Перспективы и методы производства газообразного топлива из биомассы и отходов

Касатая 108228)

— растения, непосредственно (или без химической обработки) используемые для получения

(добычи) энергии. К ним относятся, прежде всего, отходы сельского и лесного хозяйства.

Вторичная биомасса — остатки переработки первичной биомассы веществ в результате их потребления человеком и животными или переработки в домашнем хозяйстве или промышленности. К ним относятся, прежде всего, навоз, жидкий компост, жидкие стоки очистных сооружений.

органическое вещество сточных вод и городских свалок — отходы, состоящие

из биологического сырья — веществ биологического происхождения.

Биоэнергетическая установка — энергетическая установка, преобразующая энергию биомассы, биогаза, жидкого навоза и т. д. а другие виды энергии, например, в электрическую и тепловую.

Ресурсы биомассы в различных видах есть почти во всех

регионах, и почти в каждом из них может быть налажена её переработка в энергию и топливо.

На современном уровне за счёт биомассы можно перекрыть 6-10% от общего количества энергетических потребностей промышленно развитых стран.

млрд. тонн сухого органического вещества, что энергетически эквивалентно более 400

млрд. тонн нефти.

Использование биомассы проводится в следующих направлениях:
-прямое сжигание,
-газификация,
-производство этилового спирта для получения моторного топлива,
-производство биогаза из сельскохозяйственных и бытовых отходов.

специальных реакторах — метантенках, устроенных и управляемых таким образом, чтобы

обеспечить максимальное выделение метана.
Энергия, получаемая при сжигании биогаза может достигать от 60 до 90% той, которой обладает исходный материал. Однако биогаз получают из жидкой массы, содержащей 95% воды, так что на практике выход достаточно трудно определить.
Другое, и очень важное, достоинство процесса переработки биомассы состоит в том, что в его отходах содержится значительно меньше болезнетворных микроорганизмов, чем в исходном материале.

особенно эффективно на агропромышленных комплексах, где существует возможность полного экологического

цикла.

Биогаз используют для освещения, отопления, приготовления пищи, для приведения в действие механизмов, транспорта, электрогенераторов.

процесс включает в себя два этапа.
На первом этапе сложные

органические полимеры (клетчатка, белки, жиры и др.) под действием природного сообщества разнообразных видов анаэробных бактерий, разлагаются до более простых соединений: летучих жирных кислот, низших спиртов, водорода и окиси углерода, уксусной и муравьиной кислот, метилового спирта.
На втором этапе метанообразующие бактерии превращают органические кислоты в метан, углекислый газ и воду.

кВт.ч/ м3)

При эксплуатации реакторов необходимо проводить контроль за показателем рН,

оптимальное значение которого находится в пределах 6,7—7,6. Регулирование этого показателя осуществляется путем добавления извести.

В бродильных камерах необходимо производить энергичное перемешивание для предупреждения образования в верхней части слоя всплывающего вещества. Это значительно ускоряет процесс брожения и выход биогаза. Без перемешивания для получения такой же производительности объем реакторов должен быть значительно увеличен. Отсюда следствие — большие затраты и удорожание установки.

веществ и может быть использован в качестве удобрения. Состав остатка,

полученного при анаэробной переработке животноводческих отходов, зависит от химического состава исходного сырья, загружаемого в реактор. В условиях, благоприятных для анаэробного сбраживания, обычно разлагается около 70% органических веществ, а 30% содержится в остатке.

Основное преимущество анаэробного сбраживания заключается в сохранении в органической или аммонийной форме практически всего азота, содержащегося в исходном сырье.

сравнению с неферментированной навозной жижей, так как в результате минерализации

суживается соотношение C/N и навозная жижа лучше усваивается растениями.
2. Вместо обычной утилизации органических отходов производится энергия, и используются питательные вещества. Тем самым в основе биогазовой технологии лежит идея благоприятной для окружающей среды циркулирующей экономики и децентрализованной утилизации отходов.
3. Служит и поддержке цели по защите климата: уменьшение эмиссии, имеющей тепличный эффект, прежде всего метана (СН4), закиси азота (NО2) и диоксида углерода (CO2).

при обогреве зданий и для подогрева воды на бытовые нужды.

5. Обеспечиваются, сохраняются и частично формируются заново рабочие места в сельском хозяйстве.

6. С формированием объединений по использованию навозной жижи затраты на содержание машин могут быть снижены и может быть достигнуто эффективное использование машин. Благодаря комбинации тепловой и электрической энергии осуществляется производство тепловой и электрической энергии, что обеспечивает непосредственно пользователю установкой гарантированный доход.

высокая летучесть аммиака, и поэтому необходимо близкое к почве внесение

(буксирный шланг, буксирный наконечник).

3. Складирование биогаза в закрытых ёмкостях.

подразделяют на четыре основных типа:
-без подвода тепла и без перемешивания

сбраживаемой биомассы;
-без подвода тепла, но с перемешиванием сбраживаемой массы;
-с подводом тепла и с перемешиванием биомассы;
-с подводом тепла, с перемешиванием биомассы и со средствами контроля и управления процессом сбраживания.

или сточными водами. Объемы баков различен: от 1м3 для небольших

частных хозяйств до более 1000м3 для коммерческого использования или на животноводческих фермах.
Выход газа может быть постоянным или парциальным, а брожение может продолжаться от 10 дней до нескольких недель.
В процессе своей жизнедеятельность бактерии выделяют тепло, но в странах с холодных климатом для достижения оптимальной температуры 35 оС необходим дополнительный подогрев. В некоторых особенно неблагоприятных случаях на тепло для работы системы может уходить весь биогаз, но даже в этом случае установка будет выгодна, избавляя от необходимости утилизации навоза.

метана от 50% до 75% на каждую сухую тонну сырья.

сброженной массы
8-шнек

целый ряд возможных опасностей для человека, животного и окружающей среды.

Перечисляемые виды опасностей следует избегать, выполняя соответствующие правила и проводя мероприятия.
-Взрыв
- Пожар
- Механическая угроза, например, в результате замерзания, выпадения конденсата, коррозиии, засорения трубопроводов

-Опасность обрушения
-Электрическая угроза
-Удар молнии
- Термическая угроза
- Угроза шума
- Угроза удушья или отравления
- Инфекционная опасность, угроза здоровью в результате воздествия продуктов коферментации
- Угроза проникновения вредных веществ в воздух, почву и поверхностные воды
- Высвобождение вредных веществ при утилизации отходов
- Наводнение

помощью анаэробного гниения очищать сточные воды. В 1897 г. в

больнице для больных проказой г. Бомбей/Индия построили первую установку, газ которой использовали для освещения, а в 1907 г. для питания двигателя на производство электроэнергии.

В Германии инженер очистных сооружений Имхофф с 1906 г. на территории региона Рур начал систематическое строительство анаэробных, двухъярусных установок по очистке сточных вод, получивших название «эмшерский колодец».

и откорму крупного рогатого скота, свыше 100 свиноводческих, 48 птицеводческих

комплексов и птицеферм. В процессе их функционирования образуется биомасса, ежегодный выход которой превышает 20 млн. т.
В потенциале можно получать около 2,5 млрд. м3 биогаза.

биогазовых установки общей мощностью 1,19 МВт:
1. РУСП «Селекционно-гибридный центр “Западный”»

(0,52 МВт),
2. РУП «Племптицезавод “Белорусский”» (0,34 МВт),
3. ОАО «Гомельская птицефабрика» (0,33 МВт).

Имеющиеся установки

Запланированы построить биогазовые установки в ОАО "Гастелловское", в агрокомбинате "Снов", в совхозе-комбинате "Сож", ЗАО "Липовцы", СПК "Маяк коммуны" и "Вишневецкий", свинокомплексе "Борисовский".

менее чем на 20%. В 2007 г. производство достигло значительной

величины в 5,9 млн т.н.э.

При этом ведущую роль играет производство биогаза из лэндфилл-газа, или биогаза с мусорных свалок (49,2%), следом за ним идет производство биогаза из специально выращенных сельскохозяйственных культур, порядка 15% биогаза в ЕС производится на очистных сооружениях.

тыс. биогазовых станций. Построены они были за последние десять лет.

Потенциал биогазовой индустрии Германии оценивается в 100 млрд кВт•ч энергии к 2030 г. Это составляет около 10% от потребляемой страной энергии. В других европейских странах биогазовых станций хоть и меньше, но тоже наблюдается настоящий бум биогаза. По прогнозу, к 2020 г. в Европе будет около 30 тыс. биогазовых станций, а совокупная доля альтернативных видов топлива составит 20%, из которых на биогаз придется примерно треть.

Стоимость биогаза составляет 0,4–0,5 евро за 1 л в бензиновом эквиваленте (на 21.03.2011).

2005 гг.