Из-за воздействия глобального потепления резко возрастает спрос на экологически чистые возобновляемые источники энергии. Производство биогаза это способ получения возобновляемого источника энергии.
Биогаз представляет собой смесь метана и углекислого газа.
Среди возобновляемых источников энергии биоэнергетика рассматривается как один из наиболее важных и, по прогнозам, станет четвертым по величине энергетическим ресурсом в мире для замены ископаемого топлива. С ростом спроса на возобновляемые источники энергии и защиты окружающей среды анаэробное сбраживание и производство биогаза привлекает все больше внимания.
Материалы при производстве биогаза
Основными субстратами при производстве биогаза являются продукты сельского хозяйства и животноводства, твердые бытовые отходы, а также сточные и промышленные воды.
В любой стране ежегодно производится много тонн муниципальных отходов, навоза животных и сельскохозяйственной соломы. В настоящее время все эти материалы считаются отходами и сбрасываются, что вызывает серьезное загрязнение окружающей среды. Это делает особенно важным изучение производства биогаза из этих материалов с помощью теплообменников.
Биогазовый реактор является ядром биогазовой техники, в которой размножение микроорганизмов, разложение органического вещества и производство биогаза осуществляются в отсутствие кислорода.
Анаэробное сбраживание — это естественное явление, при котором бактерии существуют в бескислородной среде.
Анаэробное сбраживание
Анаэробное сбраживание широко используется для производства биогаза (возобновляемой энергии) с использованием низкосортной биомассы для реализации сочетания устойчивого производства энергии и сокращения выбросов. Производство биогаза с помощью анаэробного сбраживания пережило три технологические революции: технологию бытового биогаза, технологию комбинированного производства тепловой и электрической энергии (ТЭЦ) на биогазе, и технологию биометана.
В настоящее время строятся и работают биогазовые установки на основе анаэробного сбраживания. Это делает утилизацию отработанного тепла в биогазовых процессах важной областью применения. В биогазовых процессах используется тепло от биогазовой ТЭЦ для нагрева воды путем обеспечения эффективной передачи тепла через теплообменники. Для повышения эффективности производства биогаза, очень важно выбрать правильный процесс рекуперации тепла и соответствующий теплообменник с учетом местных природных условий. Теплообменник играет важную роль в рекуперации тепла.
Теплообменники были разработаны и широко используются в процессе производства биогаза, а также были разработаны процессы рекуперации тепла для повышения эффективности использования биогаза.
Эффективные теплообменники необходимы для использования источников тепла, производимых на биогазовых установках, и максимального увеличения чистого производства биогаза для других полезных целей.
Во время процесса анаэробного сбраживания широко применяются теплообменники. Рационально спроектированная система теплообменников может обеспечить теплом непрерывный процесс, используя меньше энергии, чем альтернативные решения. Это сбережённое тепло можно затем использовать для различных целей в быту.
Биогазовая инженерия — это экологичный проект, который может преобразовывать различные разлагаемые органические побочные продукты в биоэнергию. Среди сырья из биомассы органические отходы из пищевой промышленности как муниципальные органические отходы, навоз, остатки сельскохозяйственной уборки, древесное топливо и черный щелок. В процессе анаэробного сбраживания различные группы микроорганизмов проводят ряд метаболических реакций, таких как гидролиз, подкисление, ацетогенез и метаногенез, и получают как биогаз, так и дигестат (твердые остатки материалов для удобрений).
Для утилизации отработанного тепла на биогазовых установках разрабатываются специальные теплообменники для биогазовой суспензии. Однако по-прежнему необходимо дальнейшее совершенствование теплообменников с защитой от засорения, против обрастания, с высокой эффективностью и низкими инвестициями.
Таким образом, в связи с растущим спросом на охрану окружающей среды и возобновляемые источники энергии, биоэнергетические технологии привлекают значительное внимание. Анаэробное сбраживание как процесс преобразования низкосортной биомассы в биоэнергию, в котором следует тщательно подходить как к рекуперации тепла, так и к рециркуляции, чтобы повысить эффективность процесса.
