Posted on

Содержание

Обоснование применения биогаза в качестве моторного топлива в фермерских хозяйствах

Одной из основных задач при эксплуатации автотранспорта является разработка мероприятий по защите окружающей среды от токсичных компонентов выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания (ДВС). От ДВС на жидких топливах агрессивных выбросов получается намного больше, чем от газовых ДВС. Таким образом, использование газового топлива в ДВС является весьма актуальной задачей.

Биогаз один из наиболее экологически чистых топлив для транспортных средств, поскольку производит минимальный объем выбросов по двуокиси углерода и твердым частицам. Газовый двигатель работает тише, уменьшаются вибрации, что способствует улучшению условий труда водителей. [2, 6, 7]

Эффективность биогаза как моторного топлива зависит от содержания метана и отсутствия таких вредных примесей как: сероводород, аммиак, углекислый газ и влаги. Их наличие способствует образованию коррозии металла, засорению и быстрому износу деталей и узлов агрегата. Именно по этой причине, до начала применения в ДВС, биогаз следует подвергнуть тщательной очистке. [11, 12]

Новизна исследований заключается в том, что в качестве основного фильтрующего элемента предлагаем использовать природный минерал цеолит, добываемый на Хонгуринском месторождении Сунтарского района Республики Саха (Якутия). [3, 9, 10]

Наличие полостей и каналов в микроструктуре цеолитов, а также достаточно большая свобода движения катионов и молекул воды определяет уникальные свойства цеолитов. Обезвоженные путем нагревания цеолиты приобретают способность адсорбировать внутрь структуры молекулы различных веществ, которые по своим размерам не превышают диаметр входных пор-окон. В водной среде цеолиты легко обменивают свои катионы на другие, находящиеся в растворе. В процессах адсорбции и ионного обмена цеолиты проявляют тенденцию к избирательному поглощению одних ионов или молекул перед другими. При изменении внешних условий адсорбированные молекулы могут быть удалены из цеолитов, а обменные катионы заменены другими, в результате чего цеолиты регенерируются и могут работать в цикличном режиме. [7, 8, 15]

Для использования биогаза в ДВС следует вначале очистить его от вредных примесей. Во вторых – следует довести содержание метана в биогазе до 80% и выше.

Наиболее простым и экономичным способом очистки биогаза является сухая очистка в специальном фильтре. В качестве адсорбера в котором применяется природный цеолит. [8, 9, 10]

Минимальная стоимость материалов, простота эксплуатации фильтра и регенерация адсорбера делают этот метод надежным средством защиты газгольдера, компрессоров и двигателей внутреннего сгорания от коррозии, вызванной продолжительным воздействием вредных примесей, содержащихся в биогазе.

Для анализа сорбционных свойств образец цеолита был измельчен и отсортирован на фракции.

Рисунок 1. – Модернизированный фильтр: 1 – корпус фильтра; 2 – природный цеолит; 3 — нижняя сетчатая перегородка; 4 – верхняя сетчатая перегородка; 5 – штуцер для подвода газа; 6 – штуцер для отвода газа.

 

 

При разработке фильтров использовали корпус от фильтра грубой очистки топлива КамАЗ-740. Фильтр состоит из одного отсека наполненного природным цеолитом. С обеих сторон он оснащен входным и выходным штуцерами. [13, 14, 16]

Принцип работы модернизированного фильтра следующий. К штуцеру 5 под давлением поступает неочищенный биогаз, который проходит по центральному каналу. Затем проходит через нижнюю сетчатую перегородку 3, поступает в слой фильтровального материала – цеолита 2, после очистки биогаз проходит через верхнюю сетчатую перегородку 4 и подходит к выходному штуцеру 6.

Средний уровень газификации в России составляет менее чем 70% в городах и не более 50% в сельской местности. Отмечают, что в ряде регионов страны степень газификации и вовсе составляет менее 10%. По данным имеющимся у «Межрегионгаза», такая ситуация с газификацией не редкость для многих субъектов Северо-Западного, Дальневосточного, Уральского и Сибирского федеральных округов.

Для России, которая является энергетической сверхдержавой в мире, складывается довольно уникальная ситуация, при которой применение современных биогазовых технологий становится не только выгодным, но и единственно возможным способом обеспечить свои энергетические потребности. [5, 19]

Постоянный рост цен на газ, а также полное его отсутствие во многих сельских местностях также подталкивают к развитию биогазовой индустрии.

В настоящее время в Якутии имеются трудности с доставкой традиционных видов топлив (уголь, нефтепродукты и т. п.) в отдаленные районы республики, а использование биогаза, частично может, обеспечит потребности сельских жителей, хотя бы в период распутицы – весной и осенью.

В сельской местности РС (Я) основным потребителем жидких топлив нефтяного происхождения является сельскохозяйственная техника. Даже частичный перевод этой техники на биогаз позволил бы снизить потребление жидких нефтяных топлив в отдалённых районах. Использование биогаза уменьшит затраты на традиционное нефтяное топливо. Основной экономический эффект от биогаза обуславливается возможностью перехода фермерских хозяйств на автономное энергообеспечение, что, снизит себестоимость сельхозпродукции.

Таким образом, перечисленные выше особенности биогаза позволяют сделать вывод о необходимости перевода парка сельскохозяйственной техники Республики Саха (Якутия) на биогаз.

Расчеты среднего объема вредных выбросов автотранспорта в атмосферу при работе на нефтяном топливе относительно СО показывают, исходя из парка сельскохозяйственной техники с бензиновыми ДВС Якутии, числа рабочих дней в году Д

раб.днейг – 305 [4] и среднесуточного пробега автомобилей, Lcc [3] 15857.938 кг/год.

Акцент ставится на автомобили «УАЗ», которые составляют 40 % парка сельскохозяйственной техники с бензиновыми ДВС Якутии. При их переводе на биогазовое топливо теоретический объем вредных выбросов СО, снизится на 5 969. 386 т/год.

Таблица 1.  Ожидаемый эффект при переводе на биогаз

Расчетные параметры

При работе на нефтяном топливе

При переводе 40% парка на биогаз

Количество автопарка, шт.

10 439

6257

Среднегодовой пробег, км/год.

487 936 560

304 263 120

Выбросы в атмосферу при работе на нефтяном топливе относительно СО, т/ год

15 857.938

9888.551

 

Биогаз содержит следующие компоненты: метан — СН4, водород — Н2, кислород — О2, оксид углерода — СО, сероводород — Н2S и др. [5]

Согласно ГОСТ 27577-2000 по физико-химическим показателям газ должен соответствовать требованиям и нормам, приведенным в таблице 2.

