Получение максимальной выгоды от производства биометана из сточных вод

Вторник Март 14th, 2017 Categories: Opinion Piece
Maximising the biomethane opportunities for sewage

Автор: менеджер по международным продажам HRS Heat Exchangers Мэтт Хейл (Matt Hale)

В течение многих лет британские предприятия, занимающиеся очисткой сточных вод, использовали как аэробную, так и анаэробную технологию обработки. Поэтому неудивительно, что после принятия в апреле 2002 года (в апреле 2005 года в Северной Ирландии) обязательств правительства Великобритании, стимулирующих энергокомпании использовать возобновляемые источники энергии (RO), заводы анаэробного сбраживания (AD) сточных вод оказались одними из первых объектов, аккредитованных в рамках системы.

К 31 марта этого года под крылом инициативы RO оказались все новые генерирующие мощности. Однако мало кому известно о том, что период аккредитации этих первых предприятий по умолчанию составлял 20 лет. Это означает, что большинство заводов по переработке сточных вод потеряют право на участие в ROC в 2027 году, несмотря на то, что сама программа рассчитана до 2037 года. Фактически, эти предприятия будут получать субсидии всего лишь следующие десять лет.

Кроме того, технология анаэробного сбраживания значительно изменилась за последние 15 лет, особенно здесь, в Великобритании. Производственные мощности существенно выросли: количество биогазовых заводов по переработке сточных вод увеличилось с 49 в 2004 году до 159 сегодня. Многие из первоначальных объектов уже рассматривают варианты модернизации, часто переключаясь с производства электроэнергии на биометан, чтобы использовать преимущества, предоставляемые программой финансовой поддержки развития возобновляемых источников тепловой энергии (RHI), учитывая положительные результаты прошлогодних консультаций по этой схеме.

Выступая на Национальной конференции ADBA в декабре 2016 года, эксперт аналитической группы по анаэробному сбраживанию и биоресурсам Олли Мор (Ollie More) подтвердил, что многие производители биогаза из сточных вод переходят на выпуск биометана. «Эти заводы производят электроэнергию, а теперь обновляют оборудование для выпуска биометана. Мы ожидаем, что такая тенденция продолжится и в дальнейшем», — пояснил он.

Модернизация существующих заводов также является идеальной возможностью для повышения их общей производительности и рационального использования каждого киловатта тепловой и электрической энергии, а также общего снижения выбросов парниковых газов. В действительности, сектор переработки воды является центром приложения сил, направленных на повышение эффективности процесса анаэробного сбраживания. Хотя заявленная мощность электроэнергии, производимой заводами анаэробного сбраживания осадка сточных вод, в период с 2010 по 2015 год увеличилась на 12 % до 216 МВт, фактически заводы по очистке сточных вод произвели на 25 % больше мощности. Рекуперация тепла является одним из самых простых способов повышения эффективности, а теплообменники – это лучший способ её реализовать. Однако, несмотря на их широкое распространение в таких отраслях, как производство продуктов питания и химической промышленности, о них часто забывают на заводах анаэробного сбраживания.

Тепло можно использовать в самом процессе анаэробного сбраживания, например, для предварительного нагрева исходного сырья, или в процессах переработки для повышения эффективности добычи газа. Оно пригодится и в любой другой операции, требующей тепловой энергии: от обработки воды, пастеризации и концентрирования до отопления офисов и зданий или нагрева воды для промывки.

Задействовав избыточное тепло, которое можно считать бесплатным, взамен приобретения дополнительного топлива, все перечисленные выше задачи можно решить путём выбора подходящего теплообменника. Такой подход обеспечивает дополнительные преимущества по сравнению с другими технологиями, такими как системы нагрева в резервуаре, которые часто используются для пастеризации. Грамотно спроектированная система способна восстанавливать и использовать 40 % тепла, производимого заводом.

Решение проблемы эффективности при помощи теплообменников

Например, использование теплообменников для пастеризации более эффективно, чем применение резервуаров с нагревательными рубашками, поскольку они имеют существенно меньшую тепловую нагрузку (до 50 % для некоторых систем). Это связано с низким уровнем теплопередачи в системах с резервуарами, которые обычно сливают использованную горячую воду, а не возвращают её в производственный цикл. При помощи теплообменников можно организовать эффективную пастеризацию дигестата в соответствии с требованиями стандарта PAS 110 с использованием избыточного тепла, исключив необходимость применения дополнительного источника энергии, такого как бойлер для биомассы, который может увеличить стоимость проекта на сотни тысяч фунтов.

Рационально спроектированная система теплообменников может обеспечить теплом непрерывный процесс пастеризации, используя меньше энергии, чем альтернативные решения. При этом дополнительная рекуперация или восстановление тепла может составить до 60 %. Это сохранное тепло можно затем использовать в другой операции, например, в вакуум-выпарной установке.

Тепло может быть израсходовано на отделение воды от дигестата путём концентрирования. Данный метод позволяет уменьшить общий объём дигестата на целых 80 %, что значительно снижает транспортные расходы, связанные с его вывозом. Грамотно спроектированная система обеспечивает сохранение ценных питательных веществ в дигестате, в то время как вода в виде пара может быть сконденсирована и повторно использована. Например, её можно снова добавить в исходное сырьё перед его загрузкой в биореактор, что сделает весь процесс практически самодостаточным с точки зрения использования воды и утилизации жидких отходов на заводе. После концентрирования содержание сухого твёрдого вещества в обработанном дигестате увеличивается до 20 % (зачастую данная величина представляет собой четырехкратное увеличение), что значительно облегчает транспортировку и обращение с ним.

Правильно спроектированная система позволяет восстанавливать и использовать 40 % тепла, производимого установкой анаэробного сбраживания. Вам решать, где использовать эту бесплатную энергию.

 

 

 

© 2018 HRS Heat Exchangers. All Rights Reserved

Продолжая пользоваться сайтом, вы соглашаетесь с использованием cookies-файлов. Подробнее. Подробнее

Параметры cookies-файлов на этом сайте установлены, как "разрешить cookies ", чтобы обеспечить Вам лучший просмотр сайта. Если вы будете продолжать использовать этот веб-сайт без изменения настроек cookies-файлов или нажмете кнопку "Принять", то вы соглашаетесь с этим.

Закрыть