5.2.5. Визначення вихідних показників установки

Загальна кількість газу, що витрачається на власні потреби:

G_в.п = Q_в.п / С.

Кількість товарного газу:

G_тов = G_в.г – G.

Коефіцієнт витрат газу на власні потреби:

.

5.3. Приклади розрахунків

Розрахунок біогазової установки

Дано: корівник на 200 голів, видалення гною – транспортерне, утримання – прив’язне.

1. Місткість гноєприймача:

,

де t_нак = 2 доби – час накопичення гною; k_з.г = 1 – коефіцієнт, що враховує зміну густини сировини в залежності від початкової вологості за час накопичення; Q – добовий вихід гною з ферми:

де m_e – маса екскрементів від тварин, кг.

Вид та вікові групи тварин	Загальний вихід на одну голову за добу, кг
Велика рогата худоба: Корови Нетелі Телята (до 6 міс.)	55 27 7,5
Молодняк на відгодівлі, міс 6 9 12	15 19 26
Свиноматки	6,0
Поросята, міс до 2 2...4	3,3 3,6
Підсвинки (до 6 міс)	4,2
Свині на відгодівлі	5,0
Кури	0,27...0,32
Індики	0,4...0,45
Качки	0,4...0,5
Гуси	0,6...0,7

m_вод – добова кількість води, що потрапляє в систему гноєсховища;

Система видалення	Розрахунковий вираз
Транспортерне (конвеєрне)	(0,1...0,2) me
Самосплавна	(0,3...0,5) me
Лотково-зливна із сухою чисткою	(2,0...2,5) me
Лотково-зливна з вологою чисткою	(5,0...6,0) me
Гідрозмив	(7,0...8,0) me

m_пс – добова кількість підстилки на 1 гол., кг.

Вид і вік тварин	Спосіб утримання
	у групових клітках	прив’язний	боксовий	безприв’язний на глибокій підстилці
Велика рогата худоба: Корови Відгодівельне поголів’я Молодняк	– – 1,0	1,5 1,0 1,5	0,5 – 0,5	3,0 3,0 1,5
Свині	0,5	–	–	–

Вологість підстилкового гною:

де W_e – відносна вологість екскрементів:

Види тварин	Вологість, %
	Кал	Сеча	Суміш
Велика рогата худоба	83...84	94...95	86...87
Свині	76...78	94...95	87...88
Вівці	76...69	94...95	77...79
Коні	71...72	95...96	77...79
Кури	–	–	73...76
Індики	–	–	73...76
Качки, гуси	–	–	83...85

W_пс – вологість підстилки (солома – 19,6 %);

Р_пс, Р_вод – співвідношення у гнойовій масі підстилки і води, %:

W = 86–0,01 · 2,32 (86–19,6) + 0,01 · 12,74(100–86) = 86,24;

2. Добовий об’єм завантаження метантенка, м³:

3. Визначення об’єму бродильної камери, м³:

де р – добова доза завантаження, %:

• для мезофільного процесу – 7;

• для термофільного процесу – 15;

q – коефіцієнт заповнення камери (0,8...0,95).

4. Добовий вихід біогазу, м³:

де z – стан розкладання органічної речовини, %;

k – коефіцієнт розчинності біогазу (1,1...1,5); ρ_в.г – густина біогазу (за СН₄ 60 % та СО₂ 35 % – 1,17 кг/м³).

5. Витрати теплової енергії, потрібної для підігрівання біомаси:

де – кількість теплоти, що витрачається в теплий період, МДж:

– кількість теплоти, що витрачається в холодний період, МДж:

;

,

де t_б – температура бродіння (для мезофільного 35 С); t – температура маси гною (20 С в теплий період; 10 С в холодний період); с – теплоємність гною, 4,06 кДж/кг С; η – ККД нагрівача.

6. Кількість біогазу, потрібна для підігрівання біомаси, м³:

V_бм =Q_бм / q = 595247/22 = 27057 м³,

де q – теплотворна здатність біогазу, МДж/м³;

7. Витрати біогазу на компенсацію тепловтрат, м³:

V_втр =Q_бм η / q = 595247·0,6/22 = 16234 м³,

де η = 0,6 – ефективність теплоізоляції системи.

8. Частка біогазу, що йде для підігрівання гною:

.