Biogas är ett förnybart bränsle, och intresset för detta bränsle ökar runt om i världen. För att kunna använda biogas som fordonsbränsle måste biogasen uppgraderas innan användning. Koldioxid och andra föroreningar skiljs av, så att metanhalten i den råa biogasen höjs och gasen kan användas i motorer. Flera olika reningstekniker finns, men detta arbete fokuserar på vattenskrubbning. Arbetet syftar till att undersöka den optimala metanhalten i biogasen med hänsyn till nettoenergin och livslängden för de motorer som används. Undersökningen fokuserar på reningsprocessen i biogasproduktionen på små och mellanstora gårdar. Arbetet utfördes genom att ställa upp en energibalans över komponenterna i biogasproduktionen. Energibalansen användes för att skapa en matematisk modell av anläggningen, och beräkningarna gjordes med datorprogrammet Matlab. Den optimala metanhalten för biogasen beräknades till kring 80 % (78 – 83 %) vilket är lägre än den gräns på 85 % som rekommenderas av andra källor. Reningsanläggningens eget energibehov befanns motsvara 2,5 – 8,6 % av biogasens energiinnehåll, beroende på om högtryckskompression används eller inte. Dessa värden har god överensstämmelse med tidigare forskning. Den beräknade metanhalten är inte så låg så att motorernas livslängd förkortas nämnvärt, men det finns en risk för misständningar som kan ge skador på katalysatorn. Eftersom den beräknade metanhalten är lägre än 85 % är det lämpligt att genomföra ytterligare tester för att avgöra om gasen är lämplig som fordonsbränsle. Resultaten påverkas kraftigt av motorns verkningsgrad, vilket också är ett relevant ämne för framtida studier. / Biogas is a renewable fuel, and the demand for this particular fuel type is increasing around the world. In order to use biogas as a fuel for vehicles it must first be upgraded from its raw state. By separation of carbon dioxide and other impurities, the methane content in the raw biogas is increased so that the biogas can be used in engines. Several methods of purification exist, but this report mainly focuses on water scrubbing. This thesis aims to investigate the optimal methane content in biogas with respect to net energy and the lifespan of the engines that are being fueled with biogas. The focus of the report is on the purification process in biogas production for small to medium sized farms. The thesis is conducted by putting up an energy balance formula for the components in the biogas production system. This formula was used for creating a mathematical model of the system, and the calculations were made with the computer programme Matlab. The optimal methane content in the biogas was found to be around 80 % (78 – 83 %), which is less than the lower limit (85 %) that is recommended by other sources. The purification facility’s own energy demand corresponds to 2,5 – 8,6 % of the energy content in the biogas, depending on whether high pressure compression is used or not. These results are highly consistent with previous research. The methane content of the biogas does not reduce the lifespan of the engines notably, but there is a risk of ignition failures which could lead to damages in the catalyzer. Since the optimal methane content is lower than 85 %, it would be appropriate to test the biogas in order to analyze if it is suitable to be used as a fuel. The results are heavily influenced by the engine efficiency, which is also a relevant subject for future work.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-189047 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Enefalk, Tommy, Ersöz, Timur |
| Publisher | KTH, Industriell ekologi |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | Swedish |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-IM-KAND 2016:18 |
Page generated in 0.0186 seconds