1598005442-bd41ad96c45193b3fdd4d03a682e8790 (811217), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Были предложены и испытаны другие типы реакторов 1автоклавов) — клеточно-рецнркуляционный (контактный) реактор, анаэробные фильтры, реакторы с псевдосжиженным слоем и с восходящим взвешенным слоем осадков. Последний тип получил распространение, так как флокулированная биомасса остается в реакторе, сток является сравнительно чистым, а закачка сырья, служащего пищей микроорганизмам, проводится в основание реактора.
При такой конструкции время нахождения жидкости в реакхоре значительно короче, однако эта конструкция пригодна только для обработки растворов и суспензий с низким содержанием органического вещества. Такая технология больше подходит для очистки сточных вод, чем для производства биотоплива. Хранение биогаза обычно считается крайне дорогостоящим. Стоимосхь газометров может в 4 раза превышать капитальные затраты на строительство самого реактора, поэтому газ должен быть или немедленно использован, или удален.
Газ используется прежде всего для нагревания реактора до рабочей температуры. В Великобритании эхо требуется ,делать круглый год, и зимой часто возннкаех иеобходимоеть дополни. тельного подогрева а использованием природного или сжиженного нефтяного газа. При наличии излишков биогаза последдий может быть использован в силовых установках или в качестве топлива для двигателей.
Для нагрева автоклавов могут также быль использованы вода, охлаждающая генераторы, или выделившаяся теплота. Состав биогаза 1табл. 30) делает его малопригодным для подобного использования, так как он высокоагрессивен и приводит к разрушению большинства обычных насосов и трубопроводов. Сероводород способствует коррозии двигателя и должен быть удален; диоксид углерода и влага, содержащаяся в газе, снижают ценность топлива для двигателей внутреннего сгорания, которые не будут работать на смесях, содержащих более Таблица 30.
Состав газа, выделяющегоси лри анх робном разложении 20-80 15 — 16 2-3 0,5 — 1 До! Метан Двуокись углерода Вода Азот Сероводород 62 45% СОз. Однако теплотворная способность биогаза обычно достаточна для использования его в модифицированных бойлерах, дизельных и карбюраторных двигателях, устанавливаемых, в частности, на крупных очистных сооружениях.
Для транспортных средств необходимы компрессоры для снижения объема газа до приемлемого уровня. Опасности, связанные с использованием биогаза. Следует упомянуть о двух важных обстоятельствах, связанных с подготовкой и использованием биогаза при самостоятельном его изготовлении. Во-первых, смесь метана с воздухом взрывоопасна, и, во'вторых, что более серьезно, сероводород, присутствующий в биогазе, крайне токсичен. В промышленных условиях принимаются сс1ответствующие меры безопасности, однако недостаточно осторожное обращение с этим газом может оказаться роковым. Удаление сброженного осадка. Заключительной проблемой,'связанной как с использованием энергии, так и с охраной окружающей среды, является удаление осадка из автоклава, объем которого может достигать 50 — 60% исходного количества твердых частиц; что касается коммунальных отходов, то этот объем составляет 10 — 15%.
Там, где возможно, ети осадки вносят в почву как удобрения, правда, использовать их на тяжелых глинах и заболоченных почвах не рекомендуется. Возможно, возникнет необходимость транспортировки сброженных осад- З.б. РАСТИТЕЛЬНЫЕ МАСЛА Масла, парафин, смолы и другие растворимые в растворителях соединения встречаются во всех растениях. Маслянистые соединения могут составлять до 40 — 50% биомассы, и они относительно легко экстрагируются. Зтн соединения — сырье для многих отраслей мировой промышленности 1табл. 31), Онн используются человеком в пищу, в качестве корма для животных, пищевых добавок, душистых веществ, а также как сырье для производства широкого ассортимента товаров.
Однако объем этой продукции и ее энергоемкость малы по сравнению с продукцией минералвных масел. Растениеводческая наука оказала значительное Таблица 31. Продукция отраслей промышленности, производящих растительные масла, парафин и смолы Продукт Примерное производство, млн, т в год 60 4 1 Незначительное, не отдельных л едлриятиях а отдельных предлриятиих до 4000 т в год Растительные масла Природный каучук Тяллавое масло Медицинские и лаковые смолы Эфирные масла 63 ков в места отсыпки грунта и к морю.
Для сокращения транспортных расходов используется отстаивание, коагуляция и другие методы обезвоживания. Содержание меди, цинка и других токсичных металлов.в сброженном осадке затрудняет его иедользование в качестве удобрения. Имеются предложения по переработке осадка в корма для животных; технически это осуществимо. Были проведены некоторые эксперименты по включению осадка в корма, однако сомнительно, чтобы это соответствовало критериям, определяюшим требования к здоровью животных и вкусовым качествам корма..Экстрагирование и очистка белкового компонента осадка, по.видимому, нерентабельны. Места отсыпки грунта.
Основная масса городских отходов в развитых странах удаляется путем их транспортировки в места отсыпки грунта, где находятся свалки мусора. Эти свалки представляют собой гигантский биореактор, загруженный сырьем при фактически нулевой стоимости. Метан, медленно образующийся в биомассе, может быть собран и использован аналогично тому, как это имеет место в обычных реакторах. Экономика этого процесса будет рассмотрена позднее; по имеющимся данным, она значительно более благоприятна, чем при использовании реакторов интенсивного типа. Таблица 32. Типичные соединения линидной франции биомассы Природные лнпнды Присутствующие химические типы Растительные масла Парафины Природный каучук Таллоеое масло Триглицериды Алланы и жирные сложные эфиры Полииэопрен Альфа-лицея, абиетинован кислота, олеиноеая кислота Гераннол, Е-монгол и т.
д. Неизвестен, по-видимому, анапоги- ченлбиетиновой кислоте Эфирные масла Смолы Типы масел. Ресурсы сырой биомассы как сырья для производства растительного масла можно разделить на две широкие группы: сельскохозяйственные кулыуры, например соя, подсолнечник, рапс, и древесные культуры, например масличная и кокосовая пальмы. Возделывание последних в основном ограничено жарким климатом и является трудоемким, так как урожай убирают вручную, а выращивание и сбор семян масличных культур проводятся при высоком уровне механизации. В таблице ЗЗ суммировано годовое производство масла в результате влияние на географическое распределение, урожайность и стойкостЬ культур многих видов, дающих маслоподобные вещества.
В качестве примера можно привести такие достижения йашего столетия, как попучение соевого, сурепного, таллового масла и каучука. Процесс зкстрагирования высококалорийных растительных компонентов относительно прост и находит широкое применение. Химия. Масла, парафины и смолы в растениях характеризуются почти таким же сложным химическим составом, как и состав сырой нефти.
Типичные молекулы масляно-растворимой фракции биомассы показаны в таблице 32. Алканы, изоалканы, нафтены и сложные эфиры характеризуются различной степенью ненасыщенности и замещения в различных ядрах полициклического соединения. Сильно насыщенные высокомолекулярные соединения могут находиться в твердом состоянии (например, парафины), в то время как полимеризованные углеводороды могут быть эластичными (например, природный каучук, или гуттаперча). Включение кислорода в углеводородный скелет ведет к увеличению растворимости соединения в воде и появлению смолоподобных свойств (например, смолы) .
Наиболее полезными соединениями с точки зрения использования их как топлива являются, однако, смеси жидких углеводородов. В значительной мере зти соединения представлены триглицеридами со средней длиной цепи (Са — Сто), а также насыщенными и ненасыщенными жирными кислотами. Таблица ЗЗ. Мировое производство растительных масел Масличная пальма Кокосовая пальма Тунг Маслина 4,1 2,7 1,1 1,5 Соя Арахис Хлопчатник Подсолнечник Раис другие 10,0 3,5 3,0 3,7 2,6 2,3 возделывания древесных и сельскохозяйственных культур.
В условиях умеренного климата наиболее важной культурой является соя, а в тропиках — пальма„в северных районах умеренной зоны рапс — часто единственная масличная кулыура, возделывание которой оказывается экономичным. Талловое масло, скипидар и канифоль получают в значительных размерах из мягкой древесины в процессе варки целлюлозы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
