Био-хийн үйлдвэрлэл ба дулаан-цахилгааны хосолсон станц (CHP)
Анаэроб исгэлт ба био-хийн үүсэл
Био-хий (биогаз) нь органик хаягдлыг агааргүй орчинд бичил биетний тусламжтайгаар задлах анаэроб исгэлт-ийн бүтээгдэхүүн юм. Монголд мал аж ахуйн ялгадас, махны болон сүүний үйлдвэрийн шингэн хаягдал, хүнсний ногооны үлдэгдэл зэрэг нь био-хийн үйлдвэрлэлийн боломжит түүхий эд болно. Процесс нь битүү исгэгч сав (реактор)-д гидролиз, хүчилжилт, метанжих гэсэн үе шатаар явагдаж, метанжих үе шат нь 35–40°C (мезофиль) орчны температурт хамгийн идэвхтэй өрнөнө.
Гарган авсан био-хийн найрлага дунджаар дараах байдалтай:
- Метан (CH4) — 55–65%, шатамхай гол бүрэлдэхүүн;
- Нүүрсхүчлийн хий (CO2) — 30–40%, дулаан гарлагыг бууруулна;
- Устөрөгчийн сульфид (H2S) — 0.1–2%, зэврүүлэх, хортой хийн хольц.
Био-хийн цэвэршүүлэлт
Түүхий био-хийг хөдөлгүүрт шатаахаас өмнө цэвэршүүлэх шаардлагатай. Устөрөгчийн сульфид нь дулааны улмаас хүхрийн хүчил үүсгэн хөдөлгүүрийн эд анги, дулаан солилцуурыг зэврүүлдэг тул хүхэргүйжүүлэлт хийнэ. Мөн уур чийгийг ялган зайлуулж, шаардлагатай бол CO2-ыг тусгаарлан метаны агууламжийг нэмэгдүүлдэг. Цэвэршүүлсэн хийг тогтмол даралтад хадгалахын тулд хийн сав, даралт тэнцвэржүүлэгч ашиглана.
Дулаан-цахилгааны хосолсон үйлдвэрлэл (CHP)
Хосолсон үйлдвэрлэлийн (Combined Heat and Power, CHP) зарчим нь нэг эх үүсвэрээс зэрэг цахилгаан болон дулаан гарган авахад оршино. Цэвэршүүлсэн био-хийг хийн дотоод шаталтат хөдөлгүүр-т шатааж, түүнд холбогдсон генератор-ыг эргүүлэн цахилгаан үйлдвэрлэнэ. Зэрэгцээд хөдөлгүүрийн хөргөлтийн ус болон яндангийн халуун утааны дулааныг дулаан солилцуур-аар сэргээн авч халаалт, халуун усны хэрэгцээнд ашиглана.
Ийнхүү дулааныг сэргээснээр эх үүсвэрийн нийт ашигт үйлийн коэффициент 80–90% хүрдэг нь био-хийг зөвхөн цахилгаан үйлдвэрлэхэд ашиглахаас хамаагүй өндөр үзүүлэлт юм.
| Үзүүлэлт | Ойролцоо утга |
|---|---|
| Цахилгааны ашигт үйлийн коэффициент | 35–40% |
| Дулааны ашигт үйлийн коэффициент | 45–50% |
| Нийт үр ашиг | 80–90% |
Сүлжээнд холбох ба Монголын нөхцөл
Жижиг чадлын CHP генератор нь ихэвчлэн 0.4 кВ-ын хүчдэлд цахилгаан үйлдвэрлэдэг. Түүнийг нэгдсэн сүлжээнд холбохын тулд давтамж, хүчдэл, фазыг синхрончлон таслуур-аар холбож, хэт ачаалал, богино залгаас, урвуу чадлаас реле хамгаалалт-аар хамгаална. Генераторын их бие болон тоноглолыг найдвартай газардуулга-д холбож, ороомгийн тусгаарлага-ын эсэргүүцлийг тогтмол хэмжиж хянана.
Монголын −40°C хүрэх хүйтэнд исгэгч савны температурыг тогтвортой барих нь хамгийн эмзэг асуудал бөгөөд савыг дулаалж, сэргээсэн дулааны нэг хэсгээр урьдчилан халаах шийдэл түгээмэл хэрэглэгддэг. Малын бөөгнөрсөн нөөцтэй фермерийн аж ахуй, махны үйлдвэрийн дэргэд байгуулсан био-хийн CHP станц нь орон нутгийн эрчим хүч, дулааны хэрэгцээг нөхөхийн зэрэгцээ органик хаягдлыг боловсруулах давхар үр өгөөжтэй юм.