Поиск

Партнеры

Рассылка

E-Mail

Партнеры

Биогенераторы

Значения и устройства утилизации

Биогенератор является преобразователем энергии, устройством утилизации органических отходов, то есть анаэробной переработки органических отходов сельского хозяйства, пищевой промышленности в биогаз и органоминеральные удобрения.

Переработка отходов на биогазовой установке дает:

  • биогаз. В процессе брожения из биоотходов вырабатывается биогаз. Он может использоваться, как и обычный природный газ, для обогрева помещения (с применением специальной горелки), выработки электроэнергии. Его можно сжимать, использовать для заправки автомобиля, накапливать, перекачивать. Таким образом, можно в реальных условиях иметь собственную газовую скважину;
  • электроэнергию. Из одного кубического метра биогаза можно выработать 2 кВт часа электроэнергии;
  • тепло. От охлаждения электрогенератора в специальной установке вырабатывается тепло без дополнительного сжигания газа;
  • биоудобрения. Переброженная масса - это экологически чистые жидкие и твердые удобрения (биогумус). После применения данной методики урожаи в фермерском хозяйстве растут на 40-50%;
  • утилизацию или очистку. Обычные органические отходы сельскохозяйственного производства (к примеру, коровий навоз) нельзя использовать, по крайней мере, 1 год (все это время надо хранить в лагунах). Биогазовая установка перерабатывает отходы в удобрение (биоудобрение), готовое к использованию;
  • топливо для авто. Биогаз - после очистки от СO2 - это прежде всего метан, которым заправляют автомобили.

Биотопливо

Биотопливо - это топливо из биологического сырья, получаемое, как правило, в результате переработки органических удобрений. Существуют даже проекты разной степени проработанности, направленные на получение биотоплива из целлюлозы и сахарного тростника, но эти технологии находятся в ранней стадии коммерциализации. Различают жидкое биотопливо (для двигателей внутреннего сгорания, к примеру этанол, метанол, биодизель), твердое биотопливо (дрова, солома) и газообразное (биогаз, водород).

Твердое биотопливо

Один из самых распространенных примеров биотоплива - обычные деревянные дрова.

Это древнейшее твердое топливо, используемое человечеством. В настоящее время для производства дров или биомассы выращивают специальные площадки «энергетического» леса, состоящие из сортов быстрооборачиваемых деревьев.

Биоэтанол

Биоэтанол - обычный этанол, получаемый в процессе переработки растительного сырья для использования в качестве биотоплива. Мировое производство биоэтанола в 2010 году составило 44,3 млрд литров, из которых 45% пришлось на Бразилию и 44,7% - на США. По Российской Федерации обработанных статистических данных нет.

Этанол в Бразилии производится преимущественно из сахарного тростника, а в США - из кукурузы. Производство этанола из тростника экономически более выгодно, чем из кукурузы. Интересно, что правительство США предоставляет производителям этанола налоговый кредит (но не субсидии) до $0,51 за галлон этанола. Бразильский этанол дешевле из-за низких заработных плат у сборщиков сахарного тростника.

Биометанол

Промышленное культивирование и биотехнологическая конверсия морского фитопланктона (микроводорослей) рассматривается как одно из наиболее перспективных направлений в области получения биотоплива.

В конце XX века рядом европейских стран совместно разрабатывался проект, ориентированный на создание промышленных систем с использованием прибрежных пустынных районов. Осуществлению этого проекта помешало общемировое снижение цен на нефть.

Первичное производство биомассы осуществляется методом культивирования фитопланктона в искусственных водоемах, создаваемых на морском побережье.

Вторичные процессы представляют собой метановое брожение биомассы и последующее гидроксилирование метана с получением метанола.

Основными доводами в пользу использования микроскопических водорослей являются следующие:

  • высокая продуктивность фитопланктона (до 100 т/га в год);
  • в производстве не используются ни плодородные почвы, ни пресная вода;
  • процесс не конкурирует с сельскохозяйственным производством;
  • высокая энергоотдача процесса на стадии получения метана и на стадии получения метанола.

Биобутанол

Химическая формула бутанола - С4Н10O: это бутиловый спирт, то есть бесцветная жидкость с характерным запахом, широко использующаяся в промышленности.

Диметиловый эфир

Диметиловый эфир - экологически чистое топливо без содержания серы; оксидов азота в выхлопных газах на 90% меньше, чем у бензина. Применение диметилового эфира не требует специальных фильтров, но необходима переделка систем питания (установка газобаллонного оборудования, корректировка смесеобразования) и зажигания двигателя. Без переделки возможно применение на автомобилях с LPG-двигателями при 30%-ном содержании в топливе.

Биодизель

Биодизель - топливо на основе жиров животного, растительного и микробного происхождения, а также продуктов их этерификации.

Сырьем могут быть рапсовое (основной вид сырья в ЕС), соевое, арахисовое, пальмовое, кокосовое масла или любое другое масло-сырец, отработанное подсолнечное и оливковое масла (использованные, например, при приготовлении пищи), а также животные жиры и иные отходы пищевой промышленности, в том числе некоторые водоросли.

В части получения энергии данная биосистема имеет существенные экономические преимущества, по сравнению с другими способами преобразования солнечной энергии.

С химической точки зрения биодизель представляет собой метиловый эфир, к слову, очень пахучий, имеющий концентрированный запах.

При его производстве в процессе этерификации масла и жиры вступают в реакцию с метиловым спиртом и гидроксидом натрия, служащим катализатором, в результате чего образуются жирные кислоты, а также побочные продукты, например глицерин, широко применяющийся в фармацевтической, парфюмерной и лакокрасочной промышленности. Биодизель (включая смесь В2O) в настоящее время признан Агентством по охране окружающей среды и Министерством энергетики США в качестве альтернативного горючего, соответствующего требованиям по защите атмосферного воздуха и окружающей среды. К тому же биодизель обладает рядом существенных преимуществ:

  • нетоксичен (его токсичность составляет лишь 10% от токсичности поваренной соли);
  • разлагается в естественных условиях (приблизительно за то же время, что и сахар);
  • практически не содержит серы и канцерогенного бензола.

Кроме того, данный вид топлива при некотором снижении мощности двигателя (очень малом при использовании биодизеля в виде 20%-ной смеси с обычным дизельным топливом) обладает и чисто техническими преимуществами, которые включают в себя увеличение смазывающей способности, что продлевает жизнь двигателя, значительное снижение вредных выбросов (включая СО, СO2, SO2, мелкие частицы и летучие органические соединения), способствует очистке инжекторов, топливных насосов и каналов подачи горючего.

Биодизель показывает самые конкурентоспособные результаты среди различных альтернативных видов топлива - в сравнении с затратами как на полный жизненный цикл автомобиля, так и на проезд одного километра пути.

Получение биотоплива своими руками

Биомасса (древесина, солома, сено и другие виды) является возобновляемым источником энергии. Биомасса подвергается газификации, газ после очистки используется для генерации электроэнергии. К примеру, из 25 т отходов древесины производится более 1,2 МВт ·ч электроэнергии. Биомасса может смешиваться с другими отходами.

Полученное соединение может быть использовано в качестве исходного сырья для синтеза многих веществ, включая потенциальный в качестве биотоплива диметилфуран (DMF), получаемый (в том числе) из необработанной кукурузной соломы в фермерском хозяйстве.

Получение биотоплива DMF весьма перспективно; хотя оно еще не получило широкого распространения в качестве топлива, многие считают, что оно обладает большими перспективами, чем этанол. Энергетическая емкость DMF сравнима с энергетической емкостью бензина и превышает этот показатель этанола на 40%. DMF уже зарекомендовал себя как хорошая добавка к бензину и может даже заменить бензин без существенных изменений оборудования автозаправочных станций. Дело встало за массовым производством данного вида топлива.

Раствор хлорида лития в качестве растворителя и хромсодержащего катализатора можно получать после разрушения целлюлозы и конвертации образующейся при этом глюкозы во фруктозу, потом происходит дегидратация, позволяющая понизить содержание кислорода (это важно для повышения энергетической емкости топлива); так получают промежуточный продукт НМF. На втором этапе процесса можно использовать водород для дальнейшего восстановления HMF в DMF.

Особое внимание хотел бы уделить получению биотоплива из подручных материалов и без применения «особых» промышленных технологий; то, что буквально лежит под ногами в любом фермерском хозяйстве или дворе (личном подсобном хозяйстве - далее ЛПХ), можно с успехом использовать на пользу и для экономии на сторонних энергоносителях.

Биотопливо из навоза

Отходы сельского хозяйства и пищевой промышленности позволяют получать энергию практически из ничего. Такими отходами могут быть навоз крупного рогатого (далее - КРС) и мелкого рогатого скота (далее МРС), свиней, птичий помет, отходы боен, пивная дробина, послеспиртовая барда, свекольный жом, канализационные стоки и др.

 

Партнеры:
экскурсии по неве.

Дата: 23.07.2014