Метановое брожение

1.

2.

Отдельные случаи использования примитивных биогазовых
технологий были зафиксированы в Китае, Индии, Ассирии и
Персии, начиная с XVII века до нашей эры. Однако
систематические научные исследования биогаза начались
только в XVIII веке нашей эры, спустя почти 3,5 тысячи лет.
В 1764 году Бенджамин Франклин в своем письме Джозефу
Пристли описал эксперимент, в ходе которого он смог поджечь
поверхность мелкого заболоченного озера в Нью-Джерси, США.

3.

Метановое «брожение», или
биометаногенез - давно известный
процесс превращения биомассы в
энергию.
Этот процесс был открыт в 1776 г.
Вольтой, который установил наличие
метана в болотном газе. После ряда
проб, он обнаружил что биогаз,
получающийся в ходе этого процесса,
представляет собой смесь из 65%
метана, 30% углекислого газа, 1%
сероводорода (Н2S) и незначительных
количеств азота, кислорода, водорода
и закиси углерода. Так же он заметил,
что биогаз при горение причиняет
гораздо меньше неудобств людям по
сравнению со сгоранием дров, навоза
жвачных животных или кухонных
отбросов.

4.

5.

Метановое брожение (подругому
иногда неверно называется
анаэробным брожением) —
процесс биодеструкции
органических веществ с
выделением свободного метана.
Органические соединения + Н2О
СН→
4+СО2+С5Н7NО2+NH4+HCO3

6.

Биометаногенез осуществляется в три
этапа:
1) Растворение и гидролиз
органических соединений
2) Ацидогенез
3) Метаногенез.

7.

Происходит метановое
«брожение» в
метантенках.
Метантенк представляет
собой железобетонный
резервуар
цилиндрической формы с
коническим днищем,
который служит для
сбраживания осадка.
1-подача осадка; 2- паровой инжектор; 3- выпуск
сброженного осадка; 4- опорожнение метантенка; 5теплоизоляция; 6- система сброса и отвода газа; 7циркуляционная труба; 7- уровень осадка.

8.

Для метанового «бражения», так же
подходят отходы пищевой
промышленности и
сельскохозяйственного производства,
так как они содержат высокое
содержание углерода. Суспензию
сбраживаемых веществ желательно
перемешивать, что бы избежать
расслаивания. Твердый материал
необходимо раздробить, так как
крупные комки мешают образованию
метана. Биогаз состоит из 62% метана
и 38% углекислого газа. Отходы от
переработки содержат 12% твердого
вещества, который идет на корм
рыбам. Это помогает экономить
половину гранулированных кормов из
злаков. Так же эксперименты
показали, что отходы богаты
минеральными солями, белками и
витаминами и их можно использовать
в качестве корма для скота.

9.

Биогаз — газ, получаемый водородным
или метановым брожением биомассы.
Метановое разложение биомассы
происходит под воздействием трёх видов
бактерий. В цепочке питания последующие
бактерии питаются продуктами
жизнедеятельности предыдущих. Первый
вид — бактерии гидролизные, второй —
кислотообразующие, третий —
метанообразующие. В производстве
биогаза участвуют не только бактерии
класса метаногенов, а все три вида. Одной
из разновидностей биогаза является
биоводород, где конечным продуктом
жизнедеятельности бактерий является не
метан, а водород.

10.

Биогаз – это горючая газовая смесь, состоящая из 50÷70%
метана (CH4), которая образуется из органических соединений в
процессе микробиологического анаэробного процесса. Также в
состав биогаза входят 30÷40% углекислого газа (CO2) и
небольшие количества сероводорода (Н2S), аммиака (NН3),
водорода (H2) и оксида углерода (CO). Получают биогаз в
промышленных объёмах преимущественно из органических
отходов, основываясь на управляемом процессе разложения
органики в анаэробных (бескислородных) условиях.

11.

1) Гидролизная фаза. Во время гидролизной фазы, в результате
жизнедеятельности бактерий устойчивые субстанции
(протеины, жиры и углеводы) разлагаются на простые
составляющие (аминокислоты, глюкозу, жировые кислоты).
2) Кислотообразующая фаза. Образованные во время
гидролизной фазы простые составляющие разлагаются на
органические кислоты (уксусная, пропионовая, масляная),
спирт, альдегиды, водород, диоксид углерода, а также такие
газы как аммиак и сероводород. Этот процесс протекает до тех
пор, пока развитие бактерий не замедлится под воздействием
образованных кислот.
3) Ацитогенная фаза. Из кислот, образованных во время
кислотообразующей фазы, под воздействием ацитогенных
бактерий вырабатывается уксусная кислота.
4) Метаногенез. Уксусная кислота разлагается на метан,
углекислый газ и воду.

12.

13.

• Биометан, как и традиционный природный
газ экологически менее опасен, чем нефтяные виды
моторного топлива. Выбросы СО2 с отработавшими
газами биометана на 25% меньше чем у бензина и на
30% меньше чем у дизельного топлива. Ряд
источников считают, что биометан, чище, чем даже
компримированный или сжиженный метан из трубного
газа.

14.

При сравнении производства биогаза,
служащего топливом для получения
различных видов энергии, с другими
видами получения альтернативной
энергии, как то, солнечные электростанции
и ветровые генераторы, то видно, что
данные установки, обладают одним
преимуществом, это способность работать,
вне зависимости от внешних факторов
(погода, сезонность и т.д.) в
круглосуточном и круглогодичном циклах.
Еще один аспект использования
биогазовых установок, как то, возможность
использовать в полном объеме
установленную мощность агрегатов,
сопоставляет их с традиционными
устройствами получения энергии (нефть,
газ и т.д.) и гарантирует их использование в
ближайшей и долгосрочной перспективах.