Биогазовые установки как перспективное направление развития биоэнергетики
Предпосылки к поиску альтернативных путей решения энергетических проблем. Назначение и принцип действия биогазовых установок. Комплексное решение утилизации органических отходов для получения тепло- и электроэнергии, сокращения выбросов парниковых газов.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.04.2019 |
| Размер файла | 154,6 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/
БИОГАЗОВЫЕ УСТАНОВКИ КАК ПЕРСПЕКТИВНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ РАЗВИТИЯ БИОЭНЕРГЕТИКИ
BIOGAS PLANTS AS A PERSPECTIVE DIRECTION OF DEVELOPMENT OF BIOENERGY
Абросимова С.А. Рыдалина Н.В.
Тюменский государственный
архитектурно-строительный университет, Россия
На современном этапе накопление промышленных и сельскохозяйственных отходов и трудности с их утилизацией, снижение плодородия почв, ежегодный рост тарифов на газ и электроэнергию, истощение легкодоступных запасов традиционных источников энергии являются предпосылками к поиску альтернативных путей решения представленных проблем.
Биогазовые установки представляют собой комплексное решение утилизации органических отходов для получения тепло- и электроэнергии, удобрений и чистой воды, а также сокращения выбросов парниковых газов в атмосферу.
Биогазовые установки используют для получения биогаза. В российских условиях главное преимущество биогаза, по сравнению с прочими видами возобновляемых источников энергии и традиционными энергоносителями - доступность сырья, полное отсутствие топливных затрат. В 95% случаев отходы достаются предпринимателю безвозмездно.
Биогаз является смесью газов метана, двуокиси углерода, а так же содержит в небольшом количестве сероводород, азот, кислород. Калорийность биогаза зависит от содержания метана в нем. Содержание метана в биогазе 70 80 %, в зависимости от вида органического сырья.
Средняя теплотворная способность биогаза составляет примерно 28 МДж/м3. Для сравнения, теплота сгорания газа согласно ГОСТ 5542-2014 составляет 31,80 МДж/м3 (при Т=20о С и Т=101,325 кПа).
На рис. 1 представлена схема производства биогаза в животноводческом хозяйстве. Сырье (навоз или помет птиц) подается в емкость сбора жидкого сырья. Откуда поступает в реактор. Реактор представляет собой герметичный сосуд, который крепится в двойном корпусе, подогревается до температуры = 20-55о С, создается давление рсреды=1 - 1,2 атм. В условиях полной анаэробности и отсутствия света происходит разложение органических веществ с последующим выходом биогаза. Биогаз скапливается в хранилище (газгольдере), далее проходит систему очистки и подается к потребителям (котел или электрогенератор). Отработанная масса удаляется из реактора в сборник для получения органических удобрений.
Рис. 1 Схема производства биогаза в животноводческом хозяйстве
альтернативный энергетический биогазовый
Из тонны навоза КРС получается 30-50 м3 биогаза с содержанием метана 60 %. Фактически одна корова способна обеспечить получение 2,5 м3 газа в сутки. В среднем из 1 м3 биогаза можно получить 1,5 - 2,5 кВтч электроэнергии, 2,8 - 4,1 кВтч тепловой энергии, 4,0 - 4,5 кг сухого вещества биоудобрений (гумус), 4 - 20 л. воды. Специалисты замечают, что полученный биогумус - это экологически чистое удобрение, лишенное нитритов, семян сорняков, болезнетворной микрофлоры, специфических запахов. Расход этих удобрений составляет 1-5 т вместо 60 т необработанного навоза для обработки 1 га земли.
Испытания показывают увеличение урожайности в 2 и более раза.
Стоимость строительства биогазовой станции зависит от ее мощности, вида перерабатываемого сырья, а так же от варианта исполнения. Срок окупаемости биогазовой установки составляет от 6 до 8 лет, а если учесть стоимость получаемых удобрений, то срок окупаемости сократится до 3-5 лет. Чем больше биогазовая установка, тем выше ее рентабельность и короче сроки окупаемости.
По наличию отходов экономически обоснованные биогазовые проекты возможно реализовать на следующих объектах:
? свинокомплексах с содержанием от 70 тыс. животных;
? птицефабриках с поголовьем от 1 млн.;
? в хозяйствах с содержанием крупного рогатого скота не менее 8 тыс. голов;
? мясоперерабатывающих предприятиях с отходами бойни от 80 т в сутки;
? спиртовых заводах с отходами от 130 т в сутки;
? сахарных заводах с отходами от 220 т в сутки;
? пивоваренных заводах с отходами от 150 т в сутки;
? городских водоканалах, обслуживающих население от 300 тыс. человек, с отходами от 150 т осадков сточных вод в сутки;
? в хозяйствах с зерноотходами в объеме от 30 т в сутки.
Существует проблема финансирования таких проектов - ни фермер, ни сельскохозяйственный кооператив не в состоянии предоставить обеспечение по столь масштабным кредитам. В настоящее время такие крупные проекты могли бы осуществиться только при соответствующей государственной или региональной поддержке. Внимание к экологической составляющей биогазовых проектов должно стать основой господдержки в нашей стране.
Преимущества использования биогазовых установок:
? утилизация отходов;
? выработка биогаза для получения электроэнергии и теплоснабжения;
? производство удобрений;
? энергообеспечение собственных нужд биокомплекса и инфраструктуры фермы;
? снижение энергоемкости бизнеса;
? уменьшение интенсивности запахов.
Таким образом, внедрение биогазовых установок является перспективным направлением развития биоэнергетики на современном этапе.
Список используемой литературы
1. Амерханов Р.А. Теплоэнергетические установки и системы сельского хозяйства [Текст] /Р.А. Амерханов, А.С. Бессараб, С.П. Драганов, Г.Г. Шишко. М.: Колос-Пресс, 2002,- 424 с.
2. ГОСТ 5542-2014 Газы горючие природные промышленного и коммунально-бытового назначения. Технические условия
3. Егоров И. Приемущества и недостатки биогазовой энергетики// электронный журнал «АгроРынок». 2013№6 - http://www.agrorinok.ru
4. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: учебное пособие/ под ред. В.В. Денисова. - Ростов н/Д: Феникс, 2015.- 382 с.
5. Осадчий Г.Б. Биогазовые установки и их модернизация// журнал «Энергия: экономика, техника, экология». 2015. № 3. - 57-68с.
6. Сибикин Ю.Д. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: учеб. Пособие/Ю.Д. Сибикин, М.Ю. Сибикин. - М.: КНОРУС, 2012. - 240 с.
7. Справочник экономиста-аграрника [таблицы] / Т.М. Василькова [и др.] - М.: «КолосС», 2005, - 444 с.
8. Электронное приложение к учебнику. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии: учебное пособие/ под ред. В.В. Денисова. Ростов н/Д: Феникс, 2015.- 382 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Биогаз, сырье для получения биотоплива. Достоинства получения топлива из органических отходов. Комплексное использование биогазовой установки. Способ сбраживания биомассы в промышленных реакторах. Схема бокса для ферментации. Торговая марка Zorg Biogas.
презентация [1,2 M], добавлен 15.12.2015Традиционные методы производства электроэнергии. Электростанции, использующие энергию течений. Приливные, волновые, геотермальные и солнечные электростанции. Способы получения электроэнергии. Проблемы развития альтернативных источников электроэнергии.
презентация [2,5 M], добавлен 21.04.2015Альтернативные источники топлива. Использование растительного и животного сырья, продуктов жизнедеятельности организмов и органических промышленных отходов. История биологического топлива, его классификация по агрегатному состоянию и поколениям.
реферат [271,3 K], добавлен 03.03.2016Описание и принцип действия газотурбинной технологии, ее основные элементы и назначение. Установки с монарным и бинарным парогазовым циклом, с высоконапорным парогенератором. Характеристика и оптимизация энерготехнологических парогазовых установок.
реферат [1,8 M], добавлен 18.05.2010Номенклатура силовых трансформаторов. Устройство и принцип действия трансформаторов. Конструкции линий электропередач и их составляющие. Виды и применение счетчиков электроэнергии. Действие электрического тока на организм человека, оказание первой помощи.
отчет по практике [465,9 K], добавлен 20.11.2013Рассмотрение технологической схемы теплоутилизационной установки. Расчет печи перегрева водяного пара и котла-утилизатора. Составление теплового баланса воздухоподогревателя, определение коэффициента полезного действия и эксергетическая оценка установки.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 03.10.2014Обзор и анализ способов утилизации горючих отходов переработки отработавшего ядерного топлива. Исследование и оптимизация процесса плазменного горения модельных горючих водно-органических композиций. Оценка энергозатрат на процесс плазменной утилизации.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 10.01.2015Характеристика энергетического потенциала и оценка ситуации в Республике Беларусь. Перспективы развития энергетики в Жабинковском районе: совершенствование традиционных и альтернативных видов получения электричества: ветер, солнце, вода и подземное тепло.
реферат [16,9 K], добавлен 18.09.2011Схема работы атомных электростанций. Типы и конструкции реакторов. Проблема утилизации ядерных отходов. Принцип действия термоядерной установки. История создания и разработка проекта строительства первой океанской электростанции, перспективы применения.
реферат [27,0 K], добавлен 22.01.2011Принципиальная схема простейшей газотурбинной установки, назначение и принцип действия; термодинамические диаграммы. Определение параметров сжатого воздуха в компрессоре; расчет камеры сгорания. Расширение дымовых газов в турбине; энергетический баланс.
курсовая работа [356,9 K], добавлен 01.03.2013Назначение контактного водонагревателя, принцип его действия, особенности конструкции и составные элементы, их внутреннее взаимодействие. Тепловой, аэродинамический расчет контактного теплообменного аппарата. Выбор центробежного насоса, его критерии.
курсовая работа [255,1 K], добавлен 05.10.2011Анализ действия и оценка перспектив использования альтернативных методов получения электрической энергии в России. Вклад в обеспечение государства электроэнергией гидроэлектростанций, ветроэнергетических установок, солнечных и приливных электростанций.
контрольная работа [55,9 K], добавлен 11.04.2010Создание автономных источников тепла и электроэнергии, работающих на местных видах топлива и на сбросном тепле промышленных предприятий. Применение бутанового контура в составе парогазовых установок малой мощности и совместно с газопоршневыми агрегатами.
реферат [1,4 M], добавлен 14.11.2012Назначение и порядок проведения энергетического обследования. Анализ мощности осветительных установок, времени использования и качества светильников, расчет расхода электроэнергии на освещение в здании. Пример модернизации осветительной установки.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 28.06.2011Характеристика дизельной установки. Выбор главного двигателя и предварительный расчет винта. Принципиальные схемы энергетических систем судовых установок. Расчет судовой электростанции и энергетических запасов. Подбор соответствующего оборудования.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 24.10.2011Производство электроэнергии и тепла на ТЭЦ. Назначение и роль сетевых подогревателей. Технология нагрева сетевой воды. Подогреватель сетевой воды как объект автоматизации. Определение настроек регулятора и построение переходного процесса АСР подогрева.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 16.12.2013Работа энергетических установок. Термодинамический анализ циклов энергетических установок. Изохорный, изобарный, изотермический, адиабатный и политропный процессы. Проведение термодинамического исследования идеального цикла теплового двигателя.
методичка [1,0 M], добавлен 24.11.2010Использование ветрогенераторов, солнечных батарей и коллекторов, биогазовых реакторов для получения альтернативной энергии. Классификация видов нетрадиционных источников энергии: ветряные, геотермальные, солнечные, гидроэнергетические и биотопливные.
реферат [33,0 K], добавлен 31.07.2012Порядок определения термического коэффициента полезного действия циклов, исследуемой установки брутто. Вычисление удельного расхода тепла, коэффициента практического использования. Относительное увеличение КПД от применения промперегрева и регенерации.
контрольная работа [1021,7 K], добавлен 12.09.2010Назначение, перечень узлов и принцип работы оборудования бойлерной установки. Анализ и оценка эффективности работы бойлерной установки турбины. Проект реконструкции бойлерной установки Конструкция и преимущества пластинчатых теплообменных аппаратов.
дипломная работа [3,1 M], добавлен 07.03.2009
