Rekuperacija toplote generatorja bioplina

1, Osnovna uporaba rekuperacije odpadne toplote v generatorjih bioplina

Odpadna toplota generatorjev bioplina v glavnem izvira iz dveh delov: izpušnih plinov motorja (temperatura 350-550 stopinj, kar predstavlja 60% -70% celotne odpadne toplote) in obloge cilindra motorja in hladilnega sistema mazalnega olja (temperatura 80-120 stopinj, kar predstavlja 30% -40% celotne odpadne toplote). S ciljno zasnovo sistema recikliranja je mogoče to odpadno toploto široko uporabiti v več scenarijih, ki tvorijo ekologijo zaprtega kroga "izrabe odpadne toplote pri proizvodnji električne energije":

(1) Zagotavljanje proizvodnje bioplina: predobdelava surovin in fermentacijsko segrevanje

To je najbolj bistvena uporaba rekuperacije odpadne toplote, še posebej primerna za stabilno delovanje velikih{0}}bioplinskih projektov.

Ogrevanje rezervoarja za fermentacijo: Optimalna temperatura za fermentacijo bioplina je srednja temperatura (30-38 stopinj) ali visoka temperatura (50-55 stopinj). Nizkotemperaturna okolja (zimske ali severne regije) lahko povzročijo zmanjšanje učinkovitosti fermentacije in močno zmanjšanje proizvodnje plina. Rekuperirana odpadna toplota se uporablja za ogrevanje fermentacijske juhe prek ploščnih toplotnih izmenjevalcev ali za zagotavljanje stalne temperaturne zaščite za fermentacijsko posodo prek sistema za kroženje tople vode, s čimer se poveča proizvodnja plina za 20% -30% in zagotovi stabilna oskrba z gorivom za zimsko enoto.

• Predhodna obdelava surovin: nekateri bioplinski projekti uporabljajo slamo, živinski gnoj in druge surovine, ki jih je treba segreti, da se doseže razgradnja, hidroliza ali sterilizacija surovin. Odpadno toploto tople vode je mogoče neposredno uporabiti za postopek predobdelave surovin, kar zmanjša dodatno porabo energije.

(2) Industrijski in komercialni scenariji: neposredna dobava toplotne energije

Visoko{0}}temperaturna vroča voda (80-95 stopinj) ali para (nizek tlak, 0,3-0,6 MPa), ki nastane pri rekuperaciji odpadne toplote, lahko neposredno zadovolji potrebe po toplotni energiji industrijske proizvodnje in poslovnih stavb:

Industrijska toplota: postopki čiščenja, sušenja in ogrevanja v industrijah, kot so predelava hrane, tiskanje in barvanje tekstila, kemična farmacevtska industrija itd.; Fekalna obdelava v vzrejnih farmah (pasterizacija) in gojenje pri stalni temperaturi v rastlinjakih (ogrevanje tal, ogrevanje zraka).

Komercialno ogrevanje in ogrevanje zgradb: zimsko ogrevanje industrijskih parkov, poslovnih stavb, bolnišnic in šol; Oskrba s sanitarno toplo vodo za hotele in nakupovalna središča (za pranje in uporabo v kuhinji); Zimska izolacija podatkovnih centrov (zamenjava električnega ogrevanja).

(3) Energetska nadgradnja: proizvodnja odpadne toplote in hlajenje

Za obsežne-projekte proizvodnje električne energije iz bioplina (nameščena zmogljivost večja ali enaka 1 MW) je mogoče energetsko nadgradnjo doseči z vrhunskimi-sistemi za rekuperacijo odpadne toplote:

• Proizvodnja odpadne toplotne energije: s tehnologijo organskega Rankinovega cikla (ORC) se visoko{0}}temperaturni izpušni plini uporabljajo za ogrevanje organskih delovnih tekočin (kot je R245fa), ki poganjajo majhne turbinske generatorje za proizvodnjo električne energije, kar poveča skupno stopnjo izkoriščenosti energije sistema na več kot 80 %.

Absorpcijsko hlajenje: z uporabo absorpcijskih hladilnih enot z litijevim bromidom se odpadna toplota pretvori v hladilno zmogljivost za hlajenje industrijske proizvodnje in hlajenje klimatskih naprav stavb, s čimer se doseže večenergijska komplementarnost "poletnega hlajenja, zimskega ogrevanja in -letne oskrbe z vodo".

Tehnologija rekuperacije odpadne toplote ne le širi meje uporabe energije iz bioplina, ampak tudi dokazuje številne prednosti v smislu ekonomičnosti, varstva okolja in tehnologije ter postaja "močno orodje" za projekte proizvodnje energije iz bioplina:

(1) Izboljšajte celovito stopnjo izrabe energije in zmanjšajte potratnost energije

Tradicionalni projekti za proizvodnjo električne energije iz bioplina se osredotočajo samo na proizvodnjo električne energije, z veliko količino odpadne toplote, ki se neposredno odvaja, in stopnjo izkoriščenosti energije, ki je nižja od 45 %. Z rekuperacijo odpadne toplote se lahko celostna stopnja izrabe energije sistema poveča na 75 % -90 %, kar je enakovredno več kot podvojitvi efektivne proizvodnje energije na kubični meter bioplina. Če za primer vzamemo generator bioplina z močjo 1 MW, je povprečna dnevna proizvodnja električne energije približno 24 000 kilovatnih ur, pridobljena odpadna toplota pa lahko zadosti povpraševanju po 20 000 kvadratnih metrih ogrevanja stavbe ali 500 ton sanitarne tople vode na dan, kar popolnoma spremeni enotni način "samo proizvaja elektriko, zapravlja toploto".

(2) Zmanjšajte operativne stroške in povečajte donosnost projekta

• Zmanjšajte porabo goriva: če se odpadna toplota uporablja za ogrevanje fermentacijskih rezervoarjev, lahko nadomesti električno ogrevanje in kotle na -premog/plin-, s čimer se zmanjšajo stroški pomožne energije. Glede na podatke iz 1,2 MW bioplinskega projekta na severu Kitajske lahko ogrevanje fermentacijske posode z odpadno toploto pozimi prihrani povprečno 300 kubičnih metrov porabe zemeljskega plina na dan in prihrani približno 600 000 juanov letnih stroškov.

• Povečanje virov prihodkov: Odvečna odpadna toplota se lahko dobavlja od zunaj (kot je ogrevanje/topla voda okoliškim podjetjem in prebivalcem), kar tvori dvojni dohodek "elektrika+toplota", kar skrajša dobo vračila naložbe projekta za 1-3 leta. Prihodki od toplotne energije pri nekaterih projektih predstavljajo 30% -40% celotnih prihodkov, kar bistveno poveča sposobnost upiranja tveganjem.