Cazanele industriale din Polonia care folosesc gunoi de grajd de pui. Camera cazanului cu combustibil de pui
19 aprilie 2010 6744
Le-am povestit cititorilor noștri despre o centrală experimentală locală care funcționează cu excremente de păsări în urmă cu trei ani. Dar abia acum directorul EPH VNITIP Viktor Shol și șeful complexului regional agro-industrial Ivan Konchakov au arătat cuptorul miracol în acțiune. Noi înșine am fost surprinși să aflăm că sala de cazane de producție cu „lemn de foc” de pui din departamentul de agricultură din Konkursnoye a funcționat pe bază de probă pentru al doilea sezon. Astăzi, chiar și dezvoltatorii scrupuloși din Ptitsegrad spun cu încredere că prima boiler din țară care funcționează cu excremente de păsări este deja o realitate. Și chiar are șansa să devină proiect pilot program federal de economisire a energiei și mediu.
A fost descoperit un depozit de... combustibil
Ferma a achiziționat 16 case de păsări în Konkursnoye în urmă cu câțiva ani. În planurile de reconstrucție a noului loc de producție a fost inclusă imediat o cameră de cazane autonomă. Ultimul adăpost de păsări a fost renovat în această iarnă, întreaga fermă este dotată cu automatizări și calculatoare. În același timp, în departament era în curs de ajustare un cuptor unic. Anterior, fabrica de păsări primea căldură pentru toate nevoile de la cazanul satului. Dar în anul trecutÎn industria mondială a păsărilor de curte, devine o normă folosirea așternutului din adăposturile de păsări ca combustibil gratuit - excremente amestecate cu rumeguș.
S-a recunoscut de mult timp că acesta este un combustibil excelent pentru o cameră de cazane, spune Viktor Gotlibovich Shol. — Apropo, oamenii de pretutindeni încearcă să composteze gunoiul și paiele și să le folosească ca îngrășământ. Și în unele tari europene eram convinși că gunoiul de grajd proaspăt de pui era considerat cel mai valoros și mai prietenos îngrășământ pentru câmpuri. Acest lucru este confirmat de randamentul colosal al câmpurilor fertilizate - până la 90 de cenți de cereale la hectar! Fermierii europeni nu sunt deloc jenați de mirosul specific al câmpurilor fertilizate.
Dar deșeurile de păsări cu rumeguș de mesteacăn și molid nu sunt utile pentru sol. Dar este un combustibil excelent pentru generarea de energie la scară mică. Am proiectat camera de cazane a amplasamentului din Konkursnoye în așa fel încât să fie disponibile toate materialele valoroase reciclabile dintr-un efectiv de păsări de 2,5 milioane de capete - aproximativ 7 mii de tone de excremente de păsări. Pentru șapte cifre de afaceri anuale, această ramură a fermei experimentale de reproducție produce peste 5 mii de tone de carne de pui și se asigură cu energie pentru încălzirea adăposturilor de păsări.
Într-un astfel de cuptor chiar și apa arde
În timp ce șeful cazanelor experimentale, Vladimir Artemenko, încălzește centrala existentă (al doilea va fi în curând funcțional), schimbăm impresii în curtea curată a minicazanei. Din coș iese fum, dar nu se simte miros. Îmi amintesc de excursii recente la incendiile de păcură din mediul rural. Acolo, apropierea de o instalație termică se simțea la un kilometru distanță. „Respirația” unui cuptor alimentat cu gunoi de grajd a fost examinată de specialiști și au ajuns la concluzia că specificul său nu are nicio legătură cu mediu inconjurator nu a afectat, evacuarea nu este diferită de cazanele pe gaz.
Centrala arată modern, cu un panou de comandă lângă focarul aprins. Nu există miros înăuntru, nici ceața albastră obișnuită pentru încăperile vechi de cazane. Toată lumea se bucură să admire căldura de 700 de grade din cuptor. Oricum, unde sunt excrementele? Operatorul cazanelor se plimbă în jurul cuptorului până la un buncăr îngrijit. Deocamdată, combustibilul este livrat cu o găleată de excavator de la o unitate de depozitare din apropiere, unde deșeurile din adăposturile de păsări sunt separate și slăbite. În curând va apărea un transportator care va anula zborurile între clădirile învecinate. Dacă nu vă spun în prealabil că această sobă este încălzită cu bălegar, nu veți ghici niciodată că este o boiler obișnuită, modulară, ca una pe gaz.
Suntem foarte recunoscători partenerilor noștri - cazanerii din Kovrov, care au finalizat cu insistență proiectul experimental. Prima încercare nu ne-a potrivit și am lucrat împreună pentru a îmbunătăți designul cazanului. A doua opțiune îndeplinește toate obiectivele. Gunoiul de grajd cu rumeguș, chiar și cu umiditate de 37 la sută, arde în cuptor ca paiele. Este exact ceea ce căutam.
O continuare logică a programului nostru de economisire a energiei ar putea fi crearea unei minicentrale care să transforme mai întâi gunoiul de grajd în biogaz și apoi să genereze electricitate pentru nevoile de producție. Pe lângă excremente, aici ar fi foarte utile și alte deșeuri de păsări, de exemplu din abatoare. Ar fi folosite deșeuri de la capcane de grăsimi, nămol, chiar și nămol. Un modul pentru un astfel de departament ca în Konkursny ar putea produce aproximativ 400 de kilowați de energie electrică pe zi și cantitatea optimă de lichid de răcire pentru încălzirea adăposturilor de păsări.
Dar pentru o modernizare atât de serioasă, spun experții, la scară raională, sunt necesare aproximativ 120 de milioane de ruble. De aceea, VNITIP, autoritățile regionale și o fermă experimentală de păsări au luat inițiativa și au înaintat Academiei Ruse de Științe și Academiei Ruse de Științe Agricole un proiect de program național pentru economisirea energiei și utilizarea surselor nestandard de energie electrică.
Vorbim nu doar despre economia de energie, ci și despre o problemă urgentă de mediu”, spune șeful complexului agroindustrial regional, Ivan Konchakov. - Complexul regional de creștere a păsărilor trebuie să găsească o utilizare rezonabilă pentru o cantitate uriașă de excremente de păsări - aceasta este de 70 de mii de tone pe an. ÎN Rusia Centrală deșeurile agricole sunt de aproximativ 100 de milioane de tone. Cu abordarea corectă, aceste depozite enorme de gunoi de grajd pot fi transformate dintr-o amenințare pentru mediu într-o resursă și profit suplimentar. EPH VNITIP a pus deja în folosință mii de tone de materiale reciclabile valoroase. În proiect au fost investite 8,4 milioane de ruble, iar acum lucrează o întreagă fermă de păsări incalzire autonoma la și purtător de energie din „depozitul” său inepuizabil.
Morman de lemn în granule
Victor Shol arată stive îngrijite de saci în colțul cazanului și vă sfătuiește cu insistență să priviți înăuntru. Ne uităm la granulele netede și încercăm să ne dăm seama care sunt acestea. Granule pentru viitorul amestec de furaje? Dar de ce hrana a fost depozitată în camera cazanelor? S-a dovedit că acesta era un fel de „grămadă de lemn” - combustibil stocat pentru utilizare ulterioară din aceleași excremente de păsări. Într-o fabrică folosită pentru prepararea hranei pentru turmele de păsări, surplusul de gunoi de grajd este transformat în granule convenabile pentru depozitarea pe termen lung. Pe parcursul verii, oferta va crește, deoarece ferma de păsări necesită mult mai puțină căldură, iar iarna viitoare un astfel de „lemn de foc” va fi foarte util.
Se folosește și cenușa din focar, iar acesta este al treilea nivel de utilizare resurse secundare. Excrementele de păsări transformate în cenuşă sunt colectate cu grijă şi trimise pe câmp. Din punct de vedere valoric, această fertilizare a solului corespunde îngrășămintelor minerale complexe care acum sunt foarte scumpe, au conchis cultivatorii de plante ai întreprinderii agricole Asortiment-Niva. În ultimul sezon agricol, cu ajutorul aditivilor de cenușă, randamentele de cereale în fermă au crescut în medie cu 5 cenți la hectar. Fermierii economisesc la îngrășăminte și își măresc randamentul. Și nu mai este nevoie să transportați excrementele lichide pe zeci de kilometri de la fermele de păsări la câmpurile din întreaga regiune. Pentru astfel de zboruri, poliția de mediu amendează pe bună dreptate crescătorii de păsări.
Nemții au făcut-o
Și suntem mai rău, spun crescătorii regionali de păsări și specialiștii în agricultură.
În anii '90 în Europa existau aproximativ 150 de cazane care funcționau cu combustibili alternativi, iar astăzi există deja 5.900 dintre ele, citează statisticile lui Ivan Mikhailovici Konchakov, care a condus el însuși recent o întreprindere de creștere a animalelor. - Mai mult, există cazane la complexele zootehnice și ferme de păsări, și există și alternative urbane. Acestea din urmă lucrează pentru mancare irosita din containere de gunoi zone rezidențiale. În douăzeci de ani, europenii au dezvoltat practic o nouă energie.
Viktor Gotlibovich Scholl povestește cum s-a realizat acest lucru în Germania.
Dacă pur și simplu alocați bani unei ferme de păsări pentru ecologie și economisire a energiei în termeni generali, aceasta îi va investi, desigur, într-o casă nouă de păsări, și nu într-un cazan alternativ. Prin urmare, algoritmul german de economisire a energiei pare optim. În urmă cu 18 ani, fermierii din Germania au început să primească împrumuturi cu 2% pe an pentru construcția de instalații autonome de încălzire și producție de biogaz fără deșeuri. De îndată ce obiectele au fost finalizate, proprietarul a fost despăgubit cu 90 la sută din investiție (astazi compensația se ridică la o treime din împrumut). În plus, pentru excesul de căldură și energie electrică, statul a plătit proprietarilor de noi cazane trei prețuri contra tarifului (astazi plătesc dublu tarif). Aceasta este explicația faptului că într-o perioadă scurtă de timp numărul cazanelor care utilizează deșeuri biologice a crescut de 40 de ori în țările europene. În Statele Unite, există o boiler la un complex de păsări pentru 40 de milioane de păsări, care procesează 300 de mii de tone de gunoi pe an.
Acest lucru este posibil la noi, spun inițiatorii proiectului triplu economic, dacă economia de energie trece de la declarații la nivelul practic al unui program de prioritate de stat. Prima sobă rusească care folosește bălegar funcționează deja în Ptitsegrad, lângă Moscova.
Domnul. Vladimir Rabinovitch, B.Sc.,CMfg.E.
Manager Dezvoltare Afaceri
Hitec Machinery Canada
Toronto, Ontario, Canada
Tel: 1-416-567-8701
e-mail: [email protected]
În articolul domnului Lysenko V.P. „Problemele de mediu ale fermelor de păsări rusești și rolul biotehnologiei în procesarea deșeurilor organice” reflectă corect problemele de reciclare care există astăzi excremente de pui.
În informațiile de mai jos oferim o scurtă descriere a tehnologiei canadiane care rezolvă probleme ecologice asociat cu excremente și, în același timp, îl transformă în combustibil valoros.
Un grup de companii canadiene deține tehnologia și produce echipamente pentru transformarea gunoiului de pui în combustibil uscat și pentru generarea de căldură și electricitate. Gunoiul uscat de pui are aproape același conținut de calorii ca și lemnul, iar dacă există o tehnologie de uscare și ardere cu eficiență ridicată, atunci gunoiul de grajd se transformă în combustibil valoros.
Transformăm gunoiul de pui crud în praf uscat și ardem acest praf în cel mai eficient mod.
Așternut uscat.
Sistemul este lansat în Canada BPS, care usucă și măcina simultan biomasa (foto).
Cum funcționează sistemul C BPS?
Uscarea gunoiului de grajd de pui are loc concomitent cu procesul de măcinare a acestuia
datorita functionarii urmatoarelor procese fizice:1. Materialul umed este încărcat în camera rotorului, unde este expus energiei cinetice a rotorului, care se rotește cu o viteză unghiulară de până la 640 km pe oră. Forțele centrifuge enorme dezlipesc apa de pe suprafața exterioară a bucăților de material. În timpul procesului de măcinare, apar în mod constant tot mai multe suprafețe ale materialului, iar noi straturi de apă care sunt expuse sunt desprinse de material și îndepărtate. Acest mecanism de uscare se bazează pe forțele mecanice pentru a elimina apa din material.
2. Un alt mecanism de uscare este în esență semitermic. Energia cinetică de la impacturile multiple încălzește particulele peste 100 de grade Celsius pentru o perioadă scurtă de timp, astfel încât apa din particule se transformă în abur. Aburul este eliberat din particule și se transformă instantaneu în picături foarte mici de apă, deoarece temperatura din interiorul camerei nu este niciodată peste 90 de grade Celsius. Apa este, de asemenea, eliberată din material, deoarece forța impactului stoarce apa din particulele de material. Prin urmare, particulele de material pierd apa pe care o conțin fără utilizarea vreunei încălziri externe, dar datorită influenței forțelor mecanice.
3. Temperatura aerului din interiorul camerei este cuprinsă între 70 și 90 de grade Celsius, deoarece rotorul este încălzit prin frecare în timpul procesului de măcinare, precum și datorită procesului de încălzire aerodinamică a aerului. Coeficientul foarte mare de transfer de căldură și masă datorită accelerațiilor extrem de mari ale particulelor asigură transferul aproape instantaneu al umidității de la particule la aerul înconjurător. Suprafața totală mare a particulelor contribuie, de asemenea, la rata mare de transfer de masă a umidității. Acest proces este pur termic.
4. Distrugerea bacteriilor are loc în principal datorită influenței energiei cinetice și încălzirii cinetice a particulelor în timpul impactului acestora asupra plăcilor reflectorizante, rotorului și pereților camerei.Aceste impacturi multiple ridică temperatura particulelor la un nivel peste cel necesar pentru pasteurizarea bacteriilor. În plus, accelerațiile enorme la care sunt supuse particulele sparg pereții celulelor bacteriene, ucigându-le. Nivelul de miros al gunoiului de grajd uscat de pui după BPS este de multe ori mai mic decât înainte de tratament, ceea ce indică faptul că majoritatea bacteriilor au fost ucise.
Sistemul BPS este utilizat în multe țări din întreaga lume pentru uscarea și măcinarea biomasei: SUA, Canada, Japonia, Coreea, Brazilia, Malaezia etc.
În timpul prelucrării gunoiului de grajd de pui (broiler), gunoiul de grajd de pui cu o umiditate de ~ 30% este alimentat printr-un transportor în sistem BPS(pe poza). La ieșirea sistemului, gunoiul de grajd de pui conținea 10-12% umiditate și s-a transformat într-o pulbere uscată (foto).
Așternut ~10-12%
Litier ~30%
După sistemBPSObținem un material pulverulent uscat, cu miros minim, care poate fi folosit pentru producerea de energie, precum și pentru producerea de îngrășăminte.
Dar cum să-l arzi? Cum să ardeți excrementele cu eficiență maximă? Cum să folosești fiecare calorie pentru energie? În acest scop, se folosesc cuptoare cu praf de înaltă intensitate.
Arzătoarele cu praf de înaltă intensitate au fost proiectate special pentru arderea eficientă și completă a combustibililor greu de ardet, în conformitate cu cele mai stricte cerințe ale industriei petrochimice. Aceste sisteme s-au dovedit a fi fiabile și extrem de eficiente în aplicațiile industriale.
Principalele caracteristici ale cuptoarelor cu praf:
* Îndeplinește cele mai stricte standarde de mediu; ardere cu zero CO și NOx extrem de scăzut;
* Arderea completă a biomasei (compoziție biologică 100%);
* Eficiența, stabilitatea și controlabilitatea sunt aceleași cu cele ale unui cuptor cu gaz natural.
* Capabil să lucreze simultan pe un amestec de combustibil: pulbere, lichid, gazos.
*Nivel de zgomot mai mic de 85 dBa (decibeli)
* Design compact, care face focarele semnificativ mai mici și mai ieftine decât alte tehnologii. Dimensiunea echipamentului principal este redusă: cazan de abur, conducte de gaz, cicloane, ventilatoare etc., ceea ce permite economisirea fonduri semnificative. Sunt instalate pe aproape toate cazanele de abur, atat in proiecte noi cat si la modificarea centralelor existente.
* Aceste cuptoare de praf au fost folosite în industrie de peste 35 de ani și s-au dovedit a fi foarte eficiente și fiabile.
Proiecta
Camerele de ardere prăfuite sunt folosite ca sursă de căldură în diferite încălzitoare industriale și sisteme de alimentare (diagrama prezentată mai jos).
