Biogas

Biogas

Biogas dibentuk oleh dekomposisi anaerobik dari bahan organik yang dapat membusuk. Biogas dapat digunakan untuk menghasilkan listrik dan panas melalui mesin gabungan panas dan gas, atau dapat dibersihkan untuk menghasilkan biometana murni melalui peningkatan biogas.

Clarke Energy adalah distributor mesin gas Jenbacher yang dirancang untuk pengoperasian yang tangguh pada gas yang sulit seperti biogas, gas landfill atau gas limbah. Clarke Energy juga merupakan distributor untuk instalasi peningkatan biogas TPI.

Mesin Biogas

Menghasilkan listrik dan panas melalui gabungan mesin gas panas dan tenaga.

Peningkatan Biogas

Biogas dibersihkan dan dipisahkan menjadi metana dan karbon dioksida terbarukan.

CNG / LNG

Biometana dapat diangkut menggunakan silinder jika tidak tersedia jaringan untuk gas.

Apa itu biogas?

Biogas adalah gas terbarukan yang dihasilkan oleh mikroorganisme anaerobik. Mikroba ini memakan karbohidrat dan lemak, menghasilkan metana dan karbon dioksida sebagai produk sisa metabolisme. Gas ini dapat dimanfaatkan oleh manusia sebagai sumber daya yang berkelanjutan.

Biogas adalah bahan bakar terbarukan karena berasal dari bahan organik yang telah dibuat dari karbon atmosfer oleh tanaman yang tumbuh dalam musim tanam yang baru dan merupakan bagian dari siklus karbon jangka pendek.

Manfaat pencernaan anaerobik dan biogas

  • Produksi energi terbarukan melalui gabungan panas dan cogeneration daya
  • Pembuangan limbah bermasalah
  • Pengalihan sampah dari Tempat Pembuangan Sampah Akhir(TPA)
  • Produksi pupuk rendah karbon
  • Menghindari pelepasan gas Tempat Pembuangan Sampah Akhir(TPA) ke atmosfer dan mengurangi emisi karbon


Pembentukan biogas

Biogas formation diagram showing hydrolysis, acetogenesis, acidogenesis and methanogenesis

Pembuatan biogas juga disebut biometanasi. Gas yang diturunkan secara biologis diproduksi sebagai produk metabolisme dari dua kelompok mikroorganisme yang disebut bakteri dan Archaea. Mikroorganisme ini memakan karbohidrat, lemak dan protein, kemudian melalui serangkaian reaksi yang kompleks termasuk hidrolisis, asetogenesis, asidogenesis dan metanogenesis menghasilkan biogas yang terutama terdiri dari karbon dioksida dan metana.

Model 3D Pencernaan Anaerobik / pembangkit Biogas

 

A pie chart showing the composition of biogas derived from agricultural materials

Komposisi biogas

Biogas terutama terdiri dari metana (sumber energi dalam bahan bakar) dan karbon dioksida. Ini juga mungkin mengandung sejumlah kecil nitrogen atau hidrogen. Pencemaran dalam biogas dapat mencakup belerang atau siloksan, tetapi ini akan tergantung pada bahan baku digester.

Persentase relatif metana dan karbon dioksida dalam biogas dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain:

  • Rasio karbohidrat, protein dan lemak dalam bahan baku
  • Faktor pengenceran pada digester (karbon dioksida dapat diserap oleh air)

Pencernaan anaerobik

Pencernaan anaerobik adalah proses buatan manusia yang memanfaatkan fermentasi anaerobik dari limbah dan bahan biodegradable lainnya. Mikroba anaerobik dapat dimanfaatkan untuk mengolah limbah bermasalah, menghasilkan pupuk yang dapat digunakan untuk menggantikan pupuk kimia beremisi karbon tinggi. Ini juga merupakan proses yang menghasilkan produksi biogas, yang dapat digunakan untuk menyediakan energi terbarukan dengan menggunakan sistem cogeneration biogas.

A pie chart showing the typical composition of biogas originating from food wastes

Pencernaan anaerobik dapat terjadi pada suhu mesofilik (35-45˚C) atau termofilik (50-60˚C). Kedua jenis pencernaan biasanya membutuhkan sumber panas tambahan untuk mencapai suhu optimalnya. Panas ini biasanya oleh unit CHP biogas, yang beroperasi dengan biogas dan menghasilkan listrik dan panas untuk proses tersebut.

Seringkali, pembangkit biogas yang mengolah limbah yang berasal dari bahan hewani, juga memerlukan bahan tersebut untuk diolah pada suhu tinggi untuk menghilangkan bakteri penyebab penyakit dalam limbah tanaman. Sistem ini mem-pasteurisasi limbah tanaman, biasanya pada 90°C selama satu jam, untuk menghancurkan patogen, dan menghasilkan penyediaan pupuk yang bersih dan berkualitas tinggi.

Mesin biogas

Mesin biogas Jenbacher dirancang khusus untuk beroperasi pada berbagai jenis biogas. Mesin gas ini dihubungkan ke alternator untuk menghasilkan listrik dengan efisiensi tinggi. Produksi listrik efisiensi tinggi memungkinkan pengguna akhir untuk memaksimalkan output listrik dari biogas dan karenanya mengoptimalkan kinerja yang ekonomis dari pembangkit dengan pencernaan anaerobik.

Output listrik mesin biogas

Ada 4 ‘jenis’ mesin gas Jenbacher dengan tingkat output daya dan karakteristik efisiensi listrik/termal yang berbeda.


