1598005439-1326b994f1090c560653e496106b7ac8 (811216), страница 53
Текст из файла (страница 53)
Чап Боев! Р. Х 1п: Рс8евбоп апб МесаЬоПяи !и сЬе Коиипапс о, (Мс)уопа1с) 1.%., %агпег А.С.1., ес)в.), ТЬе Уп!четв!Су оГ Ь)ея Еп81апб РийпЫп (Гпй, Аппйа!е, Аозсга1я, 1975, рр. 351 — 365. пбап и и !п8 62. МсСаяу Р.1., Чоип8 1..Ч., Ооввеи 3.М., ЗсисЬеу Р.С., Неа1у 3.В. 1п:, МкгоЬю! Епегбу Сопчегз!оп (Зсйебе! Н.О., Вагпеа 1., ес)в.), Е.Оо!сг КО, ОоасПп- Веп, !976, рр. 179 — 199.
63. ВшяеП А.М., МиеПег Н,Г Гис(. еид, СЬев., 44, 550-552 (1952). 64. Еасчгепсе А.%. !п: АпаегоЬк Вю!о8)са! Тгеаипепс Ргосеззев, Абчапсев ш СЬепивиу Зепев 105 (Оси!0 К.Г., я) ), Ашепсап СЬеспка! Зос!есу, %азЫп8иш, Р.С., 1971, рр. 163-189, 65. МсСагсу Р.1.. 1п: Апаегойс Тгеаипепг Ргосеввев, Абчапсея сп СЬешиггу Бег!ев 105 (ОоиЫ К.Г., ес).), Аспег!сап СЬеииса1 Бос!есу, %азЫпбгоп, 1Э.С,, !971, рр. 91 †1.
66. РГеПег 3 Т., ЫеЬшап Г.С. Кеюиг. Кесое. Соизеге„1, 295 — 31 3 (!976). 67. Чаге! Ч. Н., !ваасвоп Н. К., Вгуапс М. Р, Арр!. Еле!гоп. М!сгоЬсо1„33, 298-307 (1977). 68. МасЫе 0..1., Вгуапс М.Р. Арр!. Еиепои. МкгоЬ!о!., 41, !363 — 1373 (!9812 69. МсСагс) Р.Г. РаЫк ИогВЬ 95, ! 1, 91 — 94 (!964). 70. Кибе!шап 1.3., СЫп К.К.
1и; АпаегоЬ!с В!о!о8(са! Тгеаипепс Ргосеввев, Ас(чапаев сп СЬешсягу БеПев 105 (Оои!6 К.Г., еЦ, Ашегкап СЬеписа! Зос1есу, %авЬш8соп, О.С., 1971, рр. 55-90. Способы получения энергии из биомассы Небольшие установки для производства иетана из бионассы М. Бриле" Поиск решения проблем, обусловленных, с одной стороны, энергетическим кризисом, а с другой стороны, загрязнением окружающей среды, привел к созданию установок для производства топливного газа из биомассы, который может быть использован в промышленности и сельском хозяйстве. Наряду с крупными промышленными установками для анаэробного перегнивания органических отходов внедряются небольшие установки, предназначенные для удовлетворения энергетических потребностей животноводческих и молочных ферм, и в частности установки для производства метана из экскрементов (навоза) рогатого скота.
Метан из биомассы может быть получен путем ее анаэробного перегнивання (ферментацией), гидрогазификации или пиролиза [1 — 7]. Прн анаэробном перегнивании органические вещества (естественные отходы) разлагаются в отсутствие кислорода. Согласно работам [8-10], этот процесс протекает в три стадии с участием двух различных групп бактерий, составляющих сообщество.
На первой стадии сложные органические соединения (жирные кислоты, протеины, углеводы) в результате ферментационного гидролиза превращаются в более простые соединения. На второй стадии простые соединения подвергаются воздействию группы факультативных анаэробных (или кислотообразующнх) бактерий, что приводит к образованию главным образом летучих жирных кислот. На третьей стадии органические кислоты под действием строго анаэробных (или метанообразуюших) бактерий превращаются в диоксид углерода и метан.
Получаемый на этой стадии обогащенный метаном газ (биогаз) имеет теплоту сгорания порядка 5340-6230 ккал(мз. Использование биомассы, в том числе сельскохозяйственных продуктов и отходов, для решения проблем, связанных с недостатком энергии, постепенно сшновится повсеместным [42-48].
Наиболее значительным достижением в этой области является создание в Бразилии установки стоимостью 1 млрд. долл., предназначенной для переработки сахарного тростника в этанол, который может быть использован в качестве транспортного топлива [49] Международное энергетическое агентство (Париж) уделяет особое внимание сбору и распространению информации относительно получении топлива из биомассы. Исследовательские и проектные работы по получению топлива из биомассы, проводимые в США, все в большей степени привлекают внимание министерства энергии (Вашингтон).
Институт газовой технологии в Чикаго занимается исследованием продессов анаэробной ферментации биомассы [2, 3, 49), а фирма Са)огвс йесочегу Апаегобю Ргосезз (СВАР) ввела в строй новую установку по производству топливного газа из биомассы (шт. Оклахома) [49], Установка рассчитана на переработку 7230 т сухого навоза в год и производство 18 125 тыс. мз метана в год и, кроме того, 181 т/сут ила, который может быть использован в качестве удобрения. Подобную установку намерена создать фир. ма Вюйаз оГ Со1огаг(о ((зепечег).
