Ulemper og fordele ved eksisterende biogasanlæg

I slutningen af ​​det 20. århundrede stod menneskeheden over for et akut problem med at finde nye, alternative energikilder. Årsagen til dette var den forestående brændstof- og energikrise og den stadigt stigende forurening af miljøet. Det var nødvendigt at finde nye kilder til termisk energi, der kunne erstatte olie og gas. Sammen med udviklingen af ​​solenergi har en anden mere lovende og vigtigst af alt mere budgetretning vist sig - brugen af ​​biobrændstoffer.

Biobrændstoffer er brændstoffer opnået ved forarbejdning af biomasse ved termokemiske eller biologiske metoder - ved hjælp af bakterier. Både vegetabilske og animalske råmaterialer kan bruges som biomasse såvel som organiske rester af produktion og spild af husdyr. De mest anvendte kilder er planter og træaffald.

Afhængig af sammenlægningstilstanden skelnes der mellem følgende typer biobrændstoffer:

• Massivt (træ, flis, brændstofbriketter, brændselspiller, brændstof tørv);
• Flydende (bioethanol, biobutanol, biomethanol, biodiesel);
• Gasformig (biogas, biohydrogen).

Faste biobrændstoffer

Brænde, som for århundreder siden, bruges fortsat til at generere varme og elektricitet. Et eksempel på det største biomassekraftværk i Europa er den østrigske kraftvarme. Dens kapacitet er 66 MW.

På trods af at verden aktivt udvikler og finansierer projekter til skabelse af energiskove, hvor der dyrkes træbiomasse, tiltrækker brugen af ​​forskellige produkter fra træbearbejdningsindustrien til opnåelse af biobrændstof mere og mere opmærksomhed. Sådanne virksomheder er allerede ret veludviklede og leverer aktivt deres produkter til markedet. Disse inkluderer brændstofbriketter og brændselspiller - piller.

For at opnå brændstofbriketter tørres og presses forskellige former for bioaffald, såsom fugledrag og gødning. De resulterende briketter bruges til opvarmning af boliger og industribygninger.

Brændstofgranulat - pellets bruges på lignende måde. De er produceret af savsmuld, flis, bark, understandard træ, halm, landbrugsaffald (solsikkeafskaller, nøddeskaller). For at opnå pellets knuses biomassen først til mel, går derefter ind i tørretumbleren og fra den til en speciel presse, hvor ligninet i træaffaldet bliver klæbrig under påvirkning af tryk og høj temperatur. Det gør det muligt at opnå færdige flasker af biobrændstof ved produktionen. En særpræget kvalitet af brændselspiller er deres lave askeindhold - ca. 3%.

Teknologien til opnåelse af brændstof tørv, der anvendes til opvarmning af beboelsesbygninger, er også enkel. Råvarer leveres direkte fra ekstraktionsstedet til tørvebehandlingsanlægget, hvor tørven renses for urenheder (sigtes), tørres og presses til briketter.

En anden type biobrændstof - flis - anvendes i Europa på store termiske kraftværker med en kapacitet på et til flere megawatt. Produktionen af ​​flis udføres direkte ved logning eller i produktion ved hjælp af specielle flishuggere. Som råmateriale bruges normalt små træ- og skovrester - grene, bark, stubbe osv.

Produktionsteknologi

Som med tilrettelæggelsen af ​​enhver teknologisk proces udføres den indgående kontrol af det indgående råmateriale helt i starten. I dette tilfælde udføres en tilfældig kontrol af kornene.Kvaliteten af ​​frøene bruges til at bedømme kvaliteten af ​​hele sendingen.

Det næste trin er at få olien. Hvorfor råmaterialerne sendes til churn. De kager, der opnås, efter at olierne er presset ud, kastes ikke, de bruges til produktion af foder til husdyr.

Olierne behandles yderligere (den såkaldte forestring). Den består i at berige olien med methylestere. Det samlede indhold af disse stoffer i hele volumenet skal være mindst 96%.

Essensen af ​​teknologien er ret enkel: det er nødvendigt at tilføje methanol og en aktivator af kemiske processer (enhver alkali). Kilden til methanol er normalt savsmuld. Det er dog muligt at forenkle opgaven. I stedet for at adskille methanol kan du fortynde olien med den krævede mængde isopropylalkohol eller ethanol.

For at forestringsprocesserne kan fortsætte, er det nødvendigt at opvarme olien til høje temperaturer. Det tager normalt op til to timer i tide. I dette tilfælde er det nødvendigt konstant at overvåge processen og ikke distraheres: selv en let temperaturstigning kan føre til antændelse af olien.

Afslutningen af ​​den kemiske reaktion fremgår af modtagelsen af ​​et glycerolsediment i bunden og dannelsen af ​​to lag i beholderen. Derfor er det ønskeligt, at der anvendes en gennemsigtig beholder til disse processer: i dette tilfælde er det muligt visuelt nøjagtigt at bestemme, hvornår processen er afsluttet, hvilket eliminerer behovet for efterfølgende ændringer og forhindrer modtagelse af afvisninger.

Flydende biobrændstoffer

Flydende biobrændstoffer bliver mere og mere populære på grund af deres miljøvenlighed og sikkerhed. Det bruges hovedsageligt i forbrændingsmotorer. Denne type brændstof opnås ved at behandle forskellige plantematerialer.

Der er hovedtyper af flydende biobrændstoffer:

1. Bioethanol
2. Biobutanol
3. Biomethanol
4. Biodiesel

Bioethanol

Indtager en førende position på listen over flydende biobrændstoffer. Dets anvendelsesområde er i almindelige biler, og i de senere år er det også blevet brugt som biobrændstof til pejse i hjemmet. Bioethanol blandet med benzin som brændstof har en række fordele i forhold til konventionel benzin: det forbedrer bilmotorens ydeevne, øger dens effekt, overopheder ikke motoren, danner ikke sod, sod og røg.

Bioethanol er et godt alternativ for pejselskere. Da det ikke danner røg, sod og udsender en lille mængde kuldioxid under forbrændingen. Kan bruges til opvarmning af pejse selv i lejlighedskomplekser. Samtidig er der slet ikke noget varmetab, som det normalt er tilfældet med driften af ​​konventionelle pejse med en skorsten.

Det produceres i henhold til teknologien til alkoholisk gæring fra råvarer, der indeholder stivelse eller sukker: majs, korn, sukkerrør, sukkerroer. Det er økonomisk berettiget at opnå ethanol fra råmaterialer, der indeholder cellulose.

Biobutanol

Som brændstof til motorer er det mere foretrukket end bioethanol: det blandes bedre med benzin og kan også bruges som et separat brændstof. For at opnå det anvendes traditionelle afgrøder: sukkerrør, majs, hvede, sukkerroer. Mens mindre populær end bioethanol.

Biomethanol

Dens produktionsteknologi er stadig ufuldkommen og kræver introduktion af mange flere innovative udviklinger. Det formodes at være opnået ved biokemisk transformation af marine fytoplankton dyrket i specielle reservoirer. Men hidtil har det ikke været muligt at etablere produktion i industriel målestok. Ansøgningerne om biomethanol er de samme som for konventionel methanol. Dette er produktionen af ​​en række stoffer (formaldehyd, methylmethacrylat, methylaminer, eddikesyre osv.) Som opløsningsmiddel og frostvæske.

Biodiesel

Det bruges i bilmotorer både separat og i en blanding med konventionelt dieselolie.Ud over fraværet af den negative indvirkning af biodiesel på miljøet har adskillige undersøgelser fremhævet en anden fordel. På grund af det lave svovlindhold er biodiesels smøreegenskaber bedre, hvilket hjælper med at forlænge seriens motorers levetid. Råmaterialer til biodieselproduktion kan være både planter (bomuld, sojabønner, rapsfrø) og fede olier (palme, rapsfrø, kokosnød), alger.

NØDVENDIGE JUSTERINGER AF KØRETØJSYSTEMER TIL BETJENING AF BIOETHANOL

Der er også et rent russisk problem. Ifølge en lang tradition betragter vores stat alkohol som et antisocialt stof og beskytter borgerne mod det med skatter og begrænsninger. I denne situation er omkostningerne ved alkoholbrændstof sandsynligvis ikke mere attraktive end den sædvanlige benzin. Og får de lov til at sælge ethanol døgnet rundt? ..

Der er også globale forhindringer. En af dem er manglen på ensartede standarder og krav til biobrændstoffer. Hvor er garantierne for, at f.eks. Multi-fuel Opel, der rejser rundt i Tyskland, kan lide biobenzin fremstillet af andre råvarer i nabolandet Frankrig? Derfor foragter moderne modeller, der kører på biobrændstoffer, normalt ikke benzin eller dieselolie.

Gasformige biobrændstoffer

Der er to hovedtyper af gasformige brændstoffer:

• Biogas
• Biohydrogen

Biogas

Fermenteringsprodukt af organisk affald, der kan bruges som afføringsrester, spildevand, husholdningsaffald, slagteriaffald, gødning, gødning samt ensilage og alger. Det er en blanding af methan og kuldioxid. Organisk gødning er et andet produkt fra husholdningsaffaldsforarbejdning i biogasproduktion. Produktionsteknologien er forbundet med transformation af komplekse organiske stoffer under påvirkning af bakterier, der udfører metangæring.

I begyndelsen af ​​den teknologiske proces homogeniseres affaldsmassen, hvorefter det forberedte råmateriale tilføres ved hjælp af en læsser til en opvarmet og isoleret reaktor, hvor metangæringsprocessen finder sted direkte ved en temperatur på ca. 35-38 ° C. Massen af ​​affald blandes konstant. Den resulterende biogas føres ind i en gastank (bruges til opbevaring af gas) og føres derefter til en elektrisk generator. Den resulterende biogas erstatter konventionel naturgas. Kan bruges som biobrændstof eller generere elektricitet fra det.

Biohydrogen

Det kan opnås fra biomasse ved termokemiske, biokemiske eller bioteknologiske metoder. Den første metode til opnåelse er forbundet med opvarmning af træaffald til en temperatur på 500-800 ° C, hvorved en blanding af gasser - hydrogen, kulilte og metan - begynder at udvikle sig. I den biokemiske metode anvendes enzymer fra bakterierne Rodobacter speriodes, Enterobacter cloacae, som forårsager produktion af brint under spaltning af planterester indeholdende cellulose og stivelse. Processen finder sted ved normalt tryk og lav temperatur. Biohydrogen bruges til fremstilling af brintbrændselsceller til transport og energi. Det er ikke meget brugt endnu.

Fordelene ved energi

Biologisk og videnskabelig interesse for naturlige energiressourcer opstår på grund af følgende positive egenskaber ved produktet:

• Økonomisk tilgængelighed af materiale... Mange lande bruger en masse penge på at købe olie eller naturgas. Statens økonomi lider tab. Biobrændstof kan fås i næsten ethvert land. Lokal brændstofproduktion reducerer omkostningerne ved import af udenlandske energiressourcer.
• Mobilitet... Vind- eller solinstallationer er udelukkende beregnet til stationær brug. Kan ikke transporteres. Biologiske materialer kan om nødvendigt transporteres fra en region til en anden.
• Biobrændstof er vedvarende ressource... Plante- og dyreaffald forsvinder aldrig.
• Naturressource reducerer udledningen af ​​drivhusgasser i atmosfæren. Forhindrer sandsynligheden for global opvarmning.
• Brug af biobrændstoffer til bilmotorer reducerer vedligeholdelsesomkostningerne.

I en ikke alt for fjern fremtid vil det være billigere at bruge et brændbart brændstof end at bruge benzin.

Emission af skadelige stoffer i atmosfæren

Den reducerede mængde kuldioxidemissioner under forbrænding er et stort plus for biodiesel. Ifølge forsikringerne fra forskere, der beskæftiger sig med disse spørgsmål, overstiger mængden af ​​CO2-emissioner fra forbrænding af biodiesel ikke mængden af ​​forarbejdning af kuldioxid fra de anlæg, der fungerede som kilde til råmaterialer til produktion af brændstof gennem hele livscyklus.

Ikke desto mindre forekommer der emissioner fra forbrænding af brændstof. Derfor er det ikke helt korrekt at kalde biodiesel for et miljøvenligt brændstof. Nogle mener dog, at mængden af ​​produceret kuldioxid er så lille, at de kan overses. Denne erklæring er meget kontroversiel.