Биогазовые установки на энергетических культурах. Выход биогаза из различного сырья
Вихід біогазу з різних видів субстратів
Який вихід біогазу з різних видів субстратів??
Переваги біогазових установок встигли оцінити багато власників фермерських господарств, тваринницьких комплектів, птахофабрик та ін. Користь і ефективність цих комплексів не піддається жодному сумніву, адже при переробці органіки в них виділяється газ, подібний за хімічним складом з природним. Об’єм біогазу, що виділяється, в першу чергу, залежатиме від виду використаної сировини. Що традиційно застосовується для цих цілей?
· Трав'яна частина рослинних культур - силос. Безумовними лідерами в цій групі є суміш стеблів і качанів кукурудзи та силос зернових - при їх переробці виділяється 451,3 куб. м. і 214,1 куб. м. газу відповідно.
· Коренеплоди, овочі або зернові культури (насіння). Особливо ефективна переробка ріпаку (644,5 куб. м.) та картопляного крохмалю (605,6 куб. м).
· Отримання біогазу з водоростей в майбутньому може скласти гідну конкуренцію переробці відходів виробництва. Вже зараз існують технології, що дозволяють здійснювати цей процес.
· Жир, масло - абсолютні «чемпіони» з кількості газу, що виділяється.
· При переробці відходів тваринництва, птахівництва та харчової промисловості також утворюються великі обсяги біопалива.
Яку б сировину для отримання біогазу Ви не планували використовувати, установка дуже швидко окупає всі витрати на її будівництво і починає приносити суцільні вигоди своїм власникам.
Чому вигідно отримувати біогаз з органічних відходів?
Тваринницький сектор, вирощування рослинних культур і багато інших галузей промисловості передбачають велику кількість органічних відходів. Використання біогазових станцій на таких підприємствах дозволяє зменшити витрати на обслуговування господарства, отримувати збалансоване і збагачене корисними речовинами добриво і швидко переробляти виробничі відходи. Подібні установки - це екологічні, сучасні та високотехнологічні конструкції, які дуже швидко окупають всі витрати на їх будівництво і починають приносити чистий прибуток. Біопаливо зазвичай використовується для опалення, освітлення, обслуговування цехів, воно може застосовуватися для роботи двигунів внутрішнього згоряння і т.д. Оснастивши своє підприємство біогазовою установкою, Ви звільняєте себе від додаткових комунальних витрат і створюєте власну енергетичну базу, що забезпечує експлуатаційні потреби господарства.
Силос та енергетичні культури
|
Субстрат |
Суха речовина % |
Органічна суха речовина % |
Вихід біогазу м3/т |
Метан Ch5 % |
|
Силос суданської трави (1й укіс, початок цвітіння) |
21.9 |
90.3 |
98.0 |
52.6 |
|
Люцерна (2й укіс) |
35.0 |
87.6 |
141.0 |
54.8 |
|
Силос конюшини (1й укіс початок цвітіння) |
35.0 |
88.6 |
185.1 |
55.1 |
|
Стебла кукурудзи і качани (суміш) 2% сирої клітковини |
65.0 |
98.0 |
451.3 |
52.6 |
|
Зелене жито, кінець цвітіння |
30.0 |
88.6 |
149.7 |
53.3 |
|
Кукурудзяний силос |
33.0 |
95.8 |
185.3 |
52.2 |
|
Трав'яний силос |
40.0 |
89.2 |
208.3 |
54.1 |
|
Просо, фаза воскової стиглості |
35.0 |
88.5 |
162.7 |
53.0 |
|
Силос фуражної суміші (вика, овес, ячмінь), стадія цвітіння |
35.0 |
88.5 |
168.3 |
54.1 |
|
Силос фуражної суміші (вика, овес, ячмінь), стадія цвітіння |
14.0 |
80.0 |
75.4 |
55.9 |
|
Силос листя цукрового буряка |
18.0 |
80.5 |
88.2 |
54.4 |
|
Силос зернових (цілу рослину), повне зерно |
42.0 |
94.2 |
214.1 |
52.1 |
|
Силос пшениці (цілу рослину) |
40.0 |
93.6 |
187.7 |
52.4 |
|
Силос червоної конюшини (1й укіс) |
30.0 |
87.0 |
140.1 |
55.3 |
|
Силос жита / тритикале |
38.0 |
93.2 |
176.6 |
52.4 |
|
Силос конюшини (2й укіс, початок цвітіння) |
35.0 |
88.3 |
159.4 |
54.7 |
|
Силос червоної конюшини (2й укіс) |
30.0 |
87.8 |
137.9 |
55.2 |
|
Силос жита (2й укіс, стадія цвітіння) |
35.0 |
88.3 |
169.7 |
53.9 |
|
Трав'яний силос (1й укіс), початок інтенсивного зростання |
25.0 |
87.8 |
132.2 |
54.6 |
|
Кукурудзяний силос, глянцева стиглість, повне зерно |
35.0 |
96.0 |
201.5 |
52.3 |
Коренеплоди, зерно, насіння.
|
Субстрат |
Суха речовина % |
Органічна суха речовина % |
Вихід біогазу м3/т |
Метан Ch5 % |
|
Ячмінь дворядний |
87.0 |
97.2 |
578.5 |
52.7 |
|
Кукурудза суха |
87.0 |
98.3 |
590.3 |
52.8 |
|
Овес |
87.0 |
96.7 |
501.1 |
54.1 |
|
Бурякова, мелясна стружка |
89.6 |
92.0 |
569.0 |
51.9 |
|
Свіжий цукровий буряк |
23.0 |
91.9 |
147.1 |
50.8 |
|
Стружка цукрового буряка |
91.6 |
94.6 |
594.3 |
50.6 |
|
Жито |
87.0 |
97.8 |
597.0 |
52.0 |
|
Соняшник |
88.0 |
96.6 |
594.5 |
63.5 |
|
Пшениця |
87.0 |
98.1 |
598.2 |
52.8 |
|
Горох |
87.0 |
96.3 |
581.4 |
55.0 |
|
Ріпак |
88.0 |
95.5 |
644.5 |
65.7 |
|
Картопляні пластівці |
88.0 |
94.7 |
556.3 |
50.6 |
|
Картопляний крохмаль |
83.6 |
99.5 |
605.6 |
50.0 |
|
Картопля свіжа |
26.0 |
93.4 |
177.1 |
51.4 |
Овочі.
