Биоэнергетические установки, производимые в России, и их краткие технические характеристики
Установка предназначена для переработки всех видов органических отходов крестьянского или фермерского хозяйства, имеющего на своем подворье до 5-6 голов крупного рогатого скота или 50-60 голов свиней, или 500-600 голов птицы, с получением газообразного топлива (биогаза) и экологически чистых органических удобрений.
В состав комплекта ИБГУ-1 входят: биореактор-метантенк вертикального типа с рабочим объемом 2 м; газгольдер «мокрого» типа объемом 3 м3; загрузочный механизм (ручная таль); лестница-эстакада; приемник для жидких удобрений на 1 м, ковш-тележка на 50 кг.
Установка ИБГУ-1 работает в полупериодическом режиме с ежесуточной загрузкой 50-200 кг органических отходов с влажностью 85 %. Температура ферментации 52-55 °С. Температурный режим поддерживается с помощью ТЭНов, вмонтированных в водяную рубашку, окружающую биореактор. Суточное потребление энергии не более 15 кВт. ч при размещении биореактора в помещении. Установка ИБГУ-1 в сутки производит от 50 до 200 кг удобрений, а также до 10-12 м3/сут биогаза, содержащего 60 % метана и 40 % углекислого газа. Выигрыш в энергии, произведенной в виде биогаза (230-276 тыс. кДж), против затраченной (59 тыс. кДж) составляет 4-5 раз. Годовой выход биогаза 3600 м, что эквивалентно замещению 2,3-2,5 т мазута. Годовой выход экологически чистых органических удобрений, не содержащих нитритов, нитратов, семян сорняков, патогенной микрофлоры и яиц гельминтов (сертификат Московской областной эпидемиологической станции), составляет 72 т при стоимости на внутреннем рынке России в 1995 г. 72 млн руб. Окупаемость установки не более 0,5 года. Применение таких удобрений в Московской, Тульской и Кемеровской областях в сезонах 1993-1995 гг. показало увеличение урожайности по разным культурам (от клубники до картофеля) в 2-4 раза.
Установка может работать в любых климатических зонах России и устанавливаться на крестьянском подворье, имеющем электроснабжение.
Опыт, накопленный при эксплуатации ИБГУ-1, и требования развивающегося рынка подобных систем позволили перейти к разработке и созданию полностью автономных биогазовых установок, не зависящих от централизованного электроснабжения.
Расчеты показали, что для биогазовых установок, работающих в автономном режиме при температуре ферментации 52-55 °С, необходимо перерабатывать не менее 500 кг отходов КРС при влажности 85 %.
АО Центр «ЭкоРос» в 1994 г. при животноводческом комплексе КРС «Поярково» АО Агрофирмы «Искра» Солнечногорского района Московской области ввел в эксплуатацию автономный биогаз, энергетический блок-модуль БИОЭН-1 по переработке отходов 20-25 голов КРС. БИОЭН-1 комплектуется из четырех биореакторов-метантенков общим объемом 8,8 м3, которые при серийном производстве будут заменены на два биореактора-метантенка общим объемом 10 м3; четырех газгольдеров "мокрого" типа общим объемом 12 м3, которые будут заменены на два газгольдера по 6 м3 каждый; биогаз-электрогенератора мощностью 4 кВт (на базе серийно выпускаемого бензоэлектрогенератора АБ-4Т/400-М2 Вяземского электромеханического завода Смоленской области, документация АО «Агродизель», Москва), агрегата отопительного газового водогрейного АОГВ-23,2-1 тепловой мощностью 23 кВт, серийно выпускаемого Жуковским машиностроительным заводом (г. Жуковск, Московской обл.); инфракрасной газовой беспламенной горелки тепловой мощностью 5 кВт с КПД 95 %, бытовой газовой четырёхконфорочной плиты.
Количество перерабатываемого сырья до 1 т/сут отходов КРС при влажности 85 %; выход биогаза – 40 м/сут; количество вырабатываемой электроэнергии 80 кВт∙ч переменного тока напряжением 220-380 В, частотой 50 Гц; количество вырабатываемой тепловой энергии в сутки 230 кВт. ч/р., что достаточно для отопления 120-140 м жилой площади; количество вырабатываемых жидких экологически чистых органических удобрений до 1 т/сут.
Затраты на поддержание оптимальной температуры ферментации 52-55 °С не более 30 % вырабатываемого биогаза в зимнее время. Выход товарного биогаза 70 %.
Окупаемость блок-модуля БИОЭН-1 по рыночной стоимости годового производства удобрений не более 0,5 года.
На семью из 5-6 чел. для бытовых нужд (приготовление пищи, горячей воды и кормов для животных) в сутки требуется не более 4-5 м3 биогаза, потребность в электроэнергии при наличии двух холодильников, двух телевизоров, 10 ламп накаливания по 100 Вт и других электробытовых приборов периодического использования в зимнее время составляет 8, в летнее – 4 кВт∙ч/сут. Для механической трехразовой дойки 25 голов КРС в сутки расходуется 8 кВт∙ч электрической энергии.
Блок-модуль БИОЭН-1 можно собирать в батареи из двух, трех и четырех комплектов для обработки отходов от 50, 75 и 100 голов КРС. Такие системы могут работать в любой климатической зоне России в любых районах, не имеющих централизованного энергоснабжения.
Особенности ИБГУ-1 и БИОЭН-1 (табл. 5.1) состоят в том, что они предназначены для серийного производства, в полной заводской готовности. Монтаж ИБГУ-1 занимает не более 2-3 дней, монтаж БИОЭН-1-7-10 дней. Выход на рабочий режим обеих систем 3-5 суток. Процесс непрерывный, легко прекращается и возобновляется.
