Промышленные схемы организации производства биогазового топлива
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
ислорода.( в метантанках). Во всем мире биогаз вызывает повышенный интерес как источник нетрадиционных энергоресурсов. Во всех странах Западной Европы созданы национальные программы по получению и использованию биогаза.
3Оборудование для производства биогаза
Для большинства стран - членов ЕЭС биотопливо, включая биогаз, имеет важное значение с точки зрения экономии ископаемых видов топлива и прежде всего нефти. Так, на сельскохозяйственной выставке Euro Tier-2002 проходившей в Ганновере и организованной Немецким сельскохозяйственным обществом, большой наплыв посетителей был именно у стенда со специальной экспозицией на тему: Биогаз: используйте свой шанс. Данная выставка и показанные последние достижения фирм-изготовителей биогазовых установок вселила большие надежды фермерам, что они смогут в дальнейшем успешно заниматься выработкой и поставкой электроэнергии.
Интересной в этом отношении является технология, предложенная фирмой Фарматик, позволяющая путем обогащения довести качество биогаза до уровня природного газа. Эта новинка имеет решающее значение для возможного применения биогаза в ДВС.
Фурор в этой связи произвела запущенная недавно в производство установка: она позволяет переработать биогаз с помощью (альтернативно простаивающих!) тракторов или комбайнов в электрическую энергию и достичь небывалого скачка эффективности его энергетического использования (система ЭноТрак Технического университета г. Коттбуса) .
До 1990 г. в России в сельском хозяйстве ежегодно образовывалось около 100 млн. т. органических отходов по сухому веществу, при этом на долю животноводства приходилось 60…70, на долю растениеводства - 30…40 млн.т. Комплексная переработка биомассы может дать в год до 90 млрд. м3 биогаза, 35 млн т. этанола, 20 млн т. удобрений. Например, солома и ботва - только часть энергопотенциальной биомассы в России (не более25%), но при биоконверсии 130 млн т. соломы и 20 млн т. ботвы можно получить соответственно 18 и 5 млрд м3 биогаза.
На сегодня биомасса (деревья, культурные и высшие дикие растения, водоросли и др.) и органические отходы (солома, навоз, отходы перерабатывающего и бумажного производства, пищевой промышленности и бытовые отходы городского населения) позволяет получать дополнительное количество энергии, эквивалентное 75 млн. т. нефти, что соответствует 7.5% современной потребности в энергии стран-членов ЕЭС.
4Биоконверсия растительного сырья
Решая экологическую (оздоровление окружающей среды), энергетическую (получение биогаза) и агрохимическую (производство заменителей химических удобрений и биологически активных веществ) проблемы, современная техническая биоэнергетика имеет два основных направления превращения органических отходов в технически удобные виды топлива и энергии. Имеются в виду, во-первых, термохимическая конверсия (прямое сжигание, пиролиз, газификация, сжижение, синтез), во-вторых, биоконверсия ( получение спиртов, водорода, биогаза, органических кислот, растительных масел и т.д.). Для биоконверсии в качестве растительного сырья могут быть использованы зеленая масса растений, фуражная мука, солома, отходы чаеводства, хлопководства, виноделия, пищевой, микробиологической, лесной, деревообрабатывающей промышленности и др.
Биоконверсию растительного сырья можно осуществлять как в аэробном, так и анаэробном процессах. Целесообразность использования того или иного процесса определяется тем, какой продукт должен быть получен в результате биоконверсии. Если использовать её с целью кормов, то следует иметь в виду, что выход микробной биомассы значительно выше при аэробном процессе, чем при анаэробном (соответственно 50% и 5%). В анаэробных условиях 90% энергии субстрата переходит в биогаз.
При экспериментальных исследованиях, наибольший выход биогаза получен из капустных и картофельных отходов, несмотря на то, что по содержанию органического вещества в исходной массе их превосходят яблочные и морковные отходы. Эти результаты подтверждают целесообразность использования отходов растениеводства в качестве перспективного сырья для производства биогаза [86].
Только в Китае в 1992 году работало 17 млн. метантанков разного размера и обеспечивало до 30% своих потребностей в энергоносителях. Постоянно проявляющая заботу об энергосбережении Америка обеспечивает 2% энергопотребления за счет биогаза. Конгрессом этой страны принята программа энергия из отходов. За счет биогаза и других источников, которые восстанавливаются, можно ожидать обеспечения около 40% энергопотребления. Принятый конгрессом США акт Об использовании биомассы по существу сформулировал государственную программу и было выделено финансирование на первый год, 500 млн. долларов, для университетов и лабораторий которые займутся разработкой технологий. А все началось с предложения Б.Клинтона в конгресс США, когда он был президентом, направить усилия ученых, промышленников и аналитиков на подготовку государственной программы по переводу химической промышленности страны на растительное сырье.
Цель была поставлена четко и конкретно: через 5-7 лет разработать дешевую технологию, а через 25 лет перевести 25% химической промышленности страны на растительное сырье- на ту же самую кукурузу, только в данном случае на переработку пойдут стебли и другой мусор, который раньше сжигали.
При биотехнологической конверсии используется биомасса и прежде всего разнообразные органически