25.01.2011 / Tadeusz Zakrzewski
Produkcja biogazu
Istotą produkcji biogazu jest beztlenowa fermentacja metanowa materii organicznej, prowadząca do wytworzenia mieszaniny gazów, tzw. biogazu, składającego się w dwóch trzecich z metanu i jednej trzeciej dwutlenku węgla. Oprócz tego w skład biogazu wchodzą niewielkie ilości wodoru, siarkowodoru, amoniaku i śladowe ilości innych gazów.
Etapy wytwarzania biogazu
- Przygotowanie surowca
- Hydroliza pod wpływem enzymów wytwarzanych przez bakterie
- Faza zakwaszania, polegająca na fermentacji prostych cząsteczek organicznych (cukrów, białek, tłuszczy) do kwasów tłuszczowych (octowy, propionowy, masłowy), oraz wodór i CO2
- Acetogeneza - fermentacja octowa, polegająca na przemianie kwasów do kwasu octowego. W środowisku pozostaje kw. octowy, wodór i dwutlenek węgla.
- Metanogeneza - fermentacja metanowa, polegająca na zamianie kwasu octowego i wodoru do metanu. Usuwanie wodoru jest korzystne dla etapu acetogenezy, gdyż wodór jest toksyczny dla bakterii octowych. Proces metanogenezy jest wolny.
- Gromadzenie wodoru w zbiornikach.
W niektórych instalacjach etap hydrolizy i zakwaszania są prowadzone w oddzielnych zbiornikach.
Klasyfikacja metod produkcji biogazu |
|
Kryterium |
Cechy różnicujące |
Liczba etapów procesu |
|
Temperatura fermentacji |
|
Tryb napełniania zbiornika |
|
Zawartość suchej substancji |
|
Skład biogazu
- Metan 50-75% v/v
- Dwutlenek węgla 25-45% v/v
- Woda 2-7% v/v
- Siarkowodów 20-20000 ppm
- Azot <2% v/v
- Tlen <2% v/v
- Wodór <1% v/v
Wykorzystanie biogazu
- Bezpośrednie spalanie w bojlerach – woda grzewcza
- Kogeneracja – silnik spalinowy połączony z generatorem prądu
- Sprężony metan – napęd transportowych silników spalinowych
- Wykorzystanie metanu do produkcji metanolu i dalej do zasilania ogniw paliwowych