Расчет выхода биогаза и удобрений

Исходя из условий выбранной биогазовой установки, система анаэробного сбраживания полужидкого навоза КРС применяем следующие технологические параметры установки:

• Температурный режим (мезофильный) 33 – 41⁰ С;

• Доза загрузки реактора до 10 %;

• Степень распада органического вещества 40%;

• Время протекания полного цикла сбраживания 20 – 60 суток;

• Выход биогаза на 1 килограмм сухого вещества 0,250 - 0,340 м³;

• Выход удобрений на 1 килограмм сухого вещества 0,3 кг;

• Выход осветленной воды на 1 килограмм сухого вещества 0,2 кг;

• Влажность используемого в качестве сырья, навоза КРС равна 85%.

Соответствие количества свежего навоза 1 кг сухого вещества, кг:

= 100: (100% - W %), (4.5)

где - W% влажность используемо навоза.

М_навоза = 100:(100% - 85%) 6,6 (кг)

Значит, с 6,6 килограмма свежего навоза (эквивалент 1 килограмма сухого вещества), мы получаем 0,250 - 0,340 м³ биогаза, а с 1 килограмма свежего навоза КРС выход биогаза будет в 6.6 раза меньше.

Выход биогаза из 1 килограмма свежего навоза, м³;

V_бг.кг = w / М_навоза , (4.6)

где w – выход биогаза из 1 килограмма сухого вещества, м³.

V_{бг. кг} = 0, 25 / 6,6 = 0,037 (м³)

Выход биогаза из 1тонны свежего навоза составит, м³ ;

V_{бг. т} = V_{бг. кг} 1000, (4.7)

V_{бг. т} = 0, 037 1000 = 37 (м³)

Количество биогаза получаемое из среднесуточного выхода навоза, м³;

V_бг.сут = V_бг.кг , (4.8)

V_бг.сут = 0,037 8010 = 296,37 (м³)

Количество биогаза получаемое из годового выхода навоза, м³;

V_бг.год = V_бг.кг , (4.9)

V_бг.год = 0,037 2382975= 88170,07 (м³)

Теплота сгорания биогаза составляет от 21 до 27,2 МДж/м³. По теплоте сгорания 1 м³ биогаза эквивалентен: 0,8 м³ природного газа, 0,7 кг мазута, 0,6 кг бензина, 1,5 кг дров (в абсолютно сухом состоянии), для получения 1 кВт*ч электроэнергии – 0,7 - 0,8 м³.

Полученное количество биогаза 88170,07 м³ равняется: 1851571,47 МДж; 70536,05 м³ природного газа; 61719,04 кг мазута; 52902,04 кг бензина или 61719,04 кВт*ч электроэнергии.

Если сравнить эти данные с электропотреблением предприятия за прошлый год 89100 кВт*ч, то его потребность в электроэнергии будет покрыта на 69,26%.

4.4 Выход органических удобрений.

Побочным продуктом при производстве биогаза является перебродивший субстрат (шлам). Во время брожения аммиак выделяется из органических азотистых соединений и вместе с соединениями фосфора и калия преобразует бродильную массу в богатое органическими веществами органическое удобрение. Удобрения, получаемые при производстве биогаза, имеют высокую концентрацию активных веществ, поэтому перед применением требуется развести их водой не менее чем в 20 раз.

При метановом брожении разложению подвергается около 40% органических веществ. В первую очередь распадаются нестабильные органические соединения, поэтому осветленная вода и биошлам, образуемые в результате метанового брожения, лишены запаха, свойственного навозу или сточным водам.

Эти удобрения содержат минерализованный азот в виде солей аммония (наиболее легко усваиваемая форма азота), минерализованные фосфор, калий и другие необходимые для растения биогенные макро- и микроэлементы, биологически активные вещества, витамины, аминокислоты, гуминоподобные соединения, структурирующие почву. Одна тонна таких удобрений по своему эффекту на растение эквивалентна 80-100 т исходного навоза или других органических веществ.