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/тоСВ 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.