Ph.D. Panthkhava E.S. Director general adjunct, MM Shipilov Președintele consiliului de administrație, PA Paukov, director general adjunct, Kovalev ND Director-Director, ZAO Signal, Moscova
Caracteristicile combustibilului biogaz
Ce este biogazul și de ce acest tip de combustibil regenerabil cauzează un astfel de interes nu numai între inginerii energetici, dar producția sa în lume se dezvoltă atât de activ?
proces organic de descompunere a deșeurilor pentru obținerea de gaze combustibile și utilizarea sa în viața de zi cu zi au fost mult timp cunoscute: istoria lor în China are cinci mii de ani în India - două mii de ani ... Natura procesului biologic de descompunere a substanțelor organice cu formarea metanului în ultimul mileniu nu sa schimbat. Dar știința și tehnologia modernă au creat echipamente și sisteme, în loc de a face aceste „vechi“ tehnologie de cost-eficiente și se aplică nu numai în țările cu un climat cald, dar, de asemenea, în țările cu un climat continental severă, cum ar fi în Rusia.
Biogazul este slab solubil în apă, constă în metan (55-85%) și dioxid de carbon (15-45%), pot să apară urme de hidrogen sulfurat. Valoarea sa calorica este 21-27.2 MJ / m 3 In prelucrarea 1 tonă de bovine deșeuri proaspete și porcine (la o umiditate de 85%), se pot obține 45-60 m3 de biogaz, 1 tona de excremente de pui (la o umiditate de 75 %) - până la 100 m3 de biogaz. Prin căldura de combustie de 1 m3 biogaz echivalent: 0,8 m 3 de gaze naturale, păcură 0,7 kg, 0,6 kg de benzină, 1,5 kg de lemn (în mod absolut uscate), 3 kg de granule de gunoi de grajd. Biogazul, ca și gazul natural, face parte din cele mai pure tipuri de combustibil.
Producția de biogaz din deșeuri organice are următoarele caracteristici:
2. digestia anaerobă a deșeurilor animale, vegetale și conduce la nutrienți de bază a nămolului activat de mineralizare (azot și fosfor) și conservare (în contrast cu metodele convenționale de preparare a metodelor de compostare îngrășămintelor organice, în care a pierdut până la 30-40% azot);
3. La fermentarea cu metan, o eficiență ridicată (80-90%) a transformării energiei substanțelor organice în biogaz;
4. Biogazul cu eficiență ridicată poate fi utilizat pentru obținerea energiei termice și electrice, precum și a motoarelor cu combustie internă;
5. Uzinele de biogaz pot fi amplasate în orice regiune a țării și nu necesită construirea de conducte de gaze scumpe.
Tehnologia biogazului permite conversia mai eficient in energie chimică a deșeurilor organice în gaz combustibil energie și îngrășăminte organice mari, a căror utilizare, la rândul său, va reduce în mod semnificativ producția de îngrășăminte, la care se consumă 30% din energia electrică consumată în agricultură.
introducerea intensivă a tehnologiilor de biogaz în ambele țări dezvoltate și în curs de dezvoltare, pentru a crește eficiența și profitabilitatea lor au făcut modificări semnificative în reorientarea tehnologiilor de la putere numai (producția de îngrășăminte) de mediu și agrochimic, în special în procesarea unei varietăți de deșeuri organice. Evident, aceasta este o alternativă decisivă pentru obținerea biogazului.
În ultimii ani, producția de tehnologii de producere a biogazului au fost evaluate în detaliu în Danemarca, care a fost prima țară pentru a demonstra cu succes instalațiile de biogaz comerciale pentru prelucrarea deșeurilor animale și alte deșeuri agricole pentru a produce căldură și electricitate. Contribuția biogazului la balanța energetică a țării este de 12%.
Producția de biogaz include, de asemenea, producția de gaze de deșeuri sau biogaz din depozitele de deșeuri. În prezent, multe țări creează instalații de depozitare special amenajate pentru deșeurile menajere solide (MSW) pentru a extrage din acestea biogazul utilizat pentru producția de energie electrică și termică.
Pentru răspândirea largă a tehnologiei de biogaz, următorii factori au o importanță deosebită:
- caracterul complet al prelucrării masei fermentate și a biogazului în cele mai valoroase produse în comparație cu materiile prime inițiale;
- eficiența în rezolvarea problemelor legate de protecția mediului;
- fiabilitate ridicată și întreținere ușoară.
Costul de instalare este în mare măsură determinat de simplitatea schemei sale tehnologice și de lipsa de componente unice în ea.
În stadiul actual de dezvoltare a biotehnologiei, intensificarea procesului de fermentare cu metan și reducerea capitalului și a costurilor de exploatare datorate acestui fapt este de o importanță deosebită.
Experiența introducerii instalațiilor de bioenergie în străinătate demonstrează dezvoltarea accelerată a acestei direcții. Exemple de soluții tehnice adecvate pot fi instalațiile de tip modular dezvoltate de companiile suedeze, germane și finlandeze care se bazează pe reactoare cilindrice orizontale cu mixere longitudinale.
O altă direcție în industria reactoarelor este reprezentată de tancurile mari de metan verticale asamblate pe șantier.
În ciuda faptului că unitatea de reactor de biogaz face cea mai mare parte a costului costurilor de instalare întregi sunt, de obicei, nu depășește 30% din bioenergie în costurile de instalare. Prin urmare, cu atât mai importantă este creșterea vitezei de procesare și reducerea asociată în volumul reactorului, care va furniza beneficii economice necesare înainte de a se va reduce în mod semnificativ costurile de hardware, care este parte a instalației de bioenergie sau o reducere semnificativă a nomenclaturii sale, în legătură cu o simplificare majoră a instalațiilor.
Dezvoltarea tehnologiilor de biogaz în Rusia
Pe teritoriul Rusiei, se produc până la 14-15 miliarde de tone de biomasă. Energia legăturilor chimice din această cantitate de biomasă este echivalentă cu 8,1 miliarde de tone. T.
- păsări - 5,8 milioane de tone;
- zootehnie - 58,3 milioane tone;
- creșterea plantelor - 147 milioane de tone;
- industria de prelucrare 14 milioane de tone.
Numărul de MSW urbane a fost de 16 milioane de tone, nămolul de canalizare municipală - 4,9 milioane tone.
După cum arată datele de mai sus, cea mai mare masă dintre deșeurile organice ale complexului agroindustrial este deșeurile din producția vegetală (paie, tulpini, coji, etc.). Prelucrarea lor în biogaz simultan cu deșeurile de animale și de păsări necesită dezvoltarea unei tehnologii universale de biogaz și a echipamentelor aferente.
O analiză a literaturii ruse și a literaturii mondiale în domeniul tehnologiilor de biogaz ar trebui să înceapă cu acoperirea lucrărilor efectuate la începutul anilor 1960. ultimul secol la Institutul de Biochimie. AN Bakh al Academiei de Științe a URSS. Aceste studii și implementarea lor industrială au constituit punctul de plecare în crearea bioenergiei industriale interne și studiul activ activ al proceselor de biosinteză și biogasificare a metanului.
Din 1961 până în 1964, uzina Grozny-atsetonobu Tilova (Grozny), efectuat cercetări privind elaborarea reglementărilor tehnice ale tehnologiei industriale și selectarea echipamentelor pentru producerea de furaj de vitamina B-12 și biogaz prin fermentare metan Barzi acetonă-butil termofile pe un special creat planta pilot cu un volum de 200 m 3 de metan experimental.
Ulterior, această tehnologie a fost introdusă la două fabrici de acetonă-butil. Fiecare magazin, procesând până la 3000 m 3 bbd pe zi, a produs până la 30 mii m 3 de biogaz, care a fost folosit drept combustibil în producția principală și a economisit până la 25% din gazele naturale.
Trei criterii care au determinat crearea și dezvoltarea industriei biogazului în Rusia (și mai devreme în URSS):
- dezvoltarea tehnologiei și crearea producției la scară largă a vitaminei B-12 și a biogazului;
- teoria originii biologice a gazelor naturale;
- o bază de resurse imensă.
Ideea a fost dezvoltată și calculată în 1972-1973. și a fost încorporat în proiect în 1979. Acest proiect a fost susținut de conducerea URSS și în 1980 a fost inclus în programul Comitetului de Stat al URSS pentru Știință și Tehnologie.
- orașul Pärnu al fostului SSR estonian (ferma de porci pentru 30 de mii de capete);
- ferma de stat "Ogre" din cartierul Riga din fosta SSR letonă (complex de porci pentru 5 mii capete);
- ferma colectivă "bolșevică" din districtul Nizhnegorsk din regiunea Crimeei. (complex de porci pentru 24 de mii capete).
Instalarea IBGU-1 (Figura 1) procesează până la 200 kg de deșeuri de bovine și produce până la 10-12 m 3 de biogaz pe zi și până la 200 litri de îngrășăminte lichide.
Funcționarea cu succes a IBGU-1 în diferite regiuni ale Rusiei a facilitat tranziția spre dezvoltarea și crearea unor instalații de biogaz mai avansate, cu o capacitate mai mare, cu surse de alimentare autonome. Autonomia acestor plante se poate realiza în condițiile unei procesări zilnice de cel puțin 500 kg de deșeuri cu o umiditate de 85%.
Consumul optim de biogaz pentru producerea de 1 kWh de energie electrică (220 V, 50 Hz la biogazbenzoelektrogeneratore AB-4T / 400-M2 (BG)) a fost de 0,55-0,6 m3 / h.
Consumul optim de biogaz în timpul funcționării unui arzător fără flacără cu infraroșu cu gaz de 5 kW a fost de 0,8-1 m 3 / h.
Condițiile proprii de energie pentru menținerea procesului termofil (52-53 OS) sunt de 30%. Modulul are o durată de viață de cel puțin 10 ani.
O astfel de centrală termică funcționează, de exemplu, la ferma Agroplex "Iskra" (satul Poyarkovo, cartierul Solnechnogorsk, regiunea Moscova) (figura 2).
Modulul BIOEN-1 poate fi asamblat și în baterii de 2, 3 și 4 seturi de tratare a deșeurilor.
În prezent, lanterna dezvoltarea noilor tehnologii de biogaz și a producției în masă a bioenergie sisteme (biogaz) CJSC Centrul „EcoRos“ transferat SA „Signal“, care a început producția de plante bioenergie de sine stătătoare (ABEU) (fig. 3), cu un bioreactoare volum, rezervoare de nămol de digestie de la 7 la 480 m3 și mai mult, cu producție de 4 până la 254 mii m3 de biogaz pe an și electricitate de instalare - de la 0,83 până la 54 kW, putere termică - de la 2,5 la 152 kW.
Tehnologiile de biogaz pot fi utilizate în mod eficient în orice regiune climatică a uriașei țări din Rusia. Natura însăși oferă un instrument persoanei, pe de o parte, de a menține echilibrul dioxidului de carbon la un nivel sigur ("efect de seră"), pe de altă parte - pentru a crește randamentul de masă verde - sursa de energie.
Cu o creștere intensă a producției agricole rusești, în câțiva ani cantitatea totală de deșeuri organice produse poate ajunge la 675 milioane de tone (substanță uscată), iar producția potențială de biogaz este de 225 miliarde metri cubi pe an.
De înaltă rentabilitate tehnologie de biogaz internă asigură producerea simultană a îngrășămintelor organice de înaltă performanță, care este de 1 m (în vigoare „asupra randamentului“) este echivalentă cu 70-80 de tone de animale naturale și deșeuri de păsări. Aceasta explică recuperarea rapidă (1-2 ani) a instalațiilor de biogaz și a centralelor termoelectrice.
Un studiu al AIC-ului modern al Rusiei, realizat de Institutul de Strategie Energetică, a arătat că până la 50% din principalele produse produse se încadrează pe fermele individuale țărănești. Prin urmare, dezvoltarea industriei de biogaz ar trebui să se desfășoare în două direcții: crearea unor mari stații de bioenergie și crearea unor instalații de biogaz și de fermă.
Rusia este în zona de agricultură și climatice condiții de risc, precum și asupra caracteristicilor majoritatea solurilor - solurile podzolice furajere neproductive, care necesită o aplicare constantă a îngrășămintelor organice. Prin urmare, în regiunile centrale și de nord ale Rusiei europene, în zonele agricole din Siberia, nevoia de îngrășăminte organice va fi constantă și va fi decisivă în dezvoltarea tehnologiilor de producere a biogazului. Utilizarea unor astfel de tehnologii și create pe baza acestor echipamente va fi, în următorii ani: rezolva complet problema deșeurilor organice în zonele rurale, inclusiv a apelor uzate municipale și solide construi case de deșeuri de săteni sisteme de sanitație moderne, în stil european și să ofere asistență substanțială în rezolvarea problemelor de economisire a energiei.
download gratuit Biogaz - combustibil extrem de rentabil pentru toate regiunile din Rusia în archive.zip (130 kBt)
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: