Обзор процесса сухой ферментации
Сухая ферментация - это процесс производства биогаза. Можно обрабатывать сырье или субстраты с максимальным содержанием воды 70 процентов. Название несколько вводит в заблуждение, но оно должно прояснить разницу с так называемой влажной ферментацией. Потому что речь идет о ферментации материалов с содержанием сухого субстрата менее 15 процентов и содержанием воды не менее 85 процентов. Преимущество сухой ферментации заключается в том, что она также может ферментировать волокнистые и содержащие загрязняющие вещества субстраты, что может привести к проблемам во влажных процессах.
Процесс можно легко разделить на четыре этапа:
- загрузка ферментера подходящими субстратами
- запуск и эксплуатация сухой ферментации
- отвод, сжатие и хранение метана
- прекращение сухой ферментации путем аэрации
Шаг 1: загрузка больших бродильных чанов
Перед началом сухой ферментации емкости для ферментации должны быть заполнены субстратом. В отличие от мокрых процессов, требований меньше. В общем, возможны текучие и штабелируемые органические вещества с содержанием сухого субстрата до 70 процентов. В дополнение к стрижке травы или навозу также подходят кукурузный, зерновой, свекольный или рапсовый силос. Особое преимущество, однако, заключается в переработке органических отходов. Потому что это не сырье, которое конкурирует с пищевой промышленностью. Кроме того, отходы из-за различных загрязнений не могут использоваться во влажных ферментерах.
Шаг 2: начать сухую ферментацию
Чтобы начать производство биогаза, реакционная камера должна быть сначала герметично закрыта. Затем системы опрыскивают субстрат специальными бактериями, которые разлагают его в отсутствие кислорода (анаэробного) и производят высокоэнергетический метан. Среди прочего используется так называемый пекторат, жидкий побочный продукт ферментации. В качестве альтернативы, операторы установки могут также смешивать субстрат с более старыми остатками ферментации для введения бактерий.
Другой предпосылкой для начала сухой ферментации является соответствующая высокая температура, которая может быть достигнута, среди прочего, за счет нагрева поверхности. Ферментационный субстрат должен быть нагрет как минимум до 40 градусов Цельсия.
Шаг 3: вывод и использование биогаза
После начала процесса разложения сырье находится в ферментере в течение двух-четырех недель, в зависимости от их качества и природы. Бактерии производят газ, который состоит из около 60 процентов высокоэнергетического биометана. Это сжато и сохранено в хранении. Затем биогаз можно напрямую снабжать электроэнергией на ТЭЦ или подавать в общественную газовую сеть после соответствующей модернизации биогаза.
Шаг 4: закончить сухую ферментацию
Когда процесс ферментации сухой ферментации завершен, подача воздуха прекращает работу анаэробных бактерий. Затем воздух проходит через биофильтр, а затем наружу. Кроме того, фильтр также гарантирует, что неприятные запахи в окружающей среде могут быть безопасно исключены. Затем дигестат удаляется из ферментера, используется в сельском хозяйстве или перерабатывается в обогащенный питательными веществами компост.
Теперь его можно подавать в сеть природного газа. Биогаз должен быть сначала очищен от воды, сероводорода и углекислого газа. Кроме того, теплотворная способность должна быть скорректирована с учетом природного газа в газовой сети. Эксперты говорят о так называемой обусловленности. Вы можете узнать больше об этом в статье о теплотворной способности газа.
Различные виды сухого брожения
Чтобы биогазовые установки работали экономически, они должны непрерывно производить биологический газ. Что касается сухой ферментации, то в основном существуют два типа растений:
- плунжерные ферментеры
- гараж ферментеров
Пробковые ферментеры работают автоматически и непрерывно
Ферментер с поршневым потоком непрерывно проталкивает субстрат через систему с помощью больших насосов. Материалы постоянно находятся в движении и просто выпадают после завершения процесса ферментации. Размер и скорость движения обеспечивают минимальное время брожения. В то время как системы работают почти полностью автоматически и непрерывно выделяют газ, механические части требуют большего обслуживания.
Сухое брожение в гаражных ферментерах проходит партиями
Гаражные ферментеры, однако, работают партиями. Они состоят из отдельных контейнеров, которые многократно заполняются и опорожняются. Хотя это связано с большим ручным усилием, восприимчивость к сбоям также снижает затраты на техническое обслуживание технологии. Если сухая ферментация осуществляется с непрерывным выходом газа, обычно необходимы четыре ферментационных резервуара.
Преимущества сухих процессов для производства биогаза
Самое большое преимущество сухой ферментации - низкие требования к субстрату. Например, он может содержать примеси, которые остаются в виде остатков после процесса. Также используются бытовые биологические отходы, которые часто содержат остатки, такие как упаковочные материалы. Кроме того, органические отходы не являются пищей, что означает, что споры о резервуарах или тарелках, которые часто возникают в этом контексте, решены.