Med de växande hoten från klimatförändringar är det av största vikt att vi minskar vårt beroende av fossila bränslen och börjar använda oss utav mer förnyelsebara energikällor. En utav dessa förnyelsebara energikällor som för oss närmare ett cirkulärt resurshanteringssystem är produktionen av biogas från biologiskt avfall. Syftet med denna rapport är att bidra till expansionen av i huvudsak den småskaliga biogasproduktionen genom att identifiera kriterier som kopplar minskning av partikelstorlek med energibalansen över biogasproduktionssystemet. Genom att göra detta hoppas vi kunna hitta den optimala partikelstorleken för sönderdelning av substratet. För att uppnå detta gjordes en studie över biogasprocessen och de tillgängliga substraten samt sönderdelningsteknologierna. Denna studie visade att halm, gödsel och utsorterade grödor var några av de huvudsakliga intressanta substraten och att mekanisk sönderdelning är det som främst är lämpligt för småskalig biogasproduktion. Från detta kunde den optimala partikelstorleken identifieras genom att jämföra energin från det ökade biogasutbytet med energiförbrukningen av sönderdelaren, specifikt för substratet halm och sönderdelningsteknikerna hammarkvarn och knivkvarn. Detta resulterade i en optimal partikelstorlek för knivkvarn på 0,26mm och för hammarkvarn på 1,59 mm, dock visade känslighetsanalysen att förändringar i energibalansen kunde ändra hammarkvarnens optimum till en betydligt större partikelstorlek. Även om resultatet tydligt visar att knivkvarnen är överlägsen när det kommer till energieffektivitet finns det flera andra faktorer som påverkar vilken metod som blir mest effektiv för olika förhållanden och substrat, där de två främsta faktorerna är teknologins robusthet och substratets egenskaper som fuktighet och struktur. Det är av yttersta vikt att ökningar i effektivitet som den nämnd ovan görs för att ge biogas en möjlighet att slå sig in på bränsle och energimarknaden samt möjliggöra det till att bli ett viktigt bränsle i framtiden. / With the growing threats from climate change it is vital that we are able to lessen our reliance of fossil fuels and start using more renewable energy sources. One of these renewable energy sources which brings us closer to a circular resource management system is the production of biogas from biological waste. The purpose of this report is to help the expansion of mainly the small-scale biogas production technology through identifying criteria connecting size reduction to the energy balance of the biogas production system. By doing this we hope to find the optimal particle size reduction of the substrate. To achieve this, a study was done to map the biogas process and find out which substrates and size reduction technologies are currently available. The study concluded that wheat straw, manure and sorted out crops where some of the main substrates of interest and that mechanical size reduction is most suitable for small scale biogas plants. From this the optimal particle size could be found through comparing the energy from the increase in biogas yield with the energy costs of the size reduction equipment specifically for the substrate wheat straw and the mechanical size reduction technologies hammer mill and knife mill. This resulted in an optimal particle size through knife milling of 0.26 mm and by hammer milling 1.59 mm, although the sensitivity analysis showed that changes in the energy balance could shift the optimum of the hammer mill closer to a significantly larger particle size. Even though the results clearly show that knife mills are superior when it comes to energy efficiency there are several other factors that affect which method is most efficient for different substrates and conditions, with the two main being the robustness of the technology and the characteristics of the substrate such as moisture content and structure. Increases in efficiency like, the one mentioned above, is done to give biogas a fighting chance on the fuel and energy market and enable it to become one of the important fuels of the future.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-228873 |
| Date | January 2018 |
| Creators | Djurberg, Robert, Markskog, Albin |
| Publisher | KTH, Hållbar utveckling, miljövetenskap och teknik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-ABE-MBT ; 18173 |
Page generated in 0.3722 seconds