Sản xuất biogas từ phân hữu cơ

Biogas là một hỗn hợp khí cháy được sinh ra từ qua trình lên men yếm khí các chất thải hữu cơ như phân, rác, bùn cống, phế thải công nghiệp chế biến thức ăn... Thành phần chủ yếu của biogas gồm khí methane và khi carbonic - O2: 0 – 2% Quá trình phân hủy chất thải hửu cơ thành biogas có thể tóm tắt như sau: C6H12O6 = 3CO2 + 3CH4 Biogas có nhiệt trị tương đối cao. 1m3 biogas có nhiệt lượng 4.700 – 6.500kcal, tương đương với 0,5 – 0,7 lít dầu diesel. Ở qui...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sản xuất biogas từ phân hữu cơ Sản xuất biogas từ phân hữu cơ1) Biogas:Biogas là một hỗn hợp khí cháy đ ược sinh ra từ qua trình lên men yếm khí cácchất thải hữu cơ như phân, rác, bùn cống, phế thải công nghiệp chế biến thức ăn...Thành phần chủ yếu của biogas gồm khí methane và khi carbonic- CH4: 50 – 75%- CO2: 25 – 50%- N2: 0 – 10%- H2: 0 – 1%- H2S: 0 – 3%- O2: 0 – 2%Quá trình phân hủy chất thải hửu cơ thành biogas có thể tóm tắt như sau:C6H12O6 => 3CO2 + 3CH4Biogas có nhiệt trị tương đối cao. 1m3 biogas có nhiệt lượng 4.700 – 6.500kcal,tương đương với 0,5 – 0,7 lít dầu diesel. Ở qui mô nhỏ, biogas có thể đ ược sửdụng trực tiếp làm nhiên liệu đốt nóng, đun nấu. Ở qui mô lớn hơn, biogas có thểđược sử dụng trực tiếp làm nhiên liệu để chạy động cơ, phát điện, hoặc thậm chínén lại để vận chuyển. Tuy nhiên để sử dụng được với qui mô công nghiệp, biogascần phải được lọc sạch các tạp chất, đặc biệt l à hydro sulfide và siloxane. H2S vàSiO2 có thể ăn mòn kim loại, phá hủy máy móc...2) Sản xuất biogas từ phân hữu cơ:- 200 con heo hoặc 10.000 con gia cầm có thể thải 1 m3 phân mỗi ngày.- Mỗi m3 phân hữu cơ có thể tạo ra 20- 60 m3 khi biogas, tùy theo kỹ thuật sinhkhíNhư vậy 20.000 con heo sẽ có thể thải ra 100m3 phân hay sản sinh ra 4.0 00 (2.000– 6.000) m3 biogas mỗi ngày- Dung tích hầm biogas: Lượng phân thải ra như vậy cần phải dùng hầm sinh khíkhoảng 1.800m3 (6 hầm x 300m3)Để sử dụng khí biogas chạy máy phát điện, chúng ta cần phải khử bỏ H2S bằngtháp rửa, khử bỏ hơi nước bằng tháp tách nước... và cần có bồn chứa trung gian đểổn định áp suất khí3) Sản xuất điện năng từ biogas:Biogas có thể dùng làm nhiên liệu để chạy phát phát điện đẫn động động cơ gashoặc turbine gas.Với hiệu suất phát điện khoảng 25% thì 1m3 biogas có thể phát ra điện lượngkhoảng 1,2 – 1,4 kWh. Như vậy với lượng khí biogas 4.000m3 nói trên thì có thểsản xuất điện được 4.800kWh/ ngày.Để sản xuất điện với năng suất như vậy ta sẽ sử dụng máy phát điện dùng động cơgas. Đây là loại động cơ dốt trong, chạy bằng 100% biogas, không dùng kèm dầudiesel. Biogas được hòa trộn với không khí nhờ bộ chế hòa khí và được đốt cháytrong buồng đốt bằng bu-gi đánh lửa. Công suất lắp đặt sẽ là 2 x 150kW. Máy phátđiện sản xuất ra điện 3 pha 220/ 380V, 50Hz. Để có thể bán l ên lưới điện quốc gia,cần trang bị biến thế tăng áp 0,4/22kV – 300kW, thiết bị kết nối trung thế, đolường điện năng và bảo vệ khác.- Điện năng sản xuất hàng tháng là 4.800 kWh x 30 ngày = 144.000 kWh/ tháng- Doanh thu bán điện hàng tháng là 144.000 kWh x 800 đ = 115.200.000 đ/ tháng4) Làm lạnh và sản xuất nước đá từ nhiệt lượng của khói thải.Động cơ gas để sản xuất điện thường có hiệu suất 25%. Như vậy một phần lớnnhiệt lượng có được từ biogas sẽ hao phí qua khói thải, hệ thống làm mát, bức xạ...Trong đó một phần lớn là từ khói thải.Một cách tương đối, có thể ước lượng nhiệt lượng có thể thu gom được từ khóithải tương đương với 25% tổng nhiệt lượng đốt cháy. Trong trường hợp đang xemxét nói trên sẽ là khoảng 4.000-5.000 kWh nhiệt/ ngày.Nhiệt năng này có thể dùng để chạy máy lạnh hoặc máy nước đá loại hấp thụ(absorption chiller), là lo ại máy lạnh không dùng điện mà dùng trực tiếp nhiệtnăng. Trường hợp này có thể lắp đặt máy lạnh hấp thụ có công suất khoảng 100 –150 kW.