Качество газа
На всех рассматриваемых установках вырабатываемый очищенный газ имеет довольно одинаковое содержание метана (СН4), составляющее ок. 52 об. % (изображение 3-31 и таблица 3-3). Только на БГУ 12, в связи с использованием субстратных смесей с большой долей навозной жижи КРС и твердых фракций куриного помета, было достигнуто среднее значение содержания СН4 на уровне 59 %. Значения содержания метана в вырабатываемом газе других установок находятся в пределах от ок. 49 до 57%. При этом обращает на себя внимание то факт, что в системах северо-восточного региона страны, работающих на навозной жиже, не в обязательном порядке отмечаются высокие показания содержания СН4, чем на установках, которые работают с небольшими долями органических удобрений или без них.
Содержание диоксида углерода (С02) всегда ниже содержания СН4. Некоторые анализаторы биогазовых установок не обо-
|
Изображение 3-30: Относительное статистическое распределение величин общего времени отстаивания субстрата с дифференциацией по одно — и многоступенчатым установкам
рудованы датчиками для определения содержания С02, поэтому результаты по содержанию диоксида углерода отсутствуют.
Статистическое распределение содержания СН4 еще раз наглядно демонстрирует описанную выше картину исследования (изображение 3-33). 48 % установок достигают значения в диапазоне между 52 и 54 об. %. Такой узкий спектр значений объясняется стандартизацией качества субстрата. Смеси субстратов не содержат значительных жиро — или белоксодержащих долей, которые при расщеплении привели бы к повышенным значениям содержания СН4.
К значениям содержания метана свыше 52 % приводит только переработка органического сырья. Однако так как здесь речь идет о качестве очищенного газа и интенсивность подачи воздуха в верхней части ферментера бывает разной, эти различия не могут быть выявлены непосредственно на основе определенных
значений содержания.
Интенсивность подачи воздуха в головную часть ферментера можно определить по параметрам содержания кислорода (содержание 02) (изображение 3-32). Значения содержания кислорода находятся в пределах от 0,04 до 1,73 об. % (БГУ 57 и БГУ 15) (таблица 3-3). Высокое значение, которое было отмечено на биога — зовой установке 15, следует рассматривать с точки зрения эксплуатационной безопасности оборудования как критическое.
Значения содержания сероводорода (H2S) находятся в 88 % рассматриваемых установок ниже 200 ппм; данные значения должны быть соблюдены в большинстве случаев для исправной эксплуатации БТЭЦ (изображение 3-32). Большинство установок с высокими значениями содержания HjS расположены в северо — восточном регионе Германии. Здесь биологическое обессеривание становится недостаточным для уменьшения содержания об-
разованного ЬЦБ в нужном объеме.
На установках с высоким содержанием ЬЦБ наблюдается ряд различных феноменов: существуют установки с пиковыми значениями содержания HjS (БГУ 02, 05, 09, 12) и установки, на которых содержание H2S является постоянно высоким (БГУ 07 и БГУ 11). Так как резкие изменения состава загружаемого сырья, которые при проведении последней программы измерения параметров производства биогаза (BMP I) часто были источником колебаний значений концентрации сероводорода, в рамках данного исследования возникали только в незначительной степени, и субстраты в общей своей массе содержали только небольшие доли серы, означенная выше проблематика не может объясняться используемым сырьем. В возникновении колебаний содержания концентрации H2S свою роль играют временно существующие плавающие корки, которые после их перемешивания с массой больше не могут служить поверхностью для колонизации бактериями, ОКИСЛЯЮЩИМИ HjS.
Статистическое распределение величин содержания HjS, приведенное на изображении 3-33 показывает равномерное распределение параметров. При этом около 18 % установок имеют величины менее 50 ппм, однако на 12% рассматриваемых БГУ были отмечены значения свыше 200 ппм.
Для защиты БТЭЦ от слишком высоких значений содержания H2S на газожидкостных двигателях БТЭЦ фирмы Schnell на входе установлен фильтр с активированным углем. На некоторых других БТЭЦ установлены двигатели с пониженной чувствительностью к содержанию H2S, как, например, двигатели Caterpillar, некоторые двигатели производителей Deutz, MAN и Jenbacher, которые имеют паспортное значение по H2S порядка 1000 и 400 ппм соответственно. В последнее время в некоторых случаях данные по паспортным значениям вообще не приводятся; вместо этого производители предписывают проведение регулярного контроля качества и/или замену двигателей.