица производит больше летучих твердых веществ, азота и фосфора на единицу массы. Кроме того, состав навоза сильно зависит от рациона питания животного. Животные, кормящиеся только травой, имеют гораздо более низкое содержание азота в своем навозе и моче.

Отходы человека: человеческие фекалии и моча являются сырьем, которое может быть использовано для производства биогаза.