Биотопливо: как эффективно использовать отходы сельского хозяйства

Получение биотопливо из отходов сельского хозяйства.

Компостирование органических отходов.

Компостирование – это экзотермический процесс биологического окисления, в котором органический субстрат подвергается аэробной биодеградации смешанной популяцией микроорганизмов в условиях повышенной температуры и влажности. В процессе биодеградации органический субстрат претерпевает физические и химические превращения с образованием стабильного гумифицированного конечного продукта.

Отходы, поддающиеся компостированию городской мусор, навоз, отходы растениеводства, сырой активный ил и нечистоты. В процессе компостирования удовлетворяется в основном потребность в кислороде, органические вещества переходят в более стабильную форму, выделяются диоксид углерода и вода и возрастает температура. В естественных условиях процесс биодеградации протекает медленно, на поверхности земли, при температуре окружающей среды и в основном в анаэробных условиях. Естественный процесс разложения может быть ускорен, если перерабатываемый субстрат собрать в кучи, что позволит сохранить часть теплоты, выделяющейся при ферментации, и достигнуть более высокой скорости реакции. Этот ускоренный процесс и есть процесс компостирования.

Важными параметрами являются соотношение углерода и азота и мультидисперсность субстрата, необходимая для нормальной аэрации. Навоз, сырой активный ил и многие растительные отходы имеют низкое отношение углерода к азоту, высокую влажность и плохо поддаются аэрации. Их необходимо смешивать с твёрдым материалом, собирающим влагу, который обеспечит дополнительный углерод и нужную для аэрации структуру смеси.

В процессе компостирования принимает участие множество видов бактерий – более 2000 и не менее 50 видов грибов. Эти виды можно подразделить на группы по температурным интервалам, в которых каждая из них активна. Для психрофилов предпочтительна температура ниже 200С, для мезофиллов – от 20 до 400С и термофилов – свыше 400С. Микроорганизмы, которые преобладают на последней стадии компостирования, являются, как правило, мезофилами.

Установка для переработки органических отходов.

Создание крупных птицеводческих и животноводческих комплексов привело к резкому обострению проблемы переработки их отходов. Практически весь вырабатываемый навоз сбрасывается в неприспособленные для хранения места, что вызывает отравление поверхностных и подземных водоемов, нитратное загрязнение сельскохозяйственной продукции, а также распространение заболеваний человека и животных. Для решения этой проблемы была изобретена установка для переработки органических отходов.

5.3. Установки для переработки органических отходов используется в сельскохозяйственном машиностроении, в частности в устройствах для сбраживания помета птиц. Сущность изобретения: устройство реактора для сбраживания помета имеет приспособления для перемешивания и иммобилизующие устройства. На выходе теплообменника установлен смеситель. Выделившийся при сбраживании биогаз сжижается в топке и используется для сушки твердой фракции сброженного помета. В результате получаются органические удобрения и биогаз, который может быть использован на биоэнергетических установках птицеводческих ферм.
Установка работает следующим образом. Ежедневно суточная порция исходного помета (величиной от 1/10 до 1/4 массы помета, находящегося в установке) из пометосборника насосом подается через теплообменник в смеситель , в котором он разбавляется водой и жидкой фракцией сброженного помета до требуемой влажности, преимущественно от 80 до 95% В теплообменнике происходит теплообмен поступающего свежего помета с частью жидкой фракции сброженного помета, поступающей в емкость для хранения фильтрата. Разбавленный до требуемой концентрации помет поступает в реактор первой ступени сбраживания, в котором протекают реакции гидролиза растительных полимеров и кислотообразования с последующим образованием уксусной кислоты и водорода. Затем массу передают в реактор второй ступени сбраживания, в котором из образовавшейся уксусной кислоты и водорода происходит генерация метана и углекислого газа, входящих в состав биогаза. В течение всего цикла сбраживания биогаз из реакторов обеих ступеней отбирается и хранится в газгольдере, откуда подается в топку для его сжигания. Горячие топочные газы из топки поступают в сушильную установку, где они используются для сушки твердой фракции сброженного помета, после чего попадают в мокрый скруббер , в котором происходит очистка отработавших топочных газов от частиц твердой фазы и утилизация их остаточного тепла.

Одновременно с загрузкой порцию сброженного помета в количестве, равном суточной порции загружаемого разбавленного помета, передают на устройство для разделения помета на твердую и жидкую фракции, например барабанный вакуум-фильтр. Твердая фракция помета передается в сушильную установку , где происходит удаление избыточной влаги. Величина остаточной влажности (не выше 10-20% ) должна обеспечить сохранность полученного органоминерального удобрения и постоянства содержания его основных элементов (азот, фосфор, калий). Высушенная твердая фракция передается в емкость для хранения. Часть жидкой фракции, полученной при разделении сброженного помета, в количестве 10-50% от массы воды, необходимой для разбавления разовой порции исходного помета до требуемой концентрации, подается в мокрый скруббер, где при контакте с отходящими топочными газами жидкая фракция улавливает частицы высушенной твердой фазы, нагревается за счет утилизации тепла отработавших топочных газов и подается в смеситель 4, в котором смешивается с поступающим свежим пометом. Другая часть жидкой фракции подается в теплообменник, отдавая свое тепло поступающему исходному помету, после чего накапливается в емкости для накопления и хранения жидкой фракции.

Поддержание температурного режима в реакторах обеих ступеней сбраживания осуществляется при помощи горячей воды, подаваемой в теплообменники, расположенные в контуре рециркуляции ферментационной среды.

Перемешивание в реакторах осуществляется непрерывно в течение всего цикла сбраживания при помощи ввода ферментационной среды рециркуляционными насосами через сопло тангенциально в нижнюю часть биореакторов и, что позволяет организовать более интенсивный теплообмен и гомогенизацию ферментационной среды, и таким образом интенсифицировать процесс метаногенеза.

Иммобилизационное устройство представляет собой слой колец из инертного материала (например поливинилхлорида, полиэтилена или какого-либо другого), расположенный между двумя съемными решетками, закрепленными в верхней части слоя ферментационной жидкости в аппаратах обеих стадий сбраживания. Иммобилизационное устройство служит для закрепления осуществляющей метаногенез микрофлоры в аппарате.

УСТАНОВКА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ, преимущественно куриного помета, содержащая сборник исходного помета, соединенный посредством насоса и теплообменника с реакторами сбраживания помета, имеющими приспособления для перемешивания и иммобилизующие устройства, разделитель сброженного помета на твердую и жидкую фракции, газгольдер, соединенный с реакторами сбраживаемого помета и топкой для сжигания биогаза, сушилку твердой фракции, патрубки отвода твердой и жидкой фракций, накопитель жидкой фракции, насосы, отличающаяся тем, что она снабжена установленным на выходе теплообменника смесителем и приспособлением для мокрой очистки топочных газов, расположенным на выходе сушилки твердой фракции, которая посредством патрубка отвода твердой фракции соединена с разделителем помета на твердую и жидкую фракции, при этом разделитель посредством патрубков отвода жидкой фракции соединен со смесителем и приспособлением для мокрой очистки топочных газов, а также через указанный теплообменник с накопителем жидкой фракции.

Дата добавления: 2019-02-12 ; просмотров: 128 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

Альтернативное топливо. Переработка отходов сельского хозяйства

все о биотопливе и твердотопливных котлах

  • все категории
  • Общая информация 230
  • Брикеты из торфа 8
  • Брикеты топливные 60
  • Древесный уголь 36
  • Дрова 34
  • Пеллеты древесные 90
  • Пеллеты из лузги 16
  • Пеллеты из соломы 21
  • Пеллеты из торфа 13
  • Щепа, стружка, отходы 42
  • Дымоходы 45
  • Енергетические комплексы 9
  • Камины, печи для дома 208
  • Комплектующие 17
  • Пиролизные котлы (печи) 25
  • Твердотопливные котлы 111
  • Отопление, энергосбережение 125
  • Проекты и услуги 4
  • Сбор и утилизация отходов 20

Производство топлива из растительных отходов – новое перспективное направление для инвестирования.

Сырьём для производства твердого биотоплива – топливных гранул (пеллет) могут быть древесные отходы: кора, опилки, щепа и другие отходы лесозаготовки. А также отходы сельскохозяйственных культур: солома, лузга подсолнечника, отходы кукурузы, крупяного производства и т. п.

Потребление топливных гранул во всем мире растет очень быстрыми темпами (около 30 – 50% в год) это связано с долгосрочной тенденцией роста цен на углеводородное топливо, истощением его мировых запасов.

В 2005 году потребление пеллет в Европе составило 2,5 млн. тонн, в 2007 году – 5 млн. тонн, к 2010 году прогнозируется рост потребления до 12 млн. тонн. Китай к 2020 году намеревается производить до 50 млн. тонн пеллет ежегодно.

Европейский рынок топливных гранул ежегодно растет более чем на 20 %, а в отдельных странах на 35 %.

В России отходы сельского хозяйства сегодня – почти невостребованный ресурс. Например, используется лишь 10% всего объема соломы (в основном, в животноводстве, в качестве подстилки скоту, как добавка в корма).

Между тем, масса накопления соломы злаковых и крупяных культур в России за год составляет 80 – 100 млн. тонн. При этом чаще всего солому сжигают или запахивают в землю.

Южный Федеральный округ располагает 36% общероссийских запасов соломы и отходов АПК.

Урожай зерновых на Дону – в среднем 8 млн тонн. Это примерно 7,2 млн тонн соломы.

В Ростовской области разработана и уже опробована новая технология по переработке соломы в топливные пеллеты. Эти пеллеты могут использоваться и как самостоятельное топливо, и как добавка к традиционному углю, в бытовых и промышленных условиях.

Переработка соломы – это возможность создания сотен и даже тысяч новых рабочих мест (сбор соломы, ее перевозка к местам переработки, производство пеллет).

Программа переработки соломы может быть интересна бюджету как возможность сокращения расходов на закупку традиционного топлива (угля) для муниципальных котельных.

Стоимость одной линии для производства пеллет – около 3 млн рублей (средняя мощность).
Окупаемость проекта – 2,5 – 3 года.

В Заветинском районе Ростовской области уже завершается монтаж первой установки по производству топливных гранул из соломы. В перспективе программа переработки соломы может быть развернута в 13 донских районах.

Кроме того, перерабатывать в топливо возможно и другие виды растительных отходов. Например, компания «Астон» планирует обеспечивать энергетические потребности своих новых маслоэкстракционных заводов в городах Миллерово и Морозовске Ростовской области за счет сжигания подсолнечной лузги. Себестоимость энергии, получаемой таким способом, не будет превышать 60 копеек за Квт/час (рыночная цена – 2,4 – 2,6 рубля).

Использование топлива из растительных отходов позволяет значительно снизить себестоимость продукции. Окупаемость такого проекта – 7 месяцев – 1 год.

Природный газ8060 Ккал/м 3
Уголь4000-6000 Ккал/кг
Пеллеты из соломы3500-4400 Ккал/кг
Подсолнечная лузга3685 Ккал/кг


Биотопливо Теплота сгорания,
кВт*ч/кг
Золь-
ность,
%
Точка раз-
мягчения,
°С
N,
%
Cl,
мг/кг
S,
мг/кг
Злаковая солома4,785,689600,472,503737
Рапсовая солома4,766,201,2730,844,6682,703
Целое злаковое растение4,764,246681,161,8071,370
Злаковые зерна4,722,267091,966601,050
Рапсовые зерна7,354,603,941,000
Сено4,835,711,0611,143,1121,581
Луговое сено4,747,099181,267,5881650
Хвойная древесина5,230,791,3980,1487234
Лиственная древесина5,110,551,2650,49163402


Эффект от использования альтернативного топлива из отходов сельского хозяйства:

  • создание экологически чистого, безотходного производства
  • снижение себестоимости продукции
  • экономически эффективное использование растительных отходов
  • экономия бюджетных средств, выделяемых на закупку топлива для муниципальных котельных;
  • развитие малого бизнеса
  • создание новых рабочих мест на селе.

Прогнозируемый выпуск пеллет в России в 2009 году – около 1 млн тонн.

Использование соломы может потенциально покрыть до 5,8% потребности РФ в топливе.

Поделитесь с друзьями и сохраните себе!

Биотопливо из отходов

27 сентября 2011

Биотопливо из отходов

  • 1011
  • 0,9
  • 4

Первые образцы биодизеля, полученные из стоковых илов

Автор
Редакторы

Статья на конкурс «био/мол/текст»: Поиск новых источников энергии — сейчас актуальная тема, как для России, так и для всего мира. При правильном подходе из биотоплива может получиться фактически неиссякаемый источник энергии. Во многих странах уже законодательно закреплены добавки биодизеля в петродизель. При этом основным сырьем для биодизеля являются сельскохозяйственные культуры: рапс, кукуруза, сахарный тростник. Ученые из Института биофизики СО РАН (Красноярск) предложили новый источник сырья для производства биодизеля — природные илы и осадок очистных сооружений.

Конкурс «био/мол/текст»-2011

Эта статья представлена на конкурс научно-популярных работ «био/мол/текст»-2011 в номинации «Лучшее новостное сообщение».

