Модульная биогазовая система для малой птицефабрики
Арбузова Е.В., Щеклеин С.Е.
(Уральский государственный технический университет - УПИ)
Приоритетная национальная программа развития сельского хозяйства в России предполагает широкое развитие мелких фермерских птицеводческих хозяйств. С целью повышения эффективности животноводства в этих хозяйствах а также снижения экологической нагрузки на природу и, как следствие, снижение платежей целесообразно использовать биореакторные установки для получения биогаза и высококачественных удобрений.
Современный уровень развития анаэробной ферментации навозных стоков позволяет улучшить энергетический потенциал, дает возможность покрыть около 30% потребности птицеводческих комплексов в энергии. Дальнейшее развитие этой проблемы позволяет увеличить эффективность применения биогаза, обеспечить до 50% энергетических потребностей ферм и комплексов.
В установке для получения биогаза благодаря подогреву встроенными источниками теплоты, надежной теплоизоляции, непрерывной подаче свежего сырья обеспечивается постоянная температура. При перемешивании субстрата процесс образования и отвода биогаза происходит более интенсивно.
С целью усовершенствования процесса метан генерации биогазовых установок произведена оценка двух вариантов: биогазовая установка аккумулятивного сбраживания объемом 15 м (рисунок 1), где хранилище для субстрата служит одновременно камерой сбраживания и хранения перебродившего навоза до его выгрузки и модульная система биогазовых установок периодического (циклического) сбраживания (рисунок 2), которые загружают поочередно, каждая объемом 2,5 м\ Графики зависимости выхода биогаза от времени пребывания субстрата в реакторе приведены на рисунке 3.
Рисунок 1. Схема установк и БГУ-15 м аккумулятивног о сбраживания . 1 - реактор и хранилище: 2 – газгольдер
Рисунок 2 . Схема Модульной системы БГУ-1 5 периодического сбраживания, 1 - реактор 1; 2 - реактор 2; 3 - реактор 3; 4 - реактор 4; 5 - реактор 5:6 - реактор 6; 7- газгольдер.
Рисунок 3 . График и зависимости выхода биогаза от времен и пребывания субстрата в реакторе. а - для БГУ-15 аккумуляторного сбраживания
В ходе исследования проведены расчеты, в результате которых получены результаты приведенные в таблице 1.
Таблица 1
Сравнительные характеристики БГУ-15 аккумулятивного сбраживания и модульной БГУ-15 периодического сбраживания
| Показатели |
БГУ-15 аккумулятивного сбраживания |
Модульная БГУ-15 периодического сбраживания |
| 1. Потери теплоты в метантенке, МДж |
67,8 |
73,5 |
| 2. Энергия биогаза, которая вырабатывается на протяжении суток, МДж |
181,44 |
235,2 |
| 3. Общая суточная выработка энергии биогазовой установкой, МДж |
113,64 |
161,7 |
| 4. Экономия условного топлива, за счет полученного в течение года биогаза составляет, т.у.т. |
1,35 |
2 |
| 5. Переработка отходов животных, т/год |
0,36 |
2,19 |
В результате проведенных исследований выявлено, что использование модульной БГУ позволяет получить следующие преимущества:
1. Сокращение времени на профилактику и ремонтные работы.
2. Повышение эффективности работы установки, улучшение качества удобрений (за счет уменьшения объема сбраживания).
3. Равномерность работы установки.
4. Возможность гибкого использования при изменяющемся объеме сырья.
5. Снижение финансовых затрат на сооружение БГУ, поскольку ввод каждого блока может быть последовательным.
6. Сокращение сроков строительства.
7. Уменьшение транспортных затрат.
8. Увеличение объема экономии условного топлива.
9. Увеличение объема переработки отходов животных.