Kako radi bioplinski generator?

Bioplinski generatori su inovativno i održivo rješenje za proizvodnju električne energije. Kao dobavljača bioplinskih generatora, često me pitaju kako ti sustavi rade. U ovom postu na blogu detaljno ću objasniti princip rada bioplinskih generatora, od proizvodnje bioplina do proizvodnje električne energije.

Proizvodnja bioplina

Prvi korak u radu bioplinskog generatora je proizvodnja bioplina. Bioplin je obnovljivi izvor energije koji se proizvodi anaerobnom digestijom organskih materijala. Anaerobna probava je prirodni proces u kojem mikroorganizmi razgrađuju organsku tvar u nedostatku kisika. Ovaj proces proizvodi mješavinu plinova, prvenstveno metana (CH₄) i ugljičnog dioksida (CO₂), koji je poznat kao bioplin.

Organski materijali koji se koriste za proizvodnju bioplina mogu uvelike varirati i uključuju poljoprivredni otpad, kao što su gnoj i ostaci žetve, otpad od hrane, kanalizacijski mulj i energetski usjevi. Ovi materijali se unose u anaerobni digestor, koji je zatvoreni spremnik u kojem se odvija proces anaerobne digestije. Digester je dizajniran za održavanje optimalnih uvjeta za rast i aktivnost anaerobnih mikroorganizama, uključujući temperaturu, pH i prisutnost hranjivih tvari.

Proces anaerobne digestije obično se odvija u četiri faze: hidroliza, acidogeneza, acetogeneza i metanogeneza. Tijekom hidrolize, složeni organski polimeri, kao što su ugljikohidrati, proteini i masti, razgrađuju se na manje molekule, kao što su šećeri, aminokiseline i masne kiseline. U fazi acidogeneze te se manje molekule dalje pretvaraju u hlapljive masne kiseline (VFA), vodik (H₂) i ugljikov dioksid. Acetogeneza uključuje pretvorbu VFA u acetat, vodik i ugljikov dioksid. Konačno, u fazi metanogeneze, metan nastaje djelovanjem metanogenih arheja na acetat, vodik i ugljikov dioksid.

Bioplin proizveden u anaerobnom digestoru sadrži približno 50 - 75% metana, 25 - 50% ugljičnog dioksida i male količine drugih plinova, poput sumporovodika (H₂S), vodene pare i tragova dušika (N₂) i kisika (O₂). Prije nego što se bioplin može koristiti kao gorivo za generator, mora se pročistiti kako bi se uklonile nečistoće, poput sumporovodika i vodene pare, koje mogu uzrokovati koroziju i oštećenje motora.

Pročišćavanje bioplina

Pročišćavanje bioplina je važan korak u radu bioplinskog generatora. Glavne nečistoće u bioplinu koje je potrebno ukloniti su vodikov sulfid i vodena para. Sumporovodik je otrovan i korozivni plin koji može oštetiti komponente motora, poput cilindara, klipova i ventila, te smanjiti učinkovitost i životni vijek generatora. Vodena para također može uzrokovati koroziju i oštećenje motora, kao i smanjiti energetski sadržaj bioplina.

Postoji nekoliko metoda za pročišćavanje bioplina, uključujući apsorpciju, adsorpciju, membransko odvajanje i biološku obradu. Apsorpcija uključuje korištenje tekućeg apsorbensa, poput vode ili alkalne otopine, za uklanjanje sumporovodika i ugljičnog dioksida iz bioplina. Adsorpcija koristi kruti adsorbent, kao što je aktivni ugljen ili zeolit, za adsorpciju nečistoća iz bioplina. Membransko odvajanje uključuje korištenje polupropusne membrane za odvajanje različitih komponenti bioplina na temelju njihove molekulske veličine i topljivosti. Biološka obrada koristi mikroorganizme za pretvorbu vodikovog sulfida u elementarni sumpor ili sulfat.

Nakon pročišćavanja, bioplin se obično suši kako bi se uklonila preostala vodena para. To se može postići uporabom sredstva za sušenje, poput silika gela ili aktiviranog aluminijevog oksida, ili hlađenjem bioplina radi kondenzacije vodene pare.

Rad generatora bioplina

Nakon što je bioplin pročišćen i osušen, spreman je za korištenje kao gorivo za generator. Generator bioplina sastoji se od motora s unutarnjim izgaranjem i alternatora. Motor s unutarnjim izgaranjem je dizajniran da radi na bioplin kao gorivo, a pretvara kemijsku energiju bioplina u mehaničku energiju. Alternator tada mehaničku energiju pretvara u električnu.

Motor s unutarnjim izgaranjem u generatoru bioplina može biti ili motor s paljenjem svjećicom ili motor s paljenjem pomoću kompresije. Motori s paljenjem svjećicom slični su benzinskim motorima i koriste svjećicu za paljenje smjese zraka i goriva u komori za izgaranje. Kompresijski motori s paljenjem, poznati i kao dizelski motori, oslanjaju se na toplinu kompresije za paljenje goriva. U slučaju generatora bioplina, neki motori s kompresijskim paljenjem mogu se modificirati da rade na mješavinu bioplina i male količine dizelskog goriva, što je poznato kao rad na dva goriva.

