Эксплуатация биогазовой установки в период проведения исследований в Нижней Саксонии

В рассматриваемый период в качестве сырья применялись помимо кукурузного силоса (42,7 %), травяного силоса (13,6 %), навоза КРС (20,4%) и свиного навоза (1 %), небольшие объемы свежей травы (6,2 %), зеленая рожь (8,7 %) и сахарная свекла (5,7 %). Приведены данные по характерному составу субстрата, который применялся во время периода проведения измерений, вкл. долю остатков переброженной массы.

Средняя нагрузка установки при использовании свежего субстрата в гаражных ферментерах составляла 2,1 кг оСВ/(м³ рабочего объема в день). Время отстаивания в гаражных ферментерах составляло ок. 24 дней, причем общее время отстаивания в связи с рециркуляцией материала для затравливания составляло ок. 69 дней; по истечении этого времени остатки перебродившей массы использовались в качестве сельскохозяйственных удобрений.

Продемонстрированы данные по изменению содержания метана и производству метана в ходе эксплуатации гаражного ферментера. После загрузки гаражного ферментера содержание метана увеличивается примерно на 58 % и удерживается на этом уровне в течение нескольких дней. Благодаря этому увеличиваются объемы выработки метана вплоть до 430 нм³/д. Если выработка метана снижается и достигает отметки ок. 300 нм³/д, происходит смена субстрата. Данные по выработке метана в емкости для хранения перколята, подвержены достаточно сильным колебаниям, так как выработка метана здесь зависит от разгрузки хранилища.

Приведены данные по выработке метана и общей выработке метана в гаражных ферментерах в период с 09.02.2008 по 20.03.2008. Данные по выработке метана колеблются на уровне ок. 500 нм³, причем здесь наглядно демонстрируется влияние процесса смены субстрата.

Величина коэффициента использования мощности по выработке электроэнергии БТЭЦ была очень невелика и постоянно находилась ниже отметки 90%. Средний коэффициент использования общей мощности по производству электроэнергии составлял 73 %.

Во время рассматриваемого периода, начиная с 48 календарной недели 2007 г., внешними потребителями в среднем использовалось 46,6% от номинальной тепловой мощности установки, а малая доля производимого тепла служила для обеспечения технологического процесса. Остаток тепловой энергии не утилизировался и отводился в атмосферу через радиатор охлаждения.

Технические проблемы возникали в связи с засорением и зарастанием трубопроводов для перколята, расположенных под углом 90°. Это привело к тому, что с 35 по 43 календарную неделю 2007 г. некоторые участки массы, предназначенной для брожения, не увлажнялись и к ним не примешивались метановые бактерии. После переустройства трубопроводных линий для перколята на 44 календарной неделе 2007 г. субстратная масса вновь увлажнялась равномерно и примешивание метановых бактерий осуществлялось должным образом. Это привело к улучшению показателей разложения субстрата в гаражных ферментерах и увеличению коэффициента использования мощности по выработке электроэнергии БТЭЦ с 44 недели 2007 г.

Сравнение данной установки с биогазовыми установками непрерывного действия представляется довольно сложным. Если рассматривать коэффициент использования мощности по выработке электроэнергии, то здесь его величина ниже среднестатистической, которая составляет 85 %. Коэффициент использования мощности по выработке тепловой энергии составляет до 50%, что свидетельствует о применении хорошей концепции по утилизации тепла, благодаря передаче теплоэнергии в местную тепловую сеть для потребителей близлежащего поселка. Сбыт тепловой энергии также позитивно отражается в экономическом балансе установки.

По сравнению с другими установками непрерывного действия показатель использование субстрата с величиной удельной выработки электроэнергии ок. 1160 кВт.ч/т_оСВ является очень низким. Проблемы, возникшие на линиях трубопровода для перколята, показали, что для эффективного оборота субстрата должно быть обеспеченное хорошее увлажнение субстрата достаточным количеством перколята. В гл. 3.2.10 представлена дальнейшая оценка гаражных установок периодического действия для выработки биогаза.