6. Підготовка біогазу до використання
При підготовці біогазу до використання враховуються в основному три обставини:
- видалення H2S (знесірчення потрібно перш за все для запобігання корозії, спричиненої особливо залишковими продуктами згоряння, і видалення отруйної частини (газової суміші);
- видалення С02 (підвищує теплоту згоряння газу і необхідно для його скраплення);
- компримування і скраплення (при використанні в якості палива для тракторів).
Витрати на підготовку газу залежать від його складу, вимог споживача до чистоти газу і від завантаження обладнання.
Майже всі застосовувані в хімічній промисловості методи знесірчення тісно пов'язані в єдину систему і тому не можуть бути без зміни перенесені в практику біогазових установок. На нашу думку, слід виключити з розгляду наступні методи:
- абсорбція, в яких H2S регенерується як сірководень (вуглецевий метод, або абсорбція з допомогою ТЕА);
- методи, що застосовуються при роботі з отруйними речовинами (застосування окису миш'яку);
- методи, при яких виникає небезпека вибуху через утворення сірковуглецю (адсорбція активованим вугіллям);
- метод Клауса (дуже дорогий, відновлення вільної сірки).
Таким чином, залишається лише старий каталітичний сухий метод з використанням в якості каталізатора Fe (OH) 3. Цей метод можна представити у вигляді формули:
2Fe (OH) 3 + 3H2S = Fe3'S3 + 6H20 +61,92 Дж.
Регенерація маси в присутності повітря виражається залежністю:
Fe2S3 + l, 5O2 + 3H2O = 2Fe (OH) 3 + 3S + 60,28 Дж.
Відомо, що маса каталізатора поступово збагачується сіркою (максимальний ступінь збагачення 25%) і що при регенерації вивільняється значна кількість теплоти; це навіть може стати причиною пожежі сильно збагаченої сірої маси (свіжа маса має коричневе забарвлення, збагачена - чорну). Вартість 1 т каталізатора -600 марок ФРН. Витрата маси складається з кількості її, пішов на зв'язування сірки (м3 газу / 24 ЧХГ сірки / м3) х4 = г каталізатора / 24 год, і втрат на стирання за один цикл. Звичайний витрата "каталізатора при вмісті сірки 0,1. 2,0 г в 1 м3 біогазу становить близько 120. 130 г на 100 м3 добової газопродукціі. Промисловість пропонує установки для різної добової виробляй-
ності і різного ступеня механізації, з окремих
ними регенеративними колонами або з вбудованими
регенеративними камерами і простий комутацією. не-
великий високомеханізований обессеріватель ба-
тарейного типу для светильного газу при добовому ви-
Під час 600 м3 коштує близько 30 тис. марок ФРН. Звичайно,
для установок з невеликим виходом газу можна
будувати господарським способом примітивні обессе-
рівателі, розраховані на великі витрати ручної
праці (потік газу повинен бути завжди спрямований знизу
вгору), але при цьому необхідний ретельний щоденний
Абсорбційна очистка від ССЬ
Хоча С02 є інертний компонент біога-
за, що знижує внаслідок цього теплоту згоряння, од-
нако він ні в якій мірі не перешкоджає використанню
біогазу. Тільки у великих установках може понадо-
битися абсорбційна очистка біогазу від С02, але це 1 можливо лише при значних витратах і буде раціональним і економічним при дуже високому добовому
виході газу і утилізації видаляється С02.
У 50-х роках в декількох біогазових установках проводили у вигляді експерименту стиснення біогазу під високим тиском, заповнювали їм балони і використовували в якості моторного палива для тракторів. В даний час це видається недоцільним з двох причин: через велику додаткової маси балонів для стисненого газу і високу вартість компримування. Випускаються промисловістю 50-літрові балони для стисненого газу на номінальний тиск 20 МПа мають масу 65 кг і можуть вмістити не більше 10 м3 газу, що відповідає 6,2 л дизельного палива. Для роботи трактора потужністю 50 кВт протягом половини зміни потрібно в середньому 32 л дизельного палива або п'ять балонів зі стисненим газом. Якщо врахувати додаткові кріплення, то це складе додаткову масу не менше 400 кг, яка буде постійно перебувати на тракторі під час його роботи. При вартості цих п'яти балонів 3000 марок ФРН, річних амортизаційних відрахуваннях, рівних 18% від цієї суми, і річний напрацювання трактора 500 ч додаткові витрати на 1 м3 біогазу становлять 0,09 марки ФРН. Застосування газових балонів на меншу номінальний тиск, наприклад балонів для пропану, недоцільно, оскільки в цьому варіанті не можна буде забезпечити запас газу, необхідний для безперебійної роботи трактора. Зрозуміло, балони для газу високого тиску підлягають суворому контролю і випробування, що знову-таки обумовлює додаткові витрати. Крім того, доводиться враховувати інструкції, що стосуються стисненого газу, так як вони поширюються і на пересувні ємності, що знаходяться під тиском.
За даними промисловості, стиснення біогазу під високим тиском економічно тільки при дуже високій подачі і високою річний завантаженні компресорної установки. Сама малопродуктивна установка, яка вже вважається неекономічною в промисловості, варто:
компресор високого тиску (50 м3 / год при 20 МПа) - близько 50 тис. марок ФРН
резервуар для зберігання газу (30 м3, 4 МПа-1,5. 1,75 марки ФРН на 1 л)
(В даному випадку може не враховуватися, оскільки виключає необхідність в газгольдері) газонаповнювальна установка для двох комплектів по 5 балонів - близько 30 тис. Марок ФРН
При цьому не враховувалися витрати на резервний компресор в разі аварії, як це роблять зазвичай в промисловості, щоб уникнути шкоди при відмові основного агрегату.
Іншою альтернативою можна було б вважати скраплення біогазу при досягненні ним критичного стану (4,7 МПа, - 82,5 ° С) або при нормальному тиску _і температурі -161 ° С. Відповідна комплектна установка для скраплення природного газу (невелика установка) з продуктивністю 200 м3 / год, за даними промисловості, варто 2,6 млн. Марок ФРН. При повній її завантаженні 1 м3 газу обходиться дорожче на 0,35 марки ФРН.
До недоліків «власної» (т. Е. Що належить підприємству) компресорної установки відносяться також такі:
- додаткова потреба в площі;
- чужорідність по відношенню до сільськогосподарського виробництва;
- високі витрати на передбачені законом випробування на безпеку - 500 марок ФРН в добу;
- необхідність в кваліфікованому обслуговуючому персоналі;
- великі витрати на ремонт і запчастини;
- необхідність аварійного резервування щоб уникнути значного можливого збитку в разі виходу установки з ладу;
- додаткові види страхування.