Технология «зеленой энергии» наносит экологии гораздо меньший урон, чем традиционные способы добычи газа. Сырьем для биореактора может стать любой органический материал: навоз, отходы бойни, жом, жир, ботва, силос, трава и даже технический глицерин. При аккуратном хозяйствовании биогазовая станция сама превращается в универсальный очиститель окружающей среды от органического мусора.

биогазовая станция

Сфера применения

Биогазовая установка способна самостоятельно производить газ и тепло. Дополнительное оборудование (когенерационная установка) преобразует биогазовую станцию в источник электроэнергии. А отходы органической переработки являются прекрасным удобрением для полей. Исходя из этих полезных свойств, биогазовые установки имеют следующую сферу применения:

  • Снабжение теплом близлежащих построек. Биогазом удобно отапливать жилые дома, производственные постройки и теплицы.
  • Производство электроэнергии для промышленных и бытовых нужд. Для удаленных фермерских хозяйств собственный источник электроэнергии — это гарант энергетической автономности хозяйства.
  • Снабжение зданий газом для бытовых нужд и для компактного промышленного производства.
  • Производство дигестата для полей. Обеззараженная и переработанная масса является превосходным удобрением.
  • Переработка мусора. Утилизация биоотходов снижает расходы на погрузку и вывоз объемного органического мусора.

Постоянный рост цен на газ и электроэнергию больно бьют по бюджету фермерских хозяйств. Биогазовая станция избавляет от подобных издержек. Любое предприятие способно получать бесплатно тепло и газ за счет собственного органического мусора.

Станция в Лучках

Крупнейшая в России биогазовая станция «Лучки» (Прохоровский район Белгородской области) 25 июня 2012 года отпустила в сеть первую электроэнергию, а 20 июля 2012 вышла на проектную мощность 2,4 МВт. В феврале 2015 года мощность станции была расширена до 3,6 МВт. Электроэнергии, вырабатываемой станцией достаточно, к примеру, для обеспечения суточных нужд 45 тыс. жителей.

биогазовая станция в цифрах

Описание технологии

Сердце любой биогазовой установки — это анаэробный биореактор. Конструкция реактора проста и не имеет технически сложных комплектующих. Сырье закладывается в обширный отсек и нагревается до 37-40 градусов. Это оптимальная температура для размножения бактерий в ферментирующей органической массе. Запуск биореактора в летнее время не требует больших усилий на прогрев. В умеренном климате и при хорошей теплоизоляции установка расходует на поддержание собственной температуры 10%-30 % вырабатываемого газа. Ежедневная подгрузка биомассы обеспечивает для биогазовой станции бесперебойную работу. Биомассу в реакторе необходимо периодически перемешивать.

технологическая схема производства биогаза

Объем органической биомассы

Базовой характеристикой для определения размера биореактора является объем разжижжений органики, загружаемой в его отсек. Первичные вычисления будущих параметров реактора осуществляют следующим образом:

  • Подбирается наиболее подходящий температурный режим (37-40 градусов), в котором будет работать реактор.
  • Рассчитывается время брожения типичного для хозяйства биосырья. Период накопления газа для стабильной подачи называется «временем оборота реактора». Для мезофильного температурного режима (25-40 градусов) оборот реактора составляет от 10 до 20 суток.
  • Вычисляется суточная доза подгрузки свежего материала к усыхающей биомассе. В мезофильном режиме объем подгрузки составляет соответственно от 1/10 до 1/20 объема изначальной биомассы.
  • На базе полученных цифровых показателей определяются габариты для биогазовой установки. Общая масса загруженного сырья обязана занимать место равное 2/3 от объема реактора.

При расчетах лучше придерживаться главного правила для биогазовой установки: суточная норма подгрузки в биореактор должна соответствовать минимальному объему разжиженного биосырья, которое хозяйство производит в течение этих же суток.

Для лучшей выработки газа биомасса обязана обладать влажностью в пределах 86%-92%. Вода не участвует в газообразовании, но способствует брожению. Навоз и помет обычно разжижают в пропорциях 1:3 (1 доля воды на 3 доли биоотходов). Сухую же органику приходится сильно разбавлять водой, вплоть до пропорции 2:1. Это существенно влияет на определение размера реактора. Недопустимо рассчитывать объем загружаемой биомассы без учета добавляемых к ней порций воды.

использование биогаза

Влияние нормы потребления биогаза

Крупные хозяйства России часто обладают большим количеством био отходов. Их суточная выработка в одном крупном биореакторе может сильно превышать теплоэнергетические потребности хозяйства. Чрезмерный объем биомассы и загазованность в установке приводит к переокислению органического материала. Не спасают даже рекомендуемые пропорции заполнения отсека на 2/3. В результате замедляется выделение биогаза из материала. Продуктивность биореактора при этом резко снижается. Установка вынуждена сжигать излишки биогаза через трубки-свечи. Попытка же заполнить просторный отсек биореактора малым объемом материала, приводит к слабому газообразованию. Его может не хватить даже для собственного самообогрева.

Поэтому требования к балансу между расходом биогаза и его выработкой может существенно повлиять на размер реактора. Иногда вместо одной большой биогазовой установки лучше поставить две более компактные. А при постоянном использовании материала с высокой газоотдачей отсек придётся укрупнить.