بازیابی حرارت واحد مولد بیوگاز

1، کاربرد اصلی بازیابی گرمای زباله در مجموعه های ژنراتور بیوگاز

گرمای اتلاف مجموعه‌های مولد بیوگاز عمدتاً از دو بخش می‌آید: اگزوز موتور (دمای 350-550 درجه، که 60٪ تا 70٪ از کل گرمای اتلاف را تشکیل می‌دهد)، و پوشش سیلندر موتور و سیستم خنک‌کننده روغن روانکاری (دمای 80-120 درجه، گرمای کل 30-40٪ بود). از طریق طراحی سیستم بازیافت هدفمند، این گرمای اتلاف را می توان به طور گسترده در سناریوهای متعدد به کار برد، و یک اکولوژی حلقه بسته از "استفاده از گرمای زباله تولید برق" را تشکیل می دهد:

(1) اطمینان از تولید بیوگاز: پیش تصفیه مواد خام و گرمایش تخمیر

این ضروری ترین کاربرد بازیابی گرمای اتلاف است، به ویژه برای عملیات پایدار پروژه های بیوگاز در مقیاس بزرگ-.

گرمایش مخزن تخمیر: دمای بهینه برای تخمیر بیوگاز دمای متوسط ​​(30-38 درجه) یا دمای بالا (50-55 درجه) است. محیط های با دمای پایین (مناطق زمستانی یا شمالی) می توانند منجر به کاهش راندمان تخمیر و کاهش شدید تولید گاز شوند. گرمای زباله بازیافتی برای گرم کردن آبگوشت تخمیر از طریق مبدل های حرارتی صفحه ای یا برای ایجاد حفاظت دمای ثابت برای مخزن تخمیر از طریق یک سیستم گردش آب گرم، افزایش تولید گاز 20٪ -30٪ و تضمین تامین سوخت پایدار برای واحد زمستانی استفاده می شود.

• پیش تصفیه مواد خام: برخی از پروژه های بیوگاز از کاه، کود دامی و سایر مواد خام استفاده می کنند که برای رسیدن به تجزیه، هیدرولیز یا عقیم سازی مواد خام باید حرارت داده شوند. گرمای اتلاف آب گرم را می توان مستقیماً برای فرآیند پیش تصفیه مواد خام استفاده کرد و مصرف انرژی اضافی را کاهش داد.

(2) سناریوهای صنعتی و تجاری: تامین مستقیم انرژی حرارتی

آب گرم با دمای بالا (80-95 درجه) یا بخار (فشار پایین، 0.3-0.6 مگاپاسکال) تولید شده توسط بازیابی حرارت هدر رفته می‌تواند مستقیماً نیازهای انرژی حرارتی ساختمان‌های صنعتی و تجاری را برآورده کند:

گرمای صنعتی: فرآیندهای تمیز کردن، خشک کردن و گرمایش در صنایعی مانند فرآوری مواد غذایی، چاپ و رنگرزی پارچه، داروسازی شیمیایی و غیره. تصفیه مدفوع در مزارع پرورش (پاستوریزه کردن) و کشت با دمای ثابت در گلخانه (گرمایش خاک، گرمایش هوا).

گرمایش تجاری و ساختمان: گرمایش زمستانی برای پارک‌های صنعتی، ساختمان‌های اداری، بیمارستان‌ها و مدارس. تامین آب گرم خانگی برای هتل ها و مراکز خرید (برای شستشو و استفاده در آشپزخانه)؛ عایق زمستانی برای مراکز داده (جایگزین گرمایش الکتریکی).

(3) ارتقاء انرژی: تولید انرژی حرارتی زباله و تبرید

برای پروژه‌های تولید برق بیوگاز در مقیاس بزرگ (ظرفیت نصب شده بیشتر از یا مساوی 1 مگاوات)، ارتقای انرژی را می‌توان از طریق سیستم‌های بازیابی حرارت هدر رفته بالا انجام داد:

• تولید انرژی حرارتی زباله: با استفاده از فناوری چرخه رانکین آلی (ORC)، گاز خروجی با دمای بالا برای گرم کردن سیالات آلی کار (مانند R245fa) استفاده می‌شود، ژنراتورهای توربین کوچک را برای تولید برق هدایت می‌کند، و نرخ کلی مصرف انرژی سیستم را به بیش از 80 درصد افزایش می‌دهد.

تبرید جذبی: با استفاده از واحدهای تبرید جذبی لیتیوم برومید، گرمای اتلاف به ظرفیت خنک‌کننده برای سرمایش تولید صنعتی و خنک‌کننده تهویه مطبوع ساختمان تبدیل می‌شود و به مکمل چند انرژی «سرمایش تابستانی، گرمایش زمستانی و تأمین آب در تمام طول سال» دست می‌یابد.

فن آوری بازیابی گرمای زباله نه تنها مرزهای کاربرد انرژی بیوگاز را گسترش می دهد، بلکه مزایای متعددی را از نظر اقتصادی، حفاظت از محیط زیست و فناوری نشان می دهد و به یک "ابزار قدرتمند" برای پروژه های تولید برق بیوگاز تبدیل می شود:

(1) بهبود نرخ بهره برداری جامع از انرژی و کاهش اتلاف انرژی

پروژه‌های تولید برق سنتی بیوگاز تنها بر خروجی برق تمرکز می‌کنند، با مقدار زیادی گرمای زباله که مستقیماً تخلیه می‌شود و میزان مصرف انرژی کمتر از 45 درصد است. از طریق بازیافت گرمای اتلاف، میزان مصرف انرژی جامع سیستم را می توان به 75٪ -90٪ افزایش داد که معادل بیش از دو برابر کردن خروجی انرژی موثر در هر متر مکعب بیوگاز است. با در نظر گرفتن مجموعه ژنراتور بیوگاز 1 مگاواتی، میانگین تولید برق روزانه حدود 24000 کیلووات ساعت است و گرمای زباله بازیافتی می تواند تقاضای 20000 متر مربع گرمایش ساختمان یا 500 تن آب گرم خانگی در روز را برآورده کند و حالت واحد "فقط تولید برق، اتلاف گرما" را کاملاً تغییر دهد.

(2) کاهش هزینه های عملیاتی و افزایش سودآوری پروژه

• کاهش مصرف سوخت: هنگامی که گرمای هدر رفته برای گرم کردن مخازن تخمیر استفاده می شود، می تواند جایگزین دیگ های بخار برقی و{0}}شعله ور/گاز{1}} شود و هزینه های انرژی کمکی را کاهش دهد. بر اساس داده های یک پروژه بیوگاز 1.2 مگاواتی در شمال چین، گرم کردن مخزن تخمیر با گرمای اتلاف در طول زمستان می تواند به طور متوسط ​​300 متر مکعب در مصرف گاز طبیعی در روز صرفه جویی کند و تقریباً 600000 یوان در هزینه های سالانه صرفه جویی کند.

• افزایش منابع درآمد: گرمای زباله اضافی را می توان از خارج تامین کرد (مانند گرمایش/آب گرم برای شرکت ها و ساکنان اطراف)، که درآمد دوگانه "برق + گرما" را تشکیل می دهد و دوره بازگشت سرمایه پروژه را 1-3 سال کوتاه می کند. درآمد انرژی حرارتی برخی پروژه ها 30 تا 40 درصد از کل درآمد را تشکیل می دهد که به طور قابل توجهی توانایی مقاومت در برابر خطرات را افزایش می دهد.