4 바이오가스 생산 공정 단계

바이오가스가 유기성 폐기물로부터 생산되기 위해서는 다음이 필요합니다. 따라야 할 바이오가스 생산 공정 단계.

일반적으로 바이오 메탄이라고 하거나 미국에서 습지 가스, 하수 가스, 퇴비 가스 및 늪 가스라고도 하는 바이오 가스는 화석 연료 에너지에서 멀어지면서 남성이 지속 가능한 에너지를 위해 전환해야 하는 재생 에너지 중 하나입니다.

다른 형태의 재생 가능 에너지는 다음과 같습니다. 태양광 발전, 풍력 에너지, 수력 발전, 원자력 에너지 등

역사에 따르면 아시리아인과 페르시아인은 10세기에 목욕물을 데우기 위해 바이오가스를 사용했습니다.^th 기원전 16 세기^th 기원전 세기. 하지만 17년에^th Jan Baptista Van Helmont가 가연성 가스가 부패하는 물질로부터 진화할 수 있다는 것을 처음 발견한 세기.

또한 1776년에 Alessandro Volta 백작은 부패하는 유기물의 양과 생성되는 가연성 가스의 양 사이에 직접적인 상관 관계가 있다고 추론했습니다. 1808년 Humphry Davy 경은 가축 분뇨에서 생성된 가스에 메탄이 존재한다는 것을 발견했습니다.

바이오가스의 발전은 1859년 인도 봄베이의 한 나병 환자 집단에 최초의 소화 공장을 건설하면서 계속되었으며, 바이오가스는 "세심하게 설계된" 하수 처리 시설에서 회수되어 1895년 영국 엑서터의 가로등 연료로 사용되었습니다. 설계는 정화조를 기반으로 했습니다.

바이오가스는 지구 에너지 생산을 위해 화석 연료 에너지에 대한 의존도를 줄이고 오존층 파괴를 일으키는 오존층에 매우 위험한 가스인 메탄을 대기로 방출하는 것을 줄이는 것과 같이 인간이 전 세계적으로 직면한 몇 가지 문제를 완화하는 데 도움이 됩니다.

바이오 가스 제품은 "천연" 비료로 사용할 수 있습니다. 바이오 가스 생산에서 유기 물질은 액체 환경에서 분해되어 유기 물질의 영양소가 물에 용해되어 식물의 비료로 사용할 수 있는 영양이 풍부한 슬러지를 생성합니다.

차례

바이오가스란?

바이오가스는 일반적으로 산소가 없는 상태에서 유기물이 분해되어 생성되는 다양한 가스의 혼합물을 말합니다. 바이오가스는 종종 농업 폐기물, 분뇨, 생활 폐기물, 공장 자재, 하수, 녹색 폐기물 또는 음식물 쓰레기와 같은 원료에서 생산됩니다.

바이오가스는 깨끗하고 지속 가능하고 경제적으로 친화적인 에너지원입니다.

바이오가스는 재생 가능한 에너지원이며 많은 경우에 탄소 발자국이 매우 적습니다. 바이오 가스는 제한된 시스템 내부의 장신구를 소화하는 혐기성 유기체를 사용한 혐기성 소화 또는 생분해성 장신구의 발효에 의해 생성될 수 있습니다.

바이오가스는 메탄, 이산화탄소, 황화수소 및 수분으로 구성되며 실제로 혐기성 박테리아를 사용하여 혐기성 소화조를 통해 유기물을 실행하는 유기물을 취하고 본질적으로 발효 과정을 사용하는 것은 우리의 위장과 매우 유사합니다. 박테리아를 사용하여 음식을 섭취합니다.

박테리아는 메탄 가스를 트림하는 din 에센스 음식을 먹고, 메탄 가스는 주로 바이오 가스입니다. 바이오가스는 음식물쓰레기, 분뇨, 하수, 식물의 생활폐기물을 활용하여 생분해성 물질로 생성되며, 매립지에서도 자연적으로 생성되며, 이를 매립포집이라고 하여 가스를 수집합니다.

바이오가스는 주로 메탄(CH4)과 이산화탄소(CO2)이며 일정량의 황화수소(H2S) 수분 및 선택을 포함할 수 있습니다. 가스 메탄, 수소 및 일산화탄소(CO)는 연소되거나 산소와 함께 산화됩니다.

방출된 이 에너지는 바이오 가스를 연료로 사용할 수 있도록 하며 요리와 같은 난방 목적으로 자주 사용되며 내연 기관에서 가스 내의 에너지를 전기와 열로 변환하는 데에도 사용할 수 있습니다.

바이오가스는 메탄이 매우 풍부하고 미생물 수준의 폐기물(농업, 하수 및 매립지)의 소화에서 생성되며 전력 생산에 사용될 수 있는 가스입니다. 바이오가스는 주로 CO2와 H2S로 구성되지만 바이오가스를 생산할 수 있는 다른 성분을 여전히 포함할 수 있습니다.

CO2 농도가 높으면 바이오 가스의 발열량이 감소하므로 일반적으로 바이오 가스가 발전에 사용되기 전에 CO2 분리가 수행됩니다.

중요한 것은, 이 높은 CO2 함량과 소규모 바이오가스 생산으로 인해 이 CO2 분리가 멤브레인에 매우 매력적이라는 점입니다. 이와 같이 이 분야는 최근 연구의 초점이 되어 왔다.

바이오가스는 종종 천연 가스가 압축 천연 가스(CNG)로 압축되는 것과 동일한 방식으로 압축되며 영국 내에서 자동차에 동력을 공급하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 바이오가스는 궁극적으로 자동차 연료의 약 17%를 대체할 것으로 추정되며, 이는 행성의 일부 지역에서 재생 에너지 보조금 또는 보조금을 받을 자격이 있습니다.

바이오가스는 '바이오메탄'이 되면 청소하고 천연가스 기준으로 업그레이드할 수 있습니다. 바이오가스는 생산과 사용 주기가 끊이지 않기 때문에 재생 가능한 자원으로 간주됩니다.

순이산화탄소를 생성하지 않는 유기 물질은 성장하여 전환되어 사용되지만 중요한 이산화탄소가 대기로부터 흡수되기 때문에 탄소 관점에서 지속적으로 반복되는 주기로 다시 자랍니다. 결국 에너지로 전환됩니다.

바이오가스는 공기보다 가볍지만 빠져나가는 바이오가스는 공기를 대체하고 샤프트, 방 또는 공동에 수집됩니다.

바이오가스 시설은 모두 매우 유사하지만 또한 매우 독특합니다. 공급에 관한 한 모두 다른 투입물을 가지고 있으며, 모두 약간 다른 공정을 가지고 있으며 모두 다른 산출물을 가지고 있습니다. 일부는 전기를 생산하기를 원하고, 일부는 열과 증기를 생성하기를 원하고, 일부는 재사용을 위해 또는 천연 가스를 상쇄하기 위해 가스를 생성하기를 원합니다.

다음은 바이오가스의 혜택을 받을 수 있는 일부 산업입니다.

식품 가공 시설
펄프 및 제지 공장
폐수처리장 시설
생활폐기물
매립
공급원료가 있는 독립 시설

바이오가스로 무엇을 할 수 있습니까?

바이오가스는 여러 면에서 우리에게 정말 유용할 수 있습니다. 따라서 “바이오가스로 무엇을 할 수 있습니까?”라고 묻는다면 그렇다면 바이오가스는 흡수 가열 및 냉각, 요리, 공간 및 물 가열, 건조, 가스터빈을 포함한 직접 연소와 같은 천연 가스용으로 설계된 모든 응용 분야에서 쉽게 사용할 수 있다고 대답합니다.

기계 작업 및/또는 전기 생산을 위해 내연 기관 및 연료 전지에 연료를 공급하는 데에도 사용될 수 있습니다.

나는 국내에서 전기와 열 생산을 위해 바이오 가스를 사용할 수 있습니다. 전기는 엔진, 마이크로터빈 및 연료 전지에 사용될 수 있습니다.

바이오가스 생산과 함께 효율적인 연소가 메탄을 이산화탄소로 대체하므로 메탄과 같은 온실 가스 생산을 줄이는 데 도움을 줄 수 있습니다.

