Odzysk ciepła z jednostki generatora biogazu

1. Podstawowe zastosowanie odzysku ciepła odpadowego w agregatach prądotwórczych na biogaz

Ciepło odpadowe agregatów prądotwórczych na biogaz pochodzi głównie z dwóch części: wydechu silnika (temperatura 350-550 stopni, co stanowi 60% -70% całkowitego ciepła odpadowego) oraz tulei cylindrów silnika i układu chłodzenia oleju smarowego (temperatura 80-120 stopni, co stanowi 30% -40% całkowitego ciepła odpadowego). Dzięki ukierunkowanej konstrukcji systemu recyklingu ciepło odpadowe może być szeroko stosowane w wielu scenariuszach, tworząc ekologię zamkniętego obiegu „wykorzystania ciepła odpadowego z wytwarzania energii”:

(1) Zapewnienie produkcji biogazu: wstępna obróbka surowca i ogrzewanie fermentacyjne

Jest to najbardziej istotne zastosowanie odzysku ciepła odpadowego, szczególnie odpowiednie dla stabilnego funkcjonowania-dużych projektów biogazowych.

Ogrzewanie zbiornika fermentacyjnego: Optymalna temperatura fermentacji biogazu to średnia temperatura (30-38 stopni) lub wysoka temperatura (50-55 stopni). Środowiska o niskiej temperaturze (zima lub regiony północne) mogą prowadzić do zmniejszenia wydajności fermentacji i gwałtownego zmniejszenia produkcji gazu. Odzyskane ciepło odpadowe wykorzystywane jest do podgrzewania brzeczki fermentacyjnej poprzez płytowe wymienniki ciepła lub do zapewnienia stałej temperatury zbiornika fermentacyjnego poprzez system cyrkulacji gorącej wody, zwiększając produkcję gazu o 20% -30% i zapewniając stabilne dostawy paliwa dla jednostki zimowej.

• Wstępna obróbka surowców: Niektóre projekty biogazowe wykorzystują słomę, odchody zwierzęce i inne surowce, które należy podgrzać, aby uzyskać rozkład, hydrolizę lub sterylizację surowców. Gorącą wodę z ciepła odpadowego można bezpośrednio wykorzystać w procesie wstępnej obróbki surowców, zmniejszając dodatkowe zużycie energii.

(2) Scenariusze przemysłowe i komercyjne: Bezpośrednie dostawy energii cieplnej

Gorąca woda o wysokiej-temperaturze (80-95 stopni) lub para (niskociśnieniowa, 0,3–0,6 MPa) wytwarzana w wyniku odzyskiwania ciepła odpadowego może bezpośrednio zaspokoić zapotrzebowanie na energię cieplną w budynkach produkcyjnych i komercyjnych:

Ciepło przemysłowe: procesy czyszczenia, suszenia i ogrzewania w branżach takich jak przetwórstwo spożywcze, drukowanie i farbowanie tekstyliów, farmaceutyka chemiczna itp.; Oczyszczanie odchodami w gospodarstwach hodowlanych (pasteryzacja) i uprawa w stałej temperaturze w szklarniach (ogrzewanie gleby, podgrzewanie powietrza).

Ogrzewanie obiektów komercyjnych i budynków: ogrzewanie zimowe parków przemysłowych, budynków biurowych, szpitali i szkół; Zaopatrzenie w ciepłą wodę użytkową hoteli i galerii handlowych (do mycia i użytku kuchennego); Izolacja zimowa centrów danych (zastąpienie ogrzewania elektrycznego).

(3) Modernizacja energii: wytwarzanie energii z ciepła odpadowego i chłodzenie

W przypadku-dużych projektów wytwarzania energii z biogazu (moc zainstalowana większa lub równa 1 MW) poprawę energii można osiągnąć za pomocą-najwyższej klasy systemów odzyskiwania ciepła odpadowego:

• Wytwarzanie energii z ciepła odpadowego: przy użyciu technologii organicznego cyklu Rankine’a (ORC)-wysokotemperaturowe spaliny są wykorzystywane do podgrzewania organicznych płynów roboczych (takich jak R245fa), napędzając małe generatory turbinowe do wytwarzania energii elektrycznej, zwiększając ogólny stopień wykorzystania energii w systemie do ponad 80%.

Chłodzenie absorpcyjne: dzięki zastosowaniu absorpcyjnych agregatów chłodniczych z bromkiem litu ciepło odpadowe jest przekształcane w wydajność chłodniczą na potrzeby chłodzenia produkcji przemysłowej i chłodzenia klimatyzacji budynków, uzyskując wieloenergetyczną komplementarność „chłodzenia latem, ogrzewania zimą i-całorocznego zaopatrzenia w wodę”.

Technologia odzysku ciepła odpadowego nie tylko poszerza granice zastosowań energii z biogazu, ale także wykazuje wiele zalet pod względem ekonomicznym, ochrony środowiska i technologii, stając się „potężnym narzędziem” dla projektów wytwarzania energii z biogazu:

(1) Popraw kompleksowy stopień wykorzystania energii i zmniejsz straty energii

Tradycyjne projekty wytwarzania energii na biogaz skupiają się wyłącznie na produkcji energii elektrycznej, przy czym duża ilość ciepła odpadowego jest bezpośrednio odprowadzana, a stopień wykorzystania energii wynosi mniej niż 45%. Dzięki odzyskiwaniu ciepła odpadowego całkowity stopień wykorzystania energii w systemie można zwiększyć do 75% -90%, co jest równoznaczne z ponad dwukrotnym zwiększeniem efektywnej produkcji energii na metr sześcienny biogazu. Biorąc za przykład zestaw generatora biogazu o mocy 1 MW, średnia dzienna produkcja energii elektrycznej wynosi około 24 000 kilowatogodzin, a odzyskane ciepło odpadowe może zaspokoić zapotrzebowanie na 20 000 metrów kwadratowych ogrzewania budynku lub 500 ton ciepłej wody użytkowej dziennie, całkowicie zmieniając pojedynczy tryb „tylko wytwarzanie prądu, marnowanie ciepła”.

(2) Zmniejsz koszty operacyjne i zwiększ rentowność projektu

• Zmniejsz zużycie paliwa: ciepło odpadowe wykorzystywane do ogrzewania zbiorników fermentacyjnych może zastąpić ogrzewanie elektryczne i kotły-opalane węglem/gazem-, zmniejszając koszty energii pomocniczej. Według danych z projektu biogazowego o mocy 1,2 MW w północnych Chinach, ogrzewanie zbiornika fermentacyjnego ciepłem odpadowym w okresie zimowym może zaoszczędzić średnio 300 metrów sześciennych zużycia gazu ziemnego dziennie i zaoszczędzić około 600 000 juanów w rocznych kosztach.

• Zwiększenie źródeł przychodów: Nadmiar ciepła odpadowego może być dostarczany z zewnątrz (np. ogrzewanie/ciepła woda do okolicznych przedsiębiorstw i mieszkańców), tworząc podwójny dochód „prąd + ciepło”, skracając okres zwrotu inwestycji w projekcie o 1-3 lata. Przychody z energii cieplnej w niektórych projektach stanowią 30% -40% całkowitych przychodów, co znacznie zwiększa zdolność przeciwstawiania się ryzyku.