114 Просмотров

Традиционные биогазовые установки (Часть 7)



Из Рубрики: Альтернативная энергетика

Метки:

Продолжение: часть 7  (6 часть здесь)

Пример – В 1 т подстилочного навоза содержится 5,1 млн семян сорняков. Для оценки качества такого навоза по предлагаемой шкале 5,1 млн разделить на 10, получим 510 тысяч. Содержание семян сорных растений в таком навозе оценивается в 3 балла (высокий запас семян). Следовательно, внесение такого навоза в почву создает сильную засоренность посевов.

Исходя из этого самое главное — разработка и регистрация стандарта предприятия на эффлюент (effuent) — органическое удобрение, полученное в результате анаэробной переработки органических отходов в метантенках (фугата (fugat) – жидкой фракции эффлюента, шлама (schlam) – твердой фракции эффлюента) (ГОСТ Р 52808-2007).

Ведь только при условии надлежащей реализации эффлюента возможен коммерческий успех любого биогазового проекта.

Для успешной эксплуатации БГУ, необходимо:

заключение долгосрочного договора на утилизацию органических отходов 3 и 4 класса опасности согласно Постановлению от 12 июля 2003 г. №344;

заключение долгосрочного договора с сетью оптовой и розничной торговли на покупку органических удобрений по ценам, соответствующим цене замещаемым минеральным удобрениям с учетом класса опасности (гигиенический сертификат) в т.ч. для комнатных растений.

Для этого необходимы разрешительные документы (таблица 7).

Таблица 7 – Перечень необходимых разрешительных документов (гигиенических сертификатов) для использования в личных целях и реализации на потребительском рынке продукции, вырабатываемой биогазовыми установками.

Вид (тип удобрения) Вид разрешительного документа Примечание
фугат (fugat) – жидкая фракция эффлюенташлам (schlam) – твердая фракция эффлюента Сертификат* Для термофильного режима ферментации
фугат (fugat) – жидкая фракция эффлюенташлам (schlam) – твердая фракция эффлюента Сертификат* Для мезофильного режима ферментации
*ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной микробиологии РАСХН. Агрофизический научно-исследовательский институт РАСХН.(разработка технологии производства Комплексных микробиологических удобрений из переброженной массы БГУ. Лабораторные исследования отходов, почв, удобрений, сертификация биоудобрений)

В качестве разрешительных документов (заключений, рекомендаций) ряд организаций использует:

санитарно-эпидемиологическое заключение Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека;

протоколы испытаний аккредитованных лабораторий и центров экспертизы;

рекомендации и заключения ведущих научно-исследовательских организаций, в том числе Заключение Российского Государственного Аграрного Университета – МСХА имени К.А.Тимирязева;

заключение экологического факультета Российского Университета Дружбы Народов.

Исходя из проведенного анализа, перспективным представляется, более расширенное использования солнечной энергии, аккумулированной солнечным соляным прудом, по сравнению с приведенным в [4].

Энергию солнечного соляного рва (пруда в форме кольца, охватывающего придонную боковую поверхность метантенка) можно использовать для подогрева субстрата и для больших биогазовых установок (рисунок 4).
skhema-metantenqa.png

Метантенк 1 (рис. 4) размещен на дне пруда 2, в который поступает прямое солнечное излучение 3 и отраженное от боковой наружной поверхности метантенка 1 солнечное излучение 4.

Поддержание необходимой температуры ферментации в метантенке 1, за счет использования солнечной энергии (теплоты рассола рва 2) обеспечивается следующим образом.

При заполнении наружного 6 и внутреннего 7 кольцевых зазоров водой поступление тепла из солнечного соляного пруда 2 к субстрату 5 в метантенке 1 максимально. Это обеспечивает, при необходимости, ускоренный нагрев сырья до требуемой температуры ферментации. После нагрева субстрата до требуемой температуры, производится слив воды из наружного 6 или внутреннего 7 зазоров, и их осушение. В результате интенсивность поступления тепла из солнечного соляного пруда 2 через воздушные зазоры 6 и 7 уменьшается в десятки-сотни раз, по сравнению с тем, когда они были заполнены водой. Можно осушать и один из зазоров.

Дальнейшее поддержание температуры субстрата в требуемых пределах можно обеспечивать как за счет синхронного регулирования подачи «горячего» сырья и отвода эффлюента, так и за счет периодического заполнения зазоров 6 и 7 водой и создания в этих зазорах низкого вакуума.

Такая комбинированная установка генерации биогаза может обеспечить работу метантенка 1 в термофильном режиме, в первую очередь в странах с жарким климатом (Кыргызстан, Узбекистан, Таджикистан) без затрат вырабатываемого биогаза на собственные технологические нужды. Это очень актуально, если затем биометан используется в качестве моторного топлива, для обжига кирпича, освещения, для производства асфальта, выработки пара и для других технологических процессов, где нужна температура намного превышающая 100 ⁰С.

В зазоре 6, при осушенном зазоре 7, в течение всего летнего периода можно подогревать воду для приготовления субстрата.

Кроме того в зазоре 6, при осушенном зазоре 7, можно подогревать воду весной, для использования при поливе в теплицах и парниках, обеспечивая поддержание в них приемлемую температуру не только воздуха но и грунта, т.к., например, в мае естественная средняя месячная температура почвы на юге Омской области на глубине 0,4 м составляет 8,7 ⁰С, на глубине 0,8 м — 5,1 ⁰С, а на глубине 1,6 м — всего 0,9 ⁰С.

При осушенном зазоре 6, прокачкой холодной воды по зазору 7 можно охлаждать субстрат.

Для более эффективного аккумулирования солнечной энергии солнечным соляным рвом, с северной стороны метантенка 1 (рисунок 4) надо установить отражатель 9 (концентратор солнечной энергии), который будет направлять отраженное солнечное излучение в северную часть рва (пруда) в наиболее солнечное, полуденное, до и послеполуденное время.

Использование в технологическом производстве биогаза солнечной энергии позволяет обеспечить его летнее и осеннее производство с наибольшей эффективностью, что особенно важно в районах, отрезанных от крупных энергетических центров из-за разлива рек, бездорожья и т.д.

БГУ такого типа позволят более эффективно обеспечивать, за счет вырабатываемого удобрения подержание плодородия почв, предотвращать свободную эмиссию биометана в атмосферу.

Прибыть от эксплуатации БГУ зависит от многих факторов, включая продажи «побочных» продуктов. Самую значительную прибавку к прибыли от продажи биометана можно получать от реализации жидких удобрений, поскольку это высоколиквидная продукция, пользующая постоянным спросом. Спрос на удобрения есть всегда, поскольку непреложным фактором функционирования аграрной биосистемы является баланс между внесением в почву и выносом из неё энергии в виде питательных веществ: внесение их должно быть не менее выноса.

При выработке биогаза использование солнечной энергии для подогрева субстрата в большом метантенке позволит летом и осенью применять термофильный режим ферментации, В этом случае при том же объеме метантенка выход биогаза увеличится в 1,5 – 2 раза.

 

Выводы

Стоимость БГУ с солнечным соляным прудом значительно ниже стоимости традиционной БГУ, при одинаковых объемах метантенков. При этом использование термофильного режима ферментации в них дополнительно ведет к снижению стоимости 1 кВт их установленной мощности.

За летний период эксплуатации БГУ с ССП, при работе большую часть времени в термофильном режиме, можно получать больше товарного биогаза, по сравнению с традиционной БГУ.

Поскольку эффективность обеззараживания удобрения у БГУ с ССП выше, то и доход от реализации удобрений будет также выше.

Модернизация с использованием солнечного соляного пруда БГУ, позволит уменьшить вес удельных капитальных затрат в 1,5 – 2 раза (в расчете на единицу мощности) и повысить рентабельность биогазовых проектов.

Перспективным представляется использования энергии солнечного соляного рва, пруда — в форме кольца, для подогрева и поддержания температуры ферментации субстрата в БГУ больших размеров.

 

Список использованной литературы

 

1 Ковалев А.А. Повышение энергетической эффективности биогазовых установок Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук, Москва – 2014.

2 Осадчий Г.Б. Гелиометантенк-реактор биогазовой установки // Промышленная энергетика. 2006, №12, С. 42 – 43.

3 rusnauka.com›6_PNI_2011/Agricole/2_79078.doc.htm

4 Осадчий Г.Б. Солнечная энергия, её производные и технологии их использования (Введение в энергетику ВИЭ). Омск: ИПК Макшеевой Е.А., 2010. 572 с.

 

Автор: Осадчий Геннадий Борисович, инженер, автор 140 изобретений СССР            Тел дом. (3812)60-50-84, моб. 8(962)0434819,

E-mail: genboosad@mail.ru

Для писем: 644053, Омск-53, ул. Магистральная, 60, кв.17.



Другие записи из категории:

"Альтернативная энергетика":