Science >> Wetenschap >  >> Biologie

Hoe wordt biogas gewonnen uit biomassa?

Biogas kan worden verkregen uit biomassa via een proces dat anaerobe vergisting wordt genoemd . Anaerobe vergisting is het proces waarbij organisch materiaal wordt afgebroken in afwezigheid van zuurstof, waarbij biogas als bijproduct ontstaat. Hier volgt stap voor stap uitleg over hoe biogas via anaerobe vergisting uit biomassa wordt gewonnen:

1. Verzameling en voorbereiding van biomassa :Biomassamaterialen, zoals landbouwafval, voedselafval, dierlijke mest, rioolwater en energiegewassen, worden verzameld en voorbereid. De biomassa moet vrij zijn van verontreinigingen zoals kunststoffen en metalen.

2. Voorbehandeling :Indien nodig kan de biomassa een voorbehandeling ondergaan om deze beter geschikt te maken voor anaerobe vergisting. Voorbehandelingsmethoden kunnen mechanische verkleining, thermische voorbehandeling of chemische voorbehandeling omvatten om de afbraak van complexe organische verbindingen te verbeteren.

3. Anaeroob vergistingsproces :De voorbehandelde biomassa wordt in een afgesloten, luchtdichte vergister of bioreactor geplaatst. De vergister onderhoudt een anaërobe omgeving, wat betekent dat er geen zuurstof is. In de vergister zijn verschillende micro-organismen aanwezig, voornamelijk anaerobe bacteriën en archaea.

4. Hydrolyse en acidogenese :In de eerste fase van de anaerobe vergisting worden de complexe organische verbindingen in de biomassa afgebroken tot eenvoudigere moleculen door enzymen die door de micro-organismen worden geproduceerd. Dit proces staat bekend als hydrolyse. De hydrolyseproducten worden vervolgens via acidogenese omgezet in vluchtige vetzuren (VFA's) en andere tussenproducten.

5. Acetogenese :In de tweede fase consumeren acetogene bacteriën de VFA's en andere tussenproducten die tijdens de acidogenese worden geproduceerd. Ze zetten deze stoffen om in azijnzuur, kooldioxide en waterstof.

6. Methanogenese :In de laatste fase gebruiken methanogene bacteriën het azijnzuur, kooldioxide en waterstof geproduceerd in de voorgaande fasen om methaan (CH4) en kooldioxide (CO2) te genereren. Methaan is het hoofdbestanddeel van biogas.

7. Biogaszuivering :Het biogas dat wordt geproduceerd door anaerobe vergisting kan onzuiverheden bevatten, waaronder waterdamp, waterstofsulfide en andere sporengassen. Om de kwaliteit ervan te verbeteren, kan het biogas zuiveringsprocessen ondergaan, zoals waterverwijdering, ontzwaveling en verwijdering van kooldioxide.

8. Opslag en gebruik :Het gezuiverde biogas kan worden opgeslagen in gasopslagsystemen of direct worden gebruikt als hernieuwbare brandstofbron. Het kan worden gebruikt voor koken, verwarming, elektriciteitsopwekking en transport.

Het anaerobe vergistingsproces is een duurzame en milieuvriendelijke manier om biomassa om te zetten in biogas. Het helpt de uitstoot van broeikasgassen te verminderen door methaan op te vangen en te gebruiken, wat een krachtig broeikasgas is, en produceert ook een hernieuwbare energiebron uit organische afvalmaterialen.