Недостаток сельскохозяйственных культур в качестве сырья для получения биотоплива очевиден. Продовольствия в мире и так не хватает (два миллиарда людей из почти семи регулярно недоедает). Если занять продовольственные поля под выращивание сырья для биодизеля, то ситуация только усугубится. Более того, в слаборазвитых странах уже существует пагубная тенденция: вместо сахарного тростника и кукурузы они выращивают другие культуры на биодизель или тот же сахарный тростник отправляют на аналогичную переработку, потому что в этом случае он продается дороже. Естественно, это только обостряет ситуацию с недостатком продуктов питания. Поэтому сейчас вместо «традиционных» сельскохозяйственных культур начинают отдавать предпочтение микроводорослям.

Читайте также:  Оборудование для промывки систем отопления от загрязнений различного характера

Рисунок 1. Заместитель директора Института биофизики СО РАН профессор, доктор биологических наук Михаил Иванович Гладышев

«Во-первых, чем меньше организм, тем он быстрее растет, — поясняет заместитель директора Института биофизики СО РАН профессор, доктор биологических наук Михаил Иванович Гладышев. — Бактерия растет быстрее слона, а микроводоросль растет быстрее кукурузы. Соответственно, это очень перспективные культуры, кроме того, с высоким содержанием липидов, из которых собственно и производят биодизель. Поэтому РАН этим и занялась. Существует Программа Президиума РАН, где есть Проект № 19 „Химические аспекты энергетики“. Наша тема в нем № 10: „Исследование липидов микроводорослей и черных илов на предмет их использования как сырья для получения биотоплива“» .

Надо отметить, что «биомолекула» уже писала про перспективы использования микроорганизмов для нужд альтернативной энергетики: «Бактерии для водородной энергетики» [1]. — Ред.

Но для России выращивание микроводорослей — достаточно энергозатратный процесс. Хорошо заниматься этим, например, в Израиле, где много бесплатного тепла и солнца. В Сибири выращивать микроводоросли можно только в лаборатории. Что, естественно, отразится на цене получаемого из них биодизеля.

«В связи с этим мы обратили внимание на бесплатный склад микроводорослей, которые выращиваются без затрат электричества с нашей стороны — это собственно илы, которые состоят из отмерших микроводорослей и продуктов их жизнедеятельности, — говорит М. И. Гладышев. — Добывать илы специально для производства биодизеля тоже затратно, но есть такие мероприятия, когда их достают со дна озера в экологических целях: для очистки. Каждые 15–20 лет для восстановления водной экосистемы положено вычерпывать и убирать донные осадки. Убрать их достаточно проблемно, потому что получается, что озеро очистили, а окружающую территорию загрязнили. Нам пришло в голову: а нельзя ли этот осадок, который является побочным продуктом природоохранных мероприятий, использовать в качестве сырья для биотоплива? Мы исследовали липидный состав полученного биодизеля: он оказался достаточно хорошим, по качеству соответствующим Евро-4 и Евро-5».

Именно эта работа красноярских ученых недавно была причиной шумихи в СМИ. Результаты исследования донных илов были опубликованы в научном журнале Biomass and Bioenergy [2], где ее рассматривали крупнейшие мировые эксперты в этой области. Нужно отметить, что статья научных сотрудников СО РАН вышла достаточно быстро, а сама тема исследования была принята с оптимизмом. Во-первых, потому что в первую очередь решается экологическая проблема — утилизация илов, а, во-вторых, во всем мире 70–80% стоимости биодизеля составляет сырье. Разработка потенциального источника бесплатного сырья, которое, кроме того, является побочным продуктом экологических мероприятий, было воспринято мировым сообществом с оптимизмом.

«Работа хорошая, но есть одно маленькое „но“, — замечает Гладышев. — Вопрос, который и мы себе задавали, и наши коллеги: сколько раз можно вычерпать из озера ил и за какой промежуток? Понятно, что одно озеро нужно чистить раз в 15–20 лет; в пригородах Красноярска, конечно, много озер, но возобновляемым этот источник не назовешь: илы образуются десятилетиями. Поэтому нам пришло в голову, что нужно поискать другой возобновляемый источник в таком же роде. Мы, конечно, сразу вспомнили про активный ил очистных сооружений, которые работают круглогодично, круглосуточно, непрерывно и в большом количестве. Мы связались с нашими коллегами из ООО „КрасКом“ — коммунальной службы. Они сказали, что самая главная проблема — это осадок первичных отстойников очистных сооружений. Они раскладывают их на поля вокруг города, и эти поля на десятилетия выводятся из сельскохозяйственного оборота. Этот осадок никуда не применишь из-за того, что в нем содержатся различные вредные вещества».

Сейчас в Красноярске строится завод, чтобы механически отжимать их этих отходов воду с целью уменьшить их конечный объем. Руководство «КрасКом» попросило Институт биофизики проверить эти осадки.

Рисунок 2. Стоки очистных сооружений

«Поскольку мы хотим жить в чистой стране и в чистом городе, а программа РАН подразумевает поиск нетрадиционных источников биотоплива, то мы взяли для исследования эти отходы, которые по генезису похожи на донные осадки. Мы провели эксперимент, получили первые 15 мл биодизеля и установили выход биодизеля в лабораторных условиях — 0,6 г/л жидких первичных осадков. Когда мы проанализировали этот осадок, мы пришли в восторг, потому что содержание липидов в нем — 14%. Для сравнения, в сое эта цифра равна 18%. Из-за того, что очистные сооружения работают почти постоянно, осадка за сутки получается очень много, и, соответственно, недостатка сырья для производства биотоплива не будет», — рассказывает Гладышев.

Генеральный директор ООО «КрасКом» Анатолий Иванович Матюшенко поддержал эту идею, было решено заключить договор и довести исследование до производства: построить завод по производству биодизеля и использовать его в качестве добавки для собственных машин предприятия. У этого метода утилизации осадков есть и другое достоинство: после проведения метанолиза в нём не остается ни одной болезнетворной бактерии. Таким образом, сразу решаются две проблемы: утилизации отходов и получения биодизеля.

«Сейчас мы находимся в стадии заключения договора, — комментирует этот проект М. И. Гладышев. — Мы сотрудничаем не только с „КрасКомом“, но и с Сибирским федеральным университетом, потому что там есть и экономисты, и инженеры, и специалисты по моторному топливу, которые нужны для этого проекта. То есть, это комплексный проект: нужно будет конструировать завод, испытывать, в каких количествах и как добавлять биодизель в петродизель, рассчитывать экономические эффекты. Если нужно будет, мы подключим и другие институты, — например, если катализаторы понадобятся, то мы обратимся в Институт катализа СО РАН. Мы еще не оптимизировали этот процесс для поточного производства, только получили биодизель. Самое главное — нужно исследовать, что остается после метанолиза. Тут еще большой объем научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы. Самое интересное, что мы не бегали, не искали заказчика, а он сам на нас вышел, и поэтому существуют достаточно неплохие перспективы внедрения этой разработки. Я считаю, что мы хорошо выполнили предназначение программы президиума РАН — нашли нетрадиционный источник биотоплива. Хотя хотелось бы уже, конечно, скорее увидеть реализацию этого проекта, когда опасные отходы превращаются в биотопливо, и в городе становится чище. Это, собственно, и есть наша задача».

IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум – 2012

ПОЛУЧЕНИЕ БИОТОПЛИВА ИЗ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА

В настоящее время перед человечеством стоят три основные проблемы: снижение выбросов парниковых газов в атмосферу, получение альтернативных видов топлива и увеличение плодородия почв. Причем вторая и третья проблемы тесно взаимосвязаны. Так перспективным источником энергии считается биотопливо, для получения которого в настоящее время выращиваются технические культуры, что выводит из оборота сельско-хозяйственные земли и в конечном итоге ведет к удорожанию продуктов питания.

С другой стороны, развитие промышленности приводит к увеличению выбросов парниковых газов, увеличение концентрации которых в атмосфере ведет к изменению климата, проявлению засухи и в конечном итоге уменьшению урожая.

Все эти явления наблюдаются на фоне увеличения численности населения Земли. Таким образом получается замкнутый круг: наращивание производства – увеличение потребляемой энергии – увеличение выбросов парниковых газов – применение биотоплива – выведение из оборота земель под технические культуры – снижение урожая и рост цен на продукты питания.

Биотопливо – это топливо из биологического сырья, получаемое, как правило, в результате переработки стеблей сахарного тростника или семян рапса, кукурузы, сои.

В настоящее время критики, изучающие развития биотопливной индустрии, заявляют, что растущий спрос на биотопливо вынуждает производителей сельскохозяйственной продукции сокращать посевные площади под продовольственными культурами и перераспределять их в пользу топливных. Например, при производстве этанола из кормовой кукурузы образуется барда – отход производства этилового спирта. Она используется для производства комбикорма для скота и птицы. При производстве биодизеля из сои или рапса получают жмых, используемый для производства комбикорма для скота. То есть производство биотоплива создаёт ещё одну стадию переработки сельскохозяйственного сырья.

По расчётам экономистов из Университета Миннесоты, в результате биотопливного бума число голодающих на планете к 2025 году возрастёт до 1,2 млрд человек.

В Индонезии и Малайзии для создания пальмовых плантаций была вырублена немалая часть тропических лесов. Причиной стала гонка за производством биодизеля – топлива, созданного на основе растительных или животных жиров, в качестве альтернативы дизельному топливу (рапсовое масло в качестве топлива может использоваться в чистом виде).

Невысокая себестоимость и небольшие энергозатраты – то, что нужно для производства альтернативного топлива из полутехнических масличных культур.

С одной стороны, увеличение посевных площадей под технические сорта кукурузы приведет к тому, что будут заняты плодородные земли, пригодные для производства пищевых продуктов. С другой – по оценкам Bank of America Merrill Lynch прекращение производства биотоплив приведёт к росту цен на нефть и бензин на 15%. Но потребители, особенно в бедных развивающихся странах, окажутся под двойным ударом, если возрастут цены и на пищевые продукты, и на нефть. Согласно подсчетам Всемирного банка, в 2009-м году 2,7 млрд человек в мире жили менее чем на два доллара США в день, и даже незначительное повышение стоимости основных зерновых культур обернется для них катастрофой.

Таким образом, необходимо искать иные пути получения этанола (биоэтанола).

В настоящее время разработано и успешно применяется несколько технологий получения биотоплива. Основными из них являются следующие:

  • производство топлива из отходов сельскохозяйственного производства;
  • добавление биологических компонент в традиционные виды топлива;
  • химический синтез горючего.

В случае получения биотоплива из отходов сельскохозяйственного производства сырьем служат растительные остатки и навоз. Отходы проходят сушку и нагреваются до температуры 400-500 о С. Из выделившихся при такой обработке газообразных фракций получают высококачественное дизельное топливо, лишенное вредных примесей. Полученное дизельное топливо нейтрально по отношению к CO2, поскольку при сгорании такого топлива выделяется столько же углекислого газа, сколько было поглощено при росте растений. Чистота такой биологической солярки удовлетворяет самым строгим нормам. По оценкам специалистов, сельское хозяйство только лишь европейских стран способно обеспечить до 80% современных потребностей в дизельном топливе.

Для улучшения экологических характеристик топлив, в них добавляют биологические компоненты, такие как рапсовое масло. Если в дизельное топливо добавить до 30% рапсового масла, то его экологические характеристики значительно улучшаться, а энергетические характеристики практически не изменятся. Важно также, что такое биотопливо можно использовать в традиционных двигателях внутреннего сгорания.

Химический синтез бензинов и дизельных топлив весьма энергоемок. Как правило, сырьем для такого способа получения горючего служит древесина. Изменяя параметры технологического процесса, из древесины можно получить различные виды топлива, от авиационных бензинов до дизельных топлив. Синтетическое топливо обладает хорошими экологическими показателями. При его сгорании не образуется вредных веществ, оно нейтрально относительно CO2. По причине больших энергозатрат и сложности технологических процессов синтетическое топливо весьма дорого.

В странах Европейского союза благодаря государственной поддержке производство дизельного топлива с биологическими добавками увеличилось более чем в 5 раз и достигло объемов 10 миллионов тонн. Во всем мире производство биотоплива за этот период увеличилось более чем в 2,5 раза.

В качестве биологических добавок используют производные вещества из растительных масел, получаемых из подсолнечника, рапса, сои и других масличных культур. Масла для биотоплива получается путем отжима и экстрагирования с последующим очищением. Теплота сгорания чистых биодобавок к биотопливу приближается к теплоте сгорания самого дизельного топлива.

Примечательно, что в США и Бразилии в качестве сырья для получения биотоплива используется соя, а в Европе более 75% биодизеля получают из рапса. К 2020 году в странах Европейского союза доля биодобавок к дизкльному топливу будет доведена до 20%. США и Китай к этому сроку доведут процент биодобавок до 40%.

В настоящее время большая часть биоэтанола производится из кукурузы (США) и сахарного тростника (Бразилия). Сырьём для производства биоэтанола также могут быть различные сельскохозяйственные культуры с большим содержанием крахмала или сахара: маниок, картофель, сахарная свекла, батат, сорго, ячмень и т. д. Этанол можно производить в больших количествах из целлюлозы. Сырьём могут быть различные отходы сельского и лесного хозяйства: пшеничная солома, рисовая солома, багасса сахарного тростника, древесные опилки и т. д.

Читайте также:  Трубы Рехау для отопления: характеристики, разновидности, монтаж

Таким образом, в настоящее время слишком много посевных площадей занимают технические сорта сельскохозяйственных растений. Это ведет к увеличению цен на продукты питания. Из таких растений получают биотопливо – этанол. Необходимо найти новые методы получения этанола.

Этанол (этиловый спирт), который обычно называют просто спиртом, образуется при так называемом спиртовом брожении. Многие виды сахаров, а также продукт осахаривания крахмала в присутствии солода расщепляются под действием микроскопически маленьких дрожжевых грибков с образованием спирта и углекислого газа.

Каждый, кто хоть раз видел, как бродит фруктовый сок, наблюдал интенсивное выделение углекислого газа из отводной трубки. Поскольку спиртовое брожение может происходить самопроизвольно, разбавленный спирт известен людям с древнейшего времени как возбуждающий напиток. О губительных же последствиях пьянства едва ли нужно говорить.

Содержание спирта при брожении растворов сахара и фруктовых соков колеблется в широких пределах. Однако, поскольку при высокой концентрации спирта дрожжевые грибки не могут существовать, путем брожения можно получить не более чем 15%-ный спирт. Более концентрированный спирт получают из разбавленных растворов путем перегонки.

Брожение – бурно идущее разложение органического вещества, вызываемое микроорганизмами, которым этот процесс служит источником кинетической энергии.

При спиртовом брожении простые сахара разлагаются на этиловый спирт, С02 и тепловую энергию:

Типичным организмом, вызывающим спиртовое брожение, служат одноклеточные аскомицетные грибы из рода Saccharomyces. Кроме того, спиртовое брожение вызывается также некоторыми мукоровыми грибами и многими бактериями. Все нормально дышащие при доступе воздуха высшие и низшие растения в отсутствие кислорода образуют некоторое количество спирта и С02. При спиртовом брожении дрожжей, кроме нормальных продуктов брожения, этилового спирта и С02, образуется небольшое количество побочных продуктов, а именно – уксусного альдегида, уксусной кислоты, глицерина, янтарной, яблочной кислоты и так называемых сивушных масел.

Помимо названных выше дрожжей разумно использовать медузомицет (Меdusomyces Gisevi) – симбиоз уксуснокислых бактерий и нескольких видов дрожжей.

В России можно найти отходы производства, содержащие в незначительных количествах сахар (сахаросодержащие отходы). Если попытаться использовать их для получения биотоплива, то возможно увеличение его доли без дополнительных материальных затрат.

Если удастся получать этанол с помощью гриба из отходов, а не из сельскохозяйственных культур, то можно будет добиться уменьшения посевных площадей под технические культуры и удешевления продуктов питания, что в свою очередь приведет к росту экономики.

Биоэтанол

Биоэтанол – это обычный этанол, получаемый в процессе переработки растительного сырья для использования в качестве биотоплива. Его производство схоже с производством пищевого спирта.

Современная промышленная технология получения спирта этилового из пищевого сырья включает следующие стадии:

– подготовка и измельчение крахмалистого сырья – зерна (ржи, пшеницы и т.п.)

– ферментация. На подавляющем большинстве спиртовых производств мира ферментативное расщепление крахмала до спирта при помощи дрожжей оставлено. Для этих целей применяются рекомбинантные препараты альфа-амилазы, полученные биоинженерным путем – глюкамилаза, амилосубтилин.

– брагоректификация. Осуществляется на разгонных колоннах (например, «Комсомолец»). Отходами бродильного производства являются барда и сивушны масла. Барда используется для производства кормов.

Реальной альтернативой этанолу в наши дни становится биобутанол, так как он обладает более высоким энергетическим потенциалом, менее летуч и может использоваться в автомобилях без каких-либо изменений в конструкции их двигателей. Так, гибридное топливо БИО100 представляет собой смесь 65% биоэтанола с добавлением третбутилового эфира. Такое моторное топливо снижает на 1/3 тепловую нагрузку на двигатель, повышая тем самым сроки его эксплуатации.

В промышленных масштабах этиловый спирт получают из сырья, содержащего целлюлозу (древесина, солома), которую предварительно гидролизуют. Образовавшуюся при этом смесь пентоз и гексоз подвергают спиртовому брожению. В странах Западной Европы и Америки эта технология не получила распространения, но в СССР (ныне в России) существовала развитая промышленность кормовых гидролизных дрожжей и гидролизного этанола.

Биодизель

В основе технологии получения биодизельного топлива лежит реакция переэтерификации любого растительного масла, или животного жира, в присутвии катализатора в биодизель (метиловые эфиры жирных кислот). Биодизель получают из рапса и ряда других культур.

В Свердловской области в удаленных городах и селах в качестве топлива возможно использовать месторождения торфа, в том числе заброшенные торфяники.

Специалисты считают, что запасы торфа только в западной части России свыше 600 млн тонн.

Торф является ценным удобрением для нужд сельского хозяйства и топливом для малой энергетики. Торф, выпущенный в брикетах, дешевле угля, экологически чище, имеет большую теплоотдачу.

Но любое углеродное топливо сильно загрязняет окружающую среду как во время его добычи, так и в процессе переработки. Биотопливо хорощо тем, что его возможно получить, не загрязняя окружающую среду. Получение энергии из возобновляемых биологических источников является не только выгодным, но и экологически чистым. Это очень актуально в наше время. Используя биотопливо, мы делаем воду, воздух, почвы чище.

Экспериментальная часть

Была проведена попытка вырастить Чайный гриб – медузомицет (Меdusomyces Gisevi) – на продуктах отходов животноводства.

Положительный опыт производства концентрированного органического удобрения, метана и электроэнергии для нужд фермерского хозяйства был получен в Пермской области на предприятии ООО «ЭнергоРежим» (журнал «Эксперт» 4 – 10 апреля 2011 №13 (460)). Данное предприятие находится на полном самообеспечении. Газом заправляют автотранспорт, используют его в кухонных плитах, для обогрева помещений и теплиц. Трехфазный генератор на 6 кВт вырабатывает электроэнергию и защищает от перебоев с ней.

Мы пытались смешать отходы и гриб в соотношении 1:3. Был замечен процесс выделения газа, но в очень малых количествах. Температура процесса 37ºС.

Мы считаем, что температура была выбрана неудачно, т.к. выделение газа невелико и кратковременно. В настоящее время ведутся исследования в температурном режиме 27 – 28ºС. Пока наблюдается интенсификация процесса: бутылку со смесью за трое суток чуть не разорвало. Сейчас ведутся исследования по подбору оптимальной концентрации.

Метод получения биотоплива из отходов производства виски

Виски – движущая сила шотландской экономики – послужит основой топлива для транспортных средств. На британских АЗС оно появится в течение ближайших лет.

Сотрудники Эдинбургского университета Напьера, взяв за основу изделия завода «Гленкинчи» (Восточный Лотиан), разработали метод получения биотоплива из двух главных побочных продуктов процесса перегонки виски – барды (жидкие отходы) и отходов зерна.

Виски в Великобритании производится на £4 млрд в год. Отходы, чей объём даже страшно представить, – прекрасная основа для рынка нового биотоплива. Тем более что его можно использовать в обычных автомобилях, нисколько не меняя топливную систему. Кроме того, «новый бензин» пригодится и как топливо для самолётов, и как основа для полезных химических веществ – например, ацетона.

Метод переработки основан на изобретённом 100 лет назад способе получения бутанола и ацетона путём ферментации сахара. Просто шотландские учёные применили его к отходам от производства виски. Итоговый бутанол на 30% эффективнее традиционных видов биотоплива на этиловом спирте.

Профессор Мартин Тангни, руководитель проекта, отмечает, что использование отходов – экологически более устойчивый метод, чем выращивание сельскохозяйственных культур специально для превращения их в биотопливо. Его изобретение может внести существенный вклад в достижение цели ЕС: к 2020 году биотопливо должно составлять 10% от общего объёма продаж горючего.

Что относится и способы утилизации сельскохозяйственных отходов

Агропромышленный комплекс – лидер среди производственных отраслей по количеству образующихся вредных веществ. Отходы, получаемые при ведении сельского хозяйства, приводят к глобальному потеплению.

Без очистки, утилизации, переработки они отравляют почву, водоемы, негативно отражаются на атмосфере. При этом сельский «мусор» может быть сырьем для удобрений, кормов или топлива. Современные технологии позволяют организовать малоотходное или безотходное производство.

Что относится к отходам сельского хозяйства?

Доля сельскохозяйственных отходов растет ежегодно вместе с приростом населения Земли и увеличением производства пищевых продуктов. Для внедрения принципов бережливого производства каждому сельскому предприятию необходимо выявить наиболее вредные для экологии факторы, изучить многогранность проблемы рационального использования сырья.

Типы отходов сельскохозяйственной отрасли

Побочные продукты, получаемые при выращивании растений, разведении сельских животных, работе предприятий сферы АПК, относят к сельскохозяйственным отходам. Их опасность для окружающей среды, способы нейтрализации и утилизации напрямую зависят от типа.

Животноводство

Разведение сельских животных на частных подворьях, на специализированных предприятиях приводит к образованию основной массы отходов. На долю животноводства приходится более половины от общей массы отходов, образуемых в отрасли. При этом переработке подлежат не более десяти процентов вредных веществ. Основные виды отходов животноводства:

  • Продукты жизнедеятельности зверей и птиц – навоз или помет.
  • Неочищенные стоки.
    Мясоперерабатывающие и молочные производства связны с попаданием в канализацию кровяных телец, остатков внутренних тканей туш, иных твердых отходов. При отсутствии должных систем очистки они загрязняют водоемы, грунтовые воды.
  • Вредные газы.
    Негативно влияет на окружающую среду метан, образующийся в скоплениях навоза при складировании в ямы. Этот газ – одна из главных причин глобального парникового эффекта.

С помощью переработки можно снизить негативное воздействие отходов животноводства на сельскую экологию. К примеру, при контролируемом брожении навоз перерабатывается в биологическое топливо. Кости, внутренние органы, ткани животных путем сушки и измельчения превращаются в добавки для кормов. Из экскрементов производят удобрения.

Растениеводство

Отходы растениеводческой отрасли занимают 35% от общей массы. Основные сельские загрязнители:

  • Листья, стебли, шелуха, корни, другие неиспользованные части растений.
  • Сточные воды, загрязненные удобрениями.
  • Скопления газов, образующиеся при складировании отходов.

Самый эффективный способ переработки отходов растениеводческой отрасли сельского хозяйства – биоконверсия. Контролируемое брожение позволяет получать натуральные удобрения, биотопливо. Часть растительной массы также может использоваться в качестве корма для сельских животных и птиц.

Технологии утилизации отходов сельского хозяйства

Принципы бережливого и экологичного производства базируются на современных технологиях. Они позволяют утилизировать, перерабатывать отходы сельского сектора. Существуют современные способы утилизации разных видов отходов сельскохозяйственного производства, которые признаны экологически безопасными.

Вывоз на поля

Проверенный веками способ утилизации навоза имеет плюсы и минусы. Коровий, конский навоз с подсобных хозяйств допустимо вывозить в поля необработанным для постепенного образования перегноя, удобрения почвы.

При этом свиные, куриные экскременты могут нанести вред почве. Из-за повышенной кислотности, наличия антибиотиков, устойчивых к их воздействию микроорганизмов можно испортить экосистему плодородных слоев грунта.

Компостирование

Соблюдение технологии позволяет получить из мусора удобрение. Для этого необходимы специальные площадки, оборудование, запасы материалов, помогающих снизить количество влаги в сырье: торфа, соломы, других.

Компостирование помогает получить биогумус из жидкого куриного помета и торфа. В зависимости от технологии процесс занимает от пяти дней до двух месяцев. Для ускорения прибегают к помощи полезных бактерий, других микроорганизмов, форсирующих переработку помета.

Помет в качестве корма

Научные исследования подтверждают: организм животного не переваривает, в среднем, 40% питательных веществ, содержащихся в корме. Животное выделяет их с пометом. Эти данные привели к идеям о повторном использовании навоза как корма для птиц, зверей. Для этого проводят очистку, дезинфекцию, обезвоживание экскрементов.

Птичий помет механически очищают от бесполезных примесей, обеззараживают нагреванием. Коровий и свиной навоз ферментируют, затем смешивают с сеном, кукурузной мукой, другими ингредиентами для получения силоса.

Полученные смеси эффективны при откорме бычков, свиней, птиц.

Биоэнергетические методы утилизации

Комплексный подход к утилизации открывают биоэнергетические технологии, направленные на:

  • Переработку отходов животноводства.
  • Захват вредных газов.
  • Получение биологического топлива в жидком, твердом, газообразном видах.
  • Создание удобрений.

Установки работают на:

  • Навозе.
  • ТБО.
  • Остатках сельскохозяйственных кормов.
  • Загрязненных стоках, тушах и их частицах.
  • Использованных подстилках для зверей и птиц.

Путем поэтапного повышения температуры и разделения продуктов брожения получают твердые удобрения, газ для работы ТЭЦ мини-формата, газомоторное топливо для сельскохозяйственных машин, промышленных охладителей, жидкие аналоги дизельного топлива, другие продукты.

Вермикультура

Прогрессивная экологичная технология, основанная на выращивании червей. В западных странах чаще используют калифорнийскую породу, в России – червей-старателей. В нетоксичных продуктах животноводства – от помета до иловых отложений сточных труб – выращиваются колонии червей. Съедая лишнее, они создают безопасный биогумус –удобрение.

Сама масса червей используется для подкормки животных и птиц.

Рыбоводно-биологические пруды

Каскад из прудов-накопителей в четыре этапа перерабатывает неочищенные стоки сельскохозяйственного производства в чистую воду для технических нужд.

В первый пруд направляются стоки с навозом и другими отходами. Отстаиваясь, они расслаиваются на твердые вещества – удобрения – и жидкую фракцию. Ее поедают специально запущенные в пруд виды планктона и водорослей.

Читайте также:  Газовые теплогенераторы для воздушного отопления – особенности и виды

Во втором водоеме водоросли насыщают стоки, прошедшие первую ступень очистки, кислородом. Избытки экологически чистых водорослей вылавливают и скармливают скоту.

При попадании в третий пруд водоросли становятся пищей для ракообразных и червей.

Четвертый – заключительный пруд – для разведения рыбы. Мальки кормятся зоопланктоном и растениями из третьего пруда. Чаще разводят толстолобика, пища которого – растения, и карпа, предпочитающего рачков и червей.

Использование личинок мух

На массах органических отходов – навозе птиц и животных – разводят личинок мух. Колония за неделю увеличивается в объеме до 500 раз. Личинки используются для кормления скота, птиц, рыбы, а продукты жизнедеятельности перерабатываются в удобрения.

Биотопливо: как эффективно использовать отходы сельского хозяйства

Рано или поздно невозобновляемые полезные ископаемые, которые сейчас используются в качестве топлива, будут полностью исчерпаны. Поэтому уже сейчас по всему миру внедряются различные технологии, использующие биотопливо. Оно может заменить традиционные источники энергии в большинстве сфер человеческой деятельности, а для его получения достаточно переработать особым образом отходы сельского хозяйства.

Биологическое топливо – новый экологичный вид энергоносителя

Общие положения

Основные понятия

Начнем с определения того, что такое биотопливо. Рассматриваемый вид энергоносителя является полностью органическим и при наличии соответствующего оборудования может использоваться для отопления жилых домов, заправки автомобилей, питания промышленных установок и так далее.

Газообразное, жидкое или твердое биотопливо может производиться из различных сельскохозяйственных растений (например, из рапса), а также продуктов жизнедеятельности животных и человека (биотопливо из навоза). То есть, сырьем для его изготовления служат, как правило, те продукты, которые ранее отправлялись на свалку.

Сырьем для производства биотоплива служит органика

Кроме того, к преимуществам рассматриваемого типа энергоносителей можно отнести их экологичность. При сгорании выделяется намного меньше вредных веществ, влияющих на состояние окружающей природной среды. Это выгодно отличает котлы на биотопливе от отопительного оборудования на солярке или газе, которые славятся своими канцерогенными выхлопами.

Но биологическое топливо имеет и существенные недостатки:

  • низкая теплоемкость – жидкое биотопливо, сгорая в теплообменнике, выделяет меньшее количество тепла, чем аналогичный объем бензина или дизельного топлива;
  • высокая себестоимость производства – современные технологии еще не позволяют производить биотопливо – жидкое, твердое или газообразное – в промышленных масштабах, потому его цена несколько выше, чем традиционных энергоносителей;
  • сильные коррозийные свойства – растительные масла и животные жиры, входящие в состав органических энергоносителей, оказывают сильное разрушительное воздействие на механизмы, что затрудняет их использование в двигателях внутреннего сгорания и других подобных системах.

В настоящее время получение биотоплива с менее агрессивными свойствами и более дешевыми способами является одним из приоритетных направлений научных исследований ученых всего мира. Огромный прогресс в этой области позволяет с уверенностью говорить, что от большинства недостатков этого вида энергоносителей можно будет избавиться в ближайшее время.

Органическое топливо не лишено недостатков

Уже сейчас широко используется биотопливо для теплиц и других агротехнических сооружений. Газ, полученный в результате переработки навоза, или пеллеты применяются для создания комфортного микроклимата, в котором произрастают различные сельскохозяйственные культуры. (См. также статью Отопление теплицы зимой: особенности.)

Обратите внимание!
В отличие от природной нефти и газа, которые добываются только в местах их залегания, биотопливные установки не привязаны к месторождениям и могут быть установлены в любой точке нашей страны.

Поколения биотоплива

Еще на заре исследований, связанных с разработкой энергоносителей из отходов сельского хозяйства, ученые высказывали опасение, что в будущем, когда биологическое топливо получит широкое распространение, могут возникнуть продовольственные проблемы. Это возможно, если сельскохозяйственные культуры (кукуруза, рапс, маис) будут использоваться не по прямому назначению, а для перегонки в топливо.

Чтобы избежать этого, ученые искали другие биотопливные источники энергии. В результате их исследований появилось биотопливо второго поколения и более новые его разновидности.

К ним относятся вещества, получаемые не из самих растений, а из их отходов: листьев, шелухи, корневищ и так далее. Ярким представителем этой разновидности теплоносителя является биотопливо из опилок и навоза – газ, состоящий из метана и углекислоты, который в обиходе носит название «канализационного».

По составу он абсолютно идентичен природному ископаемому метану. После того как из него будут удалены ненужные элементы, он может использоваться с целью получения этанола для печей, отапливающих те или иные сооружения.

На фото – водоросли, из которых производится органическое топливо

Наиболее инновационное биотопливо – презентация которого проходила не так давно – производится из водорослей. Эти подводные растения могут выращиваться в водоемах, которые не подходят для сельскохозяйственных нужд. Боле того, их можно культивировать в так называемых фитобиореакторах.

По мере развития эти организмы образуют молекулярные структуры, напоминающие по своему строению структуру нефти. Биотопливо из водорослей – наиболее перспективная разработка, однако, до ее практического применения еще очень далеко.

Обратите внимание!
К положительным моментам использования водорослей можно отнести и то, что в процессе своей жизнедеятельности они поглощают углекислоту, уменьшая объем парникового газа в атмосфере нашей планеты.

Установка для производства органического энергоносителя из водорослей

Разновидности биотоплива

Биотопливные источники энергии, несмотря на перечисленные в предыдущих разделах недостатки в составе и технологии производства, используются уже сейчас. В некоторых областях человеческой деятельности они заменяют электричество. Существуют даже целые котельные на биотопливе, с помощью которых осуществляется обогрев жилых зданий, помещений коммерческого и производственного назначения.

Сейчас наиболее широко распространены следующие виды биотоплива:

Остановимся на рассмотрении каждого из них более подробно.

Жидкое

Это тоже один из видов биологического топлива

Одной из наиболее подходящих для производства биологического топлива сельскохозяйственных культур является рапс.

Изготовление энергоносителя происходит по следующей схеме:

  • собранный рапс проходит тонкую очистку, в результате которой из него удаляется мусор, почва и другие посторонние элементы;
  • после этого растительное сырье измельчается и отжимается до получения жмыха;
  • далее происходит этерификация рапсового масла – с помощью специальных кислот и спиртов из этого вещества добываются летучие эфиры;
  • в конце осуществляется очистка полученного биодизельного топлива от ненужных примесей масла.

Совет!
Полученное вещество подходит для самостоятельного применения, а также может использоваться как добавка для дизеля, позволяющая снизить вредные выбросы в атмосферу.

Жидкое топливо производится из рапса

Кроме того, широко распространено биотопливо Е-95, которое заменяет традиционный бензин. Этот вид энергоносителя состоит из этилового спирта с добавками, снижающими коррозийное воздействие на металлические и резиновые части двигателей внутреннего сгорания, установленные в автомобилях.

Преимущества биологического бензина состоят в следующем:

  • стоимость этого вида топлива ниже традиционного;
  • при его использовании увеличивается срок эксплуатации масла и фильтрующих элементов;
  • сгорание биотоплива не приводит к образованию на свечах зажигания налета, препятствующего прохождению искры;
  • двигатель внутреннего сгорания, работающий на биобензине, не выделяет в атмосферу вредные вещества;
  • этанол хуже воспламеняется и не взрывается во время дорожно-транспортных происшествий;
  • органический бензин детонирует при меньшей температуре, потому двигатель автомобиля не перегревается в теплое время года.

Органический бензин поможет справиться с экологическими проблемами

Несмотря на перечисленные выше плюсы, жидкое биологическое топливо имеет несколько недостатков, препятствующих его широкому внедрению в хозяйственную деятельность:

  • При использовании органического бензина двигатели внутреннего сгорания и другое оборудование быстро выходит из строя, так как вещества, входящие в состав природного энергоносителя, вызывают коррозию и портят резиновые прокладки агрегатов. Эффективных способов борьбы с этим явлением пока не найдено.
  • Для полной замены ископаемого топлива на биологическое необходимо значительно расширить площади сельскохозяйственных угодий, что в настоящее время невозможно. Кроме того, площадь земли, пригодной для выращивания растений, ограничена. Решением проблемы может служить топливо третьего поколения, работы над разработкой которого еще не завершены.

    Твердое

    Кроме жидкого биотоплива, заслуженное признание среди потребителей по всему миру получили твердые органические энергоносители.

    Их особенности состоят в следующем:

  • Изготавливаются из различного сырья биологического происхождения. Это могут быть как органические отходы жизнедеятельности человека и животных, так и части различных растений.
  • Суть технологического процесса производства твердого биотоплива состоит в эффективном использовании тех или иных способов расщепления целлюлозы. В настоящее время проводится множество исследований, целью которых является повторение природных процессов расщепления, происходящих в пищеварительном тракте живых организмов.
  • Для изготовления твердого органического топлива используется так называемая биологическая масса, имеющая определенную консистенцию и пропорции. Готовый продукт получается путем удаления из сырья влаги и последующего прессования.

    Разновидности твердого биотоплива

    Чаще всего твердый энергоноситель поставляется в следующих формах:

    Самостоятельное производство биологического топлива

    Необходимое сырье

    Биотопливо своими руками изготовить достаточно просто. Для этого необходимо большое количество навоза и не очень сложное оборудование, которое можно заказать в специализированных фирмах.

    Затраты, которые вы понесете на начальном этапе, окупятся в течение нескольких последующих лет. А котельная на биотопливе, обогревающая не только агротехнические и животноводческие помещения, но и жилой дом, позволит существенно сэкономить на оплате коммунальных услуг.

    Наиболее подходящим с энергетической точки зрения является конский навоз. Однако не каждое фермерское хозяйство занимается разведением этих животных, потому в установках по производству биогаза могут использоваться отходы жизнедеятельности других животных.

    Сырье для самостоятельного изготовления биогаза

    В технологическом процессе могут применяться следующие органические смеси:

    • отходы жизнедеятельности коней, смешанные с торфом или соломой;
    • навоз, перемешанный со стеблями, оставшимися после переработки льна;
    • навоз, смешанный с органическими отходами человеческой жизнедеятельности;
    • коровий помет, смешанный с конским в соотношении 50/50;
    • отходы жизнедеятельности коров, смешанные с опилками;
    • навоз коней, перемешанный с опавшей листвой деревьев.

    Перед тем как сделать биогаз, сырье необходимо поместить в герметичный бункер, где оно будет подвержено процедуре брожения в течение продолжительного промежутка времени. После этого лишняя жидкость из биологической смеси выпаривается, а образующийся биометан используется для удовлетворения тех или иных хозяйственных нужд.

    Самодельная биотопливная установка

    Следующая инструкция рассказывает о технологии самостоятельного изготовления агрегата, который может использоваться для производства биологического топлива.

    Необходимо проделать следующее:

  • Прежде всего, вырыть котлован нужного вам размера (зависит от количества имеющегося сырья).
  • Стены ямы желательно укрепить бетонными кольцами. Это предотвратит осыпание почвы. Стыки следует тщательно герметизировать бетонным раствором с добавлением пластификаторов, исключающих появление протечек, через которые может улетучиться вырабатываемый биогаз.
  • Сверху конструкция герметично накрывается куполом, в котором проделываются отверстия и устанавливаются трубопроводы, необходимые для подачи газа к потребителям.
  • Чтобы увеличить эффективность установки, в резервуаре можно смонтировать нагреватели в виде змеевиков, работающих от электричества.

    Обратите внимание!
    Для использования органического газа необходимо модернизировать отопительное оборудование или реконструировать горелки так, чтобы в камеру сгорания поступало большее количество кислорода.

    Установка для получения биогаза

    Процесс получения биологического топлива заключается в следующем:

    • в резервуар закладывается органическое сырье (подробно его состав рассмотрен в предыдущем разделе);
    • также туда необходимо долить воду, увеличив влажность органики до 70%;
    • после этого следует включить нагревательный элемент и увеличить температуру навоза до 35 градусов;
    • после начала брожения температура смеси повыситься еще больше, в результате чего начнет газ, который и используется для питания тех или иных потребителей.

    Органическое топливо для каминов

    Помимо биогаза и органического бензина, использование которых еще не сильно распространено, ощутить все прелести применения биотоплива можно уже сейчас. Речь идет о жидкости Planica fanola, которая специально разработана для использования в биокаминах и может применяться без обустройства дымохода и специальной вентиляции.

    Сгорая, этот вид топлива не образует гари и дыма, а также не выделяет вредных веществ, которые могут причинить вред организму человека.

    Один литр жидкости, подожженный в специальной емкости, устанавливаемой в камине для биотоплива, может гореть в течение как минимум 6 часов с выделением тепла, мощность которого равна 3 кВт энергии. Это почти в два раза больше, чем более распространенные, но менее экологичные дрова.

    Органическое топливо для использования в каминах

    Вывод

    Биологическое топливо – одна из перспективных разработок, все преимущества которой будут по достоинству оценены в будущем. Однако это не мешает вам использовать самостоятельно изготовленное биотопливо для парника или бани. Более подробно об этом вы можете узнать из видео, представленного вашему вниманию ниже.

    Понравилась статья? Подписывайтесь на наш канал Яндекс.Дзен

  • Ссылка на основную публикацию
    ×
    ×