Kada se bioplin ubrizgava u komoru za izgaranje motora, on se miješa sa zrakom i komprimira ga klip. Kod motora s paljenjem svjećicom, iskra iz svjećice zapali smjesu zraka i goriva, uzrokujući njeno brzo sagorijevanje i širenje. Ovo širenje tjera klip prema dolje, što zauzvrat okreće radilicu. Rotacija koljenastog vratila prenosi se na alternator koji proizvodi električnu energiju.

U motoru s kompresijskim paljenjem koji radi u načinu rada s dva goriva, mala količina dizelskog goriva ubrizgava se u komoru za izgaranje na kraju kompresijskog takta. Toplina kompresije pali dizelsko gorivo, koje zatim pali smjesu bioplin - zrak.

Električni izlaz generatorskog seta može se prilagoditi kako bi zadovoljio specifične zahtjeve za napajanjem aplikacije. Generatorski set obično je spojen na električni distribucijski sustav, koji može biti ili samostalan sustav za aplikacije izvan mreže ili sustav povezan s mrežom za aplikacije na mreži.

Prednosti bioplinskih generatora

Generatorski setovi za bioplin nude nekoliko prednosti u odnosu na tradicionalne generatorske setove na bazi fosilnih goriva. Prvo, bioplin je obnovljivi izvor energije, što znači da se može kontinuirano proizvoditi iz organskog otpada. Time se smanjuje ovisnost o fosilnim gorivima i pomaže u ublažavanju utjecaja proizvodnje energije na okoliš.

Drugo, setovi generatora bioplina mogu pomoći u smanjenju emisija stakleničkih plinova. Proces anaerobne digestije ne samo da proizvodi bioplin, koji se može koristiti kao čisti izvor energije, već također sprječava oslobađanje metana, snažnog stakleničkog plina, iz razgradnje organskog otpada na odlagalištima ili otvorenim poljima.

Treće, bioplinski generatori mogu pružiti pouzdan izvor električne energije, posebno u ruralnim i udaljenim područjima gdje pristup mreži može biti ograničen. Također se mogu koristiti kao rezervni izvor napajanja u slučaju nestanka mreže.

Primjena generatora bioplina

Setovi generatora bioplina imaju širok raspon primjena, uključujući proizvodnju električne energije na poljoprivrednim gospodarstvima, postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda, prehrambenoj industriji i odlagalištima. U poljoprivrednim gospodarstvima bioplin se može proizvesti iz stajnjaka i žetvenih ostataka, a proizvedena električna energija može se koristiti za napajanje poljoprivredne opreme, rasvjete i sustava grijanja.

U postrojenjima za pročišćavanje otpadnih voda bioplin se proizvodi anaerobnom digestijom kanalizacijskog mulja. Električna energija proizvedena generatorom bioplina može se koristiti za napajanje postrojenja za pročišćavanje, smanjujući njegove operativne troškove i utjecaj na okoliš.

Prehrambeno-prerađivačka industrija također može imati koristi od generatora bioplina koristeći otpadnu hranu kao sirovinu za proizvodnju bioplina. To ne samo da pomaže u upravljanju otpadom koji stvara industrija, već također osigurava izvor obnovljive energije.

Odlagališta su još jedna potencijalna primjena za generatore bioplina. Metan nastaje kao nusprodukt razgradnje organskog otpada na odlagalištima. Hvatanjem i korištenjem ovog metana kao goriva za generator bioplina, operateri odlagališta mogu proizvesti električnu energiju i smanjiti utjecaj odlagališta na okoliš.

Kontakt za kupnju i raspravu

Ako ste zainteresirani saznati više o setovima generatora bioplina ili razmišljate o kupnji jednog za svoju specifičnu primjenu, tu smo da vam pomognemo. Kao vodeći dobavljač bioplinskih generatora, nudimo širok raspon proizvoda s različitim snagama i konfiguracijama kako bismo zadovoljili vaše potrebe. Možemo vam pružiti detaljne informacije o našimBioplinski generator za električnu energiju,Generatorski set na bioplin, iPotrošnja goriva generatora bioplina.

Naš tim stručnjaka može vam pomoći u odabiru odgovarajućeg bioplinskog generatora za vašu primjenu, pružiti usluge instalacije i održavanja te ponuditi tehničku podršku. Kontaktirajte nas danas kako bismo započeli raspravu o vašim potrebama za proizvodnjom energije iz bioplina.

Reference

• Appels, L., Baeyens, J., Degrève, J. i Dewil, R. (2011.). Principi i mogućnosti anaerobne digestije otpada - aktivnog mulja. Progress in Energy and Combustion Science, 37(1), 83 - 109.
• Demirbas, A. (2009). Bioplin iz biomase i njegovo korištenje kao obnovljivog izvora energije. Progress in Energy and Combustion Science, 35(2), 112 - 133.
• Weiland, P. (2010). Anaerobna digestija energetskih usjeva, poljoprivrednih ostataka i organskog otpada. Tehnologija bioresursa, 101 (6), 2059 - 2067.