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Biogas

El biogás es una forma de energía producida por la digestión anaeróbica (la descomposición de constituyentes de materia biodegradable en un ambiente libre de oxígeno). Es una mezcla de gases, principalmente dióxido de carbono y metano. Composición aproximada del biogás:

     - Metano (CH4) 55 a 65%
     - Dióxido de carbono (CO2) 30 a 35%
     - Vapor de agua de 1 a 5%
     - Sulfuro de hidrógeno (H2S) 0 a 3%
     - Hidrógeno (H2) 0 a 1%

La descomposición del material de desecho durante la digestión anaeróbica es causada por la acción bacteriana en lugar de las altas temperaturas. Se lleva a cabo en casi cualquier ambiente biológico, pero es favorecido por condiciones cálidas, húmedas y de bajo oxígeno.

La digestión anaeróbica también ocurre en dos situaciones principales creadas por actividades humanas:

     - Aguas residuales (desechos humanos) o estiércol animal.
     - Gas de vertedero producido por basura doméstica enterrada en vertederos.

En la naturaleza, también hay muchas materias primas (materiales orgánicos) de las que se puede extraer biogás: estiércol humano y animal, hojas, ramitas, hierbas, basura, desechos agrícolas e industriales con contenido orgánico superior al 2%.
El biogás producido se puede usar para cocinar, calentar, alumbrar (usando lámparas de gas), generar electricidad, operar la granja y otras necesidades energéticas. El efluente producido a partir del proceso puede usarse como fertilizante para cultivos.

Sistemas de soplado de biogás

El biogás de rellenos sanitarios se transporta desde el campo de pozos del relleno sanitario a la instalación del ventilador a través del colector principal de recolección de gases. El LFG normalmente pasa a través de un recipiente de eliminación de líquido para la eliminación de partículas de gas y líquido, antes de ser enviado al soplador. Las válvulas de bloqueo y las válvulas de derivación se pueden usar activamente en algunos vertederos si existe el deseo de conducir el gas alrededor del recipiente de eliminación de líquido. Esto generalmente no se recomienda porque la eliminación de condensado ayuda a proteger la instrumentación y el equipo de procesamiento.

La instalación del soplador y el equipo de control asociado pueden estar alojados dentro de un edificio o estar expuestos a los elementos externos. Debería tener una ubicación central con espacio para expansión y suministro de energía. También debe tener la capacidad de manejar el 100 por ciento de la estimación de producción pico de biogás, más un tamaño adicional para el control de la migración de biogás. A menudo se instalan válvulas de mariposa en las tuberías de entrada y salida para cada soplador que se utiliza para permitir la operación continua del ventilador durante el mantenimiento programado y las paradas.

El propósito del soplador de GRS (también conocido como compresor) es crear un vacío para la extracción de gas de pozos de recolección y zanjas bajo presión, tirar del GRS al ventilador y empujar el GRS hacia la bengala o otro equipo de tratamiento. Este proceso se conoce como control activo de LFG, que contrasta con el control pasivo de LFG. Los sistemas pasivos, donde generalmente se permite que el GRS se ventile en la atmósfera con poco o ningún tratamiento, con frecuencia no se recomiendan para las operaciones modernas de vertederos. El componente mecánico principal del sistema de soplador es el compresor de gas o soplador en sí. Otros equipos asociados pueden incluir:
  • Válvulas (bloqueo automático, control)
  • Medición de flujo y grabación
  • Instrumentos para medir presión, temperatura, etc.
  • Equipo de tratamiento y manejo de condensados
  • Equipo eléctrico
  • Instrumentación
  • Utilidades
La selección del soplador apropiado está determinada por factores tales como la cantidad y el uso final del GRS, el vacío requerido para extraer el gas, la presión requerida para el procesamiento, etc. Los principales tipos de soplantes utilizados para aplicaciones de GRS incluyen solo y múltiples sopladores centrífugos de etapa: IE Máquinas de vacío / presión constante, volumen variable de gas, que incorporan una válvula de mariposa en la entrada de la unidad.

