Un interes grav pentru Rusia este un astfel de combustibil alternativ de la materii prime locale, cum ar fi biogazul ...
Anterior, nimeni nu sa gândit serios la utilizarea industrială a combustibililor alternativi de la materii prime locale la autovehicule. Țara, care deține cele mai mari rezerve de petrol și gaze din lume, o poate permite. În țările care nu dispun de resurse naturale naturale, începând cu mijlocul anilor 1980, toate sursele locale potențiale de combustibili alternativi au fost înregistrate și introduse în producție. Acestea includ: biogazul, format în timpul digestiei anaerobe a deșeurilor organice; Etanolul este un produs al fermentării alcoolice dintr-o varietate de substraturi care conțin zahăr și amidon sau celuloză hidrolizată; combustibil biodiesel, obținut din culturi care conțin ulei - rapiță, soia, cactuși; precum și a țițeiului artificial, a cărui producție se bazează pe piroliza nămolurilor de epurare și a altor deșeuri.
Deși există numeroase surse potențiale de producere a carburanților de la materii prime locale, în practică, gama lor este redusă datorită factorilor geografici, climatici, economici și altor factori. Culturile alimentare ca materie primă potențială în Rusia sunt excluse din bilanț deoarece nu sunt mai puțin limitate. Culturile tehnice agricole din Rusia, spre deosebire de țările ecuatoriale, sunt materii prime sezoniere. Cultivarea lor necesită suprafețe mari. De exemplu, pentru producerea a 3,8 miliarde litri de etanol în SUA, este necesar să se recolteze culturi industriale pe an de la 2 milioane de hectare.
În Rusia, practic, nu există o bază de materii prime pentru producerea de etanol și biodiesel (cei mai eficienți producători pentru reprezentanții lor sunt tropicale și subtropicale florei), precum și tehnologice și de producție de bază pentru o gamă largă de proces de piroliză a deșeurilor. Prin urmare, piața lor din Rusia este limitată.
SURSE DE BAZĂ DE BAZĂ
Nămol de epurare din stațiile de tratare a apelor reziduale
În funcție de compoziția chimică a sedimentelor, în timpul fermentației se eliberează între 5 și 15 m3 de gaz per 1 m3 de nămol de epurare.
Conform studiului Unional stiintific, tehnologice si de Institutul de Proiectare de îngrășăminte și stații de epurare a turbei organice în Rusia și țările CSI, acumularea nămolurilor de epurare lichide este de 170 mil. M3 / an. Digestia anaerobă poate produce 1,5 miliarde de m3 de biogaz pe an (1,2 milioane de tone de combustibil echivalent).
Deșeuri menajere solide
Pentru producerea de biogaz din deșeuri solide, deșeurile sfărâmate în metan sunt amestecate cu nămolul de epurare din bazinele de sedimentare ale stațiilor de epurare. Temperatura maselor se ridică la 65-70 ° C. Procesul de digestie anaerobă are loc în 1-2 luni. Potrivit experților străini, de la 1m3 de deșeuri solide se alocă până la 1,5 m3 de gaze. În compoziția sa, gazele au până la 50% metan, 25% dioxid de carbon, până la 2% hidrogen și azot. Această tehnologie este folosită pe scară largă în străinătate - în SUA, Germania, Japonia, Suedia. Cantitatea totală de biogaz obținut din deșeurile solide este echivalentă cu energia în 37 * 1015 jouli.
agricultură
Concentrația impurităților de canalizare la fermele zootehnice ajunge la 30.000 - 60.000 mg / l. Cantitatea de precipitații uscate este de cel puțin 20 de milioane de tone pe an. Sedimentele aruncate și gunoi de grajd după fermentație, de regulă, sunt făcute inofensive și pot fi utilizate ca îngrășăminte. Calculele arată că, în zonele rurale, producția de biogaz poate fi considerată rentabilă dacă există 20 de vaci, 200 de porci sau 3500 găini.
Păsări de curte
Pentru a determina randamentul de biogaz poate fi luat ca într-o casă tipic păsări de curte conține 25 de mii. Pui, oferind o zi până la 5 tone de gunoi de grajd, din care 5.000 de biogaz nm3.
Creșterea animalelor
De la 1 tonă gunoi de grajd uscat prin digestia anaerobă poate primi 340 m3 de biogaz, în condiții optime, sau 2,5 m3 per cap de bovine pe zi (900 m 3). Paradox: o vacă pe an, cu excepția laptelui, oferă mai mult de 600 de litri. benzină (în echivalent energetic). În timpul fermentației a dejecțiilor dezvoltării microflorei care distrug succesiv materia organică la acizi, iar acesta din urmă sub acțiunea bacteriilor syntrophic și metan transformat în produși gazoși - metan și dioxid de carbon. În același timp, în timpul fermentației dejecțiilor furnizat de dezodorizare sa, de-worming, distrugerea germinarea semințelor de buruieni și de capacitatea de a traduce fertilizante substanțe în formă minerală. Trebuie remarcat faptul că tehnologia de producere a biogazului prin digestie anaerobă în rezervoarele de metan este cel mai economic mod de procesare a deșeurilor organice provenite de la întreprinderile de păsări de curte și de animale în îngrășăminte uscate.
