Competiția bine cunoscută MADMEC (competiția de inginerie MIT și compania chimică Dow) a fost organizată în SUA de la mijlocul primăverii și până la începutul toamnei. Diferite echipe de studenți au prezentat judecătorilor proiectele individuale individuale. Ca urmare a acestor competiții, șase echipe de finalist au fost selectate de către judecători, o echipă din competiție a renunțat chiar înainte de finală. Astfel, există doar cinci echipe de studenți.
Esența concursului a fost în general următoarea - toate echipele au trebuit să creeze un model care să utilizeze în mod necesar surse alternative de energie, având în vedere principiile cunoscute și accesibile ale științei și ingineriei materialelor. Judecătorii au evaluat atât imaginația creatoare, cât și aplicarea practică a modelului, precum și efectul benefic și util al invenției asupra publicului.
Deci, o invenție unică generează energie electrică din biomasă celulozică și este concepută pentru utilizare economică în țările subdezvoltate. Acest dispozitiv compact poate fi utilizat cu succes chiar și într-o zonă rurală îndepărtată, unde electricitatea nu este absolut disponibilă. Prototipul furnizat de echipă include un modul de combustibil bacteriologic special, care utilizează microorganisme anaerobe pentru prelucrarea celulozei în apă și electricitate.
Locul al doilea a fost acordat echipei care a prezentat un model pentru concurs, care utilizează microorganisme pentru prelucrarea biomasei în gaz metan pentru gătit. Instalarea procesului este deja instalată în Nicaragua, iar în următorii ani dezvoltatorii își vor continua proiectul.
Unul dintre tipurile de biocombustibil care este obținut din lignoceluloză, un material de fibră vegetală, este etanolul celulozic. În procesul de fermentare, lanțurile de celuloză pot fi împărțite în molecule de glucoză.
În stomacul oilor și al vacilor, aceeași reacție are loc la temperatura corpului, la care bacteriile produc enzime.
În ceea ce privește eficiența economică, instalațiile de producere a biogazului pot lăsa în urmă tehnologia pentru utilizarea altor resurse energetice, atât cele regenerabile, cât și cele neregenerabile
Biogazul este un produs de descompunere anaerobă (fără aer) a substanțelor organice de origine diferită (gunoi de grajd, deșeuri din industria alimentară, alte deșeuri biologice). Biogazul constă în 50-70% metan (CH4) și 30-50% dioxid de carbon (CO2). Acesta poate fi folosit ca combustibil pentru a genera căldură și energie electrică. În bilanțul energetic al țărilor europene, biogazul ocupă 3-4%. În Finlanda, Suedia și Austria, datorită stimulării de către stat a bioenergiei, cota sa ajunge la 15-20%. În China, există 12 milioane de mici fabrici de biogaz "de familie" care furnizează gaze în principal pentru sobe de bucătărie. Această tehnologie este răspândită în India, în Africa (figura 1). În Rusia, plantele pentru producția de biogaz pot fi numărate pe degete. În țara noastră, studii în această direcție au fost începute în anii '40 ai secolului trecut, dar apoi lucrările au fost reduse.
Cu toate acestea, astăzi în Rusia există un interes reînnoit în domeniul biogazului. Mai ales din partea producătorilor de materii prime rurale. Un număr de întreprinderi agricole implicate în construcția de instalații de biogaz. De asemenea, au intrat pe piață o serie de companii care oferă servicii pentru construirea și punerea în funcțiune a instalațiilor de biogaz. De fapt, această tehnologie de astăzi, de la experimental la experimental, intră în categoria unui produs comercial.
Tehnologia producerii biogazului este relativ simplă (Figura 2): masa organică (gunoi de grajd, deșeuri etc.) este alimentată periodic în rezervorul reactorului, unde are loc procesul de fermentare. Pentru ca procesul să se desfășoare în modul normal, este necesar să se mențină o anumită temperatură în reactor și să se amestece conținutul. Toate operațiunile sunt efectuate în așa fel încât să excludă accesul la aer în reactor. Procesul de fermentare este responsabilitatea bacteriilor. De obicei ajung în plantă împreună cu biomasa (conținută în gunoi de grajd). Sau administrat în mod specific - un timp de pornire o singură dată a reactorului. Partea superioară a reactorului - gașca servește pentru colectarea și stocarea biogazului. Prin urmare, partea de jos este dat biomasă „ferment“, care este în esență un îngrășământ organic universal (vermicompost).
Debitul acestui proces este împărțit în funcție de regimul de temperatură:
- psihofilic (până la ≈ 25 ° C)
- mezofil (de la 32 la 42 ° C)
- termofil (de la 50 la 57 ° C)
Biogazul, după cum deja știm, constă în metan și dioxid de carbon. Acestea pot fi separate și utilizate ca gaz natural obișnuit. Dar, de cele mai multe ori biogazul este utilizat fără separare în centralele electrice, ajustate special pentru acest tip de combustibil. Gazul este furnizat direct de la suportul de gaz. Biogazul poate fi utilizat în cazane (pentru obținerea căldurii), în turbine cu gaz sau motoare cu piston cu gaz. De obicei, acestea funcționează într-un mod de cogenerare - pentru producția de energie electrică și termică. După cum remarcă Mark Poteryaev, șeful direcției pentru generarea grupului Enterra, în centralele de biogaz, cele mai bune caracteristici sunt prezentate de unitățile cu piston de gaz. Ele au o eficiență mai mare decât turbinele cu gaz.
Centrele de generare a energiei termice (electricitate-căldură-rece) nu s-au dezvoltat încă. Cu toate acestea, biogazul are perspective bune în această direcție. Dacă aducem situația la un ideal, complexul de biogaz poate funcționa într-un mod "pentagenerare" - producând electricitate, căldură, frig, îngrășăminte organice și "gheață uscată". Acestea din urmă pot fi obținute în timpul separării biogazului în metan și dioxid de carbon în contactori cu membrană, unde are loc separarea principalelor componente în metan tehnic pur și CO2. Tehnologii similare au fost dezvoltate la începutul anilor 80 în Odesa la stațiile din cadrul Ministerului Apărării.
Decizia CC "EnTerra"
ZAO GC "EnTerra" este unul dintre primii jucători profesioniști din Rusia pe piața soluțiilor tehnice pentru producerea de centrale de producere a biogazului. Compania proiectează și construiește „la cheie“ instalarea de mici generații, lucrând la diferite tipuri de combustibil - pe gazul clasic și păcurii, la gazul de sinteză (produs din rumeguș, turbă și alte substanțe) și biogaz. Și este în construcția de centrale electrice de producere a biogazului realizat soluții tehnice destul de interesante pe care le fac, dar o nouă formă de energie pentru Rusia poate fi o soluție foarte bună pentru managementul energiei a fermelor zootehnice, rafinării, utilități și alte întreprinderi.
În centrul soluției din CC "EnTerra" se află tehnologia bine dezvoltată de mai mulți ani: un reactor cu piston gaz-gaz. Trebuie menționat faptul că reactoarele sunt de două tipuri principale: terestre (dezvoltate pe scară largă, de exemplu, în Germania) și îngropate (populare în Danemarca). În Rusia, reactoarele îngropate sunt de asemenea preferabile, deoarece acestea rețin mai bine căldura și necesită mai puțină energie pentru a menține temperatura optimă. Specialiștii Corporației de Stat "EnTerra" au colectat cele mai moderne dezvoltări științifice și echipamentul dovedit în serie, într-un singur proiect. Prin urmare, clientului i se oferă un proiect echilibrat, cu caracteristicile selectate precis pentru anumite condiții de operare. O altă calitate importantă a instalațiilor de biogaz de la CC "EnTerra" este un mod de funcționare complet automatizat.
În timpul formării proiectului am reușit să rezolve cea mai importantă sarcină - de a dezvolta un model (datorită Școala Rusă de Matematică) pentru calcularea unui reactor în care biomasa de fermentație va avea loc în condiții optime în întregul volum al rezervorului. Este sarcina, de altfel, de regulă, nu poate fi rezolvată de "meșteri populari" care își creează propriile plante de biogaz. O altă caracteristică a soluțiilor de biogaz din GK „Enterra“ - automatizarea tuturor proceselor - de furnizare a biomasei într-un reactor pentru a genera electricitate. În toate etapele (fermentarea, formarea unui amestec de gaze înainte de a fi alimentat în motor etc.), se efectuează controlul instrumentului. Informațiile provenite de la senzori sunt introduse într-un singur sistem de control al procesului, care oferă în mod constant parametri optimi de funcționare pentru toate elementele instalației. Sistemul de automatizare controlează funcționarea stației de pompare, a agitatoarelor, a sistemului de încălzire, a automatizării gazelor, a generatorului și a alimentării cu energie a consumatorului. Partea electrică a unității este echipată cu dispozitive de protecție împotriva releelor și alte mecanisme de protecție. Iar generatorul poate funcționa atât într-un mod "insular" autonom, cât și în paralel cu rețelele electrice.
În general, CC "EnTerra" oferă clienților următoarele servicii:
1. Pregătirea documentației preliminare a proiectului.
2. Elaborarea unui studiu de fezabilitate pentru o instalație de biogaz.
3. Elaborarea unui proiect de lucru (inclusiv a unui sistem de automatizare).
4. Achiziționarea de echipamente și componente.
5. Construcția și instalarea instalației.
6. Începeți și ieșiți la modul tehnologic de funcționare.
7. Dacă este necesar, aprobarea tarifului și obținerea condițiilor tehnice pentru conectarea la rețele.
Aproximativ instalarea va consta din următoarele elemente: 2 rezervoare receptoare; 2 gasholders; 2 capacități de fermentație; 1 container (clădire prefabricată) cu grup de pompare; Un container cu unitate cu piston de gaz și un sistem de automatizare. Construcția și punerea în funcțiune a instalației durează 8-10 luni (în funcție de parametrii proiectului).
Pana in prezent, principalul (dar nu si singurul) client al instalatiilor de biogaz (mini-HPP) vede livrarile rusesti. În condițiile unei ferme sau unei ferme de păsări, un astfel de proiect are cei mai buni indicatori economici. De exemplu, pentru o turmă de 900 de bovine (în funcție de cantitatea de gunoi produsă), instalația de biogaz va costa 45 de milioane de ruble. Perioada de rambursare a proiectului este de 2,5 ani. La stabilirea perioadei de amortizare, se procedează la tariful pentru agro-întreprinderi de 3,8-4,5 ruble. pentru 1 kWh de energie electrică și de la costul biohumusului de 8 ruble. pentru 1 kg. Dacă nu țineți seama de îngrășământul produs în reactor, perioada de recuperare a instalației de biogaz este mărită la 5 ani. O instalație care funcționează pe deșeurile unei fabrici de prelucrare a cărnii se plătește în mai puțin de doi ani.
În cazul în care punerea în aplicare a unui client instalații de biogaz deține numai o problemă financiară, SC „Enterra“ gata să ajute în abordarea problemei finanțării în ceea ce privește strângerea de fonduri ale investitorilor sau utilizarea de atribuire a contractului cu achiziționarea ulterioară a instalației de alimentare.
Trimiteți-le prietenilor: