|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ Біоенергетичні установки. Технологія отримання біогазу. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Альтернативні джерела енергії Ферментація, що становить основу отримання біогазу, дає в результаті кінцеві продукти: метан СН4 (55 - 65%), вуглекислий газ СО2 (30 – 35%), водень Н2 (3 - 5%), у невеликій кількості сірководень та аміак. Фактично ферментація поєднує у собі три біологічних процесу: гідроліз, кисле і метанове бродіння. Вихід біогазу із соломистого гною становить приблизно 1 - 1,8 м/добу на одну голову ВРХ. Біогаз має середню теплотворність 20 - 23 МДжм3. Поряд із біогазом при анаеробному зброджуванні відходів тваринництва та птахівництва виробляється цінне екологічно чисте добриво, позбавлене патогенної мікрофлори, яєць гельмінтів, насіння бур'янів, нітритів та нітратів, специфічних фекальних запахів. Потенційні можливості виробництва біогазу з використанням відходів тваринництва, птахівництва та переробних підприємств агропромислового комплексу дуже великі. Отримання біогазу з твердих побутових відходів (ТПВ) Різке зростання споживання в останні десятиліття в усьому світі призвело до істотного збільшення обсягів утворення твердих побутових відходів (ТПВ). Одним із основних способів видалення ТПВ у всьому світі залишається поховання в приповерхневому геологічному середовищі. У цих умовах відходи зазнають інтенсивного біохімічного розкладання, які викликають, зокрема, генерацію звалищного газу (СГ). Емісії СГ, які у природне середовище формують негативні ефекти як локального, і глобального характеру. З цієї причини у багатьох розвинених країнах світу здійснюються спеціальні заходи щодо мінімізації емісії СГ. Це фактично призвело до виникнення самостійної галузі світової індустрії, що включає видобуток та утилізацію звалищного газу. Основним методом, що забезпечує вирішення цього завдання, є технологія екстракції та утилізації СГ. Для екстракції звалищного газу на полігонах використовується наступна принципова схема: мережу вертикальних газодренажних свердловин з'єднують лініями газопроводів, в яких компресорна установка створює розрідження, необхідне для транспортування СГ до місця використання (рис.5.2). Установки зі збору та утилізації монтуються на спеціально підготовленому майданчику за межами звалищного тіла.
Для видобутку СГ на полігонах ТПВ застосовуються вертикальні свердловини. Зазвичай вони розташовуються рівномірно територією звалищного тіла з кроком 50 - 100 м між сусідніми свердловинами. Їхній діаметр коливається в інтервалі 200 - 600 мм, а глибина визначається потужністю звалищного тіла і може становити кілька десятків метрів. Для проходження свердловин використовується як звичайне бурове обладнання, так і спеціалізована техніка, що дозволяє споруджувати свердловини великого діаметру. При цьому вибір того чи іншого обладнання обумовлений економічними причинами. Кожна свердловина здійснює дренаж конкретного блоку ТПВ, що умовно має форму циліндра. Стійкість роботи свердловини може бути забезпечена, якщо її дебіт не перевищує обсягу СГ, що знову утворюється. Оцінка газопродуктивності існуючої товщі ТПВ проводиться під час попередніх польових газогеохімічних досліджень. Спорудження газодренажної системи може здійснюватися як на всій території полігону ТПВ після закінчення його експлуатації, так і на окремих ділянках полігону відповідно до черговості їх завантаження. При цьому треба враховувати, що для видобутку СГ придатні звалища потужністю не менше 10м. Бажано також, щоб територія полігону ТПВ, на якій планується будівництво системи збору СГ, була рекультивована, тобто перекрита шаром ґрунту не менше 30 - 40 см. У середньому газогенерація закінчується у звалищному тілі протягом 10 - 50 років, причому питомий вихід газу становить 120 - 200 куб. м на тонну ТПВ. Істотне варіювання газопродуктивності та швидкості процесу визначаються умовами середовища, що склалися у конкретному звалищному тілі. До параметрів контролюючих біоконверсію відносяться вологість, температура, рН, склад органічних фракцій. Отримання біогазу з відходів стічних вод (ОСВ) У країнах Західної Європи понад 20 років активно займаються практичним вирішенням проблеми утилізації відходів водоочисних споруд. Однією з поширених технологій утилізації ОСО є їх використання в сільському господарстві як добрива. Її частка у загальній кількості ОСВ коливається від 10% у Греції до 58% мови у Франції, становлячи середньому 36,5%. Незважаючи на популяризацію цього виду утилізації відходів, він втрачає привабливість, оскільки фермери побоюються накопичення на полях шкідливих речовин. В даний час у ряді країн використання відходів у сільському господарстві заборонено, наприклад, у Голландії з 1995 року. Спалювання відходів водоочищення займає третє місце за обсягами утилізації ОСО (10,8%). Відповідно до прогнозу у перспективі його частка зростатиме до 40%, незважаючи на відносну дорожнечу цього способу. Спалювання осаду в котлах дозволить вирішити екологічну проблему, пов'язану з його зберіганням, отримати додаткову енергію при його спалюванні, а отже, знизити потребу в паливно-енергетичних ресурсах та інвестиціях. Напіврідкі відходи доцільно використовувати для отримання енергії на ТЕЦ як добавку до викопного палива, наприклад, вугілля. Виділяють дві найпоширеніші західні технології спалювання відходів водоочищення:
