Максимальные теоретические выходы и теплота реакций
Расчет максимальных теоретических выходов метана при биометаноге - незе представляет интерес для оценки процесса перегнивання и служит основой для определения общих выходов экспериментальным путем. Теоретические выходы метана были рассчитаны для различных партий морских водорослей (рис. 6). При расчете эмпирических формул для каждой партии морских водорослей использовались данные о составе, представленные в табл. 2. На основании уравнений равновесных реакций определялась конверсия каждого вида сырья в метан. Получающиеся молярные выходы метана выражались в м3/кг летучей части твердых веществ. В связи с тем что в процессах ферментации органическая фракция расходуется на воспроизводство бактерий, полученные выходы были скорректированы с помощью данных, приведенных в работах [13, 14] для анаэробного перегнивання чистых углеводов и протеина с учетом образования новых клеток микроорганизмов. Конечные теоретические выходы приведены в табл. 5.
Теоретические выходы, скорректированные с учетом роста бактерий, колеблются в пределах 0,365-0,453 м3/кг летучей части твердых веществ для семи различных партий морских водорослей и соответствуют теоретическому превращению летучей части твердых веществ на 82,2%.
Теоретическая теплота реакции для анаэробного перегнивання морских водорослей рассчитывалась с целью определения ее роли в поддержании температуры в реакторе на уровне 35°С. Согласно оценке, для конверсии морской водоросли в СН4 и С02 требовалось 807 кДж/кг прореагировавшего вещества. После корректировки этого показателя с учетом уменьшения летучей части твердых веществ (примерно 50%) и восстановления микробных клеток (около 20%) была получена величина 5,14 кДж/сут для реактора емкостью Юл при загрузке 1,6 кг летучих твердых веществ/м3 сутки и при времени гидравлического удержания порядка 10 сут. Это эквивалентно 8,2% энергии, требующейся для подогрева суточной подачи суспензии (1 л) с 20 до 35°С.
