Здавалка
Главная | Обратная связь

Глава 5. Технология производства биогаза и его характеристики



Анаэробное сбраживание навоза с получением биогаза осуществляется в специальных биогазовых установках, основными элементами которых являются герметические емкости.

Схема наиболее распространенной биогазовой установки, предназначенной для переработки жидкого навоза и получения биогаза, представлена на рис.8.

 

 


Рис.8. Технологическая схема производства биогаза:

1 – ферма; 2 – приемник жидкого навоза; 3 – насос; 4 – метантенк; 5 – газгольдер;

6 – теплообменник; 7 – котел; 8 – хранилище удобрений.

 

Технологический процесс обработки навоза осуществляется следующим образом. Из животноводческого помещения навоз поступает в накопительную емкость, далее фекальным насосом его загружают в метантенк (емкость для анаэробного сбраживания навоза). Биогаз, образующийся в процессе брожения, поступает в газгольдер и далее к потребителю. Для нагрева навоза до температуры брожения и поддержания теплового режима в метантенке применяют теплообменник, через который протекает горячая вода, нагреваемая в котле. Сброженный навоз выгружают в навозохранилище.

В метантенке обеспечиваются все необходимые параметры процесса (температура, концентрация органических веществ, кислотность и др.).

Метантенк имеет тепловую изоляцию, позволяющую обеспечивать и поддерживать на заданном уровне температурные режимы сбраживания, в нем также имеется устройство для постоянного перемешивания навоза. Поступление навоза в метантенк регулируется так, чтобы процесс сбраживания протекал равномерно.

Во время сбраживания в навозе развивается микрофлора, которая последовательно разрушает органические вещества до кислот, а последние под действием синтрофных и метанообразующих бактерий превращаются в газообразные продукты – метан и углекислоту. Степень разрушения органического вещества при анаэробном сбраживании навоза находится в пределах 25-45%.

Полученный в результате брожения навоза биогаз из метантенка поступает в газгольдер, из газгольдера биогаз под собственным давлением (300 мм вод.ст.) поступает в газовый водогрейный котел и сжигается. Полученная горячая вода направляется на животноводческую ферму, где используется для технологических нужд. Физические свойства биогаза приведены в таблице 10.

 

 

Физические свойства биогаза.

Таблица 10

Показатель Компоненты Смесь 60% СН4 + 40% СО2
СН4 СО2 Н2 Н2S
Объемная доля, %   Объемная теплота сгорания, МДж/м3     Температура воспламенения, 0С     Плотность: нормальная, г/л критическая, г/л 55-70   35,8   650-750   0,72 27-44   -   -   1,98   10,8     0,09   22,8   -   1,54   21,5   650-750   1,20

 

Физические свойства биогаза, приведенные в таблице 10 позволяют судить о возможностях его использования. Объемная теплота сгорания, температура воспламенения и предел воспламеняемости определяются в основном содержанием СН4, поскольку незначительное количество Н2 и Н2S на этот показатель почти не оказывает влияния.

Биогаз успешно применяется как топливо. Его можно сжигать в горелках отопительных установок, водогрейных котлов, газовых плит, использовать в холодильных установках абсорбционного типа, в инфракрасных излучателях, в автотракторных двигателях, в газовом цикле Отто (с искровым зажиганием) и газодизельном цикле (с впрыскиванием небольшой дозы запального дизельного топлива). Карбюраторные двигатели легко переводятся на газ: достаточно лишь заменить карбюратор на смеситель.

При производстве электроэнергии из биогаза в электрический ток преобразуется всего 30% его энергоресурса, остальная часть – отбросная теплота. Ее можно использовать при нагревании воды для бытовых нужд и содержания скота, отопления жилых помещений и теплиц, подогрева воздуха для сушилок, а также при регулировании микроклимата в животноводческих помещениях и нагрева навоза до нужной температуры брожения в биогазовых реакторах.

 

5.1. Опытные биогазовые установки 60-х годов

В 50-е годы в МСХ очень серьезно заинтересовались получением биогаза из отходов животноводства. Благодаря этому был построен целый ряд опытных установок для производства биогаза. При этом во всех обоснованиях строительства таких установок практически не учитывался их природоохранный эффект.

Установки были построены в ВИЭСХе (совхоз «Белая дача») в Запорожском, Белорусском, Грузинском и Молдавском филиалах ВИЭСХ, а также в Екатеринбурской области. В основу этих установок были приняты типовые проекты коммунальных метантенков в объемом от 100 до 300 м3.

Одним из вариантов таких метантенков, построенных в середине 50-х годов, может служить биогазовая установка ВИЭСХ, общий вид и технологическая схема которой представлены на рис. 9 и 10.

 

 

Рис.9. Общий вид биогазовой установки ВИЭСХ в с-зе Белая дача Московской области.

 

Рис.10. Технологическая схема биогазовой установки ВИЭСХ.

 

Как видно из представленной схемы биогазовая установка включала навозоприемник, в который автоцистерной загружался жидкий свиной навоз, реактор для сбраживания навоза, объем которого составлял 300 м3 и все необходимое дополнительное оборудование для обеспечения процесса сбраживания и утилизации полученного биогаза.

Однако опыт эксплуатации таких установок был незначителен – один-два сезона, за которые невозможно было оценить их эффективность. А если учесть сравнительно низкие цены на жидкое топливо и отсутствие необходимости решать экологические задачи на фермах, то эффективность таких установок оказывалась чрезвычайно высокой – срок окупаемости доходил до 20-30 лет. В результате чего к производству биогаза коммерческий интерес был утрачен, а сами установки через 5-10 лет были разрушены.

Такое положение продолжалось до середины 70-х годов, выполнялись только инициативные работы – (к-з Дзержинский Московской области, г. Саратов «Стройматериалы», опытные установки ВИЭСХ, ИНБИ, ИФБ Пущино). И только когда и в СССР стала остро ощущаться нехватка жидкого топлива, и когда наши чиновники поехали за границу, положение дел существенно изменилось. Был создан целый ряд программ по строительству в различных регионах страны биогазовых установок для переработки всех видов сельскохозяйственных отходов в газообразное топливо.

 







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.