Альтернативный источник экологически чистой энергии - биогаз. - презентация

1 Биогазовые установки - альтернативный источник экологически чистой энергии, энергии будущего

2 Как извлечь прибыль из навоза КРС, помета кур, свиней и другой живности? Как лучше утилизировать их? Во многих странах уже нашли ответ на этот вопрос. Ответ, дающий возможность снизить затраты на утилизацию, отказаться от закупки удобрений, получить прибыль от их продажи, электроэнергию, тепло, газ.... Этими вопросами задаются многие владельцы колхозов, фермерских хозяйств, птицефабрик... Этот ответ – биогазовые технологии

3 Биогаз - возобновляемый аналог природного газа Что за газ биогаз? Биогазовая установка на сельском подворье поможет решить массу проблем и принести ощутимую пользу

4 получение биогаза в искусственно созданных условиях Анаэробное сбраживание Процесс представляет собой разложение органики в отсутствии воздуха (кислорода) Болотный газ Биогаз смесь метана (CH 4 ) и двуокиси углерода (CO 2 ) Анаэробное сбраживание биогазовые технологии

5 Анаэробное сбраживание также происходит в условиях, создаваемых в процессе человеческой деятельности. Например, биогаз образуется: в местах концентрации сточных вод в местах складирования навоза и навозных стоков ферм в местах складирования твердых бытовых отходов на свалках и полигонах

6 Три этапа производства биогаза Гидролиз Сбраживание Образование метана

7 Навоз КРС часто применяют в качестве сырья, загружаемого в новый реактор, где для начала процесса сбраживания достаточно обеспечить следующие условия: Параметры и оптимизация процесса сбраживания поддержку анаэробных условий в реакторе; Полная герметичность реактора

8 психрофильный температурный режим определяется температурами до °C, мезофильный температурный режим определяется температурами от 25°C до 40°C термофильный температурный режим определяется температурами свыше 40°C. соблюдение температурного режима;

9 доступность питательных веществ для бактерий; Обычное органическое сырье - навоз животных содержит достаточное количество питательных веществ для бактерий.

10 выбор правильного времени сбраживания и своевременную загрузку и выгрузку сырья; психрофильный температурный режим: от 30 до 40 суток; мезофильный температурный режим: от 10 до 20 суток; термофильный температурный режим: от 5 до 10 суток. жидкий навоз КРС: дней; жидкий свиной навоз: дней; жидкий куриный помет: дней; навоз, смешанный с растительными отходами: дней. По типу сырья По температурному режиму

11 соблюдение кислотно-щелочного баланса; Оптимальное значение pH колеблется в зависимости от сырья от 6,5 до 8,5.

12 соблюдение соотношения содержания углерода и азота; Выход биогаза наибольший при уровне соотношения углерода и азота от 10 до 20. A. Навоз животных КРС 1,7 - 1,8/16, Куриный 3.7 – 6,3/7,3 - 9,65 Конский 2,3/25 Свиной 3,8/6,2 – 12,5 Б. Отходы хозяйства Фекалии 6 - 7,1/ Кухонные отходы 1,9/28,60 Шкурки картофеля 1,5/25 Капуста 3,6/12,5 Помидоры 3,3/12,5 C. Растительные сухие отходы Кукурузные початки 1,2/56,6 Солома зерновых 1,0/49,9 Пшеничная солома 0,5/ Кукурузная солома 0,8/50 Люцерна 2,8/16, Свекольный жом 0,3 – 0,4/ Соотношение углерода и азота C/N

13 выбор правильной влажности сырья; Рекомендуется тщательно измельчать перед загрузкой в реактор растительные остатки солому, объедки и др. и стремиться к отсутствию твердых веществ в сырье. Влажность сырья, загружаемого в реактор установки, должна быть не менее 85% в зимнее время и 92% в летнее время года. Для достижения правильной влажности сырья навоз обычно разбавляют горячей водой в количестве, определяемом по формуле: ОВ = Н×( (В2 – В1):(100 – В2)) Н – количество загружаемого навоза, В1 – первоначальная влажность навоза, В2 – необходимая влажность сырья, ОВ – количество воды в литрах. Влажность навоза КРС – 65%, для достижения влажности 85%, на 100 кг навоза, необходимо 133 литра воды, для 92% влажности – 337 л.

14 регулярное перемешивание; высвобождение произведенного биогаза; перемешивание свежего субстрата и популяции бактерий (прививка); предотвращение формирования корки и осадка; предотвращение участков разной температуры внутри реактора; обеспечение равномерного распределения популяции бактерий; предотвращение формирования пустот и скоплений, уменьшающих эффективную площадь реактора. Слишком частое или продолжительное и интенсивное перемешивание вредно. Рекомендуется медленно перемешивать сырье через каждые 4 – 6 часов.

15 отсутствие ингибиторов процесса. Сбраживаемая органическая масса не должна содержать - антибиотиков, растворителей и т. п. Нельзя использовать для разбавления навоза воду, оставшуюся после стирки белья синтетическими моющими средствами.

16 Навоз КРС наиболее подходящее сырье для переработки в биогазовых установках, так как метана производящие бактерии уже содержатся в желудке КРС.

17 Установка, работающая на любом виде органического сырья, целевым продуктом деятельности которой является биогаз. Что такое биогазовая установка? Комплекс инженерных сооружений для подготовки сырья, производства, очистки и хранения биогаза, производства электроэнергии и тепла. Что такое биогазовая станция?

18 Состав оборудования и сооружений биогазовой установки Реактор (другое название биореактор, метантенк, ферментатор), с системой перемешивания субстрата и системой его подогрева

19 Самое распространенное расположение реактора надземное, просто, быстро, минимум затрат на монтаж, но для работы в холодное время года, необходима хорошая термоизоляция Расположение реактора

20 Подземное расположение реактора, в основном, используется при постройке реакторов из бетона и кирпича, но при возможности необходимо заглублять и металлические реакторы

21 Термоизоляционные материалы Солома Глина Шлак Сухой навоз

22 Система загрузки и выгрузки сырья Для самого простого способа загрузки сырья - самотеком загрузочная ёмкость располагается выше реактора. Выгрузка сырья идёт самотёком если перед началом слива оставить в реакторе небольшое давление. Загрузочное отверстие Выгрузочное отверстие Оптимальным способом подачи и перемешивания сырья. Пневматическое загрузочное устройство использует бункер подачи сырья, для которого используются стальные емкости от 0.5 до 1 м 3, выдерживающие давление до 5 кгс/см 2, и трубопроводы диаметром не менее 100 мм с задвижкой

23 Система сбора биогаза Водяные затворы - обеспечивает пропускание газа только в одном направлении. Необходимо регулярно опустошать Водяные затворы - обеспечивает пропускание газа только в одном направлении. Необходимо регулярно опустошать Газовые трубы – пластиковые, могут быть использованы для подземных систем или систем, защищенных от солнца и механических ударов. Во всех других случаях используются гальванизированные стальные трубы диаметром 2,4 см. Краны и арматура. Наиболее надежные краны - хромированные шаровые клапаны, специально для газа, обычно желтые. Шаровые краны как предохранительные приборы должны быть установлены на всех газовых приборах. Краны и арматура. Наиболее надежные краны - хромированные шаровые клапаны, специально для газа, обычно желтые. Шаровые краны как предохранительные приборы должны быть установлены на всех газовых приборах. Газопровод - должен быть безопасный, экономичный и предоставлять необходимое количество газа для каждого прибора Приборы контроля и безопасности – биогазовая установка обязательно должна быть оснащена манометрами, термометрами, уровнемерами, аварийными клапанами

24 Компрессор Газгольдер

25 Газораспределитель

26 Принципиальная схема работы БГУ

27 Во что превращаются отходы после получения из них биогаза? Еще один плюс - в результате работы биогазовой установки получаются высококлассные, экологически чистые удобрения. Удобрение, получаемое в результате работы биогазовой установки содержит все необходимые компоненты удобрений - азот, фосфат, калий, макро и микроэлементы Не содержит патогенной (болезнетворной) микрофлоры, яиц гельминтов, семян сорняков, нитратов и нитритов, специфических фекальных запахов. 1 литр концентрированных жидких экологически чистых органических удобрений по своему эффекту и воздействию на рост растений и получению урожая эквивалентен 100 кг коровьего навоза.

28 Жидкое удобрение обеспечивает повышение урожайности культур в 2-3 раза в зависимости от вида культуры, состояния почвы и климатических условий. Действует на растение сразу же после применения, снижает кислотность почвы, повышает устойчивость растений к неблагоприятным воздействиям среды, особенно к засухе. Используется во всех климатических зонах для всех видов почв, повышая их плодородие и улучшая экологическое состояние.

29 1 литра концентрированного удобрения достаточно для обработки от 2 до 15 кв. м. почвы. Органическое удобрение универсальное и применяется не реже 3-4 раз в сезон под все сельскохозяйственные и декоративные культуры путем поверхностного полива почвы или инъекцирования непосредственно в почву. Данное удобрение – высококонцентрированное и перед применением требует разведения не менее, чем в 20 раз. Перед подкормкой необходимо почву под растениями смочить водой.

30 свинофермамфермам КРС птицефабрикамрастениеводческим предприятиям предприятиям смешанного типа Кому нужно строить биогазовую установку?

31 Инвестиция в биогазовую установку связана с долгосрочным капиталовложением. Поэтому строительство установки должно быть хорошо рассчитано с учетом перспективы! Решив строить биогазовую установку, стоит понимать, что это, как и любое строительство, вложение денег, сил и энергии. Не стоит думать, что получив первый биогаз, Вы сразу начнете получать прибыль, для того, что бы Вы ощутили выгоду, необходима хорошая стабильная работа установки с грамотным обслуживанием и постоянным вниманием хозяина. Только при таком подходе Вам гарантировано: Экономия денег: экономятся деньги, ранее затрачиваемые на топливо и электроэнергию; экономятся деньги, затрачиваемые на покупку удобрений и гербицидов. Возможность получения дополнительных денег: вы можете продать биогаз и биоудобрения; вы получаете дополнительные деньги при повышении урожайности выращиваемых сельскохозяйственных культур за счет применения биоудобрений; вы получаете дополнительные деньги при выращивании животных и птицы за счет кормовых добавок из переработанного сырья.

32 уменьшение выброса в атмосферу метана (парниковый газ), образуемого при хранении навоза под открытым небом; уменьшение выброса углекислого газа и продуктов сгорания угля, дров и других видов топлива; уменьшение загрязнения воздуха азотистыми соединениями, имеющими неприятный запах; уменьшение загрязнения водных ресурсов навозными стоками; сохранение леса от вырубки; уменьшение использования химических удобрений. Экологические выгоды:

33 Меры предосторожности при запуске и обслуживании БГУ Подбор и подготовка исходного сырья должна выполняться более тщательно. Запрещается загружать отходы, содержащие ядовитые вещества, так как это не только подавляет жизнедеятельность микроорганизмов, но может оказать и воздействие на организм обслуживающего персонала. Кроме того, необходимо учитывать, что сброженное сырье скорее всего будет использоваться в качестве удобрения. Необходимо следить за изменением давления биогаза и работой перепускного устройства на случай повышенного давления биогаза особенно в период загрузки и перемешивания. Запрещается открывать люк метантанка, задвижки на подводящих и отводящих трубах при наличии давления в реакторе. Под давлением может произойти резкий обильный самоизлив субстрата Необходимо следить за изменением давления биогаза и работой перепускного устройства на случай повышенного давления биогаза особенно в период загрузки и перемешивания. Запрещается открывать люк метантанка, задвижки на подводящих и отводящих трубах при наличии давления в реакторе. Под давлением может произойти резкий обильный самоизлив субстрата Во время полной выгрузки метантанка, ремонта или осмотра внутренней поверхности метантанка должны быть приняты соответствующие меры предосторожности. Во время выгрузки открыть люк и вручную или с помощью насоса осуществлять выгрузку содержимого метантанка. Оставить метантанк на 1-2 суток открытым для естественной вентиляции, а если есть возможность с помощью воздуходувки интенсифицировать процесс вентиляции. После этого в метантанк впускают мелкую живность (стрекозы, лягушку, куры, утки, кроль и т.д.) и наблюдают в течение мин. Если живность ведет себя нормально, значит внутри метантанка могут работать люди, соблюдая меры предосторожности

34 Во избежание взрывоопасной ситуации в связи с возникновением электрических разрядов и поражения электрическим током обслуживающего персонала все узлы биогазовая установка должна быть надежно заземлены На место заглубления метантанка не допускается заезд автотранспорта и прогон скота Правила безопасной эксплуатации БГУ Основными источниками опасности при обслуживании установок метанового сбраживания является взрывоопасность, пожароопасность и токсичность биогаза, недостаток кислорода в замкнутых пространствах, наличие движущихся деталей оборудования с использованием электрооборудования, компрессоров и т.д

35 Требования санитарной безопасности В жидком навозе и навозных стоках всегда присутствует в большей или меньшей мере от 60 до 100 яиц гельминтов в 1 л, бактерии группы кишечной палочки. Присутствие патогенной микрофлоры зависит от санитарного благополучия в хозяйстве, возникновения там единичных заболеваний животных или эпизоотии всего поголовья. Поэтому необходимо соблюдать следующие правила и рекомендации: В жидком навозе и навозных стоках всегда присутствует в большей или меньшей мере от 60 до 100 яиц гельминтов в 1 л, бактерии группы кишечной палочки. Присутствие патогенной микрофлоры зависит от санитарного благополучия в хозяйстве, возникновения там единичных заболеваний животных или эпизоотии всего поголовья. Поэтому необходимо соблюдать следующие правила и рекомендации: после окончания работы необходимо мыть руки мылом и теплой водой; не принимать пищу в помещениях фермы и установки метанового сбраживания; работать в спецодежде, специальной обуви, в рукавицах или резиновых перчатках; ежедневно убирать помещение влажным способом с использованием дезинфицирующих средств

36