1.5. Биогаз

Биогаз получаются в результате биохимических преобразований (метаногенеза) различных видов органических отходов (навоза, твердых бытовых отходов, шлама сточных вод и др.).

Метановое сбраживание (метаногенез) представляет собой процесс разложения органических веществ до конечных продуктов, в основном метана и углекислого газа, в результате жизнедеятельности сложного комплекса микроорганизмов в анаэробных условиях при псикрофильном ( t = 10 - 20С ) мезофильном ( t = 30 - 35C ) и термофильном ( t = 50 - 55C ) режимах. Следует отметить, что от 40 до 60 % выделившегося биогаза затрачивается на собственные нужды, т. е. на поддержание в метантенке требуемой для процесса анаэробного метаногенеза температуры.

Биогаз состоит на 50 – 80 % из СН4 и на 20 – 50 % из СО2. При оптимальных условиях эти газы могут образовываться в количестве равном 90–95 % биологически распавшегося органического вещества. Остальные 5–10 % расходуются на производство бактериальных клеток.

Физические и химические свойства биогаза зависят от содержания компонентов. Теплота сгорания биогаза практически пропорциональна содержанию в нем метана и составляет Qн = 18 - 24 МДж/м.

Наиболее подходящим сырьем для получения биогаза является навоз домашних животных и птичий помет. Могут быть использованы и другие сельскохозяйственные отходы, такие, как солома, используемая в качестве подстилки для животных, трава, ботва и др. Кроме того, для получения биогаза могут использоваться твердые бытовые отходы (ТБО), централизованно удаляемые из жилых зданий, органические отходы пищевых производств, отходы предприятий общественного питания и осадки (шламы) сточных вод канализационных очистных сооружений.

7. Режим споживання газу

Всі міські споживачі - побутові, комунальні суспільні і промислові - споживають газ нерівномірно. Вжиток газу змінюється в залежності від місяців року, днів тижня і календарних днів, а також погодинно.

Виходячи з періоду, протягом якого споживання газу приймають постійним, розрізняють:

1) сезонну нерівномірність, або нерівномірність за місяцями року;

2) добову нерівномірність, або нерівномірність за днями тижня;

3) годинну нерівномірність.

Режим витрати газу містом залежить від режиму окремих категорій його споживання та їх питомої ваги в загальному споживанні.

Режим споживання за місяцями року. Сумарні річні графіки споживання газу містами є основою для планування видобутку газу, а також для вибору і обґрунтування заходів, які забезпечують регулювання нерівномірності вжитку газу.

С

%

еред споживачів найбільшою сезонною нерівномірністю споживання характеризується навантаження на опалення. Взимку при низьких температурах витрата газу максимальна, а в літку газ на опалення взагалі не використовують. Комунально-побутове споживання також характеризується значною сезонною нерівномірністю. Разом з тим частка комунально-побутового навантаження в загальному річному споживанні газу незначна. Найбільшою рівномірністю споживання газу відрізняється підприємства на яких газ є сировиною.

Рис.1. Объемный показатель потребления газа

Рис. 2. Годовой график потребления газа

Режим споживання газу протягом доби. Міські газові мережі проектують на максимальні годинні витрати газу, які можливо визначити, якщо є свідчення про годинні коливання споживання газу.

Добовий графік характеризується тими ж показниками, що і річний. Нерівномірність споживання дорівнює такій кількості газу, яка знаходиться в запасі і здатна забезпечити нормальний режим використання газу споживачами.

Часовая неравномерность потребления газа в течение суток характерна для всех городских потребителей. Наибольшая часовая неравномерность наблюдается у бытовых и коммунальных потребителей. Расход газа на отопление и вентиляцию в крупных установках в течение суток мало изменится.

Мелкие установки, особенно относительные, периодического действия потребляют газ неравномерно, суточный график потребления газа квартирами характеризуется в 8-11 ч, утра и вечером в 18-21 ч. Максимальные коэффициенты часовой неравномерности потребления газа в квартирах Кчс = 1,64 - 2,20.

Для регулирования сезонной неравномерности газопотребления применяют следующие способы:

1) подземное хранение газа;

2) использование потребителей-регуляторов, которым сбрасывают излишки в летний период;

3) резервные промыслы и газопроводы.

В результате технико-экономического расчёта определяют оптимальный состав средств регулирования неравномерности потребления природного газа:

1) газопроводы обычно проектируют с коэффициентом загрузки К = 0,85, т.е. фактическое количество газа, подаваемого за год по газопроводу составляет 85 % максимально возможного количества или производительности газопровода (см. рис.2).

Для регулирования неравномерности годового потребления газа в зимние месяцы используют отбор газа из ПХ, а в малый период года - закачку газа в ПХ.

Для покрытия суточных пиковых нагрузок использования ПХ неэкономно. В этом случае вводят ограничения в подачу газа промышленным предприятиям и используют станции пикового покрытия, в которых производится сжижение газов (метана, бутана).

Для покрытия часовой неравномерности используют аккумуляторную емкость последних участков магистральных газопроводов. В ночное время газ накапливается в газопроводе и его давление растет, а днем производительность газопровода увеличивается вследствие выдачи аккумуляторного газа.

55