Биогазовые установки

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

«Биогазовые установки, их сущность, значение и перспективы развития в Беларуси»

Введение

биогазовый удобрение установка утилизация

При переработке 1 кубического метра биогаза получается 2 кВт электроэнергии. Таким образом, вы будете иметь бесперебойную поставку электроэнергии (как при подключении к общественной сети) по низкой цене (0, 01 $ за 1 кВт).

1.3 Тепло

Биогазовая установка решает вопрос теплоснабжения вашего предприятия. Тепло можно получать как от сжигания газа, так и от охлаждения генератора. Полученное тепло можно использовать для обогрева помещений (система отопления предприятий), для подогрева воды (водогрейные котлы), содержания скота (содержание птицы, содержание свиней), просушки семян или дров, а так же для получения пара (парогенератор). Также тепло может использоваться в работе рефрижераторов на фермах, для охлаждения молока, хранения мяса, яиц и других продуктов.

Устанавливая теплицы возле биогазовой установки, вы автоматически увеличиваете её рентабельность, так как основные затраты на выращивание тепличных культур уходят на обогрев и удобрения. В процессе остывания электрогенератора будет образовываться тепло, которое можно использовать для обогрева до 2 гектаров теплиц.

1.4 Топливо

Как уже указывалось выше, при обработке биогаза образуется газ, очень близкий по свойствам к природному (Биометан). В условиях подорожания топлива целесообразно использовать его для заправки техники и автомобилей.

1.5 Удобрения

Один из продуктов биогазовой установки - биоудобрения. По качеству они значительно лучше минеральных удобрений, а, учитывая получения посредством биогазовой установки, их себестоимость будет невысокой. Статистика показывает, что сбалансированное использование таких удобрений позволяет увеличить урожайность на 30-50%.

Биоудобрения выгодны по нескольким причинам:

- в отличие от навоза, их можно использовать подряд более 5 лет;

- они быстрее усваиваются (уровень минерализации - до 60%);

- они лишены дополнительных примесей и запахов.

Помимо использования удобрений в своём хозяйстве, их так же можно продавать, что принесет дополнительный доход.

2. Выгода от утилизации и очистки

Биогазовая установка избавит вас от излишних неприятных запахов и общей антисанитарии на территории предприятия. Площади, занимаемы лагунами биогазовой установки, значительно меньше по сравнению с обычными лагунами и отстойниками. Не говоря уже об ароматах, которые они источают. Также преобразованные биоудобрения можно сразу разливать по территории участка и не ждать отстаивания и испарения воды (вода в биоудобрениях испаряется намного быстрее). Именно поэтому общая площадь лагун биогазовой установки может быть значительно меньше. А это, в свою очередь, сэкономит средства, позволит эффективнее использовать земельный участок и принесет прибыль.

3. Экономия

Строительство нового промышленного или хозяйственного комплекса, помимо самих затрат на сооружение, несет множество других расходов: установка газопровода, подведение линий электропередач, применениекогенерационных установок для отопления и прочее. При условии быстрой окупаемости, вы очень быстро выйдете «в ноль», а чуть позже начнёте получать и прибыль.

Перейдем непосредственно к схеме и принципам функционирования биогазовой установки.

4. Конструкция биогазовой установки

1. Система смешивания воды и отопления

2. Емкость гомогенизации

3. Газгольдер

4. Реактор

5. Загрузчик твердого сырья

6. Мешалки

7. Газовая система

8. Сепаратор

9. Насосная станция

10. Приборы контроля

11. Когенерационная станция

12. Аварийные факельные горелки и система безопасности

13. КИПиА с визуализацией

5. Принцип работы биогазовой установки

Для доставки жидкого сырья в установку используются насосы. Для доставки твёрдых органических отходов необходима транспортная лента, грузовики либо любой другой способ. Жидкие отходы попадают не сразу в реактор, а в предварительную ёмкость, где происходит охлаждение или подогрев до нужной температуры. Твёрдые и жидкие отходы могут загружаться вперемешку.

Из ёмкости масса поступает в реактор - герметичную, газо и теплоизолированную конструкцию из кислостойкого бетона. Теплоизоляция осуществляется с помощью утеплителя, исходя из конкретных климатических условий, в которых находится биогазовая система. Внутри поддерживается постоянная температура в 2 режимах (выбор осуществляется в зависимости от условий):

- мезофильная (30-41°С);

- термофильная (около 55°С).

Перемешивание биомассы осуществляется двумя наклонными миксерами из нержавеющей стали. Способ перемешивания выбирается в зависимости от таких параметров как тип сырья, влажность и прочее. Срок службы реактора в среднем - 25 - 30 лет.

Нагрев реактора осуществляется горячей водой через систему трубок, находящихся внутри стенки реактора или на её внутренней поверхности. Температура воды на входе составляет 60 градусов. На выходе - 40. Если комплекс использует когенерацию, то вода от охлаждения реактора повторно используется для его нагрева (температура воды - 90 градусов). Если установка работает исключительно для производства газа, то вода берется из специального водогрейного котла (buderus; icicaldaie). Затраты энергии и тепла биогазовой установки на саму себя составляют не более 10-15% процентов от производимого.

Микроорганизмы вводятся в реактор 3 способами:

- добавление концентрата микроорганизмов;

- добавление навоза;

- добавление биомассы из другой установки.

По причине дешевизны чаще всего используется 2 и 3 способ. Микроорганизмы, использующиеся в работе установки, животного происхождения и поэтому не несут вреда для человека и животных. По данной причине, можно без опаски располагать их рядом с фермами.

По окончании работы мы получаем два основных продукта: газ и биоудобрения.

Газ хранится в газгольдере, изолированном хранилище, где происходит выравнивание давления и состава газа. Оттуда он поступает в теплогенератор, где производится электроэнергия. В крупных биогазовых установках есть аварийный факел, где газ сжигается, если происходит поломка генератора.

Биоудобрения, твёрдые и жидкие, отделяются сепаратором и хранятся в разных резервуарах. Жидкие удобрения могут перекачиваться в специальные цистерны, или автоматически фасоваться в бутылки разного объёма, в случае если на установке присутствует специальная линейка фасовки и упаковки.

Если же предприятие не испытывает необходимость в электричестве, а ей требуется газ для заправки автомобилей, биогазовая система комплектуется дополнительной системой очистки и метановой заправочной станцией. Использование газа в качестве топлива может быть крайне интересным и рентабельным решением и повысит энергоэффективность.

Стоит отметить, что общая технология производства действительна не для всех типов сырья. Некоторые требуют дополнительной обработки и корректировки в системе производства.

Управление установкой происходит автоматизировано. Все системы подключены к одному компьютеру, откуда и ведется управление. Для обслуживания установки достаточно двух человек. Система управления также проста в использовании, что позволяет нанимать на работу работников без высшего технического образования.

Вся система представляет собой сложный строительный объект. Весь комплекс невозможно просто привезти и поставить. Для его установки требуются специальные подготовительные мероприятия. Необходимо выполнить земляные работы, выполнить гидроизоляцию, а также отлить монолитные реакторы. По той причине, что биологическая среда, находящаяся внутри, комплекса, агрессивна, к бетону для реакторов предъявляются серьезные технические требования. Строительные затраты на сооружение системы составляют, приблизительно, 80% от стоимости системы с когенератором, и 50-60% от стоимости комплекса без когенератора.

6. Эксплуатация

Затраты на эксплуатацию системы крайне малы. Они составляют не более 2% от её стоимости в год. В данную сумму входит оплата труда обсуживающего персонала, затраты на электроэнергию и техническое обслуживание, такое как замена масла фильтров, ремонт лопастей и прочее.

7. Финансовый аспект

Затраты на установку биогазовой системы напрямую зависят от её мощности и дополнительного оборудования. В то же время система начинает окупаться уже за 1,5 - 2 года.

8. Биогазовые установки в мире

Использование биогазовых установок - распространенная практика в западных странах. Множество биогазовых систем работает в таких странах как Германия и Голландия. Также подобные биогазовые системы работают в Канаде, и в последнее время получают распространение в России, Украине и Беларуси.

9. Биогазовые установки планируемые к вводу в эксплуатацию в Республики Беларусь

В Беларуси за 5 лет планируется ввести в строй биогазовые установки электрической мощностью до 90 МВт. Это предусмотрено Национальной программой развития местных и возобновляемых энергоисточников на 2011-2015 годы, сообщили корреспонденту БЕЛТА в департаменте по энергоэффективности Госстандарта Беларуси.

В настоящее время в республике функционируют 7 биогазовых комплексов, в том числе 2 электростанции на свалочном газе, 3 биогазовых комплекса на отходах сельскохозяйственного производства и 2 - на отходах промышленного производства.

Общий потенциальный объем замещения импортируемых энергоресурсов по объектам сельскохозяйственных организаций, в том числе предусмотренных к строительству, за счет внедрения биогазовых комплексов составляет 635,5 тыс. тут при установленной электрической мощности когенерационных установок 269 МВт.

Программой строительства энергоисточников, работающих на биогазе, на 2010-2012 годы предусматривается ввод в эксплуатацию 29 биогазовых комплексов суммарной электрической мощностью 28 МВт.

В соответствии с перечнем организаций, в которых в 2013-2015 годах предусматривается строительство установок на биогазе, получаемом из отходов сельскохозяйственного производства, запланирован ввод в эксплуатацию дополнительно 32 комплексов суммарной электрической мощностью 18,6 МВт, в том числе в Брестской области - 1,2 МВт, Витебской - 1,2 МВт, Гомельской - 2,2 МВт, Гродненской - 0,6 МВт, Минской - 9,5 МВт и в Могилевской области - 3,9 МВт.

Общий потенциал потребления полученного в качестве топлива биогаза с использованием стоков канализационно-насосных станций составляет около 66,4 млн. куб. м (53,1 тыс. тут) с расчетной установленной электрической мощностью когенерационных установок около 22 МВт.

До 2020 года перспективными для внедрения являются 19 объектов с общим потенциалом выхода биогаза 56,2 млн. куб. м (45 тыс. тут) в год при установленной электрической мощности когенерационных установок 19 МВт.

Программой строительства энергоисточников, работающих на биогазе, на 2010-2012 годы предусмотрено внедрение 5 биогазовых установок с использованием стоков канализационно-насосных станций суммарной электрической мощностью 4,9 МВт (общий планируемый выход биогаза - 57,4 тыс. куб. м в сутки). Определены 14 объектов, на которых целесообразно строительство энергетических установок, работающих на отходах сточных вод, их суммарная электрическая мощность составляет до 14,4 МВт.

Потенциальная энергия, заключенная в твердых коммунальных отходах, равноценна 470 тыс. тут. При их биопереработке в целях получения газа эффективность составит 20-25%, что эквивалентно 100-120 тыс. тут. В областных городах ежегодная переработка коммунальных отходов позволяет получать биогаз в объеме, эквивалентном около 50 тыс. тут, а в Минске - до 30 тыс. тут. Кроме того, многолетние запасы таких отходов, имеющиеся во всех крупных городах, создают проблемы для окружающей среды, в том числе из-за эмиссии образующихся парниковых газов. Таким образом, эффективность этого направления оценивается не только выходом биогаза, но и экологической составляющей, которая в этом вопросе является основной.

В Беларуси до 2015 года планируется реализация пилотных проектов по внедрению технологий получения биогаза из низкокалорийной органической части коммунальных отходов и остатков сточных вод, сбора и использования биогаза, образующегося на полигонах для захоронения коммунальных отходов.

В соответствии с программой строительства энергоисточников, работающих на биогазе, на 2010-2012 годы на трех объектах захоронения твердых коммунальных отходов планируется внедрение электрогенерирующих установок суммарной электрической мощностью 8,2 МВт. При вводе в эксплуатацию этих установок замещение природного газа может составить около 18,8 млн. куб. м (21,4 тыс. тут) в год.

Национальной программой дополнительно предусматривается строительство 7 биогазовых комплексов суммарной электрической мощностью 3,42 МВт на объектах захоронения твердых коммунальных отходов.

В Беларуси технически возможно установить 4 биогазовых комплекса на отходах производства пищевых продуктов суммарной мощностью 12 МВт, в том числе по одному комплексу мощностью 3 МВт в открытых акционерных обществах «Скидельский сахарный завод» - в 2013 году, «Слуцкий сахарный завод» - 2014 году, «Городейский сахарный завод» и «Жабинковский сахарный завод» - в 2015 году. Это позволит заместить 28 млн. куб. м природного газа (32 тыс. тут).

Согласно национальной программе развития местных и возобновляемых энергоисточников за пять лет на внедрение биогазовых установок планируется направить $846,03 млн., из них $112,32 млн. в текущем году.

Целью программы является рост объемов использования собственных энергоресурсов и развитие новых для Беларуси тенденций в области энергетики в 2011-2015 годах с доведением доли местных видов топливно-энергетических ресурсов в котельно-печном топливе страны до 30% в 2015 году. Согласно документу Беларусь намерена в 2015 году увеличить использование местных и возобновляемых источников энергии в 1,9 раза до 5,7 млн. тут, а замещение импортируемого природного газа в сравнении с 2010 годом - до 2,4 млрд. куб. м. В результате замещения органического топлива возобновляемыми источниками энергии общее потенциальное сокращение выбросов парниковых газов к 2015 году должно составить около 2710 тыс. т CО2.

Общая сумма расходов на реализацию национальной программы, по прогнозу, составит более $3,45 млрд. Источниками финансирования станут собственные средства организаций; заемные и привлеченные средства, включая кредиты банков и небанковских кредитно-финансовых организаций, а также средства инвесторов; средства республиканского и местных бюджетов, инновационных фондов.

Размещено на Allbest.ru