Поиск

Партнеры

Рассылка

E-Mail

Партнеры

Біогенератори

Значення і пристрої утилізації

Біогенератор є перетворювачем енергії, пристроєм утилізації органічних відходів, тобто анаеробної переробки органічних відходів сільського господарства, харчової промисловості в біогаз і органомінеральні добрива.

Переробка відходів на біогазову установку дає:

  • біогаз. В процесі бродіння з біовідходів виробляється біогаз. Він може використовуватися, як і звичайний природний газ, для обігріву приміщення (із застосуванням спеціальної пальника), вироблення електроенергії. Його можна стискати, використовувати для заправки автомобіля, накопичувати, перекачувати. Таким чином, можна в реальних умовах мати власну газову свердловину;
  • електроенергію. З одного кубічного метра біогазу можна виробити 2 кВт години електроенергії;
  • тепло. Від охолодження електрогенератора в спеціальній установці виробляється тепло без додаткового спалювання газу;
  • біодобрива. Переброджена маса - це екологічно чисті рідкі та тверді добрива (біогумус). Після застосування даної методики врожаї у фермерському господарстві зростають на 40-50%;
  • утилізацію або очистку. Звичайні органічні відходи сільськогосподарського виробництва (наприклад, коров'ячий гній) не можна використовувати, принаймні, 1 рік (весь цей час треба зберігати в лагунах). Біогазова установка переробляє відходи на добриво (біодобриво), готове до використання;
  • паливо для авто. Біогаз - після очищення від СO2 - це насамперед метан, яким заправляють автомобілі.

Біопаливо

Біопаливо - це паливо з біологічної сировини, одержуване, як правило, в результаті переробки органічних добрив. Існують навіть проекти різного ступеня опрацьованості, спрямовані на отримання біопалива з целюлози і цукрового очерету, але ці технології перебувають на ранній стадії комерціалізації. Розрізняють рідке біопаливо (для двигунів внутрішнього згоряння, наприклад етанол, метанол, біодизель), тверде біопаливо (дрова, солома) і газоподібне (біогаз, водень).

Тверде біопаливо

Один з найпоширеніших прикладів біопалива - звичайні дерев'яні дрова.

Це найдавніше тверде паливо, що використовується людством. В даний час для виробництва дров або біомаси вирощують спеціальні майданчики «енергетичного» ліси, що складаються з сортів товарів швидкого дерев.

Біоетанол

Біоетанол - звичайний етанол, що отримується в процесі переробки рослинної сировини для використання як біопаливо. Світове виробництво біоетанолу в 2010 році склало 44,3 млрд літрів, з яких 45% припало на Бразилію і 44,7% - на США. За Російської Федерації оброблених статистичних даних немає.

Етанол в Бразилії проводиться переважно з цукрового очерету, а в США - з кукурудзи. Виробництво етанолу з тростини економічно більш вигідно, ніж з кукурудзи. Цікаво, що уряд США надає виробникам етанолу податковий кредит (але не субсидії) до $0,51 за галон етанолу. Бразильський етанол дешевше через низькі заробітних плат у складальників цукрового очерету.

Біометанол

Промислове культивування та біотехнологічна конверсія морського фітопланктону (мікроводоростей) розглядається як одне з найбільш перспективних напрямків в галузі отримання біопалива.

Наприкінці XX століття рядом європейських країн спільно розроблявся проект, орієнтований на створення промислових систем з використанням прибережних пустельних районів. Здійсненню цього проекту завадило загальносвітове зниження цін на нафту.

Первинне виробництво біомаси здійснюється методом культивування фітопланктону в штучних водоймах, створюваних на морському узбережжі.

Вторинні процеси являють собою метанове бродіння біомаси і подальше гідроксилювання метану з отриманням метанолу.

Основними доводами на користь використання мікроскопічних водоростей є наступні:

  • висока продуктивність фітопланктону (до 100 т/га в рік);
  • у виробництві не використовуються ні родючі грунти, ні прісна вода;
  • процес не конкурує з сільськогосподарським виробництвом;
  • висока енерговіддача процесу на стадії отримання метану і на стадії отримання метанолу.

Бутанол

Хімічна формула бутанола - С4Н10O: це бутиловий спирт, тобто безбарвна рідина з характерним запахом, широко використовується в промисловості.

Диметиловий ефір

Диметиловий ефір - екологічно чисте паливо без вмісту сірки; оксидів азоту у вихлопних газах на 90% менше, ніж у бензину. Застосування диметилового ефіру не вимагає спеціальних фільтрів, але необхідна переробка систем живлення (установка газобалонного обладнання, коректування сумішоутворення) і запалювання двигуна. Без переробки можливе застосування на автомобілях з LPG-двигунами при 30%-му вмісті в паливі.

Біодизель

Біодизель - паливо на основі жирів тваринного, рослинного і мікробного походження, а також продуктів їх етерифікації.

Сировиною можуть бути рапсове (основний вид сировини в ЄС), соєва, арахісова, пальмова, кокосова олії або будь-яке інше масло-сирець, відпрацьоване соняшникова і оливкова олії (використані, наприклад, при приготуванні їжі), а також тваринні жири та інші відходи харчової промисловості, у тому числі деякі водорості.

У частині отримання енергії дана біосистеми має істотні економічні переваги, порівняно з іншими способами перетворення сонячної енергії.

З хімічної точки зору біодизель являє собою метиловий ефір, до слова, дуже пахучий, що має концентрований запах.

При його виробництві в процесі етерифікації олії і жири вступають в реакцію з метиловим спиртом і гідроксидом натрію, каталізатором, в результаті чого утворюються жирні кислоти, а також побічні продукти, наприклад гліцерин, що широко застосовується у фармацевтичній, парфумерній і лакофарбовій промисловості. Біодизель (включаючи суміш В2O) в даний час визнаний Агентством з охорони навколишнього середовища та Міністерством енергетики США в якості альтернативного пального, відповідного вимогам щодо захисту атмосферного повітря та навколишнього середовища. До того ж біодизель має ряд істотних переваг:

  • нетоксичний (його токсичність становить лише 10% від токсичності кухонної солі);
  • розкладається в природних умовах (приблизно за той же час, що і цукор);
  • практично не містить сірки і канцерогенного бензолу.

Крім того, даний вид палива при деякому зниженні потужності двигуна (дуже малій при використанні біодизеля у вигляді 20% -ної суміші зі звичайним дизельним паливом) володіє і чисто технічними перевагами, які включають в себе збільшення здатності, що змазує, що продовжує життя двигуна, значне зниження шкідливих викидів (включаючи СО, СO2, SO2, дрібні частинки і летючі органічні сполуки), сприяє очищенню інжекторів, паливних насосів і каналів подачі пального.

Біодизель показує найбільш конкурентоспроможні результати серед різних альтернативних видів палива - в порівнянні з витратами як на повний життєвий цикл автомобіля, так і на проїзд одного кілометра шляху.

Отримання біопалива своїми руками

Біомаса (деревина, солома, сіно та інші види) є поновлюваним джерелом енергії. Біомаса піддається газифікації, газ після очищення використовується для генерації електроенергії. Приміром, з 25 т відходів деревини виробляється більше 1,2 МВт·год електроенергії. Біомаса може змішуватися з іншими відходами.

Отримане з'єднання може бути використано в якості вихідної сировини для синтезу багатьох речовин, включаючи потенційний в якості біопалива діметілфуран (DMF), одержуваний (у тому числі) з необробленої кукурудзяної соломи у фермерському господарстві.

Отримання біопалива DMF дуже перспективно; хоча воно ще не набуло широкого поширення в якості палива, багато хто вважає, що воно володіє великими перспективами, ніж етанол. Енергетична ємність DMF порівнянна з енергетичної ємністю бензину і перевищує цей показник етанолу на 40%. DMF вже зарекомендував себе як хороша добавка до бензину і може навіть замінити бензин без істотних змін обладнання автозаправних станцій. Справа встало за масовим виробництвом даного виду палива.

Розчин хлориду літію в якості розчинника і хромсодержащих каталізатора можна отримувати після руйнування целюлози і конвертації утворюється при цьому глюкози у фруктозу, потім відбувається дегідратація, що дозволяє знизити вміст кисню (це важливо для підвищення енергетичної ємності палива); так отримують проміжний продукт НМF. На другому етапі процесу можна використовувати водень для подальшого відновлення HMF в DMF.

Особливу увагу хотів би приділити отримання біопалива з підручних матеріалів і без застосування «особливих» промислових технологій; те, що буквально лежить під ногами в будь-якому фермерському господарстві або дворі (особистому підсобному господарстві - далі ЛПГ), можна з успіхом використовувати на користь і для економії на сторонніх енергоносіях.

Біопаливо з гною

Відходи сільського господарства та харчової промисловості дозволяють отримувати енергію практично з нічого. Такими відходами можуть бути гній великої рогатої (далі - ВРХ) та дрібної рогатої худоби (далі МРС), свиней, пташиний послід, відходи боєнь, пивна дробина, післяспиртова барда, буряковий жом, каналізаційні стоки та ін.

Дата: 16.01.2015