Проектирование биогазовой установки малого класса для индивидуального фермерского хозяйства

1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ БИОГАЗОВОЙ УСТАНОВКИ МАЛОГО КЛАССА ДЛЯ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ФЕРМЕРСКОГО ХОЗЯЙСТВА

С ТУД ЕН ТКА Г РУ П ПЫ З ЭКОЛ -49А
Н И ЖИНСКАЯ А Н АС ТАСИЯ Ю Р ЬЕВН А

2.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ БИОГАЗОВОЙ УСТАНОВКИ МАЛОГО
КЛАССА ДЛЯ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ФЕРМЕРСКОГО
ХОЗЯЙСТВА
Актуальность темы. Производительность в промышленности и индустриализации сельского
хозяйства привели к значительному ухудшению экологической обстановки и резкому
увеличению потребления энергетических ресурсов.
Цель работы. Изучение наиболее рациональных способов извлечения энергии из биомассы
(анаэробное (метановое) сбраживание, в результате которого образуются продукты распада –
биогаз и отферментированная масса, имеющие большую практическую ценность, как
газообразное топливо и органическое удобрение).
Задачи работы:
• аналитический обзор актуальности проблемы и необходимости использования в
индивидуальных и фермерских хозяйствах установок для утилизации отходов органического
происхождения.
•Изучение и анализ методов анаэробного метанового сбраживания – как комплексного решения
экологических и энергетических проблем.
•оценка выбранной схемы проектирования биогазовой установки малого класса для
индивидуального фермерского хозяйства

3. 1. Ситуационный план индивидуального фермерского хозяйства

4. 2. Температура, принимаемая при расчете энергии процесса метанового сбраживания

Месяцы
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
0,9
0,8
4,2
8,6
13
16,3
18,1
17,2
14,0
8,6
3,7
0,2
11
9
7
года
Средняя
температур
а воздуха,
0С
Средняя
приблизительно равна температуре воздуха
температур
а воздуха,
0С:
над
грунтом
под
6
7
8
10
13
16
18
17
14
грунтом
под
стойлом
приблизительно на 7 0С выше, чем под грунтом

5. 3. Этапы процесса метанового сбраживания

Первичные субстраты
Сырой шлам
1 Этап
Образование кислот
2 Этап
Образование
метана
Основные компоненты
Высокомол.
жирные кислоты
глицероль
Летучие жирные
кислоты, спирт
Белок-аминокислоты:
низкомолекулярные
пектиды
Альдегиды, кетоны,
аммиак,углекислый
газ, водород, вода
Поли-моносахариды,
дисахариды
Углекислый газ,
вода
Размножение
Размножение бактерий
бактерий

6.

7. 4. Установки метанового сбраживания характеризуются следующими показателями производительности:

- производительность по перерабатываемому навозу, т/сутки;
Масса подстилки составила 5% от общей массы, что составило 0,0275 т/сут.
- производительность по биогазу, м3/сутки;
выход биогаза составляет ρ=116,26 м
- производительность по обезвоженному шламу, т/сутки;
ВШ=0,116 т/сут
производительность установки по жидким стокам определится:
ВС= 0,464 т/сут
Интенсивность процесса метанового сбраживания характеризуется производством биогаза
на единицу объема метантенка.

8.

9. 5. Определение параметров надежности установки ( качественный и количественный анализ

Система отказов
Требуемая надежность
РС=0,95, а мы имеем РС=0,72.
Следовательно, требуемая
разработка мероприятий по
повышению надежности.
или
I
II
И
V
VII

10. 6. Разработка мероприятий по повышению надежности  

6. Разработка мероприятий по повышению
надежности
№ Вид оборудования
п/
п
1.
Загрузочное
Интенсивность
Интенсивность
Время
отказов,
ремонтов,
эксплуатации,
λ.10-4, час-1
μ.10-2, час-1
t, час
0,03.10-4
-
61320
0,03.10-4
-
61320
устройство
1.
Загрузочное
1
устройство
2.
Метантенк
0,02.10-4
-
61320
2.
Метантенк
0,02.10-4
-
30660
Предохранительн
0,05.10-4
4.10-2
61320
10-5
2.10-2
61320
1
3.
ое устройство
4.
Газгольдер

11. 7. Экономический анализ производства биогаза

Теплоемкость: 7,5 ГДж/м3 или
13,2 ГДж/т;
• КПД плит на дровах: 60%;
• Полное использование
вырабатываемого биогаза.
Метан, %
55-65
СО2,%
25-35
Сероводород,%
Менее 1
Nitrogen,%
до 3
Теплота сгорания, МДж
21-26
Температурные режимы, оС
1.Псикрофильный
2.Мезофильный
3.Термофильный
Менее 20
20-45
45-60

12. Выводы

1.
Выполнен аналитический обзор актуальности проблемы и необходимости использования в индивидуальных
и фермерских хозяйствах установок для утилизации отходов органического происхождения.
2.
Произведена оценка выбранной схемы проектирования биогазовой установки малого класса для
индивидуального фермерского хозяйства
3.
Произвели расчёты производительности установки по биогазу, где Содержание органического вещества в
навозе составляет 8%, а коэффициент сбраживания К=1, а выход биогаза составляет ρ=116,26 м3/кг, при 250С
4.
Выполнен качественный и количественный анализ надёжности
5.
Определили производительность установки по жидким стокам , что составляет ВС=0,464 т/сут
6.
Провели экономический анализ производства биогаза
7.
Разработаны требования техники безопасности при обслуживании биогазовой установки малого класса для
индивидуального фермерского хозяйства.