1. Insamling av organiskt material:
– Biogasproduktionen börjar med att man samlar in organiskt material som djurgödsel, matavfall, skörderester och avloppsvatten. Dessa material är rika på biologiskt nedbrytbara komponenter som kan brytas ned av mikroorganismer under anaerob nedbrytning.
2. Anaerob matsmältning:
– Det uppsamlade organiska materialet placeras i en sluten, syrefri miljö som kallas rötkammare. Anaeroba bakterier och mikroorganismer trivs i detta syrefattiga tillstånd och bryter ner det organiska materialet genom en process som kallas anaerob matsmältning.
- Under denna process genomgår det organiska materialet en rad kemiska reaktioner, inklusive hydrolys, acidogenes, acetogenes och metanogenes. Dessa reaktioner omvandlar de komplexa organiska föreningarna till enklare komponenter, vilket så småningom resulterar i produktion av biogas.
3. Biogassammansättning:
- De primära komponenterna i biogas är metan (CH4), koldioxid (CO2), vätesulfid (H2S) och spårmängder av andra gaser. Metan är den primära energibäraren i biogas och står för dess brännbarhet och energiinnehåll.
4. Biogasrening och uppgradering:
- Den råa biogasen som produceras vid anaerob rötning innehåller föroreningar som H2S, vattenånga och partiklar. För att säkerställa ett effektivt utnyttjande av biogas för elproduktion genomgår den olika renings- och uppgraderingsprocesser.
– H2S tas bort eftersom det är frätande och kan skada utrustning. Vattenånga och partiklar avlägsnas också för att förhindra igensättning och säkerställa smidigare drift.
– Att uppgradera biogasen innebär att koncentrationen av metan ökar genom att ta bort CO2 och andra spårgaser. Detta resulterar i biogas av högre kvalitet med ökat energiinnehåll.
5. Elproduktion:
– Den rengjorda och uppgraderade biogasen leds till en biogasgenerator, som i huvudsak är en förbränningsmotor som modifierats för att drivas på biogas istället för konventionella bränslen som diesel eller bensin.
– I generatorn förbränns biogasen och den resulterande värmen och trycket driver en kolv och omvandlar den linjära rörelsen till rotationsrörelse.
– Rotationsrörelsen hos axeln kopplad till kolven används för att driva en generator som omvandlar den mekaniska energin till elektrisk energi.
6. Strömfördelning:
– Den elektriska energin som produceras av biogasgeneratorn kan användas direkt för att driva närliggande anläggningar eller kan matas in i elnätet för distribution till ett större område.
7. Överskottsvärmeutnyttjande:
– Förutom elproduktion kan biogasanläggningar även ta tillvara den överskottsvärme som produceras under förbränningsprocessen. Denna värme kan fångas upp och användas för olika ändamål såsom uppvärmning av rum, varmvattenproduktion eller industriella processer, vilket maximerar den övergripande energieffektiviteten i biogasproduktionssystemet.
Sammantaget innebär biogasproduktion för elproduktion anaerob rötning av organiskt material för att producera biogas, rening och uppgradering av biogasen samt att använda den som bränsle i en biogasgenerator för att generera el. Det är ett förnybart och hållbart sätt att omvandla organiskt avfall till ren energi.
