Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Як показали виконані розрахунки, виробництво біогазу, з огляду на захист навколишнього середовища й одержуване високо­якісне органічне добриво, окупає себе і є рентабельним. Однак рен­табельність його реалізується тільки в тому випадку, якщо біогаз, як енергоносій, використається доцільно, тобто заощаджуються при цьому інші більше коштовні енергоносії або створюється нова про­дукція.

При створенні біогазової станції необхідно забезпечити безпе­рервне споживання газу.

Варіанти використання біогазу:

— виробництво електроенергії;

— заміна рідкого палива, використовуваного для опалення на молочній фермі;

— виробництво рідких кормових дріжджів;

— сушіння збродженої біомаси.

Виробництво електроенергії може здійснюватися при викори­станні як первинного двигуна для обертання генератора двигуна, що працює на біогазі. У цьому випадку забезпечується безперервне використання біогазу, що утвориться.

У розрахунках по використанню біогазу як палива для пер­винного двигуна генератора приймають, що вироблюваний генера­тором електричний струм харчує електромережу господарства. Охолодна вода й вихлопний газ первинного двигуна за допомогою теплообмінника використається для одержання теплової енергії, ча­стина якої йде на покриття потреби в теплі для підтримки процесу зброджування; частина, що залишилася, використається для опа­лення або постачання господарства гарячою водою.

Із загальної кількості біогазу, що витрачається при виробниц­тві електроенергії, перетвориться в механічну енергію ет=28,4 % і в термічну (з урахуванням втрат) et=71,6 %. Приймаючи К. К.Д. пере­творення енергії: механічний г)ш=0,96; електричний г|е=0,97 і термі — чний r|t=0,95, визначимо кількість виробленої електричної й тепло­вої енергії, що утилізується.

Вироблена електроенергія Ее:

О • є • ті • ті

Ее = —-—™ ™—-=2521 кВт-год./добу=922 тис. кВт-год./рік. (13.34)

3600

Теплова енергія, що утилізується (Et):

Et = [(Qj — et — nt) —Q2]’Tlt = П,4-106кДж/день, (13.35)

де Qi — тепловий еквівалент загального виходу біогазу, Qi=34,7T06 кДж/дн;

Q2 — енергія для підтримки режиму Q2=8,42T06 кДж/дн; r|t — КПД теплообмінника, рівний 0,75.

Виражаючи Et в еквіваленті рідкого палива (Gt) одержимо:

Gt = -==272 кг/дн. = 99,2 т/рік, (13.36)

т 4,18-10

які можуть бути зекономлені для господарства.

На молочній фермі для опалення приміщень молодняку, молочного відділення, а також підсобних приміщень (душові, роздягальні) щорічно використається 85 т рідкого палива (таблиця 13.5); витрати на це становлять 40000 грн.

Таблиця 13.5 — Заміна рідкого палива біогазом Місяці Рідке паливо Місяці Рідке паливо т кг/день т кг/день січень 18,7 540 липень 1,6 51 лютий 12,3 440 серпень 1,7 55 березень 11,3 365 вересень 1,8 51 квітень 6,6 220 жовтень 4,5 145 травень 3,3 106 листопад 8,6 267 червень 1,5 50 грудень 13,8 445

Опалення цих приміщень може бути здійснене на біогазі. Кі-

З

лькість біогазу, що вимагається, для цієї мети становить 170 тис. м у рік, тобто 37 % товарного біогазу, що виникає.

Виробництво рідких кормових дріжджів. Загальні витрати на виробництво рідких кормових дріжджів розраховувалась на 1 кг суміші, приготовленої зі здрібненої кукурудзи вологістю ЗО % з до­даванням води. Для готування 5 тонн суміші потрібно 2,16 т воло­гої кукурудзи. Співвідношення сухого матеріалу й води — 1:2.

У технологічному процесі, що складається із шести операцій, для одержання рідких кормових дріжджів з 1 кг суміші затрачаєть­ся 1736 кДж тепла; з 5 тонн суміші — щодня 8,7* 106 кДж, що може

з

бути забезпечено спалюванням 416 м біогазу; у рік буде потрібно

з

152 тис. м, що становить 33 % товарного біогазу, що утвориться за рік. Як показали випробування, проведені у виробничих умовах з однієї тонни сухого матеріалу кукурудзи може бути отримане дода­тково 200 кг білка-сирцю. У зв’язку з тим, що в 2,16 тоннах вологої кукурудзи втримується 1,66 т сухого матеріалу, у добу виробляєть­ся 332 кг, а за рік — 121,2 т білки-сирці.

Сушіння збродженої рідкої біомаси. Суміш сухої твердої фра­кції збродженої біомаси з мінеральними добривами є ефективним добривом у рослинництві.

Отримана за допомогою прес-фільтра тверда фракція сушить­ся в барабанній сушарці при температурі повітря 400 °С. З обліком ККД сушили для випару 1 кг води необхідно qc=3,910 кДж тепло — енергії.

З обліком цього, теплоенергія qci, необхідна для одержання 1 кг сухого продукту вологістю 14 %, може бути підрахована як, кДж/кг сухого продукту:

Qd=a-— )-qc=13,4-103, (13.37)

Хтф

де хсп — вологість сухого продукту (14 %);

хтф — вологість твердої фракції збродженої біомаси (після поділу) —

75 %.

