Реконструкция системы теплоснабжения коровника на 200 голов применением биогазовой установки.

ВВЕДЕНИЕ 6
1 НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОГАЗА
1.1 Получение биогаза метантенков и сельскохозяйственных
биогазовых установок 8
1.2 Биогаз, получаемый на полигонах ТБО 11
1.3 Системы хранения биогаза 16
1.4 Состав биогаза 18
1.5 Подготовка биогаза к использованию 19
1.6 Основные направления и мировые лидеры использования биогаза 22
2 ОПИСАНИЕ ТЕПЛОВОГО ПУНКТА 24
2.1 Общие сведения тепловой схемы 24
2.2 Общие сведения газовой схемы 26
2.3 Общие сведения электрической схемы 28
3 ОБОСНОВАНИЕ СХЕМЫ И РАСЧЕТ ПРЕДЛАГАЕМОЙ
БИОГАЗОВОЙ УСТАНОВКИ 29
3.1 Выбор технологической схемы 29
3.2 Расчет конструктивно – технологических параметров 30
3.3 Определение количества вырабатываемого биогаза 33
3.4 Расчет насоса биогазовой установки 37
3.5 Подбор газового смесителя 38
3.6 Автоматизированная система контроля и управления процессом 39
3.7 Выбор вспомогательного оборудования 41
3.7.1 Выбор насосов 41
3.7.2 Выбор теплообменников 45
3.7.3 Расчет объемов и энтальпий воздуха и продуктов сгорания 47
3.7.4 Расчет потерь теплоты и КПД-брутто в котельном агрегате 48
4 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ 51
4.1 Обеспечение условий и безопасности труда на производстве 51
4.2 Опасные и вредные производственные факторы, методы и
средства защиты 55
4.3 Обеспечение безопасной эксплуатации энергоустановок 57
4.4 Экологичность 60
5 РАСЧЕТ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
ПРИМЕНЕНИЯ БИОГАЗОВОЙ УСТАНОВКИ 61
5.1 Материальные расходы на основные материалы и аппаратуру 61
5.2 Расходы на оплату труда 62
5.3 Отчисления на социальное и медицинское страхование 63
5.4 Затраты на проектирование 63
5.5 Расчет амортизации оборудования и инструмента 64
5.6 Расход на управление производством 65
5.7 Расчет экономической эффективности проекта 65
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 68

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы: Во многих странах мира энергетика на биологи-ческой массе (биомассе) становится эффективной самоокупаемой отраслью, конкурентоспособной по отношению к энергетике на ископаемом топливе.
Россия обладает очень большим количеством природных запасов и входит в число лидеров по экспорту нефти и газа, но не смотря на это в по-следнее время цена на энергоресурсы неуклонно растет, встает вопрос об использовании альтернативных источников энергии. Как наиболее подходя-щим источником такой энергии является, конечно же, биомасса, тем более что наша страна является аграрной страной.
Биомасса является возобновляемым источником энергии и нередко ис-пользуется как побочный продукт производства, что иногда даже упрощает сам процесс производства. Использование биомассы так же поможет снизить выбросы СО2, так как растения поглощают примерно столько же СО2 во время их роста, сколько выделяется при их сжигании.
Одно из наиболее перспективных направлений энергетического исполь-зования биомассы – производство из нее биологического газа (биогаза), со-стоящего на 50-80 % из метана и на 20-50 % из углекислоты. Производство биогаза из органических отходов дает возможность решать одновременно три задачи: энергетическую, агрохимическую (получение удобрений) и эко-логическую [18].
Получая из биомассы биогаз, появляется возможность использовать его на нужды предприятия. Так, с 1 м3 биогаза, в зависимости от содержания метана, можно выработать от 1,5 до 2,2 кВт энергии [19].

Весь текст будет доступен после покупки

1 НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОГАЗА


В мировой практике газоснабжения накоплен достаточный опыт ис-пользования возобновляемых источников энергии, в том числе энергии био-массы. Наиболее перспективным газообразным топливом является биогаз, интерес к использованию, которого в последние годы не только не убывает, но и продолжает возрастать. Под биогазами подразумеваются метансодер-жащие газы, которые образуются при анаэробном разложении органической биомассы. В зависимости от источника получения биогазы подразделяются на три основных вида:
- газ метантенков, получаемый на городских очистных канализацион-ных сооружениях (БГ КОС);
- биогаз, получаемый в биогазовых установках (БГУ) при сбражива-нии отходов сельскохозяйственных производств (БГ СХП);
- газ свалок, получаемый на полигонах отходов, содержащих органи-ческие компоненты (БГ ТБО).

1.1 Получение биогаза метатенков и сельскохозяйственных
биогазовых установок

По техническому исполнению биогазовые установки подразделяются на три системы:
- аккумулятивную;
- периодическую;
- непрерывную.
В аккумулятивных системах предусматривается сбраживание в реакто-рах, которые служат одновременно и местом хранения сброженного навоза (субстрата) до его выгрузки. Исходный субстрат постоянно подается в ре-зервуар до его заполнения. Выгрузка сброженного субстрата производится один-два раза в год в период внесения удобрений в почву. При этом часть сброженного осадка специально оставляется в реакторе и служит затравоч-ным материалом для последующего цикла сбраживания. Объем хранилища, совмещенного с биореактором, рассчитывается на полный объем удаляемого с комплекса навоза в межпосевной период. Такие системы требуют больших объемов хранилищ и применяются очень редко.
Периодическая система производства биогаза предполагает разовую загрузку исходного субстрата в реактор, подачу туда же затравочного мате-риала и выгрузку сброженного продукта. Такая система характеризуется до-вольно большой трудоемкостью, очень неравномерным выходом газа и тре-бует наличия не менее двух реакторов, резервуара для накопления исходно-го навоза и хранения сброженного субстрата.
При непрерывной схеме исходный субстрат непрерывно или через определенные промежутки времени (1-10 раз в сутки) загружается в камеру сбраживания, откуда одновременно удаляется такое же количество сброжен-ного осадка. Для интенсификации процесса сбраживания в биореактор могут вноситься различные добавки, увеличивающие не только скорость реакции, но и выход и качество газа. Современные биогазовые установки рассчиты-ваются, как правило, на непрерывный процесс и изготавливаются из стали, бетона, пластмасс, кирпича. Для теплоизоляции применяются стекловолокно, стекловата, ячеистый пластик.
По суточной производительности существующие биогазовые системы и установки можно разделить на 3 типа:
- малые - до 50 м3/сут;
- средние – до 500 м3 /сут;
- крупные – до 30 тыс. м3/сут.
Метатенковые и сельскохозяйственные биогазовые установки не имеют принципиальных отличий, за исключением используемого субстрата. Техно-логическая схема биогазовой сельскохозяйственной установки представлена на рисунке 1.1.
Согласно этой схеме навоз из животноводческого помещения 1 посту-пает в накопительную емкость 2, далее фекальным насосом 3 его загружают в метантенк — емкость для анаэробного сбраживания 4. Биогаз, образую-щийся в процессе брожения, поступает в газгольдер 5 и далее к потребителю Для нагрева навоза до температуры брожения и поддержания теплового ре-жима в метантенке применяют теплообменник 6, через который протекает горячая вода, нагреваемая в котле 7 Сброженный навоз выгружают в наво-зохранилище 8.
Биореактор имеет тепловую изоляцию, которая должна стабильно под-держивать температурный режим сбраживания и поддаваться быстрой за-мене при выходе из строя. Обогрев биореактора осуществляется посред-ством размещения по периметру стенок теплообменников в виде спирали из труб, по которым циркулирует горячая вода с начальной температурой 60-70 °С. Такая низкая температура теплоносителя принята во избежание гибе-ли метанообразующих микроорганизмов и налипания частичек субстрата на теплообменную поверхность, что может привести к ухудшению теплообмена. В биореакторе также имеются устройства для постоянного перемешивания навоза. Поступление навоза в метантенк регулируется так, чтобы процесс сбраживания протекал равномерно.
Во время сбраживания в навозе развивается микрофлора, которая по-следовательно разрушает органические вещества до кислот, а последние под действием синтрофных и метанообразующих бактерий превращаются в га-зообразные продукты — метан и углекислоту.
В метантенках обеспечиваются все необходимые параметры процесса—температура(33-37°С) , концентрация органических веществ, кислотность (6,8-7,4) и др. Рост клеток метанового биоценоза также определяется соот-ношением C:N, и оптимальное его значение составляет 30:1. Некоторые ве-щества, содержащиеся в исходном субстрате, могут ингибировать метановое сбраживание (таблица 1.1). Например, куриный помет часто ингибирует ме-тановое сбраживание избытком NH3.
1.2 Биогаз, получаемый на полигонах ТБО

Процесс неуправляемого газообразования на полигонах бытовых и других отходов, содержащих большую долю органических компонентов, можно рассматривать как процесс получения метансодержащего газа в ак-кумулятивной системе, длительность процесса до полного разложения орга-нической части здесь гораздо больше, чем в метатенках.

Весь текст будет доступен после покупки

-

Весь текст будет доступен после покупки