1598005439-1326b994f1090c560653e496106b7ac8 (811216), страница 68
Текст из файла (страница 68)
При производстве сахара, сыров или крахмала из зерновых культур компенсируются затраты на доставку отходов и значительно меньше расходы на предварительную подготовку. Недостатком использования таких материалов является ограничение производства этанола за счет объема отходящих потоков. При перегонке этанола возможно использование отходящей энергии. Так, например, отходящий с турбин силовой установки пар пригоден для работы атмосферных колонн перегонки этанола. В случае добавления этанола к бензину предусматривается использование отходящего тепла нефтеперерабатывающего завода.
(На многих нефтеперерабатъь вающих заводах применяется более высокая температура, чем при производстве этанола, поэтому тепловая энергия этих заводов может быть повторно использована для производства этанола.) Источниками тепла для большинства установок по производству этанола могут быль печи для сжигания отходов, но они должны быть надежными и отвечать требованиям технологического процесса в целом. Барда, получаемая на скотоводческих хозяйствах промышленного типа, может использоваться лишь для дальнейшей переработки, например, в качестве субстрата для производства протеина или корма для животных 4. ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ Комплекс по производству этанола, где полностью используется сырье (например, пшеничные зерна (рис.
4)), может дать положительный энергетический эффект. Такой комплекс включает установку для пронзвод- 337 336 Часть Р 7'пяианми ата пап (407, твпппта саара ния пившая) Внервия агтапиг павка прптеина инагтгнай авиа)гости а варда Гг, 7д) 5. ВЫВОД Вгиении Гв,вв) Вп)янай и Гдвв) вгагинагт 02 Уг) /7атери ГЦВГ) Непредаида ~ппгери Гд вяараегпиеггягга атнашениа у ~ и адаадяигиа ндпг)унпгпа АЗВ ВЯВ ат аа Паз Рнп 4. Энергетический баланс в случае производства сопливного этанола на ос- нове примыкающего скотооткормочного хозяйства промышленного типа ства этанола и промышленного типа хозяйство для откормки рогатого скота.
В энергетическом балансе учитывается энергия, расходуемая на выращивание пшеницы, н энергия для производства пара, Потери, обусловленные непредвиденным расходом энергии и ее генерированием, покрываются за счет подвода дополнительной энергии. Этанол, предназначенный для использования в качестве топлива, представляет собой энергетический продукт, так же как и необезвоженная барда, подаваемая скоту. «Энергияи корма может учитываться целиком, так как его приготовление и транспортирование в пределах комплекса не связаны с расходом энергии. В результате отношение подводимой и получаемой энергии становится больше единицы; это отношение является абсолютным и не учитывает превращение одной энергии в другую. Производство этанола анаэробной ферментацией биомассы эффективно и экономически оправданно только при наличии благоприятных усло- вий: доступности сырья, возможности создания объединенных устано- вок, возможности сбыта на близлежащем рынке.
Способы получения энергии нз биомассы Ас1Г)зо391еГ1Веунеззтй ТЬе ац!Ьогв ас)гпосч!ег)йе йге аЫе аввжгапсе оГ Мв.Ь.Е. Гоцппег щ ргераипй !Ье Г)йпгев, Литература !. Ягоде и сиеЬвгег Свпада Ь!ш)!ей, 1пгегпа1 Геппепш!юп ЕГЬу! А)соЬо) Б!пйу, Тогопго, Сапайа, Ос!оЬег, 1977. 2. Мй!ег Р. 1.. Гегшепгаг)оп егЬу) а!соЬо!, гп; Вю!есЬпо!ойу апов Вюепдшееппк Вушроишп (Оадеп Е. ег а1.
едв.), )оЬп %йеу апй Бопв 1пс., Хесе 'г'ог)г, 1976, рр. 307-3!2. 3, 1(апв сг., Тгшшйаде З.С. Вгахй'в васоЬо) ргокгагп, Сйет. Еид. Ргодг., 75, !! — !9 (1979). 4 Мапйе!в М., Нопгх 1, Ь)увггош 3. Епкушапс Ьудго!ув)в оГ сиавге сейп)ове, В!овесй. В)ееп., 16, !47! (!974). 5. ОгегЫе!и Н. Е. Сошрипвоп оГ Гйе есопописв оГ всей впд епвугпвцс иудео!увп оГ пеперг)пг, В)е!егь. В!оеид., 20, 503 (1978). 6. Вгапйг Р., Нопгх Ь., Мапйе!в М. Епв!пеег!пк мресгв оГ гйе епвупсвйс сопвегиоп оГ свавге се1!п!ове го 81псове, Атегнаи Гивщиге гд" С)ит!са! Еидтеегв Яутропти Кенев, 69, 133, 127-133 (!973). 7.
Вгапсй Р. Ьопй-гепп сЬапйев аге ровтЫе ш егбу1епе Геейвгос)гв, Ог! 6ав А, 77, 6, 5! — 56 (ГеЬгпагу 5, !979). 8. Бсйейег%.А. Егйапо! ав а гепесиаЫе епегйу вопгсе ш ащопюбге Гпе1 )с)евгав)га ОАЯОНОЬ, ргшепгес) в! йге Вгопе й %геЬвгег 1пгепгагюпа) ВюсЬеппса! Бушройшп, Тогопго, Сапайа, ОсгоЬег, !977. И1 339 технические н экономические аспекты Дж. Радович" Технические и экономические аспекты Технические аспекты переработки биомассы в топливо Материальный баланс представляет собой математическую формулировку закона сохранения массы применительно к процессам, приводящим к изменению химических н физических параметров системы. По существу это учет всех поступающих в систему и выходящих иэ нее потоков (матерналов), прн этом границы системы должны быть определены. Анализ материального баланса позволяет определить расходы или количество неизвестных потокоц выявить неполноту илн неточность данных н спроектировать оборудование.
1. ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ И ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ Обобщенное уравнение материального баланса имеет вид Накопление мас- Масса, поступаю- Масса, выходящая сы в пределах = щая в систему — за пределы систе- + системы мы Масса, образую- Расходы массы +щаяся в прелелах — в пределах (1) системы системы Процесс превращения биомассы в топливо часто происходит в стационарном режиме, и в этом случае левая часть равенства (!) равна нулю. Если переработка биомассы не сопровожлается химическими реакциями (например, сушка н перемешивание), то третий и четвертый члены в правой части уравнения (1) также равны нулю.
Примеры составления и анализа материального баланса различных систем приводятся в работах (1 — 3!. 1.1. Границы системы и состав системы Рассматриваемая система должна охва~ыва~ь все стадии переработки биомассы-от доставленного к воротам завода сырья до подготовки по- " тоЬв М. КабомсЬ, КсЬоо! о! СЬепцса! Еаяшеегшя ацц Ма1ег!ай бс(епсе, ()ппегэйу о! ОваЬоша, !Чогшаа. лученного продукта для транспортирования потребителю.
В связи с этим важно точно определить пределы этих границ. Материальный баланс определенных сне~ем может быть записан следующим образом: 1. Общий материальный баланс (по всем компонентам) всей системы. 2. Материальный баланс по химическим компонентам, т,е. общий материальный баланс может быль заменен балансом по одной из компонент. 3. Общий материальный баланс по каждой единице эехнологического оборудования, по комплекту оборудования (поцсистем) и по каждому смесительному пункэ.у в пределах системы, т.е. общий материальный баланс системы может быть заменен балансом подсистемы, а баланс подсистемы — балансом по оборудованию нли по пунктам смешения.
4. Материальный баланс по компонентам оборудования, пунктам смешения и подсистемам. Обпщй материальный баланс в этих случаях может быть замешен балансом по компонентам. Для составления материального баланса необходимы исконные данные, т.е. исходное количество материала, При анализе подсистем выбранная лля расчета база должна согласовываться с базои для всеи системы, Расчеты подсистем для удобства могут быть произведены отдельно, но полученные результаты до перехода к следующей подсистеме должны быть пересчитаны с учетом базы всей системы. Исполъзуемые в этих расчетах данные о составе должны быть тшателъно изучены. Для газов при о~носи~ельно низких давлениях (менее 1О ат) объемный процент эквивалентен мольному, а не массовому проценту.
Анализ состава может производиться с учетом воды и пара или в пересчете на сухое вещество. Предпочтительнее пользоваться данными о составе, отражающими количество всех компонент, посколъку в этом случае эти данные легко выразить в ',4 массы без компоненты х" по формуле ;: массы без Процентный сос~ав, включая все компоненты 'а . (2) компоненты х 100% — '„' х компоненты Аналогично поступают при анализе потоков твердых веществ или жидкостей. После этого данные о составе эвердых веществ ловольно просто пересчи~а~ь на обезвоженное или обеззоленное вещество или исходя из какой-либо другой основы.
1.2. Химические реакции н выходы Если реакции происхозят в пре генах системьь то химические уравнения пишутся для каждой реакции. С помощью такого уравнения, характеризующего равновесное состояние, можно получить необходимую информацию о количестве требующихся для расчета массы реагирующих ве- 340 341 Ч ъП) Технические и экономические аспекты Таблица 1. Основные и производные единицы системы СИ [43 Дртпм внннмвм вн и си наиманованва >он. Обо«и. нанмнвованио Длина Метр Масса Килограмм Время Секунда Термодинамическая температура Кельвин Количество вещества Моль Сила Ньютон Давление Паскаль Энергия, работа, количество тепла Джоуль Мошность Ватт Плотность теплового потока Теплосмкость, энтропия Удельная тсплоемкость, удельная эн- тропия с К кгм/с« Н/мв Н м Дж/с Вт/м' Дж/К Дж/кг. К Н Па Дж В Таблица 2.
Коэффициенты для пересчета английских мер в единицы системы СИ МНОИИ«ОН«ИМЯ «оафраннаи ааииниа СИ Ан«вино«вн марв Пример 1. Газификаторы с воздушным дутьем [51. Материальный баланс лля систсмьс находящейся в стационарных условиях, можно выразить в виде «Общая поступающая масса = Общая выходящая масса».
Границы системы для газификатора и конденсатора показаны на рис. 1. Данные о материальном балансе приведены в табл. 3. Такой материальный баланс содержит ограниченную информацию; составы поступающих н выходящих потоков неизвестны. В связи с тем что происходпт химическая реакция с образованием водяного пара, нельзя однозначно сказать, какая вода выходит из конденсатора — подведенная няи образующаяся из водяного пара.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