Pentru a converti cantitatea de biogaz de la ferma de păsări la animale, se pot utiliza următoarele unități convenționale: 1 vaca = 4 porci = 250 găini.
Biometan lichid - nou combustibil ieftin din materii prime locale
Cu toate acestea, crearea de motoare ale autovehiculelor care funcționează pe gaz cu o valoare calorică redusă, precum biogazul, prezintă anumite dificultăți. Prin urmare, este mai util să se utilizeze biogaz, nu biogaz, ci biometanul obținut din acesta. Pentru aceasta, CO2 și alte impurități sunt eliminate din biogaz. Gazul rezultat are o compoziție omogenă (biometan) care conține 90-97% CH4 cu o căldură de ardere de 35-40 MJ / m3.
Curățarea biogazului din dioxidul de carbon poate fi efectuată în mai multe moduri. Cele mai frecvente: spălarea gazelor prin intermediul absorbanților de lichide (de exemplu, apă), înghețarea, adsorbția la temperaturi scăzute.
Biometanul, ca și alți combustibili gazoși, are o concentrație scăzută de energie volumetrică. În condiții normale, căldura de combustie este de 1 litru. biometanul este de 33 - 36 kJ, în timp ce căldura de ardere a 1 litru de benzină este de 31400 kJ, adică De 1000 de ori mai mult decât biometan. Prin urmare, biometanul poate fi utilizat în autoturisme drept carburant, fie în stare comprimată (comprimată), fie criogenică (în stare lichidă).
Utilizarea biometanului comprimat ca motor de combustibil pentru autoturisme a fost cunoscută de mult timp. In toamna anului 1946, cu un test de 18 masini gaz cilindri pe ruta Berlin-Kiev-Moscova 5 masina ruleaza pe biometan obținut prin purificarea parțială a biogazului canalizare de CO2 și de compresie de până la 20 MPa. Ulterior, în Cehoslovacia, Statele Unite și o serie de alte țări, s-au efectuat teste de mașini convertite pentru a lucra pe biometan comprimat de canalizare.
Studiile privind utilizarea biometanului comprimat, obținut din îngrășăminte de pasăre, au fost, de asemenea, efectuate în URSS. Pentru testare, a fost creată o mașină experimentală gaz-cilindru Moskvich-2140. Ca rezultat, se constată că atunci când se lucrează la biometan comprimat este posibil să se obțină aceiași parametri ca și pentru gazele naturale. Accelerarea și viteza maximă a mașinii au rămas la același nivel. Sa constatat că autovehiculul cu gaz este mai economic decât benzina la viteze reduse.
Biometanul are o rezistență mai mare la detonare, care permite reducerea concentrației de substanțe nocive în gazele de eșapament și reducerea cantității de depuneri în motor. Datorită absenței fazei lichide, pelicula de ulei din cilindrii motorului nu este spălată, uzura pieselor de grup cilindru-piston este redusă la jumătate. Eliberarea componentelor toxice este redusă de 3-8 ori. Volvo implementează un proiect pentru transformarea autobuzelor de oraș de la Gothenburg în biogaz (gaz de gunoi). Sa confirmat că, în cazul transferării vehiculelor în biogaz, emisiile totale de gaze cu efect de seră au scăzut cu 90%.
Principalul factor de descurajare comprimat aplicare biometanul larg drept combustibil pentru motor, deoarece transportul gazului natural comprimat este cilindrii cu pereți groși care constituie până la 96% în greutate din sistemul de combustibil. La 100 km de drum pentru un vehicul de 3 tone va necesita mai mult de 30 m3 de gaz. La o presiune de 20 MPa, până la 10 m3 de gaz pot fi cazați într-o cutie de 50 de litri, prin urmare, pentru o funcționare zilnică, este necesar să avem cel puțin opt astfel de cilindri (cu greutatea de aproximativ 700 kg).
Pentru a reduce volumul de gaz cu aproape 600 de ori permite fluidizarea acestuia. Dar până de curând nu exista o tehnologie viabilă din punct de vedere economic de lichefiere a biometanului gazos, deci nu a fost folosită înainte de motoarele cu combustie internă.
Există două modalități principale de a rezolva această problemă. Una este crearea de facilități centralizate de producție bazate pe instalații de biogenerare și pe complexe de lichefiere mari. Altă este crearea unor instalații mici de producție bazate pe biogeneratori și pe plante criogenice. Prima direcție, din cauza situației financiare dificile a economiei rusești în viitorul apropiat, este aproape imposibilă.
Într-un timp scurt, producția de SBM în Rusia poate fi stabilită numai în cadrul programelor regionale sau al proiectelor locale bazate pe utilizarea gazelor reziduale, a deșeurilor de animale și a păsărilor de curte. Utilizarea biometanului lichefiat, în principal pentru vehiculele proprii ale întreprinderilor zootehnice și de păsări, fermelor și cooperativelor agricole, precum și transportul public urban și de marfă, poate avea un efect economic semnificativ.
costul
Costul SBM va fi de 2 ruble pe litru. Este, de asemenea, de remarcat faptul că echipamentul de gaz-cilindru al unui autovehicul care funcționează pe biometan lichid corespunde pe deplin echipamentului unui autovehicul care funcționează pe gaz natural lichefiat.
www.eprussia.ru N.G. Kirillov
Trimiteți-le prietenilor: