[go: up one dir, main page]

MD4389C1 - Procedeu de obţinere a biometanului - Google Patents

Procedeu de obţinere a biometanului Download PDF

Info

Publication number
MD4389C1
MD4389C1 MDA20140061A MD20140061A MD4389C1 MD 4389 C1 MD4389 C1 MD 4389C1 MD A20140061 A MDA20140061 A MD A20140061A MD 20140061 A MD20140061 A MD 20140061A MD 4389 C1 MD4389 C1 MD 4389C1
Authority
MD
Moldova
Prior art keywords
nickel
fermentation
biomass
carbon dioxide
biomethane
Prior art date
Application number
MDA20140061A
Other languages
English (en)
Russian (ru)
Other versions
MD4389B1 (ro
Inventor
Ольга КОВАЛЁВА
Виктор КОВАЛЁВ
Ион ИОНЕЦ
Валентин БОБЕЙКЭ
Думитру УНГУРЯНУ
Original Assignee
Государственный Университет Молд0
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственный Университет Молд0 filed Critical Государственный Университет Молд0
Priority to MDA20140061A priority Critical patent/MD4389C1/ro
Publication of MD4389B1 publication Critical patent/MD4389B1/ro
Publication of MD4389C1 publication Critical patent/MD4389C1/ro

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E50/00Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
    • Y02E50/30Fuel from waste, e.g. synthetic alcohol or diesel

Landscapes

  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)

Abstract

Invenţia se referă la bioenergetică, şi anume la un procedeu de obţinere a biometanului.Procedeul, conform invenţiei, include fermentarea anaerobă într-un bioreactor a biomasei care conţine borhot şi bălegar şi/sau găinaţ dispersate, cu introducerea în biomasă a saponinei triterpenice escina şi amestecului de hidrogen electrolitic şi dioxid de carbon lichefiat. Amestecul se introduce prin barbotare prin stratul de biomasă. Fermentarea se efectuează la presiunea de 0,5...1,0 MPa în condiţii termofile. Hidrogenul electrolitic se obţine prin electroliza apei, realizată într-un electrolizor cu diafragmă, cu utilizarea catozilor de nichel placaţi cu aliaje de nichel-reniu, nichel-molibden sau nichel-wolfram.

Description

Invenţia se referă la bioenergetică, şi anume la un procedeu de obţinere a biometanului.
Procesul de fermentare alcoolică la descompunerea zaharozei, glucozei şi fructozei, la acţiunea catalitică a fermenţilor celulelor de drojdie, este însoţit de degajarea dioxidului de carbon cu puritatea de 99...99,5%, conform ecuaţiei:
C6H12O6(1 g) = 2C2H5OH (0,6 mL sau 0,51 g) + 2CO2 (247 mL sau 0,49 g) + 0,14 kCal (586,6 J)
Randamentul obţinerii de CO2 constituie 95,5% din greutatea alcoolului produs, 51,3% din greutatea zaharozei şi 54,2% din greutatea amidonului. În acest mod la prelucrarea strugurilor cu conţinutul de zahăr de 20%, care sunt prelucraţi la o fabrică de vin în cantitate de 500 t pe an, se elimină 206,6 mii m3 de CO2, emanaţiile căruia în atmosferă ca gaz cu efect de seră, de rând cu gazele de ardere de coş, prezintă un pericol mare de schimbări climatice pe planetă.
Este cunoscut un procedeu de fermentare anaerobă, care include colectarea dioxidului de carbon şi lichefierea acestuia sub presiune, cu barbotarea ulterioară a dioxidului de carbon în biomasă. Totodată, dioxidul de carbon, degajat la distilarea alcoolului, cu ajutorul compresorului este direcţionat în colectorul-receiver, unde este menţinută presiunea de 3...3,5 atm, iar apoi se introduce în barbotorul instalat în partea de jos a reactorului pentru fermentare, asigurând amestecarea biomasei fermentate [1].
Dezavantajele acestui procedeu constau în aceea că asigură doar funcţia mecanică de agitare, în care dioxidul de carbon nu participă la transformările biochimice şi, ca rezultat, se degajă în atmosferă.
În calitate de cea mai apropiată soluţie serveşte procedeul de epurare biochimică anaerobă-aerobă a apelor reziduale, care include epurarea anaerobă a acestora prin utilizarea microflorei fixate, cu eliminarea biogazului. La epurarea anaerobă în apele reziduale se introduce suplimentar un amestec de dioxid de carbon şi de hidrogen, care se obţine la electroliza cu membrană a soluţiei apoase de hidroxid de sodiu, luate în raport masic de 1:(0,05...0,10). Aerarea se efectuează cu aer îmbogăţit cu oxigen, care se obţine la electroliza soluţiei apoase de hidroxid de sodiu [2].
Dezavantajele acestui procedeu constau în aceea că include şi etapa de prelucrare aerobă şi nu are eficacitatea necesară.
Problema pe care o rezolvă invenţia constă în extinderea bazei de materie primă pentru producerea biogazului prin utilizarea atât a biomasei lichide provenite de la întreprinderile de producere a alcoolului şi zootehnice, cât şi a dioxidului de carbon, care prezintă un deşeu al proceselor de fermentare alcoolică, în scopul prelucrării lor metanogene însoţite de o producţie majorată de biogaz cu un conţinut ridicat de metan în componenţa sa în calitate de sursă alternativă de energie.
Problema se rezolvă prin aceea că procedeul de obţinere a biometanului include fermentarea anaerobă într-un bioreactor a biomasei care conţine borhot, format la întreprinderile de producere a alcoolului, şi bălegar şi/sau găinaţ dispersate, luate într-un raport volumic de 1:(0,5...0,7), cu introducerea în biomasă a saponinei triterpenice escina, în concentraţie de 0,001...0,01 mg/L şi amestecului de hidrogen electrolitic şi dioxid de carbon lichefiat, ca deşeu al procesului de fermentaţie alcoolică, în raportul lor volumic de (4...4,5):1. Amestecul se introduce prin barbotare prin stratul de biomasă, fermentarea fiind efectuată la presiunea de 0,5...1,0 MPa în condiţii termofile. Hidrogenul electrolitic se obţine prin electroliza apei, cu utilizarea catozilor de nichel placaţi cu aliaje de nichel-reniu, nichel-molibden sau nichel-wolfram, care posedă o supratensiune redusă de degajare a hidrogenului, realizată la presiunea de 0,5...1,0 MPa într-un electrolizor cu diafragmă, conectat la o sursă de curent continuu, alimentat de la o instalaţie de cogenerare, care lucrează pe biometanul obţinut conform procedeului.
Rezultatul tehnic al prezentei invenţii constă în extinderea bazei de materie primă pentru producerea biogazului prin utilizarea atât a biomasei lichide provenite de la întreprinderile de producere a alcoolului şi zootehnice, cât şi a dioxidului de carbon ca deşeu al procesului de fermentaţie alcoolică.
Rezultatul tehnic al prezentei invenţii este asigurat de următorii factori:
- Adăugarea în biomasă a bălegarului de vite mari cornute şi/sau găinaţului de păsări, bogate în bacterii metanogene şi cu reacţie alcalină, neutralizează mediul acid al borhotului până la un mediu neutru, asigurând astfel optimizarea condiţiilor de metanogeneză în bioreactor;
- Borhotul de la distilarea alcoolului utilizat în proces are la ieşirea din aparatele de distilare o temperatură înaltă de 95±3ºC, care la amestecarea cu bălegarul şi/sau găinaţul coboară până la temperatura optimă de fermentare termofilă a biomasei de 54...56ºC, condiţii care favorizează o eficienţă mai ridicată în comparaţie cu regimul mezofil de fermentare, ceea ce face desfăşurarea procesului biochimic mai eficientă din contul utilizării energiei termice cu pierderi minime;
- Formarea biometanului în componenţa biogazului prin procedeul propus are loc atât ca rezultat al ansamblului complex al proceselor biochimice intracelulare de metanogeneză, legate de activitatea vitală a consorţiului de microorganisme, cât şi al proceselor, care au loc în afara mediului biologic şi sunt determinate de prezenţa fermenţilor ca biocatalizatori, care contribuie la formarea unor structuri moleculare intermediare ale dioxidului de carbon şi hidrogenului chimic activi, pentru iniţierea interacţiunii moleculelor lor între ele în fazele lichidă şi gazoasă în bioreactor, care funcţionează la suprapresiune, ceea ce majorează producţia biometanului în calitate de produs final;
- Procesul biochimic de formare a metanului se caracterizează printr-un ansamblu compus de reacţii la fermentarea biomasei, cu formarea unor produse intermediare gazoase, inclusiv a mono- şi dioxidului de carbon, hidrogenului, interacţiunea cărora duce la degajarea biometanului. Dioxidul de carbon molecular (CO2) suplimentar în amestecul de reacţie în aceste condiţii devine o sursă suplimentară de carbon, iar hidrogenul gazos (H2) asigură echilibrul componentelor pentru decurgerea procesului biochimic de conversie anaerobă a dioxidului de carbon conform reacţiei:
CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O
condiţiile căruia contribuie la majorarea producţiei şi creşterea conţinutului de metan în componenţa biogazului;
- Introducerea suplimentară în biomasă a microadaosului fitostimulent din şirul triterpenelor, în particular a escinei cu formula:
,
cu acţiune bioactivă şi care influenţează dezvoltarea activităţii vitale a microorganismelor, majorează energia şi viteza creşterii consorţiului de bacterii metanogene, intensifică procesul de metanogeneză, majorând viteza de desfăşurare a reacţiilor biochimice, ceea ce duce la îmbunătăţirea parametrilor tehnologici, aceştia, la rândul lor, asigură majorarea producţiei de biogaz şi a conţinutului de metan în el, în acelaşi timp reducând durata fermentării anaerobe şi, respectiv, cheltuielile capitale şi de exploatare a bioreactoarelor;
- Majorarea presiunii de desfăşurare a procesului biochimic duce la majorarea vitezei procesului omogen, care are loc în faza gazoasă, ridicând eficienţa lui datorită reducerii volumului acesteia, ceea ce este echivalent cu majorarea concentraţiei componentelor care interacţionează. Totodată, este important faptul că, în conformitate cu stoichiometria reacţiei omogene menţionate, pentru formarea unei molecule de metan (CH4) în calitate de produs final, participă 5 molecule de gaz (4 molecule de hidrogen (H2) şi o moleculă de dioxid de carbon (CO2)), ceea ce înseamnă că procesul are loc cu reducerea volumului. În conformitate cu principiul lui Le Chatelier, majorarea presiunii într-un sistem la desfăşurarea acestor reacţii este echivalentă cu majorarea concentraţiei produselor reacţiei. Aceasta, la rândul său, majorează nu numai viteza reacţiilor, dar şi randamentul produsului final (biometanului). Astfel, majorarea presiunii în bioreactor propusă de noi este unul din factorii importanţi care contribuie la accelerarea procesului biochimic, ceea ce duce la creşterea importantă a conţinutului de biometan - produs final în componenţa biogazului;
- Este important de asemenea faptul că la introducerea în procesul de metanogeneză prin barbotare a CO2 şi H2 gazoase prin stratul de biomasă se majorează nu numai procesele de schimb de masă, dar şi de transfer de masă. Sub acţiunea fermenţilor aflaţi în biomasă - dehidrogenazei, catalazei etc, care sunt cunoscuţi în calitate de catalizatori ai proceselor biochimice, se activează moleculele gazelor şi, de rând cu presiunea majorată, se accelerează interacţiunea acestora cu formarea moleculelor de metan concomitent în mediul eterogen al biomasei supuse fermentării ,,lichid-gaz”, cât şi în mediul omogen gazos;
- Randamentul mai mare de obţinere a biometanului şi concentraţia lui în componenţa biogazului duc la ridicarea puterii lui calorice şi, respectiv, a eficienţei proceselor de cogenerare a energiei electrice şi termice pe baza lui. În instalaţiile de cogenerare, care includ motoare cu ardere internă şi generatoare de curent electric, se mai obţine încălzirea agentului termic până la 90...95ºC, deci, această energie termică poate fi utilizată nemijlocit în procesele de distilare a alcoolului, precum şi pentru susţinerea echilibrului termic în bioreactoarele anaerobe şi în alte scopuri, ceea ce reduce cheltuielile de producere. Excesul de energie electrică produsă de instalaţia de cogenerare, care funcţionează pe baza biogazului, poate fi utilizat pentru alimentarea electrolizorului în procesele electrochimice de producere a hidrogenului, care este amestecat cu dioxidul de carbon şi transformat biochimic în metan. Aceasta exclude necesitatea de surse externe de energie electrică şi este asigurată cu energie exclusiv din surse interne în aceste scopuri.
Introducerea în bioreactor a dioxidului de carbon şi hidrogenului electrolitic se efectuează la suprapresiune, în acest sens prepararea acestor gaze poate fi conform tehnologiilor cunoscute cu utilizarea utilajului produs industrial. Astfel, obţinerea dioxidului de carbon tehnic lichefiat din gazele de fermentare se efectuează în cuve de fermentare ermetic închise şi utilate cu supape. Dioxidul de carbon degajat iniţial împreună cu restul de aer este eliminat în atmosferă, după care CO2 concentrat este evacuat într-un gazgolder intermediar şi apoi îndreptat spre procesul de fermentare. Acest proces este realizat după o tehnologie simplificată şi nu necesită o purificare preliminară, aşa cum se obişnuieşte la obţinerea dioxidului de carbon alimentar. Din gazgolder gazul este evacuat într-un compresor, unde este supus comprimării şi apoi este îndreptat spre amestecare cu hidrogenul electrolitic pentru a fi introdus în bioreactor.
Pentru obţinerea hidrogenului electrolitic pot fi utilizate electrolizoare de presiune înaltă de tipul filtrelor presă ЭФ-12, БЭУ-250 şi de alte construcţii cu conectare bipolară a electrozilor. Majorarea eficienţei procesului de electroliză poate fi obţinută utilizând electrozi volumici poroşi confecţionaţi din materiale spongioase de nichel, acoperite cu aliaj galvanochimic: Ni-Mo, Ni-W sau Ni-Re, care posedă supratensiune redusă de degajare a hidrogenului, ce constituie 0,04...0,07 V. De menţionat că în comparaţie, de exemplu, cu electrozii de nichel, al căror potenţial de descărcare este de -0,6 V, se asigură o reducere esenţială a consumului de energie pentru procesul de descompunere electrochimică a apei. Catozii volumici poroşi de nichel se produc la uzina ЭКАТ din or. Permi, Rusia. La electroliza apei pentru obţinerea hidrogenului şi oxigenului se utilizează soluţii diluate de NaOH, cu concentraţia de 18...22%, care majorează conductivitatea electrică a soluţiei şi favorizează stabilitatea electrozilor insolubili, asigurând un randament de curent de aproape 100% al gazelor eliminate. La catod se elimină hidrogen, iar la anod - oxigen.
Stimulentul biologic activ al procesului metanogen escina reprezintă un produs de extracţie a uleiului de castan, care se obţine din miez de fructe coapte. Preparatul este solubil în apă şi soluţiile lui apoase sunt stabile la păstrare. În procesele de fermentare anaerobă a borhotului de la distilarea alcoolului pentru obţinerea biogazului utilizarea preparatului în concentraţii foarte mici intensifică desfăşurarea proceselor biochimice. Acţiunea lui intensificatoare asupra acestor procese este condiţionată de influenţa biologic activă asupra dezvoltării şi înmulţirii microorganismelor metanogene.
Conform cunoştinţelor actuale, mecanismul procesului biochimic de formare a biogazului, care are loc în urma activităţii vitale a microorganismelor metanice, are conexiune cu etapa intermediară de formare şi eliminare a dioxidului de carbon, care reprezintă un mediu nutritiv pentru dezvoltarea microorganismelor producătoare de metan conform reacţiilor de formă generală:
4H2A + CO2 → 4A + CH4 + 2H2O
4H2 + CO2 = CH4 + 2H2O
2C2H5OH + CO2 = CH4 + 2CH3COOH
2C4H9OH + CO2 = CH4 + 2C3H7COOH
4CH3CHOHCH3 + CO2 = CH4 + 4CH2COCH3 + 3H2O,
în care H2A este orice compus, pentru care organismul dat are fermentul dehidrogenază. În aşa mod, cu ajutorul microorganismelor anaerobe CO2 se reduce la metan şi se consumă pentru construirea substanţei celulare a bacteriilor metanice (Methanobacterium omelianski şi Methanosarcina, etc.). Ţinând cont de aceasta, dioxidul de carbon, de rând cu metanul din componenţa biogazului, poate fi considerat ca produsul interacţiunii incomplete biochimice a microflorei imobilizate cu componentele organice ale apelor uzate.
Hidrogenul în procesul biochimic se formează prioritar în etapa acetogenă în conformitate cu reacţiile:
NADH + H+ ↔ H2 + NAD+
C2H5OH + H2O ↔ CH3COO- + H+ + 2H2
CH3CH2CH2COO- + 2H2O ↔ 2CH3COO- + H+ + 2H2
CH3CH2CH2COO- + 3H2O ↔ CH3COO- + HCO3 - + H+ + 2H2
În etapa metanogenă sub acţiunea bacteriilor metanogene are loc conversia acetatului şi/sau formiatului în metan:
4HCOO- + 4H+ → CH4 + 2H2O + 3CO2
CH3COO- + H+ → CH4 + CO2
De rând cu aceste reacţii, dioxidul de carbon format în aceste condiţii anaerobe formează molecule de metan ca rezultat al conversiei H2/CO2 conform reacţiei:
CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O
Însă conform echilibrului în procesul anaerob cantitatea de hidrogen formată este insuficientă, din care cauză în componenţa biogazului permanent se conţine dioxidul de carbon neinflamabil, care este produsul metanogenezei incomplete. În acest caz, majorarea concentraţiei de hidrogen datorită introducerii suplimentare a acestuia în bioreactor joacă un rol important în reglarea componenţei produselor proceselor biochimice de metanogeneză.
În figură este prezentată schema de realizare a procedeului propus de obţinere a biometanului. Schema include instalaţia 1 de fermentare a materiei prime cu conţinut de zahăr, gazgolderul- receiver 2 pentru CO2, compresorul cu una sau două trepte 3 pentru dioxidul de carbon, bazinul de acumulare 4 a borhotului, bazinul de acumulare 5 a bălegarului, dozatorul 6 al microadaosului stimulent, camera de amestecare-dozare 7, electrolizorul de obţinere a hidrogenului 8, camera de amestecare-dozare 9 a gazelor, bioreactorul metanogen 10, gazgolderul 11 al biometanului, instalaţia de cogenerare 12 şi redresorul 13.
Dioxidul de carbon, format în instalaţia de fermentare 1 ca rezultat al fermentării materiei prime cu conţinut de zahăr, se evacuează în gazgolderul-receiver 2 pentru a fi lichefiat în compresorul 3 şi apoi se dozează în camera de amestecare-dozare 9 a gazelor, pentru a fi amestecat cu hidrogenul generat în electrolizorul 8 umplut cu soluţie alcalină, care circulă cu ajutorul unei pompe prin electrodul volumic poros, conectat la polul negativ al sursei de curent continuu. În calitate de anod poate fi utilizat un electrod din grafit-carbon sau titan, placat cu dioxid de ruteniu (OPTA), care posedă o supratensiune înaltă de eliminare a oxigenului pentru a realiza procesul de electroliză în domeniul pasiv al potenţialelor Flade şi de reducere a probabilităţii de eliminare a lui în acest proces.
Borhotul provenit de la fermentarea alcoolică este evacuat periodic în bazinul de acumulare 4, unde sunt introduse suplimentar bălegar din bazinul de acumulare 5 (prin intermediul unui dozator), şi microadaos stimulent de fermentare anaerobă (escina) din dozatorul 6, iar după amestecare în camera de amestecare-dozare 7 borhotul nimereşte în bioreactorul anaerob 10, dotat cu un schimbător de căldură menit pentru crearea condiţiilor termofile de fermentare şi umplut cu umplutură pentru imobilizarea microflorei. Pe măsura atingerii temperaturii şi presiunii necesare pentru fermentarea termofilă începe barbotarea dioxidului de carbon amestecat cu hidrogenul din camera de amestecare-dozare 9 în bioreactorul anaerob 10 şi se stabileşte regimul optim de funcţionare a acestuia pentru a fi obţinută în final o componenţă maximă a metanului în biogazul degajat.
Biogazul degajat prin gazgolderul 11 este evacuat spre instalaţia de cogenerare 12 pentru cogenerarea energiei termice utilizate pentru crearea condiţiilor termofile de fermentare şi spre instalaţia termoenergetică de distilare a alcoolului, iar energia electrică produsă se utilizează pentru alimentarea electrolizorului 8 cu curent electric continuu prin intermediul redresorului 13 şi obţinerea hidrogenului electrolitic.
În aşa mod se asigură soluţionarea problemelor puse de asigurare a utilizării biochimice a dioxidului de carbon provenit din procesele conjugate de fermentare la întreprinderile de producere a alcoolului pentru transformarea metanogenă a amestecului CO2/H2 în biometan şi reducerea respectivă a eliminării gazelor cu efect de seră, concomitent cu majorarea eficienţei procesului de fermentare anaerobă a borhotului şi intensificarea lui, ceea ce permite majorarea randamentului producţiei de biogaz şi a conţinutului în el de metan în calitate de sursă alternativă de energie.
Exemplu de realizare a invenţiei
Pentru simplificarea procesului a fost folosit dioxid de carbon în butelie, obţinut în condiţii industriale de la procesul de fermentaţie alcoolică, care după evacuarea preliminară a resturilor de aer conţinea 99,5% CO2. În paralel cu aceasta, producerea hidrogenului electrolitic a fost efectuată într-un electrolizor ermetic cu diafragmă, cu utilizarea în calitate de electrolit a soluţiei apoase de 18% de hidroxid de sodiu, procesul fiind realizat la densitatea catodică a curentului de 0,5 A/dm2. Presiunea în electrolizor creşte datorită degajării gazelor electrolitice până la 0,55 MPa, după care hidrogenul este evacuat din camera catodică a electrolizorului pentru a fi amestecat cu dioxidul de carbon în proporţie volumică de 4:1.
Concomitent cu aceasta, pentru fermentarea anaerobă a fost utilizat borhotul de la distilarea etanolului din s. Fârlădeni, Hânceşti cu un conţinut iniţial de CCO (consum chimic de oxigen) egal cu 28250 mgO2/L şi CBO egal cu 19370 mgO2/L, în care s-a introdus suplimentar prin amestecare bălegar, în raport de 1:0,5 şi microadaosul biostimulator al procesului metanogen escina în concentraţie de 0,01 mg/L. În bioreactorul anaerob ermetic de laborator cu volumul de 5 L şi dotat cu un manometru, s-a introdus biomasa, care a fost supusă fermentării într-un termostat, fiind asigurat un regim termofil de fermentare anaerobă de 54±1ºC. Presiunea în bioreactor creştea pe măsura degajării biogazului şi după atingerea valorii de 0,5 MPa a fost dozat amestecul de gaze CO2/H2 obţinut, fiind menţinută presiunea stabilită în bioreactor.
Prin metoda gazocromatografică s-a determinat conţinutul de metan în biogaz, fiind măsurat şi volumul gazului degajat într-o unitate de timp. Valorile CCO şi CBO iniţiale şi finale au fost determinate prin metode standard.
Pentru comparaţie au fost efectuate experimente similare în condiţiile celei mai apropiate soluţii. Rezultatele măsurătorilor sunt prezentate în tabel.
Tabel
Condiţiile Parametrii de ieşire ai procesului Cantitatea de amestec de gaze H2:CO2=4:1 introdusă, l/L·h Concen-traţia de escină, mg/L Durata fermentării anaerobe, ore Caracteristica borhotului, mgO2/L Cantitatea specifică de biogaz degajat, m3/kg·CCO Conţinutul de metan în biogaz, % CCO CBO 0,3 0,001 20 1270 630 0,56 75 0,01 1150 640 0,58 79 0,5 0,001 21 920 530 0,71 80,3 0,01 835 430 0,74 83,5 Cea mai apropiată soluţie 48 1870 920 0,48 66,5
Conform rezultatelor obţinute, în comparaţie cu condiţiile celei mai apropiate soluţii, a fost obţinută o creştere de 12% a cantităţii de biogaz degajate şi aproape de 50% a conţinutului de metan în biogaz, ceea ce demonstrează eficienţa introducerii în procesul de fermentare anaerobă a borhotului a microadaosului de escină, care intensifică procesul de metanogeneză mai mult decât de 2 ori. Concomitent s-a obţinut o reducere a valorilor CCO şi CBO de cca 1,5 ori, ceea ce de asemenea demonstrează eficienţa fermentării anaerobe în condiţiile propuse, iar consumul de energie se micşorează mai mult decât de 2 ori.
1. RU 2179181 C2 2002.02.10
2. MD 2795 F1 2005.06.30

Claims (2)

1. Procedeu de obţinere a biometanului, care include fermentarea anaerobă într-un bioreactor a biomasei care conţine borhot, format la întreprinderile de producere a alcoolului şi bălegar şi/sau găinaţ dispersate, luate într-un raport volumic de 1:(0,5...0,7), cu introducerea în biomasă a saponinei triterpenice escina, în concentraţie de 0,001...0,01 mg/L şi amestecului de hidrogen electrolitic şi dioxid de carbon lichefiat, ca deşeu al procesului de fermentaţie alcoolică, în raportul lor volumic de (4...4,5):1, care se introduce prin barbotare prin stratul de biomasă, fermentarea fiind efectuată la presiunea de 0,5...1,0 MPa în condiţii termofile.
2. Procedeu, conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că hidrogenul electrolitic se obţine prin electroliza apei, cu utilizarea catozilor de nichel placaţi cu aliaje de nichel-reniu, nichel-molibden sau nichel-wolfram, care posedă o supratensiune redusă de degajare a hidrogenului, realizată la presiunea de 0,5...1,0 MPa într-un electrolizor cu diafragmă, conectat la o sursă de curent continuu, alimentat de la o instalaţie de cogenerare, care lucrează pe biometanul obţinut conform revendicării 1.
MDA20140061A 2014-06-23 2014-06-23 Procedeu de obţinere a biometanului MD4389C1 (ro)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MDA20140061A MD4389C1 (ro) 2014-06-23 2014-06-23 Procedeu de obţinere a biometanului

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
MDA20140061A MD4389C1 (ro) 2014-06-23 2014-06-23 Procedeu de obţinere a biometanului

Publications (2)

Publication Number Publication Date
MD4389B1 MD4389B1 (ro) 2015-12-31
MD4389C1 true MD4389C1 (ro) 2016-07-31

Family

ID=55068709

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
MDA20140061A MD4389C1 (ro) 2014-06-23 2014-06-23 Procedeu de obţinere a biometanului

Country Status (1)

Country Link
MD (1) MD4389C1 (ro)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3824117A4 (en) * 2018-07-20 2022-04-27 Alliance for Sustainable Energy, LLC Renewable power to renewable natural gas using biological methane production

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD20150010A2 (ro) * 2015-01-29 2016-07-31 Государственный Университет Молд0 Procedeu de obţinere anaerobă a biogazului
MD4530C1 (ro) * 2015-10-23 2018-06-30 Государственный Университет Молд0 Preparat fitocatalitic pentru stimularea metanogenezei

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD619F1 (ro) * 1995-07-07 1996-11-29 Univ De Stat Din Moldova Procedeu de obtinere a biogazului
MD723F1 (ro) * 1996-07-26 1997-05-31 Inst De Fiziol A Plantelor Al Remediu pentru sporirea rezis-tentei porumbului la seceta
RU2179181C2 (ru) * 1999-12-07 2002-02-10 Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия Бродильный аппарат
MD2771F1 (ro) * 2003-12-29 2005-05-31 Кармез, Сочиетате Пе Акциунь Procedeu de epurare biochimică a apelor reziduale
MD2795F1 (ro) * 2004-09-15 2005-06-30 Universitatea De Stat Din Moldova Procedeu de epurare biochimica anaeroba-aeroba a apelor reziduale
MD3078F1 (ro) * 2005-06-13 2006-06-30 Universitatea De Stat Din Moldova Procedeu de degradare a deseurilor greu degradabile obtinute de la distilarea alcoolului
MD188Y (ro) * 2009-11-23 2010-04-30 Universitatea De Stat Din Moldova Procedeu de tratare biochimica a deseurilor vinicole
MD4041B1 (ro) * 2008-11-10 2010-05-31 Universitatea De Stat Din Moldova Procedeu de tratare biochimica a vinasei
DE102009018126A1 (de) * 2009-04-09 2010-10-14 Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg Energieversorgungssystem und Betriebsverfahren
DE102010043630A1 (de) * 2009-11-11 2011-05-26 GICON-Großmann Ingenieur Consult GmbH Verfahren, Anlage und Methanreaktor zur Erhöhung der Methankonzentration des Biogases aus Biogasanlagen
MD4156B1 (ro) * 2011-06-02 2012-03-31 Univ De Stat Din Moldova Instalaţie pentru obţinerea metanului şi a adaosului furajer
MD4176B1 (ro) * 2011-06-02 2012-07-31 Univ De Stat Din Moldova Procedeu de obţinere a adaosului furajer, conţinând vitamina B12, şi a metanului
MD4189B1 (ro) * 2011-07-15 2012-12-31 Univ De Stat Din Moldova Procedeu de fermentare anaeroba a deseurilor organice lichide
EP2586868A2 (de) * 2011-10-25 2013-05-01 E.ON Bioerdgas GmbH Verfahren und Biogasanlage zum erzeugen von Biogas
MD4244B1 (ro) * 2012-06-11 2013-07-31 Univ De Stat Din Moldova Reactor anaerob combinat pentru obtinerea biometanului

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MD619F1 (ro) * 1995-07-07 1996-11-29 Univ De Stat Din Moldova Procedeu de obtinere a biogazului
MD723F1 (ro) * 1996-07-26 1997-05-31 Inst De Fiziol A Plantelor Al Remediu pentru sporirea rezis-tentei porumbului la seceta
RU2179181C2 (ru) * 1999-12-07 2002-02-10 Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия Бродильный аппарат
MD2771F1 (ro) * 2003-12-29 2005-05-31 Кармез, Сочиетате Пе Акциунь Procedeu de epurare biochimică a apelor reziduale
MD2795F1 (ro) * 2004-09-15 2005-06-30 Universitatea De Stat Din Moldova Procedeu de epurare biochimica anaeroba-aeroba a apelor reziduale
MD3078F1 (ro) * 2005-06-13 2006-06-30 Universitatea De Stat Din Moldova Procedeu de degradare a deseurilor greu degradabile obtinute de la distilarea alcoolului
MD4041B1 (ro) * 2008-11-10 2010-05-31 Universitatea De Stat Din Moldova Procedeu de tratare biochimica a vinasei
DE102009018126A1 (de) * 2009-04-09 2010-10-14 Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg Energieversorgungssystem und Betriebsverfahren
DE102010043630A1 (de) * 2009-11-11 2011-05-26 GICON-Großmann Ingenieur Consult GmbH Verfahren, Anlage und Methanreaktor zur Erhöhung der Methankonzentration des Biogases aus Biogasanlagen
MD188Y (ro) * 2009-11-23 2010-04-30 Universitatea De Stat Din Moldova Procedeu de tratare biochimica a deseurilor vinicole
MD4156B1 (ro) * 2011-06-02 2012-03-31 Univ De Stat Din Moldova Instalaţie pentru obţinerea metanului şi a adaosului furajer
MD4176B1 (ro) * 2011-06-02 2012-07-31 Univ De Stat Din Moldova Procedeu de obţinere a adaosului furajer, conţinând vitamina B12, şi a metanului
MD4189B1 (ro) * 2011-07-15 2012-12-31 Univ De Stat Din Moldova Procedeu de fermentare anaeroba a deseurilor organice lichide
EP2586868A2 (de) * 2011-10-25 2013-05-01 E.ON Bioerdgas GmbH Verfahren und Biogasanlage zum erzeugen von Biogas
MD4244B1 (ro) * 2012-06-11 2013-07-31 Univ De Stat Din Moldova Reactor anaerob combinat pentru obtinerea biometanului

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3824117A4 (en) * 2018-07-20 2022-04-27 Alliance for Sustainable Energy, LLC Renewable power to renewable natural gas using biological methane production

Also Published As

Publication number Publication date
MD4389B1 (ro) 2015-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhang et al. Hydrogen production from simultaneous saccharification and fermentation of lignocellulosic materials in a dual-chamber microbial electrolysis cell
CN103922487B (zh) 一种实现污水处理和二氧化碳还原制甲醇的方法
CN102286537B (zh) 一种有机废弃物两步生物制氢的方法及其装置
CN102277388B (zh) 一种有机废弃物联产氢气和电的方法及其装置
Nguyen et al. Optimization of simultaneous dark fermentation and microbial electrolysis cell for hydrogen production from macroalgae using response surface methodology
Wang et al. Explore the difference between the single-chamber and dual-chamber microbial electrosynthesis for biogas production performance
CN105695319B (zh) 一种生物电合成系统及利用该系统合成乙酸和/或乙醇的方法
CN102352309B (zh) 一种电解促进厌氧发酵装置及其应用
US10351879B2 (en) Method and system for electro-assisted hydrogen production from organic material
US8343749B2 (en) Method and apparatus for membrane-based, two-stage gas production from solid biomaterials
Sugnaux et al. Two stage bioethanol refining with multi litre stacked microbial fuel cell and microbial electrolysis cell
CN213416792U (zh) 一种电刺激耦合暗发酵产氢微生物电化学系统
CN102492506A (zh) 有机废水脱除沼气中二氧化碳的方法及其装置
CN110484931A (zh) 一种mes生物阴极催化还原co2合成有机物的方法
CN113234590A (zh) 一种沼气制备装置及方法
El-Sayad et al. Wastewater treatment and hydrogen production via Microbial electrolysis cells (MECs) and fermentation methods: a comparative review
MD4389C1 (ro) Procedeu de obţinere a biometanului
CN218321378U (zh) 一种利用农业废弃物高效制氢的微生物电解池装置
CN110183029A (zh) 一种将有机废水转化为乙酸的装置与方法
ES2743937T3 (es) Procedimiento de producción de hidrocarburos
CN108504551A (zh) 一种太阳能耦合电渗析生物制氢装置及方法
CN110819528A (zh) 一种生物沼气发酵池甲烷产生装置及产生方法
CN202246675U (zh) 电解促进厌氧发酵装置
MD4376C1 (ro) Reactor combinat de presiune înaltă pentru obţinerea biogazului
CN109355314B (zh) 一种利用厨余垃圾与污泥生产可燃气体的方法

Legal Events

Date Code Title Description
FG4A Patent for invention issued
KA4A Patent for invention lapsed due to non-payment of fees (with right of restoration)
MM4A Patent for invention definitely lapsed due to non-payment of fees