|
Субстрат |
Суха речовина % |
Органічна суха речовина % |
Вихід біогазу м3/т |
Метан Ch5 % |
|
Овочеві відходи |
15.0 |
76.0 |
57.0 |
56.0 |
|
Цибуля |
9.6 |
94.0 |
80.3 |
65.0 |
|
Цибулева шкірка |
82.4 |
67.0 |
267.8 |
65.0 |
|
Морква |
11.9 |
88.3 |
73.3 |
52.0 |
|
Кольорова капуста |
9.6 |
92.7 |
59.2 |
56.0 |
|
Свіжий гарбуз |
8.4 |
91.5 |
50.9 |
55.8 |
Жир, олія.
|
Субстрат |
Сухое вещество % |
Органическое сухое вещество % |
Выход биогаза м3/т |
Метан Ch5 % |
|
Жир |
95.0 |
92.0 |
874.0 |
68.0 |
|
Гліцерин |
100.0 |
99.5 |
845.7 |
50.0 |
|
Лянна олія |
99.9 |
99.9 |
1222.6 |
68.0 |
|
Рапсова олія |
99.9 |
99.9 |
1197.6 |
68.0 |
|
Соєва олія |
99.9 |
99.9 |
1222.6 |
68.0 |
|
Подсолнечное масло |
99.9 |
99.9 |
1222.6 |
68.0 |
Відходи тваринництва.
|
Субстрат |
Суха речовина % |
Органічна суха речовина % |
Вихід біогазу м3/т |
Метан Ch5 % |
|
Рідкий свинячий гній |
6.0 |
85.0 |
20.4 |
60.0 |
|
Свинячий гній с підстилкою |
22.5 |
82.5 |
74.3 |
60.0 |
|
Овечий навоз |
30.0 |
80.0 |
108.0 |
55.0 |
|
Рідкий гній худоби на відгодівлі |
10.0 |
85.0 |
34.0 |
55.0 |
|
Свіжий коров’ячий гній |
25.0 |
80.0 |
90.0 |
50.0 |
|
Гній молочних корів |
8.5 |
85.0 |
20.2 |
55.0 |
|
Гній молочних корів із залишками годування |
8.5 |
85.0 |
25.3 |
55.0 |
|
Кінський гній |
28.0 |
75.0 |
63.0 |
55.0 |
|
Послід курячий, сухий |
40.0 |
75.0 |
80.0 |
55.0 |
|
Послід курячий, свіжий |
15.0 |
75.0 |
100.0 |
65.0 |
Відходи харчової промисловості.
|
Субстрат |
Суха речовина % |
Органічна суха речовина % |
Вихід біогазу м3/т |
Метан Ch5 % |
|
Канига |
15.0 |
84.0 |
60.5 |
55.0 |
|
Соєве лушпиння |
90.0 |
95.1 |
516.7 |
52.7 |
|
Картопляна барда, свіжа |
6.0 |
86.7 |
35.0 |
56.3 |
|
Вівсяні пластівці |
91.0 |
98.1 |
619.7 |
53.5 |
|
Пивна дробина, свіжа |
24.0 |
95.5 |
122.2 |
59.3 |
|
Висівки |
89.0 |
86.5 |
262.4 |
50.7 |
|
Силосована пивна дробина |
26.0 |
95.2 |
136.5 |
59.1 |
|
Яблучна мезга |
22.0 |
97.6 |
111.6 |
51.7 |
|
Соєве борошно |
87.0 |
93.3 |
551.6 |
61.2 |
|
Пшенична барда, рідка |
6.0 |
94.0 |
36.1 |
58.9 |
|
Кукурудзяний глютен |
90.5 |
97.9 |
597.1 |
66.0 |
|
Лактоза |
100.0 |
99.7 |
756.0 |
50.0 |
|
Незбиране коров’яче молоко |
13.5 |
94.7 |
114.9 |
62.8 |
|
Півні дріжджі, варені |
10.0 |
91.8 |
60.7 |
62.1 |
|
Півні дріжджі, сухі |
90.0 |
91.9 |
505.8 |
61.0 |
|
Старий хліб |
65.0 |
97.2 |
482.0 |
52.8 |
|
Відходи пекарень |
87.7 |
97.1 |
650.6 |
52.8 |
|
Відводи сироварні |
79.3 |
94.0 |
673.8 |
67.5 |
|
Харчові відходи з низьким вмістом жиру, вологі |
14.4 |
81.5 |
75.4 |
59.8 |
|
Харчові відходи з високим вмістом жиру |
18.0 |
92.3 |
126.5 |
62.0 |
|
Маслянка, свіжа |
8.0 |
92.3 |
54.4 |
59.2 |
|
Казеїн |
88.0 |
93.1 |
567.4 |
69.1 |
|
Знежирене молоко, сухе |
94.1 |
91.7 |
628.7 |
57.7 |
|
Ріпакове борошно |
88.6 |
92.1 |
496.1 |
59.8 |
|
Соняшникове борошно |
89.4 |
91.9 |
488.2 |
61.3 |
|
Різні харчові відходи |
40.0 |
50.0 |
120.0 |
60.0 |
www.biteco-energy.com
Выход биогаза из разных видов субстратов
Каков выход биогаза из различных видов субстратов?
Преимущества биогазовых установок успели оценить многие владельцы фермерских хозяйств, животноводческих комплектов, птицефабрик и проч. Польза и эффективность этих устройств не подвергается никакому сомнению, ведь при переработке органики в них выделяется газ, сходный по химическому составу с природным. Объем выделяемого биогаза, в первую очередь, будет зависеть от вида используемого сырья. Что традиционно применяется для этих целей?
· Травяная часть растительных культур – силос. Безусловными лидерами в этой группе являются смесь стеблей и початков кукурузы и силос зерновых – при их переработке выделяется 451,3 куб. м. и 214,1 куб. м. газа соответственно.
