1598005439-1326b994f1090c560653e496106b7ac8 (811216), страница 54
Текст из файла (страница 54)
Схема технологического процесса Схема технологического процесса переработки навоза в биогаз и удобрения представлена на рис. 4 и рис. 5 )"86 — 881. Установка содержит отстойник для навоза, насос, двухтрубный теплообменник, ферментер, сщ льную площадку, систему плавающих газосборников и колонку для и нт р, суотле.гения сероводорода !рис. 4 — 6) !86-885. Подаваемый свежий навоз Рис. 3.
Общий вид установки фирмы Сьсппсщ 'опагпсеппв йпб Мауепна Ясгепсе. получаемый биагаг испо пзуетсл в качестве топлива,шн поды рееателв о ы, „зм и д, „змешеинош в умильном по. н нравы уголй Сточные воды с сушильной площадки гсл \ и гу иопсльзоватьс» дл» по лим п стбищ или сепьскакозвйствеиньы угодий. На заднем плане показан сток навоза. 2 щ щ й о ы о щ то х н щ 8 6 о о о о щ 8 й ггг 273 Способы получения энергии нз биомассы Часть 1! Рнс.
5. И . Изометрическая проекция учаспга, предназначенного для размещения установки по производству метана. орлики; Л-олощаакк лк» кушки; 7-колли»а дл» отделе»и» Н,З. смешивается с равным количеством воды в бетонном отстойнике ем- костью 1,36 м'. Отстойник размещается на доильной площадке, так как именно здесь концентрируется значительное количество навоза )59]. Кроме того, при таком расположении отстойника в него можно сливать отходящую горячую воду, используемую для мойки полов в коровнике, Последнее обстоятельство позволяет сократить время подогрева и ча- стично расходы на подогрев до температуры, необходимой для фермен- тацин, Участок установки окружен двумя бетонными площадками.
Отходя- щая горячая вода, используемая для мойки полов в коровнике, добав- ляется к навозу и перемешивается с ним, чтобы увеличить проводи- мость навоза для перегнивания. Чтобы обеспечить содержание в суспензии примерно 7 — 9 масс. % сухих твердых веществ, приме но о- на ча сть навоза перемешивается с одной частью воды. Обычно навоз соскребают в дренажный канал, идущий в отстойник 1на эту опера е ацию у ди не больше времени, чем на удаление навоза обычным способом). Из отстойника смесь навоза с водой перекачивается насосом в пере- гниватель Г883.
Для Г 3. Для регулирования температуры подаваемого навоза используется двухтрубный теплообменник. В холодную погоду навоз в теплообменнике подогревается; летом теплообменник не используется Рнс. 6. Схематическое изображение газосборника. и навоз из отстойника направляется непосредственно в ферментер. Важным этапом усовершенствования установки явилась замена стальных резервуаров пластмассовыми. Пластмассовые резервуары были изготовлены из полиолефина по новой технологии и оказались в эксплуатации значительно удобнее стальных резервуаров.
Пластмассовый резервуар весит всего 159 кг, и его могут легко перемещать три человека. Кроме того, такой резервуар отличается очень высокой противо- ударной стойкостью и может выдерживать давление до 100 кПа. Присоединение всех технологических линий к ферментеру осуществляется с помощью соединительных деталей, для закрепления которых требуется простой инструмент, в то время как при использовании стальных резервуаров приходилось прибегать к сварке. Из ферментера ежедневно может быть выкачано примерно 380 л суспензии 1!90 л навоза и 190 л воды), которая может быть заменена 380 л свежей суспензии навоза и воды. Выходящий перегнивший навоз подается на сушильную площадку. Метод ежедневной загрузки перегнивателя по сравнению с загрузкой партиями один раз в месяц оказался наиболее оптимальным для производства газа Г88).
Кроме того, он позволяет избежать накопления навоза на грунте Г89, 931 и предотвратить загрязнение окружающей среды, 3.2. Система хранения метана Получаемый в перегнивателе биогаз направляется в газосборники, представляющие собой полиолифиновые резервуары емкостью 5000 л. Для сжатия хранимого газа крыша газосборников утяжеляется бетоном )весом примерно до 2 т). Газосборник плавает в отстойном биобассейне днищем вверх )рис. 6) и по мере наполнения газом поднимается из воды.
Сооружение и эксплуатация газосборника подобной конструкции обходятся сравнительно дешево; кроме того, при использовании такого газосборника не требуются газовые компрессоры. Отстойный бассейн выполняет две функции: во-первых, он удерживает любую жидкость, вытекающую из окружающей доильной площад- 18-89 275 274 Способы получения энергии из биомассы Часть !1 ки [911, и, во-вторых, служит резервуаром для плавающих газосборников. Поскольку такие бассейны имеются в большинстве животноводческих и молочных ферм, не возникает необходимости в дополнительных площадях )если не считать плоШади, отводимой для размещения компрессоров и резервуаров, предназначенных для хранения и транспортировки ~аза).
Главным достоинством такой системы является ее экономичность. Стоимость изготовления полиолефиновых резервуаров, используемых в качестве ферментера и газосборников, сушественно меньше, чем стоимость одного стального резервуара для ферментации. Более того, пластмассовые газосборники могут производиться серийно вместе с утяжеляюшим бетоном, что позволяет избежать каких-либо подготовительных работ перед установкой газосборников в анаэробном бассейне. Для удаления из газа перед его сжиганием Н,Б используется колонка в виде пластмассового цилиндра емкостью 20 л, способного выдерживать давление до 70 кПа.
Цилиндр наполняется древесной щепой, пропитанной оксидом двухвалентного железа. Чтобы облегчить замену отработанной щепы, для заполнения цилиндра применяют специально сконструированные патроны. Несмотря на небольшое содержание серы в биогазе, последний должен быть подвергнут соответствующей обработке. Для осуществления такой обработки в установке необходимо предусмотреть сероводородную колонку. 3.3.
Производство удобреввя Из перегнивателя навоз ежедневно перекачивается на сушильные площадки размером 7,6 х 9,2 м, дно которых выложено слоем бетона толшиной 50 мм. Для обезвоживания навоза на бетон наносится слой песка толщиной !52 мм. Жидкость стекает в прилегаюгций отстэйный бассейн. Через каждые две недели фермер может брать сухой навоз для использования в качестве удобрения. 3.4. Экоюмическая эффективность установки Главным фактором, сдерживаюшим внедрение локальных средств использования отходов животноводства, является высокая стоимость таких средств.
Оценка экономической эффективности установки фирмы СЬеш!са! Епй!пеег!п8 апй Магеба!э Бс!енсе была проведена для молочных ферм, использующих природный газ, молочных ферм, использующих пропан, и молочных ферм, используюших электроэнергию [9!5, При этом предполагалось, что капиталовложения составляют 4000 долл.
при сроке службы 15 лет и ставке годового процента 10~,', исходя нз чистой произведенной энергии, т.е. без учета энергии, расходуемой на привод насоса и теплообмеиник. Результаты, представленные на рис. 7 и 8, свидетельствуют о том, что фермеру выгоднее использовать биогаз, чем зоооо 'ч аообо гуооо к гоооо ~~ 1аООЮ ~~ 1ОООО В 5ООО о о го 15 го го го Темпы уверипепил иеп пи апереига д Рис. 7. Стоиыость видов энергии в зависимости от сушествуюших цеи на эиер. гию [91, 92~. ъч ~ го ~ гу в го Ъ15 В 10 Ь го 15 го гг оо Темпвграгти ппаимаети впереии, % Рис. 8, Зависимость коэффициента окупаемости капиталовложений от темпов роста пев ва энергию [91, 921.
276 Часть П Способы получения энергии нз биомассы другие виды энергии. Так, например, установка для молочной фермы, использующей в качестве источника энергии пропан, в настоящее время стоила бы 3000 долл. при условии, что цена на пропан увеличивалась бы на 15;~ в год [923, а учетная ставка составляла бы 10;т,' (рис.
7). Аналогично установка производства метана даст доход для молочной фермы, использующей пропан (прн годовом увеличении цен на 15А), из о ,о расчета 17т', на инвестированный капитал, что подтверждается результатами анализа информации, представленной на рис. 7, с учетом стоимости на данное время. Экономический анализ 1975 г., очевидно, занижен (исходя из рыночного положения в 1980 г,), поскольку цены на энергию возрастают значительно быстрее, чем стоимость оборудования. Установка фирмы СЬеппса! Епй(пеег(пй ап6 Ма1еиа!з Бс(енсе имеет определенное достоинство, заключающееся в том, что капитальные затраты на ее сооружение не очень чувствительны к повышению цен Так, чтобы удвоить производительность установки, рассчитанной на ферму, содержащую 50 коров, требуется всего лищь несколько сотен долларов.
Более подробные сведения об экономичности и пригодности рассмотренной установки содержатся в работах $87, 88, 911 Литература 1. Еп81ег С.К., Гап 1,Т., Епсйяоп 1..Е., %а1агчепдег %.Р. Геед1ог шаииге апб ойег авг!сицша( |чая!ее ая Гишге ша|епа! апд епегву гевоишея, Хо.
45; Рггкеяя Реяспрбопя, Капяая Егаге $)шч., МапЬацап, Капяая, !973. 2. СЬешеп|а|ог, Сбелг!са! Еидшеетмд, Ос1оЬег 28 (1974). 3. СЬешеп|а|ог, Сйтт|са1 Епдыеет|пд, Пер|егпЬег ! (1975). 4. АяЬаге Е., %ие Р.1., %епгчтог|Ь К.1.. Гие! Стая Ргодисг!оп Поп| апина! Кев(бие, Рупа|есЬ Епвшееггпв Керог| Хо. 1551, РупапесЬ КГР Сошрапу, 99 Епе 8$., СашЬг|68е, МазяасЬизепв, !апиагу 14, 1977.
5. Ватле|| 8.М., Когпапо Р.1. Гооб. Гие1, апб Гегтй(хеш Ггош Мапиге, Рарег бе1%егеб а1 Ашепсап 1пяйше оГ СЬепнса! Епрйпее|я Ха6опа( Меебпи, Ноишоп, Тх. !975, б. ВигГогд Е О., Уагап( НТ. Епегку Ро|еп|(а) йгоиий В(осопчегв(оп о1 Акт!си!- |ша! %ашез, Ппа1 герог| |о Гоиг Согпег Ке(ропа) Сопиппяоп, Оган| ГСКС 651-366-075, 1976. 7. 1егчеП %.!., Моггв Г.К., Рг(се Р.К., Оипйе! %,%., %|ййагпв Р.%., 1оеЬг К.С, Мейапе Оепегаг(оп !гоп| Акпсицша) %аягек Кеч!егч оГ Сопсер| апб Ги|иге Арр)кацопз, Согпей $)п(четв(гу. 11Ьаса„Хек 'г'огас, !974.
8, МсСаг|у Р.(.. АпаегоЬк гчаяге |геа|шеп| Гипбашепга1я: 1, СЬешапгу апд писгоЬ|о!оку: 11, Епыгопшеп|а) течи(гешепгв апб сон|го!: П1, Тох(с ша1епаЬ апб йе(г сон|го!; 19, Ргосевя дея(дп, Риайя ИЬт)сз, 95, 107- 1!2 (ВергапЬег 1964), 123-126 (Ос|оЬег 1964), 9! — 94 (ХочешЬег 1964), 95 — 99 (РесешЬег 1964). 9. МсСапу Р.1.. ТЬеппобупаш(ся оГ Ью(отйса! вуп|Ьеяп апб кгогчгЬ, Гл|..7. А(т Иа|ет Ро(!иг., 9. 621 (1965). 1О, Ьагчгепсе А.%., МсСаг|у Р.Ь.
К|легка оГ ше|Ьапе Гегшеп|айоп ш апаегоЬ|с |геа|шеп|, А Ита|ет Роди|. Сои|то! Ге|1., 41, 2 (1969). 11. мопед 1, тье Огонгь оГ Васгег(а1 си1шгез, Алли. кеи. мктоь(оа 3, 371 (! 949). !2. Вагйег Н.А. Вас|епа) Геппеп|айоп, ГоЬп %йеу апб Вопи 1пс., Хеп 'г'огЕ, 1956. 13. Оо!ие1|е С.О., Озпа16%.1., Оо|аав Н.В. Арр!.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
