Способ обработки биогаза и биогазовая установка

Номер патента: 17934

Опубликовано: 30.04.2013

Авторы: Вольф Маркус, Неттельнбрекер Ульрих

Есть еще 1 страница.

Смотреть все страницы или скачать PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ обработки биогаза, при осуществлении которого биогаз из ферментации разделяют на непосредственно пригодный для использования, состоящий главным образом из метанового газа газовый поток и содержащий примеси поток отработавшего газа, который подвергают термическому или каталитическому окислению, отличающийся тем, что поток отработавшего газа перед окислением пропускают через закрытые промежуточные резервуары и/или хранилища для остаточного брожения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработавший газ последовательно пропускают через промежуточные резервуары и/или хранилища для остаточного брожения или разделяют на несколько частей, которые раздельно пропускают соответственно через промежуточные резервуары и/или хранилища для остаточного брожения.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что отработавший газ в заключение сжигают, а теплоту сгорания используют для покрытия потребности в теплоте биогазовой установки и, при необходимости, внешних потребителей тепла.

4. Биогазовая установка содержит один или несколько ферментационных резервуаров, установку обработки биогаза для разделения биогаза и отработавшего газа, причем одна линия для отработавшего газа включает заключительную термическую или каталитическую ступень окисления и по меньшей мере один промежуточный резервуар и/или хранилище для остаточного брожения, отличающаяся тем, что линия для отработавшего газа проходит через промежуточный резервуар и/или хранилище для остаточного брожения, которые выполнены закрытыми до подвода газа и отвода газа.

5. Биогазовая установка по п.4, отличающаяся тем, что промежуточный резервуар и/или хранилище для остаточного брожения для направления отработавшего газа подключены последовательно или параллельно.

6. Биогазовая установка по п.4 или 5, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средство для обработки биогаза посредством абсорбционной очистки газа с помощью промывочной жидкости, например воды, полигликоля, промывки МЭА посредством адсорбции переменой давления, посредством способа мембранного разделения (мокрый или сухой способ) или посредством сжижения диоксида углерода.

Рисунок 1

Текст

Смотреть все

СПОСОБ ОБРАБОТКИ БИОГАЗА И БИОГАЗОВАЯ УСТАНОВКА Описывается способ обработки биогаза, при осуществлении которого газ из ферментации разделяется на пригодный для использования, состоящий главным образом из метанового газа поток биогаза и содержащий примеси поток отработавшего газа, который подвергается термическому или каталитическому окислению. Согласно изобретению поток отработавшего газа перед окислением пропускается через закрытые промежуточные резервуары и/или хранилища для остаточного брожения для создания атмосферы инертного газа в образующихся там взрывоопасных концентрациях газа.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ШМАК БИОГАЗ ГМБХ (DE) Изобретение относится к способу обработки биогаза, согласно которому газ из ферментации разделяется на пригодный для использования и состоящий главным образом из метана поток биогаза и содержащий примеси, главным образом, диоксид углерода, поток отработавшего газа, который окисляется термическим или каталитическим способом. Далее изобретение относится к биогазовой установке с одним или несколькими ферментационными резервуарами и при необходимости с резервуарами для вторичного брожения, с установкой обработки биогаза для разделения биогаза и отработавшего газа, причем отвод отработавших газов включает заключительную термическую или каталитическую окислительную ступень, а также по меньшей мере с одним промежуточным резервуаром и/или хранилищем для остаточного брожения. Под действием анаэробного брожения органических веществ образуется, в частности, метан, который представляет собою высокоценный энергоноситель, энергетическая ценность которого может использоваться, например, для отопления. К следующим компонентам газа, образующегося в процессе ферментации, относится диоксид углерода, сероводород, азот и другие примеси. Известно, что в области обработки биогаза производят отвод газового потока, содержащего главным образом метан, который можно подводить непосредственно в газовую сеть. При обработке неочищенных биогазов из ферментации необходимо производить обессеривание биогаза, осушку биогаза и, в особенности, отделение диоксида углерода. Отделение диоксида углерода в соответствии с уровнем техники можно производить, например, с помощью абсорбционной очистки газов промывочной жидкостью (например, водой, полигликолем, промывкой МЭА), с помощью адсорбции переменой давления (АПД), с помощью способа мембранного разделения (мокрый или сухой способ) или с помощью сжижения диоксида углерода. С экологической и экономической точки зрения при обработке неочищенного биогаза потери метана необходимо сводить до минимума. Необходимо также исключать выбросы метана или диоксида углерода в атмосферу в соответствии с требованиями соглашения о защите климата от воздействия парниковых эффектов. При осуществлении известных в соответствии с уровнем техники способов отделения диоксида углерода возникает технически обусловленная потеря метана, которая в зависимости от используемого способа отделения CO2 составляет от 2 до 6 об.% (так как относительно всех присутствующих в биогазовой установке газах речь идет в значительной мере об идеальных газах, то в связи с этим показания в об.% можно приравнять к мол.%). По этой причине поток отработавшего газа при осуществлении почти всех способов обработки биогазов необходимо подвергать обработке. В кругу специалистов существует принципиальное различие между потерей метана, следовательно, количеством метана, которое нельзя подавать в газовую сеть, и концентрацией метана в потоке отработавшего газа. Например, при обработке биогаза с содержанием метана 53 об.% и потерей метана в количестве 3 об.%, а также с содержанием метана в подаваемом образующемся газе в количестве 96 об.%, концентрация метана в отработавшем газе составляет 3,42 об.%. Для сведения до минимума выбросов метана из биогазовой установки в окружающую среду законодатель принял финансовые меры поощрения (например, Технологический бонус на основании EEG (Закон о возобновляемых источниках энергии) в Германии), согласно которому все же максимальное содержание метана в отработавшем газе из биогазовой установки ограничено до 0,5 об.% от выработанной при осуществлении биопроцесса массы метана. Для того чтобы сократить концентрацию метана, которая указана в приведенном выше примере, до требуемого значения 0,5 об.%, отработавший газ подвергают обычно термическому или каталитическому окислению. Для этой цели используют так называемые известные горелки на жидком кислороде, то есть горелки с беспламенным окислением, или каталитическое вторичное окисление (КВО). Для того чтобы можно было произвести вторичное окисление, требуется при необходимости добавлять биогаз, природный газ или сжиженный газ. Наряду с этим в соответствии с уровнем техники известно также, что используемые для брожения органические вещества подвергают перед брожением подготовке или промежуточному хранению. Так,например, вполне приемлемо, если твердые вещества или загружают непосредственно прямо в ступень брожения, или промывают через различные системы, в то время как жидкие сырьевые вещества, например, навозная жижа или другие поддающиеся перекачке органические отходы буферизируют в большинстве случаев в одном или нескольких промежуточных резервуарах. В такие промежуточные резервуары могут отводиться также рециркуляты, то есть субстраты из различных участков установки и/или из сепарации, прежде чем их подадут в один или несколько ферментеров и в заключение в имеющиеся резервуары для вторичного брожения. Имеющийся остаток брожения отправляют на промежуточное хранение в так называемые хранилища для остаточного брожения или резервуары для остаточного брожения, или резервуары для хранения субстрата, или же конечные хранилища для дальнейшей переработки или для внесения на сельскохозяйственные угодья. В промежуточных резервуарах и в хранилищах для остаточного брожения образуются газы, вид и состав которых зависят от биологической активности и от органической степени расщепления хранящихся в резервуарах субстанций. В то время как образование биогаза в ферментерах или в резервуарах для остаточного брожения является целесообразным и с помощью предварительно отрегулированных условий стимулируется, образование газа в промежуточных резервуарах и хранилищах для остаточного брожения оказывает отрицательное влияние. Также с помощью добавления свежих и относительно сухих органических веществ, например, силосной массы с содержанием активных ферментов, или с помощью начала жидкой фазы из разделения твердых веществ/жидкости активных ферментов в процесс ферментации в резервуарах для предварительного хранения и заключительного хранения происходит отрицательное образование газа. В соответствии с известным до настоящего времени уровнем техники промежуточные резервуары и/или хранилища для остаточного брожения являются частично открытыми, частично выполнены без герметичной крышки, так что образующиеся газы беспрепятственно вытекают в атмосферу. Эмитированные газовые смеси содержат не только газы с интенсивным запахом, например, сероводород, аммиак и меркаптаны и, соответственно, тиоспирт, но также и, в особенности, диоксид углерода и метан, которые хотя и не имеют запаха, однако представляют собою главные виновники антропогенного климатического потепления. Метан представляет собою создающий парниковый эффект газ, который примерно в 25 раз более активный по сравнению с диоксидом углерода и, таким образом, всемирно считается одним из ответственных газов за возникновение парникового эффекта. Уже окисление метана до диоксида углерода и воды приводит к снижению парникового эффекта на фактор 25. В этом кроется также и причина того,почему в соответствии с новыми законодательными положениями требуется снизить долю выбросов метанового газа из биогазовых установок. Частично побуждение для принятия законодательных мер по снижению выбросов метана было основано на том, что в противном случае отпадала необходимость в дозволенных подъмно-транспортных средствах, поскольку биогазовая установка не была снабжена резервуарами с герметичными крышками. Однако герметичные крышки хранилищ для остаточного брожения и промежуточных резервуаров служат причиной возникновения новых проблем, так как образующиеся метановые газы при нормальном давлении в контакте с воздухом при температуре окружающей среды, начиная с определенной концентрации, являются взрывоопасными, так что необходимо принимать дополнительные меры по защите от взрыва. Самая большая опасность заключается в том, что во время вывоза остатков брожения происходит опорожнение хранилища для остаточного брожения так,что образующее в результате такого опоражнивания пространство может принять большой объм взрывоопасных газов. Однако законодательные требования к биогазовым установкам в отношении предотвращения взрывов приводят к тому, что меры по защите от взрыва служат в конечном итоге причиной подорожания производства биогаза. Так, например, в Германии в отношении биогазовых установок необходимо соблюдать следующие административные постановления:- Четвертое административное постановление по выполнению федерального закона о защите атмосферы от выбросов вредных веществ (Постановление об установках, нуждающихся в разрешении, 4.BImSchV);- Двенадцатое административное постановление по выполнению федерального закона о защите атмосферы от выбросов вредных веществ (Постановление о неполадках - 12.BImSchV); и- Правила по технике безопасности для сельскохозяйственных биогазовых установок, безопасные расстояния согласно пп.2.4.5.4 баллонных и подушечных накопителей, а также пленочных накопителей над хранилищами для навозной жижи или над резервуарами для брожения. В других странах действуют постановления подобного рода. Задача настоящего изобретения направлена на создание способа обработки биогаза, а также биогазовой установки, которая обеспечивает достаточную защиту от взрыва и, несмотря на это, обладает простым конструктивным исполнением, благодаря чему обеспечивается оптимальная экономичная эксплуатация. Эта задача решается с помощью способа согласно по п.1, а также биогазовой установки по п.4 формулы изобретения. Усовершенствованные варианты описаны в зависимых пунктах формулы изобретения. Основная мысль настоящего изобретения заключается в том, что поток отработавшего газа из установки по обработке биогаза перед заключительным окислением пропускается через закрытый промежуточный резервуар и/или хранилище для остаточного брожения. Этот поток отработавшего газа, который состоит в основном из диоксида углерода и включает только незначительную часть метана, служит, таким образом, для создания атмосферы инертного газа в газовых объмах промежуточного резервуара и/или хранилища для остаточного брожения. Таким образом, через эти свободные объмы пропускается поток отработавшего газа, который предотвращает образование взрывоопасных газовых смесей и, соответственно, превышение таких концентраций, которые стимулировали бы взрывы. Этот эффект продувки можно осуществлять без больших затрат и исключать инвестиции для осуществления мер по защите от взрывов, которые необходимо производить в соответствии с предписанными положениями по защите от взрывов. Поток отработавшего газа может последовательно пропускаться через имеющиеся промежуточные резервуары и/или хранилища для остаточного брожения, которые, впрочем, герметично закрыты. Такое конструктивное исполнение имеет преимущество, заключающееся в том, что только в последнем резервуаре, через который протекает газ, необходимо аккумулировать объм газа (рабочий объм), который необходим для управления термическим или каталитическим окислением с возможностью слежения за уровнем заполнения. Следующее преимущество заключается в том, что газовые камеры всех резервуаров непрерывно промываются общим потоком отработавшего газа, и в результате этого исключается образование участков, в которых может возникать концентрация метана. Следовательно, настоящее изобретение включает способ обработки биогаза, согласно которому биогаз из ферментации разделяется непосредственно на используемый и состоящий главным образом из метана газовый поток и на поток отработавшего газа, содержащий примеси, который подвергается термическому или каталитическому окислению. Поток отработавшего газа перед окислением пропускается через закрытые промежуточные резервуары и/или хранилища для остаточного брожения. Под понятием газовый поток, состоящий главным образом из метана в рамках настоящего изобретения подразумевается газовый поток, который содержит по меньшей мере 90 об.% метана, предпочтительно по меньшей мере 95 об.% метана. Само собой разумеется, что можно использовать и параллельное пропускание через резервуары, а это требует, чтобы поток отработавшего газа из биогазовой установки разделялся на такое соответствующее количество частичных потоков, которое необходимо для прохождения через резервуары, так чтобы в каждый промежуточный резервуар и/или резервуар для остаточного брожения обеспечивался подвод соответствующего газа в достаточном количестве. Выпуски для газа всех имеющихся резервуаров заходят в общий трубопровод для отработавшего газа, который ведет к стадии термического или каталитического окисления. Отработавший газ в заключение преимущественно сжигается, а теплота сгорания используется для покрытия потребности в теплоте биогазовой установки и, при необходимости, внешних потребителей тепла. В противоположность способам, которые известны из уровня техники, поток отработавшего газа,содержащий главным образом CO2, а также небольшие количества метана, пропускается не через ферментационные резервуары, резервуары для вторичного брожения или биореакторы, которые служат для выработки биогаза, а только лишь через герметично закрытые резервуары биогазовой установки, как промежуточный резервуар и/или хранилище для остаточного брожения, в которых образование метана и содержащего CO2 газа в принципе является нежелательным, так как в результате этого возникали бы проблемы, взаимосвязанные с вредными для климата выбросами в окружающую среду, а также проблемы, взаимосвязанные с техникой безопасности. Поток отработавшего газа, содержащий главным образомCO2, а также небольшие количества метана, подводится не в жидкие фазы с долей твердого вещества,которое включает субстрат, а подводится только через другие газообразные фазы, чтобы в соответствии со способом согласно настоящему изобретению изменить концентрацию присутствующих там газовых смесей. Обработка потока отработавшего газа согласно изобретению хотя и служит не для повышения выхода метана в выработанном в процессе ферментации биогазе, однако положительное воздействие на энергетический баланс всей установки возникает в результате того, что содержащийся в потоке отработанного газа метан, а также образованный в промежуточных резервуарах и в хранилищах для остаточного брожения метан, может преобразоваться через находящуюся ниже по технологической цепочке ступень окисления в тепловую энергию, которую также можно использовать (например, для покрытия потребности в теплоте самой биогазовой установки). Уменьшение в промежуточных резервуарах и в хранилищах для остаточного брожения согласно настоящему изобретению массы горючих и быстро воспламеняющихся газов сокращает дорогостоящие меры по защите от взрыва. Поток отработавшего газа из биогазовых установок содержит, как правило, от 2,3 до 6,4 об.