Анализ кинетики биопроцессов в производстве биогаза
Основное сырье для биогазовых установок: навоз, птичий помет, фекалии, свалочный газ. Этапы производства биогаза: гидролиз, сбраживание, образование метана, симбиоз бактерий. Характеристики процесса и методы получения биогаза, его состав, вредные примеси.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.11.2014 |
| Размер файла | 958,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФГБОУ ВПО «Тверской государственный технический университет»
Кафедра Биотехнологии и химии
Курсовая работа
на тему:
АНАЛИЗ КИНЕТИКИ БИОПРОЦЕССОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ БИОГАЗА
Выполнил: студент 4 курса
группы БТ
Шалакова В.А.
Принял: к.х.н., доц.
Никошвили Л.Ж.
Тверь 2014
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ГОТОВОГО ПРОДУКТА
2. СЫРЬЕ ДЛЯ БИОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК
2.1 Навоз КРС
2.2 Навоз свиней и овец
2.3 Птичий помет
2.4 Фекалии
2.5 Энергетические растительные ресурсы
2.6 «Свалочный газ»
2.7 Качественные характеристики сырья для получения биогаза
3. ЭТАПЫ ПРОИЗВОДСТВА БИОГАЗА
3.1 Гидролиз
3.2 Сбраживание
3.3 Образование метана
3.4 Симбиоз бактерий
4. БЛАГОПРИЯТНАЯ СРЕДА ОБИТАНИЯ БАКТЕРИЙ
4.1 Влажность
4.2 Воздух
4.3 Свет
4.4 Температура
4.5 Уровень рН
4.6 Подача питательных средств
5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА
6. ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОЦЕССА И МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ БИОГАЗА
6.1 Метод периодической подачи
6.2 Проточный метод
6.3 Метод полного смешивания
6.4 Метод пробочного проталкивания субстрата
6.5 Одно- или многоступенчатый метод
7. СОСТАВ БИОГАЗА И ВРЕДНЫЕ ПРИМЕСИ В НЕМ
8. СВОЙСТВА БИОГАЗА: ГОРЮЧЕСТЬ И ВЗЫВАЕМОСТЬ
9. РАЗЛИЧНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОГАЗА
9.1 Сжигание
9.2 Отопление биогазом
9.3 Охлаждение при помощи биогаза
9.4 Подача в сети общего пользования
9.5 Биогаз как топливо
9.6 Совместная выработка тепловой электрической энергии
10. ПОБОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ БРОЖЕНИЯ
10.1 Состав удобрения
10.2 Загрязнение окружающей среды
11. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ И ЗАПУСК В РАБОТУ БИОГАЗОВОЙ УСТАНОВКИ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ
Биогаз - это газ, получаемый с помощью анаэробного метанового брожения биомассы. В состав биогаза входят 55-65% метана, 35-45% двуокиси углерода, по 1% водорода и сероводорода, незначительные примеси азота, аммиака, ароматических и галогено-ароматических углеводородов. биогаз навоз гидролиз симбиоз
Основным источником биогаза являются органические отходы: навоз, фекалии, твердые бытовые отходы (ТБО), солома и т.д.
Как источник энергии биогаз получают в специальных установках - метантанках (иногда говорят «тенк», используется и термин «метатанк»), или анаэробных колоннах. Их оборудуют на фермах, полигонах ТБО или в виде малых (односемейных) биогазовых установок. Строятся и более крупные заводы. Используют биогаз в качестве топлива для производства тепла или пара, электроэнергии или в качестве моторного топлива. Применение биогаза особенно эффективно в масштабах крупных агропромышленных комплексов, где достигается полный экологический цикл.
Производство биогаза экономически выгодно и экологически целесообразно, особенно при переработке постоянного потока отходов - стоки животноводческих ферм, скотобоен, растительных отходов. В связи с этим оно получило широкое распространение в странах Европы (Германия, Дания, Швейцария), США и Азии (Китай, Индия, Вьетнам).
Проблема биогаза в России имеет относительно давнюю историю по сравнению с другими видами биотоплива - биодизелем и биоэтанолом. В 80-е годы на пике роста отечественной биотехнологии были приняты Постановления Правительства СССР о производстве биогаза из органических сельскохозяйственных отходов, стоков и твердых бытовых отходов. Разрабатывались вопросы теории, предпринимались практические шаги, но дальше опытных образцов дело не продвинулось: биогаз был в 5 раз дороже природного и синтетического. Пионером в разработке биогазовых установок был Запорожский конструкторско-технологический институт сельскохозяйственного машиностроения. Однако послеперестроечный период практически полностью привел к прекращению работ в этом направлении. Лишь в последнее время, когда мировой прогресс в данной области стал слишком очевиден и экономически и экологически успешен, в нашей стране начали уделять внимание этому вопросу.
Есть сведения, что в РФ работают 20 установок для получения биогаза на небольших фермах (до 30 голов крупного рогатого скота). Еще как пример приводят метантенк объемом 65 м3, установленный в 2002 г. в агрохозяйстве Луховицкого района Московской области. Действуют и индивидуальные биогазовые установки на 50-200 кг органических отходов в день, позволяющие получать 2,5-12 м3 биогаза. Проявляют себя бизнес-структуры, предлагая на рынок небольшие биореакторы на 10-15 голов крупного рогатого скота (типа комплекса БУГ-1) [1].
По данным 90-х годов, в российском животноводстве и птицеводстве образовывалось около 150 млн. тонн органических отходов. Были проведены расчеты, согласно которым можно получить из них около 60 млрд. м3 метана, при сжигании которого может быть выработано 190 млрд. кВтч электроэнергии. Кроме того, при этом вырабатывается 140 млн. тонн удобрений, отличающихся от навоза наличием связанных азота и фосфора, дегельминтацией, деконтаминацией микробами, семенами сорняков и другими полезными свойствами.
Есть прогнозы, что в России имеется потенциал для ежегодного производства биогаза в объеме 90 млрд. м3. Для этого могут послужить 300 млн. тонн органических отходов в сухом эквиваленте, из них: 250 млн. тонн - в сельскохозяйственном производстве, 50 млн. тонн - в виде бытового мусора [1].
1. ХАРАКТЕРИСТИКА ГОТОВОГО ПРОДУКТА
К основным компонентам биогаза относятся СН4 и СО2, соотношение которых зависит от исходного субстрата и характеристик процесса брожения (температуры, времени пребывания массы в реакторе, загрузки рабочего пространства). Наряду с этими важнейшими компонентами биогаз содержит незначительные количества Н2 и H2S, а также N2 (табл. 1).
Таблица 1 - Состав и характеристики биогаза
|
Характеристики |
Компоненты биогаза |
Биогазовая смесь (CH4-60%, CO2-40%) |
|||||
|
СН4 |
CO2 |
Н2 |
H2S |
N2 |
|||
|
Объемпная доля, % |
55-70 |
20-44 |
1 |
1 |
<3 |
100 |
|
|
Объемная теплота сгорания, МДж/м3 |
35,8 |
- |
10,8 |
22,8 |
- |
21,5 |
|
|
Предел воспламеняемости (содержание в воздухе), % |
5-15 |
- |
4-30 |
4-45 |
- |
5-12 |
|
|
Температура воспламенения, 0С |
+65 +750 |
- |
+585 |
- |
- |
+650 +750 |
|
|
Нормальная плотность, г/л |
0,72 |
1,98 |
0,9 |
1,54 |
- |
1,2 |
Приведенные в таблице 1 физические свойства биогаза позволяют судить о возможностях его практического использования и необходимых для этого приемах. Объемная теплота сгорания (QB) определяется в основном содержанием СН4, поскольку незначительные количества Н2 и H2S на этот показатель практически не влияют. Соответственно температура воспламенения и предел воспламеняемости тоже зависят от содержания СН4. При выяснении возможности сжижения газовой смеси необходимо учитывать критические значения давления и температуры отдельных ее компонентов (см. табл. 1). Эти значения показывают, что сжижение биогаза практически нецелесообразно. При использовании биогаза следует учитывать разность в плотности отдельных его компонентов. В проходных невентилируемых помещениях это может привести к опасному для жизни людей накоплению СО2 и H2S в нижних слоях воздуха. Кроме того, скопление СН4 связано с опасностью взрыва [2].
Теплотворная способность биогаза 22-24 тыс. кДж/м3, или 5500 ккал/м3. Один кубометр биогаза равен 0,6 м3 природного газа, 0,7 л мазута, 0,4 л бензина, 3,5 кг дров [1].
2. СЫРЬЕ ДЛЯ БИОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК
Поскольку технологии в настоящее время стремительно шагнули вперед, сырьем для получения биогаза могут стать самые различные отходы органического происхождения. Показатели выхода биогаза из различных видов органического сырья приведены ниже.
Таблица 2. Выход биогаза из органического сырья
|
Категория сырья |
Выход биогаза (м3) из 1 тонны базового сырья |
|
|
Коровий навоз |
39-51 |
|
|
Навоз КРС, перемешанный с соломой |
70 |
|
|
Свиной навоз |
51-87 |
|
|
Овечий навоз |
70 |
|
|
Птичий помет |
46-93 |
|
|
Жировая ткань |
1290 |
|
|
Отходы с мясобойни |
240-510 |
|
|
ТБО |
180-200 |
|
|
Фекалии и сточные воды |
70 |
|
|
Послеспиртовая барда |
45-95 |
|
|
Биологические отходы производства сахара |
115 |
|
|
Силос |
210-410 |
|
|
Картофельная ботва |
280-490 |
|
|
Свекольный жом |
29-41 |
|
|
Овощные отходы |
75-200 |
|
|
Зерно |
330-500 |
|
|
Трава |
390-490 |
|
|
Глицерин |
290-490 |
|
|
Пивная дробина |
390-595 |
|
|
Отходы, полученные в процессе уборки ржи |
39-59 |
|
|
Лен и конопля |
165 |
|
|
Овсяная солома |
360 |
|
|
Клевер |
310 |
|
|
Молочная сыворотка |
430-490 |
|
|
Кукурузный силос |
50 |
|
|
Мука, хлеб |
250 |
2.1 Навоз КРС
Во всем мире к числу наиболее популярных относят биогазовые установки, предусматривающие использование в качестве базового сырья коровьего навоза. Содержание одной головы КРС позволяет обеспечить в год 6,6-35 т жидкого навоза. Этот объем сырья может быть переработан в 257-1785 м3биогаза. По параметру теплоты сгорания указанные показатели соответствуют: 193-1339 кубометрам природного газа, 157-1089 кг бензина, 185-1285 кг мазута, 380-2642 кг дров.
Одним из ключевых преимуществ использования коровьего навоза в целях выработки биогаза является наличие в ЖКТ крупного рогатого скота колоний бактерий, вырабатывающих метан. Это означает, что отсутствует необходимость дополнительного внесения микроорганизмов в субстрат, а следовательно, потребность в дополнительных инвестициях. Вместе с тем однородная структура навоза делает возможным применение данного типа сырья в устройствах непрерывного цикла. Производство биогаза будет еще более эффективным при добавлении в ферментируемую биомассу мочи КРС.
2.2 Навоз свиней и овец
В отличие от КРС, животные этих групп содержатся в помещениях без бетонных полов, поэтому процессы производства биогаза здесь несколько осложняются. Использование навоза свиней и овец в устройствах непрерывного цикла невозможно, допускается лишь его дозированная загрузка. Вместе с сырьевой массой данного типа в биореакторы нередко попадают растительные отходы, что может существенно увеличить период ее обработки.
2.3 Птичий помет
В целях эффективного применения птичьего помета для получения биогаза рекомендуется оснащать птичьи клетки насестами, поскольку это позволит обеспечить сбор помета в больших объемах. Для получения значительных объемов биогаза следует перемешивать птичий помет с коровьей навозной жижей, что исключит излишнее выделение аммиака из субстрата. Особенностью применения птичьего помета при производстве биогаза является необходимость введения 2-стадийной технологии с использованием реактора гидролиза. Это требуется в целях осуществления контроля над уровнем кислотности, в противном случае бактерии в субстрате могут погибнуть.
2.4 Фекалии
Для эффективной переработки фекалий требуется минимизировать объем воды, приходящийся на один санитарный прибор: единовременно он не может превышать 1 л.
С помощью научных исследований последних лет удалось установить, что в биогаз, в случае использования для его производства фекалий, наряду с ключевыми элементами (в частности, метаном) переходит множество опасных соединений, способствующих загрязнению окружающей среды. Например, во время метанового брожения подобного сырья при высоких температурных режимах на станциях биоочистки стоков практически во всех пробах газовой фазы обнаружено около 90 µg/м3мышьяка, 80 µg/м3 сурьмы, по 10 µg/м3 ртути, 500 µg/м3 теллура, 900 µg/м3 олова, 700 µg/м3 свинца. Упомянутые элементы представлены тетра- и диметилированными соединениями, свойственными процессам автолиза. Выявленные показатели серьезно превышают ПДК указанных элементов, что свидетельствует о необходимости более обстоятельного подхода к проблеме переработки фекалий в биогаз.
2.5 Энергетические растительные культуры
Подавляющее большинство зеленых растений обеспечивает исключительно высокий выход биогаза. Множество европейских биогазовых установок функционируют на кукурузном силосе. Это вполне оправданно, поскольку кукурузный силос, полученный с 1 га, позволяет выработать 7800-9100 м3биогаза, что соответствует: 5850-6825 м3 природного газа, 4758-5551 кг бензина, 5616-6552 кг мазута, 11544-13468 кг дров.
Около 290-490 м3 биогаза дает тонна различных трав, при этом особенно высоким выходом отличается клевер: 430-490м3. Тонна качественного сырья картофельной ботвы также способна обеспечить до 490 м3, тонна свекольной ботвы - от 75 до 200 м3, тонна отходов, полученных в процессе уборки ржи, - 165 м3, тонна льна и конопли - 360 м3, тонна овсяной соломы - 310 м3 .
Следует отметить, что в случае целенаправленного выращивания энергетических культур для производства биогаза существует необходимость инвестирования денежных средств в их посев и уборку. Этим подобные культуры существенно отличаются от иных источников сырья для биореакторов. Необходимости в удобрении подобных культур нет. Что касается отходов овощеводства и производства зерновых культур, то их переработка в биогаз имеет исключительно высокую экономическую эффективность.
2.6 «Свалочный газ»
Из тонны сухих ТБО может быть получено до 200 м3 биогаза, свыше 50% объема которого составляет метан. По активности выбросов метана «свалочные полигоны» намного превосходят любые другие источники. Использование ТБО в производстве биогаза не только позволит получить существенный экономический эффект, но и сократит поступление загрязняющих соединений в атмосферу.
2.7 Качественные характеристики сырья для получения биогаза
Показатели, характеризующие выход биогаза и концентрацию в нем метана, зависят в том числе от влажности базового сырья. Рекомендуется поддерживать ее на уровне 91% в летний период и 86% в зимний.
Осуществить получение максимальных объемов биогаза из ферментируемых масс можно, обеспечив достаточно высокую активность микроорганизмов. Реализовать эту задачу можно лишь при необходимой вязкости субстрата. Процессы метанового брожения замедляются, если в сырье присутствуют сухие, крупные и твердые элементы. Кроме того, при наличии таких элементов наблюдается образование корки, приводящей к расслоению субстрата и прекращению выхода биогаза. Чтобы исключить подобные явления, перед загрузкой сырьевой массы в биореакторы ее измельчают и осторожно перемешивают.
Оптимальными значениями pH сырья являются параметры, находящиеся в диапазоне 6,6-8,5. Практическая реализация увеличения рН до необходимого уровня обеспечивается посредством дозированного введения в субстрат состава, изготовленного из измельченного мрамора.
В целях обеспечения максимального выхода биогаза большинство различных типов сырья допускается смешивать с другими видами посредством кавитационной переработки субстрата. При этом достигаются оптимальные соотношения углекислого газа и азота: в обрабатываемой биомассе они должны обеспечиваться в пропорции 16 к 10.
Таким образом, при выборе сырья для биогазовых установок имеет смысл уделить его качественным характеристикам самое пристальное внимание.
3. ЭТАПЫ ПРОИЗВОДСТВА БИОГАЗА
Процесс производства биогаза может быть разделен на три стадии: гидролиз, окисление и образование метана. В этом сложном комплексе превращений участвует множество микроорганизмов, главными из которых являютсяметанобразующие бактерии, три вида которых показаны на Рис. 1.
Рисунок 1- Три вида метановых бактерий
3.1 Первый этап - Гидролиз
На первом этапе, (гидролиз), органическое вещество ферментируется внешне внеклеточными ферментами (клетчатка, амилаза, протеаза и липаза) микроорганизмов. Бактерии разлагают длинные цепочки сложных углеводородов, протеины и липиды - в более короткие цепочки.
3.2 Второй этап - Сбраживание
Кислотопродуцирующие бактерии, которые принимают участие во втором этапе образования биогаза, расщепляют сложные органические соединения (клетчатку, белки, жиры и др.) в более простые.
При этом в сбраживаемой среде появляются первичные продукты брожения --летучие жирные кислоты, низшие спирты, водород, окись углерода, уксусная и муравьиная кислоты и др. Эти органические вещества являются источником питания для метанобразующих бактерий, которые превращают органические кислоты в биогаз.
3.3 Третий этап - Образование метана
Метанопроизводящие бактерии, вовлеченные на третьем этапе, разлагают образования с низким молекулярным весом. Они утилизируют водород, углекислоту и уксусную кислоту. В естественных условиях, метанобразующие бактерии существуют при наличии анаэробных условий, например, под водой, в болотах. Они очень чувствительны к изменениям окружающей среды, поэтому от условий, которые создаются для жизнедеятельности метанобразующих бактерий, зависит интенсивность газовыделения.
3.4 Симбиоз бактерий
Метано- и кислотообразующие бактерии взаимодействуют в симбиозе.
С одной стороны, кислотообразующие бактерии создают атмосферу с идеальными параметрами для метанобразующих бактерий (анаэробные условия, химические структуры с низким молекулярным весом).
С другой стороны, метанобразующие микроорганизмы используют промежуточные соединения кислотопроизводящих бактерий. Если бы не происходило этого взаимодействия, в реакторе развились бы неподходящие условия для деятельности обоих типов микроорганизмов.
4. БЛАГОПРИЯТНАЯ СРЕДА ОБИТАНИЯ БАКТЕРИЙ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОГАЗА
Во избежание перекармливания бактерий нужно создать определенные жизненные условия, которые описаны ниже.
4.1 Влажная среда
Метановые бактерии могут жить и размножаться, когда субстраты в достаточной мере растворены в воде (в составе минимум 50% воды). В отличие от аэробных бактерий, дрожжей и грибов они не могут существовать в твердой фазе. Поэтому для так называемых технологий твердых процессов есть необходимость в увлажнении материала, хотя вначале несущественно, является ли субстрат изначально влажным или стал таковым путем орошения либо смешивания.
4.2 Исключение проникновения воздуха
В анаэробном процессе расщепления органических субстратов принимает участие целый ряд микроорганизмов. Около 50% участвующих бактерий являются аэробными или факультативно аэробными и требуют либо хорошо переносят кислород. Только метановые бактерии являются исключительно анаэробными. Если в субстрате еще присутствует кислород, как, например, в свежем навозе, то аэробные бактерии в первую очередь используют его. Это происходит на первом этапе процесса образования биогаза. Поэтому небольшое количество кислорода, который проникает при целенаправленном нагнетании воздуха для очистки от серы или же при открывании смотровых отверстий, не является вредным.
Намного значительнее окислительно-восстановительный потенциал. Окислительно-восстановительный потенциал представляет собой степень готовности ионов принимать электроны. Для роста анаэробных бактерий этот потенциал должен находиться на очень низком уровне (-0,1У). Поскольку кислород имеет высокий окислительно-восстановительный потенциал (+1,78), то это вначале вредит анаэробным бактериям. Однако если имеется достаточно веществ с низким окислительно-восстановительным потенциалом, то анаэробный процесс может происходить и в присутствии кислорода.
4.3 Исключение попадания света
Хотя свет и не является для бактерий смертельным, он замедляет процесс. Исключить влияние света на процесс на практике можно с помощью светонепроницаемой крышки.
4.4 Равномерная температура
Метановые бактерии проявляют свою жизнедеятельность в пределах температуры 0-70°С. Если температура выше они начинают гибнуть, за исключением нескольких штаммов, которые могут жить при температуре среды до 90°С. При минусовой температуре они выживают, но прекращают свою жизнедеятельность. В литературе как нижнюю границу температуры указывают 34°С.
Рисунок 2- Влияние температуры брожения и времени брожения на количество произведенного газа.
Скорость процесса брожения очень зависит от температуры. Принципиально важным является: чем выше температура, тем быстрее происходит разложение и тем выше производство газа. Таким образом сокращается время разложения (Изобр. 2.7). При возрастании температуры снижается содержание метана в биогазе. Это связано с тем, что при высоких температурах растворенная в субстрате двуокись углерода интенсивнее переходит в газовидную фазу (в биогаз), таким образом, что относительное содержание метана сокращается. Количество газа, которое можно добыть будет одинаковым при достаточном количестве времени брожения.
Существует три типичных температурных режима, в которых себя хорошо чувствуют соответствующие штаммы бактерий:
· Психрофильные штаммы при температуре ниже 25°С,
· Мезофильные штаммы при температуре 25-45°С,
· Термофильные штаммы при температуре свыше 45°С. Большинство установок работают в мезофильном режиме.
Из-за большого избытка тепла от генератора для таких установок наблюдается тенденция высоких температур ферментатора. На практике в Германии большинство биогазовых установок работают при температурах 38-42°С (Рисунок 3). Психрофильный режим работы из-за длительного времени брожения и небольшой производимости газа в наших широтах больше не играет столь важной роли, в то время как установки с термофильным режимом работы пользуются все большим спросом, не в последнюю очередь через все большие размеры установок они оснащаются устройствами автоматизированного управления.
Влияние температуры ферментатора на активность бактерий показано на Рисунке 3. Чем выше температура, тем чувствительнее бактерии к ее колебаниям, в первую очередь, если они краткосрочные. Это четко видно из относительно узкого максимума кривой и ее стремительного падения при термофильном режиме. В то время как в мезофильном режиме ежедневные колебания в 2-4°С едва ли имеют влияние на бактерии, то в термофильном режиме такие колебания должны быть не более 1°С. Одноразовое размещение плохо уплотненного материала (с большим количеством кислорода) или большое количество очень холодного материала, а также остановка работы мешалки на несколько часов (в первую очередь в зимнее время), может вызвать такое изменение температуры на 1°С.
Рисунок 3- Влияние температуры ферментатора на активность бактерий
Интересно, что в установках, работающих на возобновляемом сырье, наблюдаются более высокие температуры, чем было указано для прокладывания отопления. При этом анаэробный процесс в отличие от компостирования не является экзотермическим; намного больше энергии будет накапливаться в метане. Большое количество легко перерабатываемого субстрата, каковым является растительный, приводит к необратимым реакциям окисления с соответствующим выделением тепла. Таким образом при брожении кукурузы наблюдалось возрастание температуры с 37°С до 42°С. Такой эффект конечно же понижает потребление тепла установкой и должен наблюдаться для каждой установки отдельно и быть учтен спецификой установки.
Работа при высоких температурах требует установки специальных систем автоматизации и точного управления работой биогазовой установки. В наше время, когда речь идет о полной интеграции биогазовых установок в повседневную работу сельскохозяйственного предприятия, мезофильный режим создает просто меньше сложностей. Сегодня тенденция такова, что работают в более высоких температурных режимах ферментатора, поскольку эксплуатация установки превратилась в отдельный вид деятельности и требует соответствующего персонала.
На протяжении длительного периода времени (1 месяц и более), бактерии привыкают к новому температурному режиму, так что каждое предприятие может выбрать для себя оптимальный вариант.
4.5 Уровень рН
В то время, как гидролизирующие и кислотообразующие бактерии в кислой среде с уровнем рН 4,5-6,3 достигают оптимума своей активности, бактерии, образующие уксусную кислоту и метан могут жить только при нейтральном или слабощелочном уровне рН 6,8-8. Для всех бактерий действительным является следующее: если уровень рН превышает оптимальный, то они становятся медленнее в своей жизнедеятельности, что замедляет образование биогаза. Для одноступенчатых технологий следует выдерживать уровень рН для метанообразования (оптимум 7). На уровень рН можно влиять количеством добавляемого субстрата и его видом. Субстраты, которые быстро окисляются приводят к резкому падению уровня рН; поэтому их следует добавлять только в ограниченном количестве и постепенно.
Субстраты отличаются между собой в их способности амортизировать уровень рН. Если концентрация Н+ возрастает, то субстраты могут ее выровнять в ограниченном количестве и привязать к себе свободные ионы. Благодаря этому уровень рН в общем остается стабильным. Только когда связывающая и выравнивающая способность исчерпывается, уровень рН начинает расти. В любом случае такое медленно измеримое изменение содержания Н+ к задержкам в развитии бактерий и таким образом к нарушению газообразования. Замеры рН таким образом отстают от реальной ситуации. Это хоть и является дешевым способом контролирования процесса, но своевременное управление процессом исходя лишь из замеров уровня рН, является невозможным. Более эффективным является замер буферных свойств.
Если карбонатный буфер активизируется в несколько кислой среде, то при высоком уровне рН будет задействован аммониумный буфер. В навозе буферные вещества представлены в большом количестве. Таким образом навоз может сглаживать большие колебания уровня рН и хорошо улавливает чрезмерную кислотность.
Такой важный буферный потенциал отсутствует у возобновляемого сырья. В общем здесь устанавливается более высокий уровень рН, так что буфер аммония играет важную роль. В стабильных процессах брожения уровень рН регулируется самостоятельно.
4.6 Подача питательных веществ
Бактерии, для образования своих клеток требуют питательных веществ, витаминов, растворимых соединений азота, минеральных веществ и микроэлементов. Эти вещества в нужном количестве содержатся в жидком и твердом навозе. Достаточное их количество содержится также в сене, кукурузе (свежей или консервированной), остатках пищи, отходах кухни, внутренностях животных, барде и молочных продуктах - все эти продукты могут бродить в чистом виде без добавления других субстратов.
В качестве ориентировочного значения для смешивания субстратов можно взять такие соотношения питательных веществ:
· С : N : Р = 75:5:1 или 125:5:1
· С : N = 10:1 или 30:1
· N : Р = 5:1
Соотношение С показывает общее соотношение углеводов с общим содержанием азота. На один процент фосфора припадают 5 процентов азота и 75125 процентов углерода. Оптимальное соотношение углерода к азоту составляет 30:1 и 10:1. Если соотношение падает до уровня 8:1, то в связи с большим содержанием аммония в субстрате замедляется развитие бактерий из-за аммиака (смотр. Сдерживающие развитие вещества). Для каждого вида субстрата или смеси субстратов можно произвести расчет соотношений веществ.
Для первой оценки смеси субстратов имеет смысл провести такой расчет. С его помощью своевременно можно определить возможную задержку процесса развития из-за слишком большой концентрации азота.
Для оптимальной жизнедеятельности бактерий также есть необходимость в небольшом количестве тяжелых металлов и микроэлементов. В то же время тяжелые металлы могут оказывать сдерживающее или даже токсическое влияние. Никель, кобальт, молибден, вольфрам и железо являются особенно необходимыми бактериям для образования энзимов.
Процесс образования биогаза может происходить с широким спектром питательных веществ с низкой или высокой их концентрацией. Этот факт подтверждает также опыт из практики, что через определенный период времени бактерии привыкают даже к неблагоприятным условиям обитания.
5. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА
В работе рассмотрена технологическая схема процесса метанового брожения с модифицированным гидравлическим способом перемешивания. Перемешивание в метантенке осуществляется рециркуляцией субстрата через два подводящих и один отводящий патрубок. Биомасса под давлением, с помощью насоса, подается через первый подводящий патрубок в придонную область метантенка, препятствуя образованию осадка, и через второй подводящий патрубок -- на уровень зеркала жидкости. На выходе верхнего патрубка может располагаться аксиально-лопаточный закручиватель (АЛЗ), для изменения направления вектора скорости таким образом, чтобы увеличить воздействие на свободную поверхность и еще более уменьшить возможность образования корки.
Технологическая схема метанового брожения с системой гидравлического перемешивания представлена на рисунке 4. Субстрат насосом 1 подается для подогрева до температуры сбраживания в теплообменник 2. Перемешивание субстрата в метантенке 3осуществляется гидравлическим способом с помощью циркуляционного насоса 4. Поддержание температуры сбраживания в метантенке происходит за счет применения интенсифицированного выносного теплообменника 5. Получаемый в процессе метанового сбраживания биогаз компрессором 6 нагнетается в газгольдер среднего давления 7. Далее биогаз подается в ДВС мини-ТЭС 8. Теплота отработанных газов в котле-утилизаторе 9передается теплоносителю из обратной системы теплоснабжения.
Рисунок 4 - Технологическая схема метанового брожения биоотходов с системой гидравлического перемешивания: 1 -- фекальный насос; 2 -- теплообменник типа «труба в трубе» 3 -- метантенк, объем 250 м3; 4 -- циркуляционный насос; 5 -- теплообменник; 6 -- компрессор; 7 -- газгольдер; 8 -- мини-ТЭС; 9 -- котел-утилизатор.
6. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОЦЕССА И МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ БИОГАЗА
Большое разнообразие разных методов добычи биогаза можно свести к нескольким вариантам с точки зрения технических характеристик процесса. Принципиальное различие в методах работы разных установок состоит в способе подачи (методы порционной подачи/проточный), по типу смешивания (полное смешивание или пробочное проталкивание), одно- или многоступенчатая система и/ либо по консистенции субстрата (твердое сыръе или метод переработки в текучем-/мокром виде) (Рисунок 5).
6.1 Метод периодической подачи
Для метода порционной подачи (в этом случае термин с английского „batch" значит загрузку, наполнение, порция) характерно наполнение бродильной камеры за один прием. Порция проходит брожение до конца заданного для этого времени, на протяжении которого субстрат не добавляют и не вынимают.
Производство газа начинается после наполнения, достигает максимальной производительности, после чего начинает падать. Под конец, по истечению заданного времени брожения, бродильная камера опустошается также за один прием. При этом часть бродильного шлама возвращают обратно чтобы привить «разработанные» бактерии.
Рисунок 5- Различия и особенности разных конструкций биогазовых установок
Для метода порционной подачи характерны:
· кроме жидких субстратов можно также перерабатывать твердые субстраты с высоким содержанием сухого вещества.
· профилактические осмотры и ремонт ферментатора можно проводить после каждого цикла
· необходимо иметь массу для прививания, которая в отдельных случаях может достигать больших порций
· неравномерная выработка газа, если не использовать последовательно несколько резервуаров
· надежный гигиенизирующий эффект.
6.2 Проточный метод
По такому методу работают почти все сельскохозяйственные биогазовые установки. Ферментаторы должны быть постоянно заполнены. При подаче свежего субстрата равное ему количество выталкивается из ферментатора. Проточный метод характеризуется:
· последовательной подачей
· постоянным процессом гниения
· стабильной выработкой газа
· профилактика и ремонт наполненного ферментатора возможны не в полном объеме.
Рисунок 6- Схематический обзор методов добычи биогаза
6.3 Метод полного смешивания
Установки, в которых субстрат полностью перемешивается как в котле, часто встречются в сельскохозяйственной практике. Новый поступающий материал перемешивается с одержимым ферментатора, так что отпадает необходимость в затравливании и процесс межет начинатся непосредственно после внесения.
Разумеется в проточных установках время брожения субстрата тогда соответствует расчитанному среднему времени брожения, поскольку вследствие смешивания часть свежего материала покидает ферментатор. При планировании этому фактору необходимо также приделить внимание. Загрузка бродильной камеры установок полного смешивания может достигать до 4 кг органического сухого субстрата на м3 объема в день.
6.4 Метод пробочного проталкивания субстрата
В установках, использующих пробочное проталкивание, субстрат продвигается как пробка в продольном направлении по ферментатору. Диаметр такого резервуара должен быть намного меньше чем его длинна, следует рассчитывать соотношение диаметра к длинне как минимум 1:4.
Мешалку необходимо установить поперечно к направлению течения, она может также подогревать течение. Перемешивание преимущественно будет происходить в поперечном направлении. То, что свежий материал будет перемешиваться с переброженым будет регулироваться названным способом вплоть до его прекращения.
Благодаря такой работе в этих установках удается достичь высокого гигиенизирующего эффекта. При определенных обстоятельствах может возникнуть потребность в затравливании с целью быстрейшего приведения процесса в действие. Важно отметить, что такая конструкция занимает много места.
Рисунок 7- Функциональная схема типичных методов добычи биогаза
В зависимости от исполнения мешалки, установки такого типа можно загружать существенно выше чем становки полного смешивания. На практике известна загрузка 5-10 кг органического сухого вещества/м3 объема ферментатора в день. Как правило после описанного типа ферментатора устанавливают большой дображиватель, который делает возможным длительное брожение.
6.5 Одно или многоступенчатый метод
Брожение субстрата с целью получения биогаза может проходить с использованием одно или многоступенчатого метода ведения процесса.
При использовании одноступенчатого метода, процесс брожения проходит 4 этапа в одном единственном резервуаре, для систем полного перемешивания эти этапы во времени и пространстве происходят параллельно, для установок системы периодического режима работы эти процессы происходят последовательно во времени один за другим. В установках пробочного движения наблюдается определенное временное смещение.
Рисунок 8- Ферментатор биогазовой установки для порционного брожения твердого навоза
При многоступенчатом методе пытаются разделить разные этапы процесса по разным камерам, как с помощью разных резервуаров или с помощью отделения в ферментаторе. При этом необходимо учесть, что для создания кислой среды и образования метана необходимы разные условия.
Многоступенчатые методы используются:
· если субстрат должен обязательно пройти гигиенизацию,
· если объем бродильной камеры небольшой, а мы стремимся повысить степеь гидролиза или разложения,
· если субстраты тяжело перемешивать с технической точи зрения и при очень большой загрузке ферментатора, если планируется пробочное движение субстрата.
7. СОСТАВ БИОГАЗА И ВРЕДНЫЕ ПРИМЕСИ В НЕМ
На практике, в этом случае речь почти всегда идет об определении содержания сероводорода, реже аммиака и вредных составляющих газа.
Все большее значение преобретает отдельное замерение метана, диоксида углерода, кислорода и водорода. Измерение количества кислорода дает нам информацию о ситуации с безопасностью (предотвращение взрыва) и эффективности очистки от серы. Существует оборудование, позволяющее напрямую и последовательно измерять состав вещества при помощи инфракрасных или электрохимических сенсоров.
Его применяют в научных целях, для больших установок или коферментационных установок, часто работающих на разных субстратах. Базовое оборудование установки сенсорами, замеряющими уровень метана, диоксида углерода, кислорода и сероводорода будет стоить приблизительно 6800 Евро (Рисунок 9).
Рисунок 9- Прибор для анализа состава газа фирмы "Schmack" с 3 сенсорами для определения метана, кислорода и сероводорода
На практике применяется очень простой метод для определения состава газа:
Содержание метана: в этом случае, как правило, отказываются от прямого замерения количества метана, просто определяют содержание СО2при помощи индикатора СО2 „Brigon”. При этом биогаз пропускают через раствор диоксида калия. На шкале непосредственно можно увидеть содержание СО2 (стоимость 200 Евро). Точность показаний составляет ок. 2%. Поскольку биогаз на 92-94% состоит из метана и СО2 все остальное это влага и остаточные газы), то содержание метана можно легко рассчитать. Если очистка от серы проводится при помощи воздуха, то ѕ составлящих воздуха должны быть учтены как инертный атмосферный азот.
Зная содержание метана можно сделать предположения о выходе газа из субстрата. Для энергетических растений он составляет 49-55%, что существенно ниже чем у органических удобрений, у которых выход метана - 58-65%, а у косубстратов колебания могут достигать до 75%.
Соотношение метана и углекислого газа в технике является мерилом детонационной стойкости топлива. Поэтому следует стремиться к стабильному соотношению метан-СО2. В сильно загруженных либо загружаемых неравномерно установках были установлены колебания в выходе метана до 30%.
Эти колебания например происходят в течении нескольких минут, когда закручивают газопровод основного ферментатора и газ вытекает лишь дображивателя. Газ из дображивателя имеет принципиально лучшее качество и на 15% выше содержание метана. Поэтому так важно проложить газопровод вначале от ферментатора к дображивателю и только от него к двигателю.
Стимулирующими хорошее качество газа являются:
· Равномерная подача
· Плоские газохранилища, в которые препятствуют расслоению газа
· Несколько газгольдеров с точки зрения забора газа должны быть подключены не паралельно, а поочередно.
Содержание H2S и аммиака устанавливают при помощи трубочки Дрегера. Принятым диапазоном измерений считается: < 200 ppm (0,2 Vol% - объемных процента). Если диапазон измерений больше, то 100 мл проверяемого газа всасываются через индикаторную трубку. На основании изменения цвета и при помощи шкалы можно определить содержание H2S с точностью до 50 ppm.
Многие фермеры используют индикаторные трубки многоразово, если одно замерение показывало небольшой уровень. При многоразовом применении теряется гарантия на точность измерения. Стоимость трубки составляет 5 Евро за штуку при небольшом количестве покупки. Следует стремиться достичь концентрации 200 ppm. Важным при измерении уровня серы является замерение не в одно и то же время, с тем чтобы также буди учтены колебания в дневное время.
Сероводород приводит к коррозии цветных металлов и алюминия в газопроводах, а также регулирующих подачу газа и магнитных вентелях. H2S приводит к перекислению масла двигателя, которое теряет от этого свои смазочные и охлаждающие свойства и таким образом может повредить двигатель.
Это приводит к необходимости более частой замены масла. При сжигании серы образовывается двуокись серы, вызывающая в трубопроводах отработанных газов коррозию и кислотный дождь в атмосфере. Очистке от серы по этой причине необходимо приделять большое внимание.
Повреждение резервуаров и техники установки наличием H2S в биогазе можно минимизировать через следующие меры:
· Отказаться от содержащих большое количество белка субстратов
· Химически связывать H2S в бродильном шламе, напр. в соли железа вместо очистки от серы воздухом
· Покрытые искусственными материалами поверхности стен в ферментаторах
· Не применять цветных металлов и алюминия для частей, которые контактируют с газом, включая трубопроводы, арматуру и измерительные приборы
· Фильтры из активированного угля перед генератором
· Как можно реже останавливать и запускать установку
· Регулярные проверким качества моторного масла (коэффициент кислотности, число основности), как минимум каждые 300 рабочих часа
· Частая смена масла с профилактической целью
· Температура отработанных газов должна быть не ниже 180?С
Аммиак: аммиак также приводит к уменьшению детонационной стойкости и самозажиганиям в камере сгорания. При определенных обстоятельствах это может привести к расставанию колб или стиранию гильз цилиндра.
В отличие от H2S, аммиак при охлаждении биогаза образовывает соединения с конденсатной водой. Скруббер или фильтр из активированного угля также препятствуют проникновению аммиака в камеру сгорания.
Влажность: вода и водяная пара в газе вызывают проблемы с использованием газа. Биогаз на 100% насыщен водяным паром, когда он выходит из ферментатора. Чем выше температура, тем больше воды в биогазе.
Могут возникнуть такие проблемы:
· Водосборники в газопроводах приводят к повышенным потерям давления
· Влажные фильтры для газа также ведут к потерям газа
· Если вода будет конденсироваться в двигателе, это ухудшит его эффективность
· Вода при взаимодействии с сероводородом образовывает серосодержащие кислоты, способные вызывать сильную коррозию.
8. РАЗЛИЧНЫЕ СВОЙСТВА БИОГАЗА
Биогаз является ценным энергоносителем, а значит что его можно применять с различными целями и с высокой эффективностью, в первую очередь для выработки электроэнергии, приготовления пищи, отопления и обогрева подачи горячей воды, для сушки, охлаждения и работы инфракрасных лучей. Теплота сгорания в зависимости от содержания метана пребывает в пределах 5-7 кВт*ч/мі биогаза, в среднем около 6,0 кВт*ч/мі. Биогаз имеет существенно более низкую, обусловленную объемом теплоту сгорания по сравнению с природным газом, пропаном и метаном, но в два раза выше чем водород.
При плотности 1,2 кг/мі он несколько легче воздуха. Это очень важно, поскольку поэтому вытекающий биогаз собирается не возле дна или в углублениях как тяжелый пропан. При вылетании вверх он быстро смешивается с воздухом, от чего уменьшается вероятность возгорания и взрыва.
Но этот факт не должен быть причиной легкомысленного обращения с биогазом! Температура возгорания в 700 ?С достаточно высока - это также является преимуществом с точки зрения безопасности эксплуатации.
Максимальная скорость воспламенения в воздухе 0,25 м/с, тем самым биогаз демонстрирует очень хорошее поведение при пожаре. В силу присутствия балластного CO2, биогаз имеет очень узкие пределы зажигания, а это значит, что он горит лишь когда частица газа в смеси газ-воздух составляет 6-12%. По сравнению с этим пропан и водород имеют существенно более широкие пределы воспламенения, из чего вытекает гораздо более высокий риск опасности.
Теоретическая потребность в воздухе для полного сгорания (стехиометрическое соотношение) пребывает в пределах 5,7 мі воздуха на мі биогаза. На практике однако требуется избыток воздуха в 20-30%, поскольку идеального смешивания газа и воздуха в горелке или двигателе достичь едва ли удастся.
8.1 Горючесть и взрывоопасность
Вопреки ожиданиям, биогаз не является легковоспламеняемым или взрывным. Биогаз сам по себе, как и другие горючие газы, не загорается, лишь в тех случаях, когда есть смесь из газа и воздуха в пределах воспламенения, иными словами, когда есть соответствующее соотношение из газа и воздуха. Когда пытались непосредственно в газгольдере с биогазом зажечь спичку, то она всегда сразу же гасла из-за отсутствия воздуха или даже вообще не загоралась, это исключает пожар или взрыв.
Однако следует проявлять большую осторожность, когда биогаз вытекает через отверстие и может образоваться горючая смесь газ-воздух. Эта опасность с одной стороны состоит существует в закрытых помещениях, а с другой стороны в непоследственной близости от места вытекания, до тех пор, пока газ имеет достаточно времени чтобы смешаться с воздухом. Поэтому для проведения так называемой пробы на поджог биогаз можно выпускать из крана или шланга и поджигать его сразу же после вытекания.
Опасности что пламя через шланг или кран попадет в газгольдер не существует, пока газ будет вытекать. Если посмотреть внимательнее, то можно увидеть, что светло голубое пламя начинается лишь за несколько сантиметров за отверстием вытекания, где может образовываться необходимая смесь газа с воздухом.
9. РАЗЛИЧНОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОГАЗА
В первую очередь необходимо стремиться использовать содержащуюся в биогазе энергию настолько эффективно, насколько это возможно, а особенно его способность производить высокие температуры и энергию. Для превращения в тепло с низкой температурой, применять биогаз неэффективно, поскольку его можно получать и от коллектора солнечных батарей или от тепла работы двигателя.
9.1 Сжигание
Использование исключительно с целью термоэффекта при помощи горелки Бунзена или паяльной ворелки, тоесть наприрмер приготовление пищи на биогазе или применение для инфракрасного излучателя в отделении для выращивания молодняка сельскохозяйственных животных в нашей стране едва практикуется - несмотря на полное сгорание с небольшим выбросом вредных веществ. Приготовление пищи на биогазе получило распространение преимущественно в развивающихся странах (Китай, Индия, Непал и т.д), в первую очередь из-за возрастающего сокращения горючей древесины. При использовании для инфракрасных излучателей колебания в качестве газа приводили к постоянным угасаниям пламени и к техническим проблемам по причине коррозии вызванной сероводородом.
9.2 Отопление биогазом
При отоплении биогазом различают отопительные котлы с атмосферными горелками небольшой мощности от 10 до 30 кВт, а также паяльные горелки для большей мощности. Отопительные котлы рассчитаны на работу одного буфферного накопителя, дающего тепло для дома, ферментатора, промышленного водоснабжения и по возможности для сушки соломы и зерна. Дешевой альтернативой котлу является перколятор (газовая колонка), работающий на одной атмосферной горелке и применяемый в первую очередь для обогрева промышленного водоснабжения. Производительность пребывает в пределах 5-30 кВт. Для всех обогревательных устройств обязательно устанавливать предохранители (предохранитель от возгорания, рэле контроля пламени), которые бы предотвращали вытекание несожженного биогаза.
Для применяемых сегодня преимущественно пленочных газгольдеров небольшого давления хоть и достаточно для работы самовсасывающих газовых и дизельных двигателей, но его недостаточно для котлов и перколяторов. В таких случаях требуется компрессор с регулятором давления. Для этого преимущественно используют кольцевые компрессоры с боковым каналом, которые работают тихо и с малым износом (Изобр. 5.8). Будь то насос с боковым каналом, центрифужный, ротационно-поршневой, винтовой или жидкостно-кольцевой, их применение будет зависеть от количества газа и его качества, а также от необходимой разницы в давлении. Согласно техническим нормам для защиты от взрывов, компрессоры для уплотнения газа должны быть либо газонепроницаемы или находиться в капсуле под давлением.
9.3 Охлаждение при помощи биогаза
Тепло требуется в первую очередь в зимний период. Чтобы использовать избыток тепла также в летнее время, предлагаем использовать генераторы, вырабатывающие электроэнергию-тепло-холод. В них тепловая энергия в так называемых адсорбирующих установках трансформируется в холод и может потом применяться с целью охлаждения напр. в больших холодильных установках. К сожалению только их коэффициент полезного действия очень мал. Такая форма использования почти не распространена.
9.4 Подача в сети общего пользования
Подача биогаза в сети общественного пользования открывает для производства биогаза новые перспективы. Это бы позволило использовать газ там, где он фактически нужен. Таким образом можно уменьшить большие потери из-за отсутствия использования избытка тепла двигателя и существенно улучшить общие показатели эффективности производства энергии.
Директива ЕС создала правовые условия для открытости газотранспортных сетей общественного пользования для поступления в них биогаза и газа из биомассы (2001 г.). Однако как и в случае с электроэнергией, существуют препятствия на национальном уровне, касающиеся транспортировки и потребления биогаза.
Биогаз должен содержать высокое количество метана и низкое количество сероводорода, чтобы приблизиться к характеристикам природного газа. Для этого необгодимо проводить его очистку и сушку, также следует довести его до существующего в газосети давления. Первый шаг по очистке газа включает первичное фильтрование, после этого следует очистка от серы в одельном устройстве, а третий шаг (если удаление углекислого газа происходит сухим способом) будет включать обезвоживание и в конце-концов очистку от углекислого газа. Для очистки от углекислого газа или обогащения метана в биогазе можно применить следующие методы:
· Промывание под давлением
· Метод PSA (Pressure Swing Adsorption)
· Метод разделения мембраной
· Разжижжение газа
Метод промывания под давлением базируется на разнице в растворимости углекислого газа и метана в воде. Углекислый газ под давлением всегда больше растворяется чем метан и тем самым может быть отсепарирован. Это так называемое мокрое промывание газа является на сегодняшний день наиболее распространенным методом по очистке биогаза в Европе. Лишь в Швеции около 80% биогаза очищают при помощи этой технологии.
При использовании метода переменного давления речь идет о „адсорбировании” или так называемом „сухом методе” отделения углекислого газа. Биогаз при помощи компрессора (около 8-10 бар) прессуют в адсорбирующий резервуар. В нем углекислый газ остается на активированном угле или сите (молекулярные сита на основе углерода) и таким образом отделяется.
Еще одним вариантом является сепарация отдельных составляющих газа при помощи мембраны (метод разделения мембраной). Разная пропускная способность материала мембраны позволяет сепарировать как углекислый газ и диоксид серы вместе, но также и выборочно отдельно.
Если применять разжижжение газа, этот метод еще называется сепарация биогаза при низких температурах, то используют разницу в температурах кипения для разных компонентов газа, чтобы разделить их как при дестилляции. Преимуществом разжижжения газа является высокая степень очистки обогащенного газа. Этот метод был впервые испытан на биогазовой установке в Анкламе.
...Подобные документы
График реализации проекта. Общая характеристика биогаза, применение и перспективы технологии. Описание производственного процесса и технологического оборудования. Анализ целевого рынка и маркетинговая стратегия проекта. Факторный анализ рисков проекта.
бизнес-план [253,3 K], добавлен 17.10.2011Технология получения и области применения биогаза как нового источника получения энергии. Методы переработки отходов животноводства и птицеводства для получения биотоплива. Правила техники безопасности при работе в микробиологической лаборатории.
курсовая работа [952,4 K], добавлен 06.10.2012Виды биотоплива в зависимости от агрегатного состояния, способа получения и сфер применения. Преимущества использования древесных гранул перед другими видами топлива. Процесс брикетирования, торрефикация древесины. Технология производства биогаза.
реферат [1,2 M], добавлен 20.10.2013Общая информация о предприятии и о сахарном производстве. Расчет котла при сжигании природного газа. Расчет процесса горения. Тепловой баланс котла. Описание выработки биогаза из жома, описание технологии процесса. Расчет котла при сжигании смеси газа.
дипломная работа [1,9 M], добавлен 07.07.2011Характеристика химического продукта (криолита). Методы получения, основное и вспомогательное сырье. Физико-химические характеристики стадий процесса. Отходы и проблемы их обезвреживания и полезного использования. Материальный баланс производства.
курсовая работа [3,3 M], добавлен 15.04.2011Основные виды газгольдера — большого резервуара для хранения природного, биогаза или сжиженного нефтяного газа. Рабочее давление в газгольдерах I и II классов. Составные элементы и устройство мокрых газгольдеров, их принцип действия и схема работы.
презентация [315,7 K], добавлен 29.11.2013Процесс совместного получения хлорметанов в реакторе со стационарным или псевдоожиженным слоем катализатора. Технологическая схема процесса хлорирования метана. Составление материального баланса процесса. Технологические, технико-экономические показатели.
реферат [27,4 K], добавлен 25.08.2010Анализ существующей методики получения поверхностного слоя методом электроискрового легирования, которая не учитывает образование слоя на начальном этапе. Зависимость переноса массы от плотности анода и катода. Образование первичного и вторичного слоя.
статья [684,1 K], добавлен 21.04.2014Развитие пивоварения на Руси. Основные операции технологического процесса производства пива. Качественные показатели сырья. Схема получения ячменного солода. Приготовление и сбраживание пивного сусла. Оборудование цеха розлива. Оценка качества пива.
отчет по практике [1,6 M], добавлен 18.11.2009Определение основных требований к сырью для производства керамического кирпича. Состав и физико-химические свойства самой продукции, особенности управления качеством при ее производстве. Технологический контроль при производстве кирпича керамического.
курсовая работа [44,4 K], добавлен 28.09.2011Технологический процесс получения сернистого ангидрида при производстве серной кислоты. Таблица режимных, рецептурных параметров. Характеристики основного оборудования. Описание функциональной схемы автоматизации. Обоснование выбора средств автоматизации.
курсовая работа [47,2 K], добавлен 18.12.2008Природное сырье для производства огнеупоров, его месторождения, запасы. Свойства огнеупорных глин. Химический состав переотложенных каолинов. Разведанные и перспективные запасы кианитового сырья. Деление доломитов на группы. Образование графита в природе.
реферат [82,9 K], добавлен 13.01.2015Краткий обзор вредных примесей в нефти: механические примеси, кристаллы солей и вода, в которой растворены соли. Требования к нефти, поступающей на перегонку. Нефти, поставляемые на нефтеперерабатывающие заводы, в соответствии с нормативами ГОСТ 9965-76.
презентация [430,3 K], добавлен 21.01.2015Сырье, технология и способы производства портландцемента: мокрый, сухой и комбинированный. Твердение и свойства портландцемента, его разновидности, состав и технология получения, область применения. Расширяющиеся и безусадочные цементы, процесс активации.
курсовая работа [935,7 K], добавлен 18.01.2012Свойства меди, области ее применения. Сырье для получения меди, способы ее производства. Расчет материального баланса плавки. Полный термодинамический анализ с использованием программного комплекса "Астра-4". Обработка результатов расчетов программы.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 15.07.2017Материальный и тепловой расчет процесса получения осахаривателя крахмалсодержащего сырья. Технологическая схема, план и разрезы цеха по производству глюкаваморина. Оборудование для получения и подготовки питательных сред. Получение посевного материала.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 08.12.2011Особенности металлургического производства. Недостаток при анализе хода технологического процесса. Этапы внедрения SPC в литейном производстве. Описание математической модели изменчивости. Пример проведения корреляционного анализа производства.
презентация [1,7 M], добавлен 05.11.2011Рассмотрение механизма получения биоэтанола из растительного сырья. Изучение трансформации целлюлозы в растворимые формы простых углеводов, определение оптимальных условий для протекания процесса. Исследование состава субстрата после гидролиза.
презентация [279,1 K], добавлен 19.02.2014Назначение и технические характеристики оси. Определение типа производства. Способы получения заготовки и методы ее обработки. Разработка маршрутного технологического процесса. Расчет режимов резания, станочной оснастки и контрольного приспособления.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 16.02.2011Перспективы развития производства пеностекла. Описание существующих способов получения продукции, обзор тематической литературы. Применяемое сырье, его характеристика, обоснование химического состава и расчет шихты. Технологическая схема производства.
курсовая работа [90,2 K], добавлен 17.12.2010
