Хажмурадов М.А. и др.

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА БИОГАЗА: ДОСТИЖЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ

ХАЖМУРАДОВ М.А., КАРНАЦЕВИЧ Л.В., КОЛОБРОДОВ В.Г., ВОРОБЬЕВА В.П.

Национальный Научный Центр "Харьковский физико-технический институт"

Биогаз является продуктом сбраживания органических отходов любого происхождения. Он содержит не менее 50% метана и является горючей газовой смесью. На Земле существуют разные источники биогаза: пищеварительные системы жвачных животных, многолетние свалки органических отходов, гниющие растительные остатки в торфяных болотах и т.п. Но сейчас большее значение имеют искусственные источники биогаза - специальные биореакторы и метантенки для сбраживания отходов животноводства, коммунальных канализационных стоков, стоков предприятий перерабатывающей промышленности, несущих органические остатки. Номенклатура отходов, подвергающихся метановой ферментации, быстро расширяется. Биогаз удобен для использования, может легко транспортироваться на большие расстояния, сырье для получения биогаза часто образуется прямо на месте его применения. Получение и утилизация биогаза способствуют решению серьезных экологических проблем: ограничению неконтролируемого выброса метана в атмосферу Земли (что приводит к парниковому эффекту), ликвидации гниющих органических отходов - источников токсинов, гельминтов, болезнетворных микроорганизмов.

В настоящее время достигнут огромный прогресс в разработке устройств, систем и технологий ферментации органических отходов и утилизации биогаза. Опубликованы тысячи статей и докладов, зарегистрированы сотни изобретений, созданы многочисленные установки различной производительности, осваиваются городские свалки для добычи из них биогаза. Проблема повышения качества биогаза постепенно выходит на передний план. Об этом свидетельствуют литературные источники и, в частности, материалы Первой в Украине международной конференция "Энергия из биомассы" в Киеве. Остановимся подробнее на путях и методах решения этой проблемы.

Снижение влажности биогаза. Биогаз из биореакторов и метантенков имеет относительную влажность около 100%, и часто содержит в себе большое количество капельной влаги. Биогаз, добываемый из свалок бытовых отходов, имеет меньшую влажность, но часто в толще свалки имеется значительное количество так называемого фильтрата и влажность биогаза повышается. Использование влажного биогаза в топках котлов и камерах сгорания двигателей отрицательно сказывается на работе этих устройств, понижает их КПД и повышает уровень вредных выбросов двигателя, это приводит также к коррозии оборудования. Нами предложены оригинальные конструкции отделителей капельной влаги для биогаза на основе новейших синтетических фильтрующих материалов отечественного производства. После удаления капельной влаги относительная влажность биогаза остается очень высокой, достигая 100%.

Очистка биогаза от вредных примесей. По составу и количеству примесей биогаз различного происхождения не одинаков. Наибольшую концентрацию в биогазе составляет H2S. Мы предлагаем оригинальный проект скрубберного устройства непрерывного действия для очистки биогаза от сероводорода с использованием хинон-гидрохинного водного раствора. Поглощение сероводорода сопровождается восстановлением хинона в гидрохинон. Такой процесс очистки биогаза был предложен и изучен еще в 1991 году в Институте электродинамики НАН Украины (Осинин С.Г., Фильчашкин С.С. и др. В кн.: Проблемы создания и использования возобновляемых источников энергии.). Наше устройство рассчитано на производительность 50 нм3 биогаза в час и содержание сероводорода в исходном биогазе до 2%. Расчетный уровень содержания сероводорода в очищенном биогазе не должен превышать 1 ppm.

Обогащение биогаза метаном; разделение компонент биогаза. Наличие в биогазе большого количества диоксида углерода значительно снижает его качество, как топлива. Существуют различные методы обогащения биогаза метаном. К ним относятся:

Разделение компонент биогаза с помощью полупроницаемых мембран.
Химическая абсорбция диоксида углерода из биогаза.
Разделение компонент биогаза методом короткоцикловой адсорбции (КЦА).
Криоадсорбционное разделение биогаза.
Криодистилляционное разделение биогаза.

Существуют и другие криогенные методы разделения компонент биогаза.
Мы отдаем себе отчет, что это не исчерпывающая информация по всем методам, технологиям и реально разработанным установкам повышения качества биогаза. Мы только хотим обратить внимание на то, что при широком внедрении биогазной техники в Украине, которое, несомненно, будет происходить в ближайшее время, необходимо ориентироваться на новейшие достижения в области наиболее рационального использования этого возобновляемого источника энергии.

Главная страница
Сведения об авторах

Последние изменения внесены 22.04.07