Integration von Biogas in drei Generationen für kommerzielle Gewächshäuser der Region Wolga

Identifizierung von Schmerzpunkten

Der Wolga-Föderalbezirk, der Regionen wie Tatarstan umfasst, ist ein wichtiges Zentrum für fortschrittliche, groß angelegte kommerzielle Landwirtschaft, insbesondere geschlossene Gewächshauskomplexe.Die wirtschaftliche Rentabilität dieser Betriebe wird ständig durch die hohen Kosten für die Winterheizung und den Strom, der für künstliche Beleuchtung erforderlich ist, bedroht.Darüber hinaus benötigen diese geschlossenen Umgebungen für eine maximale Ernteerträge kontinuierlich zusätzliches Kohlendioxid (CO2) zur Photosynthese.Die Abhängigkeit von externen Erdgaslieferungen für die Heizung und den Einkauf von CO2 aus Industrieflaschen führt zu hohen und volatilen Betriebsausgaben.

Szenario Integration

Ein umfangreicher kommerzieller Anbau von Tomaten- und Gurkengewächshäusern in der Republik Tatarstan erfordert für seine zusätzlichen LED-Beleuchtungsanlagen einen stabilen Grundlaststrom.große Mengen an Wärmeenergie für die Wasserheizung während des längeren WintersDie Anlage erzeugt organische Abfälle aus Pflanzenveredelungen und nicht vermarktbaren Erzeugnissen, die zuvor bezahlt entfernt werden mussten.

Auflösungseffekt

Die Integration eines anaeroben Verdauges in Verbindung mit einer fortschrittlichen Kraft-Wärme-Kombination (KWK) und einem Abgasreinigungssystem bietet eine vollständige Dreigenerationslösung (Strom, Wärme, CO2).Das aus den landwirtschaftlichen Abfällen erzeugte Biogas wird als primäre Brennstoffquelle für KWK-Verbrennungsmotoren verwendet.

Um die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit des KWK-Motors zu gewährleisten, muss das Rohbiogas einer strengen Konditionierung unterzogen werden.chemisch die H2S-Konzentration auf strenge Parameter von < 50 ppm reduziertNach der Verbrennung arbeitet der KWK-Motor mit spezifischen thermodynamischen Parametern und erzielt einen elektrischen Wirkungsgrad von ca. 40% und einen thermischen Wirkungsgrad von 45%.Die Wärmeenergie wird über Plattenwärmetauscher aufgenommen und in das Wasserleitungsnetz des Gewächshauses geleitet.

Entscheidend für diese landwirtschaftliche Anwendung ist, dass die Abgase des KWK-Motors nicht in die Atmosphäre gelangen.Es wird durch ein spezialisiertes Katalysatorsystem geleitet, das mit der Urea-SCR-Technologie (Selektive Katalysatorreduktion) ausgestattet ist.Dieses System verwendet einen Vanadium-basierten Katalysator, der die Emissionen von Stickstoffmonoxid (NOx) auf unter 250 mg/Nm3 senkt und Kohlenmonoxid (CO) auf vernachlässigbare Werte reduziert.nun zu einem hochkonzentrierten CO2-Gas gereinigtDurch die Einhaltung dieser strengen Gasreinigungs- und WärmerückgewinnungsparameterGewächshausbetreiber der Wolga-Region können ein geschlossenes Energieökosystem schaffen, die ihre Betriebskosten durch die Erzeugung interner Ressourcen stabilisieren.