· Корнеплоды, овощи либо зерновые культуры (семена). Особенно эффективная переработка рапса (644,5 куб. м.) и картофельного крахмала (605,6 куб. м).
· Получение биогаза из водорослей в будущем может составить достойную конкуренцию переработке отходов производства. Уже сейчас существуют технологии, позволяющие осуществлять этот процесс.
· Жир, масло – абсолютные «чемпионы» по количеству выделяющегося газа.
· При переработке отходов животноводства, птицеводства и пищевой промышленности также образуются большие объемы биотоплива.
Какое бы сырье для биогаза Вы не планировали использовать, установка очень быстро окупает все затраты на ее строительство и начинает приносить сплошные выгоды своим владельцам.
Чем выгодно получение биогаза из органических отходов?
Животноводческий сектор, выращивание растительных культур и многие другие отрасли промышленности предусматривают большое количество органических отходов. Использование биогазовых станций на таких предприятиях позволяет уменьшить затраты на обслуживание хозяйства, получать сбалансированное и обогащенное полезными веществами удобрение и быстро перерабатывать производственных отходы. Подобные установки – это экологичные, современные и высокотехнологичные устройства, которые очень быстро окупают все затраты на их установку и начинают приносить чистую прибыль. Биотопливо обычно используется для отопления, освещения, облуживания цехов, оно может применяться для работы двигателей внутреннего сгорания и т. д. Оснастив свое предприятие биогазовой установкой, Вы освобождаете себя от дополнительных коммунальных трат и создаете собственную энергетическую базу, обеспечивающую эксплуатационные нужды хозяйства.
Силос и энергетические культуры.
|
Субстрат |
Сухое вещество % |
Органическое сухое вещество % |
Выход биогаза м3/т |
Метан Ch5 % |
|
Силос суданской травы (1й укос, начало цветения) |
21.9 |
90.3 |
98.0 |
52.6 |
|
Люцерна (2й укос) |
35.0 |
87.6 |
141.0 |
54.8 |
|
Силос клевера (1й укос, начало цветения) |
35.0 |
88.6 |
185.1 |
55.1 |
|
Стебли кукурузы и початки (смесь) 2% сырой клетчатки |
65.0 |
98.0 |
451.3 |
52.6 |
|
Зелёная рожь, конец цветения |
30.0 |
88.6 |
149.7 |
53.3 |
|
Кукурузный силос |
33.0 |
95.8 |
185.3 |
52.2 |
|
Травяной силос |
40.0 |
89.2 |
208.3 |
54.1 |
|
Просо, фаза восковой спелости |
35.0 |
88.5 |
162.7 |
53.0 |
|
Силос фуражной смеси (вика, овёс, ячмень), стадия цветения |
35.0 |
88.5 |
168.3 |
54.1 |
|
Силос рапса |
14.0 |
80.0 |
75.4 |
55.9 |
|
Силос листьев сахарной свёклы |
18.0 |
80.5 |
88.2 |
54.4 |
|
Силос зерновых (целое растение), полное зерно |
42.0 |
94.2 |
214.1 |
52.1 |
|
Силос пшеницы (целое растение) |
40.0 |
93.6 |
187.7 |
52.4 |
|
Силос красного клевера (1й укос) |
30.0 |
87.0 |
140.1 |
55.3 |
|
Силос ржи /тритикале |
38.0 |
93.2 |
176.6 |
52.4 |
|
Силос клевера (2й укос, начало цветения) |
35.0 |
88.3 |
159.4 |
54.7 |
|
Силос красного клевера (2й укос) |
30.0 |
87.8 |
137.9 |
55.2 |
|
Силос ржи (2й укос, стадия цветения) |
35.0 |
88.3 |
169.7 |
53.9 |
|
Травяной силос (1й укос), начало интенсивного роста |
25.0 |
87.8 |
132.2 |
54.6 |
|
Кукурузный силос, глянцевая спелость, полное зерно |
35.0 |
96.0 |
201.5 |
52.3 |
Корнеплоды, зерно, семена.
|
Субстрат |
Сухое вещество % |
Органическое сухое вещество % |
Выход биогаза м3/т |
Метан Ch5 % |
|
Ячмень двухрядный |
87.0 |
97.2 |
578.5 |
52.7 |
|
Кукуруза сухая |
87.0 |
98.3 |
590.3 |
52.8 |
|
Овёс |
87.0 |
96.7 |
501.1 |
54.1 |
|
Свекловичная, паточная стружка |
89.6 |
92.0 |
569.0 |
51.9 |
|
Свежая сахарная свёкла |
23.0 |
91.9 |
147.1 |
50.8 |
|
Стружка сахарной свёклы |
91.6 |
94.6 |
594.3 |
50.6 |
|
Рожь |
87.0 |
97.8 |
597.0 |
52.0 |
|
Подсолнечник |
88.0 |
96.6 |
594.5 |
63.5 |
|
Пшеница |
87.0 |
98.1 |
598.2 |
52.8 |
|
Горох |
87.0 |
96.3 |
581.4 |
55.0 |
|
Рапс |
88.0 |
95.5 |
644.5 |
65.7 |
|
Картофельные хлопья |
88.0 |
94.7 |
556.3 |
50.6 |
|
Картофельный крахмал |
83.6 |
99.5 |
605.6 |
50.0 |
|
Картофель свежий |
26.0 |
93.4 |
177.1 |
51.4 |
Овощи.
|
Субстрат |
Сухое вещество % |
Органическое сухое вещество % |
Выход биогаза м3/т |
Метан Ch5 % |
|
Отходы овощей |
15.0 |
76.0 |
57.0 |
56.0 |
|
Лук |
9.6 |
94.0 |
80.3 |
65.0 |
|
Луковая кожица |
82.4 |
67.0 |
267.8 |
65.0 |
|
Морковь |
11.9 |
88.3 |
73.3 |
52.0 |
|
Цветная капуста |
9.6 |
92.7 |
59.2 |
56.0 |
|
Свежая тыква |
8.4 |
91.5 |
50.9 |
55.8 |
Жир, масло.
