Volga Bölgesi Ticari Seraları için Üç Nesil Biyogaz Entegrasyonu

Ağrı Noktası Tanımlaması

Tataristan gibi bölgeleri kapsayan Volga Federal Bölgesi, gelişmiş, büyük ölçekli ticari tarım ve özellikle kapalı sera kompleksleri için önemli bir merkezdir. Bu operasyonların ekonomik sürdürülebilirliği, kış ısıtmasının ve yapay aydınlatma için gereken elektriğin yüksek maliyeti nedeniyle sürekli olarak tehdit altındadır. Ayrıca, ürün verimini en üst düzeye çıkarmak amacıyla bu kapalı ortamlar, fotosentez için sürekli olarak ilave Karbon Dioksit (CO2) gerektirir. Isıtma ve endüstriyel şişelenmiş CO2 satın alma için harici doğal gaz kaynaklarına güvenmek, yüksek ve değişken operasyonel harcamalar yaratır.

Senaryo Entegrasyonu

Tataristan Cumhuriyeti'ndeki geniş kapsamlı bir ticari domates ve salatalık serası işletmesi, tamamlayıcı LED aydınlatma dizileri için sabit temel yük elektriğine, uzun süren kış boyunca hidronik ısıtma için büyük miktarlarda termal enerjiye ve düzenli bir temiz CO2 kaynağına ihtiyaç duyuyor. Tesis, bitki kırpıntılarından ve pazarlanamayan ürünlerden, daha önce ücretli olarak uzaklaştırılması gereken organik atıklar üretmektedir.

Çözünürlük Etkisi

Gelişmiş bir Kombine Isı ve Güç (CHP) ünitesi ve egzoz arıtma sistemi ile birleştirilmiş bir anaerobik çürütücünün entegrasyonu, tam bir trijenerasyon (güç, ısı, CO2) çözümü sunar. Tarımsal atıklardan elde edilen biyogaz, CHP'li içten yanmalı motorlar için birincil yakıt kaynağı olarak kullanılıyor.

CHP motorunun güvenilirliğini ve uzun ömürlülüğünü sağlamak için ham biyogazın sıkı bir şekilde şartlandırılması gerekir. Demir sünger (Fe2O3) ortamı kullanan bir kükürt giderme ünitesi devreye alınarak H2S konsantrasyonunu kimyasal olarak <50 ppm'lik katı parametrelere indirir. Yanmanın ardından CHP motoru belirli termodinamik parametrelerle çalışarak yaklaşık %40 elektrik verimliliği ve %45 termal verimlilik sunar. Termal enerji, plakalı ısı eşanjörleri aracılığıyla yakalanıyor ve seranın hidronik boru ağına yönlendiriliyor.

Bu tarımsal uygulama için kritik öneme sahip olan, CHP motorundan çıkan egzoz gazının atmosfere verilmemesidir. Üre-SCR (Seçici Katalitik İndirgeme) teknolojisiyle donatılmış özel bir katalitik konvertör sistemi aracılığıyla yönlendirilir. Bu sistem, Nitrojen Oksit (NOx) emisyonlarını 250 mg/Nm³'ün altına düşüren ve Karbon Monoksit (CO)'yi ihmal edilebilir seviyelere indiren vanadyum bazlı bir katalizör kullanır. Artık yüksek konsantrasyonlu CO2 gazına arıtılan sonuçta ortaya çıkan egzoz akışı, güvenli bir şekilde doğrudan sera örtüsüne borularla aktarılıyor. Volga bölgesi sera işletmecileri, bu sıkı gaz arıtma ve termal geri kazanım parametrelerine bağlı kalarak kapalı döngü bir enerji ekosistemi elde edebilir ve işletme maliyetlerini dahili kaynak üretimi yoluyla dengeleyebilir.