การบูรณาการก๊าซชีวภาพแบบไตรเจนเนอเรชั่นสำหรับโรงเรือนเชิงพาณิชย์ในเขตโวลก้า

การระบุจุดปวด

เขต Volga Federal District ซึ่งครอบคลุมภูมิภาคต่างๆ เช่น ตาตาร์สถาน เป็นศูนย์กลางหลักสำหรับการเกษตรเชิงพาณิชย์ขั้นสูงขนาดใหญ่ โดยเฉพาะอาคารเรือนกระจกแบบปิด ความมีชีวิตทางเศรษฐกิจของการดำเนินงานเหล่านี้ถูกคุกคามอย่างต่อเนื่องด้วยต้นทุนที่สูงของการทำความร้อนในฤดูหนาวและไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับแสงประดิษฐ์ นอกจากนี้ เพื่อเพิ่มผลผลิตพืชผลสูงสุด สภาพแวดล้อมแบบปิดเหล่านี้จำเป็นต้องมีคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เสริมอย่างต่อเนื่องสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง การใช้แหล่งจ่ายก๊าซธรรมชาติภายนอกเพื่อให้ความร้อนและการซื้อ CO2 บรรจุขวดทางอุตสาหกรรม ทำให้เกิดค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานที่สูงและมีความผันผวน

บูรณาการสถานการณ์

การดำเนินงานเรือนกระจกมะเขือเทศและแตงกวาเชิงพาณิชย์ที่กว้างขวางในสาธารณรัฐตาตาร์สถาน ต้องใช้ไฟฟ้าที่มีภาระพื้นฐานที่เสถียรสำหรับแผงไฟ LED เสริม พลังงานความร้อนจำนวนมหาศาลเพื่อให้ความร้อนด้วยระบบไฮโดรนิกในช่วงฤดูหนาวที่ยืดเยื้อ และปริมาณ CO2 ที่สะอาดที่จ่ายอย่างสม่ำเสมอ โรงงานแห่งนี้สร้างขยะอินทรีย์จากการตัดแต่งพืชและผลิตผลที่ไม่สามารถขายได้ ซึ่งก่อนหน้านี้ต้องเสียค่าใช้จ่ายในการกำจัด

เอฟเฟกต์ความละเอียด

การบูรณาการเครื่องย่อยสลายแบบไม่ใช้ออกซิเจนร่วมกับหน่วยความร้อนและพลังงานรวม (CHP) ขั้นสูงและระบบบำบัดไอเสีย ทำให้เกิดโซลูชันไตรเจนเนอเรชั่นเต็มรูปแบบ (พลังงาน ความร้อน CO2) ก๊าซชีวภาพที่เกิดจากของเสียทางการเกษตรถูกนำมาใช้เป็นแหล่งเชื้อเพลิงหลักสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในของ CHP

เพื่อให้มั่นใจในความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานที่ยาวนานของเครื่องยนต์ CHP ก๊าซชีวภาพดิบจะต้องผ่านการปรับสภาพอย่างเข้มงวด มีการใช้หน่วยกำจัดซัลเฟอร์ไรเซชันโดยใช้ตัวกลางฟองน้ำเหล็ก (Fe2O3) โดยจะดึงความเข้มข้นของ H2S ทางเคมีจนเหลือพารามิเตอร์ที่เข้มงวดที่ <50 ppm หลังจากการเผาไหม้ เครื่องยนต์ CHP จะทำงานด้วยพารามิเตอร์ทางอุณหพลศาสตร์จำเพาะ โดยให้ประสิทธิภาพทางไฟฟ้าประมาณ 40% และประสิทธิภาพเชิงความร้อน 45% พลังงานความร้อนจะถูกดักจับผ่านเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบแผ่น และถูกส่งไปยังเครือข่ายท่อไฮโดรนิกของเรือนกระจก

สิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานทางการเกษตรนี้ ก๊าซไอเสียจากเครื่องยนต์ CHP จะไม่ถูกระบายออกสู่ชั้นบรรยากาศ มันถูกส่งผ่านระบบเครื่องฟอกไอเสียแบบพิเศษที่ติดตั้งเทคโนโลยี Urea-SCR (Selective Catalytic Reduction) ระบบนี้ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีวานาเดียม ช่วยลดการปล่อยก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) ให้เหลือต่ำกว่า 250 มก./นาโนเมตร และลดก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ให้อยู่ในระดับที่น้อยมาก กระแสไอเสียที่เกิดขึ้นซึ่งขณะนี้ถูกทำให้บริสุทธิ์เป็นก๊าซ CO2 ที่มีความเข้มข้นสูง จะถูกส่งต่อไปยังหลังคาเรือนกระจกโดยตรงอย่างปลอดภัย ด้วยการยึดมั่นในพารามิเตอร์การทำให้บริสุทธิ์ด้วยก๊าซและการนำความร้อนกลับคืนมาอย่างเข้มงวด ผู้ดำเนินการเรือนกระจกในภูมิภาคโวลก้าสามารถบรรลุระบบนิเวศพลังงานแบบวงปิด และทำให้ต้นทุนการดำเนินงานมีเสถียรภาพผ่านการสร้างทรัพยากรภายใน