Для одержання 1 кг сухого продукту потрібно 13400 кДж/т або 0,62 м3 біогазу.

Для сушіння біомаси використається та кількість біогазу, що залишається після задоволення потреб опалення й виробництва рід­ких кормових дріжджів.

Із цією метою був складений баланс використання товарного біогазу (таблиця 13.6), складові якого показані також на рисунку

13.2.

Місяць	Кількість товарного біогазу	Заміна рідкого біогазу	Для виготовлення рідких кормових дріжджів	Для сушки (залишків)
м3/дн.	м3/дн.	м3/дн.	м3/дн.
січень	1112	1080	32	—
лютий	1112	680	232	—
березень	1112	730	382	—
квітень	1398	440	416	542
травень	1398	212	416	770
Червень	1398	100	416	882
Липень	1398	100	416	882
Серпень	1398	110	416	872
Вересень	1398	104	416	878
Жовтень	1112	190	416	406
Листопад	1112	574	416	112
Грудень	1112	490	122	—

З таблиці 13.6 і рисунку 13.2 видно, що вихід товарного біога­зу протягом цілого року покриває потреба в енергії, необхідної для заміни рідкого палива й виробництва рідких кормових дріжджів і тільки в січні й грудні місяцях проявляється недолік газу в розмірі 210 м і відповідно до його повинен бути знижений обсяг виробни­цтва рідких кормових дріжджів. Для сушіння твердої фракції збро — дженої біомаси у квітні й жовтні місяцях залишається щодня в се — редньому 400 м, а в період між травнем і вереснем 870 м біогазу. Наявне в розпорядженні кількість біогазу у квітні й жовтні дає мо­жливість одержати в день 0,9 т сухого продукту (біомаси), а в літні 5 місяців по 1,45 т у день, що в цілому складе 264 т сухого продук­ту в рік. При 8-ми годинному робочому дні й продуктивності 180 кг сухого продукту в годину сушарка повинна бути розрахована на сушіння вологої біомаси:

де хсп — зміст вологи в сухому продукті (14 %);

хтф — зміст вологи у твердій фракції біомаси (75 %); gen — сухий продукт, кг.

ІІісяць

О — загальна кіль уїсть біогазу: ■ — підігрів біомаси:

■-замінарідкого палива" □-виробництво рідких дріжджів: ■ — тдсушка рідкої фракції:

Рисунок 13.2 — Баланс використання товарного біогазу

Для одержання однієї тонни сухого продукту потрібно 3,44 т вологої біомаси й 264 тонн сухого продукту.

Виробництво біогазу при анаеробнім зброджуванні рідкої біо­маси великої рогатої худоби, з огляду на ціни рідкого палива, у ці­лому економічно виправдано. При обліку вартості зброджуваної рі­дкої біомаси й ефекту по захисту навколишнього середовища строк окупності капітальних вкладень 2 роки.

При подальшому підвищенні цін на рідкі палива економічні показники біогазових станцій будуть поліпшуватися.

Заміна рідкого палива біогазом є одним з рішень, що окупа­ють. Для тваринницьких ферм, опалювальних від центральних ко­телень на рідкому паливі, можна рекомендувати будівництво біога­зових станцій і використання біогаза як паливо.

Виробництво рідких кормових дріжджів варто розглядати та­кож ефективним напрямком використання біогазу, що підвищує рентабельність виробництва біогазу.

Техніко-економічні показники біогазової станції наведені в таблиці 13.7.

Таблиця 13.7 — Техніко-економічні показники біогазової станції № Показники біогазової станції Одиниця виміру Величина показника 1 Об’єм бродильної камери 3 м 1950 2 Маса рідкого гною, яка завантажується мЗ/дн. 65…75 3 Зміст органічної речовини % 7,4 4 Питоме навантаження по органічній речовині в день кг/м3 2,5…2,9 5 Тривалість зброджування ДН. 25…ЗО 6 Загальний вихід біогазу м3/дн. 1650 7 Вихід товарного біогазу м3/дн. 1245 8 Собівартість біогазу грн. за 1000м3 300 9 Загальна вартість біогазової станції грн. 10 Строк окупності капіталовкладень рік 2…3 Економічна ефективність від використання установок утиліза­ції біогазу може бути оцінена наступними показниками: — відпадає необхідність в прокладенні вартісних газових магістралей; — одержуються високоякісні добрива, які дають прибавку до врожаю, вартість яких на світовому ринку 0,1 дол. США за 1 літр. Наукові рекоменда­ції по внесенню — 500..700 літрів рідких добрив на гектар. Приміром, оброб-

лення картоплі цим добривом перед посадкою дає прибавку до врожаю в

15.. . 100%;

-дешевизна в експлуатації. Практично, крім перезаправки, установка не потребує обслуговування;

— поліпшується екологічна ситуація;

— біогазом можна заправляти автомобілі, на ньому працюватимуть і ди­зельні та бензинові електростанції, можна використати також термоелектри­чну електростанцію, нагріваючи її від газового котла;

— біогазові установки можна використати замість очисних споруд, адже добриво, яке вони виробляють, екологічно чисте і його можна вивозити на поля.

1.

[1] погляду отримання додаткових джерел енергії найбільший інтерес представляють два види відходів, що утворюються в проце­сі виробництва деревної маси і паперу, кора і лужний розчин, що відходить. Кора є зовнішнім шаром деревини і здирається за допо­могою машини.

Комментарии запрещены.