Биоэнергетическая установка для электроснабжения животноводческих хозяйств содержания КРС

ВВЕДЕНИЕ 6
1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ 9
1.1 Проблема утилизации органических отходов сельскохозяйственных
предприятий 9
1.2 Анализ существующих схем установок для получения биогаза 10
1.3 Оптимальные тепловые режимы процесса 17
анаэробной ферментации 17
1.4 Формы биреакторов применяемые в биогазовых установках 19
1.5 Элементы нагрева для поддержания теплового режима в
биогазовой установке 22
1.6 Перспективы развития биогазовых установок 24
2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ИНТЕНСИВНЫХ МЕТОДОВ СБРАЖИВАНИЯ ОТХОДОВ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА 28
2.1 Обоснование возможности объединения в единый цикл трех стадий
анаэробной ферментации отходов животноводства 28
2.2 Модель структурной оптимизации процесса утилизации отходов 30
2.3 Математическая модель процесса выработки биогаза 40
2.4 Экспериментальные исследования получения биогаза 43
3 РАЗРАБОТКА БИОГАЗОВОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ
ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ХОЗЯЙСТВ
СОДЕРЖАНИЯ КРС 49
3.1 Технология переработки отходов с получением биогаза 49
3.2 ПРименение индукционного нагрева в биогазовой установке 50
3.3 Конвективный нагрев в метантенке 54
3.4 Выбор частоты тока индукционно-конвективного нагрева 66
3.5 Определение мощности и размеров индуктора 68
3.6 Разработка конструктивно-технологической схемы метантенка
биогазовой установки 70
3.7 Расчет и выбор оборудования проектируемой биогазовой 74
4 ТЕХНИКО–ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРИМЕНЕНИЯ
БИОГАЗОВОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 79
ЖИВОТНОВОДЧЕСКИХ ХОЗЯЙСТВ СОДЕРЖАНИЯ КРС 79
4.1 Общая экономическая оценка технологии метанового сбраживания 79
4.2 Технико-экономические показатели технологии метанового
сбраживания 80
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 85

Весь текст будет доступен после покупки

В настоящее время в мире разработаны и успешно применяются раз-личные схемы биогазовых технологий. Основной целью их применения яв-ляется получение биогаза с утилизацией органических отходов.
Особый интерес биогазовые технологии представляют для животно-водческих предприятий. Благодаря их применению удается добиться утили-зации навоза с получением биогаза и качественного удобрения, которое оказывает меньше агрессивного воздействия на растения чем до переработ-ки, уменьшается эмиссия неприятных запахов, улучшаются гомогенные свойства субстрата, появляется возможность более легкого смешивания, пе-рекачивания и распределения навоза.
В Республике Башкортостан стоит проблема утилизации отходов жи-вотноводства, особенно отходов крупных фермерств. Практически все от-ходы данных предприятий имеют органическое происхождение, и могут утилизироваться путем анаэробного сбраживания.
На сегодняшний день разработано множество технологических схем биогазовых станций. Перед фермерами крупного рогатого скота (КРС), же-лающими приобрести биогазовую установку, подходящую для условий Республики Башкортостан, которые являются специфическими для боль-шинства разработанных схем, встает необходимость производить глубокий анализ всех представленных технологий, для определения наиболее эконо-мически выгодного и подходящего под климатические условия решения. Этот факт значительно усложняет процесс внедрения биогазовых техноло-гий в данном регионе.

Весь текст будет доступен после покупки

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ


1.1 Проблема утилизации органических отходов сельскохозяйственных предприятий

Функционирование крупных животноводческих, птицеводческих ком-плексов и ферм ставит под угрозу экологическое благополучие окружаю-щей природной среды. Основная причина этого, неудовлетворительная ор-ганизованная работа по утилизации органических отходов, главным обра-зом, навоза и помета [32].
Экскременты животных и птиц в своем составе содержат большое ко-личество опасных веществ: аммиак, сероводород, меркаптан, фенол и др. Однако, несмотря на имеющиеся недостатки, навоз и птичий помет являют-ся ценными органическими удобрениями, так как в них содержатся все не-обходимые для питания растений элементы, причем в благоприятном соче-тании.
В то же время, в нашей стране, в последние годы отмечается тенден-ция снижения количества вносимой в почву органики, что естественно при-водит к сокращению гумуса и питательных веществ почвы и, соответствен-но, снижению урожайности.
Это насущная и каждодневная проблема каждого производственного предприятия животноводческого комплекса, фермерского хозяйства. Реше-ние простое - утилизация и переработка отходов.
Утилизация ради утилизации – слишком дорогое удовольствие. Необ-ходимо получить максимальную прибыль, ведь навоз КРС, помет птиц – это не только прекрасное удобрение для растений, но и источник энергии, которая может быть переработана в электричество, тепло, газ. Все это поз-воляют технологии, хорошо известные, проверенные и работающие в эко-номически развитых странах, где дефицит энергоносителей и жесткая кон-куренция заставляют экономить ресурсы и искать новые возможности сни-жения затрат.
Собственный энергоноситель - биогаз, полученный в результате анаэ-робной обработки отходов, может быть преобразован в тепло или электри-чество, напрямую использован в газовых приборах. Высокоэффективное готовое органическое удобрение для собственных нужд или на продажу. В результате, биотехнологии не только снижают затраты на производство, но и создают полезные продукты, востребованные на рынке и приносящие прибыль [14].
Биогаз - газ, получаемый метановым брожением биомассы. Разложе-ние биомассы происходит под воздействием 3-х видов бактерий. В цепочке питания последующие бактерии питаются продуктами жизнедеятельности предыдущих. Первый вид - бактерии гидролизные, второй кислото-образующие, третий - метанообразующие. В производстве биогаза участ-вуют не только бактерии класса метаногенов, а все три вида.
Изначально в состав биогаза входит 55…75 % метана, 25…45 % CO2, незначительные примеси H2 и H2S. После очистки биогаза от СО2 получает-ся биометан. Биометан полный аналог природного газа. Отличие только в происхождении.
Результаты технико-экономического анализа показывают, что произ-водство теплоты из биомассы является конкурентоспособным. Из техноло-гий производства электроэнергии из биомассы наиболее рентабельными на сегодняшний день являются мини-электростанции, работающие на биогазе.
Производство биогаза из органических отходов дает возможность решать: энергетические, агрохимические и экологические проблемы.
Биогазовые установки могут устанавливаться как очистные сооруже-ния на фермах, птицефабриках, спиртовых заводах, сахарных заводах, мя-сокомбинатах, с внедрением собственного энергоблока.

Весь текст будет доступен после покупки

-

Весь текст будет доступен после покупки