 

Таблица 2. Физико-химические показатели природного газа

Наименование показателя

Значения природного газа

Значения биогаза

Метод испытания

1 Объемная теплота сгорания низшая, кДж/м3, не менее

31800

32260

По ГОСТ 22667

2 Относительная плотность к воздуху

0.55-0.70

0.72

По ГОСТ 22667

3 Расчетное октановое число газа моторному методу), не менее

105

110

По п. 6.4

4 Концентрация сероводорода, г/м3, не более

0.02

0

По ГОСТ 22387.2

5 Концентрация меркаптановой серы, г/м3, не более

0.036

0

По ГОСТ 22387.2

6 Масса механических примесей в 1 м3, более

1.0

1.0

По ГОСТ 22387.4

7 Суммарная объемная доля негорючих компонентов, %, не более

7.0

6.6646

По ГОСТ 23781

8 Объемная доля кислорода, %, не более

1.0

0

По ГОСТ 23781

9 Концентрация паров воды, мг/м3, не более

9.0

0

По ГОСТ 20060, раздел 2

Примечание — Значения показателей установлены при температуре 293 К (20 °С) и давлении 0.1013 МПа.

 

Отсутствие химических связей между горючими компонентами в биогазовом топливе позволяет рассчитывать теплоту сгорания газового топлива по принципу аддитивности. Низшую теплотворную способность при нормальных условиях (273.16 К и 101 кПа) можно определить с помощью эмпирической формулы Д.И. Менделеева [1]

Следовательно, исходя из состава полученного биогаза (таблица 1) определим низшую теплоту сгорания по формуле:

Подставляя объемные доли компонентов биогаза, получаем низшую теплоту сгорания до очистки:

  

Относительная плотность смеси биогаза вычисляется по формуле [4]:

Поскольку биогаз получается из органических отходов, то его химический состав сильно отличается. Для сравнения теплотворной способности природного газа с разными видами горючих газов введено Число Воббе (Wobbe index). Природный газ с различным химическим составом и того же значения числа дает такое же количество тепла при сгорании в определенных условиях. [18] Определим число Воббе, характеризующее постоянство теплового потока, получаемого при сжигании биогаза разных содержаний метана:

Таблица 3. Расчетные характеристики биогаза

Концентрация метана и примесей

при соотношениях, %

Низшая теплота сгорания, МДж/м3

Плотность смеси биогаза,

кг/м3

Число Воббе, МДж/м3

50:50

21.18

1.237

21.06

60:40

21.56

0.916

21.45

70:30

25.13

0.855

26.73

80:20

28.69

0.79

32.60

90:10

32.26

0.72

39.83

 

Таким образом, из расчета видно, что после очистки биофильтром до содержания метана 80 и более % низшая теплота сгорания увеличивается на 11.077 МДж/м3.

По требованиям, предъявляемым к природным газам (ГОСТ 5542-87) установлено номинальное значение числа Воббе с отклонением от него не более ±5%, чтобы учесть неоднородность и непостоянство состава природных газов 39400–52000 МДж/м3. [5, 20]

Расчетные характеристики очищенного биогаза до содержания метана 80 и более % соответствуют требованиям, предъявляемым к природным газам. Следовательно, после очистки биогаза природным цеолитом можно использовать его, как моторное топливо.

 

Поделиться новостью:

Facebook

Вконтакте

Одноклассники

Twitter

Forestry/Биотопливный двигатель — Minecraft Wiki

Биотопливный двигатель поможет вам, если вы хотите освободиться от излишков саженцев и молока. Для включения он должен быть активирован сигналом красного камня, как и любой двигатель BuildCraft. Биотопливный двигатель не может взорваться от перегрева, наоборот, в начале работы ему требуется лава для нагрева.

Двигатель перегревается, если вся вырабатываемая энергия не будет успевать потребляться. По достижении критической температуры двигатель остановится, пока полностью не остынет.

Старая версия интерфейса (для версий мода менее 1.4.5.7).

Новая версия (для версий мода 1.4.5.7 и выше).

I Ёмкость ресурсов: Хранит горючее, используемое в двигателе. Новое горючее может быть использовано только после полного опустошения предыдущего. Поломка или перезапуск двигателя очищают все ёмкости.
II Ёмкость лавы: Лава требуется для запуска, перезапуска или постоянного снабжения теплом.
III Входящий слот: Принимает лаву, воду, растительное масло, мёд, молоко, биомассу и другое для пополнения соответствующей ёмкости.
IV Процесс горения: Показывает, как много потрачено единиц топлива.

ТопливоЭнергия 1000 mBМощностьТакты
Биомасса62.500 RF50 RF/такт1.250 (62.5 секунд)
Живица (Binnie’s mods)200.000 RF20 RF/такт10.000 (500 секунд)
Смола (Binnie’s mods)300.000 RF30 RF/такт10.000 (500 секунд)
Растительное масло75.000 RF30 RF/такт2.500 (125 секунд)
Молоко100.000 RF10 RF/такт10.000 (500 секунд)
Фруктовый сок25.000 RF10 RF/такт2.500 (125 секунд)
Вода10.000 RF10 RF/такт1.000 (50 секунд)
Биогаз62.500 RF50 RF/такт1.250 (62.5 секунд)
Мёд50.000 RF20 RF/такт2.500 (125 секунд)

Принимает по трубе:

  • Капсулы c любыми жидкостями (включая капсулы c водой и лавой из IndustrialCraft2, вёдра и колбу воды) — любая сторона, кроме той, куда он направлен.
  • Жидкости, используемые двигателем — любая сторона, кроме той, куда он направлен.

Извлечь ничего нельзя.

Биогазовые установки — Сферы применения газовых установок

Биогаз: высокоэффективная и рентабельная альтернатива центральному энергоснабжению

PowerLink предлагает долговечные и надежные решения для использования биогаза. Газ, являющийся побочным продуктом многих процессов в сельском хозяйстве, пищевой промышленности и промышленном производстве, используется сегодня в качестве топлива для генераторных установок на базе газовых двигателей.

Преимущества использования собственного биогаза на сельскохозяйственных электростанциях:

  • сокращение выбросов углекислого газа за счет разложения образующегося естественным путем метана;
  • рекламация ценных земель, которые обычно используются для очистки органических сточных вод;
  • отсутствие проблем с запахом и вредителями, сопряженных с разложением органического материала.
  • Первоначальные расходы могут обеспечить существенную экономию в долгосрочной перспективе и позволяют повысить уровень экологической ответственности.

Биогаз из возобновляемых природных ресурсов и биогазовые установки

Энергия, получаемая из биомассы, может внести значительный вклад в экологически чистое энергоснабжение. На данный момент биогаз отличается наибольшей эффективностью использования и обеспечивает наиболее полную реализацию энергетического потенциала биомассы.

Биогаз образуется в ходе анаэробного сбраживания органических материалов в ферментере биогазовой установки. Биогаз, состоящий преимущественно из метана и углекислого газа, образуется при анаэробном разложении органических отходов. Содержание метана (Ch5) в этом газе составляет от 45 до 70 процентов. При его горении выделяется столько CO2, сколько было поглощено растением во время роста. Блочно-модульные энергоблоки, работающие на биогазе, позволяют экономить выбросы, которые образовались бы при сжигании невозобновляемых энергоносителей.

Вместо неконтролируемого разложения этих отходов и высвобождения газов в атмосферу отходы помещаются в среду с пониженным содержанием кислорода, например в закрытый отстойник или надземный стальной резервуар. Метан, отбираемый оттуда, используется для производства электроэнергии или тепла.

