Μονάδες Βιοαερίου

Το μεθάνιο είναι το πιο σημαντικό συστατικό του βιοαερίου και απαντάται συχνά στη φύση.

Το μεθάνιο σχηματίζεται όταν τα φυτά σαπίζουν σε υγρά περιβάλλοντα. Είναι το αέριο των ελών. Σχηματίζεται επίσης στα έντερα των ζώων και στους λάκκους απορριμμάτων. Παράγεται από την ύπαρξη ορισμένων βακτηριδίων.

Το βιοαέριο αποτελείται κυρίως από μεθάνιο, διοξείδιο του άνθρακα και σε ελάχιστες ποσότητες περιέχει άζωτο, υδρογόνο, αμμωνία και υδρόθειο κ.λπ. Η σημαντική περιεκτικότητα μεθανίου (40% - 70%) είναι αυτή που το καθιστά κατάλληλο να χρησιμοποιηθεί ως καύσιμο για την παραγωγή ενέργειας.

Η μεθανογένεση είναι από τις διεργασίες που εξαρτώνται ισχυρά από τη θερμοκρασία. Ο ρυθμός ανάπτυξης των μεθανογενών βακτηρίων αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας, μέχρι ενός ορισμένου σημείου. Όταν η θερμοκρασία προσεγγίσει το ανώτατο όριο, παρατηρείται ραγδαία μείωση του ρυθμού με τον οποίο αναπτύσσονται οι βακτήρια. Αυτό οφείλεται στη διάσπαση των ενζύμων που είναι απαραίτητα για την επιβίωση των βακτηρίων.

Το μέγεθος μιας μονάδας παραγωγής βιοαερίου εξαρτάται από διάφορους παράγοντες, οι οποίες είναι οι εξής:

Υπάρχουν δύο τύποι Χωνευτήρων ανάλογα με την Α ύλη :

Τυπική Διάταξη Μονάδας Παραγωγής Βιοαερίου

Η ΑΧ είναι μια βιοχημική διεργασία κατά τη διάρκεια της οποίας σύνθετα οργανικά στοιχεία αποσυντίθεται απουσία οξυγόνου από διάφορους τύπους αναερόβιων μικροοργανισμών. Η διεργασία της ΑΧ είναι κοινή σε πολλά φυσικά περιβάλλοντα όπως τα ιζήματα θαλάσσιου ύδατος, το στομάχι των μηρυκαστικών ή τα έλη τύρφης. Σε μία μονάδα βιοαερίου, το αποτέλεσμα της διεργασίας της ΑΧ είναι το βιοαέριο και το χωνεμένο υπόλειμμα.

Μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα ευρύ φάσμα τύπων βιομάζας ως υπόστρωμα (πρώτη ύλη) για την παραγωγή βιοαερίου από την ΑΧ. Οι πιο κοινές κατηγορίες πρώτης ύλης που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή του βιοαερίου στην Ευρώπη είναι οι εξής :

Η διεργασία της ΑΧ μπορεί να πραγματοποιηθεί σε διαφορετικές θερμοκρασίες, που χωρίζονται σε τρία στάδια :

• ψυχρόφιλη (κάτω από 25^oC)
• μεσόφιλη (25 - 45^oC) και
• θερμόφιλη (45-70^oC)

Η ρύθμιση του pH παίζει μεγάλο ρόλο στην απόδοση των αναερόβιων διεργασιών. Τα περισσότερα μεθανογενή βακτήρια αναπτύσσονται και λειτουργούν σε ένα συγκεκριμένο εύρος τιμών pH που κυμαίνεται μεταξύ 6 και 8, με βέλτιστο pH από6.8 έως 7.5

Κάθε μονάδα παραγωγής βιοαερίου πρέπει να έχει δικό της εργαστήριο ή να κάνει χρήση εξωτερικού εργαστηρίου. Το εργαστήριο πρέπει να είναι εξοπλισμένο για να διενεργεί τις απαιτούμενες αναλύσεις.

Επειδή η αξιοποίηση της βιομάζας αντιμετωπίζει συνήθως τα μειονεκτήματα της μεγάλης διασποράς, του μεγάλου όγκου και των δυσχερειών συλλογής μεταποίησης, μεταφοράς, αποθήκευσης, επιβάλλεται κατά κανόνα η αξιοποίησή της να γίνεται κοντά στον τόπο παραγωγής. Έτσι, η βιομάζα μπορεί να χρησιμοποιηθεί ευχερέστατα π,χ, για:

• Θέρμανση θερμοκηπίων.

• Θέρμανση κτηνοτροφικών μονάδων.

• Ξήρανση γεωργικών προϊόντων.

• Κάλυψη αναγκών θερμότητας, ψύξεως και ηλεκτρισμού σε γεωργικές ή άλλες βιομηχανίες, που βρίσκονται κοντά σε πηγές παραγωγής βιομάζας.

• Παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στους τόπους παραγωγής της βιομάζας για κάλυψη τοπικών αναγκών ή για τροφοδοσία του εθνικού ηλεκτρικού δικτύου

• Κάλυψη αναγκών τηλεθέρμανσης και τηλεψύξης χωριών και πόλεων που βρίσκονται κοντά σε τόπους παραγωγής βιομάζας.