|
Субстрат |
Сухое вещество % |
Органическое сухое вещество % |
Выход биогаза м3/т |
Метан Ch5 % |
|
Жир |
95.0 |
92.0 |
874.0 |
68.0 |
|
Глицерин |
100.0 |
99.5 |
845.7 |
50.0 |
|
Льняное масло |
99.9 |
99.9 |
1222.6 |
68.0 |
|
Рапсовое масло |
99.9 |
99.9 |
1197.6 |
68.0 |
|
Соевое масло |
99.9 |
99.9 |
1222.6 |
68.0 |
|
Подсолнечное масло |
99.9 |
99.9 |
1222.6 |
68.0 |
Отходы животноводства.
|
Субстрат |
Сухое вещество % |
Органическое сухое вещество % |
Выход биогаза м3/т |
Метан Ch5 % |
|
Жидкий свиной навоз |
6.0 |
85.0 |
20.4 |
60.0 |
|
Свиной навоз с подстилкой |
22.5 |
82.5 |
74.3 |
60.0 |
|
Овечий навоз |
30.0 |
80.0 |
108.0 |
55.0 |
|
Жидкий навоз скота на откорме |
10.0 |
85.0 |
34.0 |
55.0 |
|
Свежий коровий навоз |
25.0 |
80.0 |
90.0 |
50.0 |
|
Навоз молочных коров |
8.5 |
85.0 |
20.2 |
55.0 |
|
Навоз молочных коров с остатками кормления |
8.5 |
85.0 |
25.3 |
55.0 |
|
Лошадиный навоз |
28.0 |
75.0 |
63.0 |
55.0 |
|
Помет куриный, сухой |
40.0 |
75.0 |
80.0 |
55.0 |
|
Помет куриный свежий |
15.0 |
75.0 |
100.0 |
65.0 |
Отходы пищевой промышленности.
|
Субстрат |
Сухое вещество % |
Органическое сухое вещество % |
Выход биогаза м3/т |
Метан Ch5 % |
|
Каныга |
15.0 |
84.0 |
60.5 |
55.0 |
|
Очистки сои |
90.0 |
95.1 |
516.7 |
52.7 |
|
Картофельная барда, свежая |
6.0 |
86.7 |
35.0 |
56.3 |
|
Овсяные хлопья |
91.0 |
98.1 |
619.7 |
53.5 |
|
Пивная дробина, свежая |
24.0 |
95.5 |
122.2 |
59.3 |
|
Отруби |
89.0 |
86.5 |
262.4 |
50.7 |
|
Силосованная пивная дробина |
26.0 |
95.2 |
136.5 |
59.1 |
|
Яблочная мезга |
22.0 |
97.6 |
111.6 |
51.7 |
|
Соевая мука |
87.0 |
93.3 |
551.6 |
61.2 |
|
Пшеничная барда, жидкая |
6.0 |
94.0 |
36.1 |
58.9 |
|
Кукурузный глютен |
90.5 |
97.9 |
597.1 |
66.0 |
|
Лактоза |
100.0 |
99.7 |
756.0 |
50.0 |
|
Цельное коровье молоко |
13.5 |
94.7 |
114.9 |
62.8 |
|
Пивные дрожжи, варёные |
10.0 |
91.8 |
60.7 |
62.1 |
|
Пивные дрожжи, сухие |
90.0 |
91.9 |
505.8 |
61.0 |
|
Старый хлеб |
65.0 |
97.2 |
482.0 |
52.8 |
|
Отходы пекарен |
87.7 |
97.1 |
650.6 |
52.8 |
|
Отходы сыроварни |
79.3 |
94.0 |
673.8 |
67.5 |
|
Пищевые отходы с низким содержанием жира, влажные |
14.4 |
81.5 |
75.4 |
59.8 |
|
Пищевые отходы с высоким содержанием жира |
18.0 |
92.3 |
126.5 |
62.0 |
|
Пахта, свежая |
8.0 |
92.3 |
54.4 |
59.2 |
|
Казеин |
88.0 |
93.1 |
567.4 |
69.1 |
|
Обезжиренное молоко, сухое |
94.1 |
91.7 |
628.7 |
57.7 |
|
Рапсовая мука |
88.6 |
92.1 |
496.1 |
59.8 |
|
Мука подсолнечника |
89.4 |
91.9 |
488.2 |
61.3 |
|
Разные пищевые отходы |
40.0 |
50.0 |
120.0 |
60.0 |
www.biteco-biogas.ru
Выход биогаза, получаемого при анаэробном сбраживании различных видов исходного субстрата
БИОЭНЕРГЕТИКА:. мировой опыт и прогноз развития
| Вид исходного субстрата | Содержание сухого вещества, % | Выход биогаза, м3/т |
| Навоз крупного рогатого скота | 8 | 22 |
| Свиной навоз | 6 | 25 |
| Птичий помет (твердый) | 22 | 76 |
| Солома: | ||
| ячмень | 86 | 300 |
| пшеница | 86 | 280 |
| Силосная масса: | ||
| трава | 40 | 200 |
| кукуруза | 35 | 208 |
| Кукурузная зерностержневая смесь (содержание клетчатки 5%) | 65 | 414 |
| Трава (луговая) | 18 | 95 |
висит от состава субстрата для сбраживания, его предварительной подготовки, соблюдения оптимальных параметров и режимов процесса анаэробного сбраживания (табл. 1.3).
Подсчитано, что годовая потребность в биогазе для обогрева жилого дома составляет около 45 м3 на 1 м2 жилой площади, суточное потребление при подогреве воды для 100 голов крупного рогатого скота — 5-6 м3. Потребление биогаза при сушке 1 т сена влажностью 40% равно 100 м3, 1 т зерна — 15, для получения 1 кВт-ч электроэнергии — 0,7-0,8 м3.
По оценкам специалистов отраслевого объединения «Биогаз», в настоящее время в 80% действующих установок вместе с другими исходными продуктами используется кукуруза.
18
| Сырье | Урожайность, т/га | Выход газа, м3 |
| Кукурузный силос | 45 | 9Д |
| Рожь (зерно) | 7 | 4,3 |
| Соломенно-зерновой силос: | ||
| озимая рожь | 30 | 6 |
| озимая пшеница | 30 | 6 |
| овес | 25 | 4,8 |
| Силосная масса из целых растений: | ||
| подсолнечник | 35 | 6,9 |
| озимый рапс | 35 | 5,1 |
| Злаки | 28 | 5,3 |
| Фацелия (масличная | ||
| редька) | 25 | 2,1 |
В табл. 1.4 представлены данные о количестве газа, которое можно получить с 1 га посевной площади в год, используя различные виды возобновляемого сырья.
В процессе анаэробного брожения значительно улучшаются свойства навоза как удобрения. Это происходит за счет минерализации находящегося в навозе азота. При традиционном компостировании навоза потери азота составляют до 30-40%. По сравнению с обычным компостированием анаэробная переработка увеличивает содержание в навозе аммонийного азота в 4 раза, от 20 до 40% содержащегося в навозе азота переходит в аммонийную форму. Содержание усваиваемого растениями фосфора удваивается и составляет до 50% от его общего количества в навозе. Сброженный навоз позволяет повысить урожайность на 10-20% по сравнению с использованием обычного навоза.
Еще один источник получения биогаза — твердые бытовые отходы (ТБО). Во всем мире остро стоит проблема нейтрализации или утилизации бытового мусора. Удельный годовой выход ТБО на одного жителя современного города составляет 250-700 кг. В развитых странах эта величина ежегодно возрастает на 4-5%.
В России мусор в основном вывозили на специально отведенные полигоны и свалки. Практически так же дело обстоит и сейчас. На территории страны в отвалах и хранилищах накоплено около 80 млрд т твердых отходов, причем токсичных из них более 1, 4 млрд т. Только под свалки и полигоны ТБО ежегодно официально отводится около 10 тыс. га земель.
К концу 80-х годов суммарная мощность энергоустановок, использующих в качестве топлива ТБО, достигала более 1,2 ГВт. Велось проектирование и строительство новых установок. Однако полного перехода от нейтрализации к утилизации ТБО сжиганием в мировой практике не произошло. В связи со сложностью выполнения природоохранных требований в последние годы прекращают свою деятельность многие мусоросжигательные заводы. Закрыт ряд заводов в США, в 1984 г. закрылись заводы в Японии (Камаки) и Финляндии (Хельсинки).
В мировой практике существует еще один способ утилизации твердых бытовых отходов — биотехнологический, представляющий собой компостирование мусора. Суть его заключается в биохимическом процессе разложения органической части ТБО микроорганизмами. Для компостирования, т. е. биотермической переработки легкогниющих веществ в органическое гумусообразное удобрение, необходимы три составляющих: сырье, аэробные микробы и время.
Аэробная обработка в течение двухсуточного нахождения мусора во вращающемся барабане (использована конструкция цементной печи) приводит к разогреву за счет окисления, разложению высокомолекулярных органических соединений, распаду органических веществ на простые составляющие. Продукт переработки используют как компост для удобрения почвы.
Более широко во всем мире распространено полигонное захоронение твердых бытовых отходов. Основные достоинства технологии захоронения — простота, сравнительно малые капитальные и эксплуатационные затраты и относительная безопасность. При разложении бытовых отходов выделяется биогаз, содержащий до 60% метана, что позволяет использовать его в качестве местного топлива. В среднем при разложении 1 т ТБО может образовываться 100-200 м3 биогаза. В зависимости от содержания 20 метана низшая теплота сгорания свалочного биогаза составляет 18-24 МДж/м3 (примерно 1/2 теплотворной способности природного газа).
Сопоставление разных вариантов утилизации ТБО показывает, что наиболее бурно развивается и имеет минимальное количество ограничений по экологическим и другим условиям технология получения био газа на полигонах ТБО. Технология предусматривает сепарацию ТБО с извлечением ценных компонентов (черные и цветные металлы и др.), последующее прессование уменьшает объем свалки, позволяет механизировать укладку слоев мусора и облегчает получение биогаза. По технологической схеме предусмотрено бурение скважин на территории полигона, из которых вакуум-насосы водо кольцевого типа обеспечивают откачивание биогаза. После отделения воды газ поступает в газодувки и по опорному газопроводу подается в котельную на сжигание. Из 5 млн м3 ТБО получают 20 млн м3 газа, который эквивалентен 70-80 Гкал тепловой энергии в год.
Конечным продуктом после их деструкции являются минерализованные вещества, остающиеся в толще трансформированной массы. В настоящее время за рубежом уже подводятся итоги десятилетнего опыта использования биогаза по такой технологии.
Биогаз позволяет значительно уменьшить общее потребление топлива путем применения когенерации (совместного производ
| Раздельное производство электроэнергии и тепла | |||
| Топливо | Электростанция Котел | Электричество __ | Общая эффективность: КПД - 36 + 80 . cgw |
| 100% Топливо | 36% Тепло | ||
| 100% | 80% | КІЩ 200 03/о | |
| Когенерация | |||
| Топливо _ 100% ' | Система когенерации | Электроэнергия^ 35% Тепло | КПД = щр. = 90% |
| 55% |
| ства электроэнергии и тепла). Сравнительные показатели когенерации и раздельного производства электричества и тепла при- 21 |
ведены на рис. 1.8.
Рис. 1.8. Сравнительные характеристики различных способовполучения энергии
Исследования, разработки и проекты, реализованные в течение последних 25 лет, привели к существенному усовершенствованию технологии. Уровень распространения ко генерации в мире
позволяет утверждать, что это наиболее эффективная (из существующих) технология энергообеспечения для огромной части потенциальных потребителей.
Технология ко генерации сочетает положительные характеристики, которые недавно считались практически несовместимыми. Наиболее важными следует признать высокую эффективность использования топлива, более чем удовлетворительные экологические параметры, а также автономность систем когенерации. Когенерационная установка (рис. 1.9) состоит из четырех основных частей: первичного двигателя, электрогенератора, системы утилизации тепла и системы контроля и управления.
Когенерационные системы, как правило, классифицируются по типу первичного двигателя, генератора, а также по типу потребляемого топлива.
В зависимости от существующих требований роль первичного двигателя могут выполнять поршневой двигатель, паровая или газовая турбина.
В будущем этот список может пополниться новыми технологиями (двигатель Стирлинга, микротурбины, топливные элементы).
Электрогенераторы предназначены для преобразования механической энергии вращающегося вала двигателя в электроэнергию. Они могут быть синхронными или асинхронными. Синхронный генератор может работать в автономном режиме или параллельно с сетью. Асинхронный генератор может работать толькопараллельно с сетью. Если произошел обрыв или другие неполадки в сети, то асинхронный генератор прекращает свою работу. Поэтому для обеспечения гибкости применения распределенных ко генерационных энергосистем чаще используются синхронные генераторы.
Теплоутилизатор является основным компонентом любой ко - генерационной системы. Принцип его работы основан на использовании энергии отходящих горячих газов двигателя электрогенератора (турбины или поршневого двигателя).
Простейшая схема работы теплоутилизатора следующая: отходящие газы проходят через теплообменник, где производится передача тепловой энергии жидкому теплоносителю (вода, гликоль). После этого охлажденные отходящие газы выбрасываются в атмосферу, при этом их химический и количественный состав не меняется. В атмосферу уходит и существенная часть неиспользованной тепловой энергии, так как для эффективного теплообмена температура отходящих газов должна быть выше температуры теплоносителя (не менее чем на 30°С), отходящие газы не должны охлаждаться до температур, при которых начинается образование водяного конденсата в дымоходах, что препятствует нормальному выходу газов в атмосферу. Кроме того, отходящие газы не должны охлаждаться до температур, при которых начинается образование кислотного конденсата, что приводит к коррозии материалов (особенно это важно для топлива с повышенным содержанием сероводорода).
Извлечение дополнительной энергии (скрытой теплоты водяных паров, содержащихся в выхлопных газах) возможно только путем понижения температуры отходящих газов до уровня ниже 100°С, когда водяные пары переходят в жидкую форму, что пока невозможно.
В качестве утилизатора тепла в когенерационной системе трудно использовать готовое типовое теплоэнергетическое оборудование. Теплоутилизатор, как правило, проектируется с учетом параметров и характеристик отходящего потока газов для каждой модели поршневого двигателя или турбогенератора и типа применяемого топлива. Многие производители двигателей имеют собственные наработки или используют продукцию своих партнеров в части утилизации тепла, что в большинстве случаев упрощает проектирование и выбор решения.
Для повышения производительности тепловой части когене - рационной системы утилизатор может дополняться экономайзером — теплообменником, обеспечивающим предварительный подогрев теплоносителя отходящими из теплоутилизатора газами до его подачи в основной теплообменник, где нагрев теплоносителя обеспечивается уже теплом отходящих газов двигателя. Позитивным моментом, связанным с использованием экономайзера, является дополнительное снижение температуры отходящих из теплоутилизатора в атмосферу газов до уровня 120°С и ниже.
Когенерация в сельском хозяйстве распространена не очень широко, но ее использование в подавляющем числе случаев приводит к энергосбережению и получению дополнительных прибылей. Многообещающими вариантами использования когене- рации являются производство этанола, сушка зерна или древесины, обогрев теплиц, зданий для содержания домашних животных или жилых домов.
Наибольшую выгоду сельским предприятиям могут принести технологии, использующие в качестве топлива биомассу (например, остатки урожая, древесины или животные отходы). Модули газификации преобразуют сельскохозяйственные и древесные отходы в газы с низкой или средней теплотворной способностью, которые могут использоваться в качестве топлива в подготовленных газопоршневых установках.
Когенерация позволяет решать и экологические проблемы. Технологии, предшествовавшие ко генерации, предусматривали сжигание отходов (из-за невозможности их утилизации), получая в результате большие объемы выбросов загрязняющих веществ из-за неполного сгорания. В дополнение к загрязнению имелись эмиссии от горения вышеупомянутых жидких видов топлива. Когенерация избавилась не только от жидких видов топлива (и соответствующих эмиссий), но и от выбросов от неполного сгорания благодаря много. лучшим условиям сгорания в котле.
Ко генерационные установки различной мощности позволяют удовлетворить потребности в электроэнергии не только сельскохозяйственных предприятий, но и других объектов народного хозяйства:
установка малой мощности серии Premi (от 22 до 47 кВт) применяется для покрытия собственных потребностей объекта в электроэнергии, отопления и получения горячей воды;
установки средней серии Cento (мощностью до 160 кВт) применяются чаще всего в промышленных объектах, больницах, бассейнах, гостиницах, торговых центрах, спортивных сооружениях, котельных, привязанных к определенному объекту;
установки высшей серии Quanto (мощностью 395-2016 кВт) применяются в крупных промышленных предприятиях и городских котельных, где имеются дефицит электрической энергии и
большой объем тепловой нагрузки в летнее время.
Возможности использования когенерационных установок приведены на рис. 1.10.
Рис. 1.10. Возможности использования когенерационных установок
Исследования, разработки и проекты, реализованные в течение последних 25 лет, привели к существенному усовершенствованию технологии, которая теперь действительно является хорошо отработанной и надежной. Уровень распространения когене - рации в мире позволяет утверждать, что эта технология энергообеспечения является наиболее эффективной (из существующих).
На сегодняшний день доля возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в мировом энергетическом балансе невелика — порядка 14%, а вклад биомассы — около 1,8%. Но, как показывает практика, даже незначительные колебания в …
Показатели Значение Число предприятий 200 Производственная мощность, млн дкл 125 Выработано спирта в 2005 г., млн дкл 71,6 Загрузка предприятий, % 57 Что касается строительства заводов по производству биоэтанола, то …
Число голов Выход сухого вещества в сутки, кг Количество сброженного навоза в сутки, т Выход биогаза в сутки ГДж м3 Коровы 1640 9000 130 55 2400 Бычки 2530 9000 130 …
msd.com.ua
| «Биотехнология – скорее искусство, чем наука» Л.Бабурин (возможно, это сказал Перт) «Зри в корень» К.Прутков ЗАКОН СОХРАНЕНИЯ (из ничего не бывает чего-либо) Теоретический выход биогаза Yтеор. (м3/кг сух.вещ.) (на примере навоза КРС). В биотехнологии существует понятия теоретического выхода – отношение массы продукта к массе субстрата. Эта величина не встретилась ни на одном биогазовом сайте. Хотя она является ключевой при проектировании установок и разработке регламента.
Итак, сделаем попытку оценить Y теор: В основе расчета выхода биогаза следующее уравнение: Ch3O ---> Ch5 + CO2 где, Ch3O является органическим субстратом (углеводы, органические кислоты). · В свежем навозе около 20% сухих веществ, из которых 50-60% Ch3O, (По Майеру органические вещества в навозе 75% ), из них сбраживается 60-70%. Теоретический выход биогаза 0,55 ÷ 0,74 м3/кг Сh3O (550 ÷ 740 м3/т). (Ю.Швинка). · Для глюкозы (идеальный субстрат, например меласса). Y теор.глюк. = 3,5 м3/кг (3500 м3/т) (Л.Бабурин). Y теор.нав. = 0,65 м3/кг (650 м3/т) (Л.Бабурин). При расчетах не включены затраты на поддержание метаболизма и на синтез биомассы, если с запасом, то порядка 50%.
· По расчетам максимальный теоретический выход биогаза (свалочного газа) должен составлять 200 – 400 м3/т сухих твердых отходов Ссылка
P.S. Не совсем понятно, какой навоз – сухой или обычный? 1,30 Теплосоюз Украина 0,4 ÷ 0,5 ZORG на основе таблицы (навоз КРС)
. 0,246 м3/кг ссылка В среднем 1 кг органического вещества, биологически разложимого на 70%, производит 0,18 кг метана, 0,32 кг углекислого газа, 0,2 кг воды и 0,3 кг неразложимого остатка
0,2÷0,4 (твердые отходы на свалке) ссылка Что мы имеем в реальности? Практический выход биогаза Y (м3/кг сух.вещ.) – информация с сайтов (субстрат - навоз КРС)
Количество перерабатываемых отходов при влажности 85% т/сутки – до 0,6т, выход по биогазу с общей теплотворной способностью 480 тыс. кДж/сутки (эквивалент 17 кг топочного мазута) до 24 куб. м. в сутки (т.е 24 м3/0,09т = 0,27 м3/т (непонятно: малая величина). · Ecogen Ссылка Выход газа м3/т сухого органического вещества: навоз коровий - 300-400, навоз свиной -450-500, помет птичий - 500-550.
· Биогазовая установка в совхозе «Огре». Выход биогаза на 1 кг сухого органического вещества в сутки 0,448 м3 (В.С.Дубровскис, 1987). Другими словами Y прак= 0,448 м3/кг (448 м3/т), при скорости процесса – 0,037 м3/кг*час. Кажется, что в цифрах по выходу творится полный хаос. Есть даже размерность - м3 биогаза/ м3объема установки (интересная размерность, особенно, когда биореактор пустой). Y прак. – это «печка, от которой надо плясать» при проектировании биогазовых установок, а Y теор - при разработке технологии. Мораль – «А где же остальной углерод!» Что-то здесь не так, будем разбираться… Либо микробы плохо работают, либо люди с цифрами ошибаются… Еще полезная информация
Технико-экономические и эксплуатационные показатели биогазовых установок ссылка
|
Юрий Анатольевич ОВЧИННИКОВ (02.08.1934 - 17.02.1988) Академик Ю.А. Овчинников - основоположник отечественной биоорганической химии и биотехнологии, выдающийся ученый в области физико-химической биологии, крупнейший специалист в области мембранной биологии и химии пептидно-белковых веществ. Автор более 500 научных работ, в том числе двух монографий. Научные работы академика Ю.А. Овчинникова получили мировое признание. По его инициативе и под его руководством выполнены работы по созданию отечественных препаратов генно-инженерных интерферонов, инсулина и других медицинских препаратов.biogaze.ucoz.lv
Биогазовые установки для птицефабрик – получения биогаза из птичьего помета в промышленных объёмах
Биогазовая установка для птицефабрик
Биогазовая установка на отходах птицефабрики позволит значительно снизить долю энергетических затрат в себестоимости готовой продукции, а также обеспечить предприятие энергоресурсами без использования внешних источников энергии. Биогазовая установка для птицефабик – это современное высокотехнологичное решение, позволяющее владельцам хозяйств сократить затраты на обслуживание нужд своего предприятия.
Куриный помёт довольно агрессивен ввиду высокого содержания аммиачных соединений. В необработанном виде он имеет острый, ярко выраженный запах. В тоже время помёт является высокоэффективным органическим удобрением. Для того, чтобы получить такое удобрение, необходимо хранить помет около года, что вызывает негативную реакцию близлежащих населённых пунктов.
Если перерабатывать помёт в биогазовой установке, то его можно сразу вносить как удобрения, без необходимости длительного хранения и компостирования, что существенно снижает экологическую нагрузку. Также в не переработанном помёте может содержаться патогенная микрофлора. После обработки в биогазовой установке она исчезает и взамен появляется активная микрофлора, способствующая улучшению микробиологических процессов в почве.
Основная отличительная особенность куриного помёта от других субстратов – высокое содержание протеина (белка), который является источником азота. Поэтому куриный помёт в чистом виде (моносубстрат) перерабатывается по двухстадийной технологии. Биогазовая установка укомплектовывается дополнительным реактором гидролиза. Для того, чтобы получить биогаз из птичьего помета, в реакторе гидролиза создаются специальные температурные условия, повышается влажность и контролируется уровень рН. Также если технологический цикл биогазовой установки проектируется замкнутым (жидкая фракция после ферментации используется для разбавления свежего сырья), биогазовая установка должна доукомплектовываться системой удаления аммонийного азота, т.к. он ингибирует (приводит к затуханию) процесс.
Строительство установки для получения биогаза из птичьего помета позволит предприятию стать энергонезависимым, понизить себестоимость продукции и закрыть вопрос экологической безопасности.
Подробности уточняйте у наших специалистов.
www.biteco-energy.com
Биогазовые установки на энергетических культурах – технология получения биогаза из травы и водорослей
Биогазовая установка на энергетических культурах.
В плане выхода газа растительная биомасса даёт один из наибольших результатов. В качестве сырья для биогазовой установки могут быть использованы практически все зелёные растения в свежем или силосованном виде. Наиболее продуктивно использовать в биогазовой установке следующее сырьё: кукурузный силос молочной и восковой спелости, суданскую траву, травяной силос с лугов, смесь клевера с другими травами, силос из зерновых культур, сахарную и кормовую свеклу вместе с ботвой, картофель, зерновые. Сырьё растительного происхождения имеет высокое содержание сухих веществ по сравнению с другими видами сырья.
Использование растительных культур позволят получить значительное количество биогаза. Из него предприятие может производить электроэнергию и тепло в когенерационной установке.
Силосованная кукуруза на сегодняшний день - один из наиболее эффективных субстратов для производства биогаза. Растение отличается большой урожайностью и эффективностью в плане производства биогаза. В странах Европы практикуются энергетические севообороты, когда одна энергетическая культура сменяется другой, что позволяет собирать зелёную массу два раза в год, подавлять рост сорняков и значительно экономить средства предприятия. Затраты на удобрения при выращивании энергетических культур небольшие, поскольку есть высококачественные биоудобрения, произведённые на самой установке.
Если у предприятия недостаточно сырья, всегда можно рассмотреть возможность производства энергии из так называемых энергетических культур. Во многих странах все больше площадей отводится под выращивание энергетических культур, которые используются для получения биогаза и производства энергии. Многие Азиатские государства, ввиду своих климатических условий и возможности производить биомассу круглый год, начинают серьёзно рассматривать биогаз как важный энергоноситель.
Подробности уточняйте у наших консультантов.
www.biteco-energy.com
Схема биогазовой установки – технология получения биогаза в промышленных объёмах
Биогазовая установка – это комплекс сооружений и технологического оборудования, которые интегрированы в единую автоматическую систему управляемого метанового брожения.
Технология получения биогаза, состав строительных сооружений и оборудования биогазовой установки отличается в зависимости от сырья и специфики проекта. Существуют двухстадийные и одностадийные биогазовые комплексы. Одностадийная технология используется для большинства субстратов и такую технологию можно считать базовой. Двухстадийная технология используется для субстратов, которые быстро расщепляются, ввиду чего имеют склонность к окислению. Технология получения биогаза в две стадии отличается от одностадийной наличием дополнительного реактора гидролиза. В базовой комплектации биогазовые установки состоят из следующих узлов и сооружений:
1. Приёмный резервуар
2. Система обогрева
3. Механические мешалки
4. Система подачи биомассы
5. Ферментатор
6. Газгольдер
7. Купол
8. Система газоотведения и газоподачи с системой отвода конденсата и сероочистки
9. Сепаратор
10. Лагуна или резервуар для хранения жидких удобрений
11. Система автоматики, визуализации процессов и управления
12. Теплопункт
13. Ко-генератор
Принцип работы.
Принцип работы биогазовой установки предполагает максимальную автоматизацию и сведение к минимуму затрат человеческого труда. Отходы поступают в приёмный резервуар (1). В нем происходит их предварительное накопление, подогрев (2) и тщательное перемешивание (3). Подача сырья в ферментатор (5) происходит 4-6 раз в сутки с помощью специального насоса для жидких и вязких субстратов. Ферментатор (5) является газонепроницаемым, герметичным резервуаром. Для поддержания стабильной температуры, внутри ферментатор оборудуется системой обогрева днища и стен (2). В холодных климатах, во избежание потери тепла, ферментатор теплоизолируется снаружи. Субстрат постоянно перемешивается при помощи низкоскоростных механических мешалок (3), что гарантирует полное и бережное перемешивание. В зависимости от физико-механических свойств субстрата, используют разные виды систем перемешивания: механические, гидравлические или пневматические.
Выгрузка переброженного субстрата происходит автоматически с такой же периодичностью, как и загрузка. Управление работой всей биогазовой станции производится по командам системы атоматики (11). Биогаз собирается в газгольдере (6). Газгольдер (6) используется в качестве газонепроницаемого покрытия ферментатора и выполняет функцию аккумулирования газа. Внешний купол (7) имеет высокую стойкость к ультрафиолету, устойчив к поджогу и является чрезвычайно растяжимым. Схема биогазовой установки предполагает высокую эластичность этого элемента и надёжную фиксацию конструкции. Отведение биогаза происходит по трубопроводу (8), который оснащён устройствами автоматического отвода конденсата и предохранительными устройствами, которые защищают газгольдер (6) от превышения допустимого давления. Из газгольдера (6) идёт непрерывная подача биогаза на когенерационную установку или систему очистки биогаза. Переработанный субстрат после установки подаётся на сепаратор (9). Система механического разделения работает от 4-6 раз в сутки и разделяет остатки брожения после ферментатора на твёрдые и жидкие биоудобрения. Всё оборудование контролируется системой автоматики (11). Устройство биогазовой установки предусматривает минимализацию человеческого труда при ее работе. Технология получения биогаза предполагает два режима по организации и контролю работы систем на участках биогазовой станции:
Сигналы для синхронной работы всей установки поступают на центральный программно-логический контроллер. Контроллер производит опрос всей технологической цепи комплекса и выводит информацию на экран монитора. На экране отображены все сооружения и узлы, оснащённые приводами и датчиками параметров. Все рабочие параметры биогазовой установки отображается на мониторе центральной диспетчерской. Диспетчерская оборудована центральным пультом управления, позволяющим переводить работу всех участков биогазовой установки в ручной или автоматический режим для местного или дистанционного управления.
Для получения подробных консультаций связывайтесь с нашими специалистами.
www.biteco-energy.com
