Biyogaz Jeneratör Ünitesinin Isı Geri Kazanımı
1, Biyogaz jeneratör setlerinde atık ısı geri kazanımının temel uygulaması
Biyogaz jeneratör setlerinin atık ısısı temel olarak iki parçadan gelir: motor egzozu (sıcaklık 350-550 derece, toplam atık ısının %60-%70'ini oluşturur) ve motor silindir gömleği ve yağlama yağı soğutma sistemi (sıcaklık 80-120 derece, toplam atık ısının %30-%40'ını oluşturur). Hedeflenen geri dönüşüm sistemi tasarımı sayesinde, bu atık ısılar birden fazla senaryoda geniş çapta uygulanabilir ve "enerji üretimi atık ısı kullanımının" kapalı döngü ekolojisini oluşturabilir:
(1) Biyogaz üretiminin sağlanması: hammadde ön arıtımı ve fermantasyon ısıtması
Bu, atık ısı geri kazanımının en temel kullanımıdır ve özellikle büyük-ölçekli biyogaz projelerinin istikrarlı çalışması için uygundur.
Fermantasyon tankının ısıtılması: Biyogaz fermantasyonu için en uygun sıcaklık, orta sıcaklık (30-38 derece) veya yüksek sıcaklıktır (50-55 derece). Düşük sıcaklıklı ortamlar (kış veya kuzey bölgeleri), fermantasyon verimliliğinde azalmaya ve gaz üretiminde keskin bir azalmaya neden olabilir. Geri kazanılan atık ısı, fermantasyon et suyunu plakalı ısı eşanjörleri aracılığıyla ısıtmak için veya bir sıcak su sirkülasyon sistemi aracılığıyla fermantasyon tankı için sabit sıcaklık koruması sağlamak, gaz üretimini %20 - %30 oranında artırmak ve kış ünitesi için istikrarlı yakıt beslemesi sağlamak için kullanılır.
• Hammadde ön arıtımı: Bazı biyogaz projelerinde saman, hayvan gübresi ve ham maddelerin ayrışması, hidrolizi veya sterilizasyonunu sağlamak için ısıtılması gereken diğer ham maddeler kullanılır. Atık ısıdan elde edilen sıcak su doğrudan hammadde ön arıtma prosesi için kullanılabilir ve böylece ilave enerji tüketimi azaltılabilir.
(2) Endüstriyel ve Ticari Senaryolar: Doğrudan Termal Enerji Temini
Atık ısı geri kazanımı tarafından üretilen yüksek-sıcaklıktaki sıcak su (80-95 derece) veya buhar (düşük basınç, 0,3-0,6MPa), endüstriyel üretimin ve ticari binaların termal enerji ihtiyaçlarını doğrudan karşılayabilir:
Endüstriyel ısı: Gıda işleme, tekstil baskı ve boyama, kimyasal ilaç vb. endüstrilerdeki temizleme, kurutma ve ısıtma işlemleri; Yetiştirme çiftliklerinde dışkı tedavisi (pastörizasyon) ve seralarda sabit sıcaklıkta ekim (toprak ısıtma, hava ısıtma).
Ticari ve bina ısıtması: endüstriyel parklar, ofis binaları, hastaneler ve okullar için kış ısıtması; Oteller ve alışveriş merkezleri için evsel sıcak su temini (çamaşır ve mutfak kullanımı için); Veri merkezleri için kış yalıtımı (elektrikli ısıtmanın yerine).
(3) Enerji Yükseltmesi: Atık Isıdan Enerji Üretimi ve Soğutma
Büyük-ölçekli biyogaz enerji üretimi projeleri (kurulu kapasite 1 MW'tan büyük veya ona eşit) için, enerji yükseltmesi, ileri teknolojiye sahip atık ısı geri kazanım sistemleri aracılığıyla- gerçekleştirilebilir:
• Atık ısıdan enerji üretimi: Organik Rankine döngüsü (ORC) teknolojisi kullanılarak, yüksek-sıcaklıktaki egzoz gazı, organik çalışma sıvılarını (R245fa gibi) ısıtmak için kullanılır, küçük türbin jeneratörlerini elektrik üretmek üzere çalıştırır ve sistemin genel enerji kullanım oranını %80'in üzerine çıkarır.
Absorbsiyonlu soğutma: Lityum bromür absorbsiyonlu soğutma üniteleri kullanılarak atık ısı, endüstriyel üretim soğutması ve bina iklimlendirme soğutması için soğutma kapasitesine dönüştürülür ve böylece "yaz soğutma, kış ısıtma ve yıl boyunca -su temini" gibi çoklu enerji tamamlayıcılığı elde edilir.
Atık ısı geri kazanım teknolojisi, yalnızca biyogaz enerjisinin uygulama sınırlarını genişletmekle kalmaz, aynı zamanda ekonomi, çevre koruma ve teknoloji açısından birçok avantaj sağlayarak biyogaz enerji üretim projeleri için "güçlü bir araç" haline gelir:
(1) Enerjinin kapsamlı kullanım oranını artırın ve enerji israfını azaltın
Geleneksel biyogaz enerji üretim projeleri, büyük miktarda atık ısının doğrudan boşaltıldığı ve enerji kullanım oranının %45'ten az olduğu yalnızca elektrik üretimine odaklanır. Atık ısının geri kazanılması yoluyla sistemin kapsamlı enerji kullanım oranı %75 - %90'a yükseltilebilir; bu da metreküp biyogaz başına etkin enerji çıktısının iki katından fazlasına eşdeğerdir. 1MW'lık biyogaz jeneratör setini örnek alırsak, ortalama günlük enerji üretimi yaklaşık 24.000 kilowatt saattir ve geri kazanılan atık ısı, günde 20.000 metrekare bina ısıtması veya 500 ton evsel sıcak su ihtiyacını karşılayabilir ve "sadece elektrik üret, ısı israfı" şeklindeki tek modu tamamen değiştirebilir.
(2) İşletme maliyetlerini azaltın ve proje karlılığını artırın
• Yakıt tüketimini azaltın: Fermantasyon tanklarını ısıtmak için atık ısı kullanıldığında, elektrikli ısıtma ve kömür{0}}ateşli/gaz-ateşli kazanların yerini alabilir ve yardımcı enerji maliyetlerini azaltabilir. Kuzey Çin'deki 1,2 MW'lık bir biyogaz projesinden elde edilen verilere göre, kış aylarında fermantasyon tankının atık ısıyla ısıtılması, günde ortalama 300 metreküp doğal gaz tüketiminden ve yıllık maliyetlerde yaklaşık 600.000 yuan tasarruf sağlayabilir.
• Gelir kaynaklarının arttırılması: Atık ısının fazlası dışarıdan sağlanarak (çevredeki işletmelere ve konut sakinlerine ısıtma/sıcak su gibi), "elektrik+ısı" şeklinde ikili bir gelir oluşturularak projenin yatırımın geri dönüş süresi 1-3 yıl kısaltılabilir. Bazı projelerin termal enerji geliri, toplam gelirin %30-%40'ını oluşturarak risklere karşı dayanıklılık yeteneğini önemli ölçüde artırıyor.