메탄은 이산화탄소보다 대기 중 열을 가두는 데 21배 더 효율적이며, 메탄을 방출하고 다른 목적으로 사용되는 바이오가스 연소는 온실 가스 배출을 줄입니다.

바이오가스 생산의 도움으로 나는 동물 및 식물 폐기물이 바이오가스를 생산하는 데 사용될 수 있기 때문에 농장의 분뇨 보관과 관련된 악취, 곤충 및 병원체를 줄이는 데 도움을 줄 수 있습니다.

그들은 혐기성 소화조에서 액체로 또는 물과 혼합된 슬러리로 처리됩니다.

혐기성 소화기는 일반적으로 공급원료 소스 홀더, 소화 탱크, 바이오가스 회수 장치 및 박테리아 소화에 필요한 온도를 유지하기 위한 열교환기로 구성됩니다.

바이오가스인 메탄은 촉매적 화학적 산화를 통해 메탄올 생산에 활용될 수 있습니다.

바이오가스는 경량 및 대형 차량의 대체 운송 연료로 사용하기 위해 압축된 경우 이미 압축 천연 가스 차량에 사용되는 것과 동일한 기존 기술을 사용할 수 있습니다.

많은 국가에서 바이오가스는 버스 및 기타 지역 교통 수단을 운영하기 위해 디젤 및 가솔린에 대한 환경적으로 매력적인 대안으로 간주됩니다.

메탄 분말 엔진에서 발생하는 소음 수준은 일반적으로 디젤 엔진에서 발생하는 소음보다 낮고 배기 가스 배출은 디젤 엔진에서보다 낮은 것으로 간주되며 질소 산화물 배출이 정말 낮습니다.

바이오가스는 어떻게 조직에 도움이 됩니까?

바이오가스 시설은 해결하고자 하는 폐기물 문제가 있는 조직을 도울 수 있습니다.
에너지 독립을 원하거나 외부 에너지원에 대한 의존도를 줄이려는 조직을 도울 수 있습니다.
또한 지속 가능성을 조직 문화에 통합하려는 조직을 도울 수 있습니다.

바이오가스 생산 공정 단계

바이오 가스 생산 공정 단계는 바이오 가스 생산과 관련된 공정 단계로 구성됩니다.

바이오가스는 몇 가지 공정을 거쳐 다양한 형태의 유기성 폐기물을 생산한다. 바이오매스를 먹고 사는 미생물은 이러한 미생물에 의해 수행되는 소화가 메탄을 생성하기 때문에 바이오가스 생산에서 가장 큰 역할을 합니다.

이 메탄은 바이오가스로 사용됩니다. 또한 천연 가스 품질로 업그레이드하여 장거리 운송이 가능합니다.

이는 바이오 가스의 생산뿐만 아니라 농업 목적으로 사용할 수 있는 유기 영양소의 생산으로 이어집니다.

바이오가스 생산 공정 단계는 다음과 같습니다.

가용화 또는 가수분해
산 생성
초산 생성
메탄 생성

1. 가용화 또는 가수분해

가용화 또는 가수분해는 바이오가스 생산 공정 단계 중 하나이며 여기에서 불용성 형태의 지방, 셀룰로오스 및 단백질이 용해성 화합물로 분해됩니다.

지방은 지방 분해 유기체에 의해 분해되고, 셀룰로오스는 셀룰로오스 분해 유기체에 의해 분해되며, 단백질은 단백질 분해 유기체에 의해 분해됩니다. 이들 모두는 용해성 화합물로 분해됩니다. 이러한 분해 유기체를 미생물이라고 할 수 있습니다.

2. 산 생성

산 생성은 바이오 가스 생산 공정 단계 중 하나이며 여기에서 산성 박테리아는 가용성 화합물을 아세테이트 및 휘발성 지방산과 같은 유기산으로 전환합니다. 이 과정에서 휘발성 지방산이 형성되면 초산생성이 다음으로 진행되고 이 과정에서 아세테이트, 수소 분자 및 이산화탄소가 생성되면 다음 과정은 메탄생성이 됩니다.

3. 아세트산 생성

메탄 생성은 산 생성 후에도 발생할 수 있지만 초산 생성은 산 생성 후에도 발생할 수 있습니다. 초산 생성은 휘발성 지방산이 아세트산 생성, 수소 분자 및 이산화탄소로 전환되는 산 생성에 의해 형성되는 바이오 가스 생산 공정 단계 중 하나입니다.

4. 메탄생성

메탄 생성은 바이오 가스 생산 공정 단계 중 하나이며 여기에서 유기산은 메탄 생성 박테리아에 의해 메탄, 이산화탄소 및 물로 전환됩니다.

무화과. 바이오가스 생산 공정 단계

위 과정의 조합은 F발아.

바이오폐기물 또는 바이오매스는 더 작은 조각으로 부숴지고 동일한 양의 물과 혼합되어 혐기성 소화 공정을 위해 준비되는 슬러리를 생성합니다.

바이오가스 생산 공정 단계에서 다른 절차를 수행하기 전에 소독을 수행해야 합니다. 이것은 70℃의 온도에서 XNUMX시간 동안 슬러리를 가열함으로써 수행된다.^oC.

이를 통해 바이오 가스(소화)가 아닌 부산물을 농장에서 비료로 사용할 수 있습니다. 슬러리의 온도는 약 37이어야 합니다.^oC는 미생물이나 미생물이 아주 잘 작동할 수 있도록 합니다.

바이오 가스는 탱크에서 약 XNUMX주 동안 발생하는 혐기성 소화를 통해 생성됩니다. 그런 다음 일부 불순물과 이산화탄소를 제거하여 가스를 정제할 수 있으며, 그 후 바이오가스를 사용할 준비가 됩니다.

바이오가스 시스템의 주요 구성요소는 다음과 같습니다.

공급원료의 전달 시스템
혐기성 소화조
보조 난방 시스템
가스 포집 및 정화 시스템
최종 사용까지의 바이오가스 전달 시스템

바이오가스 생산 공정 단계를 요약한 동영상을 확인할 수 있습니다.

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T바이오가스의 종류

바이오가스의 유형은 생산에 사용되는 바이오가스 플랜트의 유형에 따라 분류됩니다. 바이오 가스 플랜트의 유형은 다음과 같습니다.

T그는 고정 돔 바이오 가스
T그는 플로팅 가스 홀더 바이오 가스.

T그는 고정 돔 바이오 가스

이러한 유형의 바이오 가스는 고정 돔 바이오 가스 플랜트에서 생산됩니다. 고정 돔 바이오 가스 플랜트는 다음 섹션을 갖는 벽돌 및 시멘트 구조입니다.

M싱 탱크: 지상층 위에 위치
In렛 챔버: 혼합 탱크는 지하에서 경사진 입구로 열립니다.
D이제스터: 입구 챔버는 돔 모양의 천장이 있는 거대한 탱크인 소화조로 아래에서 열립니다. 소화조의 천장에는 바이오가스 공급용 밸브가 있는 배출구가 있습니다.
O출구 챔버: 소화조는 아래에서 출구 챔버로 열립니다.
O버플로우 탱크: 배출구 캠버는 상단에서 작은 오버플로 탱크로 열립니다.

바이오 가스는 다음 절차를 통해 생산됩니다.

다양한 형태의 바이오매스가 혼합 탱크에서 동일한 양의 물과 혼합됩니다. 이것은 슬러리를 형성합니다.
슬러리는 입구 챔버를 통해 소화조로 공급됩니다.
소화조에 슬러리가 부분적으로 채워지면 슬러리 도입이 중단되고 플랜트는 약 XNUMX개월 동안 사용되지 않습니다.
그 XNUMX개월 동안 슬러리에 존재하는 혐기성 박테리아는 물이 있는 상태에서 바이오매스를 발효시킵니다.
혐기성 발효의 결과로 바이오 가스가 형성되어 소화조의 돔에 모이기 시작합니다.
소화조에서 더 많은 바이오가스가 형성됨에 따라, 바이오가스에 의해 가해지는 압력은 소비된 슬러리를 배출 챔버로 밀어 넣습니다.
출구 챔버에서 사용된 슬러리는 오버플로 탱크로 넘칩니다.
사용된 슬러리는 오버플로 탱크에서 수동으로 제거되어 식물의 거름으로 사용됩니다.
파이프라인 시스템에 연결된 가스 밸브는 바이오 가스 공급이 필요할 때 열립니다.
바이오가스를 지속적으로 공급하기 위해 작동 중인 플랜트에 준비된 슬러리를 지속적으로 공급할 수 있습니다.

T그는 플로팅 가스 홀더 바이오 가스.

이러한 유형의 바이오가스는 부유식 가스 홀더 바이오가스 플랜트에서 생산됩니다. 부유식 가스 홀더 바이오가스 플랜트는 다음 섹션을 갖는 벽돌 및 시멘트 구조입니다.

M싱 탱크: 지상층 위에 위치
Digester 탱크: 이것은 깊은 지하 우물 같은 구조입니다. 그것은 사이에 칸막이 벽에 의해 두 개의 챔버로 나뉩니다.
두 개의 긴 시멘트 파이프가 있습니다.

슬러리 도입을 위해 입구 챔버로 입구 파이프가 열립니다.
사용된 슬러리를 제거하기 위해 오버플로 탱크로 열리는 출구 파이프.

가스홀더: 소화조 위에 놓인 거꾸로 된 강철 드럼. 드럼은 소화조 위로 떠 있습니다. 가스 홀더 상단에는 가스 스토브에 연결할 수 있는 콘센트가 있습니다.
O버플로우 탱크: 지상 수준 위에 존재합니다.

바이오 가스는 다음 절차를 통해 생산됩니다.

혼합 탱크에서 슬러리(동량의 바이오매스와 물의 혼합물)를 준비합니다.
준비된 슬러리는 입구 파이프를 통해 소화조의 입구 챔버로 공급됩니다.
약 XNUMX개월 동안 공장을 사용하지 않고 방치하고 더 많은 슬러리의 도입을 중단합니다.
이 기간 동안 바이오매스의 혐기성 발효는 물의 존재 하에 일어나고 소화조에서 바이오가스를 생성합니다.
가벼워지는 바이오가스는 위로 올라가 가스 홀더에 모이기 시작합니다. 이제 가스 홀더가 위로 움직이기 시작합니다.
가스 홀더는 일정 수준 이상으로 올라갈 수 없습니다. 더 많은 바이오가스가 가스 홀더에 수집됨에 따라 슬러리에 압력이 가해지기 시작합니다.
사용된 슬러리는 이제 입구 챔버의 상단에서 출구 챔버로 강제됩니다.
배출 챔버가 사용된 슬러리로 채워지면 초과분은 배출 파이프를 통해 오버플로 탱크로 강제로 배출됩니다. 이것은 나중에 식물의 거름으로 사용됩니다.
가스 배출구의 가스 밸브는 바이오 가스 공급을 위해 열립니다.
일단 바이오가스 생산이 시작되면 사용된 슬러리를 정기적으로 제거하고 새로운 슬러리를 도입함으로써 지속적인 가스 공급을 보장할 수 있습니다.

자주 묻는 질문

바이오 가스는 어디에서 구입할 수 있습니까?

가까운 바이오 가스 및 재생 에너지 유통 업체에서 바이오 가스를 구입할 수 있습니다. 가까운 바이오가스 유통업체를 위한 인터넷 소스의 도움을 받아도 가능합니다. "내 근처의 바이오가스 유통업체"를 검색하면 귀하의 위치가 켜져 있으면 귀하의 위치와 가까운 바이오가스 유통업체가 표시됩니다.

바이오가스가 폭발합니까?

예, 바이오 가스가 폭발하고 이것이 발생하는 이유는 바이오 가스가 폭발을 일으킬 수 있는 일부 가스로 구성되어 있기 때문입니다.

바이오가스는 메탄의 약 60%로 구성되어 있으며 메탄은 공기와 섞이면 폭발성이 있어 10~30%의 공기와 섞이면 폭발을 일으킬 수 있다. 또한 바이오가스에 포함된 황화수소와 암모니아도 폭발할 수 있습니다.

그렇기 때문에 바이오가스 소화조 근처에서 화염이나 연기가 나지 않도록 예방 조치가 필요합니다.