As condições para a existência de bactérias produtoras de metano são criadas artificialmente e mantidas no reator de uma usina de biogás. Em um ambiente natural, a matéria orgânica se decompõe por anos, até mesmo milhares de anos. Em reatores de biogás, a decomposição leva de vários dias a vários meses. Bactérias produtoras de metano estão presentes em estrume animal. Esterco animal também serve como semente bacteriana para plantas de biogás.
As plantas de biogás são projetadas para a produção de biogás a partir dos resíduos produzidos pela indústria alimentar e agricultura, bem como de resíduos sólidos domésticos e a silagem de culturas especialmente cultivadas. Uma planta de biogás consiste em carregadores de alimentação de parafuso, um moedor, bombas, um reator, misturadores inclinados e submersíveis, um suporte de gás, um sistema de dessulfurização, um refrigerador de biogás, um compressor, um separador de substrato, uma tocha, um analisador de gás e um gerador. Um reator de biogás também é chamado de fermentador de biogás, digestor de biogás ou reator anaeróbio.
Seções principais de uma planta de biogás:
Reator
O reator é o elemento mais importante de uma planta de biogás. É aqui com a ajuda de bactérias anaeróbias que a fermentação e a liberação de biogás ocorrem. O reator é um recipiente de aço ou concreto armado.
Misturador
Um misturador é um dispositivo para mexer o substrato e quebrar a crosta que se forma. Há misturadores submersíveis, inclinados, horizontais e verticais. Lâminas de mistura são posicionadas de forma a criar fluxos ascendentes e descendentes para transferência de calor e massa.
Carregador
O carregador é um dispositivo para dosagem e alimentação de matérias-primas sólidas para o reator. Há carregadores com um piso de raspador, movendo-se fundo do chão, e alimentação de parafuso. Para um carregador de alta qualidade, as paredes são feitas de material resistente ao desgaste.
Augers.
Um carregador de alimentação é um dispositivo para transportar matérias-primas sólidas do carregador para o reator. O material do parafuso é resistente ao desgaste de aço inoxidável de alta qualidade. Um bom Auger tem guias dentro do invólucro exterior, e as conchas são colapsáveis para remover objetos estranhos.
Aquecimento-resfriamento
Em um reator de biogás para a vida das bactérias, a temperatura deve ser mantida entre 38° e 55° C, e tanto aquecimento quanto resfriamento podem ser necessários. Aquecimento e resfriamento podem ser realizados usando tubos dentro do reator ou em um trocador de calor externo.
Biogas Chiller
Um refrigerador de biogás é equipamento para refrigeração simultânea de biogás e para remoção de umidade (desidratação).
Dessulfurização.
O sistema de dessulfurização utiliza um filtro de carvão ativado. O filtro reduz o nível de sulfeto de hidrogênio de 1.200 ppm para 20 ppm. Como resultado deste tratamento de biogás, o tempo de vida do gerador pode aumentar em um fator de 5.
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