Біометанова станція складається з наступних основних компонентів:
ПРИЙМАЛЬНИЙ РЕЗЕРВУАР
Вся сировина, що потрапляє на біогазову станцію, завантажується у приймальний резервуар. Призначення приймального резервуару – приймання органічної сировини та наступна її подача до метантенку. Приймальним резервуаром може бути резервуар для зберігання рідкої біомаси з мішалкою або контейнер з системою подачі твердої біомаси. Сировина подається до метантенку згідно регламенту технологічної карти.
МЕТАНТЕНК
Зброджування органічної сировини відбувається у безкисневому просторі у метантенку з повним перемішуванням. В конструкції метантенки обладнані мішалками, що забезпечують повне перемішування сировини у метантенках з метою уникнення утворення кірки, плаваючого шару та температурних кишень. Гідравлічний час утримання у метантенках, в залежності від біомаси, складає 20-45 діб. Зброджування найбільш ефективне або у мезофільному діапазоні температур (35-380С), або ж у термофільному діапазоні температур (50-550С). Комбіновані характеристики суміші біомаси дозволяють визначити оптимальний рівень температурного режиму біогазового виробництва. Гарна економіка виробництва потребує стабільності виробничих процесів. У конструкції наших біогазових станцій віддаємо перевагу зовнішнім теплообмінникам. Технічне обслуговування їх займає всього декілька годин, при цьому не потребує гальмування процесів біогазового виробництва.
ГАЗОСХОВИЩЕ – ГАЗГОЛЬДЕР – ЗБЕРІГАННЯ БІОГАЗУ
Зберігання біогазу урівноважує коливання виробництва біогазу. Об’єм газосховище зазвичай дорівнює декільком годинам виробництва біогазу. АгроБіогаз пропонує різноманітні варіанти виконання та розташування газгольдерів. Газосховище може бути розташоване, як на метантенку, так і на резервуарі-сховищі дегістату, так і окремо наземно у вигляді сфери, в залежності від особливостей розташування біогазової станції, територіальних обмежень та інших особливостей проєкту біогазової станції.
РЕЗЕРВУАР-СХОВИЩЕ ДЕГІСТАТУ
Після зброджування у метантенку, дегазована біомаса перекачується до резервуару-сховища, де накопичується і зберігається до періоду внесення добрив. Зазвичай, об’єм резервуару-сховища розраховується на 6-8 місячний строк накопичення та зберігання дегістату. Альтернативним рішенням є процес концентрування дегістату. Резервуар-сховище може бути виконаний у вигляді циліндричного резервуару, закритого або відкритого типу.
АВАРІЙНИЙ ФАКЕЛ
В якості запобіжного засобу встановлюється аварійний факел для спалювання біогазу.
ВИРОБНИЦТВО БІОМЕТАНУ
На заводах з виробництва біометану неочищений біогаз переробляється в біометан – відновлюваний аналог природного газу або, як його ще називають, у біоприродний газ. Далі його можна подавати в мережу природного газу. Для того, щоб сирий біогаз перетворився в біометан, з нього видаляються такі небажані компоненти, як сірководень H2S, аміак NH3, а також водяну пару H2O. На наступному етапі обробки з неочищеного біогазу видаляється двоокис вуглецю СО2. Таким чином утворюється біометан. З метою наступної подачі біометану в мережу природного газу, його властивості адаптують до умов мережі природного газу та необхідної якості природного газу. В залежності від точки подачі біометану потрібні різні технічні засоби для регулювання тиску та теплотворної здатності, а також для одоризації біометану. Для перетворення біогазу в біометан необхідні наступні кроки: ·
- Видалення сірки·
- Сушка газу·
- Збагачення метану або відокремлення вуглекислого газу·
- Видалення супутніх газів (галогенопохідних вуглеводнів, з’єднань кремнію та аміаку)
- Доочистка вихлопних газів з метою зниження шкідливих для клімату
Перед тим, як біометан буде придатний до подачі в мережу природного газу або до використання безпосередньо в якості палива, він потребує високоякісної очистки від сірки. Для цього застосовуються різноманітні методи. В основному, відмінність методів очистки полягає в принципі процесу – розрізняють біологічні або абсорбційні, хімічні, адсорбційні, сорбційно-каталітичні процеси, а в залежності від області застосування – груба або тонка десульфуризація.
Сушка біогазу, насиченого водяною парою, абсолютно необхідна, в першу чергу, з метою попередження
корозії, а з іншої сторони, з метою попередження можливого негативного ефекту наступних процесів очистки газу.
Процесами, що підходять для сушки біогазу є процеси адсорбції з використанням силікагелю, оксидів алюмінію або молекулярних сит, конденсаційна сушка та промивання гліколем в якості абсорбції. Перераховані методи обробки газу дозволяють збільшити рівень вмісту метану з 50-55% до 98%. Слід помітити, що рівень вмісту метану залежить від концентрації метану в газовій мережі, в яку здійснюватиметься подача.
На даний момент відомі та ефективно застосовуються 5 методів обробки біогазу:
- Адсорбція за перемінного тиску (PSA)
- Мийка водою під тиском (DWW)
- Фізичне та хімічне прання
- Процес мембранного розділення
- Кріогенний процес
В залежності від вихідної якості біогазу рекомендуються відповідні етапи підготовки біогазу.
Для відділення метилсилоксанів або вищих вуглеводнів зарекомендувала себе технологія адсорбції на основі активованого вугілля. Як правило, очистка залишкових газів відбувається у двох послідовно з’єднаних адсорберах.
На даний момент застосовується три процеси доочищення бідного газу, а вибір варіанту очистки в основному залежить від вмісту в ньому метану. Регенеративне термічне окислення в основному використовується для газу з дуже низьким вмістом метану. Каталітичне спалювання може застосовуватись виключно для додаткової обробки, до прикладу, у випадку, якщо необхідне окислення вищих вуглеводнів, та у випадку, якщо вихлопні гази не містять сірки. У випадку високих концентрацій метану застосовується спалювання бідного газу.