Шляхи підвищення енергетичної ефективності біогазової установки

Abstract

UA: В статті представлені технологічні схеми та конструктивні рішення способів підвищення виходу товарного біогазу при анаеробній переробці органічних відходів сільського господарства. При цьому проаналізовані наступні методи підвищення енергоефективності систем генерації енергії на основі анаеробної обробки відходів тваринництва, як: добавка до оброблюваних відходів високоенергетичних субстратів (зерно, силос, конюшинна суміш тощо); пряма рекуперація теплової енергії (субстрат/ефлюент); рекуперація теплової енергії із використанням термотрансформаторів; добавка до оброблених відходів високоенергетичних субстратів; попереднє аеробне нагрівання субстрату. Використання засобів підвищення енергетичної ефективності біогазових установок дозволить значно розширити сферу їх застосування в АПК при обробці органічних відходів різного складу, проте рішення про використання того чи іншого методу має прийматись виходячи з конкретних умов сільськогосподарського підприємства. EN: The work presents technological schemes and constructive solutions for ways to increase the yield of marketable biogas during anaerobic processing of organic agricultural waste. At the same time, the following methods of increasing the energy efficiency of energy generation systems based on the anaerobic treatment of animal husbandry waste were analyzed, such as: addition to processed waste of high-energy substrates (grain, silage, clover mixture, etc.); direct heat energy recovery (substrate/effluent); thermal energy recovery using thermotransformers; additive to processed waste of high-energy substrates; preliminary aerobic heating of the substrate. Solid substances, the density of which is significantly different from the density of the liquid, lead to the formation of sediment (sedimentation) or crust, which is facilitated by flotation. Mechanical-hydraulic problems associated with this, as well as a decrease in the productivity of the gas generation process, may lead to the need for large expenditures of technical means and energy to solve them. The main disadvantage of heat energy recovery using thermotransformers is the formation of deposits on heat exchange surfaces from manure, which leads to significant losses of thermal power or the need for a significant increase in expensive heat exchange surfaces. Another disadvantage is the low intensity of the main processes that determine the productivity of the technological line "receiving tank - bioreactor - settling tank". The disadvantage of preliminary aerobic heating of the substrate is that liquid substrates require a lot of energy to provide air with simultaneous intensive mixing, and this, in turn, negatively affects the overall energy balance. Additional costs, both for energy and funds, also increase significantly in this case. The use of means of increasing the energy efficiency of biogas plants will allow to significantly expand the scope of their application in the agricultural sector in the treatment of organic waste of various composition, but the decision to use one or another method should be taken based on the specific conditions of the agricultural enterprise.