" М(свае) й. Вги!е, Бс)зоо1 оГ Спею(са) Епгйпееппй апб Мазепа)я Бс(енсе, 13шчегайу оГ Ой!айоша, 1Чоппап. Достижения в области изучения процесса анаэробного перегнивания биомассы рассматриваются в работах [8 — 29, 36, 39, 41], а оптимальные параметры процесса †работах [19, 25, 29-40] 1.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ НЕБОЛЬШИХ УСТАНОВОК Количество метана, которое может быть получено путем аназробной ферментации экскрементов более чем !00 мли. голов крупного рогатого скота, составляет всего лишь 5-3% годовых потребностей (708 млн. мз/год) США в природном газе [50]. Однако биоконверсия имеет важное значение для решения проблем загрязнения окружающей среды [5, 52-55], Кроме того, небольшие установки производства биогаза позволяют на месте решать вопросы, связанные с недостатком энергии в сельскохозяйственном секторе для производства дополнительных продуктов питания.
Источниками значительных ресурсов навоза являются молочные и животноводческие фермы. Естественно, что в отличие от крупных скотоводческих хозяйств промышленного типа таким фермам требуются установки, несколько большие, чем лабораторные модели 156, 57]. Экономичесхи целесообразно, чтобы биогаз производился и использовался в животноводческих и молочных фермах [58]. 2. НЕБОЛЬШИЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА БИО ГАЗА 2.1.
Установки дли производства биогаза, предназначенные дли животноводческих и молочных ферм Животноводческие и молочные фермы обычно потребляют большое количество энергии [7, 54, 55, 58]. Распределение потребляемой энергии на типичной молочной ферме, содержащей 100 коров, представлено на рис. 1 [7, 54, 55].
Резкий рост цен на топливо, несмотря на то что сельское хозяйство потребляет всего 3~' расходуемой энергии в странц оказывает непосредственное влияние на стоимость продовольственных товаров. Использование биогаза позволяет фермерам отказаться от использования дорогостояшего природного топлива. Распределение энергии, получаемой животноводческой или молочной фермой в результате биоконверсии, представлено на рис. 2. С бстратом для анаэробной ферментации являются не только от- У ходы животноводства. Для производства энергии могут быть использованы остатки сельскохозяйственных культур (силос, солома, зерно), а также подстилка для скота, пищевые и другие отходы ферм. При переработке биомассы, образующейся из отходов фермы, содержащей !00 коров, на получаемый топливный газ приходится всего лишь 15-20' всей энергии, содержащейся в жидком сырье [7, 54, 58, 60].
Тем Часть И Бенвин Диоельное ттаплиео Лнеь птротнврвия 1Готельное тпопливо йт дт Х 0 Х р ч ш кв й д ) дд р СуммаРный расход видов внервии Я Чо М и М И И 4 С Р Н Д Месяцы Рис. 1. Распределение потребляемой энергии в случае молочной фермы, солер- зашей !00 коров [7]. ие менее этого вполне достаточно, чтобы удовлетворить потребности молочных ферм в энергии. Проекты небольших установок для индивидуальных ферм были разработаны частными предприятиями.
В одном из таких проектов предлагается перегниватель новой конструкции в виде цилиндрической емкости, которая открытым концом погружается в ферментационный чан [69], Образующийся в ферментере биогаз вытесняет биомассу из цилиндра, и по мере наполнения метаном цилиндр поднимается. Такое устройство служит одновременно ферментером и сборником газа.
Несколько академических институтов [1, 5, 53-56, 60 — 62, 74-78] и частных проектно-исследовательских предприятий [4, 6, 47, 79, 80-85] провели исследования эффективности использования небольших установок в сельском хозяйстве. Целью этих исследований являлось изучение Спессбм получения энергии из биомассы Рис. 2. Распределение потребляемой энергии в случае молочной фермы, содер. зашей 100 коров [7]. !аничкин» эн»рнии иринин»»в» в мнн, ккви.) влияния различных параметров на оптимальную конструкцию установки [4], Кроме того, в них рассматриваются и детально анализируются вопросы, касающиеся оборудования и приборного оснащения локальных биогазификационных установок [23, 24, 25]. 2.2. Ограничение загрязнения окружающей среды Анаэробная ферментация является эффективным средством не только реализации отходов животноводства, но и предотвращения загрязнения окружающей среды [61 — 63].
В результате такого превращения твердые органические вещества теряют запах и становятся менее привлекательными для грызунов и насекомых [40, 53]. Не говоря даже о том, что в процессе перегнивания разрушаются болезнетворные микроорганизмы [40]. Кроме того, в результате конверсии углерода в биогаз снижается его концентрация и увеличивается концентрация азота [37, 38, 40, 64]. Следует также отметить, что в процессе анаэробной ферментации получают дополнительный корм для скота в виде, например, одноклеточного протеина [5]. Часть 11 3.
УСТАНОВКА ФИРМЫ 1)п!кегх!1у оГ О!г!а!зогпа Б!тоо! о1 СЬепт!Са! Еп8!пеепп8 апг! Ма1епа!х Яс!епсе (СЕМЯ) )56-581 (рис. 3) Установка для произволства топливного газа и удобрения из биомассы, созданная фирмой Пп!йегйугу о! О)г!аЬота Ясное! о! СЬеппса1 Епй!пеегщ8 апг) Магепа!й Яс!енсе !СЕМЯ), состояла из нескольких модульных элементов, что облегчало ее сборку и эксплуатацию в условиях животноводческих и молочных ферм. 3.1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
