• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

КОНСТРУЮВАННЯ БІОГАЗОВИХ УСТАНОВОК

Контрольні запитання до розділу 4

1. Як поділяють гідроелектростанції за потужністю?

2. Як поділяють гідроелектростанції за величиною використання напору?

3. Як поділяють гідроелектростанції за способом створення напору?

4. Що входить до комплексу гідроспоруд пригребельно-заплавних електростанцій?

5. Що входить до комплексу гідроспоруд пригребельно-руслових електростанцій?

6. Що входить до комплексу гідроспоруд дериваційних електростанцій?

7. Що входить до комплексу гідроспоруд гребельно-дериваційних електростанцій?

8. Розкрийте зміст основних стадій проектування малих гідроелектростанцій.

9. У чому полягає мета гідрологічних розрахунків?

10. Наведіть основні показники гідрологічних розрахунків.

11. Як визначається об’єм водосховища?

12. Що є вихідними даними для гідроенергетичних розрахунків?

13. Від яких чинників залежить потужність гідроелектростанції?

14. На які види поділяють турбіни малих гідроелектростанцій за ха­рактером віддачі енергії?

15. На які типи поділяють активні турбіни малих гідроелектростанцій?

16. Що таке коефіцієнт швидкохідності робочого колеса турбіни?

17. Опишіть конструкцію двократної турбіни.

18. За якими конструкціями виконують реактивні турбіни?

19. Для чого призначені всмоктувальні труби реактивних турбін і за якою формою їх виконують?

20. Як поділяються генератори малих гідроелектростанцій за видом розміщення вала?

21. Які типи генераторів застосовують на малих гідроелектростанціях?

22. У яких випадках застосовують синхронні генератори на малих гідроелектростанціях?

23. Яка головна проблема у разі застосування асинхронних генераторів в автономних системах?

24. Що мають забезпечувати автоматичні пристрої малих гідроелектростанцій?

Біомаса – одне з найбільш поширених відновлюваних джерел енергії. В енергетиці під поняттям «біомаса» розуміють органічні речовини, які за допомогою фотосинтезу утворюються рослинами і можуть бути використані для отримання енергії. Біомасу можна розділити на дві основні групи: первинна та вторинна біомаси.

Джерелом первинної біомаси є наземний та водний рослинний світ, вторинної – відходи біомаси, що утворюються після збору та переробки первинної біомаси в товарні продукти й відходи життєдіяльності людей та тварин (деревина, солома, рослинні відходи сільського господарства, відходи тваринництва та птахівництва, органічна частина побутових і промислових відходів).

Щорічно на Землі за допомогою фотосинтезу утворюється близько 120 млрд т сухої органічної речовини, що є енергетичним еквівалентом 40 млрд т нафти.

Відповідно до оцінок Світової енергетичної ради і Комітету ООН з нових і нетрадиційних відновлюваних джерелах енергії, одним із найважливіших відновлюваних джерел енергії у ХХІ ст. буде біомаса – як у розвинених індустріальних країнах, так і в країнах, що розвиваються. Ресурси біомаси різних видів є майже у всіх регіонах, і майже в кожному з них може бути налагоджена її переробка в енергію і паливо. Надалі за правильної організації репродукції і збору біомаси та в разі застосування сучасних технологій її утилізації частка енергії біомаси в загальному енергоспоживанні може значно збільшитись.

5.1. Технологічна схема біогазової установки

Одним з ефективних способів доповнення та заміни традиційних паливно-енергетичних ресурсів, особливо у сільській місцевості, є виробництво та використання біогазу, що утворюється внаслідок використання технологій метанового зброджування відходів рослинної та тваринницької біомаси. Для виробництва біогазу придатні різноманітні відходи агропромислових виробництв, які містять целюлозу та різні види цукрів, що у разі застосування певних технологічних умов, підлягають ферментації – проходженню біохімічних процесів, кінцевим результатом яких є отримання біогазу та концентрованих органічних добрив.

Останніми роками застосування біогазових технологій набуло поширення як у країнах, що розвиваються, так і в промислово розвинених країнах, особливо в Західній Європі, де приблизно 75 % біогазового обладнання припадає на невеликі установки з ємністю реакторів 100...300 м³, що утилізують переважно відходи тваринництва. Доцільність автономного енергозабезпечення ферм із власного джерела енергії та потреба у зменшенні шкідливих викидів у навколишнє середовище роблять енергетичний біогазовий блок обов’язковим елементом сучасних сільськогосподарських комплексів.

Вміст органічних речовин у біомасі, що піддається ферментації, становить, %:

– у стоках – 0,04…0,06;

– у харчових відходах – 15;

– у гної та гноївці – 15…20.

Виробництво біогазу суттєво залежить від складу вихідного матеріалу, тобто речовини, що завантажується до ферментаційної камери.

Середня кількість біогазу, яку можна отримати з 1м³ екскрементів тварин, становить 20…25 м³, хоча рентабельною кількістю в техніко-економічному сенсі вважають 30…35 м³. Таку кількість газу можна отримати сполученням екскрементів тварин та господарських відходів з іншою речовиною, яка вирізняється високим вмістом сухої органічної маси, а саме з відходами підприємств харчової промисловості або рослинною масою (особливо травою з площ під паром). За наявними даними додавання 10 % за масою силосу з кукурудзи за вологоємності 30 % до гноївки (W = 85 %) збільшує виробництво біогазу на 50–60 %, а додавання 5 % за об’ємом відходів гліцерину (від виробництва ефіру за W = 71%) збільшує кількість біогазу, що виробляється, на 60–70 %. Значно збільшує вихід біогазу на одиницю об’єму сировини додавання жирів і комунальних стоків з господарств, розміщених неподалік.

Сировину, що завантажується, можна поділити на три основні категорії:

– сільськогосподарську – гноївка, гній (враховуючи більшу гідратацію лише як додатковий матеріал), енергетичні культури, залишки біомаси тощо;

– промислову – крохмаль, відходи скотобоєнь, молочних та цукрових заводів, фармацевтичної, косметичної та паперової промисловості тощо;

– господарську – органічні відходи, комунальні стоки, обрізані гілки тощо.

Ферментаційний матеріал можна також поділити на основний (ферментація якого може перебігати самостійно, без додавання інших речовин) та допоміжний. Основним ферментаційним матеріалом вважають гній, гноївку, молоду траву, а допоміжним – рослинні відходи від фруктів, органічні відходи, залишки їжі, жири, мелясу, органічні продукти, що розпадаються природно-біологічним способом, господарські стоки тощо.

В анаеробній ферментації беруть участь різні види мікроорганізмів; з погляду температурних умов проходження реакцій можна виділити два основних види мікроорганізмів – термофіли, активні за температу­ри 45…70 °С, та мезофіли, активні за 20…40 °С.

Сукупність газів, що виділяються в процесі анаеробної переробки біомаси, містять 60…70 % метану, 30…40 % вуглекислого газу, домішки сірководню, водню, аміаку та окисів азоту. Вилучення шкідливих ком­понентів біогазу обов’язкове за експлуатації біоенергетичного обладнання. Його вихід з установки залежить від якісних показників вхідної сировини (органічний склад, вміст твердих частинок) та від параметрів процесу метаногенезу (температури, кислотного показника середовища, тривалості бродіння, наявності інгібіторів і каталізаторів).

Основні технологічні операції, що забезпечують виконання процесу утворення біогазу, такі:

– збирання та підготовка вхідної сировини;

– метанове бродіння;

– розподіл отриманих продуктів на газову та тверду (рідку) складові;

– використання продуктів технологічного процесу.

5.1.1. Збирання та підготовка вхідної сировини

Збирання та підготовка вхідної сировини вирішує такі питання:

– накопичення сировини (в об’ємі дози завантаження метантенка);

– доведення сировини до технологічної вологості, згущення або розведення (згущення проводять у спеціальних спорудах – відстійниках, що можуть бути за конструктивним виконанням горизонтальними та вертикальними, їх конструювання відбувається за методикою, що ґрунтується на кінематиці випадання завислої речовини в осад, розбавлення сировини – це вимушена операція, яку здійснюють додаванням рідкої фракції стоків з обов’язковим перемішуванням);

– видалення чужорідних вкраплень (каміння, металевих та дерев’я­них фрагментів) застосуванням решіток різних конструкцій;

– подрібнення твердих складових сировини (за допомогою перекачувального насоса-подрібнювача);

– підігрівання вхідної сировини до технологічної температури (подавання не підігрітої маси в реактор порушує технологічний процес у реакторі і значно знижує вихід газу. Для підігрівання використовують вертикальні теплообмінники системи «труба в трубі» чи барботажні пристрої – пропускання теплих газів через шар сировини).

Читайте також:

1. Автоматизація насосних установок.
2. Безпека при експлуатації компресорних установок.
3. Безпека при експлуатації котельних установок.
4. Вибірковість сприймання – це зміна діяльності органів чуття під впливом попереднього досвіду, установок та інтересів людини.
5. Визначення навантажень на елементи систем регулювання вітроустановок
6. Вихідні положення до розрахунку вітроенергетичних установок
7. Джерела живлення установок електрохімічної обробки
8. Дослідження поняття і динаміки соціальних установок
9. Економічні засади конструювання
10. Експлуатація високочастотних електропічних установок
11. Експлуатація електрозварювальних установок
12. Етапи художнього конструювання

Переглядів: 816