БИОМАССА Как источник энергии

Эксплуатационная характеристика системы

Оценку эксплуатационной характеристики системы биометаногенеза обычно производят после того, как процесс достиг устойчивого состоя­ния. Для этого используются такие показатели, как выход газа и содер­жание в нем метана, скорость производства метана, наличие летучих жирных кислот, рН, щелочность и конверсия органического вещества.

Несмотря на то что в анаэробные перегниватели сырье поступает дважды в день, метаногенез происходит при непрерывном изменении кинетики вследствие медленного роста бактерий. Для смены содержи­мого перегнивателя на 90 или 99% соответственно требуется 2,3 и 4,6 гидравлического времени удержания [уравнение (1), рис. 5]. Поэтому считается, что перегниватели находятся в неустойчивом состоянии до тех пор, пока не изменятся времена гидравлического удержания и коэф­фициент изменения производства метана и концентрации летучих кис­лот не станет меньше 12%. Последнее требование отражает то обстоя­тельство, что для достижения утойчивого биологического состояния может потребоваться больше времени.

Производство газа. Конечными продуктами биометаногенеза являют­ся метан и диоксид углерода, поэтому производство газа рассматривают как одну из важнейших характеристик системы. Для стандартизации из­мерений газа в условиях данной температуры и давления можно ис­пользовать уравнение (2) (рис. 5).

Измерение количества конечного продукта производилось ежедневно из расчета среднего выхода газа за каждую неделю по среднесуточному выходу с помощью уравнения (3) (рис. 5). Затем средний выход метана рассчитывался на основе недельных данных с помощью уравнения (4) (рис. 5). Этот показатель характеризует отношение производимого ко­личества метана к количеству добавленного органического вещества и представляет конечный выход, соответствующий длительному време­ни гидравлического удержания.

Темпы производства метана (уравнение (5), рис. 5) характеризуют процесс переработки морских водорослей, что выражается в виде объе­ма получаемого метана на единицу объема культуры (а не объема пере­гнивателя) в сутки.

Переработка органического материала. Для измерения количества ор­ганического вещества при определении загрузки и эффективности процес­са его переработки в анаэробном перегнивании используется сухая мас­са обеззоленных летучих веществ. Поскольку при отборе проб сырья или отходящих из перегнивателя веществ и озолении могли возникнуть ошибки, проводились дополнительные измерения органического веще­ства путем определения химической потребности в кислороде и содер­жания углерода в сырье, в отходящих веществах и газе. Кроме того, ча­сто определялась теплота сгорания сырья и отходящих веществ. Было установлено, что наиболее надежным методом для расчета органиче­ских веществ является уравнение (6) (рис. 5), которое позволяет оценить эффективность снижения органического вещества путем определения из­менения содержания углерода в производимом газе по отношению к углероду в сырье.

'9-89

1. Замена содержимого в перегнивателе в зависимости От времени

Г

= е-'»,

Где С,-концентрация во времени t; С0-начальная концентрация; t-время, сут; 0-время гидравлического удержания, сут. 2. Производство газа

Эксплуатационная характеристика системы

Где G-производство газа в литрах при 760 мм рт. ст., 15,7°С; Gm-фактически получено газа, л; Р-атмосферное давление, мм. рт. ст.; РНг0-давление пара при Т; Т-температура газа, °С; 0,380-поправочная постоянная для 760 мм рт. ст. и 15,7°С.

3. Выход газа

Эксплуатационная характеристика системы

'added

G

Где Gy - выход газа, л/г летучей части твердых веществ; VSaddcd-добавленная летучая часть твердых веществ, г/л в сутки (кг летучей части твердых ве - ществ/м3 в сутки).

4. Выход метана

Му = GyMc,

Где Му - выход метана, л/г летучей части твердых веществ (м3/кг летучей части твердых веществ); Мс-содержание метана, мол.%.

5. Интенсивность производства метана

MPR = MyL,

Где MPR-интенсивность производства метана, м3/м3 микрокультуры, сут; L - загрузка, г летучей части твердых веществ/л микрокультуры в сутки (кг ле­тучей части твердых веществ/л в сутки).

6. Уменьшение летучей части взвешенных веществ

VSred = 50,8

Где УБ^-доля превращения летучей части твердых веществ, %; VS-содержание летучей части твердых веществ в твердой части сырья, %; С-содержание углерода, % от твердого вещества сырья; 50,8-постоянная для пересчета вы­хода газа в углерод.

Рис. 5. Расчет производительности установки по получению метана путем ана­эробного перегнивання морской водоросли.

БИОМАССА Как источник энергии

ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Комплекс по производству этанола, где полностью используется сырье (например, пшеничные зерна (рис. 4)), может дать положительный энер­гетический эффект. Такой комплекс включает установку для пронзвод- Ства этанола и промышленного типа хозяйство для откормки рогатого скота. В энергетическом балансе учитывается энергия, расходуемая на выращивание пшеницы, и энергия для производства пара.

Кислород

Микроорганизмы, ответственные за производство этанола фермента­цией, являются факультативными, так как они могут развиваться как при наличии кислорода, так и без него. В присутствии кислорода из на­чального субстрата образуется больше клеточной массы (в 5-10 раз больше, чем в анаэробных условиях), и скорость роста ее увеличивается. Другими словами, аэрацией можно увеличить выход клеточной массы и интенсивность процесса.

Тепловой и энергетический к. п. д

Для составления энергетического баланса необходимо точно опреде­лить границы рассматриваемой системы. Энергетический к. п.д. может быть использован для оценки к. п.д. различных систем по переработке биомассы. Однако в тех случаях, когда процесс переработки биомассы включает стадии производства энергии (например, водяного пара или электроэнергии), более полезным будет сравнение термодинамических к. п. д., поскольку последний дает возможность установить, какая из си­стем для производства работы (энергии) лучше по сравнению с идеаль­ной.

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.