Mi a biogáz?
A biogáz szerves anyagok oxigénmentes (anaerob) körülmények között történõ
bomlásakor keletkezõ gáz. Összetétele változó: jellemzõen 45-70% metánt (CH 4 )
30-55% szén-dioxidot (CO 2 ) és 1-2% egyéb gázt tartalmaz. Az egyéb összetevõk
közül legnagyobb arányban általában a kén-hidrogén (H 2 S) áll, emellett jelen lehet
még hidrogén (H 2 ), nitrogén (N 2 ), ammónia (NH 3 ) és egyéb maradványgázok is.
Hogyan keletkezik?
A különbözõ eredetû szerves anyagokat többféle baktérium is lebontja, ezek
különbözõ körülmények között dolgoznak, különbözõ eredménnyel. Oxigénmentes,
meleg környezetben egy olyan folyamat indul be, amely során végtermékként biogáz
keletkezik.
A biogáz képzõdés 4 lépése:
1. Hidrolízis: A szerves alapanyagokat bakteriális enzimek egyszerûbb szerves
vegyületekre bontják, például aminosavakká, zsírsavakká vagy glükózzá.
2. Savképzõdés: Az elõzõ lépés során létrejött vegyületeket más baktériumok tovább
bontják szerves savakká és más kisebb vegyületekké. Ezek általában alkohol,
aldehidek, hidrogén, szén-dioxid, ammónia és kén-hidrogén.
3. Acetogén fázis: Az elõzõ lépésben létrejött savak tovább bomlanak ecetsavvá, ami
a legkisebb szénatom számú szerves sav.
4. Metánképzõdés: Az elõzõ lépésben képzõdött ecetsavat metánképzõ baktériumok
lebontják metánná, vízzé és szén-dioxiddá.
Ez a négy fázis azonban nem különíthetõ el egymástól teljesen, ha pontosak akarunk
lenni 2 nagy fázisra bontható a folyamat, az elsõ fázis az elsõ és második lépést, a
második fázis pedig az utolsó kettõt. Az így csoportosított lépések egymástól
elválaszthatatlanok, a savképzõdés elképzelhetetlen a hidrolízis során létrejött
anyagok, a metánképzõdéshez pedig ecetsavra van szükség. Ezek a baktériumok
önállóan nem is képesek mûködni, csak szimbiózisban a másikkal.
A biogáz képzõdését és a keletkezett biogáz több tényezõ is befolyásolja. A képzõdött
gáz mennyiségére legnagyobb hatással a hõmérséklet van. A hõmérséklet
függvényében 3 fajta baktérium közösen vagy egyedül dolgozik, a 3 baktériumfaj
miatt 3 zónára lehet bontani a képzõdést, ezek a baktériumfajokról elnevezett zónák
a következõk:
• kriofil zóna: 4-28 °C
• mezofil zóna: 20-48 °C
• termofil zóna: 36-53 °C
A keletkezõ gáz mennyisége a hõmérséklet függvényében az alábbi diagramon
látható.
(
http://ihi.coldline.hu/forum/picture...et_diagram.jpg)
A keletkezõ gáz mennyiségét nagymértékben befolyásolja a kiindulási anyag is.
Például a növényi maradványok, állati trágya, szennyvíz és háztartási szerves
hulladékok mind-mind más összetételûek, így más összetételû és mennyiségû géz
keletkezhet belõlük.
Emellett a képzõdést és az összetételt több más tényezõ is befolyásolja, ezek:
kémhatás (pH érték), víztartalom, szén/nitrogén arány, különbözõ mérgezõ anyagok.
Oldal nyomtatása - A biogázról általában
http://ihi.coldline.hu/forum/index.p...age;topic=13.0
1 / 2 2013.01.11. 21:33
A biogáz hasznosítása
Magas metántartalma miatt a biogázt energiatermelésre lehet használni. A
metántartalom függvényében viszont az egy m 3 biogázból nyerhetõ energia változik,
átlagos 60%-os metántartalommal számolva 5,96 kWh, azaz 21,47 MJ energia
nyerhetõ ki 1 m 3 biogázból.
Alapvetõen 3 módon hasznosítják a biogázt:
1. Biometán elõállítása: a szén-dioxid és egyéb felesleges gázok megfelelõ
módszerekkel eltávolíthatók a biogázból, így olyan minõségû metán állítható elõ, amit
a földgáz hálózatba vissza lehet táplálni.
2. Hõ elõállítása: Gyakorlatilag a legegyszerûbb hasznosítása a biogáznak. Elégetés
során hõ keletkezik, ezt hasznosítani lehet például víz melegítésére, így pedig fûtésre.
Megfelelõ rendszerrel pedig akár ivóvíz is melegíthetõ ezzel a módszerrel.
3. Hõ és villamos energia elõállítása: Kapcsolt üzemben a biogáz elégetése során
nem csak a hõt hasznosítjuk, hanem valamilyen formában forgómozgást hozunk létre,
amivel egy generátort hajtunk meg, az pedig villamos energiát termel. Ezeknek az ún.
kogenerációs rendszerek magas hatásfokkal (75% fölött) mûködnek.
A magas hatásfoknak köszönhetõen a nagyobb üzemekben elõállított biogázt általában
a harmadik módszerrel hasznosítják, míg a kis üzemek, házi üzemek biogázát hõ
elõállítására használják a jelentõsen alacsonyabb költségek miatt.
Ez a leírás idõvel folyamatosan bõvülni, javulni fog. Jelenleg csak nagy vonalakban mutatja be mi is az a
biogáz és miért foglalkozunk vele. A folyamatos bõvítéssel célom egy teljeskörû, szinte mindenre
kiterjedõ leírás elkészítése.