2.5 Биогаз и его свойства
Биогаз – это газ, получаемый в результате метанового брожения органических веществ различного происхождения под действием определенных штаммов бактерий. Состав биогаза может различаться в зависимости от вида субстрата, выбранной технологии и других факторов, оказывающих влияние на процесс брожения. В табл. 2.6 и 2.7 приведены состав биогаза и основные характеристика, как вида топлива, в сравнении с природным газом.
Таблица 2.6 - Химический состав биогаза и природного газа
Компоненты газа |
Содержание в биогазе, % |
Содержание в природном газе, % |
Метан (CH4) |
50-87 |
80-99 |
Углекислый газ (CO2) |
13-50 |
0,84 |
Водяной пар (H2O) |
0-10 |
- |
Азот (N2) |
0-5 |
1,05 |
Кислород (O2) |
менее 2 |
- |
Водород (H2) |
менее 1 |
- |
Сероводород (H2S) |
менее 1 |
- |
Аммиак (NH3) |
менее 1 |
- |
Этан (C2H6) |
- |
2 |
Пропан (C3H8), бутан(C4H10) |
- |
менее 1 |
Таблица 2.7 – Характеристики биогаза и природного газа
Наименование параметра |
Значение параметра для биогаза |
Значение параметра для природного газа |
Плотность, кг/м3 |
1,16-1,27 |
0,68-0,85 |
Критическая плотность, кг/м3 |
320 |
430-470 |
Температура
воспламенения,
|
650-750 |
650-750 |
Предел воспламеняемости (содержание в воздухе),% |
6-12 |
4,5-13,5 |
Критическая температура, |
-2,5 |
-82,5 |
Давление в реакторе, атм. |
0,05 |
хранится и транспортируется при атм.давлении |
Давление перед потребителем, атм. |
поднимается до требуемого |
|
Критическое давление, МПа |
7,5-8,9 |
4,5 |
Запас энергии в 1 м3, кВт·час |
6,0-6,5 |
8,7-11,1 |
Теплотворная способность, МДж/м3 |
20-25 |
28-46 |
Теплотворная способность, ккал/м3 |
4500-7500 |
6700-11000 |
Метановое число |
124-150 |
80-90 |
Октановоое число (для использования в двигателях внутреннего сгорания) |
100-110 |
105-120 |
Плотность относительно воздуха |
0,83 |
0,554 |
Число Воббе, МДж/м3 |
24,5-27 |
41,5-57,8 |
С помощью числа Воббе газ относят к группе высококалорийного H (значение от 48 до 57,8 МДж/м3) и низкокалорийного L (41,5-47,3 МДж/м3). Первый содержит 84-99% метана и 10-11,1 квт·ч/м3, в случае вариации L, соответственно 80-87% метана и обеспечивает 8,7-9,3 квт·ч/м3. Энергоемкость биогаза напрямую зависит от концентрации в нем метана. По сравнению с природным газом, особенностью биогаза является пониженное содержание СН4. В биогазе содержится 50-87% метана по сравнению с 80-99% содержания метана в природном газе за счет присутствия больших количеств углекислого газа CO2 (25-50%) [12, 15, 28 – 35].