Flacăra extrem de scurtă și clar definită permite utilizarea camerelor de ardere mici. Combustibilul sub formă de pulbere este furnizat focarului printr-un injector instalat în partea centrală a focarului (
pistol ). Rotirea în vortex a aerului furnizat focarului este creată de lame speciale instalate la baza focarului. Aerul care se rotește creează un vortex circulant în interiorul focarului, ceea ce duce la amestecarea intensă a combustibilului pulverizat și a aerului.Acest amestec intensiv asigură arderea eficientă și completă a combustibilului și o distribuție foarte uniformă a temperaturii în interiorul focarului (foto).
Emisii și emisii scăzute
* Nivelul de zgomot la o distanță de 1 m este mai mic de 85 (decibeli) dBa
* Capacitatea de a îndeplini cele mai stricte standarde de mediu ale clientului pentru CO, NOx, VOC (componente organice volatile).
Temperatura de ieșire uniformă
Distribuția uniformă a căldurii (vezi graficul de comparație de mai jos) reduce punctele fierbinți, îmbunătățește transferul radiativ de căldură, ceea ce reduce cocsificarea în interiorul tuburilor și crește performanța cuptorului.
Distribuția îmbunătățită a căldurii reduce pierderile de căldură și crește eficiența arderii. Capacitatea de a funcționa cu o cantitate minimă de exces de aer (2%) și de a asigura arderea completă reduce pierderile de căldură atunci când există exces de aer.
Costuri minime de operare
* Absența completă a pieselor mobile din focar permite o performanță excelentă cu un minim absolut întreținere si observatii
* O flacără scurtă în focar reduce posibilitatea ca flacăra să atingă conductele încălzitorului și reduce costul reparației acestora
Arderea gunoiului de pui
Cuptorul de praf poate fi instalat pe ambele cazane noi de abur (inclusiv fabricat rusesc), precum și în timpul reconstrucției. Excrementele uscate sunt arse aproape complet. Rotirea ciclonică a flăcării din focar face ca gazele din camera de ardere să se rotească, forțele centrifuge presează cenușa pe pereții camerei de ardere, iar cenușa cade în camera de ardere, de unde va fi îndepărtată automat. Gaze fierbinți care părăsesc camera de ardere cât mai liberă de cenușă.
Acea parte nesemnificativă a cenușii care va fi dusă de gaze și depusă pe conductele cazanului va fi formată numai din substanțe uscate incombustibile (foto de mai jos) și va fi îndepărtată automat aer comprimat sisteme de curatare a cazanelor cu abur.
Aburul generat poate fi furnizat unei turbine pentru a genera energie electrică, iar aburul secundar evacuat din turbină poate fi folosit pentru nevoi tehnologice.
concluzii
Tehnologia canadiană permite:
1. Rezolvați problemele de mediu ale gunoiului de grajd de pui
2. Transformă gunoiul de grajd de pui în biocombustibil valoros
3. Arde gunoi de grajd de pui cu emisii minime de mediu și eficiență maximă
4. Transformați gunoiul de grajd de pui într-o sursă regenerabilă de energie electrică și termică.
5. În loc de costul eliminării, transformați gunoiul într-o sursă de venit
Cea mai obișnuită tehnologie pentru producerea cărnii de broiler în Ucraina implică creșterea puilor pe podea pe așternut adânc și permanent. Principalele avantaje ale acestei tehnologii sunt utilizarea unor echipamente relativ simple și ieftine, un nivel ridicat de mecanizare procese tehnologice, simplitate și intensitate redusă a muncii pentru îngrijirea păsărilor de curte și igienizarea casei de păsări, cantitate mai mica defecte ale carcaselor, crescând clasificarea acestora în comparație cu creșterea celulelor. Principalul dezavantaj este necesitatea unei cantități semnificative de materiale de pat limitate. Pentru 1 pui de carne crescut, este necesar să cheltuiți 1-1,5 kg de așternut, în funcție de sezon și perioada de creștere. După 5-7 săptămâni de creștere a găinilor, așternutul este adăugat în așternut. Ca urmare, pentru fiecare pui de carne crescut obținem aproximativ 3-5 kg de așternut (LM) cu un conținut de umiditate de 15 până la 50%. Dacă presupunem că aproximativ 500 de milioane de pui de carne sunt crescuți în Ucraina pe an, numai randamentul așternutului va fi de cel puțin 2 milioane de tone. Dacă adăugăm aici PP obținut prin păstrarea altor specii și grupe de producție de păsări, randamentul total al acestuia poate fi estimat la nu mai puțin de 3 milioane de tone.
Eliminarea PP provoacă multe probleme fermelor de păsări. Pentru depozitarea și prelucrarea acestuia sunt necesare loturi mari de teren. PP conține o cantitate semnificativă de substanțe dăunătoare mediului, semințe de buruieni, adesea ouă și larve de helminți și microorganisme patogene. Este, de asemenea, un mediu favorabil pentru dezvoltarea muștelor, rozătoarelor, helminților și microorganismelor și, în condiții necorespunzătoare de depozitare, prelucrare și utilizare, servește ca sursă de poluare a apelor de suprafață și subterane, a solului și a atmosferei cu substanțe nocive, și reprezintă un amenințare epizootică și sanitar-epidemiologică la adresa fermelor de păsări, a zonelor înconjurătoare și a mediului în general.
Conform clasificatorului de deșeuri de stat, excrementele sunt clasificate ca substanțe periculoase din grupa III. Întreprinderile agricole, fermele țărănești și alte ferme angajate în producția, prelucrarea și comercializarea produselor animale și avicole și, în același timp, eliminarea deșeurilor (dejecții de grajd și excremente de păsări), sunt plătitoare de taxă de mediu. Costul plasării lor la depozitele deschise este în medie de 100 UAH/t. Din cauza problemelor legate de eliminarea gunoiului, fermele de păsări au conflicte constante cu serviciile locale de mediu și sanitare. Prin urmare, ținând cont de cele de mai sus, fiecare fermă de păsări se confruntă cu o problemă: ce să faci cu excrementele de păsări?
Modul tradițional de utilizare a PP este procesarea acestuia în îngrășăminte organice, deoarece conține o cantitate semnificativă nutrienți pentru plante (azot, fosfor, potasiu, calciu, microelemente) (Tabelul 1). În SUA și în unele țări europene, gunoiul de grajd prelucrat este folosit și ca ingredient pentru hrana animalelor rumegătoare, deoarece conține, de asemenea, o cantitate semnificativă de fibre, proteine, aminoacizi individuali, lipide și extracte fără azot. Tabelul 1. Compoziție chimică așternut așternut după creșterea puilor de carne,% (conform companiei „SV Technologies”)
Numele indicatorilor | Înţeles indicators |
Conținut de umiditate, % | |
Conținut de substanță uscată, % | |
azot, % | |
Calciu,% | |
Fosfor, % | |
Lipide brute, % | |
Fibră brută, % | |
Extractive fără azot, % | |
Lizina, % | |
Histidină, % | |
Arginina, % | |
Acid aspartic,% | |
Treonină, % | |
Acid glutamic,% | |
Proline, % | |
Glicina, % | |
Alanina, % | |
Valină, % | |
Isoleucină și leucină, % | |
tirozină, % | |
Fenilalanină, % | |
Cupru, mg/kg | |
Zinc, mg/kg | |
Fier, mg/kg | |
Mangan, mg/kg | |
Cobalt, mg/kg | |
Magneziu, mg/kg |
Metode de prelucrare a PP în îngrășăminte organice sau aditivi pentru hrana animalelor trebuie să asigure neutralizarea microflorei patogene, a semințelor de buruieni, a ouălor și a larvelor de helminți, stabilizarea nutrienților și dezodorizarea produsului final, iar acest lucru necesită costuri considerabile. Apropo, costuri mari pentru eliminarea gunoiului și plăți pentru poluarea mediului a devenit unul dintre motivele încetării activității unui număr de ferme de păsări de carne în Europa de Vest. În plus, un număr semnificativ de întreprinderi de păsări din Ucraina nu au cantitate suficientă terenurile agricole să folosească întregul volum al gunoiului de grajd rezultat ca îngrășământ organic pe câmpurile proprii. Vânzarea gunoiului sub orice formă către alte întreprinderi este asociată cu dificultăți și costuri semnificative. În acest sens, în În ultima vreme din ce în ce mai mult, ca alternativă la procesarea gunoiului de grajd în îngrășăminte organice, acestea oferă arderea gunoiului de gunoi și a gunoiului de grajd, într-un fel sau altul, pentru a produce energie termică și electrică. Ambele variante au susținătorii și adversarii lor. Să luăm în considerare argumentele ambelor.
Producția de îngrășăminte organice sau organo-minerale pe bază de gunoi de grajd.
Argumente pentru:
a) obținerea unui produs valoros pentru producția vegetală sub formă de îngrășăminte organice sau organominerale cu conținut ridicat de azot, fosfor și potasiu; utilizarea corectă care ajută la îmbunătățirea structurii și microflorei solurilor, îmbogățirea acestora cu humus, creșterea randamentelor agricole cu 10−30%;
b) îmbunătățirea mediului ca urmare a neutralizării microflorei patogene, a semințelor de buruieni, a ouălor și a larvelor de buruieni, dezodorizarea substanțelor cu miros neplăcut;
c) posibilitatea organizării unui ciclu închis de eliminare a gunoiului de grajd în asociații agroindustriale integrate vertical.
Argumente împotriva:
a) o cantitate semnificativă de azot (până la 50%) și alți nutrienți se pierde în timpul depozitării, prelucrării și utilizării ca îngrășământ;
a) ciclu lung de procesare, în legătură cu care cele de mai sus factori negativi durează o perioadă considerabilă de timp;
b) este necesar un complex de mijloace mecanizate, sunt necesare costuri semnificative de muncă și energie pentru depozitarea și prelucrarea materiilor prime, depozitarea, transportul și utilizarea îngrășămintelor rezultate;
c) necesitatea unor suprafeţe semnificative de teren pentru depozitarea, prelucrarea şi utilizarea îngrăşămintelor rezultate. Doza maximă de îngrășăminte organice pe bază de excremente de păsări: compost - 60 t/ha, excremente uscate de păsări - 8 t/ha;
d) în caz de prelucrare necorespunzătoare, introducerea de doze excesive de gunoi de grajd, are loc degradarea terenului, acumularea de nitrați și nitriți în culturile agricole, contaminarea terenului cu semințe de buruieni, și poluarea mediului cu substanțe nocive și mirosuri neplăcute.
Folosind excrementele de gunoi pentru energie.
Argumente pentru:
a) soluția cea mai simplă și cea mai puțin consumatoare de forță de muncă și consumatoare de energie la problema eliminării gunoiului;
b) neutralizarea rapidă și fiabilă a tuturor factori nociviși îmbunătățirea mediului; c) obţinerea de energie termică sau electrică, care cresc în fiecare an;
d) posibilitatea satisfacerii propriilor nevoi de energie termica si electrica prin arderea gunoiului de grajd;
e) cenușa de la arderea gunoiului de grajd poate fi depozitată ani de zile fără pierderi de nutrienți, folosită ca îngrășământ mineral care conține potasiu, fosfor, calciu și o serie de alte elemente (Tabelul 2) la perioade agrotehnice optime;
f) ciclu scurt de producţie, prin urmare, factorii negativi menţionaţi mai sus acţionează pentru o perioadă scurtă de timp;
e) reducerea costurilor de transport de 5−6 ori;
g) nu sunt necesare terenuri mari pentru depozitarea și prelucrarea gunoiului.
Argumente împotriva:
a) pierderea azotului din materii prime în ciclul tehnologic;
b) costul destul de ridicat al echipamentelor pentru arderea gunoiului de grajd (în același timp, nu este mai mare decât, de exemplu, pentru prelucrarea gunoiului de grajd în instalațiile de biogaz);
G) posibile probleme cu vânzarea căldurii, energiei electrice și cenușii rezultate.
Tabelul 2. Compoziția chimică a cenușii după arderea așternutului de pui de carne (conform companiei SV Technologies)
Denumirea substanței | Conţinut,% |
odihnă |
Analizând avantajele și dezavantajele fiecărei opțiuni, putem ajunge la concluzia că procesarea energetică a PP poate fi destul de competitivă cu opțiunea de procesare a acestuia în îngrășăminte organice, cel puțin în întreprinderile de păsări care nu au o cantitate suficientă proprie. pamant agricol.
În prezent sunt oferite mai multe opțiuni posibile consumul de energie al PP prin ardere:
1) ardere directă în sistemele de cazane pentru a produce apă caldă, abur sau energie electrică;
2) gazeificarea (piroliza) gunoiului de grajd în același scop;
3) producerea de granule de combustibil (pelete) sau brichete din PP, apoi granulele sau brichetele pot fi arse la fața locului pentru a produce apă caldă, abur sau electricitate, sau vândute pentru utilizare ca îngrășământ sau ca combustibil.
Prelucrarea PP prin ardere directă
Arderea directă a PP nu necesită granularea sau uscarea acestuia. Căldura de ardere a PP este în intervalul 2600-3400 kcal/kg (10300-14250 MJ/kg). Conținutul de substanțe nocive din produsele de ardere emise în atmosferă la utilizarea dispozitivelor moderne de ardere nu depășește concentrațiile maxime admise (MPC). Arderea a 1 tonă de PP vă permite să obțineți până la 2 Gcal de căldură sub formă de apă caldă sau 3 tone de abur pentru nevoi tehnologice. Astfel se economisesc până la 270 m3 de gaz natural sau până la 240 kg combustibil lichid. Eficiența unităților de cazane pentru arderea directă a gunoiului de grajd este de 60−85%. Randamentul de cenușă este de 10-18% din cantitatea inițială de PP. Cenușa poate fi aplicată pe diverse culturi agricole fără prelucrare suplimentară în cantitate de 2−10 c/ha. Utilizarea acestei cenuși ca îngrășământ ajută la creșterea randamentelor culturilor cu 10-15%.
Caracteristicile PP ca combustibil sunt umiditatea ridicată, conținutul de cenușă și prezența unei cantități semnificative de metale alcaline și alcalino-pământoase în cenușă, ceea ce determină capacitatea sa ridicată de formare a zgurii. În acest sens, până de curând nu a fost întotdeauna posibilă realizarea unei arderi stabile și fiabile a PP într-o unitate de cazan. Această problemă a fost acum rezolvată prin utilizarea tehnologiei de ardere în pat fluidizat circulant la temperatură înaltă, care asigură arderea fiabilă a materialului cu un conținut de umiditate de până la 60%.
Un atelier de ardere PP include de obicei: o cameră de cazane, un depozit de materii prime și o unitate de depozitare a cenușii provenite din arderea PP. Nu trebuie să construiți o unitate de depozitare a cenușii, ci să împachetați imediat cenușa în saci (big bags) sau să o transportați la locul de utilizare într-un transport închis.
Gama standard de ateliere de ardere directă pentru PP a fost concepută de grupul de companii Agro-3 Ecology (Moscova). Potrivit acestui grup de firme, pentru o centrală termică care arde, de exemplu, 75 de tone de PP pe zi, cu o putere termică de 5 Gcal/oră. (Până la 7 tone de abur pe oră), este necesară o încăpere din beton armat prefabricat sau structuri metalice și panouri sandwich cu dimensiunile de 18x15 m și o înălțime de 13 m.
Un depozit de materii prime pentru alimentarea neîntreruptă a unei camere de cazane de capacitatea specificată poate fi amplasat într-o încăpere neîncălzită cu o suprafață de aproximativ 300 m2 (18x18 m) cu o înălțime de 6 m.
De asemenea, poate fi realizat din structuri metalice și panouri sandwich. Depozitul de cenușă poate fi amplasat într-o încăpere neîncălzită cu o suprafață de aproximativ 140 m2 (12x12) cu o înălțime de 6 m.
Un senzor de nivel de cereale poate fi utilizat pentru a monitoriza consumul de combustibil sau nivelul de cenuşă. Personalul de întreținere a atelierului este de 3-4 muncitori pe tură, consumul de energie electrică este de aproximativ 100 kW.
Costurile de capital ale creării unui atelier pentru arderea PP pentru a produce apă caldă și abur depind de puterea termică și cantitatea de PP ars (Tabelul 3).
Tabelul 3. Valoarea necesară a costurilor de capital pentru crearea unui atelier de ardere directă a PP pentru a produce apă caldă și abur
Numele indicatorilor |
Cantitatea de PP ars |
|||
1 | Producția de căldură, Gcal/an. | |||
2 | Productie de abur, t/an. | |||
3 | ||||
inclusiv: | ||||
3.1 | Lucrări de proiectare | |||
3.2 | Echipamente | |||
3.3 | Instalare | |||
3.4 | Lucrări de punere în funcțiune | |||
3.5 | Lucrari de constructie si instalare (cazana, depozitare PP si cenusa etc.) * |
* - Fara costul excavarii, betonului, lucrarilor de topografie si avizelor.
Eficiența economică a unui atelier pentru arderea PP numai pentru producerea de energie termică poate fi calculată aproximativ pe baza înlocuirii gazelor naturale cu gunoi de grajd (4,7 UAH/m3) într-o cameră de cazane proiectată să producă o cantitate similară de căldură, și fosfor și îngrășăminte cu potasiu (2,0 UAH ./kg) cenușă de la arderea PP (Tabelul 4).
Tabelul 4. Efectul economic și perioada de rambursare a investițiilor de capital într-un atelier de ardere a gunoiului de grajd.
Numele indicatorilor |
Cantitatea de PP ars pe zi, tone |
||
Costuri de capital, milioane UAH. | |||
Cantitatea de gunoi ars pe an, mii de tone | |||
Capacitatea netă de încălzire a cazanului (pe baza puterii termice) Gcal/oră. | |||
Cantitatea de gaz care se înlocuiește pe an, m3 | |||
Puterea calorică a gazului care este înlocuit cu râu, mii. m 3 | |||
Costul gazului înlocuit, milioane UAH. | |||
Cantitatea de cenuşă primită pe an, t | |||
Costul îngrășămintelor minerale substituite, milioane UAH. | |||
Costul total al produselor primite (caldura + cenusa), milioane... UAH. | |||
Costurile anuale de operare *, milioane UAH. | |||
Efectul economic total anual, milioane UAH. | |||
Perioada de rambursare a investițiilor, luni |
* - Costurile de exploatare includ costul energiei electrice, reactivilor pentru tratarea chimică a apei, costurile cu personalul și costurile de transport.
Energia termică rezultată poate fi folosită pentru căldură, în primul rând, nevoile fermei de păsări în sine, precum și imediata aşezări. Cu toate acestea, în practică, acest lucru nu este întotdeauna posibil. În acest caz, se recomandă utilizarea energiei termice rezultate pentru a genera energie electrică. Deci, cu o producție de 7 t/oră. abur cu parametri de 1,4 MPa și 250 ºС, încălzirea apei din rețea la 80 ºС, puteți produce, de asemenea, aproximativ 630 kW oră în fiecare oră. energie electrică, din care 100 kW oră. - se va cheltui pentru nevoile proprii ale cazanului, restul - pentru nevoile fermei de păsări sau pentru vânzare. Costul unitar al unei turbine cu abur este de 8200 UAH. / KW, costurile totale de capital vor crește cu încă 5,2 milioane UAH. Efectul economic anual din vânzarea de cenușă și energie electrică se va ridica la 9,4 milioane UAH, iar perioada de rambursare a costurilor de capital este de 2,5 ani.
În prezent, lucrările privind proiectarea arderii directe a magazinelor de gunoi de grajd, furnizarea de echipamente pentru acestea și o serie de alte lucrări sunt efectuate de o serie de instituții: grupul de companii ATT (Alternative Heat and Technologies din Harkov), Kovrov. Uzina de echipamente pentru cuptor și cazane (Kovrov, Rusia), grupul deja menționat de companii AGRO-3 „Ecologie” (Moscova), SPC „ERKO” (Moscova), LLC „Abono Group” și altele.
Gazeificarea (piroliza) gunoiului de grajd.
Gazeificarea (piroliza) este descompunerea termică a substanțelor organice în absența oxigenului. Gazeificarea sau piroliza gunoiului de grajd, atât gunoi, cât și fără gunoi, este considerată o direcție promițătoare pentru utilizarea energiei sale, care, potrivit unor experți, are o serie de avantaje în comparație cu procesarea gunoiului de grajd în instalațiile de biogaz, în special:
Eficiență mai mare a conversiei biomasei în energie utilă (în instalațiile de biogaz nu mai mult de 50%, în instalațiile de piroliză până la 85%);
Toate anotimpurile, deoarece eficiența producției de gaz al generatorului este practic independentă de condițiile externe;
Compactitate, consum mai mic de metal al echipamentelor utilizate;
Costuri mai mici de transport în toate etapele procesului de eliminare a deșeurilor;
Posibilitatea de transformare a gunoiului de grajd care contine lignina cu aditivi (ras, paie etc.) in gaz si electricitate;
Proces de reciclare fără deșeuri;
Posibilitatea de automatizare aproape completă a procesului de prelucrare, costuri de operare reduse;
Versatilitatea echipamentului folosit, posibilitatea de utilizare a acestuia pentru arderea oricărui tip de biomasă;
Înaltă compatibilitate cu mediul a tehnologiei utilizate.
Ca urmare a pirolizei gunoiului de grajd la o temperatură de 300-800 ºС, se obține un amestec de vapori-gaz, care constă dintr-un amestec de gaze inflamabile (așa-numitul generator sau gaz de piroliză), un reziduu solid asemănător cărbunelui ( cărbune) și cenușă. Gazul de producție este folosit pentru a menține funcționarea instalației de piroliză în sine, pentru a obține energie termică pentru nevoile casnice, pentru a înlocui gazul natural sau lichefiat în diverse dispozitive, pentru a produce energie electrică, iar după pregătirea corespunzătoare - ca combustibil în motoare combustie interna. Reziduul asemănător cărbunelui este, de asemenea, utilizat ca combustibil în instalația de piroliză în sine sau pentru fabricare brichete de combustibil. Cenușa este folosită ca îngrășământ în industria metalurgică și a construcțiilor.
Puterea calorică medie a gazului generator este de 1200 kcal/m3 (5030 kJ/m3). Compoziția sa medie a componentelor este dată în Tabelul 5. După o prelucrare corespunzătoare, este posibil să se obțină gaz generator cu un conținut ridicat de gaze inflamabile.
Tabelul 5. Compoziția componentelor gazului generator din gazeificarea PP
Numele componentei |
|
monoxid de carbon (CO) | |
Hidrogen (H2) | |
Metan (CH4) | |
Azot (N 2) | |
Alte gaze |
Procesul de gazeificare are o eficiență totală de până la 80%. Din 1 kg de PP în materie de substanță uscată se obțin în medie 2 m3 de gaz generator cu o putere calorică totală de 2400 kcal.
Cazanele de piroliză, inclusiv cele de uz casnic, în care se poate arde și PP, sunt produse acum de mulți producători, inclusiv în Ucraina (Motor Sich etc.). Producătorii de top de echipamente industriale pentru gazeificarea diferitelor deșeuri organice, în special gunoi de grajd, includ deja amintita societate SRL „Abono Group”, LLC „TsentrInvestProekt” (Moscova), compania „Flex Technogies” (Marea Britanie), „Planitec srl” ( Italia). Acesta din urmă furnizează mini-CHP în domeniul de putere de la 60 kW la 1 MW.
Pregatirea gunoiului de grajd in instalatiile acestei societati pentru gazeificarea ulterioara presupune:
Uscarea materiilor prime până la umiditate relativă 12−15 %;
Îndepărtarea impurităților metalice străine;
Măcinarea gunoiului de grajd la particule nu mai mari de 3 cm;
Adăugarea dozată de calcar pentru neutralizarea acizilor formați în timpul gazificării.
Pentru a usca așternutul, se folosește căldură reversibilă, care este generată atunci când gazul generatorului este îndepărtat și căldura îndepărtată din sistemul de răcire al motorului cu turbină cu gaz.
Indicatorii de performanță ai unui mini-CHP proiectat să prelucreze PP dintr-un adăpost de păsări pentru 50 de mii de găini ouătoare sau pui de carne sunt prezentați în Tabelul 6. Costul echipamentelor mini-CHP este de aproximativ 200 de mii de euro.
Tabel 6. Indicatori de performanță ai mini-CHP cu o capacitate de 900 tone PP pe an
Numele indicatorilor |
Înţeles indicators |
Ore de funcționare CHP pe zi, oră. 2 | |
Ore de funcționare CHP pe an, ore. 8000 | |
Cantitatea totală de gunoi procesată pe an, tone | |
Cantitatea de gunoi procesată pe zi, tone | |
Conținutul mediu de umiditate al așternutului, % | |
Energia electrică produsă pe oră, kW - h. | |
Putere termică pentru consumatori externi, kW (Gcal x oră) | |
Putere termica consumata pentru nevoi proprii, kW (uscare gunoi de grajd, mentinerea functionarii generatorului de gaz), kW (Gcal x ora). | |
Producția de cenușă pe an, tone |
Echipamentul unui mini-CHP permite producerea a 0,8 kW de energie electrică din 1 kg PP cu o eficiență de 27%, producerea de energie termică pentru un sistem de încălzire sub formă de apă caldă cu un randament de 45% , și conformitatea emisiilor de gaze în atmosferă cu cerințele actuale ale legislației de mediu.
Principalele dezavantaje ale cazanelor cu piroliză în comparație cu unitățile cu ardere directă sunt prețul echipamentului este de 1,5-2 ori mai mare, iar funcționarea este ceva mai complicată.
Folosind PP pentru a produce pelete sau brichete de combustibil.
După cum sa menționat deja, utilizarea căldurii și a electricității generate de arderea gunoiului de grajd la fața locului nu este întotdeauna posibilă. Este posibil să vindeți energie electrică, dar este dificil și costisitor să vă conectați la rețeaua publică de energie. În acest caz, este recomandabil să folosiți o astfel de opțiune pentru utilizarea energetică a gunoiului de grajd, cum ar fi fabricarea de peleți de combustibil sau brichete din acesta. Cel mai potrivit pentru aceste scopuri este PP cu un conținut de umiditate de cel mult 30%. Linia tehnologică de producție de granule a companiei „Planitec srl” deja menționată mai sus prevede măcinarea PP, uscarea la un conținut de umiditate de 15-18%, granularea sau brichetarea, răcirea și ambalarea, purificarea emisiilor de abur și gaze. Costul unei instalații de uscare și granulare pentru 2 tone de granule pe oră este de aproximativ 3,7 milioane UAH. Granulele rezultate pot fi utilizate în cazane cu combustibil solid de orice tip, inclusiv în cele casnice, precum și ca îngrășământ. Ele pot fi depozitate pentru o lungă perioadă de timp fără a-și pierde proprietăți utile. Caracteristicile peletelor de gunoi de grajd comparativ cu alte tipuri de combustibil sunt prezentate în Tabelul 7.
Tabelul 7. Caracteristici comparative ale tipurilor de combustibil
Tipul de combustibil | Căldura de ardere, MJ\kg | Conținut de sulf, % | Continut de cenusa,% | Pret pentru 1 kg | Costul căldurii primite, UAH/GJ |
Cărbune | |||||
granule PP | |||||
Gaz natural * | |||||
Pelete de lemn | |||||
Pelete de paie |
* - La 1 m3.
Conform Producătorii ruși, perioada de rambursare a echipamentelor pentru producția de granule este de aproximativ 4 ani, dar în Ucraina, din cauza preturi mari pentru gaze naturale și alte tipuri de combustibil în comparație cu cele rusești, conform calculelor noastre nu ar trebui să depășească 2-2,5 ani.
Creșterea în hidroponie înseamnă costuri minime, puritate și disponibilitatea aproape a oricăror legume complete și ecologice pe tot parcursul anului. Controlați calitatea a ceea ce vă oferă energie și sănătate.
1. Prelucrarea gunoiului de grajd pentru a produce energie poate fi considerată o alternativă viabilă din punct de vedere economic la procesarea acestuia în îngrășăminte organice în întreprinderile de păsări care nu dețin cantități suficiente de teren agricol propriu.
2. Este recomandabil să folosiți arderea directă a gunoiului de grajd pentru a produce căldură sau electricitate ferme de păsări, le poate oferi utilizare rațională sau implementare. 3. Gazeificarea (piroliza) gunoiului de grajd este recomandată a fi utilizată dacă este posibilă utilizarea complexă sau vânzarea tuturor produselor rezultate.
4. Procesarea gunoiului de gunoi în pelete sau brichete de combustibil vă permite să extindeți piețele pentru produse și posibilitățile de utilizare a acestora (combustie directă, piroliză, ca îngrășăminte).
Melnik V.A., Institutul de Știință a Păsărilor de curte, NAAS
Există o vorbă care spune că un bărbat este făcut dintr-un domn precum un glonț este făcut din bălegar. Dar aceşti Kulibin domestici înțelepciunea populară ușor ajustat. Acum Societate pe acțiuni„Belkotlomash” a devenit prima întreprindere din Belarus în care au înființat o nouă vedere în perspectivă produse: cazane de incalzire a apei, așternut arzător și masă de bălegar.
O astfel de eliminare a deșeurilor de păsări permite rezolvarea simultană a două probleme importante pentru industrie: economică și de mediu. Cazanul nu produce doar energie termică, ci și arde excrementele de pui, care devine periculos dacă este depozitat, procesat și eliminat în mod necorespunzător.
Se știe că astăzi puii de carne sunt crescuți în principal pe așternut adânc. Avantajul acestei tehnologii este că De la o zi până la sacrificare, păsările sunt ținute în aceeași cameră. Litierul adânc absoarbe bine umezeala și gazele nocive, îmbunătățește starea sanitară a încăperii și servește ca izolație termică. Cu toate acestea, această metodă are un dezavantaj serios, deoarece un pui necesită aproximativ 2,5-3 kilograme de rumeguș.
Drept urmare, în fiecare fabrică care utilizează tehnologia de creștere a podelei, zeci de tone de gunoi uzat și gunoi de grajd se acumulează în fiecare zi. O fermă de păsări pentru 400 de mii de găini ouătoare primește aproximativ 30 de mii de tone de gunoi. Când putrezește, se eliberează aproximativ 700 de tone de biogaz, inclusiv 450 de tone de metan, 208 de tone dioxid de carbon, 35 de tone de hidrogen, hidrogen sulfurat și amoniac. Daunele aduse ecosistemului din cauza emisiilor sunt estimate la milioane de dolari.
Prin urmare, pentru fermele de păsări din Belarus și alte țări ale lumii, eliminarea deșeurilor de păsări este destul de sarcina dificila. Această masă de gunoi de grajd (sub formă naturală sau granulară) poate fi folosită ca îngrășământ, dar trebuie aplicată pe sol în cantități mici, deoarece în caz contrar terenul va fi scos din circulație pentru o lungă perioadă de timp. Dacă există mai multe ferme mari de păsări în imediata apropiere una de alta, atunci eliminarea deșeurilor este deja o problemă gravă de mediu.
Cazanele mici de încălzire a apei sunt instalate direct pe teritoriul fermei de păsări
Cea mai bună cale de ieșire din situație este arderea gunoiului de grajd în cazane funcționează pe combustibil solid. Această sarcină nu este ușoară. Masa de gunoi conține compuși ai sulfului și fosforului, care distrug sistemul de conducte al unităților și îl fac inoperabil în câteva luni. Una dintre întreprinderi nu numai din Belarus, ci din întreaga lume spațiu post-sovietic, care a preluat soluția la această problemă, este Belkotlomash.
Instalația pe care a dezvoltat-o poate folosi așternut umiditate pana la 60%. Energie termală, obtinut din ardere, este folosit pentru incalzirea si nevoile tehnologice ale fermei de pasari. Litierul nu necesită pre-uscare sau granulare, ceea ce simplifică foarte mult întregul proces. Deja astăzi, experții au calculat că utilizarea unui astfel de echipament de cazane va permite fermelor domestice de păsări de carne să obțină o serie de avantaje competitive. În primul rând, acest lucru va reduce semnificativ costul achiziționării gazului, care se ridică la sute de mii de dolari anual (pentru fermele de păsări care folosesc cazane pe gaz), va reduce costurile de capital pentru construcția de instalații de depozitare a gunoiului de grajd și, de asemenea, va reduce semnificativ mediul înconjurător. încărcare asupra mediului prin eliminarea unui produs toxic fără a fi necesară depozitarea pe termen lung. Dezvoltatorii noului echipament raportează că Testul cazanului a avut succes, prin urmare, în viitorul foarte apropiat va fi furnizat fermelor de păsări din Belarus, Rusia și alte țări interesate din regiune.
În prezent, problema găsirii altor surse de energie decât cele tradiționale devine din ce în ce mai acută. Livrările de resurse energetice tradiționale sunt limitate și costisitoare, așa că se acordă din ce în ce mai multă preferință surselor de energie regenerabilă. Omenirea folosește deja potențialul apei, vântului și al soarelui, dar și una dintre sursele regenerabile de combustibil sunt deșeurile omenirii însăși.
Specialiștii Turbopar se ocupă cu succes de problemele reciclării deșeurilor din crescătorii de păsări, creșterea animalelor și în general de mai bine de 6 ani. Agricultură.
1. Tipuri de biocombustibili.
Biocombustibil se referă la combustibilul produs prin prelucrarea subproduselor de origine animală sau origine vegetală(biomasă). Acestea includ lemn (chips), paie, turte de ulei, coji de semințe oleaginoase și deșeuri ale animalelor domestice și ale oamenilor. Și această sursă de resurse energetice va exista atâta timp cât vor exista omul și planeta noastră.
Diferite tipuri de biocombustibili au un potențial energetic diferit și, în consecință, necesită abordare diferită pentru a extrage acest potențial.
2.Metode de utilizare a biocombustibililor(pregătire pentru utilizare în camera cazanelor pentru alimentarea ulterioară a cazanelor).
Există diverse tehnologii pentru utilizarea biocombustibilului și prepararea produsului final din acesta pentru alimentarea în cuptorul cazanului. Și selecția tehnologiei specifice pentru un anumit tip biocombustibilul depinde de condițiile Clientului. Anterior, am discutat despre utilizarea așchiilor de lemn; în această secțiune vom evidenția problemele reciclării altor tipuri de biocombustibil, precum și a deșeurilor biologice.
În funcție de conținutul de umiditate al combustibilului sursă, proprietățile și originea acestuia, se disting tehnologii precum arderea directă, gazeificarea sau producția de biogaz. Deci, atunci când umiditatea combustibilului inițial este mai mare de 50%, de regulă, este mai oportun să se utilizeze tehnologia de producere a biogazului; când umiditatea este mai mică de 50%, metode de ardere directă a combustibilului sau gazeificare a combustibilului.
Să ne oprim descriere generala fiecare dintre metodele de mai sus.
Metoda de producere a biogazului.
Esența acestei metode este următoarea: biocombustibilul (biomasa) este încărcat în bioreactoare, unde are loc procesul de fermentație, în timpul căruia bacteriile metanice produc biogazul primar propriu-zis. Cerințele pentru această tehnologie sunt foarte mari; orice încălcare a tehnologiei sau a temperaturii presele pot duce la moartea bacteriilor și, în consecință, la oprirea bioreactorului pentru a-l curăța.
Dezavantajele acestei metode sunt atât costurile suplimentare pentru creșterea umidității biocombustibilului inițial (în funcție de perioada anului până la 92-94%), cât și încălzirea apei adăugate (dacă tehnologia este utilizată în regiunile cu perioade reci ale anului). ), și destul termen lung prepararea directă a combustibilului – biogaz. De asemenea, trebuie luat în considerare faptul că, cu această tehnologie, masa totală a materiei prime este redusă cu 3-5%, adică. Ca metodă, inclusiv eliminarea deșeurilor, această tehnologie este de puțin folos (deși produsul după fermentare în unele cazuri poate fi folosit ca îngrășământ). Cu toate acestea, în același timp, merită remarcat astfel de avantaje neîndoielnice ale acestei tehnologii precum:
- conținut caloric ridicat al combustibilului rezultat (în funcție de caracteristicile sale, biogazul este cel mai apropiat de gazul natural);
- utilizarea biogazului obtinut pentru diverse nevoi, inclusiv producerea de biocombustibil pentru autoturisme,
- economii semnificative la procesul de producere a energiei dacă conținutul de umiditate al combustibilului inițial este ridicat (de la 65%).
Ceea ce face această tehnologie specială este utilizarea gunoiului de grajd de la găini ouătoare, a căror umiditate poate ajunge la 90% sau mai mult. Acest lucru se datorează în primul rând conținutului ridicat de azot din acest tip de combustibil, ceea ce duce la formarea de cantitate mare apă cu azot, care necesită soluții scumpe de eliminare.
Metoda de gazificare.
Metoda se bazează pe obținerea gazului generator. Această tehnologie utilizate la umiditatea combustibilului de până la 50% (chiar dacă producătorii unor astfel de echipamente declară o umiditate mai mare, trebuie luat în considerare că nu înșală, pur și simplu vorbesc despre conținutul de umiditate al combustibilului original. O brichetă cu umiditate maximă 50%).
Această tehnologie necesită brichetare, spre deosebire de tehnologia bazată pe biogaz (cu tehnologia biogazului, vă puteți limita la o zonă de primire și amestecare a combustibilului, după care masa primară rezultată este încărcată într-un bioreactor). Astfel, în acest proces apar costuri electrice suplimentare pentru această unitate. De asemenea, trebuie menționat că cerințele privind conținutul de cenușă al combustibilului inițial, care nu trebuie să depășească 40% (valoarea maximă realizabilă în experimente până în prezent este de 45% conținut de cenușă). Această cerință se datorează faptului că aceste tehnologii se bazează pe ardere cu o alimentare limitată de aer. Combustibilul cu conținut ridicat de cenușă nu va arde stabil. În plus, vor fi necesare costuri semnificative pentru a menține acest proces. De asemenea, menționăm că gazul rezultat are caracteristici de calitate mai scăzute în comparație cu biogazul (deci conținutul caloric și puterea calorică a gazului generator pot fi de 3-5 ori mai mici decât biogazul). În plus, dacă gazul rezultat este planificat să fie furnizat la compresorul de gaz, atunci este necesar un sistem suplimentar pentru purificarea gazului din produsele de ardere, precum și o cameră de răcire. De asemenea, trebuie avut în vedere că în prezent această tehnologie este dezvoltată în principal la nivel experimental, conform macar, pe teritoriul țărilor CSI, și există restricții puternice cu privire la cantitatea posibilă de biomasă prelucrată.
Aceste tehnologii au, de asemenea, propriile lor avantaje unice în comparație cu alte metode. Unul dintre principalele avantaje ale acestei tehnologii este că este aplicabilă aproape oricărui tip de combustibil. Folosind această tehnologie, generatorul sau gazul de piroliză poate fi obținut nu numai din biomasă, ci și din deșeuri solide (deșeuri solide), produse petroliere (plastice, polietilenă etc.). Această tehnologie este cea mai stabilă și mai controlabilă. Produsul final (gazul generator) este stabil în compoziție. În ceea ce privește investiția de capital, această opțiune este comparabilă cu metoda arderii directe. Există o reciclare semnificativă a deșeurilor, care oferă, de asemenea, un avantaj incontestabil al acestei tehnologii, precum și faptul că produsele de ardere ale acestei tehnologii sunt (la reciclarea biomasei) îngrășăminte de înaltă calitate. Rețineți că timpul petrecut pentru obținerea produsului final sub formă de gaz generator este semnificativ mai mic decât în cazul metodei biogazului (cu biogaz, timpul de obținere a biogazului, în funcție de tipul de biocombustibil inițial utilizat, poate ajunge până la 12-14). zile), și depinde de puterea brichetatorului, timpul de uscare și timpul de gazeificare. În cele din urmă, observăm că atunci când aceasta metoda De asemenea, nu există emisii nocive în atmosferă.
Gazul generator rezultat este alimentat în cazane standard pe gaz (abur sau apă caldă), dar cu arzătoare transformate pentru gaz generator.
Metoda de ardere directă.
După cum sugerează și numele, esența metodei este arderea directă a biocombustibililor. Cu această metodă, importanța cheie nu este nici măcar echipamentul cazanului, ci metoda de preparare a combustibilului, deși există o legătură între prepararea combustibilului și metoda de ardere planificată (grătar cu lanț, vortex, pat fluidizat etc.).
Această tehnologie necesită umiditate scăzută a combustibilului (45% și mai jos), la fel cum metoda anterioară este sensibilă la conținutul de cenușă din biomasa primară. În plus, în funcție de tipul de combustibil, compoziția echipamentului în sine se poate modifica, și radical, de exemplu, de la brichete la concasoare. De asemenea, nu uitați că în versiunea clasică a acestei tehnologii în timpul arderii există o problemă a emisiilor de gaze de ardere, uneori cu temperaturi de până la 250 0C, ceea ce în mod natural nu contribuie la situatia ecologicaîn jurul complexului mini-CHP. În același timp, sistemul necesită sisteme de filtrare destul de scumpe pentru a reduce emisiile de substanțe nocive în atmosferă.
Această tehnologie este însă cea mai matură lumea modernă Folosind această tehnologie, ei încearcă să utilizeze din ce în ce mai multe tipuri de biocombustibili. Tehnologia este solicitată atunci când se transformă un cazan într-un mini-CHP la combustibili locali, ceea ce poate reduce semnificativ investițiile de capital inițiale (trebuie înțeles că despre care vorbim despre cazane cu combustibil solid).
Poate apărea întrebarea, ce metodă este aplicabilă atunci când umiditatea biomasei inițiale este de 50-65%? Și nu va fi dat un răspuns cert, deoarece aceasta este valoarea limită la care totul va fi arătat prin calcule economice și compararea tehnologiilor.
Specialistii TURBOPAR efectueaza:
1. Analiza combustibilului existent.
2. Alegeți cel mai mult ardere eficientă combustibil.
3. Efect de reciclare.
Care sunt beneficiile utilizării biocombustibililor?
Desigur, cel mai important efect al utilizării acestui combustibil este economiile semnificative de bani.
Dar este de asemenea important ca, spre deosebire de tipurile clasice de resurse energetice (cum ar fi cărbunele, gazul, păcură), biocombustibilii să fie regenerabili. Nu vom rămâne fără acest tip de combustibil. Mai devreme sau mai târziu, omenirea va fi nevoită să obțină energie folosind surse regenerabile de combustibil.
Trebuie remarcat faptul că biocombustibilul este adesea un deșeu, a căror eliminare este destul de costisitoare, iar ce să ascundă, aceste deșeuri sunt dăunătoare mediului. Astfel, la utilizarea biocombustibilului, pe lângă economiile de energie electrică și termică datorită propriei generații, se realizează economii semnificative la eliminarea deșeurilor, inclusiv a deșeurilor agricole, economii la suprafețele alocate anterior pentru depozitarea deșeurilor înainte de a le trimite spre eliminare, precum și menținerea mediu (economisind cel puțin amenzile de mediu).
Deci, să rezumam și să evidențiem avantajele utilizării biocombustibililor:
1. Biocombustibilii sunt regenerabili.
2. Costul biocombustibilului este semnificativ mai mic decât costul combustibilului clasic.
3. Pe baza punctului 2, costul energiei termice și electrice primite este semnificativ mai mic.
4. Diverse deșeuri pot fi considerate surse de combustibil, cum ar fi paie, coji de semințe oleaginoase, deșeuri de prelucrare a zahărului (bagaș, blaturi), gunoi de grajd/așternut și multe alte deșeuri de origine animală și vegetală.
5. Produsul final al cazanelor cu biocombustibil și al mini-CHP-urilor nu este doar energia termică și electrică. Foarte des, deșeurile provenite de la centralele de cazane și mini-CHP care utilizează biocombustibil pot fi folosite în viitor (îngrășăminte, subproduse sub formă de compuși chimici, industria construcțiilor etc.).
6. Îmbunătățirea situației de mediu.
7. Economii, și foarte adesea semnificative, la eliminarea deșeurilor, cum ar fi gunoi de grajd/așternut, coji de semințe oleaginoase etc.
Descrierea camerei cazanelor de biocombustibil.
Această secțiune oferă o descriere a mai multor case de cazane, ținând cont de metoda de preparare a combustibilului final.
Camera cazanelor biogaz.
După cum sa menționat mai sus, baza este pregătirea biogazului și utilizarea ulterioară a acestuia.
Compoziția extinsă a echipamentelor unei astfel de centrale termice: zonă de primire a combustibilului, echipamente de amestecare a biocombustibililor, bioreactoare, sistem de alimentare cu combustibil la bioreactoare, sisteme de purificare a biogazului (dacă este necesar). În plus, în funcție de scopul cazanului, puteți instala un cazan clasic pe gaz (apă caldă sau abur). Dacă este necesar să se genereze energie electrică în plus față de energia termică, este posibil să se instaleze fie un compresor cu gaz, o turbină cu gaz, fie o turbină cu abur. Un cazan de căldură reziduală este instalat după turbina cu gaz.
Un astfel de cazan poate fi instalat, inclusiv în apropierea instalațiilor de tratare, pentru eliminarea acumulărilor de nămol.
Camera cazanelor cu gaz generator.
Compoziția extinsă a unei astfel de centrale termice: un loc pentru primirea combustibilului inițial, echipamente de amestecare, echipamente de uscare, brichete, o unitate generatoare de gaz. Gazul generator rezultat este apoi trimis fie la un cazan pe gaz (apa calda sau abur) cu arzatoare adaptate pentru acest gaz, fie la un compresor de gaz (in cazul unui compresor de gaz este necesar un sistem de purificare a gazului generator). Implementat pe acest momentîn țările CSI există proiecte bazate doar pe producția de piroliză în timpul prelucrării așchiilor de lemn.
Camera cazanelor cu ardere directă.
Compoziția unei anumite camere de cazane poate varia în funcție de tipul de biocombustibil planificat pentru ardere.
Deci, de exemplu, la reciclarea cojilor de semințe oleaginoase, echipamentul mărit poate consta din: o platformă de primire a biocombustibililor, transportoare de combustibil, buncăre de distribuire a combustibilului și cazanele în sine (apă caldă sau abur). Dacă este necesară amestecarea mai multor tipuri de coji sau adăugarea altor tipuri de deșeuri vegetale la coji, se instalează echipamente de amestecare, uscare și brichetare.
Următorul este un exemplu al muncii Turbosteam, dezvoltarea unui studiu de pre-proiectare pentru utilizarea gunoiului de grajd de pui în Ucraina în 2010.
Cum să alegeți eliminarea gunoiului de grajd de pui. Scurtă descriere a proiectului.
Clientului i s-a dat următoarea sarcină: o fermă mare de păsări trebuia să elimine până la 200 de tone de gunoi de grajd pe zi, generând energie termică și electrică. Mini-CHP funcționează 24 de ore pe zi și pe tot parcursul anului.
Nu există proiecte similare în țările CSI. Blocajul în acest proiect este prelucrarea biomasei inițiale (dejecții de gunoi), deoarece conținutul de umiditate al acestuia variază în funcție de perioada anului. Tipul de combustibil în sine obținut din această biomasă are o putere calorică medie și conține multe substanțe nocive. Au fost luate în considerare diferite opțiuni pentru prepararea combustibilului pentru alimentarea ulterioară a cazanului - de la alimentarea directă a cuptorului până la metoda de ardere pulverizată (conversia combustibilului original în praf fin, care are proprietăți de ardere mai mari, cu alimentarea ulterioară a acestui combustibil pulverizat la cuptoare speciale în cazane). Ca urmare, următoarea versiune a fost adoptată cu titlu provizoriu:
- se instalează un depozit primar de combustibil cu rezervă de combustibil pentru 7 zile de funcționare continuă a centralei termice,
- după aceasta se instalează echipamente de amestecare cu alte tipuri de biocombustibili,
- echipamente de uscare,
- măcinare la dimensiunile de particule necesare
- și alimentarea buncărelor de dozare din fața cazanelor.
În continuare, alimentarea este efectuată din buncărele de dozare direct în cazanele de abur.
După cazane se instalează una sau două turbine de abur de tip condensare cu rotații reglabile ale aburului. Aburul de la extractii este trimis pentru nevoile proprii ale cazanului (la zona de uscare a combustibilului) si complexului de pasari.
Energia electrică este utilizată pentru nevoile proprii ale fabricii de păsări. Energia electrică rămasă neutilizată este transferată în rețeaua electrică națională.
De asemenea, acest mini-CHP, pe lângă energia electrică și termică, va produce îngrășământ de înaltă calitate (cenusa este un produs al arderii biomasei) ca produs secundar, care va fi folosit fie pentru nevoile proprii, fie vândut pe îngrășământ. piata (este asigurata o zona de ambalare a ingrasamintelor).
Metodele de reciclare a gazelor de ardere din mini-CHP și o descriere detaliată a sistemelor de echipamente nu sunt dezvăluite în mod deliberat aici. Să spunem doar că la implementarea proiectului, întreprinderea va genera aproximativ 144 MW de energie electrică pe zi și aceeași cantitate de căldură. Perioada de rambursare a acestui proiect luând în considerare toate investițiile vor fi de trei ani. Partea arhitecturală a proiectului este în curs de realizare Eliminarea gunoiului de grajd de pui.
cazane de abur, cazane de apa calda, proiectarea instalațiilor de tratament