바이오가스 발생기의 열회수
1, 바이오가스 발전기 세트의 폐열 회수 핵심 응용
바이오가스 발전기 세트의 폐열은 주로 엔진 배기(온도 350-550도, 전체 폐열의 60% -70% 차지)와 엔진 실린더 라이너 및 윤활유 냉각 시스템(온도 80-120도, 전체 폐열의 30% -40% 차지) 두 부분에서 발생합니다. 표적 재활용 시스템 설계를 통해 이러한 폐열은 여러 시나리오에 광범위하게 적용되어 "발전 폐열 활용"의 폐쇄 루프 생태를 형성할 수 있습니다.
(1) 바이오가스 생산 보장: 원료 전처리 및 발효 가열
이는 폐열 회수의 가장 필수적인 용도이며, 특히 대규모 바이오가스 프로젝트의 안정적인 운영에 적합합니다.-
발효조 가열: 바이오가스 발효를 위한 최적의 온도는 중간 온도(30-38도) 또는 고온(50-55도)입니다. 저온 환경(겨울 또는 북부 지역)은 발효 효율이 감소하고 가스 생산량이 급격히 감소할 수 있습니다. 회수된 폐열은 판형 열 교환기를 통해 발효액을 가열하는 데 사용되거나 온수 순환 시스템을 통해 발효 탱크의 일정한 온도 보호를 제공하여 가스 생산량을 20%~30% 증가시키고 겨울철 장치의 안정적인 연료 공급을 보장합니다.
• 원료 전처리: 일부 바이오가스 프로젝트에서는 짚, 가축 분뇨 및 기타 원료를 사용하며, 원료를 분해, 가수분해 또는 살균하려면 가열해야 합니다. 폐열온수를 원료 전처리 공정에 직접 사용할 수 있어 추가적인 에너지 소비를 줄일 수 있습니다.
(2) 산업 및 상업 시나리오: 열에너지 직접 공급
폐열 회수를 통해 생성된 고온-온수(80-95도) 또는 증기(저압, 0.3~0.6MPa)는 산업 생산 및 상업용 건물의 열 에너지 수요를 직접적으로 충족할 수 있습니다.
산업용 열: 식품 가공, 섬유 인쇄 및 염색, 화학 약품 등과 같은 산업의 세척, 건조 및 가열 공정. 사육장의 분변 처리(저온살균) 및 온실의 항온 재배(토양 가열, 공기 가열).
상업용 및 건물 난방: 산업 단지, 사무실 건물, 병원 및 학교의 겨울 난방; 호텔 및 쇼핑몰의 가정용 온수 공급(세탁 및 주방용); 데이터센터용 겨울 단열재(전기난방 대체)
(3) 에너지 업그레이드: 폐열 발전 및 냉동
대규모-바이오가스 발전 프로젝트(설치 용량 1MW 이상)의 경우 고급 폐열 회수 시스템을 통해 에너지 업그레이드를 달성할 수 있습니다.-
• 폐열 발전: 유기 랭킨 사이클(ORC) 기술을 사용하여 고온의 배기 가스를 사용하여 유기 작동 유체(예: R245fa)를 가열하고 소형 터빈 발전기를 구동하여 전기를 생산하며 시스템의 전체 에너지 활용률을 80% 이상으로 높입니다.
흡수식 냉동: 브롬화리튬 흡수식 냉동 장치를 사용하여 폐열을 산업 생산 냉각 및 건물 공조 냉각을 위한 냉각 용량으로 변환하여 '여름 냉방, 겨울 난방 및 연중-물 공급'의 다중 에너지 상호 보완성을 달성합니다.
폐열 회수 기술은 바이오가스 에너지의 응용 범위를 확장할 뿐만 아니라 경제, 환경 보호 및 기술 측면에서 여러 이점을 보여 바이오가스 발전 프로젝트를 위한 "강력한 도구"가 됩니다.
(1) 에너지 종합 이용률 향상 및 에너지 낭비 감소
전통적인 바이오가스 발전 프로젝트는 전기 출력에만 초점을 맞추며, 다량의 폐열이 직접 배출되고 에너지 이용률은 45% 미만입니다. 폐열 회수를 통해 시스템의 종합적인 에너지 활용률을 75%~90%까지 높일 수 있습니다. 이는 바이오가스 입방미터당 유효 에너지 생산량을 두 배 이상 늘리는 것과 같습니다. 1MW 바이오가스 발전기 세트를 예로 들면, 일일 평균 발전량은 약 24,000kWh이고, 회수된 폐열은 건물 난방 20,000제곱미터 또는 하루 500톤의 급탕 수요를 충족할 수 있어 "전기만 생산하고 열을 낭비한다"는 단일 모드를 완전히 바꿀 수 있습니다.
(2) 운영 비용 절감 및 프로젝트 수익성 향상
• 연료 소비 감소: 폐열을 발효 탱크 가열에 사용하는 경우 전기 난방 및 석탄{0}}연소/가스-연소 보일러를 대체하여 보조 에너지 비용을 절감할 수 있습니다. 중국 북부의 1.2MW 바이오가스 프로젝트 데이터에 따르면 겨울철 폐열로 발효조를 가열하면 하루 평균 300입방미터의 천연가스 소비를 절약하고 연간 비용을 약 600,000위안 절약할 수 있습니다.
• 수익원 증대: 잉여 폐열을 외부에서 공급(예: 주변 기업 및 주민에게 난방/온수)하여 "전기+열"의 이중 수입을 형성하여 프로젝트 투자 회수 기간을 1~3년 단축할 수 있습니다. 일부 프로젝트의 열에너지 수익은 총 수익의 30~40%를 차지하여 위험 저항 능력을 크게 향상시킵니다.