Integración de biogás de tres generaciones para invernaderos comerciales de la región del Volga

Identificación del punto de dolor

El Distrito Federal del Volga, que abarca regiones como Tatarstán, es un centro importante para la agricultura comercial avanzada y a gran escala, específicamente complejos de invernaderos cerrados.La viabilidad económica de estas operaciones se ve amenazada constantemente por el elevado coste de la calefacción invernal y de la electricidad necesaria para la iluminación artificial.Además, para maximizar los rendimientos de los cultivos, estos ambientes cerrados requieren un dióxido de carbono (CO2) suplementario continuo para la fotosíntesis.La dependencia de los suministros externos de gas natural para la calefacción y la compra de CO2 embotellado industrial genera altos y volátiles gastos operativos.

Scenario de integración

Una amplia explotación comercial de invernaderos de tomate y pepino en la República de Tatarstán requiere una carga básica estable de electricidad para sus paneles de iluminación LED complementarios,grandes cantidades de energía térmica para calefacción hidrónica durante el invierno prolongado, y un suministro constante de CO2 limpio.La instalación genera residuos orgánicos a partir de adornos de plantas y productos no comercializables, que anteriormente requerían una eliminación pagada.

Efecto de la resolución

La integración de un digestor anaeróbico junto con una unidad avanzada de calefacción y energía combinada (CHP) y un sistema de purificación de gases de escape ofrece una solución completa de trigeneración (potencia, calor, CO2).El biogás generado a partir de los residuos agrícolas se utiliza como fuente primaria de combustible para los motores de combustión interna CHP.

Para garantizar la fiabilidad y la longevidad del motor CHP, el biogás en bruto debe someterse a un estricto acondicionamiento.eliminación química de la concentración de H2S hasta unos parámetros estrictos de < 50 ppmDespués de la combustión, el motor CHP funciona con parámetros termodinámicos específicos, ofreciendo una eficiencia eléctrica de aproximadamente 40% y una eficiencia térmica de 45%.La energía térmica se captura a través de intercambiadores de calor de placa y se envía a la red de tuberías hidrónicas del invernadero.

Es crucial para esta aplicación agrícola que los gases de escape del motor CHP no se ventilen en la atmósfera.Se dirige a través de un sistema de convertidor catalítico especializado equipado con tecnología de urea-SCR (reducción catalítica selectiva)Este sistema utiliza un catalizador a base de vanadio, reduciendo las emisiones de óxido de nitrógeno (NOx) a menos de 250 mg/Nm3 y reduciendo el monóxido de carbono (CO) a niveles insignificantes.ahora purificado en un gas de CO2 de alta concentraciónAl cumplir con estos estrictos parámetros de purificación de gases y recuperación térmica,Los operadores de invernaderos de la región del Volga pueden lograr un ecosistema energético de circuito cerrado, estabilizando sus costes operativos mediante la generación de recursos internos.