Енергозберігаючі відновлювальні джерела теплопостачання

Назад   Зміст   Далі

1.2 Джерела відходів біомаси

 

Відходи біомаси − це цінна сировина для харчової, хімічної, переробної, легкої промисловості та в системах біоконверсії. Використовувати її як пальне необхідно не в останню чергу. Слід враховувати, що в процесі господарської діяльності велика кількість біомаси залишається не використаною. Так, при заготівлі деревини та її переробці з відходами втрачається близько 50% біомаси. До основних джерел біомаси належать:

- відходи тваринництва;

- рослинні залишки сільськогосподарського виробництва – солома, листя, стружка;

- тверді побутові відходи комунального господарства міст;

- промислові відходи і побутові відходи міст.

Відходи тваринництва є одним з найперспективніших джерел отримання енергії шляхом анаеробного бродіння в біореакторах [3]. Вони є в будь-якому  господарстві, не вимагають попередньої обробки і сортування, їх не важко транспортувати.   

Потенціал відходів тваринництва для їх використання в системах біоконверсії з метою енергозбереження  в Україні значний (табл. 1.1).

 Таблиця 1.1 – Енергетичний потенціал відходів тваринницького комплексу України (станом на 2007 р)

 

 

Джерело відходів

Вихід

відходів,

106 т/рік

Вихід

біогазу,

109  м3/рік

Нижча

теплота

згорання

Qнр,

МДж/м3

Енергетичний потенціал відходів,

млн. т. у. п./ рік

Велика рогата худоба

58,4

1,46

23

1,144

Свині

4,79

0,124

21

0,088

Птахи

2,8

0,11

21

0,079

Всього

65,99

1,694

-

1,311

 У коливанні поголів’я домашньої худоби намітилася тенденція до зменшення кількості тварин у колективних господарствах, але зростання їх кількості в індивідуальних. Таким чином, загальна кількість виходу відходів, які можна використовувати в системах біоконверсії, залишається майже незмінною.

Рослинні залишки – це відходи лісопереробної галузі та відходи сільського господарства. При заготівлі лісу та подальшій його переробці з відходами втрачається близько 50% деревини. Ця біомаса у вигляді тирси, листя, гілок вивозиться на полігони, де гниє чи спалюється на місці, таким чином погіршуючи екологічний стан довкілля.  У сільськогосподарському виробництві  основними залишками біомаси є солома та сіно. Для рослинних залишків характерною є особливість сезонної відтворюваності. Пік використання їх припадає на другу половину літа та осінь. Можливість використання рослинних залишків для виробництва енергії залежить від характеру переважної культури, якою засівають більші площі, і від кількості залишків, які можуть бути зібрані з одиниці посівної площі. Польові культури дають більше рослинних залишків, ніж овочеві. У грубому наближенні кількість рослинних залишків, що збирають, для даної сільськогосподарської культури можна визначити шляхом множення маси даної культури на характерну для неї частку залишку, що є відношенням сухої маси наземних залишків до маси зібраного з польовою вологістю врожаю. Ці коефіцієнти для основних сільськогосподарських культур становлять: пшениця - 0,47-1,75; кукурудза - 0,55-1,20; бавовна - 1,20-3,0; цукровий буряк - 0,07-0,20.

У Вінницькій області  великий потенціал  для  перероблення в біореакторах має солома, що залишається від зернових культур (табл 1.2)

Таблиця 1.2 – Валовий збір зернових у Вінницькій області

     у 2007 році

Назва культури

Площа збору,

тис. га

Об’єм зерна,

тис. тонн

Об’єм соломи, тис. тонн

Озима пшениця

343

936

748,8

Жито озиме

27

61

48,8

Ячмінь озимий

20

56

44,8

Ячмінь ярий

209

520

416

Пшениця яра

15

36

28,8

Овес ярий

16

34

27,2

Просо

5

4

3,2

Гречка

54

36

28,8

Горох

40

84

67,2

Квасоля

11

23

18,4

Всього

740

1790

1432

 Полігони твердих побутових відходів (ТПВ) міст та промислових підприємств займають великі площі, отруюють навколишнє середовище, є розплідниками для пацюків, мишей та інших тварин. Згідно з дослідженнями [4], на одну людину припадає близько 300…700 кг твердих побутових відходів на рік. Склад ТПВ міст наведенo в таблиці 1.3.

Таблиця 1.3 – Склад ТПВ міст

 

Компоненти

Вміст, по

масі, %

 

Папір

43,2

 

Метали

8,0

 

Скло, кераміка, ґрунт

10,8

 

Пластмаси, гума, ганчір’я

4,5

 

Харчові  й  тваринні  відходи

23,5

 

Інші відходи

10,0

 

Разом

100

В Україні 92% ТПВ міст залишаються непереробленими, тоді як у західних країнах частка біогазових установок з переробки даного виду сировини постійно зростає  і є досить значною (табл. 1.4).

З промислових відходів для перероблення становлять інтерес тільки відходи харчового і спиртового виробництва, оскільки в них велика кількість органічних речовин. Велика кількість вологи в відходах даного типу дозволяє використовувати їх для анаеробного бродіння в біогазових реакторах.

Таблиця 1.4 Виробництво біогазу на полігонах  ТПВ у деяких державах

Держава

Кількість установок, шт

Вихід біогазу, млн.м3/рік

США

244

4300

Німеччина

98

400

Англія

33

178

Швеція

24

60

Італія

13

38

Франція

9

50

Данія

6

8,5

 

У Вінницькій області зосереджена велика кількість спиртових заводів, переробка стічних вод яких дозволить отримувати значну кількість біогазу. Вихід біогазу з 1 м3 таких відходів становить 28…30 м3. На одному заводі середньої потужності можливо отримати за добу 24000 м3, а за рік близько 6 млн. м3 біогазу, що дозволить зменшити витрати тільки на виробництво спирту близько 40%.

Загальну кількість органічних відходів, що утворюються в СНД та Україні, наведено в таблиці 1.5. Як видно, потенціал отримання біогазу в нашій країні надзвичайно великий. Перероблення органічних відходів в біогазових реакторах дозволило б вирішити  значною мірою енергетичну проблему на селі та у фермерських господарствах України. 

Таблиця 1.5 − Утворення органічних відходів за масою сухої речовини (СР) в республіках СНД і на Україні, млн. т

Галузі утворення органічних відходів

СНД

Україна

Тваринництво і птахівництво

230

46

Рослинництво

160

32

Тверді відходи міст

60

12

Стічні каналізаційні води

7

1,4

Відходи деревообробної, харчової і інших галузей промисловості

43

8,6

Кожен з видів органічних відходів дозволяє отримати при анаеробній переробці певну кількість біогазу з різним вмістом у ньому метану (таблиця 1.6).

 

Таблиця 1.6 − Вихід біогазу і вміст у ньому метану при використанні різних видів відходів [3, 5, 6]

Вихідна сировина

Вихід біогазу на 1 кг сухої речовини, л/кг

Вміст метану (СН4), %

Гній великої рогатої худоби

200 – 300

50

Гній свинячий

340 – 480

60 … 75

Кінський гній із соломою

250

56 … 60

Бадилля картопляне

420

60

Стебла кукурудзи

420

53

Солома пшенична

342

58

Лузга соняшникова

300

60

Силос

250

84

Трава свіжа

360

52

Буряк

430

84

Відходи моркви

250

60

Тирса деревини

220

51

Твердий осад стічних вод

570

70

Фекальний осад

250 – 310

60

Домашні відходи і сміття

600

50

 

Назад | Зміст | Далі

Вінницький національний технічний університет

 
Создание сайтов ЕкатеринбургШаблоны сайтовПоиск товаров - справочник цен, каталог магазинов, прайс-листыБесплатные шаблоны дизайна детских сайтов