МАСТЕР 
ЭНЕРГО

газовые электростанции

Когенерация в сельском хозяйстве и Биогаз

Применение КГУ в тепличном хозяйстве

Основной причиной привлекательности использования газопоршневых электростанции (мини-ТЭЦ) в тепличном хозяйстве является использование: электрической и тепловой энергии одновременно с таким продуктом сгорания природного газа как диоксид углерода (углекислый газ). CO2 мы используем для подкормки тепличных культур.

Система вырабатывает электрическую энергию, необходимую для покрытия собственных нужд КГУ, теплицы и для искусственного освещения теплицы. Одновременно посредством утилизации тепла КГУ происходит выработка тепловой энергии в виде горячей воды (или пара), которая направляется в систему отопления и ГВС. Параллельно с этим происходит выброс продуктов горения. Эти продукты проходят специальный процесс очистки, затем охлаждаются в обычном теплообменнике до допустимой температуры (примерно 50°С). С помощью специальных лопастных турбовентиляторов они смешиваются с воздухом в теплице, а также доставляются непосредственно к основаниям растений

В настоящее время подобный способ применяется во многих странах мира, таких как Бельгия, Дания, Франция, Испания, Великобритания, Португалия. Наиболее типичным примером является тепличное хозяйство Голландии, где долголетний опыт культивирования цветов и овощей сделал эту систему уникальной, не имеющей аналогов на данный момент. Постройка теплиц особой конструкции решила все проблемы, связанные с климатом страны. Конструкция теплиц и сопутствующего оборудования обеспечивает необходимый запас энергии за счёт применения когенерационных установок. В свою очередь, двуокись углерода, использующаяся в замкнутых пространствах теплиц, стимулирует рост растений посредством фотосинтеза.

Использование БИОГАЗА в газопоршневых электростанциях

Переработка (обработка, очищение и утилизация) органических отходов представляет собой сложную задачу для современной промышленности. В сельскохозяйственной и пищевой отрасли анаэробная ферментация является альтернативным способом переработки органического сырья. В процессе анаэробной ферментации выделяется биогаз - смесь газов растительного и животного происхождения, образующихся при разложении органических отходов - который является высокоэнергетическим топливом с малым количеством вредных выбросов СО2. В отличие от природных ископаемых, биогаз является возобновляемым источником энергии, а использование его в качестве топлива для газовых двигателей ведет к значительной экономии энергоресурсов.

Возникновение БИОГАЗА

БИОГАЗ получается в результате анаэробной ферментации органических материалов. Являясь продуктом метаболизма присутствующей в органических отходах метановой бактерии, необходимым условием для получения БИОГАЗА является недостаток кислорода, РН - фактор от 6.5 до 7.5 и постоянная температура от 15°С до 55°С. Период ферментации составляет от 10 до 120 дней. На сегодняшний день наиболее часто распространенной технологией является анаэробная ферментация при температуре около 35°С с продолжительностью 25-30 дней.

Процесс генерации биогаза разделен на три части:

  • подготовка исходного материала
  • ферментация
  • очистка (обработка, переработка) остаточного материала.

Органический материал помещают в емкость, а затем после процесса анаэробной ферментации в ДИГЕСТОР. Полученный в дигесторе биогаз собирается в газовом хранилище, которое обеспечивает непрерывную подачу газа. Из газового хранилища биогаз подается в газовый двигатель. В целях безопасности для сжигания излишка газа устанавливают газовый факел таким образом, чтобы избыток газа сгорал только в случае чрезмерного производства газа. Смесь газа в дигесторе состоит из 60 - 70% метана и 30 - 40% углекислого газа. Эта смесь газов может использоваться в качестве топлива в газовых двигателях с получением на выходе высококачественной электроэнергии и тепла.

Часть выработанной электрической энергии используется для собственных нужд установки, часть подается в общую сеть. Тепловая энергия используется для нагрева дигестора и для теплоснабжения.

Сырьевые органические материалы

Для производства биогаза возможно использование следующих органических материалов. В скобках указан размер выработки биогаза в м3 на тонну сырого материала:

  • жидкий навоз, твердый компост (20 - 70)
  • биологические отходы, собранные на фермах (100 - 200)
  • вторичное (вторично выращенное) сырье (кукурузный силос, непищевые зерна)
  • нечистоты и жир сточных вод (80 - 150)
  • старый жир (1000)
  • трава
  • биологические отходы от ферм по забою крупного рогатого скота (100), пивоваренных заводов и дистилляторов (20), складов для хранения фруктов и вина, молочных ферм (25), целлюлозная отрасль промышленности и производство сахара.

Для снабжения биогазом когенерационной установке с электрической мощностью 500 кВт требуется: компост от 2500 коров, 15000 свиней или 300000 куриц (соответствует отходам приблизительно 60 ферм). Парадокс состоит в том, что одна корова в год, кроме молока, дает около 600 литров бензина (в энергетическом эквиваленте).

Дерево не подходит для выработки биогаза, так как лигнин, содержащийся в нем, не перерабатывается метановой бактерией. Пестициды, вещества для дезинфекции и антибиотики также негативно влияют на бактерии и образование биогаза.

Преимущества

  • Альтернативное использование компоста, жидкого навоза и другого органического сырья в качестве источника энергии
  • Высокая экономическая эффективность и короткие сроки окупаемости
  • Биогаз заменяет традиционное топливо
  • Высокий общий КПД (электрический и тепловой) - до 92%
  • Оставшийся сухой осадок от дигестора может быть использован в качестве сельскохозяйственного удобрения
  • Коррозийный эффект нейтрализуется высоким уровнем РН
  • Отходы от ферментации не имеют запаха
  • Способствует снижению влияния факторов, влияющих на возникновение парникового эффекта (выработка энергии с пониженными выбросами СО₂).
  • СО₂, содержащийся в выхлопных газах, может применяться в теплицах в качестве удобрения

Когенерация в сельском хозяйстве распространена не очень широко, но ее использование приводит к энергосбережению и получению дополнительных прибылей. Многообещающими вариантами использования являются производство этанола, сушка зерна или древесины, обогрев теплиц, мест содержания домашних животных или жилых домов.

Когенерация приносит сельским предприятиям и фермам значительную пользу в плане экономики и сбережения топлива. Это предоставляет значительные конкурентные преимущества за счет расширения производства без увеличения потребления энергии.

Также имеются многочисленные экологические выгоды. Технологии — предшественники когенерации сжигали остатки (из-за невозможности утилизации), получая в результате большие объемы выбросов загрязняющих веществ из-за неполного сгорания. В дополнение к загрязнению имелись эмиссии от горения вышеупомянутых жидких видов топлива. Когенерация избавилась не только от жидких видов топлива (и соответствующих эмиссий), но и от выбросов от неполного сгорания благодаря много лучшим условиям сгорания в котле.

ООО “УкрОпт “Мастер-енерго” поможет каждому предприятию желающему  развития , чтобы новейшие  мировые технологии работали для достижения стоящих перед вашей организацией целей. Наши специалисты подберут оптимальный вариант оборудования для достижения энергонезависимости и энергосбережения вашего предприятия.

Комментарии

Комментировать могут только зарегистрированные пользователи

ООО «УкрОпт Мастер-Энерго»

08298   Киевская обл. , пгт. Коцюбинское ул. Доковская, 14 .

Пишите нам на: office@m-energo.biz или звоните на Skype .