Biogas CHP

Gas yang diturunkan secara biologis dapat digunakan dalam mesin biogas untuk menghasilkan daya terbarukan melalui kogenerasi dalam bentuk listrik dan panas. Listrik dapat digunakan untuk menyalakan peralatan di sekitarnya atau diekspor ke jaringan nasional.

Panas tingkat rendah dari sirkuit pendingin mesin gas, biasanya tersedia sebagai air panas dengan aliran/balik 70/90 °C. Untuk pabrik pencernaan anaerobik yang menggunakan mesin CHP, ada dua jenis panas utama:

  • Panas bermutu tinggi sebagai gas buang mesin (biasanya ~450 °C)

Panas tingkat rendah biasanya digunakan untuk memanaskan tangki digester ke suhu optimal untuk sistem biologis. Digester anaerobik mesofilik biasanya beroperasi pada suhu 35-40 °C. Digester anaerobik termofilik biasanya beroperasi pada suhu yang lebih tinggi antara 49-60 ° C dan karenanya memiliki persyaratan pemanasan yang lebih tinggi.

Anda dapat mengetahui lebih lanjut tentang efisiensi CHP biogas di sini.

Panas gas buang suhu tinggi dapat digunakan langsung ke pengering atau boiler panas limbah. Atau, dapat diubah menjadi air panas dengan menggunakan penukar panas gas buang dalam bentuk shell and tube untuk menambah panas dari sistem pendingin mesin.

Boiler limbah panas menghasilkan uap biasanya pada 8-15bar. Pengering mungkin berguna untuk mengurangi kadar air pada digested untuk membantu mengurangi biaya transportasi.

Dalam hal undang-undang setempat mengharuskan penghancuran patogen di digestate (seperti Peraturan Produk Sampingan Hewan Eropa) mungkin ada persyaratan untuk mengolah limbah dengan panas melalui pasteurisasi atau sterilisasi. Di sini, kelebihan panas dari mesin gas dapat digunakan di unit pasteurisasi.

Panas dari mesin CHP juga dapat digunakan untuk menggerakkan absorption chiller untuk memberikan sumber pendinginan, mengubah sistem menjadi pembangkit trigenerasi.

Tingkat Aliran Minimum

Laju aliran gas minimum untuk mengoperasikan mesin biogas Jenbacher terkecil pada beban penuh (J208 @249kWe) adalah 127Nm3/jam pada 50% metana.

Aplikasi

Sektor yang berbeda menggunakan teknologi pencernaan anaerobik memiliki karakteristik yang berbeda.

  •  

Kasus Bisnis Sektor Teknologi Biogas

Sektor biogas yang berbeda memiliki karakteristik kasus bisnis yang berbeda. Ini diringkas dalam tabel di bawah ini.

Potensi Pencemaran

Gas yang diturunkan secara biologis dapat mencakup kontaminan atau kotoran termasuk air, hidrogen sulfida dan siloxanes. Harap diskusikan ekspektasi kualitas gas Anda dengan kantor Clarke Energy setempat. Kami memberikan pedoman khusus tentang kualitas bahan bakar gas dalam dokumen instruksi teknis.

Air

Gas biologis mengandung uap air karena sifat bahan baku yang menghasilkan gas. Kuantitas air terkait dengan suhu gas biologis dan metode produksi. Di atas batas tertentu kadar air dalam biogas menjadi tantangan  untuk pembakaran bagi mesin gas.

Air dapat dihilangkan dari gas dengan menggunakan:

  • Unit dehumidifikasi (pengeringan) gas.
  • Tabung penyedotan di tanah.


Hidrogen Sulfida

Hidrogen sulfida (H2S) turunan sebagai produk sampingan dari proses pencernaan anaerobik dari bahan baku belerang tinggi seperti asam amino dan protein. Ketika dibakar dalam mesin gas hidrogen sulfida dapat mengembun berbentuk air untuk membentuk asam sulfat. Asam sulfat bersifat korosif terhadap elemen mesin gas dan karenanya harus dibatasi untuk mencegah efek buruk pada mesin CHP.

Proses untuk menghilangkan hidrogen sulfida meliputi:

  • Filter karbon aktif
  • Dosis oksigen tingkat rendah ke dalam tingkat atas dari digester (biasanya <1%)
  • Menara scrubber biologis eksternal
  • Dosis Freeic Chloride ke dalam digester

 

Siloxanes

Dalam beberapa kasus, biogas mengandung Siloxane. Siloxanes terbentuk dari dekomposisi anaerobik bahan yang biasa ditemukan dalam sabun dan deterjen. Selama proses pembakaran gas yang mengandung Siloxanes, silikon dilepaskan dan dapat bergabung dengan oksigen bebas atau berbagai elemen lain dalam gas pembakaran. Endapan yang terbentuk sebagian besar mengandung silika (SiO2) atau silikat (SixOy). Deposit mineral putih ini menumpuk dan harus dihilangkan dengan cara kimia atau mekanis.

Siloxanes sering bermasalah di TPA gas dan limbah pabrik gas karena kontaminasi yang sering ditemukan terkait dengan limbah organik.

Dalam limbah biodegradable dan pabrik biogas pertanian yang dipisahkan dari sumbernya, masalah yang terkait dengan Siloxanes sangat jarang ditemukan.

 

External Links

Ada Pertanyaan Lebih Lanjut?

Jika Anda memiliki pertanyaan teknis yang perlu dijawab, ingin mengatur untuk berbicara dengan bagian penjualan atau membuat janji untuk studi kelayakan.