Polsko průmyslové kotelny využívající slepičí hnůj. Kotelna na kuřecí palivo
19. dubna 2010 6744
O místní experimentální kotelně, která běží na ptačí trus, jsme našim čtenářům vyprávěli před třemi lety. Ale až nyní ředitel EPH VNITIP Viktor Shol a šéf regionálního agrokombinátu Ivan Končakov ukázali zázračnou pec v akci. Sami jsme byli překvapeni, když jsme se dozvěděli, že výrobní kotelna na kuřecí „palivové dříví“ v zemědělském oddělení v Konkursnoye funguje ve zkušebním provozu již druhou sezónu. Dnes i svědomití vývojáři z Ptitsegradu sebevědomě říkají, že první kotelna v zemi fungující na ptačí trus je již realitou. A dokonce má šanci se stát pilotní projekt federální program pro úsporu energie a životní prostředí.
Bylo objeveno ložisko... paliva
Farma před několika lety koupila 16 drůbežáren v Konkursnoye. Autonomní kotelna byla okamžitě zahrnuta do plánů rekonstrukce nového výrobního areálu. Poslední drůbežárna byla zrekonstruována letos v zimě, celá farma je vybavena automatizací a počítači. Zároveň se v oddělení upravovala unikátní pec. Dříve drůbežárna získávala teplo pro všechny své potřeby z obecní kotelny. Ale v posledních letech V celosvětovém drůbežářském průmyslu se stává standardem používat jako volné palivo podestýlku z drůbežáren – trus smíchaný s pilinami.
Již dlouho se uznává, že jde o vynikající palivo pro kotelnu, říká Viktor Gotlibovič Shol. — Mimochodem, všude se lidé snaží podestýlku a slámu kompostovat a používat jako hnojivo. A v některých evropské země byli jsme přesvědčeni, že čerstvý slepičí trus je považován za nejcennější a k životnímu prostředí nejšetrnější hnojivo pro pole. Potvrzuje to kolosální výnos pohnojených polí - až 90 centů obilných plodin na hektar! Evropští farmáři se za specifický zápach z pohnojených polí vůbec nenechají zahanbit.
Ale odpadní produkty ptáků s březovými a smrkovými pilinami nejsou pro půdu užitečné. Ale je to vynikající palivo pro výrobu elektřiny v malém měřítku. Kotelnu areálu v Konkursnoye jsme navrhli tak, aby byly k dispozici všechny cenné recyklovatelné materiály z hejna drůbeže o 2,5 milionu kusů – asi 7 tisíc tun ptačího trusu. Za sedmiletý obrat vyrábí tato pobočka experimentálního chovu více než 5 tisíc tun kuřecího masa a zajišťuje si energii na vytápění drůbežáren.
V takové peci hoří dokonce i voda
Zatímco vedoucí experimentální kotelny Vladimir Artemenko vytápí stávající kotel (druhý bude brzy zprovozněn), vyměňujeme si dojmy na čistém dvorku minikotelny. Z komína vychází kouř, ale není cítit žádný zápach. Pamatuji si nedávné cesty k venkovským požárům topného oleje. Tam byla blízkost tepelné elektrárny cítit na kilometr daleko. „Dýchání“ pece poháněné hnojem bylo zkoumáno specialisty a došli k závěru, že jeho specifičnost nemá nic společného s prostředí neovlivnilo, výfuk se neliší od plynových kotelen.
Kotel vypadá moderně, s ovládacím panelem vedle plápolajícího topeniště. Uvnitř není žádný zápach, ani obvyklá modrá mlha pro staré kotelny. Všichni rádi obdivují 700stupňové horko v troubě. Kde je vůbec ten trus? Obsluha kotelny prochází kolem pece k úhlednému bunkru. Palivo je zatím přiváženo lopatou bagru z nedalekého skladu, kde se separuje a kypří podestýlka z drůbežáren. Brzy se objeví transportér, který zruší lety mezi sousedními budovami. Pokud vám předem neřeknou, že tato kamna jsou vytápěná trusem, nikdy neuhodnete, že jde o obyčejnou blokovou modulární kotelnu, jako je plynová.
Jsme velmi vděční našim partnerům - kotlářům z Kovrova, kteří vytrvale dokončovali experimentální projekt. První pokus nám nevyhovoval a společně jsme pracovali na vylepšení konstrukce kotle. Druhá možnost splňuje všechny cíle. Hnůj s pilinami i při 37procentní vlhkosti hoří v kamnech jako sláma. To je přesně to, co jsme hledali.
Logickým pokračováním našeho energeticky úsporného programu by mohlo být vytvoření minielektrárny, která by nejprve přeměňovala hnůj na bioplyn a následně vyráběla elektřinu pro potřeby výroby. Kromě trusu by se zde velmi hodil další drůbeží odpad, například z jatek. Byl by použit odpad z lapačů tuku, kal, dokonce i bahno. Modul pro takové oddělení jako v Konkursném by mohl vyrobit asi 400 kilowattů elektřiny za den a optimální množství chladicí kapaliny pro vytápění drůbežáren.
Ale pro tak vážnou modernizaci je podle odborníků v okresním měřítku zapotřebí asi 120 milionů rublů. Proto se VNITIP, krajské úřady a pokusná drůbežárna ujali iniciativy a předložili Ruské akademii věd a Ruské akademii zemědělských věd návrh národního programu úspor energie a využívání nestandardních zdrojů elektřiny.
Hovoříme nejen o úsporách energií, ale také o naléhavém ekologickém problému,“ říká šéf krajského agrokombinátu Ivan Končakov. - Regionální drůbežářský komplex musí najít rozumné využití pro obrovské množství ptačího trusu - to je 70 tisíc tun ročně. V Střední Rusko zemědělského odpadu je asi 100 milionů tun. Při správném přístupu mohou být tato kolosální ložiska hnoje přeměněna z ekologické hrozby na další zdroj a zisk. EPH VNITIP již uvedl do užívání tisíce tun cenných recyklovatelných materiálů. Do projektu bylo investováno 8,4 milionu rublů a nyní se pracuje na celé drůbežárně autonomní vytápění la a nosiče energie z jeho nevyčerpatelného „ložiska“.
Hromada dřeva v granulích
Victor Shol ukazuje úhledné stohy pytlů v rohu kotelny a důrazně vám doporučuje, abyste se podívali dovnitř. Díváme se na hladké granule a snažíme se přijít na to, co to je. Granule do budoucí krmné směsi? Proč se ale krmivo skladovalo v kotelně? Ukázalo se, že se jednalo o jakousi „hromadu dřeva“ - palivo uložené pro budoucí použití ze stejného ptačího trusu. V závodě používaném k přípravě krmiva pro hejna drůbeže se přebytečný hnůj přeměňuje na granule vhodné pro dlouhodobé skladování. Přes léto se nabídka zvýší, protože drůbežárna vyžaduje mnohem méně tepla a příští zimu bude takové „palivové dřevo“ velmi užitečné.
Používá se také popel z topeniště, a to je třetí úroveň použití sekundární zdroje. Ptačí trus přeměněný na popel se pečlivě sbírá a posílá do polí. Hodnotově toto hnojení půdy odpovídá dnes již velmi drahým komplexním minerálním hnojivům, uzavřeli pěstitelé rostlin zemědělského podniku Assortiment-Niva. V poslední zemědělské sezóně se pomocí přísad do popela zvýšily výnosy obilí na farmě v průměru o 5 centů na hektar. Zemědělci šetří na hnojivech a zvyšují svůj výnos. A už není potřeba vozit tekutý trus desítky kilometrů z drůbežích farem na pole napříč celým regionem. Za takové úlety ekologická policie celkem oprávněně pokutuje drůbežáře.
