Сжигание подстилочного помета: за и против (продолжение)

Нашли, что искали? Поддержите сайт:

Газификация (пиролиз) подстилочного помета.

Газификацией (пиролизом) называется термическое разложение органических веществ при недостатке кислорода. Газификация или пиролиз помета, как подстилочного, так и бесподстилочного, считается перспективным направлением его энергетического использования, который по мнению некоторых специалистов имеет ряд преимуществ по сравнению с переработкой помета в биогазовых установках, в частности:



style="display:inline-block;width:336px;height:280px"
data-ad-client="ca-pub-4037835599918832"
data-ad-slot="7553000704">

— Более высокий КПД преобразования биомассы в полезную энергию (в биогазовых установках не более 50 %, в ​​пиролизных до 85 %);

— Всесезонность, поскольку эффективность выработки генераторного газа практически не зависит от внешних условий;

— Компактность, меньше металлоемкость используемого оборудования;

— Меньше транспортные расходы на всех стадиях процесса утилизации отходов;

— Возможность превращения в газ и электроэнергию помета, содержащий лигнинвмищуючи добавки ( стружку, солому и т.д. );

— Безотходность процесса утилизации;

— Возможность практически полной автоматизации процесса переработки, низкие эксплуатационные расходы;

— Универсальность применяемого оборудования, возможность его использования для сжигания любых видов биомассы;

— Высокая экологичность применяемой технологии.

В результате пиролиза помета при температуре 300−800 ºС получают парогазовую смесь, которая состоит из смеси горючих газов (так называемый генераторный или пиролизный газ), углеподобный твердый остаток (полукокс) и золу. Генераторный газ используют для поддержания работы самой пиролизной установки, получения тепловой энергии для хозяйственных нужд, для замены природного или сжиженного газа в различных устройствах, для производства электроэнергии, а после соответствующей подготовки — и как топливо в двигателях внутреннего сгорания. Углеподобный остаток также используют в качестве топлива в самой пиролизной установке или для изготовления топливных брикетов. Золу используют как удобрение, в металлургической и в строительной промышленности.

Средняя теплота сгорания генераторного газа — 1200 ккал/м3 ( 5030 кДж/м3 ). Его усредненный компонентный состав приведен в таблице 5. После соответствующей обработки можно получить генераторный газ с повышенным содержанием горючих газов.

Таблица 5. Компонентный состав генераторного газа от газификации ПП

Название компонента

Содержание, % по объему

Угарный газ (СО)

16−18

Водород (Н2)

16−18

Метан (СН4)

2−3

Азот (N2)

59−62

Другие газы

менее 2

Процесс газификации имеет суммарный КПД до 80%. Из 1 кг ПП в пересчете на сухое вещество получают в среднем 2 м3 генераторного газа общей теплотворной способностью 2400 ккал.

Пиролизные котлы, в том числе и бытовые, в которых можно сжигать и ПП, сейчас выпускают многие производители, в том числе и в Украине («Мотор Сич» и др.). К ведущим производителям промышленного оборудования для газификации различных органических отходов, в частности помета, принадлежат уже упомянутая компания LLC «Abono Group», ООО «ЦентрИнвестПроект» (г. Москва ), компании «Flex Technogies» (Великобритания), «Planitec srl» (Италия). Последняя поставляет мини — ТЭЦ в диапазоне мощностей от 60 кВт до 1 МВт.

Подготовка помета в установках этой компании для последующей газификации предусматривает:

— Подсушивание сырья до относительной влажности 12−15 %;

— Удаление посторонних металлических примесей;

— Измельчение помета до частиц не более 3 см;

— Дозированное добавление известняка для нейтрализации кислот, образующихся при газификации.

Для подсушивания помета используется обратимое тепло, образующееся при отведении генераторного газа и тепло, отводимое от системы охлаждения газотурбинного двигателя.

Показатели работы мини — ТЭЦ, рассчитанной на переработку ПП от одного птичника на 50 тыс. кур-несушек или бройлеров приведены в таблице 6. Стоимость оборудования мини — ТЭЦ составляет около 200 тыс. евро.

Таблица 6. Показатели работы мини — ТЭЦ производительностью 900 т ПП за год

Наименование показателей

Значение показателей

Время работы ТЭЦ в сутки, час. 2

24

Время работы ТЭЦ за год, час. 8000

8000

Общее количество помета, перерабатываемого за год, тонн

900

Количество помета, перерабатываемого в сутки, тонн

2,7

Средняя влажность помета, %

30

Производится электрической энергии в час, кВт — ч.

75

Тепловая мощность для внешнего потребителя, кВт (Гкал х час.)

100(0,086)

Тепловая мощность, потребляемая для собственных нужд, кВт (подсушивание помета, поддержание работы газогенератора), кВт (Гкал х час.).

50(0,043)

Выход золы в год, тонн

135

Оборудование мини — ТЭЦ позволяет обеспечить производство с 1 кг ПП 0,8 кВт электрической энергии с КПД 27%, производство тепловой энергии для системы отопления в виде горячей воды с КПД 45 %, соответствие газообразных выбросов в атмосферу действующим требованиям экологического законодательства.

Основные недостатки пиролизных котельных агрегатов по сравнению с агрегатами прямого сжигания — выше в 1,5−2 раза цена оборудования, несколько сложнее эксплуатация.

Использование ПП для получения топливных гранул или брикетов.

Как уже упоминалось, использование получаемой при сжигании помета тепловой и электроэнергии на месте не всегда возможно. Продать электроэнергию возможно, но сложно и дорого подключиться к общей электросети. В этом случае целесообразно применять такой вариант энергетического использования помета, как изготовление из него топливных гранул или брикетов. Наиболее подходящий для этих целей ПП влажностью не более 30%. Технологическая линия изготовления гранул уже упоминавшейся выше компании «Planitec srl» предусматривает измельчение ПП, подсушивание до влажности 15−18 %, гранулирования или брикетирования, охлаждения и затаривания, очистки парогазовых выбросов. Стоимость установки подсушивания и гранулирования на 2 т гранул в час составляет около 3,7 млн. грн. Полученные гранулы можно использовать в твердотопливных котлах любого типа, в том числе в бытовых, а также в качестве удобрения. Они могут храниться длительное время без потери своих полезных свойств. Характеристики гранул из помета по сравнению с другими видами топлива приведены в таблице 7.

Таблица 7. Сравнительные характеристики видов топлива

Вид топлива Теплота сгорания, МДж \ кг Содержание серы, % Содержание золы, % Цена за 1 кг Стоимость полученного тепла, грн./ГДж
Каменный уголь

20

2

20

1,5

75

Гранулы из ПП

18

0,1

8

1,0

56

Природный газ *

36

0,0

0

4,7

131

Гранулы из дерева

17,5

0,1

1

1,5

86

Гранулы из соломы

14,5

0,2

4

1,0

69

* — В расчете на 1 м3.

По данным российских производителей, срок окупаемости оборудования для изготовления гранул составляет около 4 лет, в Украине же, в связи с высокими ценами на природный газ и другие виды топлива по сравнению с российскими, по нашим подсчетам он не должен превышать 2−2,5 лет.

Выводы:

1. Переработку подстилочного помета для получения энергии можно рассматривать как экономически обоснованную альтернативу переработке его в органические удобрения в птицеводческих предприятиях, не имеющих в достаточном количестве собственных земель сельскохозяйственного назначения.

2. Прямое сжигание подстилочного помета для получения тепловой или электроэнергии целесообразно применять в птицеводческих хозяйствах, могут обеспечить их рациональное использование или реализацию.

3. Газификацию (пиролиз) подстилочного помета рекомендуется применять при возможности комплексного использования или реализации всех получаемых продуктов.

4. Переработка подстилочного помета в топливные гранулы или брикеты позволяет расширить рынки сбыта продукции и возможности ее использования (прямое сжигание, пиролиз, как удобрения).

Мельник В.А., Институт птицеводства НААН

Популярность: 14%

Пообсуждать статью!

Просмотров: 178

Оставить комментарий или два

Оповещать о новых коментариях по RSS

При публикации материалов сайта, публикатор обязан разместить ссылку на источник.