% метана и от 96,7 до 93,6 об.% диоксида углерода. К остаткам относятся небольшие доли азота, кислорода,водорода и сероводорода. Смеси метанового газа при нормальном давлении и при 20C с содержанием метана 4,3 об.% может быть взрывоопасными с нижним пределом взрывоопасности и с 16,3 об.% с верхним пределом взрывоопасности (при 100C нижний предел 4,0%, верхний предел 17,3%), разумеется только в том случае, если доля инертного газа (например, CO2) будет составлять менее 30,5 об.% (при 100C доля инертного газа составляет минимум 33,5 об.%). Дополнительные данные о пределах взрывоопасности смесей метанового газа специалисту известны из диаграмм с изображением треугольных координат. Отработавший газ установки по обработке биогаза с высоким содержанием инертного газа более 90 об.% не является взрывоопасным и может использоваться для создания атмосферы инертного газа свободных пространств в промежуточных резервуарах и в хранилищах для остаточного брожения. Вытеснение имеющегося воздуха через поток отработавшего газа для создания атмосферы инертного газа свободных пространств в промежуточных резервуарах и в хранилищах для остаточного брожения проводится уже до заполнения соответствующих резервуаров субстратом для брожения. В процессе эксплуатации установки непрерывное создание атмосферы инертного газа газовых участков в промежуточных резервуарах и хранилищах для остаточного брожения служит для того, чтобы образующийся в них в небольшом количестве биогаз разбавить газом с большим содержанием метана и для поддержания соответ-3 017934 ственно высокого содержания инертного газа (здесь CO2), в результате чего можно обеспечить защиту от взрыва. Предельное значение 17,5 об.% метана, при котором смесь метанового газа при нормальном давлении после контактирования с воздухом, и вследствие этого разбавления, воспламеняется при температуре окружающей среды, постоянно в значительной мере занижается. Конструктивное исполнение резервуара, согласно которому он остается закрытым до поступления и отвода потока отработавшего газа, предотвращает наряду с этим распространение запаха, а также вытекания метана и/или диоксида углерода. Поток отработавшего газа, который параллельно или последовательно протекает через промежуточные резервуары и хранилища для остаточного брожения, в заключение окисляется, в частности, сжигается. При этом образующийся в резервуаре метан, а также утечка метана служит в процессе обработки в качестве топлива. Избыточная тепловая мощность экзотермической реакции в процессе обработки отработавшего газа отбирается в системе отопления и может использоваться, например, для покрытия потребности в теплоте биогазовой установки и, при необходимости, других потребителей тепла. При этом в соответствии со способом согласно настоящему изобретению используется не только энергетическая ценность доли метана из потока отработавшего газа, следовательно,в принципе потеря метана при обработке биогаза, но также и энергетическая ценность доли метана из дополнительного - сравнительно незначительного - производства биогаза в промежуточных резервуарах и в хранилищах для остаточного брожения. Использование этих долей метана является с экономической точки зрения целесообразным, так как использование согласно настоящему изобретению потока отработавшего газа можно осуществлять без больших технических затрат. Примеры исполнения настоящего изобретения приведены на прилагаемых чертежах, а также на других примерах осуществления для технического исполнения. Показано: на фиг. 1 и 2 - соответственно блок-схемы прохождения биогаза и отработавшего газа и на фиг. 3 - схема биогазовой установки мощностью 6,5 МВт согласно настоящему изобретению. Как показано на фиг. 1, биогаз из ферментации 10 подводится в установку 11 обработки биогаза, в которой производится разделение производственного газового потока 12, содержащего главным образом метановый газ, от потока 13 отработавшего газа, который содержит главным образом СО 2. Производственный газовый поток можно подавать в газовую сеть 14. Поток отработавшего газа в соответствии со схемой расположения на фиг. 1 последовательно подводится в промежуточный резервуар 15, а также в хранилища 16, 17 и 18 для остаточного брожения, которые проходят последовательно, перед тем, как поток отработавшего газа будет подан в термическую или каталитическую ступень 19 окисления (последовательное расположение). Показанное на фиг. 2 расположение отличается от описанного выше расположения тем, что поток 13 отработавшего газа разделяется на несколько частичных потоков 13 а, 13b, 13 с и 13d, которые подводятся соответственно раздельно в резервуары 15-18 (параллельное расположение). Эти резервуары содержат наряду с подводящим трубопроводом для газа отводящий трубопровод для газа, причем отводящие трубопроводы для газа из различных резервуаров 15, 16, 17 и 18 заходят в общий трубопровод, который ведет к термической или каталитической ступени 19 окисления. Полученные из термической или каталитической ступени окисления отработавшие газы 20 можно выпускать в атмосферу или подавать для дальнейшей обработки или использования. Образующаяся в термической или каталитической ступени окисления теплота 21 может использоваться для покрытия потребности в теплоте биогазовой установки и, при необходимости, внешних потребителей тепла. Независимо от того, выберут ли для использования установку согласно фиг. 1 или 2, количество горючих или быстро воспламеняющихся газов, которые образуются в промежуточных резервуарах и в хранилищах для остаточного брожения, можно благоприятным образом свести до такого минимального содержания, которое уже не является взрывоопасным. Закрытое исполнение всех резервуаров 15-18 предотвращает диффузную эмиссию газа. Эмиссия метана предотвращается с помощью вторичного окисления. Вся установка и управление процессом построены простым образом и выполняют требования нормативных документов. На приведенном на фиг. 3 варианте исполнения показано, каким образом можно осуществить в реальном техническом исполнении биогазовую установку мощностью 6,5 МВт, которая работает согласно изображенному на фиг. 1 способу в соответствии с настоящим изобретением с последовательным пропусканием потоков отработавшего газа. Выработанный в реакторе 1 для ферментации биогаза биогаз поступает по газопроводу 2 (объмный расход 1,200 м 3/ч, содержание метана 53%) в установку 3 для обработки биогаза. После обработки биогаза (обессеривание, сжигание диоксида углерода с помощью АПД) поток производственного газа(объмный расход 643 м 3/ч, содержание метана 96%) по трубопроводу 4 поступает в установку 5 для подачи производственного газа. Состоящий главным образом из инертного газа CO2 поток отработавшего газа по трубопроводу 6 (объмный расход 572 м 3/ч, содержание метана 3,3%) подается последовательно через герметично закрытые хранилища 7, 8 и 9 для остаточного брожения, а также в заключение через герметично закрытый промежуточный резервуар 10 для создания атмосферы инертного газа. Между хранилищами 7, 8 и 9 для остаточного брожения образуются потоки 6 а (объмный расход 580 м 3/ч) и 6b(объмный расход 588 м 3/ч) отработавшего газа, между последним хранилищем 9 для остаточного бро-4 017934 жения и промежуточным резервуаром 10 образуется поток 6 с (объмный расход 596 м 3/ч, содержание метана 5,3%) отработавшего газа и после промежуточного резервуара 10 образуется поток 6d (объмный расход 601 м 3/ч, содержание метана 5,8%) отработавшего газа. Поток 6d отработавшего газа поступает по трубопроводу в известную горелку на жидком кислороде и котельную установку 11, в которой происходит беспламенное окисление. Из известной горелки на жидком кислороде и котельной установки 11 остаточный отработавший газ по трубопроводу 12 отводится в окружающую среду. Как в установке 3 для обработки биогаза, так и в известной горелке на жидком кислороде и котельной установке 11 образуется теплота, которая по каналам 13 а и 13b снова подводится в биогазовую установку. При этом через теплообменник производится зарядка теплового аккумулятора (буферный накопитель), из которого производится отбор теплоты для биогазовой установки. В качестве передающей среды используется при этом, как правило, вода или смесь воды/гликоля. Для отдельных газовых потоков описанной со ссылками на фиг. 3 биогазовой установки определяют характеристические величины, которые сведены в табл. 1. Таблица 1. Характеристические величины для газовых потоков описанной биогазовой установки мощностью 6,5 МВт. Биогаз: Неочищенный биогаз после обессеривания Хранилище для остаточного брожения в качестве буфера для отработавшего газа из АПД: Промежуточный резервуар в качестве буфера для отработавшего газа из АПД: Отработавший газ из промежуточного резервуара для обработки отработавшего газа Объмные расходы отработавшего газа, используемого для создания атмосферы инертного газа,определяют в соответствии с данными табл. 2. Нумерация компонентов биогазовой установки обозначена теми же позициями, как и на фиг. 3. Таблица 2. Потоки отработавшего газа, которые используются для создания атмосферы инертного газа в хранилищах для остаточного брожения и в промежуточных резервуарах. Трубопровод из АПД 3 к хранилищу 7 для остаточного брожения Трубопровод из хранилища 7 для остаточного брожения к хранилищу 8 для остаточного брожения Трубопровод из хранилища 8 для остаточного брожения к хранилищу 9 для остаточного брожения Трубопровод из хранилища 9 для остаточного брожения к хранилищу 10 для остаточного брожения Трубопровод из промежуточного резервуара 10 к известной горелке 11 на жидком кислороде В балансе массы образованных газов из всей установки вытекает сведенное в табл. 3 количество газа с их соответствующим пропорционально доле участия составом газов метана, кислорода, азота, сероводорода и диоксида углерода. При этом исходили из предположительной работы установки в течение 365 дней в году и соответственно по 24 ч в день. Таблица 3. Баланс массы газа и состав газа для биогазовой установки мощностью 6,5 МВт согласно фиг. 3 Было установлено, что способ согласно настоящему изобретению, в соответствии с которым поток отработавшего газа из биогазовой установки перед заключительным окислением пропускается через закрытые хранилища для остаточного брожения и промежуточные резервуары, в выполненной согласно настоящему изобретению биогазовой установке доводиться до такого состояния, чтобы обеспечить, как защиту от взрыва, так и энергетически использовать биогаз, который был дополнительно получен в хранилищах для остаточного брожения и в промежуточных резервуарах. Отработавший газ из биогазовой установки имел концентрацию 3,3 об.% метана и 95,4 об.% диоксида углерода, так что он в связи со своим составом очень хорошо пригоден в качестве газа для создания атмосферы инертного газа в резервуарах для остаточного брожения и в промежуточных резервуарах. Выходящие потоки отработавшего газа по своему объму были полностью достаточными для создания из биогаза атмосферы инертного газа в резервуарах для остаточного брожения и в сборных резервуарах, так что доля метана после последовательного протекания 3 хранилищ для остаточного брожения составила 5,33 об.%, а после дополнительного прохождения промежуточного резервуара составила 5,84 об.%. Следовательно, в любом случае концентрация метана в свободных объмах газа внутри промежуточных резервуаров и резервуаров для остаточного брожения значительно ниже предельного показателя 17,5%, после которого в контакте с воздухом могла бы образоваться взрывоопасная газовая смесь. Внутри закрытых промежуточных резервуаров и резервуаров для остаточного брожения и без того предотвращается опасность взрыва вследствие наличия большой доли CO2, который действует как инертный газ. Образованный в промежуточных резервуарах и в резервуарах для остаточного брожения биогаз при объме 254,040 м 3/а составляет долю 2,4% от образованного в ферментационном реакторе биогаза и может дополнительно использоваться под действием заключительного окисления в известной горелке на жидком кислороде в качестве тепловой энергии для обогрева биогазового ферментра. В результате закрытого исполнения промежуточных резервуаров и резервуаров для остаточного брожения, а также беспламенного окисления остаточного отработавшего газа предотвращается выброс в окружающую среду метана и диоксида углерода, так что в способе согласно настоящему изобретению и в биогазовой установке согласно настоящему изобретению учитываются также и аспекты защиты климата. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ обработки биогаза, при осуществлении которого биогаз из ферментации разделяют на непосредственно пригодный для использования, состоящий главным образом из метанового газа газовый поток и содержащий примеси поток отработавшего газа, который подвергают термическому или каталитическому окислению, отличающийся тем, что поток отработавшего газа перед окислением пропускают через закрытые промежуточные резервуары и/или хранилища для остаточного брожения. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что отработавший газ последовательно пропускают через промежуточные резервуары и/или хранилища для остаточного брожения или разделяют на несколько частей, которые раздельно пропускают соответственно через промежуточные резервуары и/или хранилища для остаточного брожения. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что отработавший газ в заключение сжигают, а теплоту сгорания используют для покрытия потребности в теплоте биогазовой установки и, при необходимости,внешних потребителей тепла. 4. Биогазовая установка содержит один или несколько ферментационных резервуаров, установку обработки биогаза для разделения биогаза и отработавшего газа, причем одна линия для отработавшего газа включает заключительную термическую или каталитическую ступень окисления и по меньшей мере один промежуточный резервуар и/или хранилище для остаточного брожения, отличающаяся тем, что линия для отработавшего газа проходит через промежуточный резервуар и/или хранилище для остаточного брожения, которые выполнены закрытыми до подвода газа и отвода газа. 5. Биогазовая установка по п.4, отличающаяся тем, что промежуточный резервуар и/или хранилище для остаточного брожения для направления отработавшего газа подключены последовательно или параллельно. 6. Биогазовая установка по п.4 или 5, отличающаяся тем, что дополнительно содержит средство для обработки биогаза посредством абсорбционной очистки газа с помощью промывочной жидкости, например воды, полигликоля, промывки МЭА посредством адсорбции переменой давления, посредством способа мембранного разделения (мокрый или сухой способ) или посредством сжижения диоксида углерода.

МПК / Метки

МПК: C10L 3/08, C10L 3/06

Метки: способ, обработки, биогаза, биогазовая, установка

Код ссылки

<a href="https://eas.patents.su/9-17934-sposob-obrabotki-biogaza-i-biogazovaya-ustanovka.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Способ обработки биогаза и биогазовая установка</a>

Похожие патенты