БИОМАССА Как источник энергии

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ И МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС СИСТЕМЫ SYNGAS

В настоящее время мы располагаем необходимыми данным для прове­дения детального анализа энергетического баланса системы Syngas. Од­нако приближенные оценки эффективности установок типа Syngas сви-. детельствуют о том, что потребляемая энергия в основном будет расходоваться на производство кислорода и водяного пара. Так, соглас­но оценке энергетического баланса газификатора с неподвижным слоем сырья, более 90% потребляемой электроэнергии приходится на эксплуа­тацию кислородной установки [7].

Газ, получаемый по технологии Syngas, имеет среднюю калорий­ность, и, поскольку он удовлетворяет требованиям стандартов по содер­жанию серы, установленных Управлением по охране окружающей среды, оборудование для очистки газа от серы не предусматривается. Поэтому установка типа Syngas будет потреблять водяной пар в основ­ном для газификации, причем генерация водяного пара должна осу-

Таблица 2. Производство среднекалорийного газа в процессе Syngas 11

Номер потока

1 2 3 4 5 б

Основные эле­менты

Углерод 21,985

Водород 32,196 (13,751) 10,869

(в виде Н2)

Кислород 15,563 (6,834) 3,409 5,064 (в виде 02) Газообразные компоненты

Н2

7,040

0,576

6,464

Сн4

5,393

0,453

4,941

Со

7,040

0,576

6,464

Со2

8,769

0,741

8,028

С2н6

0,247

0,017

0,231

С6н6

0,082

0,080

0,074

Н2о

10,869 24,167

Всего

52,740

2,371

26,201

" На 1 т органического материала, содержащего 30 масс. % влаги в кг-молях.

Примечание. Значення, приводимые в скобках, соответствуют содержанию влаги в твердых отходах (масс.%).

Ществляться в котельной самой установки, отапливаемой получаемым газом. При этом предполагается, что к. п. д. котельной установки равен

60%.

Источником кислорода для установки такого размера будет, по-ви­димому, передвижная кислородная установка. Для расчета количества производимого газа расход энергии при эксплуатации кислородной установки был принят равным 331 кВт-ч/т кислорода. При этом пред­полагалось, что в электрическую энергию превращается около 30% теп­ловой энергии газа (к. п. д. = 30%). При оценке общего теплового к. п. д. установки.

Обобщенные данные о материальном балансе, рассчитанном на 1 т органической части твердых отходов, содержащих 30% влаги, приве­дены в табл. 2. В связи с низкими выходами топливной жидкости (и предполагаемым ее низким качеством) она возвращалась в газификатор для полного превращения в газ. Сведения о выходах компонент могут быть отнесены к установкам разного размера, а также к твердым отхо­дам, содержащим различное количество органических компонент.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ И МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС СИСТЕМЫ SYNGAS

I----- Установка для

} получения водяного І пара = 8%

Рис. 3. Распределение тепловой энергии, содержащейся в твердых отходах.

_— Потери =Z%

\______ Кислородная

Установка =5 %

После охлаждения и очистки часть газа (поток 5) сжигается для по­лучения водяного пара, необходимого для газификации. Поток 6 пред­ставляет собой чистый газ, предназначенный для продажи. Общее рас­пределение производимой и расходуемой энергии в виде тепла показано на рис. 3. Как следует из рисунка, на долю производимого газа прихо­дится 85% теплоты. Это свидетельствует о том, что к. п. д. установки Syngas выше, чем к. п. д. установок по газификации угля (порядка 70%). Кроме того, в случае переработки твердых городских отходов по техно­логии Syngas не возникает необходимости в изменении соотношений моноксвда углерода и водорода для получения водяного газа, удалении кислых газов и метанизации получаемого газа. Поэтому, несмотря на то что при более детальном проектировании установки тепловой к. п. д. может отличаться от приведенного в данной работе, есть все основания полагать, что он будет выше теплового к. п. д. более сложной установки по производству синтетического газа из угля.

Основные принципы анаэробной ферментации с образованием метана

М. Мкинерни М. Брайант 2)

В процессе анаэробной ферментации сложные органические вещества разла­гаются до С02 и СН4, причем на метан приходится примерно 90% энергии, со­держащейся в субстрате [1, 2]. Микробиологические процессы анаэробного пре­вращения углеводородов (брожение) и белков (гниение) имеют важное значение в круговороте веществ в природе и давно используются для стабилизации сточных вод. Возможность получения высококалорийного топливного газа (СН4) путем биохимической переработки биомассы, в частности экскрементов крупного рогатого скота, была реализована сравнительно недавно.

В процессе анаэробной ферментации участвуют многие виды микроорганиз­мов, однако основными биологическими агентами, способствующими разруше­нию органических веществ (субстрата) до СН4, являются бактерии [3-6]. В ряде экосистем важную роль могут играть также ресничные инфузории, простейшие жгутиковые и некоторые грибы. Ферментация субстрата с образованием метана происходит в анаэробных системах, таких, как сточные воды, донные отложения, торфяные болота, гниющие органические отходы, т. е. отходы, в которых при разложении органического субстрата образуется акцептор электрона и С02. В среде, в которой легко образуются или имеются другие акцепторы электрона (кислород, сера, сульфаты или нитраты), ферментации не происходит. С точки зрения температурных условий протекания процесса ферментации можно выде­лить два основных вида микроорганизмов-термофилы, активные при темпера­туре 45-70°С, и мезофилы, активные при температуре 20 4СГС. Существуют микроорганизмы Methanosarcina, которые активны при температуре от 20 до 70°С [7]. Величина рН находится в пределах 5-8 ед., но при рН < 7 скорость ферментации быстро уменьшается.

БИОМАССА Как источник энергии

ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА

Детальный проект системы ферментации может быть разработан после того, как будет выбрано сырье. В зависимости от этого используется различное оборудование. Некоторые схемы технологического процесса представлены на рис. 1, 2 и 3 и в табл. 1. Измельчение. Перед переработкой большая часть твердых материалов измельчается. Для измельчения зернового сырья обычно используют дисковые мельницы, вращающиеся плоские плиты с выступающими зубьями для разрыва зерен.

Переработка промышленных отходов

Фирма Occidental представила Управлению по охране окружающей среды США отчет о результатах оценки лабораторных и полузаводских продуктов и технологии пиролитической переработки коры лжетсуги тиссолистной, рисовой шелухи, соломы, травы и отходов скотооткор­мочного хозяйства промышленного типа для производства синтетиче­ского котельного топлива и углистых веществ [3]. Синтетические топ­лива были получены из всех видов сырья, за исключением отходов животноводства, при переработке которых образовывалось топливо с высоким содержанием азота, а углистое вещество, которое являлось побочным продуктом, отличалось высокой концентрацией натриевых и калиевых солей.

Химические реакции и выходы

Если реакции происходят в пределах системы, то химические уравнения пишутся для каждой реакции. С помощью такого уравнения, характери­зующего равновесное состояние, можно получить необходимую инфор­мацию о количестве требующихся для расчета массы реагирующих ве­ществ, определить отношение молей элементов и молекул, которые при составлении материального баланса должны быть выражены в едини­цах массы. При анализе промышленных процессов редко используются стехио - метрические соотношения, так как реакция может протекать не до кон­ца или могут иметь место побочные реакции.

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

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