close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

...(карантина) по гриппу и ОРВИ на территории ЗАТО;pdf

код для вставкиСкачать
Основные
направления
совершенствования
биогазовых
технологий
к.т.н. Ковалев Д.А., к.т.н. Гладченко М.А.
Технологическая схема
производства биогаза
5
1
3
4
6
2
7
8
1- животноводческое помещение; 2- навозоприёмник; 3- насос; 4- метантенк;
5- газгольдер; 6- теплообменник; 7- котел; 8- навозохранилище.
Недостатки традиционных систем анаэробной
обработки навоза
• значительный объем реактора, что требует значительных
•
•
•
•
•
затрат на изготовление и монтаж оборудования.
длительный период запуска, связанный с необходимостью
накопления требуемого количества биомассы.
высокая чувствительность системы к внешним воздействиям,
связанная со свойствами анаэробного консорциума
микроорганизмов, а также с тем, что обработка происходит в
одном объеме.
низкая производительность, связанная с низкой
концентрацией активной анаэробной микрофлоры в
реакторном пространстве и ее постоянным вытеснением
свежей порцией, поступающей на обработку.
нестабильность состава биогаза за счет колебаний
концентрации активной анаэробной микрофлоры в
реакторном пространстве.
невозможность использования обработанного навоза
(эффлюента) в качестве удобрения круглогодично, что
приводит к необходимости строительства хранилищ
эффлюента, которые в свою очередь удорожают строительство
и не обеспечивают требуемого качества хранения.
Основные направления совершенствования
биогазовых технологий
• создание типовых блочно-модульных
•
•
•
технологических линий непрерывного
действия с использованием
высокоэффективных анаэробных
биореакторов полной заводской готовности;
применение высокоэффективных
технических средств рекуперации тепловой
энергии;
использование физико-химических и
биохимических методов предварительной
подготовки сырья;
использование новых видов сырья.
Биогаз к
потребителю
1
Принципиальная схема
реактора – модуля
1- газгольдер;
2
2- устройство загрузки;
5
3
3- подвод и отвод
теплоносителя;
4- несущая рама;
5- устройство выгрузки;
6
8
6- теплообменник;
7- эжектор;
7
4
10
9
3
8- теплоизоляция;
9- патрубок подвода
перемешивающего
агента;
10- датчик контроля
температурного режима.
5
6
7
8
9
11
10
биогаз
4
2
3
1
Твердая фракция
на
компостирование
12
Биогаз на
тепловые нужды
фермы и
метантенков
Технологическая схема биогазового комплекса БГУ МТ-6
1- навозоприемник; 2- центрифуга; 3- промежуточная емкость; 4- трубопровод подачи навоза;
5,6,7,8,9,10- модули биогазового комплекса; 11- хранилище сброженного навоза; 12газгольдер.
Циркуляция биогаза
5
7
6
1
Горячая
вода
3
Электроэнергия
2
Навоз с
фермы
4
Сброженный
навоз
Принципиальная схема биогазовой установки блочно-модульного типа
1 – реактор-модуль; 2 – газгольдер; 3 – устройство загрузки;
4 – хранилище сброженного навоза; 5– компрессор биогаза;
6 – мембранная разделительная установка; 7 – когенерационная установка
Биогазовая установка БГУ МТ 1
Производительность –
6,5 тонн в сутки
Объем реактора – 67 м3
Режим обработки –
термофильный
Способ перемешивания
– гидравлический
Выход биогаза – 100 м3
в сутки
Годовой объем работ –
2372 тонн в год
Блочно-модульный принцип построения типовых
технологической линии, на базе усовершенствованных
биореакторов с высокой степенью заводской готовности
позволит:
• варьировать различные
схемотехнические решения линий;
• сократить затраты на монтаж
оборудования;
• повысить надежность и
эффективность процесса.
• упростить запуск линии и выход на
проектную мощность.
Энергия на
собственные нужды
4
Исходный
навоз
Биогаз
3
Воздух
2
Товарная энергия
5
Эффлюент
1
Отходы
Субстрат
Принципиальная технологическая схема линии утилизации навоза с аэробноанаэробной обработкой.
1- отделитель грубых включений; 2- аэробный биореактор;3- анаэробный
биореактор; 4- энергоблок; 5- отстойник-сгуститель эффлюента.
Аэробная термофильная предварительная
обработка навоза позволяет осуществить:
• предварительный нагрев субстрата до
•
•
термофильных температур, что позволяет
избежать наиболее энергоемкой и
материалоемкой операции анаэробной стадии
- нагрева исходного субстрата до рабочих
температур, и повысить тем самым выход
товарного биогаза;
интенсификация сопряженного процесса
анаэробной конверсии вследствие
растворения (гидролиза) органического
вещества исходного субстрата;
повышение надежности процесса анаэробной
конверсии за счет увеличения рН
обработанного субстрата.
Биогаз
Исходный
субстрат
2
6
5
1
11
Осветленная
фракция
7
4
10
4
4
9
8
13
12
S
Биогаз
3
Сгущенная
фракция
Технологическая схема системы теплоснабжения биогазовой установки.
1 – емкость предварительного нагрева; 2 – насос загрузки; 3 – блок утилизации теплоты
от ДВС; 4 – насос циркуляции теплоносителя; 5 – теплообменник блока-модуля; 6 –
анаэробный биореактор (4 блока-модуля); 7 – отстойник эффлюента; 8 – насос
перемешивания субстрата; 9 – компрессионный тепловой насос; 10 – теплообменникохладитель; 11 – теплообменник-нагреватель; 12 – ДВС; 13 – электрогенератор.
Преимущества применения средств рекуперации
тепловой энергии на базе теплового насоса в
системе теплоснабжения биогазовой установки:
- Исключение затрат биогаза на нагрев суточной
-
дозы загрузки и компенсацию теплопотерь от
ограждающих конструкций реакторов, за счет его
прямого сжигания в водогрейном котле.
Уменьшение затрат биогаза на собственные
нужды (затраты на привод ДВС, от вала отбора
мощности которого работает тепловой насос).
Увеличение выработки электроэнергии.
Уменьшение времени осаждения эффлюента, как
следствие уменьшение массо-габаритных
размеров отстойника.
Получение тепловой энергии от системы
охлаждения ДВС в виде воды с температурой
100-95 0С.
4
2
Биогаз
6
5
1
8
900С
N2
Сток
3
Горячая вода
Воздух
7
10
Воздух
Электроэнергия
Метан
9
СО2
Схема производства энергии из лигниносодержащей биомассы
1 - бункер-дозатор; 2 – измельчитель; 3 – гидролизная установка; 4 – емкость-дозатор реагента; 5 – сепаратор;
6 – анаэробный биореактор второго поколения; 7 – биогазовый реактор; 8 – аэробный реактор
периодического действия; 9 – мембранная разделительная установка; 10 – когенерационная установка.
Результаты экспериментальных исследований по метановому
сбраживанию предварительно обработанной
лигниносодержащей биомассы
Окислительная деполимеризация лигниносодержащей биомассы проводилось путем каталитического
окисления, с использованием в качестве катализатора солей меди, в щелочной среде в диапазоне
температур от комнатной до 90 0C.
Субстрат - опилки 2,5 гХПК/л
CH4 практ
CH4 теор, мл
Эф-ть метаногенеза
40
80
60
30
40
20
10
20
0
0
0
4
8
12 16 20 24 28 32
Время, сут
100
100
Выход метана, мл
Выход метана, мл
50
120
CH4 практ
CH4 теор, мл
Эфф-ть метаногенеза
80
80
60
60
40
40
20
20
0
0
0
4
Эфф-то метаногенеза,
%
100
Эфф-то метаногенеза,
%
60
Субстрат - опилки 5,0 гХПК/л
8 12 16 20 24 28 32 36 40
Время, сут
Исследования по биоразлагаемости предобработанных опилок показали, что за 37
суток эксперимента эффективность метаногенеза составила от 56 % до 65 %.
Технические характеристики
биогазовых установок
разработанных ГНУ ВИЭСХ
Тип
установки
Количество и
объем
реакторов, м3
Вид
перерабатываемого
сырья
Производительно
сть по исходному
навозу или
помету, т/сутки
Общий
выход
биогаза,
м3/сутки
БГУ-2,0
1х2,0
Навоз КРС
0,1
1,5
БГУ-25
1х25
Навоз свиней, КРС,
помет птиц
1,5
20
БГУ-50
1х50
Навоз свиней и КРС,
помет птиц
3,0
40
БГУ-150
2х150
Навоз КРС и помет
птиц
25
300
БГУ-500
БГУ-1000
4х125, 1х500
2х500
Навоз КРС, свиней
40
80
400
900
Д.А. Ковалев
тел./факс. 171-13-72; 170-51-01; e-mail:[email protected]
Лабораторная биогазовая установка БГУ 0,25Л
для обучения специалистов (Орловский ГАУ, ЮКГУ г. Чимкент)
Экспериментальная биогазовая установка
БГУ -2У
демонстрационная зона ВИЭ г. Волгоград
Экспериментальная биогазовая установка
БГУ МТ 3 (ГНУ ВИЭСХ)
Метантенки БГУ 500 (Крым)
Производительность – 25 т в сутки
Объем реакторов – 4 х 125 куб. м.
Режим обработки – термофильный (нагрев
от солнечного коллектора)
Выход биогаза – 700 куб. м. в сутки
Перемешивание – гидравлическое
Комплект оборудования
биологической обработки стоков
(КОБОС)
Производительность – 10 т в сутки
Объем реакторов – 2 х 80 куб. м.
Режим обработки – термофильный
Перемешивание - механическое
Выход биогаза – 200 куб. м. в сутки
Сельскохозяйственные
ПРОДУКЦИЯ
КОРМА
ОТХОДЫ
предприятия
ЭНЕРГИЯ
БИОГАЗ
ПОЛЕ
УДОБРЕНИЯ
БГУ
НАВОЗОХРАНИЛИЩЕ
Спасибо за внимание!
Д.А. Ковалев
тел./факс. 171-13-72; 170-51-01; e-mail:[email protected]
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа