БИОМАССА Как источник энергии

Небольшие установки для производства метана из биомассы

М. Бриле1)

Поиск решения проблем, обусловленных, с одной стороны, энергетическим кри­зисом, а с другой стороны, загрязнением окружающей среды, привел к созданию установок для производства топливного газа из биомассы, который может быть использован в промышленности и сельском хозяйстве. Наряду с крупными про­мышленными установками для анаэробного перегнивання органических отходов внедряются небольшие установки, предназначенные для удовлетворения энерге­тических потребностей животноводческих и молочных ферм, и в частности уста­новки для производства метана из экскрементов (навоза) рогатого скота.

Метан из биомассы может быть получен путем ее анаэробного перегнива­ння (ферментацией), гидрогазификации или пиролиза [1-7]. При анаэробном перегнивании органические вещества (естественные отходы) разлагаются в от­сутствие кислорода. Согласно работам [8-10], этот процесс протекает в три ста­дии с участием двух различных групп бактерий, составляющих сообщество. На первой стадии сложные органические соединения (жирные кислоты, протеины, углеводы) в результате ферментационного гидролиза превращаются в более простые соединения. На второй стадии простые соединения подвергаются воз­действию группы факультативных анаэробных (или кислотообразующих) бакте­рий, что приводит к образованию главным образом летучих жирных кислот. На третьей стадии органические кислоты под действием строго анаэробных (или метанообразующих) бактерий превращаются в диоксид углерода и метан. Полу­чаемый на этой стадии обогащенный метаном газ (биогаз) имеет теплоту сгора­ния порядка 5340-6230 ккал/м3.

Использование биомассы, в том числе сельскохозяйственных продуктов и отходов, для решения проблем, связанных с недостатком энергии, постепенно становится повсеместным [42-48]. Наиболее значительным достижением в этой области является создание в Бразилии установки стоимостью 1 млрд. долл., предназначенной для переработки сахарного тростника в этанол, который мо­жет быть использован в качестве транспортного топлива [49].

Международное энергетическое агентство (Париж) уделяет особое внимание сбору и распространению информации относительно получения топлива из био­массы. Исследовательские и проектные работы по получению топлива из био­массы, проводимые в США, все в большей степени привлекают внимание мини­стерства энергии (Вашингтон). Институт газовой технологии в Чикаго занимается исследованием процессов анаэробной ферментации биомассы [2, 3, 49], а фирма Calorific Recovery Anaerobic Process (CRAP) ввела в строй новую установку по производству топливного газа из биомассы (шт. Оклахома) [49]. Установка рассчитана на переработку 7230 т сухого навоза в год и производство 18 125 тыс. м3 метана в год и, кроме того, 181 т/сут ила, который может быть использован в качестве удобрения. Подобную установку намерена создать фир­ма Biogas of Colorado (Denever).

11 Michael R. Brule, School of Chemical Engineering and Materials Science, University of Oklahoma, Norman.

Достижения в области изучения процесса анаэробного перегнивання био­массы рассматриваются в работах [8-29, 36, 39, 41], а оптимальные параметры процесса-в работах [19, 25, 29-40].

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.