В связи с наличием загрязнений и неоднородностью биогаза, как правило, требуется предварительная подготовка. Однако использование газового двигателя, созданного специально для работы на биогазе, позволяет снизить затраты на предварительную подготовку.

Наши газовые двигатели (генераторные установки) устроены таким образом, что в них может перерабатываться топливо с разным содержанием метана, что характерно для биогаза.

Газовые двигатели PowerLink созданы специально для сжигания биогаза:

  • насос системы вентиляции картера для откачивания потенциально кислотных картерных газов;
  • специально сконструированные, устойчивые к коррозионным элементам сердцевины интеркулеров, головки блока цилиндров, коренные и шатунные подшипники;
  • дифференцированная система охлаждения для эксплуатации при повышенных температурах воды в водяной рубашке для предотвращения конденсации вредных веществ.

PowerLink предлагает специальные газовые двигатели, работающие на биогазе, комплексные установки и контейнеры для когенерации. Все агрегаты отличаются наивысшим КПД в своих классах мощности. При этом PowerLink также предлагает необходимые компоненты системы для подготовки и очистки газа. При установке генератора в отдаленных районах вырабатываемая энергия может использоваться исключительно установкой.

Газопоршневые двигатели для мини-ТЭЦ на природном газе и биогазе — Журнал АКВА-ТЕРМ

Выход биогаза и электроэнергии из органического сырья

Наименование

сырья

Объем биогаза, м3, на тонну сырья

Выработка электроэнергии на тонну влажного сырья, кВт×ч

сухого

влажного

Навоз:

рогатого скота

куриный

 

210

340

 

25

10

 

50

140

Трава

500

110

220

Клевер

420

90

180

Зерновые культуры

650

250

500

Листва картофеля

500

110

220

Силос:

травяной

зерновой

 

450

590

 

190

200

 

380

400

Отходы:

биологические

пищевые

 

250

480

 

130

110

 

260

220

Примечание. По информационным материалам компании GE Jenbacher (Австрия).

В состав биогаза входят следующие компоненты: метан (СН4) как горючая основа, уг-лекислый газ (СО2) и сравнительно малое количество сопутствующих при получении биогаза примесей (азот, водород, ароматические и галогенные углеводородные соединения). В зави-симости от сырьевой базы, выход биогаза в процессе анаэробной деструкции может варьиро-ваться. В табл. 1 приведены некоторые оценочные величины по этому показателю, а также по удельной выработке электроэнергии из расчета на единицу первичного органического сырья в системе «биогазовая установка–биогазопоршневая электростанция».

Непосредственно технологии когенерации и тригенерации на газопоршневых элек-тростанциях базируются на использовании водогрейных котлов-утилизаторов и абсорбцион-ных холодильных установок. Последние обеспечивают возможность полезной утилизации теплоты выхлопных газов от газопоршневого двигателя, снижая их температуру при сбросе в атмосферу. Кроме этого, конструкции современных газопоршневых двигателей допускают возможность полезного использования низкопотенциальной теплоты от систем охлаждения и смазки. Газопоршневые двигатель-электрогенераторные агрегаты, в том числе для когене-рационных установок, разрабатывают, выпускают и предоставляют им сервисную поддерж-ку многие известные за рубежом и в России компании, например, MWM GmbH (Германия), GE Jenbacher (Австрия), MTU Onsite Energy GmbH (Германия). Ниже рассмотрены некото-рые особенности конструкций, характеристики и реализованные проекты с применением та-кой газопоршневой энергетической техники.

Биогаз или природный газ?

Германская компания MWM GmbH является одним из лидирующих мировых разра-ботчиков и производителей газопоршневых систем для выработки электрической и тепловой энергии из биогаза. Постоянное сокращение запасов невозобновляемых углеводородных ис-точников энергии и рост энергопотребления в общемировом масштабе ведет к увеличению со стороны потребителей спроса на альтернативные топлива (например, биогаз), получаемые из возобновляемых энергетических ресурсов, в том числе, отходов. Поэтому оборудование, с помощью которого можно эффективно производить биогаз и энергию, не остается без вни-мания заказчиков установок децентрализованного энергоснабжения.

Газопоршневые электроагрегаты компании MWM GmbH, один из которых показан на рис. 1, с синхронными генераторами успешно эксплуатируются, в частности,  в Европе, при-чем работают они, в том числе на мини-ТЭЦ, не только на природном газе, но и биогазе. Вы-рабатываемая электроэнергия может передаваться в централизованные электроэнергетиче-ские системы. Реализация процесса получения биогаза в составе единого локального генери-рующего комплекса осуществляется на собственном энергообеспечении. Например, в Гер-мании успешно работает биогазопоршневая мини-ТЭЦ фирмы Nawaro Kletkamp GmbH & Co. KG (Kletkamp biogas CHP plant – англ.) с двигателем TCG 2016 B V12 компании MWM GmbH, имеющая электрическую мощность 568 кВт. На ней ежедневно утилизируется около 20 т зернового силоса (corn silage – англ.), а тепловой энергией обеспечивается часть потре-бителей соседнего германского города Лютьенбург (Lütjenburg – нем.). Используется эта те-пловая энергия и для сушки зерна, а также запасается в теплоаккумулирующем сооружении. Побочный продукт, образуемый в процессе анаэробной ферментации исходного для получе-ния биогаза сырья, представляет собой остатки субстрата и используется как органическое удобрение, вырабатываемое таким методом в годовом количестве около 7 тыс. т.

Рис. 1. Газопоршневой двигатель-генераторный агрегат компании MWM GmbH (Германия)

Специально для работы на биогазе адаптированы и рассчитаны детали и узлы соот-ветствующих газопоршневых двигателей компании MWM GmbH. Например, конструкция поршня приспособлена для работы с повышенной степенью сжатия. Для обеспечения высо-ких ресурсных показателей деталей и узлов двигателей используются, в частности, гальвани-ческие покрытия. Высокие энергетические параметры биогазопоршневых генераторных ус-тановок этой компании (табл. 2) достигаются, в том числе за счет исключения процесса предварительного сжатия биогаза.

Таблица 2

 Номинальные параметры электроагрегата компании MWM GmbH с двигателем типа TCG 2016 V08 C для мини-ТЭЦ

Наименование,

единица измерения

Значение при работе на топливе

Биогаз

(60 % СН4, 32 % СО2)

Природный

газ

Электрическая мощность, кВт

400

Род тока

Переменный, трехфазный

Напряжение, В

400

Частота тока, Гц

50

Частота вращения вала двигателя и генератора, об/мин

1500

Среднее эффективное давление, бар

19

Тепловая мощность, кВт

398

427

КПД по низшей теплоте сгорания, %:

электрический

тепловой

общий

 

42,5

42,3

84,8

 

42,2

45,0

87,2

Сухая масса, кг

4 650

Примечание. По информационным проспектам компании MWM GmbH (Германия).

Старший модельный ряд в линейке газопоршневых двигателей компании MWM GmbH представлен серией TCG 2016. Данные двигатели могут работать с весьма высокими значениями КПД, как видно из табл. 2, что достигается и за счет применения оптимизиро-ванных конструкций распределительного вала, камеры сгорания и свечей зажигания. Фир-менная «общая электронная система управления» под зарегистрированным товарным знаком TEM (Total Electronic Management – англ.) обеспечивает координацию и работу всей двига-тель-генераторной установки. Предусмотрен температурный мониторинг для каждого из ци-линдров. Функционирует также система, благодаря которой двигатель может эффективно работать при колебаниях и изменениях газового состава топливовоздушной смеси. Это осо-бенно важно, когда в качестве топлива предполагается использовать такие «проблематич-ные» газы, как, например, каменноугольные или из отходов органического происхождения.

Революционная конфигурация

Инновационные газопоршневые двигатели с мировой известностью под маркой Jen-bacher (рис. 2) разрабатывает и выпускает австрийская компания GE Jenbacher, входящая в состав подразделения GE Energy компании General Electric. Установки децентрализованного энергоснабжения на базе таких двигателей приспособлены для работы как на природном га-зе, так и других газообразных топливах, в число которых входит и биогаз. Особенно положи-тельный экономический эффект от внедрения таких установок достигается при их работе по когенерационному или тригенерационному циклу. Во многих развитых странах, например, Австрии и Германии успешно эксплуатируются газопоршневые электростанции с двигатель-генераторными агрегатами Jenbacher в комплексе с биогазовыми установками, в частности, при электрических и тепловых мощностях от порядка трех сотен до полутора-двух тысяч ки-ловатт.

Рис. 2. Газопоршневой двигатель Jenbacher в составе электроагрегата

Революционная, как называют ее сами разработчики, трехмодульная конфигурация современных электроагрегатов Jenbacher и инженерная концепция достижения цели повы-шения эффективности функционирования двигателей через повышение их КПД, надежности работы и снижение эмиссии вредных выбросов в атмосферу привели к созданию нового га-зопоршневого двигателя J920 с двухступенчатым турбонаддувом и наивысшим в классе га-зопоршневых двигателей электрическим КПД (табл. 3). Трехмодульная компоновка элек-троагрегата с этим двигателем включает в себя следующие последовательно расположенные элементы: модуль с синхронным электрогенератором, оснащенным воздушным охлаждени-ем и цифровой системой управления; двадцатицилиндровый газопоршневой силовой модуль собственно на базе двигателя J920; вспомогательный модуль с двухступенчатым турбонад-дувным агрегатом. Благодаря такой компоновке отдельные элементы могут быть заменены без разборки электроагрегата в целом.

Двигатель J920 имеет секционированный распределительный вал, что допускает удобную его замену через эксплуатационное окно, расположенное в верхней части картера. К другим базовым деталям и узлам двигателя тоже предусмотрен удобный доступ. Обшир-ный накопленный опыт разработки и практики эксплуатации системы сжигания топлива для газопоршневых двигателей Jenbacher типа 6 позволили оборудовать рассматриваемый двига-тель передовой форкамерной системой сгорания с искровым зажиганием, допускающей дли-тельную эксплуатацию. Кроме этого, предусмотрен оперативный контроль функционирова-ния системы с использованием специальных датчиков для каждого из цилиндров, что позво-ляет добиваться оптимальных характеристик при сгорании топлива. Система зажигания – электронная, обеспечивающая подбор момента времени зажигания с адаптацией к составу и (или) разновидности используемого газообразного топлива.

Таблица 3

Номинальные параметры электроагрегата с двигателем Jenbacher J920 для мини-ТЭЦ на природном газе (метановое число MN > 80)

Наименование, единица измерения

Значение

Электрическая мощность, кВт

9500

Род тока

Переменный, трехфазный

Частота тока, Гц

50

Частота вращения вала двигателя и генератора, об/мин

1000

Тепловая мощность, кВт

8100

КПД по низшей теплоте сгорания, %:

электрический

общий

 

48,7

90,0

Габаритные размеры (ориентировочно), мм:

длина

ширина

высота

 

16 580

6490

3410

Сухая масса (ориентировочно), кг

163 894

Примечание. По информации компании GE Energy (www.ge-energy.com).

Из выхлопного коллектора часть отработавших в газопоршневом двигателе газов ис-пользуется для привода турбокомпрессорного (турбонаддувного) агрегата. Последний при своей работе обеспечивает прирост удельной мощности двигателя, а, следовательно, в ко-нечном итоге, и электрического КПД двигатель-генераторного агрегата. Применение в дви-гателе фирменной запатентованной технологии под зарегистрированным товарным знаком LEANOX (Lean mixture combustion – англ.) дало возможность реализовать процесс эффек-тивного управления соотношением содержания компонентов «воздух/газовое топливо» в то-пливовоздушной смеси с целью минимизации эмиссии вредных для экологии выхлопных га-зов в атмосферу. Такой экологический эффект достигается за счет функционирования двига-теля на обедненной топливной смеси (соотношение «воздух/газовое топливо» корректирует-ся ниже границы всех рабочих величин) до тех пор, пока он работает устойчиво.

Фирменная двухступенчатая технология турбонаддува дает возможность обеспечи-вать двигателю более значительный прирост удельной мощности, чем это реализуется при одноступенчатом турбонаддуве. Кроме этого, если речь идет о когенерационных установках, то при реализации данной технологии турбонаддува повышается и общий КПД электроагре-гата, достигая величины 90 %, что практически на 3 % выше, чем у газопоршневых электро-агрегатов с одноступенчатым турбонаддувом.

Система управления двигателем J920 от компании General Electric всесторонне отла-жена и оборудована, в частности, программируемым логическим блоком, панелью управле-ния и отображения информации. Помимо всего этого, двигатели J920 разработаны с учетом допускаемой возможности их эксплуатации в составе многодвигательных электроагрегатов, в том числе, на ТЭЦ. Многодвигательная структура электростанций делает их более адап-тивными к нагрузкам – от базовых до циклических и пиковых. Время пуска двигателя до вы-хода на номинальный режим составляет 5 мин.

Рекордная энергоэффективность

Германская компания MTU Onsite Energy GmbH тоже занимается разработкой и про-изводством высокоэффективных современных газопоршневых агрегатов (рис. 3), в том числе предназначенных для работы в составе мини-ТЭЦ. Весьма интересно, что ее специалисты создали газопоршневой энергетический агрегат типа GC 849 N5 (табл. 4), с использованием которого в Германии на Фаубанской мини-ТЭЦ (Vauban HKW) удалось достичь действи-тельно рекордного показателя по преобразованию первичной энергии сгорания топлива (природного газа) в электрическую и полезно утилизируемую тепловую энергию: коэффици-ент полезного использования теплоты сгорания топлива составил около 96 %! Такой высо-кий показатель обеспечивается за счет использования на мини-ТЭЦ, помимо самого газо-поршневого агрегата, и оборудования для глубокой утилизации теплоты от выхлопных газов и смазочно-охлаждающих систем двигателя. Кроме этого, теплота от двигателя и еще син-хронного генератора утилизируется с помощью электрического теплового насоса, обеспечи-вающего, по крайней мере, охлаждение пространства вокруг когенерационного агрегата. С учетом всех ступеней и контуров теплоутилизации, при номинальных режимах работы по электрической и тепловой нагрузкам мини-ТЭЦ, отмеченный коэффициент и достигает ре-кордного значения – вплоть до 96 %.

Рис. 3. Газопоршневой агрегат компании MTU Onsite Energy GmbH (Германия)

Таблица 4

Номинальные параметры агрегата типа GC 849 N5 компании MTU Onsite Energy GmbH для мини-ТЭЦ на природном газе (расчетное метановое число MN ≥ 80

Наименование, единица измерения

Значение

Электрическая мощность, кВт

849

Род тока

Переменный, трехфазный

Напряжение, В

400

Частота тока, Гц

50

Биогаз как топливо для автомобилей

 

В России как и во всём мире не прекращается рост цен на бензин (http://www.rbcdaily.ru/2011/08/17/tek/562949981275238) :

Поэтому всё более привлекательными становятся альтернативные виды автомобильного топлива, такие как жидкое биотопливо (http://www.comon.ru/user/mychkineve/blog/post.aspx?index1=41704), водород (http://www.comon.ru/user/mychkineve/blog/post.aspx?index1=41159) и биогаз. Ранее уже писал о лидерстве Германии в области водородной экономики для автомобилей (http://www.comon.ru/user/mychkineve/blog/post.aspx?index1=48518). Однако и в области применения биогаза в качестве автомобильного топлива эта страна занимает лидирующие позиции (http://www.energieforum.ru/ru/archiv_novostej/pravitel%E2%80%99stvo_germanii_podderjivaet_biogaz_kak_toplivo_717.html).

В рамках своей энергетической концепции в области транспорта федеральное правительство Германии делает ставку на биогазовые двигатели. Там был принят законопроект, согласно которому запланированное на 2015 год прекращение освобождения от налогообложения для биогаза будет отменено. В документе изложено требование, согласно которому наряду с природным газом должно расширяться и использование биогаза. В то же время, Федеральному правительству предоставлена возможность на неограниченное время продлевать истекающий в 2015 году срок освобождения от налогообложения данного вида топлива.

Серьезным фактором, который повлиял на внедрение биогазовых установок в Европе (и в частности в Германии) явился рост цен на импортируемые энергоносители, связанные с ними политические риски и последующая государственная поддержка биогазовой энергетики (http://biogas-energy.ru/articles/biogas-energetika-es/).

Компании «Volvo» и «Scania» производят автобусы с двигателями, работающими на биогазе. Такие автобусы активно используются в Швейцарии, где около 10 % автотранспорта работает на биогазе. Муниципалитет Осло в начале 2009 перевёл на биогаз городские автобусы (http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D0%B8%D0%BE%D0%B3%D0%B0%D0%B7).

Те, кто знаком с понятием биогаза, дальше могут не читать, а те, кто впервые встречаются с этим термином, возможно, найдут для себя кое-что интересное в дальнейшем изложении. Для затравки, например, можно сказать, что одна корова в год дает 600 литров бензина! Конечно, речь идёт не о собственно бензине, а о его энергетическом эквиваленте, полученном из альтернативного источника энергии – биогаза.

Биогаз, смесь метана и углекислого газа, — это продукт брожения органических веществ растительного и животного происхождения под действием анаэробных бактерий. Содержание метана в биогазе варьируется в зависимости от химического состава сырья и может составлять 50-90 %.

В качестве сырья можно использовать навоз крупного рогатого скота, навоз свиней, птичий помёт, отходы бойни (кровь, жир, кишки), отходы растений, силос, прогнившее зерно, канализационные стоки, жиры, биомусор, отходы пищевой промышленности, солодовый осадок, выжимку, пивоваренную дробину (отходы солода после фильтрации сусла), свекольный и фруктовый жом, свекольную ботву, мезгу и другие отходы крахмало-паточного производства, молочную сыворотку, водоросли (http://ungs.su/alternative-power-supply/bio-gas-plants.html).

Большинство видов сырья можно смешивать с другими видами сырья. Технологические аспекты производства опускаю (http://er-ka.ru/content/mikroorganizmy-v-reshenii-energeticheskoi-problemy-biogaz), чтобы не утомить возможного читателя.

После доочистки биогаза получается биометан (90-95 % метана, остальное СО2). Биометан ничем не отличается от природного газа по составу или свойствам. Отличие только в происхождении. Таким метаном и заправляют технику. Стоит также отметить, что газобаллонное оборудование автомобиля, работающего на сжиженном биометане, полностью соответствует оборудованию автомобиля, работающего на сжиженном природном газе. Сегодня уже существует огромная сеть заправочных метановых станций. В условия подорожания солярки использование метана становится более выгодным. Себестоимость метана — 20 € за 1000 м3, а стоимость солярки более 800 € за 1000 литров, а ведь 1 литр солярки эквивалентен 1 мметана (http://www.2g.rus-business.com/biogas-w.php).

В заключение небольшое лирическое отступление. До настоящего времени многие проектировщики животноводческих и иных комплексов, предприятий пищевой промышленности, а также жилых районов, например по утилизации канализационных стоков, проектируют бетонные лагуны для захоронения отходов. Создается впечатление, что у этих проектировщиков родственники содержат бетонные заводы и они беспокоятся за реализацию бетона с заводов их родственников (вам это ничего не напоминает?). Пещерный уровень сознания таких проектировщиков, полное отсутствие у них знаний о более дешёвых технологиях, чем бетонирование лагун, является прямым и умышленным грабежом инвесторов и владельцев сельскохозяйственных предприятий, предприятий пищевой промышленности, инвесторов в жилищное строительство. Ведь каждое предприятие, которое ежедневно выбрасывает только одну тонну биомусора в день, обкрадывает себя, а точнее владельца предприятия и его рабочих, как минимум на 50-300 мбиогаза, а это 100-600 kW*час электроэнергии и приплюсуем ещё 150-700 kW*час тепла или 35-200 литров солярки. Как правило срок окупаемости оборудования для переработки навоза полтора-два года, а для «высококалорийного» сырья всего полгода, и это без учёта эффективного земледелия, которое получает уникальное биоудобрение с повышенным содержанием питательных веществ.

 

 

Добавлено 8 сентября 2011, 09:40

P.S. Недавно было объявлено о сооружении крупнейшего в мире дирижабля длиной 72 м и диаметром 20 м, который должен летать на полученном из водорослей БИОГАЗЕ, разгоняясь до 119 км/ч и поднимаясь на высоту до 6 км. Первенец уже сконструирован и испытан компанией «EGreenTechnologies». НАСА собирается наладить дирижабельные грузоперевозки, чтобы решать задачи как гражданской, так и военной логистики США (http://www.telegraph.co.uk/earth/greenertransport/8739368/New-generation-of-airships-to-transport-goods-around-the-world.html).

Биогаз — руководство для начинающих

Что такое биогаз? Руководство для начинающих

Биогаз — это вид биотоплива, который естественным образом образуется в результате разложения органических отходов. Когда органические вещества, такие как пищевые отходы и отходы животного происхождения, разрушаются в анаэробной среде (среде, в которой отсутствует кислород), они выделяют смесь газов, в основном метана и углекислого газа. Поскольку это разложение происходит в анаэробной среде, процесс производства биогаза также известен как анаэробное сбраживание.

Анаэробное сбраживание — это естественная форма отходов в энергию, которая использует процесс ферментации для расщепления органических веществ. Животный навоз, пищевые отходы и сточные воды — все это примеры органического вещества, которое может производить биогаз путем анаэробного сбраживания. Из-за высокого содержания метана в биогазе (обычно 50-75%) биогаз является легковоспламеняющимся и, следовательно, производит глубокое синее пламя и может использоваться в качестве источника энергии.

Экология биогаза

  • Биогаз известен как экологически чистый источник энергии, потому что он одновременно облегчает две основные экологические проблемы:
  • Глобальная эпидемия отходов, которая выпускает опасные уровни метана каждый день
  • Зависимость от энергии ископаемого топлива для удовлетворения мирового спроса на энергию

Преобразуя органические отходы в энергию, биогаз использует элегантную тенденцию природы перерабатывать вещества в производственные ресурсы.

Производство биогаза восстанавливает отходы, которые в противном случае загрязняют свалки; предотвращает использование токсичных химикатов на очистных сооружениях и экономит деньги, энергию и материалы, обрабатывая отходы на месте. Кроме того, использование биогаза не требует извлечения ископаемого топлива для производства энергии.

Вместо этого биогаз берет проблемный газ и превращает его в гораздо более безопасную форму. Более конкретно, содержание метана в разлагающихся отходах преобразуется в диоксид углерода. Газообразный метан в 20–30 раз превышает способность углекислого газа удерживать тепло. Это означает, что когда гниющая буханка хлеба превращается в биогаз, ее воздействие на окружающую среду будет примерно в 10 раз менее сильным, чем если бы ее оставили гнить на свалке.

Биогаз из навоза Траврт travart.ru

Содержание статьи

Биореактор

В отличие от выпуска метана в атмосферу, биогазовые реакторы являются системами, которые перерабатывают отходы в биогаз, а затем направляют этот биогаз, чтобы можно было продуктивно использовать энергию.

Существует несколько типов биогазовых систем и установок, которые были разработаны для эффективного использования биогаза. В то время как каждая модель отличается в зависимости от ввода, выхода, размера и типа, биологический процесс, который превращает органические отходы в биогаз, является однородным.

Биореакторы получают органические вещества, которые разлагаются в камере. Камера биореактора полностью погружена в воду, что делает ее анаэробной (бескислородной) средой. Анаэробная среда позволяет микроорганизмам разрушать органический материал и превращать его в биогаз.

Полностью натуральное удобрение

Поскольку органический материал разлагается в жидкой среде, питательные вещества, присутствующие в отходах, растворяются в воде и создают богатый питательными веществами осадок, обычно используемый в качестве удобрения для растений.

Это производство удобрений производится ежедневно и, следовательно, является высокопродуктивным побочным продуктом анаэробного сбраживания.

Биологический распад

Для производства биогаза ферменты органического вещества с помощью бактериальных сообществ. Четыре стадии ферментации переводят органический материал из исходного состава в биогазовое состояние.

  • Первая стадия процесса расщепления — стадия гидролиза. На стадии гидролиза нерастворимые органические полимеры (такие как углеводы) расщепляются, делая их доступными для следующей стадии бактерий, называемых ацидогенными бактериями.
  • Ацидогенные бактерии превращают сахара и аминокислоты в диоксид углерода, водород, аммиак и органические кислоты.
  • На третьем этапе ацетогенные бактерии превращают органические кислоты в уксусную кислоту, водород, аммиак и углекислый газ, что позволяет на последнем этапе — метаногены.
  • Метаногены превращают эти конечные компоненты в метан и углекислый газ, которые затем можно использовать в качестве горючей зеленой энергии.

История биогаза

Этот анаэробный процесс разложения (или брожения) органического вещества происходит вокруг нас в природе и происходит в течение очень долгого времени. Фактически, бактерии, которые расщепляют органический материал в биогаз, являются одними из самых старых многоклеточных организмов на планете.

Человеческое использование биогаза, конечно, далеко не уходит в прошлое, однако некоторые неофициальные данные прослеживают первые случаи использования биогаза ассирийцам в 10-м веке и персам в 16-м веке. Совсем недавно 20-й век привел к возрождению как промышленных, так и небольших биогазовых систем.

Индия и Китай начали разработку небольших биогазовых установок для фермеров примерно в 1960-х годах. Цель состояла в том, чтобы предоставить возможность получения газа из отходов в сельских районах и сделать более чистое топливо для приготовления пищи более доступным в отдаленных районах.

Почти треть населения планеты по-прежнему использует дрова и другую биомассу для производства энергии, что приводит к разрушительным проблемам со здоровьем и окружающей среде.

В Индии популярная модель известна как биореактор с плавающим барабаном, а предпочтительная модель биогаза в Китае называется установка с фиксированным куполом.

С тех пор биогазовые установки размером достаточной для одной семьи приобретают все большее внимание и популярность как средство сокращения бытовых отходов и как средство обеспечения чистой возобновляемой энергией семей во всем мире.

В последние 15 лет страны всего мира внедряют биогазовые программы для обеспечения доступности, эффективности и удобства как биогазовых систем для домашних хозяйств, так и более крупных установок для анаэробного сбраживания.

Поскольку мусорные свалки перегружены и постоянно растут, а выброс метана создает все больше проблем, преимущества использования биогазовых систем для преобразования отходов в энергию становятся все более актуальной и важнрй.

Получение биогаза из  отходов  Траварт

Где используется биогаз?

Биогаз может быть произведен с различными типами органического вещества, и, следовательно, существует несколько типов моделей для биогазовых реакторов. Некоторые промышленные системы предназначены для очистки: городских сточных вод, промышленных сточных вод, твердых бытовых отходов и сельскохозяйственных отходов.

Небольшие системы обычно используются для переработки отходов животных. И новые системы семейного размера предназначены для переваривания пищевых отходов.

Полученный биогаз можно использовать несколькими способами, включая: газ, электричество, тепло и транспортное топливо.

Например, в Швеции сотни автомобилей и автобусов работают на очищенном биогазе. Биогаз в Швеции производится в основном из очистных сооружений и свалок.

Другим примером разнообразного использования биогаза является завод по производству молочных продуктов. Один из крупнейших производителей сыра в Великобритании строит анаэробную установку, которая будет перерабатывать остатки молочных продуктов и превращать в биометан для газовой сети.

Малые Биогазовые Системы

Компактные биогазовые котлы малого или семейного размера чаще всего встречаются в Индии и Китае. Однако спрос на такие устройства быстро растет во всем мире благодаря более передовым и удобным технологиям.

Поскольку современный мир производит все больше и больше отходов, люди стремятся найти экологические способы обработки своего мусора.

Традиционные системы, обычно встречающиеся в Индии и Китае, ориентированы на отходы животных. Из-за нехватки энергии в сельских районах в сочетании с избытком навоза, биогазовые реакторы очень популярны, полезны и даже меняют жизнь.

Во многих развивающихся странах биореакторы даже субсидируются и пропагандируются правительством и местными министерствами, которые видят разнообразные выгоды от использования биогаза.

В дополнение к наличию на кухне чистого возобновляемого источника энергии, многие семьи широко используют побочный продукт удобрений, который обеспечивают биогазовые системы.

В африканских странах некоторые пользователи биогаза даже получают прибыль, продавая побочный продукт био-суспензии, произведенный системами биогаза.

Эта био-суспензия отличается как жидкое удобрение, которое производится ежедневно. Биологическая суспензия относится к наиболее разложившейся стадии органического вещества после его разрушения в системе.

Биологическая суспензия опускается на дно биогазовой системы и с помощью современных установок, легко сливается после накопления (обычно это ежегодный процесс).

Эта био-суспензия на самом деле является плотным осадком, который дает много полезных свойств для почвы и может повысить продуктивность огородов.

  • Биогаз — это технология, которая имитирует способность природы отдавать. Как промышленные, так и семейные биогазовые установки становятся невероятно популярными и актуальными в современном мире.
  • По мере роста применения и эффективности биогаз может оказать существенное влияние на сокращение выбросов парниковых газов.
  • Биогаз как чистый источник энергии и возобновляемое средство обработки органических отходов применим как в слаборазвитых, так и в промышленно развитых странах.

Органические удобрения из биогазовой установки Траварт travart.ru

Преимущества и недостатки биогаза

Во всем мире интерес к возобновляемым источникам энергии набирает обороты. Производство биогаза неуклонно растет, так как все больше людей создают биогазовые установки для производства биогаза. Чтобы получить более полное представление о том, для чего нужен биогаз, мы создали этот список, объясняющий преимущества и недостатки биогаза.

Преимущества биогаза

Биогаз экологичен

Биогаз является возобновляемым, а также чистым источником энергии. Газ, получаемый в результате биоразложения, не загрязняет окружающую среду; это фактически уменьшает выбросы парниковых газов (то есть уменьшает парниковый эффект).

В процессе не происходит сгорания, что означает отсутствие выброса парниковых газов в атмосферу; поэтому использование газа из отходов как формы энергии на самом деле является отличным способом борьбы с глобальным потеплением.

Неудивительно, что забота об окружающей среде является основной причиной, по которой использование биогаза стало более распространенным. Биогазовые установки значительно сдерживают парниковый эффект: заводы снижают выбросы метана, улавливая этот вредный газ и используя его в качестве топлива.

Производство биогаза помогает снизить зависимость от использования ископаемого топлива, такого как нефть и уголь.

Другое преимущество биогаза состоит в том, что, в отличие от других видов возобновляемых источников энергии, этот процесс является естественным и не требует энергии для процесса генерации.

Кроме того, сырье, используемое в производстве биогаза, является возобновляемым, поскольку деревья и сельскохозяйственные культуры будут продолжать расти. Навоз, пищевые отходы и растительные остатки — это сырье, которое всегда будет в наличии, что делает его весьма устойчивым вариантом.

Выработка биогаза снижает загрязнение почвы и воды

Переполненные свалки не только распространяют неприятные запахи — они также позволяют токсичным жидкостям стекать в подземные источники воды. Следовательно, еще одно преимущество биогаза заключается в том, что производство биогаза может улучшить качество воды. Кроме того, анаэробное пищеварение дезактивирует патогены и паразитов; таким образом, он также довольно эффективен в снижении заболеваемости болезнями, передаваемыми через воду. Аналогичным образом, сбор и утилизация отходов значительно улучшаются в районах с биогазовыми установками. Это, в свою очередь, приводит к улучшению состояния окружающей среды, санитарии и гигиены.

Биореакор производит органические удобрения

Побочным продуктом процесса генерации биогаза является обогащенный органический (дигестат), который является идеальным дополнением или заменой химических удобрений.

Выброс удобрений из биогазовой установки может ускорить рост растений и устойчивость к болезням, тогда как коммерческие удобрения содержат химические вещества, которые оказывают токсическое воздействие и могут вызывать пищевое отравление, среди прочего.

Это простая и недорогая технология, которая способствует циркулярной экономике

Технология производства биогаза довольно дешевая. Онв проств в настройке и не требует больших вложений в небольших масштабах. Небольшие биодегустаторы можно использовать прямо дома, используя кухонные отходы и навоз.

Бытовая система окупается через некоторое время, а материалы, используемые для генерации газа, абсолютно бесплатны. Проявленный газ может быть использован непосредственно для приготовления пищи и выработки электроэнергии.

Это то, что позволяет себестоимости производства биогаза быть относительно низким.

Фермы могут использовать биогазовые установки и отходы, производимые их домашним скотом каждый день. Отходы одной коровы могут дать достаточно энергии для питания лампочки на целый день.

На больших станциях биогаз также может быть сжат для достижения качества природного газа и использован для питания автомобилей. Строительство таких заводов требует относительно небольших капиталовложений и создает экологичные рабочие места. Например, в Индии было создано 10 миллионов рабочих мест, в основном в сельской местности, на заводах и в сборе органических отходов.

Здоровая альтернатива кулинарии для развивающихся областей

Биогазовые генераторы спасают женщин и детей от сложной задачи сбора дров. В результате остается больше времени для приготовления и очистки. Что еще более важно, приготовление пищи на газовой плите, а не на открытом огне, предохраняет семью от воздействия дыма на кухне. Это помогает предотвратить смертельные респираторные заболевания. К сожалению, 4,3 миллиона человек в год преждевременно умирают от болезней, вызванных загрязнением воздуха в домах, вызванным неэффективным использованием твердого топлива для приготовления пищи.

Недостатки биогаза

Несколько технологических достижений

К сожалению, недостатком биогаза сегодня является то, что системы, используемые при производстве биогаза, неэффективны. Там нет никаких новых технологий для упрощения этого процесса, чтобы сделать его стоимость более. Это означает, что крупномасштабное производство на поставку для большого населения по-прежнему не представляется возможным. Хотя доступные сегодня биогазовые установки способны удовлетворить некоторые потребности в энергии, многие правительства не желают инвестировать в этот сектор.

Содержит примеси

После очистки и сжатия биогаз все еще содержит примеси. Если полученное биотопливо использовалось для питания автомобилей, оно может разъедать металлические части двигателя. Эта коррозия приведет к увеличению затрат на техническое обслуживание. Газовая смесь гораздо больше подходит для кухонных плит, водогрейных котлов и ламп.

Влияние температуры на производство биогаза

Как и другие возобновляемые источники энергии (например, солнечная энергия, энергия ветра), на производство биогаза также влияет погода. Оптимальная температура, необходимая бактериям для переваривания отходов, составляет около 30 ° C. В холодном климате биоустановки требуют тепловой энергии для поддержания постоянной подачи биогаза.

Менее подходит для густонаселенных районов

Еще одним недостатком биогаза является то, что промышленные биогазовые установки имеют смысл только в тех случаях, когда сырье в изобилии (пищевые отходы, навоз). По этой причине выработка биогаза гораздо больше подходит для сельских и пригородных районов.

Готовы создать собственную систему производства биогаза?

Благодарим за чтение нашей статей о получениие биогаза.
Задавайте здесь любые вопросы. Вы также можете подписаться на нашу рассылку и получать ежемесячные обновления о специальных предложениях, отраслевых новостях, тенденциях устойчивого развития, видео с рецептами и многом другом!

Установка дома биогаз Траварт

Использование БИОГАЗА в газовых двигателях

Использование БИОГАЗА в газовых двигателях
Переработка (обработка, очищение и утилизация) органических отходов представляет собой сложную задачу для современной промышленности. В сельскохозяйственной и пищевой отрасли анаэробная ферментация является альтернативным способом переработки органического сырья. В процессе анаэробной ферментации выделяется БИОГАЗ — смесь газов растительного и животного происхождения, образующихся при разложении органических отходов — который является высокоэнергетическим топливом с малым количеством вредных выбросов С02. В отличие от природных ископаемых, БИОГАЗ является возобновляемым источником энергии, а использование его в качестве топлива для газовых двигателей ведет к экономии энергоресурсов.

   Возникновение БИОГАЗА
БИОГАЗ получается в результате анаэробной ферментации органических материалов. Являясь продуктом метаболизма присутствующей в органических отходах метановой бактерии, необходимым условием для получения БИОГАЗА является недостаток кислорода, РН — фактор от 6.5 до 7.5 и постоянная температура от 15°С до 55°С. Период ферментации составляет от 10 до 120 дней. На сегодняшний день наиболее часто распространенной технологией является анаэробная ферментация при температуре около 35°С с продолжительностью 25-30 дней.

 

Концепция
Процесс генерации БИОГАЗА разделен на три части:
— подготовка исходного материала
— ферментация
— очистка (обработка, переработка) остаточного материала.
Органический материал помещают в емкость, а затем после процесса анаэробной ферментации в ДИГЕСТОР. Полученный в ДИГЕСТОРЕ БИОГАЗ собирается в газовом хранилище, которое обеспечивает непрерывную подачу газа. Из газового хранилища БИОГАЗ подается в газовый двигатель. В целях безопасности для сжигания излишка газа устанавливают газовый факел таким образом, чтобы избыток газа сгорал только в случае чрезмерного производства газа. Смесь газа в ДИГЕСТОРЕ состоит из 60 — 70% метана и 30 — 40% углекислого газа. Эта смесь газов может использоваться в качестве топлива в газовых двигателях с получением на выходе высококачественной электроэнергии и тепла.
Часть выработанной электрической энергии используется для собственных нужд установки, часть подается в общую сеть. Тепловая энергия используется для нагрева ДИГЕСТОРА и для теплоснабжения.

 

 

 

 

Сырьевые органические материалы


Для производства БИОГАЗА возможно использование следующих органических материалов. В скобках указан размер выработки БИОГАЗА в м3 на тонну сырого материала:
  • жидкий навоз, твердый компост (20 — 70)
  • биологические отходы, собранные на фермах (100 — 200)
  • вторичное (вторично выращенное) сырье (кукурузный силос, непищевые зерна)
  • нечистоты и жир сточных вод (80 — 150)
  • старый жир (1000)
  • трава
  • биологические отходы от ферм по забою крупного рогатого скота (100), пивоваренных заводов и дистилляторов (20), складов для хранения фруктов и вина, молочных ферм (25), целлюлозная отрасль промышленности и производство сахара.
Для снабжения БИОГАЗОМ когенерационной установке с электрической мощностью 500 кВт требуется: компост от 2500 коров, 15000 свиней или 300000 куриц (соответствует отходам приблизительно 60 ферм). Парадокс состоит в том, что одна корова в год, кроме молока, дает около 600 литров бензина (в энергетическом эквиваленте)
Дерево не подходит для выработки БИОГАЗА, так как лигнин, содержащийся в нем, не перерабатывается метановой бактерией. Пестициды, вещества для дезинфекции и антибиотики также негативно влияют на бактерии и образование БИОГАЗА.

Преимущества

  • Альтернативное использование компоста, жидкого навоза и другого органического сырья в качестве источника энергии
  • Высокая экономическая эффективность и короткие сроки окупаемости
  • БИОГАЗ заменяет традиционное топливо
  • Высокий общий КПД (электрический и тепловой) — до 92%
  • Оставшийся сухой осадок от ДИГЕСТОРА может быть использован в качестве сельскохозяйственного удобрения
  • Коррозийный эффект нейтрализуется высоким уровнем РН
  • Отходы от ферментации не содержат запаха
  • Способствует снижению влияния факторов, влияющих на возникновение парникового эффекта (выработка энергии с пониженными выбросами СО2).

Компетенция GE Energy Jenbacher gas engines
Компания GE Energy Jenbacher gas engines имеет уникальный опыт производства оборудования для эффективного использования БИОГАЗА. За 25 лет работы в этом направлении компания произвела оборудования для использования БИОГАЗА суммарной электрической мощностью более 140 МВт. GE Energy Jenbacher gas engines предлагает варианты решения, которые по полноте, опыту и количеству положительных отзывов и рекомендаций не имеют себе равных.
GE Energy Jenbacher gas engines является ведущим мировым производителем газовых двигателей, электростанции и мини ТЭЦ на их основе и является единственным предприятием, которое специализируется исключительно на производстве газовых двигателей.

При этом GE Energy Jenbacher gas engines инвестирует в научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки значительно больше, чем в среднем по отрасли. Это позволяет нам заявлять, что и в будущем мини ТЭЦ GE Energy Jenbacher gas engines будут являться передовыми в технологическом прогрессе и будут гарантировать Заказчикам надежное энергоснабжение при минимальных затратах.
Производимые двигатели, электрической мощностью от 250 кВт до 3 Мвт могут использовать в качестве топлива как природный газ, так и различные биохимические и специальные газы, получаемые в сельском хозяйстве, нефтяной промышленности, горной промышленности, а также из отходов производства. Запатентованная система сжигания, а также многократно опробованная система управления моторами обеспечивают не только строгое соблюдение норм по выбросам вредных веществ, но и гарантирует максимальную эффективность и надежность.
Продукция компании GE Energy Jenbacher gas engines используется широким кругом Заказчиков для производства электроэнергии, тепла и холода. Сеть сервис-центров по всему миру предлагает широкие сервисные услуги — вплоть до эксплуатации предлагаемого оборудования.
Штаб-квартира и производственные мощности компании GE Energy Jenbacher gas engines с персоналом более 1300 человек располагаются в городе Jenbach, Австрия.
Компания «Сигма Технолоджис» является официальным дистрибьютором компании GE Energy Jenbacher gas engines на территории России. За три года совместной работы компаний реализовано более 10 проектов, в части которых «Сигма Технолоджис» выступала как поставщик оборудования, в части — как генеральный подрядчик по строительству мини ТЭЦ на условии «под ключ».
Накопленный компанией опыт позволяет ей реализовывать проекты любой степени сложности в полном соответствии с техническими требованиями Заказчиков.
Специалисты компании готовы сделать все от них зависящее для того, чтобы технологии GE Energy Jenbacher gas engines помогли Вам в достижении стоящих перед Вашей организацией целей.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *