Производство биогаза из отходов животноводства и птицеводства
реклама
Переработка отходов животноводства с получением удобрений и биогаза Заведующий лабораторией Биоэнергетических установок, к.т.н. Ковалев Д.А. Технологическая схема производства биогаза 5 1 3 4 6 2 7 8 1- животноводческое помещение; 2- навозоприёмник; 3насос;4- метантенк; 5- газгольдер; 6- теплообменник; 7- котел;8- навозохранилище. Физические свойства биогаза Показатель Компоненты СН4 СО2 Н2 Н2S Смесь 60% СН4 + 40% СО2 Объемная доля, % 55-70 27-44 1 3 100 Объемная теплота сгорания ,МДж/м3 35,8 - 10,8 22,8 21,5 Температура,0С: воспламенения критическая 650-750 -82,5 31,0 585 - 100 650-750 -2,5 Плотность: нормальная, г/л критическая, г/л 0,72 102 1,98 408 0,09 31 1,54 349 1,20 320 Свойства анаэробно обработанного навоза • - в сброженном навозе практически полностью сохраняются азот, фосфор и калий. При этом значительная часть (10-15%) азота переходит в аммонийную форму, которая быстро усваивается растениями; • - улучшение соотношения углерода к азоту С/N за счет конверсии части углерода в биогаз до требуемого уровня; • - полная потеря всхожести семян сорных трав за период обработки более 5 суток; • - практически полное обеззараживание навоза при термофильном режиме сбраживания; • - в сброженном навозе полностью уничтожаются гельминты; • - уменьшился порог запаха фенольных соединений, находящихся в навозе, в среднем на 95%; Условия эффективного протекания процесса анаэробного сбраживания навоза • постоянство температурного режима • равномерный прогрев субстрата по всему • • объему реактора – эффективный теплообмен доступность субстрата для микроорганизмов и своевременное выведение продуктов их жизнедеятельности – эффективный массообмен Постоянство рН Оптимальные условия процесса метаногенеза Показатели, мг/л Оптимальные значения Предельные значения рН 6,8-7,4 6,4-7,8 Содержание летучих кислот (по СН3СООН) 50-500 2000 Общая щелочность (по СаСО3) 1500-5000 1000-3000 Состав производимого газа: 65-70% метана, 30-35% двуокиси углерода и среды других газов Соли NH4(по N) Na K Ca 3000 3500-5500 2500-4500 2500-4500 Температура, 0С 33-37 Производство метана: 0,3-0,4 м3/кг вещества сухого органического Объем биогаза, выделяющегося при анаэробной обработке 1 тонны сухого органического вещества различных видов органических отходов Навоз КРС 300 м3 Навоз свиней 500 м3 Помет птиц 600 м3 Недостатки традиционных систем анаэробной обработки навоза • значительный объем реактора, вследствие • • • • чего необходимо проведение большого объема НИР и ОКР, а также значительных затрат на изготовление и монтаж оборудования. длительный период запуска, связанный с необходимостью накопления требуемого количества биомассы. высокая чувствительность системы к внешним воздействиям, поскольку обработка происходит в одном объеме. низкая производительность, связанная с неэффективным тепло и массообменном. низкая ремонтопригодность, т.е. при ремонте требуется остановка всей системы. Комплект оборудования биологической обработки стоков (КОБОС) Производительность – 10 т в сутки Объем реакторов – 125 куб. м. Режим обработки – термофильный Перемешивание - механическое Выход биогаза – 200 куб. м. в сутки 5 6 7 8 9 11 10 биогаз 4 2 3 1 Твердая фракция на компостирование 12 биогаз на тепловые нужды фермы и метантенков Рис. 2. 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; 12- газгольдер. Циркуляция биогаза 5 6 1 Горячая вода 3 Навоз с фермы 7 Электроэнергия 2 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 Достоинства блочно-модульного принципа построения биогазовых установок • Изготовление таких реакторов может быть налажено на многих машиностроительных заводах без проведения дополнительных НИР и ОКР, в виду того, что их геометрия совпадает со стандартным емкостным оборудованием. Это также обеспечивает удобство их транспортировки и относительную простоту монтажа в хозяйственных условиях. • Система из нескольких реакторов – модулей обладает значительной устойчивостью к внешним воздействиям и высокой ремонтопригодностью, поскольку при аварии или ремонте одного реактора остальные продолжают нормально функционировать. • Система позволяет осуществлять быстрый и плавный запуск реакторов и вывод всей установки на заданную производительность, т.к. обработанный навоз в первом реакторе является инокулянтом для запуска других реакторов – модулей. 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 Технические характеристики биогазовых установок разработанных ГНУ ВИЭСХ 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 БГУ1000 4х125, 1х500 2х500 Навоз КРС, свиней, помет птиц 40 80 400 900 Тип установк и Д.А. Ковалев тел./факс. 171-13-72; 170-51-01; e-mail:[email protected] Лабораторная биогазовая установка БГУ 0,25Л для обучения специалистов (ЮКГУ г. Чимкент, Орловский ГАУ) Экспериментальная биогазовая установка БГУ -2У демонстрационная зона ВИЭ г. Волгоград 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 Мы предлагаем • Разработать техническую документацию на любой тип биогазовой установки для ферм КРС, ПТФ и СТФ • Научно-техническое сопровождение изготовления, монтажа и ввода в эксплуатацию биогазовой установки • Обучение обслуживающего персонала Тел./факс (499)171-13-72, e-mail: [email protected] Адрес: 109456, Москва, 1-й Вешняковский пр. д. 2. Сельскохозяйственные 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]
