ชุดเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพทำงานอย่างไร?

ชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซชีวภาพเป็นโซลูชั่นที่เป็นนวัตกรรมและยั่งยืนสำหรับการผลิตไฟฟ้า ในฐานะซัพพลายเออร์ชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซชีวภาพ ฉันมักถูกถามเกี่ยวกับวิธีการทำงานของระบบเหล่านี้ ในบล็อกโพสต์นี้ ฉันจะอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับหลักการทำงานของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซชีวภาพ ตั้งแต่การผลิตก๊าซชีวภาพไปจนถึงการผลิตไฟฟ้า

การผลิตก๊าซชีวภาพ

ขั้นตอนแรกในการทำงานของชุดเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพคือการผลิตก๊าซชีวภาพ ก๊าซชีวภาพเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนที่ผลิตผ่านการย่อยสลายสารอินทรีย์แบบไม่ใช้ออกซิเจน การย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนเป็นกระบวนการทางธรรมชาติที่จุลินทรีย์ย่อยสลายสารอินทรีย์ในกรณีที่ไม่มีออกซิเจน กระบวนการนี้ก่อให้เกิดส่วนผสมของก๊าซ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นก๊าซมีเทน (CH₄) และคาร์บอนไดออกไซด์ (CO₂) ซึ่งเรียกว่าก๊าซชีวภาพ

วัสดุอินทรีย์ที่ใช้ในการผลิตก๊าซชีวภาพอาจแตกต่างกันไปอย่างมาก และรวมถึงของเสียทางการเกษตร เช่น มูลสัตว์และเศษพืชผล เศษอาหาร กากตะกอนน้ำเสีย และพืชพลังงาน วัสดุเหล่านี้จะถูกป้อนเข้าไปในเครื่องย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนซึ่งเป็นถังปิดผนึกซึ่งมีกระบวนการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนเกิดขึ้น เครื่องย่อยได้รับการออกแบบมาเพื่อรักษาสภาวะที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการเจริญเติบโตและกิจกรรมของจุลินทรีย์ที่ไม่ใช้ออกซิเจน รวมถึงอุณหภูมิ ค่า pH และการมีอยู่ของสารอาหาร

กระบวนการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนมักเกิดขึ้นในสี่ขั้นตอน: ไฮโดรไลซิส การสร้างกรด การสร้างอะซิโตเจเนซิส และการสร้างเมทาโนเจเนซิส ในระหว่างการไฮโดรไลซิส โพลีเมอร์อินทรีย์ที่ซับซ้อน เช่น คาร์โบไฮเดรต โปรตีน และไขมัน จะถูกแบ่งออกเป็นโมเลกุลที่มีขนาดเล็กลง เช่น น้ำตาล กรดอะมิโน และกรดไขมัน ในระยะการสร้างกรด โมเลกุลขนาดเล็กเหล่านี้จะถูกแปลงเพิ่มเติมเป็นกรดไขมันระเหย (VFAs) ไฮโดรเจน (H₂) และคาร์บอนไดออกไซด์ Acetogenesis เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยน VFA ให้เป็นอะซิเตต ไฮโดรเจน และคาร์บอนไดออกไซด์ ในที่สุด ในระยะเมทาโนเจเนซิส มีเทนถูกผลิตโดยการกระทำของอาร์เคียที่เกิดจากก๊าซมีเทนต่ออะซิเตต ไฮโดรเจน และคาร์บอนไดออกไซด์

ก๊าซชีวภาพที่ผลิตในบ่อหมักแบบไม่ใช้ออกซิเจนประกอบด้วยมีเทนประมาณ 50 - 75% คาร์บอนไดออกไซด์ 25 - 50% และก๊าซอื่นๆ จำนวนเล็กน้อย เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S) ไอน้ำ และไนโตรเจน (N₂) และออกซิเจน (O₂) ปริมาณเล็กน้อย ก่อนที่ก๊าซชีวภาพจะสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าได้ จะต้องทำให้บริสุทธิ์เพื่อขจัดสิ่งเจือปน เช่น ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และไอน้ำ ซึ่งอาจทำให้เกิดการกัดกร่อนและสร้างความเสียหายให้กับเครื่องยนต์ได้

การทำก๊าซชีวภาพให้บริสุทธิ์

การทำก๊าซชีวภาพให้บริสุทธิ์ถือเป็นขั้นตอนสำคัญในการทำงานของชุดเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพ สิ่งเจือปนหลักในก๊าซชีวภาพที่ต้องกำจัดคือไฮโดรเจนซัลไฟด์และไอน้ำ ไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นก๊าซพิษและมีฤทธิ์กัดกร่อนซึ่งอาจสร้างความเสียหายให้กับส่วนประกอบของเครื่องยนต์ เช่น กระบอกสูบ ลูกสูบ และวาล์ว และทำให้ประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าลดลง ไอน้ำยังสามารถทำให้เกิดการกัดกร่อนและความเสียหายต่อเครื่องยนต์ รวมทั้งลดปริมาณพลังงานของก๊าซชีวภาพด้วย

มีหลายวิธีในการทำให้ก๊าซชีวภาพบริสุทธิ์ ได้แก่ การดูดซับ การดูดซับ การแยกเมมเบรน และการบำบัดทางชีวภาพ การดูดซึมเกี่ยวข้องกับการใช้ตัวดูดซับของเหลว เช่น น้ำหรือสารละลายอัลคาไลน์ เพื่อกำจัดไฮโดรเจนซัลไฟด์และคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากก๊าซชีวภาพ การดูดซับใช้ตัวดูดซับที่เป็นของแข็ง เช่น ถ่านกัมมันต์หรือซีโอไลต์ เพื่อดูดซับสิ่งเจือปนจากก๊าซชีวภาพ การแยกเมมเบรนเกี่ยวข้องกับการใช้เมมเบรนแบบกึ่งซึมผ่านได้เพื่อแยกส่วนประกอบต่างๆ ของก๊าซชีวภาพตามขนาดโมเลกุลและความสามารถในการละลาย การบำบัดทางชีวภาพใช้จุลินทรีย์ในการเปลี่ยนไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นธาตุกำมะถันหรือซัลเฟต

หลังจากการทำให้บริสุทธิ์ ก๊าซชีวภาพมักจะถูกทำให้แห้งเพื่อกำจัดไอน้ำที่หลงเหลืออยู่ ซึ่งสามารถทำได้โดยใช้สารดูดความชื้น เช่น ซิลิกาเจลหรืออลูมินากัมมันต์ หรือโดยการทำให้ก๊าซชีวภาพเย็นลงเพื่อควบแน่นไอน้ำ

การทำงานของชุดเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพ

เมื่อก๊าซชีวภาพถูกทำให้บริสุทธิ์และทำให้แห้งแล้ว ก็พร้อมที่จะใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ชุดเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพประกอบด้วยเครื่องยนต์สันดาปภายในและเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ เครื่องยนต์สันดาปภายในได้รับการออกแบบให้ใช้ก๊าซชีวภาพเป็นเชื้อเพลิง และแปลงพลังงานเคมีของก๊าซชีวภาพให้เป็นพลังงานกล เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับจะแปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า

เครื่องยนต์สันดาปภายในในชุดเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพอาจเป็นได้ทั้งเครื่องยนต์แบบจุดระเบิดด้วยประกายไฟหรือเครื่องยนต์แบบจุดระเบิดด้วยการอัด เครื่องยนต์ประกายไฟ - เครื่องยนต์จุดระเบิดมีความคล้ายคลึงกับเครื่องยนต์เบนซินและใช้หัวเทียนเพื่อจุดส่วนผสมของอากาศ - เชื้อเพลิงในห้องเผาไหม้ การอัด - เครื่องยนต์จุดระเบิดหรือที่เรียกว่าเครื่องยนต์ดีเซล อาศัยความร้อนของการอัดเพื่อจุดเชื้อเพลิง ในกรณีของชุดเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพ เครื่องยนต์ระบบจุดระเบิดแบบอัดและจุดระเบิดบางตัวสามารถดัดแปลงให้ทำงานโดยใช้ส่วนผสมของก๊าซชีวภาพและเชื้อเพลิงดีเซลจำนวนเล็กน้อย ซึ่งเรียกว่าการทำงานแบบเชื้อเพลิงคู่

เมื่อก๊าซชีวภาพถูกฉีดเข้าไปในห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์ มันจะผสมกับอากาศและถูกลูกสูบอัด ในเครื่องยนต์แบบจุดประกายไฟ ประกายไฟจากหัวเทียนจะจุดส่วนผสมของอากาศ-เชื้อเพลิง ทำให้เผาไหม้อย่างรวดเร็วและขยายตัว การขยายตัวนี้จะทำให้ลูกสูบเคลื่อนตัวลง ซึ่งส่งผลให้เพลาข้อเหวี่ยงหมุนไปด้วย การหมุนของเพลาข้อเหวี่ยงจะถูกถ่ายโอนไปยังเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับซึ่งผลิตกระแสไฟฟ้า

ในเครื่องยนต์แบบจุดระเบิดด้วยการอัดที่ทำงานในโหมดเชื้อเพลิงคู่ น้ำมันดีเซลจำนวนเล็กน้อยจะถูกฉีดเข้าไปในห้องเผาไหม้เมื่อสิ้นสุดจังหวะการอัด ความร้อนของการอัดจะจุดชนวนน้ำมันดีเซล ซึ่งจะจุดประกายส่วนผสมของก๊าซชีวภาพและอากาศ

สามารถปรับเอาท์พุตไฟฟ้าของชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าให้ตรงกับความต้องการพลังงานเฉพาะของการใช้งานได้ โดยทั่วไปชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเชื่อมต่อกับระบบจำหน่ายไฟฟ้า ซึ่งสามารถเป็นระบบสแตนด์อโลนสำหรับการใช้งานนอกโครงข่ายหรือระบบที่เชื่อมต่อกับโครงข่ายสำหรับการใช้งานบนโครงข่าย

ข้อดีของชุดเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพ

ชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซชีวภาพมีข้อดีหลายประการเหนือชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่ใช้เชื้อเพลิงฟอสซิลแบบดั้งเดิม ประการแรก ก๊าซชีวภาพเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียน ซึ่งหมายความว่าสามารถผลิตได้จากวัสดุเหลือทิ้งอินทรีย์อย่างต่อเนื่อง ซึ่งจะช่วยลดการพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลและช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการผลิตพลังงาน

ประการที่สอง ชุดเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพสามารถช่วยลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้ กระบวนการย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนไม่เพียงแต่ผลิตก๊าซชีวภาพซึ่งสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานสะอาดได้ แต่ยังป้องกันการปล่อยก๊าซมีเทนซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกที่มีศักยภาพจากการย่อยสลายของเสียอินทรีย์ในหลุมฝังกลบหรือทุ่งโล่ง

ประการที่สาม ชุดเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพสามารถจัดหาแหล่งไฟฟ้าที่เชื่อถือได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ชนบทและพื้นที่ห่างไกลซึ่งการเข้าถึงโครงข่ายอาจถูกจำกัด นอกจากนี้ยังสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานสำรองในกรณีที่ไฟฟ้าขัดข้อง

การใช้งานชุดเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพ

ชุดเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพมีการใช้งานที่หลากหลาย รวมถึงการผลิตไฟฟ้าในฟาร์มเกษตร โรงบำบัดน้ำเสีย อุตสาหกรรมแปรรูปอาหาร และสถานที่ฝังกลบ ในฟาร์มเกษตรกรรม ก๊าซชีวภาพสามารถผลิตได้จากมูลสัตว์และเศษซากพืชผล และไฟฟ้าที่ผลิตได้สามารถนำมาใช้เป็นพลังงานให้กับอุปกรณ์ฟาร์ม ระบบแสงสว่าง และระบบทำความร้อนได้

ในโรงบำบัดน้ำเสีย ก๊าซชีวภาพผลิตจากการย่อยสลายกากตะกอนน้ำเสียแบบไม่ใช้ออกซิเจน ไฟฟ้าที่ผลิตได้จากชุดเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพสามารถนำมาใช้จ่ายพลังงานให้กับโรงบำบัดได้ ซึ่งช่วยลดต้นทุนการดำเนินงานและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

อุตสาหกรรมแปรรูปอาหารยังได้รับประโยชน์จากชุดเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพโดยใช้เศษอาหารเป็นวัตถุดิบในการผลิตก๊าซชีวภาพ สิ่งนี้ไม่เพียงช่วยในการจัดการของเสียที่เกิดจากอุตสาหกรรม แต่ยังเป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียนอีกด้วย

สถานที่ฝังกลบเป็นอีกการประยุกต์ใช้ที่เป็นไปได้สำหรับชุดเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพ มีเทนถูกผลิตขึ้นเป็นผลพลอยได้จากการสลายตัวของขยะอินทรีย์ในหลุมฝังกลบ ด้วยการดักจับและการใช้มีเทนนี้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับชุดเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพ ผู้ดำเนินการฝังกลบสามารถผลิตไฟฟ้าและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการฝังกลบ

ติดต่อซื้อและพูดคุย

หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับชุดเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพ หรือกำลังพิจารณาซื้อชุดหนึ่งสำหรับการใช้งานเฉพาะของคุณ เราพร้อมให้ความช่วยเหลือ ในฐานะซัพพลายเออร์ชั้นนำด้านชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซชีวภาพ เรามีผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายซึ่งมีพิกัดกำลังและการกำหนดค่าที่แตกต่างกันเพื่อตอบสนองความต้องการของคุณ เราสามารถให้ข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับเราได้เครื่องผลิตก๊าซชีวภาพเพื่อการผลิตไฟฟ้า-ชุดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขับเคลื่อนด้วยก๊าซชีวภาพ, และปริมาณการใช้เชื้อเพลิงของเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพ-

ทีมผู้เชี่ยวชาญของเราสามารถช่วยคุณเลือกชุดเครื่องกำเนิดก๊าซชีวภาพที่เหมาะกับการใช้งานของคุณ ให้บริการติดตั้งและบำรุงรักษา และให้การสนับสนุนทางเทคนิค ติดต่อเราวันนี้เพื่อเริ่มการสนทนาเกี่ยวกับความต้องการในการผลิตไฟฟ้าจากก๊าซชีวภาพของคุณ

อ้างอิง

• Appels, L., Baeyens, J., Degrève, J., & Dewil, R. (2011) หลักการและศักยภาพของการย่อยของเสียแบบไม่ใช้ออกซิเจน - ตะกอนเร่ง ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์พลังงานและการเผาไหม้, 37(1), 83 - 109.
• เดเมียร์บาส, เอ. (2009) ก๊าซชีวภาพจากชีวมวลและการใช้ประโยชน์เป็นแหล่งพลังงานหมุนเวียน ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์พลังงานและการเผาไหม้, 35(2), 112 - 133.
• ไวแลนด์, พี. (2010). การย่อยแบบไม่ใช้ออกซิเจนของพืชพลังงาน กากการเกษตร และขยะอินทรีย์ เทคโนโลยีทรัพยากรชีวภาพ, 101(6), 2059 - 2067.