Němci to dokázali
A my jsme horší, říkají regionální drůbežáři a specialisté na agrokomplexy.
V 90. letech bylo v Evropě asi 150 kotelen na alternativní paliva a dnes jich je již 5900, cituje statistika Ivana Michajloviče Končakova, který sám nedávno řídil chov hospodářských zvířat. - Kromě toho existují kotelny v komplexech hospodářských zvířat a drůbežích farmách a existují také městské alternativy. Ty druhé pracují pro potravinový odpad z kontejnery na odpadky obytné oblasti. Za dvacet let Evropané vyvinuli prakticky novou energii.
Viktor Gotlibovich Scholl vypráví, jak toho bylo dosaženo v Německu.
Pokud drůbežárně jednoduše přidělíte peníze na ekologii a úsporu energie obecně, bude je samozřejmě investovat do nové drůbežárny, nikoli do alternativní kotelny. Proto se německý algoritmus pro úsporu energie jeví jako optimální. Před 18 lety začali zemědělci v Německu dostávat úvěry za 2 procenta ročně na výstavbu autonomních bezodpadových topenišť a zařízení na výrobu bioplynu. Jakmile byly objekty dokončeny, bylo majiteli kompenzováno 90 procent investice (dnes činí kompenzace třetinu úvěru). Navíc za přebytečné teplo a elektřinu platil stát majitelům nových kotelen tři ceny oproti tarifu (dnes platí dvojnásobek tarifu). To je vysvětlení toho, že během krátké doby vzrostl počet kotelen využívajících biologický odpad v evropských zemích 40krát. Ve Státech je kotelna u drůbežího komplexu pro 40 milionů ptáků, která ročně zpracuje 300 tisíc tun steliva.
To je u nás možné, říkají iniciátoři trojnásobně ekonomického projektu, pokud se úspora energie přesune z deklarací do praktické roviny programu státní priority. První ruská kamna využívající hnůj již fungují v Ptitsegradu nedaleko Moskvy.
Pan. Vladimír Rabinovič, B.Sc., CMfg.E.
Manažer obchodního rozvoje
Hitec Machinery Canada
Toronto, Ontario, Kanada
Tel: 1-416-567-8701
e-mail: [e-mail chráněný]
V článku pana Lysenka V.P. „Environmentální problémy ruských drůbežích farem a role biotechnologie při zpracování organického odpadu“ správně odráží problémy recyklace, které dnes existují kuřecí trus.
V níže uvedených informacích uvádíme stručný popis kanadské technologie, která řeší environmentální problémy spojené s trusem a zároveň jej přeměňuje na cenné palivo.
Skupina kanadských společností má technologii a vyrábí zařízení pro přeměnu kuřecího hnoje na suché palivo a výrobu tepla a elektřiny. Suchý kuřecí trus má téměř stejný obsah kalorií jako dřevo, a pokud existuje technologie pro jeho sušení a spalování s vysokou účinností, pak se hnůj promění v cenné palivo.
Surový kuřecí trus přeměníme na suchý prach a tento prach spálíme nejúčinnějším způsobem.
Sušení podestýlky.
Systém se uvolňuje v Kanadě BPS, který současně suší a mele biomasu (na obrázku).
Jak funguje systém C BPS?
Sušení kuřecího hnoje probíhá současně s procesem jeho mletí
z důvodu provozu následujícího fyzikální procesy:1. Mokrý materiál je nakládán do komory rotoru, kde je vystaven kinetické energii rotoru, který se otáčí úhlovou rychlostí až 640 km za hodinu. Obrovské odstředivé síly odlupují vodu z vnějšího povrchu kusů materiálu. Během procesu broušení se neustále objevují další a další povrchy materiálu a z materiálu se odlupují a odstraňují nové obnažené vrstvy vody. Tento sušící mechanismus spoléhá na mechanické síly k odstranění vody z materiálu.
2. Další sušící mechanismus je v podstatě polotepelný. Kinetická energie z vícenásobných nárazů ohřeje částice na krátkou dobu nad 100 stupňů Celsia, takže se voda v částicích změní na páru. Pára se uvolňuje z částic a okamžitě se mění na velmi malé kapičky vody, protože teplota uvnitř komory nikdy nepřesáhne 90 stupňů Celsia. Voda se také uvolňuje z materiálu, když síla nárazu vymačká vodu z částic materiálu. Částice materiálu proto ztrácejí vodu, kterou obsahují, bez použití jakéhokoli vnějšího ohřevu, ale vlivem mechanických sil.
3. Teplota vzduchu uvnitř komory se pohybuje mezi 70 a 90 stupni Celsia, protože rotor je ohříván třením během procesu mletí a také v důsledku procesu aerodynamického ohřevu vzduchu. Velmi vysoký koeficient přestupu tepla a hmoty díky extrémně vysokému zrychlení částic zajišťuje téměř okamžitý přenos vlhkosti z částic do okolního vzduchu. Velký celkový povrch částic také přispívá k vysoké rychlosti přenosu hmoty vlhkosti. Tento proces je čistě tepelný.
4. K destrukci bakterií dochází především vlivem kinetické energie a kinetického ohřevu částic při jejich dopadu na odrazné desky, rotor a stěny komory. Tyto vícenásobné dopady zvyšují teplotu částic nad nezbytnou úroveň pasterizace bakterií. Navíc obrovská zrychlení, kterým jsou částice vystaveny, rozbíjejí buněčné stěny bakterií a zabíjejí je. Úroveň zápachu sušeného kuřecího hnoje po BPS je mnohonásobně nižší než před ošetřením, což naznačuje, že většina bakterií byla zabita.
Systém BPS se používá v mnoha zemích světa pro sušení a mletí biomasy: USA, Kanada, Japonsko, Korea, Brazílie, Malajsie atd.
Při zpracování kuřecího (brojlerového) hnoje je do systému přiváděn přes dopravník surový kuřecí trus s vlhkostí ~ 30 %. BPS(na obrázku). Na výstupu ze systému slepičí trus obsahoval 10-12 % vlhkosti a přeměnil se na suchý prášek (na obrázku).
Vrh ~10-12%
Podestýlka ~30 %
Po systémuBPSZískáme suchý práškový materiál s minimálním zápachem, který lze využít k výrobě energie, ale i k výrobě hnojiv.
Ale jak to spálit? Jak spalovat trus s maximální účinností? Jak využít každou kalorii na energii? K tomuto účelu se používají vysokotlaké prachové pece.
Vysoce intenzivní prachové hořáky byly navrženy speciálně pro účinné a úplné spalování obtížně spalitelných paliv v souladu s nejpřísnějšími požadavky petrochemického průmyslu. Tyto systémy se ukázaly jako spolehlivé a vysoce účinné v průmyslových aplikacích.
Hlavní vlastnosti prachových pecí:
* Splňuje nejpřísnější ekologické normy; spalování s nulovými emisemi CO a extrémně nízkými emisemi NOx;
* Kompletní spalování biomasy (100% biologické složení);
* Účinnost, stabilita a ovladatelnost jsou stejné jako u pece na zemní plyn.
* Schopný pracovat současně na směsi paliva: prášek, kapalina, plyn.
*Hlučnost nižší než 85 dBa (decibely)
* Kompaktní design, díky kterému jsou topeniště výrazně menší a levnější než jiné technologie. Velikost hlavního zařízení je zmenšena: parní kotel, plynové potrubí, cyklony, ventilátory atd., což umožňuje úsporu významné finanční prostředky. Instalují se téměř na všechny parní kotle jak v nových projektech, tak při úpravách stávajících kotlů.
* Tyto prachové pece se v průmyslu používají již více než 35 let a prokázaly vysokou účinnost a spolehlivost.
Design
Prašné spalovací komory se používají jako zdroj tepla v různých průmyslových ohřívačích a energetických systémech (schéma je uvedena níže).
Extrémně krátký a jasně definovaný plamen umožňuje použití malých spalovacích komor. Práškové palivo je přiváděno do topeniště přes injektor instalovaný ve střední části topeniště (
pistole ). Vířivá rotace vzduchu přiváděného do topeniště je vytvářena speciálními lopatkami instalovanými na základně topeniště. Rotující vzduch vytváří cirkulující vír uvnitř topeniště, což vede k intenzivnímu míchání práškového paliva a vzduchu.Toto intenzivní míchání zajišťuje účinné a úplné spálení paliva a velmi rovnoměrné rozložení teploty uvnitř topeniště (na obrázku).
Nízké emise a emise
* Hladina hluku ve vzdálenosti 1 m je nižší než 85 (decibelů) dBa
* Schopnost splnit nejpřísnější ekologické normy zákazníka pro CO, NOx, VOC (těkavé organické složky).
Rovnoměrná výstupní teplota
Rovnoměrné rozložení tepla (viz srovnávací tabulka níže) snižuje horká místa, zlepšuje přenos tepla sáláním, což snižuje koksování uvnitř trubek a zvyšuje výkon pece.
Zlepšená distribuce tepla snižuje tepelné ztráty a zvyšuje účinnost spalování. Schopnost pracovat s minimálním množstvím přebytečného vzduchu (2%) a zajistit úplné spalování snižuje tepelné ztráty při přebytku vzduchu.
Minimální provozní náklady
* Úplná absence pohyblivých částí v topeništi umožňuje vynikající výkon s absolutním minimem údržba a pozorování
* Krátký plamen v topeništi snižuje možnost, že se plamen dotkne trubek ohřívače a snižuje náklady na jejich opravu
Hořící slepičí hnůj
Prachovou pec lze nainstalovat na oba nové parní kotle (vč Ruská výroba), tak i při rekonstrukci. Suchý trus se téměř úplně spálí. Cyklónové otáčení plamene v topeništi způsobuje rotaci plynů ve spalovací komoře, odstředivé síly přitlačují popel ke stěnám spalovací komory a popel padá dolů do spalovací komory, kde bude automaticky odstraněn. Horké plyny opouštějící spalovací komoru pokud možno bez popela.
Ta nepodstatná část popela, která bude odnesena plyny a usazena na potrubí kotle, bude sestávat pouze ze suchých nehořlavých látek (foto níže) a bude automaticky odstraněna stlačený vzduch systémy čištění parních kotlů.
Vyrobená pára může být dodávána do turbíny pro výrobu elektřiny a sekundární pára odváděná z turbíny může být použita pro technologické potřeby.
Závěry
Kanadská technologie umožňuje:
1. Vyřešte ekologické problémy slepičího hnoje
2. Proměňte kuřecí trus v cenné biopalivo
3. Spalujte kuřecí trus s minimálními emisemi do životního prostředí a maximální účinností
4. Přeměňte slepičí hnůj na obnovitelný zdroj elektrické a tepelné energie.
5. Místo nákladů na likvidaci přeměňte podestýlku na zdroj příjmu
Nejběžnější technologie pro produkci masa brojlerů na Ukrajině zahrnuje chov kuřat na podlaze na hluboké, trvalé podestýlce. Hlavními výhodami této technologie je použití relativně jednoduchého a levného vybavení, vysoká úroveň mechanizace technologických postupů jednoduchost a nízká pracnost práce na ošetřování drůbeže a sanitaci drůbežárny, menší množství defekty v jatečně upravených tělech, což zvyšuje jejich kategorizaci ve srovnání s odchovem buněk. Hlavní nevýhodou je potřeba značného množství nedostatkových materiálů podestýlky. Na 1 odchovaného brojlera je potřeba utratit 1-1,5 kg podestýlky v závislosti na ročním období a vegetačním období. Po 5-7 týdnech růstu kuřat se do podestýlky přidá stelivo. Výsledkem je, že na každého chovaného brojlera získáme asi 3-5 kg podestýlky (LM) s obsahem vlhkosti 15 až 50%. Pokud předpokládáme, že se na Ukrajině ročně odchová asi 500 milionů brojlerových kuřat, bude výtěžnost jen brojlerové podestýlky minimálně 2 miliony tun. Připočteme-li sem PP získaný chovem jiných druhů a produkčních skupin drůbeže, lze jeho celkový výnos odhadnout na ne méně než 3 miliony tun.
Likvidace PP způsobuje drůbežářským farmám velké potíže. Pro jeho skladování a zpracování jsou potřeba velké pozemky. PP obsahuje značné množství látek škodlivých pro životní prostředí, semena plevelů, často vajíčka a larvy helmintů a patogenní mikroorganismy. Je také příznivým prostředím pro vývoj much, hlodavců, helmintů a mikroorganismů a při nevhodných podmínkách skladování, zpracování a použití slouží jako zdroj znečištění povrchových a podzemních vod, půdy a ovzduší škodlivými látkami a představuje epizootické a sanitárně-epidemiologické ohrožení samotných drůbežích farem, okolních oblastí a životního prostředí obecně.
Podle státního klasifikátoru odpadů je trus zařazen do skupiny nebezpečných látek III. Zemědělské podniky, rolnické a jiné farmy zabývající se výrobou, zpracováním a marketingem živočišných a drůbežích produktů a zároveň likvidací odpadů (hnůj a ptačího trusu) jsou plátci ekologické daně. Náklady na jejich umístění na otevřených skládkách jsou v průměru 100 UAH/t. Kvůli problémům s likvidací steliva mají drůbežářské farmy neustálé konflikty s místními ekologickými a hygienickými službami. S přihlédnutím k výše uvedenému proto každá drůbežárna čelí problému: co dělat s ptačím trusem?
Tradičním způsobem použití PP je jeho zpracování na organická hnojiva, protože obsahuje značné množství živin pro rostliny (dusík, fosfor, draslík, vápník, mikroprvky) (tab. 1). V USA a některých evropských zemích se zpracovaný hnůj používá také jako krmná složka pro přežvýkavce, protože obsahuje také značné množství vlákniny, bílkovin, jednotlivých aminokyselin, lipidů a extraktivních látek bez dusíku. Tabulka 1 Chemické složení podestýlka po odchovu brojlerových kuřat,% (podle společnosti "SV Technologies")
Název indikátorů | Význam ukazatelů |
Obsah vlhkosti, % | |
Obsah sušiny, % | |
dusík, % | |
Vápník,% | |
fosfor, % | |
Hrubé lipidy, % | |
Hrubá vláknina, % | |
extraktivní látky bez dusíku, % | |
lysin, % | |
Histidin, % | |
Arginin, % | |
kyselina asparagová, % | |
threonin, % | |
Kyselina glutamová,% | |
Prolin, % | |
Glycin, % | |
Alanin, % | |
Valin, % | |
Isoleucin a leucin, % | |
tyrosin, % | |
fenylalanin, % | |
Měď, mg/kg | |
Zinek, mg/kg | |
Železo, mg/kg | |
Mangan, mg/kg | |
Kobalt, mg/kg | |
Hořčík, mg/kg |
Způsoby zpracování PP na organická hnojiva popř krmné přísady musí zajistit neutralizaci patogenní mikroflóry, semen plevelů, vajíček a larev helmintů, stabilizaci živin a deodorizaci konečného produktu, což vyžaduje značné náklady. Mimochodem, vysoké náklady na likvidaci steliva a platby za znečištění životního prostředí se stal jedním z důvodů ukončení činnosti řady chovů brojlerové drůbeže v západní Evropa. Kromě toho značný počet drůbežích podniků na Ukrajině nemají dostatečné množství zemědělských pozemků využívat celý objem vzniklé kejdy jako organické hnojivo na vlastních polích. Prodej podestýlky v jakékoli formě jiným podnikům je spojen se značnými obtížemi a náklady. V tomto ohledu v v poslední době stále častěji nabízejí jako alternativu ke zpracování hnoje na organická hnojiva spalování podestýlky a hnoje mimo podestýlku tak či onak za účelem výroby tepelné a elektrické energie. Obě varianty mají své příznivce i odpůrce. Podívejme se na argumenty obou.
Výroba organických nebo organominerálních hnojiv na bázi podestýlky.
Argumenty pro:
a) získání produktu cenného pro rostlinnou výrobu ve formě organických nebo organominerálních hnojiv s vysokým obsahem dusíku, fosforu a draslíku, správné použití který pomáhá zlepšit strukturu a mikroflóru půd, obohacuje je o humus, zvyšuje zemědělské výnosy o 10–30 %;
b) zlepšení životního prostředí v důsledku neutralizace patogenní mikroflóry, semen plevelů, vajíček a larev plevelů, deodorizace nepříjemně zapáchajících látek;
c) možnost organizovat uzavřený cyklus likvidace hnoje ve vertikálně integrovaných zemědělsko-průmyslových sdruženích.
Argumenty proti:
a) značné množství dusíku (až 50 %) a dalších živin se ztrácí během skladování, zpracování a použití jako hnojivo;
a) dlouhá doba cyklu zpracování, v souvislosti s níž výše uvedené negativní faktory trvat značnou dobu;
b) je zapotřebí komplex mechanizačních prostředků, značné náklady na pracovní sílu a energii na skladování a zpracování surovin, skladování, přepravu a použití výsledných hnojiv;
c) potřeba významných ploch půdy pro skladování, zpracování a použití výsledných hnojiv. Maximální dávka organických hnojiv na bázi ptačího trusu: kompost - 60 t/ha, suchý ptačí trus - 8 t/ha;
d) při nesprávném zpracování, zavážení nadměrných dávek hnoje dochází k degradaci půdy, hromadění dusičnanů a dusitanů v zemědělských plodinách, kontaminaci půdy semeny plevelů a znečištění životního prostředí škodlivými látkami a nepříjemnými pachy.
Energetické využití trusu.
Argumenty pro:
a) nejjednodušší a nejméně pracné a energeticky náročné řešení problému likvidace odpadků;
b) rychlá a spolehlivá neutralizace všech škodlivé faktory a zlepšování životního prostředí; c) získávání tepla nebo elektřiny, jejichž cena se každým rokem zvyšuje;
d) možnost uspokojování vlastních potřeb tepelné a elektrické energie spalováním hnoje;
e) popel ze spalování hnoje lze skladovat roky bez ztráty živin, používat jako minerální hnojivo s obsahem draslíku, fosforu, vápníku a řady dalších prvků (tab. 2) v optimálních agrotechnických obdobích;
f) krátký výrobní cyklus, proto výše uvedené negativní faktory působí krátkodobě;
e) snížení nákladů na dopravu 5–6krát;
g) pro skladování a zpracování steliva nejsou potřeba velké pozemky.
Argumenty proti:
a) ztráta dusíku ze surovin v technologickém cyklu;
b) poměrně vysoké náklady na zařízení na spalování hnoje (přitom nejsou vyšší než např. na zpracování hnoje v bioplynových stanicích);
G) možné problémy s prodejem vzniklého tepla, elektřiny a popela.
Tabulka 2. Chemické složení popela po spálení steliva brojlerů (dle firmy SV Technologies)
Název látky | Obsah,% |
odpočinek |
Analýzou kladů a záporů každé varianty můžeme dojít k závěru, že energetické zpracování PP může být značně konkurenceschopné s možností zpracování na organická hnojiva, alespoň v drůbežárnách, které nemají dostatečné množství vlastních zemědělská půda.
V současné době je jich nabízeno několik možné možnosti energetické využití PP spalováním:
1) přímé spalování v kotelních systémech k výrobě horké vody, páry nebo elektřiny;
2) zplyňování (pyrolýza) hnoje za stejným účelem;
3) výroba palivových granulí (pelet) nebo briket z PP, poté mohou být granule nebo brikety spáleny na místě pro výrobu horké vody, páry nebo elektřiny nebo prodány jako hnojivo nebo jako palivo.
Zpracování PP přímým spalováním
Přímé spalování PP nevyžaduje jeho granulaci ani sušení. Spalné teplo PP se pohybuje v rozmezí 2600-3400 kcal/kg (10300-14250 MJ/kg). Obsah škodlivých látek ve spalinách vypouštěných do ovzduší při použití moderních spalovacích zařízení nepřekračuje maximální přípustné koncentrace (MPC). Spálení 1 tuny PP umožňuje získat až 2 Gcal tepla ve formě horké vody nebo 3 tuny páry pro technologické potřeby. Tím se ušetří až 270 m3 zemního plynu nebo až 240 kg kapalné palivo. Účinnost kotlových jednotek pro přímé spalování kejdy je 60−85 %. Výtěžnost popela je 10–18 % původního množství PP. Popel lze aplikovat na různé zemědělské plodiny bez dodatečného zpracování v množství 2−10 c/ha. Použití tohoto popela jako hnojiva pomáhá zvýšit výnosy plodin o 10–15 %.
Vlastnosti PP jako paliva jsou vysoká vlhkost, obsah popela a přítomnost značného množství alkalických kovů a kovů alkalických zemin v popelu, což způsobuje jeho vysokou struskotvornou schopnost. V tomto ohledu nebylo donedávna vždy možné dosáhnout stabilního a spolehlivého spalování PP v kotlové jednotce. Tento problém je nyní vyřešen použitím technologie vysokoteplotního cirkulačního spalování ve fluidním loži, která zajišťuje spolehlivé spalování materiálu s vlhkostí až 60 %.
Spalovací dílna PP obvykle zahrnuje: kotelnu, sklad surovin a sklad popela ze spalování PP. Nemusíte budovat popelový sklad, ale popel ihned zabalte do pytlů (bigbagů) nebo ho přepravte na místo použití v uzavřené přepravě.
Standardní řadu dílen přímého spalování pro PP navrhla skupina společností Agro-3 Ecology (Moskva). Podle této skupiny firem pro kotelnu, která spálí např. 75 tun PP za den, s tepelným výkonem 5 Gcal/hod. (až 7 tun páry za hodinu), je požadována místnost z prefabrikovaných železobetonových nebo kovových konstrukcí a sendvičových panelů o rozměrech 18x15 ma výšce 13 m.
Sklad surovin pro nepřetržité zásobování kotelny o uvedeném výkonu může být umístěn v nevytápěné místnosti o ploše cca 300 m2 (18x18 m) s výškou 6 m.
Může být také vyroben z kovových konstrukcí a sendvičových panelů. Sklad popela je možné umístit v nevytápěné místnosti o ploše cca 140 m2 (12x12) s výškou 6m.
Ke sledování spotřeby paliva nebo množství popela lze použít snímač hladiny obilí. Obsluha dílenského servisu je 3-4 pracovníci za směnu, příkon cca 100 kW.
Investiční náklady na vytvoření dílny na spalování PP k výrobě horké vody a páry závisí na tepelném výkonu a množství spáleného PP (tabulka 3).
Tabulka 3. Požadovaná výše investičních nákladů na vytvoření dílny pro přímé spalování PP na výrobu horké vody a páry
Název indikátorů |
Množství spáleného PP |
|||
1 | Výroba tepla, Gcal/rok. | |||
2 | Výroba páry, t/rok. | |||
3 | ||||
včetně: | ||||
3.1 | Projekční práce | |||
3.2 | Zařízení | |||
3.3 | Instalace | |||
3.4 | Uvedení do provozu | |||
3.5 | Stavební a instalační práce (kotelna, sklad PP a popela atd.) * |
* - Bez nákladů na výkopové, betonářské, průzkumné práce a kolaudace.
Ekonomickou efektivitu dílny na spalování PP pouze za účelem výroby tepelné energie lze přibližně vypočítat na základě náhrady zemního plynu podestýlkou (4,7 UAH/m3) v kotelně určené k výrobě obdobného množství tepla a fosforu a draselných hnojiv (2,0 UAH . / kg) popel ze spalování PP (tabulka 4).
Tabulka 4. Ekonomický efekt a doba návratnosti kapitálových investic do dílny na pálení hnoje.
Název indikátorů |
Množství spáleného PP za den, tuny |
||
Kapitálové náklady, miliony UAH. | |||
Množství spáleného odpadu za rok, tisíce tun | |||
Čistý topný výkon kotelny (na základě tepelného výkonu) Gcal/hod. | |||
Množství plynu, které se za rok vymění, m3 | |||
Výhřevnost plynu, který je nahrazen říčním, tis. m 3 | |||
Náklady na nahrazený plyn, miliony UAH. | |||
Množství přijatého popela za rok, t | |||
Náklady na náhradní minerální hnojiva, miliony UAH. | |||
Celkové náklady na přijaté produkty (teplo + popel), miliony... UAH. | |||
Roční provozní náklady *, mil. UAH. | |||
Celkový roční ekonomický efekt, miliony UAH. | |||
Doba návratnosti investic, měsíce |
* - Provozní náklady zahrnují náklady na elektřinu, činidla pro chemickou úpravu vody, osobní náklady a náklady na dopravu.
Vzniklou tepelnou energii lze využít k vytápění především potřeb samotné drůbežárny, ale i okamžité osad. V praxi to však není vždy možné. V tomto případě se doporučuje využít výslednou tepelnou energii k výrobě elektřiny. Tedy s produkcí 7 t/hod. pára o parametrech 1,4 MPa a 250 ºС, voda v topné síti do 80 ºС, můžete vyrobit také cca 630 kW za hodinu každou hodinu. elektřiny, z toho 100 kW hod. - bude vynaloženo na vlastní potřeby kotelny, zbytek - na potřeby drůbežárny nebo na prodej. Jednotková cena jednotky parní turbíny je 8200 UAH. / KW, celkové kapitálové náklady se zvýší o dalších 5,2 mil. UAH. Roční ekonomický efekt pouze z prodeje popela a elektřiny bude činit 9,4 mil. UAH. Doba návratnosti investičních nákladů je 2,5 roku.
V současné době práce na návrhu přímého spalování hnojišť, dodávkách zařízení pro ně a řadě dalších prací provádí řada institucí: skupina firem ATT (Alternative Heat and Technologies v Charkově), Kovrov Závod pecí a kotlů (Kovrov, Rusko), již zmíněná skupina společností AGRO-3 "Ecology" (Moskva), SPC "ERKO" (Moskva), LLC "Abono Group" a další.
Zplyňování (pyrolýza) podestýlkového hnoje.
Zplyňování (pyrolýza) je tepelný rozklad organických látek za nepřítomnosti kyslíku. Zplyňování neboli pyrolýza hnoje, podestýlkového i nepodestýlkového, je považována za perspektivní směr jeho energetického využití, který má podle některých odborníků oproti zpracování hnoje v bioplynových stanicích řadu výhod, zejména:
Vyšší účinnost přeměny biomasy na užitečnou energii (v bioplynových stanicích maximálně 50 %, v pyrolýzách až 85 %);
Celoroční, protože účinnost výroby generátorového plynu je prakticky nezávislá na vnějších podmínkách;
Kompaktnost, menší spotřeba kovu použitého zařízení;
Nižší náklady na přepravu ve všech fázích procesu likvidace odpadu;
Možnost přeměny hnoje obsahujícího přísady obsahující lignin (hobliny, sláma atd.) na plyn a elektřinu;
Bezodpadový proces recyklace;
Možnost téměř úplné automatizace procesu zpracování, nízké provozní náklady;
Univerzálnost použitého zařízení, možnost jeho využití pro spalování jakéhokoliv druhu biomasy;
Vysoká ekologická šetrnost použité technologie.
V důsledku pyrolýzy hnoje při teplotě 300–800 ºС se získá směs par a plynu, která se skládá ze směsi hořlavých plynů (tzv. generátorový nebo pyrolýzní plyn), uhelného pevného zbytku ( dřevěné uhlí) a popel. Generátorový plyn se používá k udržení provozu samotného pyrolýzního zařízení, k získávání tepelné energie pro potřeby domácnosti, k náhradě zemního nebo zkapalněného plynu v různých zařízeních, k výrobě elektřiny a po vhodné přípravě jako palivo v motorech vnitřní spalování. Uhelný zbytek se také používá jako palivo v samotném pyrolýzním zařízení nebo k výrobě palivové brikety. Popel se používá jako hnojivo v hutním a stavebním průmyslu.
Průměrná výhřevnost generátorového plynu je 1200 kcal/m3 (5030 kJ/m3). Jeho průměrné složení složek je uvedeno v tabulce 5. Po vhodném zpracování je možné získat generátorový plyn s vysokým obsahem hořlavých plynů.
Tabulka 5. Komponentní složení generátorového plynu ze zplyňování PP
Název součásti |
|
oxid uhelnatý (CO) | |
vodík (H2) | |
Metan (CH 4) | |
dusík (N 2) | |
Jiné plyny |
Proces zplyňování má celkovou účinnost až 80 %. Z 1 kg PP v přepočtu na sušinu se získá průměrně 2 m3 generátorového plynu o celkové výhřevnosti 2400 kcal.
Pyrolýzní kotle, včetně domácích, ve kterých lze spalovat i PP, dnes vyrábí mnoho výrobců, včetně Ukrajiny (Motor Sich atd.). Mezi přední výrobce průmyslových zařízení pro zplyňování různých organických odpadů, zejména hnoje, patří již zmíněná společnost LLC „Abono Group“, LLC „TsentrInvestProekt“ (Moskva), společnost „Flex Technogies“ (UK), „Planitec srl“ ( Itálie). Ten dodává mini-CHP ve výkonovém rozsahu od 60 kW do 1 MW.
Příprava hnoje v zařízeních této společnosti pro následné zplynování zahrnuje:
Sušení surovin až relativní vlhkost 12−15 %;
Odstranění cizích kovových nečistot;
Mletí hnůj na částice ne větší než 3 cm;
Dávkovaný přídavek vápence k neutralizaci kyselin vznikajících při zplyňování.
K sušení steliva se používá vratné teplo, které vzniká při odvádění generátorového plynu a odvádění tepla z chladicího systému motoru s plynovou turbínou.
Výkonnostní ukazatele mini-CHP určeného ke zpracování PP z jedné drůbežárny pro 50 tisíc nosnic nebo brojlerů jsou uvedeny v tabulce 6. Náklady na mini-CHP zařízení jsou asi 200 tisíc eur.
Tabulka 6. Výkonnostní ukazatele mini-KVET s kapacitou 900 tun PP za rok
Název indikátorů |
Význam ukazatelů |
Provoz KVET hodin za den, hod. 2 | |
Provoz KVET hodin za rok, hodin. 8000 | |
Celkové množství zpracovaného steliva za rok, tuny | |
Množství zpracovaného steliva za den, tuny | |
Průměrná vlhkost podestýlky, % | |
Elektrická energie vyrobená za hodinu, kW - h. | |
Tepelný výkon pro externí spotřebiče, kW (Gcal x hodina) | |
Tepelný výkon spotřebovaný pro vlastní potřebu, kW (sušení hnoje, udržování chodu plynového generátoru), kW (Gcal x hod). | |
Produkce popela za rok, tuny |
Vybavení mini-KVET umožňuje výrobu 0,8 kW elektrické energie z 1 kg PP s účinností 27 %, výrobu tepelné energie pro topný systém ve formě teplé vody s účinností 45 %. a soulad plynných emisí do ovzduší s aktuálními požadavky legislativy v oblasti životního prostředí.
Hlavní nevýhodou pyrolýzních kotlových jednotek ve srovnání s jednotkami s přímým spalováním je 1,5–2krát vyšší cena zařízení a poněkud složitější obsluha.
Použití PP k výrobě palivových pelet nebo briket.
Jak již bylo zmíněno, využití tepla a elektřiny generované spalováním hnoje na místě není vždy možné. Prodávat elektřinu je možné, ale připojení k veřejné elektrické síti je obtížné a nákladné. V tomto případě je vhodné použít takovou možnost energetického využití hnoje, jako je výroba palivových pelet nebo briket z něj. Pro tyto účely je nejvhodnější PP s vlhkostí nejvýše 30 %. Již výše zmíněná technologická linka na výrobu granulí firmy "Planitec sro" zajišťuje mletí PP, sušení na vlhkost 15-18%, granulaci nebo briketování, chlazení a balení, čištění par a emisí plynů. Náklady na sušící a granulační zařízení pro 2 tuny granulí za hodinu jsou asi 3,7 milionu UAH. Výsledné granule lze použít v kotlích na tuhá paliva jakéhokoli typu včetně domácích a také jako hnojivo. Mohou být skladovány po dlouhou dobu bez ztráty užitečné vlastnosti. Vlastnosti hnojných pelet ve srovnání s jinými druhy paliva jsou uvedeny v tabulce 7.
Tabulka 7. Srovnávací charakteristiky druhů paliv
Druh paliva | Spalné teplo, MJ\kg | Obsah síry, % | Obsah popela,% | Cena za 1 kg | Náklady na přijaté teplo, UAH/GJ |
Uhlí | |||||
PP granule | |||||
Zemní plyn* | |||||
Dřevěné pelety | |||||
Slámové pelety |
* - Za 1 m3.
Podle Ruští výrobci, doba návratnosti zařízení na výrobu granulí je cca 4 roky, ale na Ukrajině kvůli vysoké ceny u zemního plynu a dalších druhů paliva oproti ruským by podle našich výpočtů neměla přesáhnout 2-2,5 roku.
Pěstování v hydroponii znamená minimální náklady, čistotu a dostupnost téměř jakékoli kompletní a ekologicky šetrné zeleniny po celý rok. Kontrolujte kvalitu toho, co vám dodává energii a zdraví.
1. Zpracování hnoje na výrobu energie lze považovat za ekonomicky výhodnou alternativu k jeho zpracování na organická hnojiva v drůbežích farmách, které nemají dostatečné množství vlastní zemědělské půdy.
2. K výrobě tepla nebo elektřiny je vhodné používat přímé spalování podestýlky drůbežích farem, může je poskytnout racionální použití nebo implementace. 3. Zplyňování (pyrolýzu) podestýlkového hnoje se doporučuje používat, pokud je možné komplexní využití nebo prodej všech výsledných produktů.
4. Zpracování podestýlky na palivové pelety nebo brikety umožňuje rozšířit trhy pro produkty a možnosti jejich využití (přímé spalování, pyrolýza, jako hnojiva).
Mělník V.A., Ústav drůbežářství, NAAS
Říká se, že z gentlemana je člověk jako kulka z hnoje. Ale tito domácí Kulibinové lidová moudrost mírně upravená. Teď akciová společnost"Belkotlomash" se stal prvním běloruským podnikem, kde založili nový perspektivní pohled produkty: bojlery na ohřev vody, hořící stelivo a trusová hmota.
Taková likvidace drůbežího odpadu umožňuje vyřešit dva důležité problémy průmyslu najednou: ekonomický a ekologický. Kotel nejen vyrábí tepelnou energii, ale také pálí kuřecí trus, který se při nevhodném skladování, zpracování a likvidaci stává nebezpečným.
Je známo, že dnes se brojlerová kuřata chovají převážně na hluboké podestýlce. Výhodou této technologie je, že Od jednoho dne věku až do porážky jsou ptáci drženi ve stejné místnosti. Hluboké stelivo dobře absorbuje vlhkost a škodlivé plyny, zlepšuje hygienický stav místnosti a slouží jako tepelná izolace. Tato metoda má však jednu vážnou nevýhodu, protože jedno kuře vyžaduje asi 2,5-3 kilogramy pilin.
Výsledkem je, že v každé továrně, která využívá technologii pěstování podlah, se každý den hromadí desítky tun použité podestýlky a hnoje. Drůbežárna pro 400 tisíc nosnic dostává cca 30 tisíc tun odpadu. Když hnije, uvolní se asi 700 tun bioplynu, včetně 450 tun metanu, 208 tun oxid uhličitý, 35 tun vodíku, sirovodíku a čpavku. Škody na ekosystému způsobené emisemi se odhadují na miliony dolarů.
Proto je pro drůbeží farmy v Bělorusku a dalších zemích světa likvidace drůbežího odpadu docela náročný úkol. Tato hmota hnoje (v přírodní nebo granulované formě) může být použita jako hnojivo, ale musí být aplikována do půdy v malých množstvích, protože jinak bude půda na dlouhou dobu vyřazena z oběhu. Pokud je v těsné blízkosti několik velkých drůbežích farem, pak je již likvidace odpadu vážným ekologickým problémem.
Malé kotle na ohřev vody jsou instalovány přímo na území drůbežárny
Nejlepší cesta ven ze situace je spalování hnoje v kotlích provoz na tuhá paliva. Tento úkol není snadný. Hmota steliva obsahuje sloučeniny síry a fosforu, které zničí potrubní systém jednotek a znefunkční jej v řádu měsíců. Jeden z podniků nejen v Bělorusku, ale po celém světě postsovětský prostor, která se ujala řešení tohoto problému, je Belkotlomash.
Zařízení, které vyvinul, může používat podestýlku vlhkost do 60%. Tepelná energie, získaný spalováním, se používá pro vytápění a technologické potřeby drůbežárny. Stelivo nevyžaduje předsoušení ani granulaci, což celý proces značně zjednodušuje. Již dnes odborníci spočítali, že použití takového kotelního zařízení umožní domácím chovům brojlerové drůbeže získat řadu konkurenčních výhod. Především to výrazně sníží náklady na nákup plynu, které dosahují stovek tisíc dolarů ročně (u drůbežích farem, které používají plynové kotle), sníží kapitálové náklady na výstavbu skladovacích zařízení a také výrazně sníží životní prostředí. zatížení životního prostředí likvidací toxického produktu bez nutnosti dlouhodobého skladování. Informují o tom vývojáři nového vybavení Zkouška kotle proběhla úspěšně, proto bude ve velmi blízké budoucnosti dodáván do drůbežích farem v Bělorusku, Rusku a dalších zainteresovaných zemích v regionu.
V současné době je stále aktuálnější problém hledání jiných zdrojů energie než tradičních. Dodávky tradičních energetických zdrojů jsou omezené a drahé, proto se stále více upřednostňují obnovitelné zdroje energie. Lidstvo již využívá potenciál vody, větru a slunce, ale jedním z obnovitelných zdrojů paliva jsou i odpadní produkty samotného lidstva.
Specialisté společnosti Turbopar se již více než 6 let úspěšně zabývají problematikou recyklace odpadů z drůbeže, chovu hospodářských zvířat a obecně zemědělství.
1. Druhy biopaliv.
Biopalivo označuje palivo vyrobené zpracováním vedlejších živočišných produktů resp rostlinného původu(biomasa). Patří sem dřevo (štěpky), sláma, pokrutiny, slupky olejných semen a odpadní produkty domácích zvířat a lidí. A tento zdroj energetických zdrojů bude existovat tak dlouho, dokud bude existovat člověk a naše planeta.
Různé typy biopaliv mají různý energetický potenciál, a proto vyžadují jiný přístup vytěžit tento potenciál.
2.Způsoby využití biopaliv(příprava pro použití v kotelně pro následnou dodávku do kotlů).
Existují různé technologie pro využití biopaliva a přípravu finálního produktu z něj pro přivádění do topeniště kotle. A výběr konkrétní technologie pro určitý typ biopalivo závisí na podmínkách Zákazníka. Dříve jsme diskutovali o využití dřevní štěpky, v této části se zaměříme na problematiku recyklace jiných druhů biopaliv a také bioodpadu.
Podle vlhkosti zdrojového paliva, jeho vlastností a původu se rozlišují technologie jako přímé spalování, zplyňování, nebo výroba bioplynu. Je-li tedy vlhkost výchozího paliva vyšší než 50 %, je zpravidla účelnější použít technologii výroby bioplynu při vlhkosti nižší než 50 %, způsoby přímého spalování paliva nebo zplyňování paliva.
Zůstaňme u toho obecný popis každou z výše uvedených metod.
Způsob výroby bioplynu.
Podstata této metody je následující: biopalivo (biomasa) je naloženo do bioreaktorů, kde probíhá fermentační proces, při kterém metanové bakterie produkují vlastní primární bioplyn. Požadavky na tuto technologii jsou velmi vysoké, jakékoli porušení technologie nebo teploty
lisy mohou vést ke smrti bakterií, a tedy k zastavení bioreaktoru za účelem jeho vyčištění.
Nevýhodou tohoto způsobu jsou jak dodatečné náklady na zvýšení vlhkosti výchozího biopaliva (v závislosti na roční době až na 92-94 %), tak ohřev přidané vody (pokud je technologie používána v regionech s chladnými obdobími roku ), a docela dlouhodobě přímá příprava paliva - bioplyn. Je třeba také vzít v úvahu, že touto technologií se celková hmotnost suroviny sníží o 3-5 %, tzn. Jako metoda, včetně likvidace odpadu, je tato technologie málo využitelná (i když produkt po fermentaci lze v některých případech použít jako hnojivo). Zároveň však stojí za zmínku takové nepochybné výhody této technologie, jako jsou:
- vysoký kalorický obsah výsledného paliva (bioplyn je svými vlastnostmi nejblíže zemnímu plynu),
- využití získaného bioplynu pro různé potřeby, včetně výroby biopaliva pro automobily,
- významné úspory v procesu výroby energie, pokud je obsah vlhkosti výchozího paliva vysoký (od 65 %).
To, co dělá tuto technologii zvláštní, je využití kuřecího hnoje od nosnic, jehož vlhkost může dosahovat 90 % i více. Je to dáno především vysokým obsahem dusíku v tomto typu paliva, který vede k tvorbě velké množství dusíkaté vody, což vyžaduje nákladná řešení pro likvidaci.
Zplynovací metoda.
Metoda je založena na získávání generátorového plynu. Tato technologie používá se při vlhkosti paliva do 50 % (i když výrobci takových zařízení deklarují vlhkost vyšší, je třeba počítat s tím, že neklamou, pouze mluví o vlhkosti původního paliva. Briketa s maximální vlhkost 50%).
Tato technologie vyžaduje briketování, na rozdíl od technologie založené na bioplynu (u technologie bioplynu se můžete omezit na prostor příjmu a míchání paliva, po kterém je výsledná primární hmota naložena do bioreaktoru). Tím se u této jednotky objevují dodatečné náklady na elektřinu. Je třeba si také uvědomit, že požadavky na obsah popela v původním palivu, který by neměl překročit 40 % (maximální dosažitelná hodnota v dosavadních pokusech je 45 % obsahu popela). Tento požadavek je dán tím, že tyto technologie jsou založeny na spalování s omezeným přívodem vzduchu. Palivo s vysokým obsahem popela nehoří stabilně. Udržování tohoto procesu si navíc vyžádá značné náklady. Rovněž upozorňujeme, že výsledný plyn má ve srovnání s bioplynem nižší kvalitativní charakteristiky (takže obsah kalorií a výhřevnost generátorového plynu může být 3-5krát nižší než u bioplynu). Kromě toho, pokud je plánováno, že výsledný plyn bude přiváděn do plynového kompresoru, je zapotřebí další systém pro čištění plynu od produktů spalování, stejně jako chladicí komora. Je třeba také vzít v úvahu, že v současnosti je tato technologie vyvíjena především na experimentální úrovni, uvádí alespoň, na území zemí SNS a existují silná omezení na možné množství zpracovávané biomasy.
Tyto technologie mají také své vlastní jedinečné výhody ve srovnání s jinými metodami. Jednou z hlavních výhod této technologie je, že je použitelná na téměř jakýkoli druh paliva. Pomocí této technologie lze generátorový nebo pyrolýzní plyn získat nejen z biomasy, ale také z pevných odpadů (tuhé odpady), ropných produktů (plasty, polyetylen atd.). Tato technologie je nejstabilnější a ovladatelná. Konečný produkt (generátorový plyn) má stabilní složení. Z hlediska kapitálových investic je tato varianta srovnatelná s metodou přímého spalování. Dochází k výrazné recyklaci odpadů, což také poskytuje nepochybnou výhodu této technologie, stejně jako skutečnost, že produkty spalování této technologie jsou (při recyklaci biomasy) kvalitními hnojivy. Upozorňujeme, že doba potřebná k získání finálního produktu ve formě generátorového plynu je výrazně kratší než u bioplynové metody (u bioplynu může doba získání bioplynu v závislosti na typu použitého výchozího biopaliva dosáhnout až 12-14 dnů) a závisí na výkonu brikety, době sušení a době zplyňování. Nakonec podotýkáme, že kdy tato metoda Nedochází ani k žádným škodlivým emisím do atmosféry.
Vzniklý generátorový plyn se přivádí do standardních plynových kotlů (parních nebo horkovodních), ale s hořáky přeměněnými na generátorový plyn.
Způsob přímého spalování.
Jak již z názvu vyplývá, podstatou metody je přímé spalování biopaliva. U tohoto způsobu není klíčové ani vybavení kotle, ale způsob přípravy paliva, i když existuje souvislost mezi přípravou paliva a plánovaným způsobem spalování (řetězový rošt, vír, fluidní lože atd.).
Tato technologie vyžaduje nízkou vlhkost paliva (45 % a méně), stejně jako předchozí metoda je citlivá na obsah popela v primární biomase. V závislosti na druhu paliva se navíc může měnit i samotné složení zařízení, a to radikálně, například od briket po drtiče. Nezapomeňte také, že u klasické verze této technologie při spalování vzniká problém s emisemi spalin, někdy s teplotami až 250 0C, což přirozeně nepřispívá k ekologická situace kolem komplexu mini-CHP. Systém zároveň vyžaduje poměrně drahé filtrační systémy pro snížení emisí škodlivých látek do ovzduší.
Tato technologie je však nejvyspělejší moderní svět Pomocí této technologie se snaží využívat stále více druhů biopaliv. Technologie je žádaná při přestavbě kotelny na mini-CHP na lokální paliva, což může výrazně snížit počáteční kapitálové investice (je třeba si uvědomit, že mluvíme o tom o kotlích na tuhá paliva).
Může vyvstat otázka, jaká metoda je použitelná, když vlhkost výchozí biomasy je 50-65 %? A jednoznačná odpověď nebude dána, protože toto je hraniční hodnota, při které vše ukáží ekonomické výpočty a srovnání technologií.
Specialisté TURBOPAR provádějí:
1. Analýza stávajícího paliva.
2. Vyberte nejvíce efektivní spalování palivo.
3. Recyklační efekt.
Jaké jsou výhody používání biopaliv?
Samozřejmě nejdůležitějším efektem používání tohoto paliva je výrazná úspora peněz.
Je ale také důležité, že na rozdíl od klasických druhů energetických zdrojů (jako je uhlí, plyn, topný olej) jsou biopaliva obnovitelná. Tento druh paliva nám nedojde. Dříve nebo později bude lidstvo nuceno získávat energii pomocí obnovitelných zdrojů paliva.
Nutno podotknout, že biopalivo je často odpad, jehož likvidace je značně nákladná a co skrývat, tento odpad škodí životnímu prostředí. Při využívání biopaliva tak kromě úspory elektrické a tepelné energie vlastní výrobou dochází k výrazné úspoře za likvidaci odpadů včetně zemědělského odpadu, k úspoře ploch dříve určených pro uložení odpadu před odesláním k likvidaci a zachování životní prostředí (úspora alespoň na ekologických pokutách).
Pojďme si tedy shrnout a zdůraznit výhody používání biopaliva:
1. Biopaliva jsou obnovitelná.
2. Cena biopaliva je výrazně nižší než cena klasického paliva.
3. Na základě bodu 2 jsou náklady na přijatou tepelnou a elektrickou energii výrazně nižší.
4. Za zdroje paliva lze považovat různé odpady, jako je sláma, slupky olejných semen, odpady ze zpracování cukru (bagasse, skořápky), hnůj/podestýlka a mnoho dalších odpadů živočišného a rostlinného původu.
5. Konečným produktem kotelen a minikogenerací na biopalivo není pouze tepelná a elektrická energie. Velmi často lze v budoucnu využít odpad z kotelen a minikogeneračních jednotek na biopaliva (hnojiva, vedlejší produkty ve formě chemických sloučenin, stavebnictví atd.).
6. Zlepšení stavu životního prostředí.
7. Úspory, a to velmi často významné, na likvidaci odpadů, jako je hnůj/podestýlka, slupky olejných semen atp.
Popis kotelny na biopaliva.
V této části je uveden popis několika kotelen s přihlédnutím ke způsobu přípravy finálního paliva.
Bioplynová kotelna.
Jak bylo uvedeno výše, základem je příprava bioplynu a jeho následné využití.
Rozšířená skladba zařízení takové kotelny: oblast příjmu paliva, míchací zařízení biopaliv, bioreaktory, systém dodávky paliva do bioreaktorů, systémy čištění bioplynu (v případě potřeby). Dále dle účelu kotelny můžete instalovat klasický plynový kotel (horkovodní nebo parní). Pokud je potřeba kromě tepelné energie vyrábět i elektrickou energii, je možné instalovat buď plynový kompresor, plynovou turbínu, nebo parní turbínu. Za plynovou turbínou je instalován kotel na odpadní teplo.
Taková kotelna může být instalována, včetně blízkosti čistíren, pro likvidaci nahromaděných kalů.
Kotelna využívající generátorový plyn.
Zvětšené složení takové kotelny: místo pro příjem počátečního paliva, míchací zařízení, sušící zařízení, brikety, generátor plynu. Vzniklý generátorový plyn je pak posílán buď do plynového kotle (horkovodního nebo parního) s hořáky uzpůsobenými pro tento plyn, nebo do plynového kompresoru (v případě plynového kompresoru je nutný systém čištění generátorového plynu). Implementováno dne momentálně v zemích SNS existují projekty založené pouze na výrobě pyrolýzy při zpracování dřevní štěpky.
Kotelna využívající přímé spalování.
Složení dané kotelny se může lišit v závislosti na typu biopaliva plánovaného ke spalování.
Tak například při recyklaci slupek olejných semen může rozšířené zařízení sestávat z: plošiny pro příjem biopaliv, dopravníků paliva, zásobníků palivových výdejníků a samotných kotlů (horká voda nebo pára). V případě potřeby smíchání více druhů plev nebo přidání jiných druhů rostlinného odpadu do plev je instalováno míchací, sušící a briketovací zařízení.
Následuje příklad práce Turbosteamu, vypracování předprojektové studie pro využití kuřecího hnoje na Ukrajině v roce 2010.
Jak vybrat likvidaci slepičího hnoje. Stručný popis projektu.
Zákazník dostal následující úkol: velká drůbežárna potřebovala zlikvidovat až 200 tun podestýlkového hnoje za den, vyrábějící tepelnou a elektrickou energii. Mini-CHP funguje 24 hodin denně a po celý rok.
V zemích SNS žádné podobné projekty neexistují. Úzkým místem tohoto projektu je zpracování počáteční biomasy (podestýlky), protože její vlhkost se mění v závislosti na ročním období. Samotný druh paliva získaného z této biomasy má průměrnou výhřevnost a obsahuje mnoho škodlivých látek. Byly zvažovány různé možnosti přípravy paliva pro následnou dodávku do kotle - od přímého přívodu do topeniště až po práškový způsob spalování (přeměna původního paliva na jemný prach, který má vyšší spalovací vlastnosti, s následnou dodávkou tohoto práškového paliva do speciální pece v kotlích). V důsledku toho byla předběžně přijata následující verze:
- je instalován primární sklad paliva se zásobou paliva na 7 dní nepřetržitého provozu tepelné elektrárny,
- poté je instalováno míchací zařízení s jinými typy biopaliv,
- sušicí zařízení,
- mletí na požadovanou velikost částic
- a zásobování do dávkovacích bunkrů před kotli.
Dále se krmení provádí z dávkovacích násypek přímo do parních kotlů.
Za kotli je instalována jedna nebo dvě parní turbíny kondenzačního typu s nastavitelnými otáčkami páry. Pára z těžeb je odváděna pro vlastní potřebu kotelny (do prostoru sušení paliva) a areálu drůbeže.
Elektrická energie je využívána pro vlastní potřebu drůbežárny. Zbývající nevyužitá elektrická energie je převedena do národní elektrické sítě.
Také tato minikogenerační jednotka bude kromě elektrické a tepelné energie produkovat jako vedlejší produkt kvalitní hnojivo (popel je produktem spalování biomasy), které využije buď pro vlastní potřebu, nebo prodá na hnojivu trh (je zajištěna plocha pro balení hnojiv).
Způsoby recyklace spalin z mini-CHP a podrobný popis systémů zařízení zde nejsou záměrně uvedeny. Řekněme, že při realizaci projektu podnik vyrobí asi 144 MW elektrické energie za den a stejné množství tepelné energie. Doba návratnosti tento projekt při zohlednění všech investic bude tři roky. Probíhá architektonická část projektu Likvidace slepičího hnoje.
parní kotle, teplovodní kotle, projektování léčebných zařízení