Biogas y el medio ambiente.

Existe una cantidad significativa de elementos orgánicos no utilizados (desechos de animales) en las zonas rurales. Los compuestos orgánicos pueden producir grandes cantidades de gas metano y la tecnología actual puede utilizarse y adaptarse a las condiciones locales.

Las expectativas de diseño y producción del biodigestor deben adaptarse a los rosources, las condiciones climáticas y los materiales de construcción disponibles. Para minimizar el costo de capital de los equipos, es importante asegurarse de que el digestor esté diseñado adecuadamente.

La digestión anaeróbica también ocurre en estanques, marismas y pozos de estiércol donde abundan los materiales orgánicos podridos. Con frecuencia se ven burbujas que suben a la superficie y, tras la combustión de las burbujas (llenas de metano), se observa una llama de color azul violeta, sin humo e inodoro. El metano es alrededor de 23 veces más potente que un gas de efecto invernadero que el dióxido de carbono (CO2).

Potencial de alimentación para biodigestores

Las materias primas que pueden considerarse sustancias adecuadas para la producción de biogás a través del proceso de bioconversión en un digestor son:

1. Residuo de la cosecha - Basura de caña, maleza, maíz y rastrojo, paja, forraje malcriado, etc. Los estudios han demostrado que el contenido de sustancias solubles en agua como azúcares, animoácidos, proteínas y componentes minerales disminuye con la edad de la planta y es lo suficientemente bajo como para limitar la velocidad del proceso de digestión. Por lo tanto, la descomposición de los residuos de cultivos lleva más tiempo que los abonos debido a su contenido de fibra y tamaños de partícula más grandes.

2. Estiércol: los desechos del ganado (estiércol, orina, hojarasca), los excrementos de ovejas y cabras, los desechos domésticos (sangre, carne), desechos de la industria pesquera, cuero, etc. de la comunidad agrícola representan una fuente importante de materia prima para el biogás producción. El estiércol es una fuente de carbono y nitrógeno necesarios para la operación exitosa del proceso de fermentación. La cantidad y composición de los desechos animales depende del tipo de animal. Pultry, por ejemplo, produce más sólidos volátiles, nitrógeno y fósforo, por unidad de peso. Además, la composición del estiércol depende en gran medida de la ración de alimentación del animal. los animales que se alimentan solo con pasto muestran un contenido de nitrógeno mucho menor en el estiércol y la orina.

3. Desechos humanos: los rostros humanos y la orina son materias primas que pueden usarse para la producción de biogás.

4. Por productos y desperdicios de industrias basadas en la agricultura y crecimiento acuático: tortas de aceite, bagazo, salvado de arroz, semillas, agua de procesamiento de frutas y vegetales, lodo de filtros de las fábricas de azúcar, algas marinas, algas marinas, etc., también pueden ser demandados. placa de alimentación para biodigestores.

Requirements for a successful system

  • Mantenga el digestor alejado de llamas y equipos eléctricos que puedan chispear.
  • Los edificios deben estar bien ventilados.
  • Se deben usar motores a prueba de explosiones, cables y luces.
  • Realice revisiones periódicas del sistema para ver si hay fugas de gas.
  • Siga las reglas de seguridad del quemador Bunsen cuando pruebe el gas con una llama.
  • Utilizar detectores de gas y dispositivos de alarma en recintos.
  • No sumerja el efluente de la unidad directamente en lagos o arroyos.
Precauciones de seguridad

Los problemas de seguridad relacionados con la generación de biogás incluyen riesgos para la salud y riesgos de incendio o explosión. El biogás es inflamable y puede ser explosivo cuando se lo mezcla con aire.
  • Aceptación por usuarios potenciales.
  • Posibilidad de usar el gas cuando se produce.
  • Suficiente demanda de gas.
  • Disponibilidad de suficientes materias primas para cumplir con los requisitos de producción.
  • Mantenimiento adecuado y control operacional.

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