Biogaz - Instalatii
Share to Twitter Share to Facebook Stumble It More...
Biogaz

BIOGAZ

Biogazul este un amestec de gaze combustibile, care se formează prin descompunerea substanţelor organice în mediu umed şi lipsă de oxigen. Componentul de bază a biogazului este metanul. Primele descrieri a biogazului sunt efectuate de către fizicianul Volta la sfârşitul secolului al XVII-lea. Volta a extras pentru prima dată metanul din gazele de mlaştină.

Procesul de formare a biogazului, fermentarea anaerobă, are loc la temperaturi între 20-45°C,  în prezenţa a două specii de bacterii:
- Bacilus cellulosae methanicus, responsabil de formarea metanului
- Bacilus cellulosae hidrogenicus, responsabil de formarea hidrogenului

Ulterior, aceste două specii au fost reunite sub denumirea comună de methano-bacterium. Ca materie primă pentru formarea biogazului serveşte biomasa, ce reprezintă materiale vegetale reziduale. Celuloza este principalul component a materiei organice utilizate la formarea biogazului. Conţinutul celulozei în materia organică este de circa 50%. Dintre alte componente putem menţiona plantele acvatice, algele, resturile animaliere etc.

În prezent există circa şapte procedee de recuperare a energiei din reziduurile organice agricole: fermentarea anaerobă la temperatura mediului ambiant, fermentarea anaerobă la temperaturi ridicate, descompunere anaerobă termofilă, distilarea distinctivă, compostarea, incinerarea şi transferul de căldură.

Cel mai ridicat potenţial îl are procesul de fermentare anaerobă la temperaturi în jur de 40°C. Prin fermentarea anaerobă, microorganismele descompun materia organică, eliberând o serie de metaboliţi, în principal bioxid de carbon şi metan. În functie de materia primă, cantitatea de metan în biogaz este de 35-80%. Cantitatea maximă de metan se obţine la fermentarea resturilor animaliere, în special de la complexele avicole.

Biogazul necesită a fi prelucrat până la utilizare. De obicei este trecut prin separatoare speciale, unde metanul este separat de restul gazelor. Utilizarea biogazului brut (preseparat) poate duce la intoxicare, deoarece în componenta acestuia gaze toxice.

Dintre componentele chimice ale materiei organice, gradele cele mai ridicate de conversiune în biogaz au celulozele, hemicelulozele şi grăsimile.

Fermentarea anaerobă nu poate avea loc în prezenţa luminii şi oxigenului, în lipsa unui mediu cu umiditate mare. La descompunerea materiei organice mai participă microorganismele fermentative nespecializate: bacterii celulozice, lactice, acetice, sulfat-reductoare şi denitrificatoare, precum şi numeroase specii de ciuperci şi unele drojdii. Microorganismele menţionate îşi petrec activitatea în prima fază a fermentării.

Pe lângă metan se mai elimină hidrogen, hidrogen sulfurat, vapori de apă, amoniac, azot, indol şi scatol.

Metanul este componentul care conferă biogazului valoare energetică. În stare pură este un gaz combustibil, lipsit de culoare, miros sau gust; mai uşor decât aerul (M=16); arde cu flacără albăstruie; are o putere calorică de 97 MJ pe mililitru (puţin mai mult ca motorina). Biogazul, comparativ cu metanul pur, are o putere de 25 MJ/ml, din cauza prezenţei în el a bioxidului de carbon şi altor gaze. Metanul nu se liche-fiază la temperatura mediului ambiant (de la -20°C până la +40°C). Se păstrează la presiuni joase în containere cu volum mare sau presiuni ridi-cate în volume mici.

Întrebuinţarea metanului.
a) Metanul se întrebuinţează ca agent energetic. Este un combustibil superior cărbunelui şi chiar unor produse petroliere prin puterea calorică mai mare, cheltuieli de exploatare şi transport mai redus.

b) metanul poate fi utilizat la obţinerea hidrogenului prin descompunere sau prin oxidare, când se obţine carbon, vapori de apă sau oxizi de carbon şi hidrogen
c) este importantă reacţia de clorurare a metanului, în urma cărora se obţine clormetan, diclormetan, tricolormetan, tetraclormetan

Prin clorurarea metanului se obţin unii dizolvanţi şi agenţi frigorifici.

Prin nitrarea metanului se obţine nitrometanul, folosit ca dizolvant şi în unele sinteze organice prin amonooxidare.