РОСІЙСЬКИЙУніверситету дружби народів
ЕКОЛОГІЧНИЙФАКУЛЬТЕТ
Реферат
Біогаз: одержання, склад,використання
Студентка гр.ОСБ-402 Баканова Н.Г.
ВикладачХарламова М.Д.
Москва 2007
Зміст
Введення
Отримання біогазу метатенков ісільськогосподарських біогазових установок
Біогаз, одержуваний на полігонах ТПВ
Системи зберігання біогазу
Склад біогазу
Підготовка біогазу до використання
Основні напрямки і світові лідеривикористання біогазу
Висновок
Список використаної літератури
Введення
У світовій практиці газопостачання накопичений достатнійдосвід використання поновлюваних джерел енергії, зокрема енергії біомаси. Найбільшперспективним газоподібним паливом є біогаз, інтерес до використанняякого в останні роки не тільки не зменшується, але й продовжуєзростати. Під біогазами маються на увазі метансодержащіе гази, які утворюютьсяпри анаеробному розкладанні органічної біомаси. В залежності від джерелаотримання біогази підрозділяються на три основних види:
- газ метантенків, одержуваний на міських очиснихканалізаційних спорудах (БГ КОС);
- біогаз, отримуваний в біогазових установках (БГУ) призброджуванні відходів сільськогосподарських виробництв (БГ СХП);
- газ звалищ, одержуваний на полігонах відходів,що містять органічні компоненти (БГ ТПВ).
У своїй роботі я розглянула технології отримання цихгазів, їх склад, методи підготовки біогазу до використання, а саме методиочищення від баластних речовин. Біогаз має широкий спектр використання,який я коротко розглянула в цій роботі.
Отриманнябіогазу метатенков і сільськогосподарських біогазових установок
За технічним виконанням біогазові установки підрозділяються на три системи:аккумулятивную, періодичну, безперервну.
У акумулятивних системах передбачається зброджування вреакторах, які служать одночасно і місцем зберігання збродженого гною (субстрату) дойого вивантаження. Вихідний субстрат постійно подається в резервуар до йогозаповнення. Вивантаження збродженого субстрату проводиться один-два рази нарік в період внесення добрив у грунт. При цьому частина збродженого осадуспеціально оставляєтся в реакторі і служить затравочного матеріалом для подальшогоциклу зброджування. Обсяг сховища, поєднаного з біореактором, розраховуєтьсяна повний обсяг видаляється з комплексу гною в межпосевной період. Такісистеми вимагають великих обсягів сховищ і застосовуються дуже рідко.
Періодична система виробництва біогазу припускаєразову завантаження вихідного субстрату в реактор, подачу туди ж затравочногоматеріалу і вивантаження збродженого продукту. Така система характеризуєтьсядосить великою трудомісткістю, дуже нерівномірним виходом газу і вимагаєнаявності не менше двох реакторів, резервуара для накопичення початкового гною ізберігання збродженого субстрату.
При безперервній схемі вихідний субстрат безперервно абочерез певніпроміжки часу (1-10 разів на добу) завантажується в камеру зброджування, звідки одночасно видаляється такеж кількість збродженого осаду.Для інтенсифікації процесу зброджування в біореактор можуть вноситися різні добавки, збільшувати нетільки швидкість реакції, але і вихід іякість газу. Сучасні біогазові установки розраховуються, як правило, набезперервний процес і виготовляються із сталі, бетону, пластмас, цегли. Для теплоізоляціїзастосовуються скловолокно, скловата,ніздрюватий пластик.
За добової продуктивності існуючі біогазовісистеми та установкиможна розділити на 3 типи:
малі -до 50 м 3 /добу;
середні -до 500 м 3 /добу;
великі -до 30 тис. м 3 /сут.
Метатенковие і сільськогосподарські біогазові установкине мають принципових відмінностей, за винятком використовуваного субстрату. Технологічнасхема біогазової сільськогосподарської установки представлена ​​на рис. 1.
Згідно з цією схемою гній з тваринницького приміщення (1) надходить уна копітельную ємність (2), далі фекальним насосом (3) його завантажують у метантенк- Ємність для анаеробного зброджування (4). Біогаз, що утворюється в процесібродіння, надходить у газгольдер (5) і далі до споживача Для нагріву гною до температури бродіння і підтримки теплового режиму в метантенке застосовуютьтеплообмінник (6), через який протікає гаряча вода, що нагрівається вкотлі (7) збродженого гною вивантажують вгноєсховище (8).
Рис.1.Узагальнена схема виробництва біогазу (сільськогосподарська біогазова [4]
Биореактормає теплову ізоляцію, яка повинна стабільно підтримувати температурнийрежим зброджування і піддаватися швидкої заміни при виході з ладу. Обігрівбіореактора здійснюється за допомогою розміщення по периметру стінок теплообмінниківу вигляді спіралі з труб, по яких циркулює гаряча вода з початковою температурою 60-70В° С. Така низька температура теплоносіяприйнята, щоб уникнути загибелі метаноутворюючих мікроорганізмів і налипання частинок субстрату на теплообміннуповерхню, що може призвести допогіршення теплообмена.В біореакторітакож є пристрої дляпостійного перемішування гною.Надходження гною в метантенкрегулюється так, щоб процес зброджуванняпротікав рівномірно.
Під час зброджування в гної розвиваєтьсямікрофлора, яка послідовно руйнує органічні речовини до кислот, аостанні під дією сінтрофних і метаноутворюючих бактерій перетворюються в газоподібні продукти- Метан і вуглекислоту.
У метантенках забезпечуються всі необхідні параметрипроцесу-температура (33-37 Вє С), концентрація органічних речовин,кислотність (6,8-7,4) та ін Зростання клітин метанового біоценозу також визначаєтьсяспіввідношенням C: N, і оптимальне його значення становить 30:1. Деякіречовини, що містяться у вихідному субстраті, можуть інгібувати метановезброджування (табл. 1). Наприклад, курячий послід часто інгібує метановезброджування надлишком NH3.
Таблиця1
Інгібіториметанового зброджування [2]
Речовина
Концентрація в субстраті, мг/л
Cu
10
Ca
8000
Na
8000
K
8000
Mg
3000
NH3
1500
Сульфіди
200
Нітрити
50
Біогаз,одержуваний на полігонах ТПВ
Процес некерованого газоутворення на полігонах побутовихта інших відходів, що містять велику частку органічних компонентів, можнарозглядати як процес отримання метансодержащего газу в акумулятивноїсистемі, тривалість процесу до повного розкладання органічної частини тут набагатобільше, ніж уметатенках.
У вітчизняній практиці системи утилізації біогазу наполігонах ТПВ поки не набули широкого поширення, тому при подальшомурозгляді конструктивних особливостей систем збору і транспорту біогазу будевраховуватися зарубіжний досвід. Принципова схема однієї з таких систем на полігоні ТПВпредставлена ​​на рис. 2. Система складається з двохосновних частин: газозбірної мережі, що знаходиться під розрідженням, і розподільчої мережі споживачів біогазу,знаходиться під надлишковим низьким або(Рідше) середнім тиском.
Рис. 2.Пристрій системи дегазації полігонах ТПВ [...
