Розрахунки параметрів біоконверсії гнойової біомаси в біогаз

Добова продуктивність реактора, або його пропускна здатність щодо вихідного гною.

Gдоб.=

де Gдоб- добова продуктивність щодо вихідного гною, т/добу; Qг річн.- річна кількість гнойової біомаси на фермі, т; t річн. - кількість діб у році (365); tз- тривалість випуску й обслуговування реактора, діб (у середньому 30 діб).

Gдоб.==36,02 т/добу

Добовий обсяг завантаження метантенки, м3.

Добовий обсяг завантаження метантенка (Q доб., м3) дорівнює добовому виходу з ферми гною вологістю 88—92%.

Qдоб.=

де Qдоб.- добовий обсяг завантаження метантенка, м3; WГ1 - відносна вологість гною, який виходить з ферми, %; WГ2 - відносна оптимальна вологість гною (88-92%); Qдоб.- добовий вихід гною на фермі, т; gг- питома вага 1 м3 гною при певній оптимальній вологості (88-92%).

Qдоб.==0,44 м3

Місткість (об'єм) бродильної камери (метантенка) БГУ.

Рентабельність біогазового виробництва значною мірою залежить від об'єму бродильної камери. При її проектуванні перш за все враховується кількість гнойової біомаси, яка підлягає утилізації, та режим роботи БГУ.

VK=

де: VK- місткість бродильної камери, м3; Qдоб.- добовий обсяг завантаження метантенка, м3; р - добова доза завантаження, % (для мезофільного процесу - 7%, для термофільного процесу - 15%); g - коефіцієнт заповнення камери (у межах 0,8-0,95).

VK==7,86 м3

Об'єм газогенерації, м3 (добовий вихід біогазу).

Максимальний вихід біогазу на стадії найбільш інтенсивного мета-ногенезу залежить від хімічного складу біомаси, який визначається видом тварин і відповідно раціоном, який вони одержують.

Із 1 кг сухої речовини гнойової біомаси, внесеної в реактор біогазової установки, теоретично можна одержати в середньому 0,4-0,6 м3 біогазу. Враховуючи те, що лише 40-50% сухої речовини гною у процесі метано-генезу трансформується в біогаз, реальний вихід біогазу із 1 кг сухої речовини гною великої рогатої худоби становить у середньому 0,2-0,5 м3, а з еквівалентної маси свинячого гною - 0,3-0,7 м3 (реактор працює на ме-зофільному режимі). Із біомаси курячого посліду біогазу виходить більше, ніж із гною великої рогатої худоби або свиней (таблиця 11).

При ферментації екскрементів від однієї тварини можна отримати біогазу в середньому за добу: великої рогатої худоби (жива маса 500-600 кг) 1,5 м3, свині (жива маса 80-100 кг) 0,2 м3, курки або кроля -0,015 м3.

Крім кількості сухої речовини, суттєвим параметром, який впливає на вихід біогазу, є вміст та склад органічної речовини, особливо кількість жирів, білків, вуглеводів.

Таблиця 11.

Вихід біогазу (метану) при анаеробному зародженні сільськогосподарських відходів.

Вуглеводи, як правило, знаходяться у формі поліцукрів і тому вимагають більш тривалої ферментації. Помітно знижується утворення біогазу в присутності лігніну, тому що він в процесі метанового бродіння практично не розкладається.

Співвідношення кількості біогазу, який може бути виділений із органічної речовини гнойової біомаси дійних корів (Д), відгодівельних бичків (Б), свиней (С) і курей (К) в процесі метанового бродіння при мезофільній температурі орієнтовно може бути таким: Д:Б:С:К = 5:7:8:10.

Добовий вихід біогазу розраховується за формулами з врахуванням вмісту в гнойовій біомасі сухої (ф. 19) або органічної (ф.20) речовин:

VГ=

де: VГ - добовий або річний вихід біогазу, м ; Ра.с.р. - добова або річна кількість сухої речовини, т (кг); Z - стан розкладання органічної речовини, % (30); К - коефіцієнт роз чинності біогазу (1,1-1,5); v - питома вага біогазу (при вмісті за об'ємом: метану 65 % та діоксиду вуглецю 35 % -дорівнює 0,00117 т/м3 або 1,17 кг/м3).

Цікаві статті з розділу

Лісові ресурси європейських країн
Лісове господарство в Європі є важливою складовою економіки та принципово важливим з екологічної точки зору. В данній курсовій роботі було проаналізовано стан лісів Європи, їх екологічн ...

Оцінка впливу проектів на навколишнє середовище
Сучасна практика реалізації проектів визнала, що дешевше доповнити планування проекту аналізом довкілля, ніж ігнорувати цей момент і розраховуватися за екологічні помилки у майбутньому. Біль ...

Екологічний стан екосистеми в зоні функціонування цукрового заводу
Актуальність роботи . Останніми роками, у зв’язку з переходом на ринкові механізми господарювання, зміною форм власності на землю, незавершеністю формування національної політики та законодавст ...