Hvad er biogas - LandbrugsInfo

landbrugsinfo.dk

Hvad er biogas - LandbrugsInfo

Biogas

En introduktion til processen

Marie Louise Nielsen, AgroTech

29.04.2009 og 30.04.2009


Indhold

Hvad er biogas

Opbygning af biogasanlæg

Biomasse og energiudbytte

Mikrobielle processer i reaktoren

Drift af biogasanlægget, hvilke parametre har betydning for

processen

Model af biogasprocessen


Hvad er biogas

Brændbar blanding af gasser (CH 4 og CO 2)

Dannes ved anaerob nedbrydning af organisk stof

Metan: 55 – 70 %

Kuldioxid: 30 – 45 %

Sammensætningen af gassen afhænger af hvad der nedbrydes

– Simple sukkerstoffer giver en lav procentdel af metan

– Fedt giver en høj procentdel af metan

Andre: H 2S, H 2, NH 3, CO, N 2, O 2


Opbygning af et biogasanlæg


Biomasse og energiudbytte

Biogas produceres af affaldsprodukter

På danske anlæg: 60–80 % gylle og 20–40 % industriaffald

Udbyttet er her ca. 35 m 3 biogas/m 3 biomasse

Kilde: Peter Jacob Jørgensen, PlanEnergi

Udover biogas dannes næringsrig gødning.


Mikrobielle processer i reaktoren

Anaerob nedbrydningsproces: Organisk materiale (kulhydrat,

protein og fedt) nedbrydes uden ilt.

Kompleks proces hvor flere bakteriegrupper arbejder sammen.

Den mikrobielle proces består af tre trin:

- 1. Hydrolyse

- 2. Syredannelse (gæring, fermentation)

- 3. Metandannelse


Kulhydrat, protein, fedt

Sukker, aminosyrer, fedtsyrer

VFA

Acetat H 2, CO 2

3

2

1

CH 4 + CO 2

3


Drift af biogasanlægget

Bakterierne i reaktoren skal have optimale betingelser

Parametre som har betydning for dette:

- Reaktoren

- Temperatur

- Surhedsgrad (pH)

- Hæmning


Reaktoren

Anaerobt miljø – metanbakterier tåler ikke ilt

Omrøring er vigtig for at undgå uigennemtrængeligt flydelag

Opholdstiden skal være lang nok til at bakterierne ikke vaskes

ud

Føderaten bestemmes af metanbakteriernes væksthastighed

– 1 – 6 Kg COD pr. m3 reaktorvolumen pr. dag

– Vigtigt med jævn og ensartet tilførsel af biomasse

Findeling af biomassen

Tørstofindhold 8 – 10 %


Temperatur

Biokemiske processer forløber hurtigere, jo højere

temperaturen er

Fordobling af hastigheden for hver 10 °C

Forskellige bakterier er tilpasset forskellige temperaturer

- Psykrofile: 0 - 20 °C

- Mesofile: 30 – 45 °C

- Termofile: 55 – 75 °C

Nedbrydningsraten er højest under termofile forhold, derfor

kan reaktoren klare mere belastning eller lavere opholdstid

Bakterierne tåler ikke svingninger i temperaturen


Surhedsgrad (pH)

Stor indflydelse på bakteriernes vækst

Optimal pH

– Mesofile: 6,7 – 7,4

– Termofile: 8

Lav pH: ophobning af VFA

Høj pH: ophobning af ammoniak

Optimal pH opnås ved balance i processen

Stor bufferkapacitet i reaktoren giver stabilt system


Hæmning af biogasprocessen

Kvælstofhæmning

– Der dannes ammoniak (NH 3) ved nedbrydning af

kvælstofholdige stoffer, fx proteiner

– Høje koncentrationer er giftigt for bakterierne

– Bakterierne kan langsomt tilvænnes til et højere niveau

Forsuring

– Hæmning pga. ophobning af organiske fedtsyrer (VFA)

Antibiotika o.l.

– Anvendes i husdyrproduktion til behandling af syge dyr og

desinfektion

– Mængderne er små og bakterierne kan vænnes til

stofferne


Model af biogasprocessen

Til brug for fx rådgivning om opstart af biogasanlæg

Beregner biogasudbyttet fra tilgængelige substrater

Input:

– Substrater (fx gylle, majs, halm, kageaffald m.m.)

– reaktordesign og indstillinger

Output:

– Biogasudbytte

– % metan i biogas

– 69 andre paramtre (fx pH, NH3, acetat)


Model af biogasprocessen


Model af biogasprocessen


Model af biogasprocessen

Eksempel 1:

Svinegylle og

majs


Model af biogasprocessen

Eksempel 2:

Svinegylle,

halm og æbler


Model af biogasprocessen

Eksempel 3:

Majs


Model af biogasprocessen

Eksempel 3:

Majs

pH falder


Model af biogasprocessen

Eksempel 3:

Majs

VFA stiger

More magazines by this user
Similar magazines