Энергетика. Газообразное топливо |
Биогаз |
|
В первой части своей работы мы привели систематический обзор современного состояния научных знаний о технологии метанового брожения с обобщением наиболее существенных западногерманских и зарубежных литературных источников. Было указано также на пробелы в наших знаниях по этому вопросу. Во второй части подробно рассмотрены основные точки зрения, важные для оценки экономичности сельской биогазовой установки. Для этой цели были подобраны главным образом качественные и количественные данные о хранении биогаза, подготовке его к применению, а также о его использовании в сельскохозяйственном производстве. Путем составления баланса получения и расходования газа для трех модельных хозяйств с биогазовыми установками и теоретического расчета экономичности последних была сделана попытка дать читателю четкое представление об основных трудностях практической эксплуатации установки наряду с обеспечением надежного выполнения ею своей технической функции. Речь идет о двух главных трудностях: весьма неустойчивом преимуществе в экономичности по сравнению с сегодняшней стоимостью других видов энергии и сложностью обеспечения устойчивого баланса между производством и потреблением биогаза. С точки зрения современного состояния науки соору жение и эксплуатация биогазовых установок для всех имеющихся в ФРГ размеров хозяйств технически вполне выполнимы. Однако предварительно определить эконо мичность таких установок невозможно из-за того, что не хватает данных о минимальных затратах на сооружение установки и ее эксплуатацию. Эти данные должны быть получены при максимальном использовании техники в типичных для сельскохозяйственного производства усло виях с учетом размеров хозяйств.
Очевидные преимущества биогазового метода по сравнению с аэробным разложением сельскохозяйственных отходов, в особен ности отходов животноводства, с точки зрения тре! ний охраны окружающей среды все еще не поддаются количественной оценке, поскольку отсутствуют систематические исследования в этом направлении. Выход газа и его энергетический потенциал могут колебаться в широких пределах, поскольку они очень сильно зависят от вида, состава и состояния имеющихся исходных материалов, а также от характера процесса брожения и управления им. Кроме того, биогазовая установка, которая должна иметь высокий энергетический КПД, требует создания постоянных и соответствующих используемому составу субстрата оптимальных условий производства в отношении количества загружа емого органического вещества, времени брожения, тем пературы процесса и перемешивания сбраживаемой массы. Чем выше требования, предъявляемые к КПД биогазовой, установки, тем больше затраты на ее техническое оснащение. Поэтому биогазовые установки могут быть экономичными в эксплуатации только при очень большой вместимости реактора. При определении экономичности ориентируются на современную цену котельного топлива, поскольку главным образом этот вид топлива подлежит замене на биогаз, и исходят из расчетных факторов, которые максимально отражают реальную действительность. И в данном вопросе отчетливо проявляется упомянутая выше трудность — отсутствие различных точных данных по новым установкам. Поэтому требуют уточнения: — потребность в энергии на подогрев субстрата; — потребность в энергии на собственные нужды для перемешивания и перекачки субстрата (кВт/м3); — долговечность технических объектов; — затраты на ремонт и техническое обслуживание (марок ФРГ в год); — удельные затраты рабочего времени (марок ФРГ на 1 м3 или ч на 1 усл. гол.); — затраты на охрану окружающей среды (марок ФРГ на 1 усл. гол.); — возможная удобрительная ценность биошлама (марок ФРГ на 1 усл. гол.). С изменением исходных факторов изменяется и экономичность. В особенности следует считаться в будущем с растущей стоимостью энергии. Чем дороже станет энергоноситель, с которым ведется сравнение,— жидкое топливо (или также электроэнергии), тем больше будет заинтересованность в биогазовых установках. Имея в виду аспект надежности энергоснабжения, необходимо проверить, оправдывает ли это дотации на строительство. Однако в наши дни представляется возможным гарантировать экономичность биогазовых установок только в очень узких пределах: — удельные первоначальные затраты 1000...2 000 марок ФРГ на 1 усл. гол. Это предвещает тенденцию к применению однореакторной схемы непрерывного действия для небольших установок; — высокий удельный выход полезно используемого газа — не менее 0,4 м3 биогаза на 1 кг сухого органического вещества. Повышение выхода полезно ис< пользуемого газа представляется возможным благодаря применению других побочных видов энергии, рекуперации теплоты и посторонних источников энергии, хотя бы частично для подогрева субстрата. Чтобы понизить собственную потребность установки в энергии, необходимо предъявлять жесткие требования к устройству реактора (его форме и теплоизоляции) и к механизмам перемешивания. При этом нужно дополнительно принимать меры по утилизации отбросного тепла шлама в теплообменнике. Нарушение баланса расхода и потребления биогаза немедленно сказывается на экономичности установки. Среднее предприятие сначала имеет неуравновешенный газовый баланс, только специализированные предприя- тия будут иметь уравновешенный баланс. Обеспечение такого баланса — решающий фактор для экономичности установки. Выше были перечислены различные отправные точки для продолжающихся в этом направлении исследований. Видимо, нельзя будет обойтись без промежуточного хранения запасов газа в газгольдерах. Многореакторные установки, работающие с попеременным использованием отдельных реакторов, требуют газгольдеров большей вместимости. При проектировании сельскохозяйственной биогазовой установки следует проверить, действительно ли оправдывает фактическая потребность производства в биогазе его высокий выход из отходов, так как при ограниченном использовании потенциала газа можно значительно понизить затраты на установку и ее эксплуатацию. Чтобы можно было в будущем лучше калькулировать и проектировать биогазовые установки, представляется целесообразным получить четкие данные по следующим пунктам: — снижение потребности в энергии путем а) система тических исследований по перемешиванию субстрата с различной вязкостью и с различным содержанием крупных частиц, причем исследования следует вести с учетом формы и размеров реактора) установления оптимального сочетании газового двигателя и генератора с учетом покрытия собственных потребностей установки в теплоте (за счет теплоты системы охлаждении двигателя) и электроэнергии для привода механических агрегатов, включая тепловой насос для вторичного использования отбросной теплоты; в) разрушения плавающей корки энергосберегающим способом; — упрощение эксплуатации (контроля, управления, регулирования); — повышение срока службы установки (уменьшение — разрушений от коррозии и изнашивания благодариприменению соответствующих материалов и новых принципов конструирования); - снижение стоимости установки путем применения новых экономичных принципов конструирования, в том числе разработки более простых и дешевых съемных емкостей, монтируемых на реактор для сбора газа в установках, работающих с газгольдером; - разработка моделей для конкретных технологических решений, предусматривающих различные цели процесса (применение конечных продуктов, защита окружающей среды) и производственное подчинение установки: сельскохозяйственные частные предприятия различного масштаба, производственные объединения (например, для одного села); - сооружение установок-прототипов по выбранным моделям и анализ их практической ценности. |
К содержанию: Биогаз
Смотрите также:
Биогаз. Биоконверсия солнечной энергии. Способы получения энергии ...
Другой способ производства энергии из биомассы
состоит в получении биогаза.путем анаэробного перебраживания. Такой
газ представляет собой смесь из 65% ... |
ТЕПЛОВЫЕ УСТАНОВКИ НА БИОТОПЛИВЕ. Биотопливо. Биогаз
Биогаз
также может быть получен при анаэробном сбраживании биомассы, т.е. в процессе
ее окисления без присутствия воздуха. Для получения биогаза (смеси СШ
и ... |
Гибридные станции. Биогаз. Биоконверсия солнечной ...
Гибридные солнечные станции. Рассмотрение основных
методов преобразования солнечной энергии показывает, ... |
Солнечные печи. В принципе, используя достаточно
большие концентраторы, можно получить в их фокусе... |
Биогаз
(биохимический газ) образуется при брожении растительных и животных отходов...
Биогаз представляет собой смесь метана и углекислого газа. ... |
АНАЭРОБНАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ ОСАДКОВ, метановое сбраживание
Образующийся биогаз, имеющий теплотворную
способность около 21000 кДж/м3 (5000 ккал/м )... |
газообразное топливо — природный газ, биогаз,
попутный газ. Искусственное топливо; ... |
13% — гидроэлектростанции; на долю остальных
источников (ветер, биогаз и пр.) приходится 5%. ... |
В результате получатся, во-первых, полноценное
органическое удобрение и, во-вторых, биогаз, который пойдет на
отопление комплекса. ... |
МЕТАТЕНК. Метантенки служат для обеспечения свойств стабильности ...
Выделение газа (биогаза) является
сопутствующим процессом, способствующим снижению... |
Альтернативная энергетика. Солнечные батареи, ветрогенераторы. Азаров
Альтернативная энергетика. (аномальные источники "свободной
энергии"). Микрокондиционер Азарова. Хотите получить рукотворный смерч? ... |
Альтернативная энергетика. Нетрадиционные возобновляемые источники ...
Книга посвящена важной и актуальной проблеме -
проблеме более разумного и эффективного использования человеком природных энергетических
богатств. ... |
Проблемы энергетики. Альтернативная энергетика
Прогнозы относительно тенденций развития энергетики
говорят о том, что доля солнечной энергетики в различных ее формах
будет непрерывно возрастать. ... |