Ви є тут
Оптимізація технологічного процесу фермерської біогазової установки
Біомаса вважається одним з найперспективніших альтернативних джерел енергії сучасності. Ефективним методом очищення і перероблення будь-яких тваринницьких ферм є метанове бродіння з отриманням біогазу. Водночас вирішується і питання охорони навколишнього середовища. Біогазова технологія дозволяє прискореними методами отримати за допомогою анаеробного бродіння натуральне біодобриво, яке містить біологічно активні речовини. Питання використання метанового бродіння є актуальним. Тому метою дослідження є визначення оптимальної тривалості бродіння гною в біореакторі фермерської установки. Для дослідження було використано біогазову установку фермерського типу із загальним об’ємом реактора – 51,3 м3 , де об’єм рідкого, гною в реакторі – 40,8 м3 . Дослідження процесу роботи біореактора проводилося за 4 режимами роботи: І режим роботи: доза завантаження – 2,5 м3 /добу, тривалість бродіння – 16 діб; ІІ – 4 м3 /добу, – 10; ІІІ – 5,5 м3 /добу, – 7; ІV – 7 м3 /добу, – 6. Для всіх режимів роботи: температура бродіння – 32 о С; надлишковий тиск біогазу в реакторі – 0,005 МПа; кратність завантаження – 1 раз / добу. За результатами досліджень отримано наступні показники якості виконання технологічного процесу для 4 режимів роботи: І – вихід біогазу – 16 м3 /добу, максимально можливий вихід біогазу (теоретичний) – 20,4 м3 /добу, питомий вихід біогазу з одиниці об’єму завантаженої маси – 6,4 м3 /м3 ; ІІ – вихід біогазу – 28,5 м3 /добу, максимально можливий вихід – 36,7 м3 /добу, питомий вихід – 7,1 м3 /м3 ; ІІІ – вихід біогазу – 34,5 м3 /добу, максимально можливий вихід – 42,3 м3 /добу, питомий вихід – 6,3 м3 /м3 ; ІV – вихід біогазу – 35,5 м3 /добу, максимально можливий – 44,5 м3 /добу, питомий вихід – 5,1 м3 /м3 . Визначено залежність виходу біогазу від дози сухої органічної речовини (СОР) завантаження біореактора: І режим роботи: добова доза завантаження – 1,75 кг СОР/м3 реактора, фактичний вихід біогазу – 0,22 м3 /кг СОР, максимально можливий вихід біогазу (теоретичний) – 0,28 м3 /кг СОР; ІІ: добова доза завантаження – 3,19 кг СОР/м3 , фактичний вихід біогазу – 0,21 м3 /кг СОР, максимально можливий вихід – 0,27 м3 /кг СОР; ІІІ: добова доза завантаження – 4,18 кг СОР/м3 реактора, фактичний вихід біогазу – 0,19 м3 /кг СОР, максимально можливий вихід – 0,23 м3 /кг СОР; ІV: добова доза завантаження – 5,95 кг СОР/м3 реактора, фактичний вихід біогазу – 0,15 м3 /кг СОР, максимально можливий вихід – 0,19 м3 /кг СОР. Отримані дані добового виходу біогазу за чотирма досліджуваними режимами завантаження свідчать, що за цієї характеристики гною, завантаженого в реактор, більш ефективна робота установки забезпечується за добових доз завантаження 10–13 % від об’єму сировини в біореакторі за добового завантаження реактора 4,0–5,5 м3 з тривалістю бродіння 10–7 діб. На практиці тривалість бродіння вибирають залежно від температури: при 25–40 о С (32 о С) за інтервалів від 10 до 20 діб. Результати дослідження дають змогу рекомендувати, за температури 32 о С скоротити тривалість бродіння з 10–20 діб до 7–10 діб, що збільшує продуктивність біогазової установки за масою збродженого гною.
Ключові слова: біогазова установка, біореактор, біогаз, біодобрива, відходи ферми, біомаса, метанове бродіння.
- Гелетуха Г.Г., Кучерук П.П., Матвеєєв Ю.Б. Перспективи виробництва та використання біогазу в Україні. Аналітична записка БАУ. 2013. № 4. URL:http:www.uabio.orgimgfilesdocspositionpaper-uabio-4-ua.pdf.
- Goncharuk I.V. Biogas production in the agricultural sector – a way to increase energy independence and soil fertility”. Agrosvit. 2020. № 1 5. P. 18–29.
- Калетнік Г.М., Здирко Н.Г., Фабіянська В.Ю. Біогаз в домогосподарствах – запорука енергонезалежності сільських територій України. Економіка. Фінанси. Менеджмент: актуальні питання науки і практики. 2018. № 8. С. 7–22.
- Kaletnik G., Lutkovska S. Innovative Environmental Strategy Sustainable Development. Europen Journal of Sustain-able Development. 2020. № 9. 2. P. 89–98.
- Kaletnik G. Production and use of biofuels: Second edition, supplemented: textbook. Vinnytsia: LLC “Nilan-Ltd”, 2018. 336 p.
- Токарчук Д.М. Економіко-екологічні вигоди застосування біогазових установок у домогосподарствах. Економіка. Фінанси. Менеджмент: актуальні питання науки і практики. 2018. № 6. С. 39–49.
- Ходаківська О.В., Шпикуляк О.Г. Інститути «зеленої» економіки у забезпеченні сталого розвитку агросектору: теоретичний вимір. БізнесІнформ. 2017. № 9. С. 13–18.
- Шпикуляк О.Г., Іванченко В.О. Досвід Німеччини у розвитку енергетичних кооперативів перспективи для України. Економіка АПК. 2018. № 8. С. 92–101.
- Process Design of the Biogas Upgrading to Biomethane Using Green Hydrogen ̸ N. Pierro et al. Chemical Engineering Transactions. 2023. No 100.
- Гончарук І.В., Вовк В.Ю. Виробництво біометану з агробіомаси в Україні: проблеми та перспективи. Подільський вісник: сільське господарство, техніка, економіка. Економічні науки. 2022. № 2 (37). С. 65–72.
- Калетнік Г.М., Токарчук Д.М. Ефективність вирощування енергетичних культур та їх переробки на біопаливо в контексті забезпечення енергетичної автономії аграрних підприємств. Економіка, фінанси, менеджмент: актуальні питання науки і практики. 2021. № 1. С. 7–25.
- Купчук І.М., Гонтарук Я.В., Присяжнюк Ю.С. Перспективи підвищення рівня енергетичної автономії переробних підприємств АПК України за рахунок виробництва біогазу. Техніка, енергетика, транспорт АПК. 2022. № 3 (118). С. 59–73.
- Трипольська Г. Перспективи державної підтримки розвитку галузі біометану в Україні до 2040 року. Економіка і прогнозування. 2021. № 2. С. 128–142.
- Гелетуха Г.Г., Желєзна Т.А., Драгнєв С.В., Гайдай О.І. Десять кроків України для відмови від російського природного газу: аналітична записка UABIO № 28. Київ, 2022. 47 с.
- Пришляк Н.В. Досвід у будівництві індивідуальних біогазових установок. Економіка АПК. 2011. № 1. С. 165–169.
- Пришляк Н.В. Відновлювальна енергетика в Індії: сучасний стан та перспективи розвитку. Інвестиції: практика та досвід. 2018. № 21. С. 15–20.
- Економічна політика України / Міністерство економічного розвитку і торгівлі України. URL:http://www.me.gov.ua/control/uk/publish/ category/main?cat_id=133291.
- Гуцюляк В.Д. Біоконверсія органічних відходів для отримання біогумусу, біогазу, біоло[1]гічних речовин і охорона навколишнього середовища. Захист рослин. 1992. № 1. 61 с.
- Біопаливо – альтернатива газу. URL:www. ecoclub.kiev.ua.
- Баадер В., Доне Е., Бренндерфер М. Біогаз: теорія і практика. К.: Колос, 1982. 148 с.
Долучення | Розмір |
---|---|
senchuk_2_2024.pdf | 687.92 КБ |