Tradução portuguese
| Processo de digestão anaeróbia | parâmetros operacionais | material de alimentação Digestivo | purificação do gás | gerador de energia | O consumo de energia | Os benefícios ambientais | Viabilidade | potenciais subprodutos | Segurança | FornecedoresO processo de digestão anaeróbia está ganhando a atenção na indústria da agricultura devido ao seu potencial para a produção de energia renovável e estabilização estrume. Estes benefícios potenciais são significativos no contexto atual de aumento dos custos de energia e de crescentes preocupações ambientais. O processo tem sido adotado em vários modos, em diferentes partes do mundo, principalmente na Europa e nos Estados Unidos. Embora o conhecimento do processo ainda não está difundido em Alberta, o setor agrícola está ansiosa para ver se a digestão anaeróbica é adequado para as suas operações. A presente ficha cobre alguns dos princípios básicos:
A digestão anaeróbia é um processo que ocorre naturalmente por meio da qual a matéria orgânica, tais como estrume, derrames para a alimentação animal, resíduos de processamento de carne e resíduos de culturas são estabilizadas por microrganismos estritamente na ausência de ar. Durante este processo, alguns compostos orgânicos são convertidos em metano (CH 4 ) e dióxido de carbono (CO 2 ) dos gases. Esta mistura de gases é conhecida como biogás. A composição do biogás é de 50 a 75 por cento CH 4 e 25 a 45 por cento de CO 2 . Como o gás natural, o biogás pode igualmente ser utilizado como combustível na alimentação geradores, motores, caldeiras e queimadores. Na prática, os tanques especialmente concebidos e isolamento são utilizadas para facilitar o processo de digestão anaeróbica, sob uma atmosfera controlada. Estes tanques são conhecidos como digestores anaeróbios. O efluente que sai do digestor, após a conclusão do processo de digestão é conhecido como digestores. Digestores tem valor nutricional e pode ser aplicado em terra como adubo.Digestores também tem muito menos odor em relação ao esterco armazenado. Parâmetros Operacionais A maioria dos digestores anaeróbicos são operados numa gama de temperaturas de 15 a 45 ° C. O pH da pasta no digestor é mantido entre 6,5 e 7,5. O tempo de retenção típico de matéria orgânica em digestores anaeróbios varia de 2 dias a 60 dias, dependendo do tipo de digestor e a concentração de matérias orgânicas processado. Lagoa coberto, de fluxo tampão, crescimento completamente misturado e ligado / filme fixo são as mais tipos comuns de digestores utilizados na América do Norte. Estes digestores podem processar resíduos orgânicos líquidos com uma concentração de sólidos na gama de 0,5 a 12 por cento. O processo de digestão anaeróbico é sensível a variações. Elevadas taxas de insucesso têm sido relatadas devido ao controle de processos inadequados. Digestor Feedstock Materiais Estrume, derramamentos de alimentos para animais, resíduos de colheitas, miudezas e a maioria dos resíduos orgânicos domésticos e industriais podem ser usados como matérias-primas para digestores. No entanto, é preciso ter cuidado para se certificar de que os patógenos que causam doenças aos animais, tais como a doença da vaca louca ou a gripe aviária, são impedidos de entrar nas digestores anaeróbios. Purificação de gás Biogás a partir de digestores anaeróbios tem rastrear gases como o vapor de água, sulfeto de hidrogênio (H 2 S), nitrogênio, hidrogênio e oxigênio. Entre estes gases, água e H 2 gases S exigir a remoção (ver Figura 1) antes de biogás é usado para produzir energia. O vestígio de vapor de água é retirado como condensado quando biogás quente arrefece num condensador. Um lavador de gases é geralmente usado para remover o sulfureto de hidrogênio corrosivo. O teor em sulfureto de hidrogénio em biogás deve ser inferior a 200 ppm (partes por milhão) para assegurar uma vida longa para os geradores de energia. Deve biogás ser distribuído utilização de gasodutos, padrões de petróleo e gasodutos canadenses podem ser aplicáveis. De acordo com os padrões de petróleo e gasodutos canadenses, teor de sulfeto de hidrogênio não deve exceder 4,6 ppm. Figura 1. Representação esquemática de uma planta digestor anaeróbico Gerador de Energia A eletricidade pode ser produzida a partir de biogás, utilizando motores de combustão interna e turbinas de energia. Embora a produção de electricidade, a energia de calor também pode ser recuperada usando um gerador sofisticado conhecido como um co-gerador (ver Figura 1). Co-geradores contêm geralmente um motor de combustão interna ou turbinas de alimentação e do permutador de calor para capturar o calor gerado quando a electricidade é produzida. Assim, co-geradores têm maior eficiência na produção de energia quando comparado a outros geradores de electricidade. Uso de Energia A electricidade produzida em uma fazenda pode ser usado para atender a demanda de eletricidade da mesma fazenda. O excesso de electricidade pode ser vendido para as comunidades vizinhas ou para o fornecedor de electricidade usando a grade. As informações relativas de ligação eletricidade excedente volta para a grade pode ser obtida a partir do fornecedor de energia. Uma parte da energia de calor produzido durante a geração de energia é muitas vezes usado para aquecer o digestor anaeróbico. O restante é usado para atender as diversas necessidades de aquecimento da fazenda. Em alguns casos, na Europa, a energia calorífica é também bombeado para satisfazer as necessidades de aquecimento da comunidade vizinha. Biogás pode também potencialmente ser adicionados às linhas de gás natural, se o dióxido de carbono é removido. A Figura 1 mostra a utilização de