Электроснабжение / Lektsia_5_SB

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

12.03.2016

Размер:

11.02 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1415 / 1715 16 17 > Следующая >>>

№5 Возобновляемые источники энергии

Биогаз – это горючая газовая смесь, состоящая из 50–70% метана (CH4), которая образуется из органических субстанций в результате анаэробного и микробиологического процессов. Также в состав биогаза входят 30 – 40% углекислого газа (CO2) и небольшие количества сероводорода (Н2S), аммиака

(N2),	водорода (H2) и оксида углерода (CO).	.
В	связи с достаточно высоким содержанием энергии, биогаз	можно

использовать в качестве энергоносителя для производства электроэнергии и тепла. Содержание энергии в биогазе напрямую зависит от количества метана. Из одного м³ метана можно получить почти десять (9,94) киловатчасов электроэнергии. Если предположить, что в биогазе содержится 60% метана, то из одного м³ биогаза можно получить около шести киловат-часов электроэнергии. .

Биологическое образование метана это натуральный природный процесс, который протекает везде, где во влажной, без доступа кислорода среде, под действием метанобразующих бактерий разлагается органический материал. Например, в погибающих от заиления озерах, в желудочном тракте жвачных животных, компостных ямах или на рисовых полях.

Астахов С.М.

№5 Возобновляемые источники энергии

Образование биогаза

Образование биогаза можно разделить на четыре фазы: Гидролизная фаза. Во время протекания гидролизной фазы, в результате жизнедеятельности бактерий, устойчивые субстанции (протеины, жиры и углеводы) разлагаются на простые составляющие (например аминокислоты, глюкоза, жировые кислоты).

Кислотообразующая фаза. Образованные во время гидролизной фазы простые составляющие разлагаются на органические кислоты (уксусная, пропионовая, маслянная), спирт, альдегиды, водород, диоксид углерода, а также такие газы как аммиак и сероводород. Этот процесс протекает до тех пор, пока развитие бактерий не замедлится под воздействием образованных кислот.

Ацетогенная фаза. Под воздействием ацетогенных бактерий, из образованных во время кислотообразующей фазы кислот, вырабатывается уксусная кислота.

Метаногенез. Уксусная кислота разлагается на метан, углекислый газ и воду (Уксусная кислота --> CH4 + CO2 + H2O). Водород и углекислый газ преобразуются в метан и воду (CO2 + 4H2 --> CH4 + 2H2O).

Астахов С.М.

№5 Возобновляемые источники энергии

Процесс получения биогаза и энергии

Астахов С.М.

№5 Возобновляемые источники энергии

Пока мы имеем дело, как правило, лишь с экспериментальными образцами. Например, биогазоэнергетический модуль "БИОЭН-1". На его базе построена первая биоэнергетическая мини-тепло-электростанция, с попутным производством органического удобрения, в Агроплемфирме «Искра» Московской области. Одним словом, разработки есть, но дальше опытно-эсперементальных установок дело не идёт. Хотя возможности для использования таких энергоустановок в нашей страны очень велики.

Астахов С.М.

№5 Возобновляемые источники энергии

"БИОЭН-1" предназначен для полностью автономной работы в любых регионах России, где нет централизованного энергоснабжения. Он предназначен для переработки в сутки от 500 кг до 1 т органических отходов

(навоза,	фекальных стоков, растительных остатков, твердых бытовых
отходов)	и	получения биогаза (20-40 куб.м/сут.), электроэнергии (40-80
кВт. ч/сут)		и тепловой энергии (400-800 тыс. кДж/сут.). Кроме этого

производится 0,5-1 т жидких экологически чистых органических удобрений. Комплект "БИОЭН-1" включает 2 биореактора-метантенка с общим рабочим объемом 11 куб.м, 2 газгольдера мокрого типа объемом 12 куб.м, электрогенератор с установочной мощностью 4 кВт, отопительный газоводогрейный аппарат мощностью 23 кВт, бытовую газовую плиту, беспламенную каталитическую грелку мощностью 5 кВт, механизм подготовки и загрузки сырья. Дополнительно еще может входить центрифуга производительностью 1-3 куб.м/ч сепарируемой жидкости. Загрузка сырья механизирована. Температура ферментации +53±2 град.С. Затраты всех видов энергии на поддержание необходимого температурного режима при условии размещения реакторов в помещении составляет 25-30% выработанной энергии. "БИОЭН-1" транспортируют на двух КамАЗах или ЗИЛах с полуприцепами.

Астахов С.М.

№5 Возобновляемые источники энергии

Модуль "БИОЭН-1" обрабатывает отходы от 25-30 голов КРС или 250-300 голов свиней, или от 2500-3000 голов птицы и работает в автономном режиме, независимо от централизованного энергоснабжения. Эта система получила второе техническое название: мини-теплоэлектростанция на отходах. .

Модуль перерабатывает в сутки до 1 т отходов при влажности 85 % и вырабатывает:

до 40 куб.м биогаза (60 % метана) или до 80 кВт/ час электрической энергии напряжением 220 в, 50 Гц или до 230 кВт/ час тепловой энергии, до 1 т жидких органических удобрений.

Собственные потребности в энергии на поддержание оптимальной температуры процесса (52-53 град. С) составляют не более 30-35 % Модуль "БИОЭН-1" может собираться в батареи из 2, 3 и 4 комплектов для обработки отходов от 50 - 100 голов КРС или 500 - 1000 голов свиней, или

5000 - 10000 голов птицы. .

С работой БИОЭН-1 можно ознакомиться на животноводческом комплексе "Поярково" агроплемфирмы "Искра" Солнечногорского района Московской области.

Астахов С.М.