Серед способів роздільного спалювання популярним є використання технології рідкого шару, що найбільш успішно експлуатуються топки з ЖКС. Такі технології дозволяють забезпечити стійке горіння палива з великим вмістом мінеральних складових, а також знизити вміст оксидів сірки в газах, що йдуть за рахунок зв'язування їх в процесі горіння вапняком або лужноземельними металами, що містяться в золі палива. Екологічні аспекти використання відходів водоочищення Зіставлення хімічних складів ОСВ, кам'яного та бурого вугілля, що спалюються на ТЕЦ, показують, що елементні склади ОСВ та бурого вугілля відрізняються незначно. У складі ОСВ (6,2% вологи) міститься менше вуглецю на 24,5%, ніж у кам'яному куті (12% вологи) та на 5%, ніж у бурому куті (39% вологи). Частка сірки перевищує її питому вагу у вугіллі лише з 0,2% проти кам'яним вугіллям і 0,4% проти бурим. Вміст азоту в ОСВ можна порівняти з кам'яним вугіллям і на 2% перевищує цей показник по бурому вугіллю. Порівняння по сухій речовині показує, що вміст вуглецю в ОСВ менше майже на 30%, сірки та азоту – майже не змінюється. Хімічний склад і характеристики золи ОСВ дозволяє використовувати її як будівельний дорожній матеріал (при діаметрі частинок більше 1мм), а також як добавка до цементу або на відвалах як заповнювач. Можливі варіанти утилізації ОСВ Є шість альтернативних варіантів утилізації осаду стічних вод, заснованих як на нових нетрадиційних технологіях, розроблених на базі російського або європейського досвіду і не мають практичного використання, так і на закінчених "під ключ" технологіях:
Отримання біогазу з відходів птахофабрик та тваринницьких ферм Відновлювані ресурси біомаси різного походження накопичуються щорічно у великих обсягах або використовуються неефективно. Ефективне використання біомаси можливе при впровадженні відповідних технологій та обладнання для отримання палива у вигляді тріски, брикетів, газового та рідкого палива. На користь широкого використання біомаси говорять накопичені експериментальні оглядові матеріали:
Проте в даний час ведуться окремі науково-дослідні роботи з прямого спалювання біомаси та її анаеробного зброджування. Отримання біогазу з відходів лісового та сільськогосподарського виробництва Для максимального використання в енергетиці відходів лісового та сільськогосподарського виробництва розроблено процес розкладання, що полягає у швидкісному нагріванні їх без доступу кисню (повітря) до температур, при яких швидкість виділення необхідних продуктів максимальна. Він призначений для вирішення енергетичних та екологічних проблем. Параметри процесу швидкого піролізу, склад і кількість продуктів, що виділяються, попередньо уточнюються для кожного типу сировини. Установка розробляється кожного виду сировини. Максимальні температури переробки визначаються температурою існування речовини у конденсованій фазі. Високошвидкісне нагрівання речовини забезпечує: мінімальні втрати енергії у навколишнє середовище; максимальну швидкість хімічного процесу із виділенням продуктів у газову фазу; максимальну концентрацію вологи та її використання. Швидкість нагрівання речовини повинна перевищувати швидкість фізико-хімічних процесів, що протікають у масі, що переробляється. Вихід рідкого палива становить 70% органічної маси сировини. Наприклад, з 1 т. тирси можна отримати 700 літрів рідкого палива. У твердій фазі залишаються неорганічні компоненти та продукти хімічної модифікації (вуглеподібний залишок). Кількість вуглеподібного залишку визначається вмістом лігніну і завжди нижче кількості залишку, що отримується за інших методів переробки. Для отримання основного компонента рідкого палива газова фаза конденсується (низкомолекулярні продукти, що утворюються в процесі, не конденсуються). Газова фаза після конденсації або без неї може прямувати безпосередньо на спалювання. Теплота спалювання (теплотворна здатність) основного компонента палива зазвичай більша за теплотворну здатність сухого палива даного типу. Так теплотворна здатність деревини становить 4500 ккал/кг, а теплота спалювання рідкого палива – 5500 ккал/кг. Рідке паливо можна використовувати як моторне паливо в двигунах внутрішнього згоряння. Установка працює за рахунок електроенергії або спалювання продуктів переробки або вихідної сировини. Переваги процесу: висока швидкість, високий ступінь перетворення продукції, що переробляється; малі габарити основного вузла установки; невелика витрата енергії на одиницю продукції, що переробляється; низька собівартість енергії, одержуваної продуктів реакції. Вартість установки продуктивністю по сировині, що переробляється, 2 т на добу становить 2,5 млн. руб. При переробці тирси з 2 тонн виходить 1,4 тонни рідкого палива. Річна продуктивність - 500 тонн рідкого палива, за ціною 0,1 дол/літр річний оборот становить 50 тис. дол. Термін окупності 3 роки. Автор: Магомедов А.М.
Пастка для комах
01.05.2024 Загроза космічного сміття для магнітного поля Землі
01.05.2024 Застигання сипких речовин
30.04.2024
▪ Комп'ютер-брелок Azulle Access3 із процесором Intel ▪ Система штучного фотосинтезу для одержання метану ▪ Колонізація Марса не за горами
▪ розділ сайту Детектори напруги поля. Добірка статей ▪ стаття Колесо Фортуни. Крилатий вислів ▪ стаття Як суперагент Джеймс Бонд знайшов своє ім'я? Детальна відповідь ▪ стаття Урд. Легенди, вирощування, способи застосування ▪ стаття Імітатор незвичайних звуків. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки ▪ стаття Простий блокатор телефонного набору. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки
Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт
www.diagram.com.ua |
Дивіться інші статті розділу 
Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:
All languages of this page