energia . Benefícios Ambientais Junto com odor, águas superficiais e das águas subterrâneas são as principais preocupações em expandir a indústria pecuária. De acordo com a maioria dos fornecedores, digestores anaeróbios pode reduzir o odor de instalações pecuárias em 80 por cento. Adotando a tecnologia digestor anaeróbico em fazendas resulta em melhor gestão de estrume e reduz o risco de chão ou superfície contaminação da água devido a patógenos e nutrientes lixiviação por run-off. Vários estudos reivindicaram que os agentes patogênicos prejudiciais como E. coli as bactérias são consideravelmente reduzidas quando é utilizado este processo.Para além deste resultado, a energia a partir do biogás é conhecido como energia renovável e reduz as emissões de gases de efeito estufa (dióxido de carbono (CO 2 ), metano (CH 4 ) e óxido nitroso). Fontes de energia renováveis são aqueles que produzem eletricidade ou energia térmica sem esgotar naturais recursos. As emissões de gases de efeito estufa são responsabilizados pela mudança climática acelerada em todo o mundo. Assim, o uso de energia renovável e redução de emissões de gases de efeito estufa são globalmente recomendada. Viabilidade Digestores anaeróbios estão instalados em fazendas individuais ou digestores centralizadas. Normalmente, o capital e os custos de funcionamento de uma planta de geração de energia de biogás é de US $ 3.700 a 7.000 / kWh e US $ 0,02 / kWh, respectivamente. Os custos totais de capital de plantas digestores anaeróbios são elevados e podem variar de algumas centenas de milhares a alguns milhões de dólares. Alguns dos estudos de viabilidade na América do Norte concluiu que o período de recuperação varia de 5 a 16 anos, quando operado nas melhores condições e piores, respectivamente. Incentivos financeiros governamentais para a produção de energia verde pode reduzir significativamente o período de recuperação. No entanto, a maioria das outras tecnologias de processamento de resíduos, que também podem exigir um investimento de capital elevado, não geram receita como uma planta digestor de biogás faz.Multiplicando a quantidade de eletricidade e energia térmica potenciais anuais no Quadro 1 por custos médios de electricidade e aquecimento fornece a receita anual de energia aproximada de tratamento de estrume, como mostrado no exemplo abaixo. Tabela 1. estrume / calculadora de energia
Multiplicar os correspondentes electricidade e energia térmica potenciais anuais na tabela pelo número de animais para descobrir o total de energia que pode ser produzida em um fazenda, quando um digestor anaeróbico é usado. Exemplo
Nota:
Potencial subprodutos O excesso de digestores podem ser processados para produzir vários produtos de valor acrescentado e reutilizar água, como mostrado na Figura 1. O primeiro passo no processamento do digerido é separar o líquido e porções sólidas. Tanto o líquido separado e porções sólidas têm nutrientes neles. Os nutrientes na parte líquida pode ser concentrada por remoção da água para reduzir o volume de tratamento. O teor de sólidos na digestores pode ser usado como material de cama com a prática de gerenciamento de dejetos apropriado ou pode ser processado. Tanto o líquido processado e parte sólida pode ser alterado com nutrientes suplementares para produzir produtos de valor agregado. A água separada da porção de líquido pode ser usado para fins de lavagem de irrigação ou e purificado utilizando tecnologias avançadas de tratamento de água para satisfazer outras necessidades de água na fazenda. No entanto, o processamento adicional sempre requer investimento adicional. A Figura 1 mostra a utilização de produtos de valor agregado e reutilização da água após a produção de biogás. Segurança O biogás é um gás altamente corrosivo e inflamável. O armazenamento de gás e sistema de utilização devem ser construídas de acordo com as práticas padrão de engenharia para a manipulação de um gás inflamável para evitar riscos de segurança indevidos. Biogás contém vestígios de sulfeto de hidrogênio (H 2 S). A exposição a concentrações elevadas de H 2 S é prejudicial e pode resultar em fatalidade humana. Portanto, os operadores de plantas devem ser treinados para lidar com H 2 perigos S. Normas de oleodutos e gasodutos canadenses exigem que mercaptanos ser adicionado ao gás natural nacional para a detecção rápida e fácil de vazamento de gás durante a distribuição. Este procedimento é aplicável para a distribuição de biogás bem. Operadores de instalações no local deve seguir os procedimentos de segurança padrão, tais como equipamento de segurança vestindo, especialmente para proteção de orelha como co-geradores são geralmente barulhento. A área de planta deve ser vedado e tem sinais de aviso apropriados como "Perigo, H 2 S Area", "Stop" ou "High Voltage". Fornecedores Equipamentos Uma lista up-to-date de fornecedores de tecnologia comercial pode ser encontrado na Alberta Agricultura e Alimentação website. Para obter informações adicionais, consulte as seguintes páginas web: Anaerobic Digestores: Frequently Asked Questions , Agdex 768-2 biogás energia potencial em Alberta , Agdex 768-3 Integrando biogás, operações de confinamento ea produção de etanol , Agdex768-4 biogás Distribuição - Rural Divisão Utilities de Alberta Agricultura e Alimentação. Os incentivos para a produção de biogás - Programa Produtor de crédito Alberta Bioenergy Preparado por Alberta Agricultura e AlimentaçãoMahendran Navaratnasamy e Brian Koberstein - Agricultura Stewardship Divisão Bruce Partington - Utilitários Rural Division Fonte: Agdex 768-1. Revisão de Fevereiro de 2008. |
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