АГНКС 2021 — Мини-агнкс для частного дома, домашняя газовая заправка

В этом разделе предлагаем Вашему вниманию информацию о компактных компрессорах для сжатия природного газа. Эти компрессоры предназначены для заправки природным газом различных устройств и главным образом используются, чтобы сжать и заправить природным газом автомобили давлением 200 бар.

Действующих метановых заправок (АГНКС) на территории РФ на сегодняшний день около 200 штук, что для территории такой громадной страны как Россия явно не достаточно… И зачастую эти заправки расположены очень далеко от автовладельцев, использующих природный газ в качестве моторного топлива (иногда в соседних городах или даже областях).

Простым решением в этом случае может быть применение своего собственного компрессора для сжатия метана. Мы можем предложить вам целое семейство итальянских компрессоров, которые условно можно отнести к бытовому классу, так как они могут быть установлены везде, где есть доступ к бытовой или магистральной газовой сети и источнику электропитания 220 В.

Монтаж и установку газовых компрессоров могут производить организации (или ИП), которые имеют свидетельство о допуске СРО для работ по устройству наружных сетей газоснабжения, при этом их специалисты должны иметь соответствующий допуск на работу с газоопасным оборудованием!

К сожалению, в России (в отличие от всего остального цивилизованного мира) подключение компрессорного метанового оборудования непосредственно в частном доме запрещено. Точнее, у нас нет определенного закона, который регламентировал бы этот вопрос, кроме норм пожарной безопасности НПБ111-98. Согласно этим нормам оборудование с наличием сжатого природного газа необходимо устанавливать на расстоянии, как минимум, 35 метров от жилых и общественных зданий.

На производстве, руководствуясь теми-же нормами можно построить, так называемый метановый газозаправочный пункт (МГЗП) на расстоянии не менее 25 метров от производственных или складских зданий и сооружений.
Основные параметры мини-агнкс:

Производительность (FGD) 1,5-10 мЗ/час
Давление избыточное газа на входе 0. 03 атм (при более высоких значениях входного давления газа в магистрали необходима установка понижающего редукционного клапана)
Давление избыточное газа на выходе 200 бар или 250 бар.

Мощность двигателя от 0,8 кВт до 3 кВт

В Пермском крае к 2023 году построят более 30 газовых заправок

В рамках «Транспортной недели» в Москве губернатор Пермского края Дмитрий Махонин провел встречи с председателями дочерних организаций ПАО «Газпром» («Газпром СПГ» и «Газпром газомоторное топливо»). В рамках совещания обсудили развитие рынка газомоторного топлива в Прикамье.

В Пермском крае до конца года будут открыты четыре новые метановые заправки – в Перми, Березниках и Чайковском. В следующем году еще 10, а в 2022 и 2023 годах – по 6 заправок ежегодно. Такие планы будут реализованы благодаря соглашению Пермского края с Минэнерго РФ. Федеральное субсидирование позволит предпринимателям переоборудовать существующие газовые заправки на метан или построить новые. В целом к 2023 году в крае будет работать 26 новых метановых заправочных станций.

Активная работа ведется также в части переоборудования транспорта на метан за счет субсидии из федерального бюджета.

Только в этом году будет переоборудовано 600 транспортных средств, в следующем – уже порядка 1500.
Со своей стороны представители компаний «Газпрома» подтвердили планы по расширению мини-завода по производству сжиженного природного газа (СПГ) в д. Канюсята (строительство второй очереди), а также по строительству 4-х заправочных станций СПГ на территории края.

«Компания «Газпром газомоторное топливо» готова строить заправки компримированного газа, порядка 8 штук. Речь идет о строительстве газозаправочных станций не только в Перми, но и в Соликамске, Березниках, а также на юге региона. Это позволит, в том числе, нашим промышленным предприятиям перейти на газовое топливо», – обозначил Дмитрий Махонин.

В настоящее время в Прикамье действует 5 АГНКС (в Перми и Соликамске), на которых газомоторный транспорт может заправиться метановым топливом. На этом газе в регионе работает уже порядка 600 транспортных средств, в том числе 200 автобусов.

Кроме того, в Прикамье «Газпромом» уже построен комплекс по производству сжиженного природного газа: мини-завод по производству СПГ в Канюсятах, а также 3 станции приема, хранения и регазификации природного газа в Канюсятах, Нердве и Северном Коммунаре. Наличие такого комплекса позволит обеспечивать инфраструктуру, которая будет создаваться в период реализации программы, необходимым объемом газомоторного топлива.

Cнижены цены на сжатый природный газ (метан)

Цена на сжатый природный газ (метан) для заправки автомобильного транспорта составляет 21 сомов. Автомобильные газонаполнительные компрессорные станции (АГНКС) расположены:

1. АГНКС г.Бишкек, с.Ленинское

2. АГНКС г.Бишкек, с.Пригородное

3. АГНКС г.Токмок

4. АГНКС г.Кара-Балта

В планах компании «Газпром Кыргызстан» увеличить количество автомобильных газонаполнительных станций по всей республике.

Для справки:

Есть две разновидности газомоторного топлива — пропан и сжатый природный газ (метан). Пропан-бутан в качестве горючего начал использоваться намного раньше метана. Поскольку он является продуктом нефтепереработки, его распространение шло параллельно с развитием бензинового рынка.

Природный газ — самое экономичное, экологичное и безопасное горючее из всех распространенных. Он в полтора-два раза дешевле бензина и дизеля. Кроме того, газ минимизирует негативное воздействие автомобилей на окружающую среду.

Автолюбители начали путать или приравнивать по свойствам и характеристикам привычный пропан-бутан и новичка рынка — природный газ (метан). Пропан, или сжиженный углеводородный газ (СУГ), производится из попутного нефтяного газа (газа, который растворен в нефти). В качестве горючего используется вместе с бутаном. Метан — чистый природный газ, добываемый независимо от нефти. В качестве горючего используется в чистом виде. Перед закачкой в газовый баллон его лишь очищают от сторонних примесей, осушают и сжимают. Именно поэтому его и называют самым чистым моторным топливом.

В использовании газового топлива ключевая разница — их агрегатное состояние: метан применяется в газообразном виде, пропан-бутановая смесь — в жидком.

Разница в агрегатных состояниях двух видов газомоторного топлива непосредственно влияет на безопасность их эксплуатации. Пропан-бутан тяжелее воздуха и в случае аварийного разлива действительно может скапливаться и образовывать взрывоопасную концентрацию с воздухом. Природный газ (метан) легче воздуха, при утечке он улетучивается, бесследно растворяясь в атмосфере.

Где заправиться метаном в России — Российская газета

Количество метановых заправок в России растет стабильным темпами. Причины расширения инфраструктуры — это рост цен на традиционное топливо, увеличение объемов выпуска серийных авто на метане, программы поддержки федерального и регионального масштаба.

По данным сервиса АГНКС.РУ, где информация о точках заправки метаном собирается стараниями самого сервиса и пользователей Сети, количество АГНКС в России превысило 450 штук. Востребованность сбора и актуализации информации по инфраструктуре заключается в том, что одного общего и структурированного реестра до сих пор нет.

Динамика роста инфраструктуры

По данным экспертов, каждый год в России строится от 30 до 50 заправок. К ним относятся сетевые и частные АГНКС. Кроме того, в общее количество включены и заправки, расположенные на закрытых территориях — объекты компаний, на которых заправляется корпоративный парк автомобилей и спецтехники.

Евгений Воронин, представитель компании Fornovo Gas (специализируется на строительстве инфраструктурных объектов за рубежом и в РФ) считает динамику строительства новых заправок положительной (с начала года в России запущено в эксплуатацию свыше 30 объектов).

Также специалист отмечает ряд регионов, в которых сеть заправок наиболее широка. Это южные регионы России, Северный Кавказ. Ростов и Краснодар, входящие в этот список, продолжат и в ближайшие годы расширять инфраструктуру.

Не так давно активно сдавались в эксплуатацию заправки в Татарстане и Башкирии. Москва, как в прошедшие два три года, так и в последующие, сохранит лидерство среди российских городов. А вот Сибирь и Дальний Восток — регионы, где как таковой динамики нет, а появление новых точек — событие эпизодическое.

А что нужно автолюбителям?

По мнению экспертов наибольший интерес к местам заправки проявляют частники, поскольку крупные перевозчики строят свои маршруты уже с учетом наличия АГНКС. Где заправиться метаном — такой вопрос чаще всего можно связать с участком трассы М4 от Москвы до Сочи. И не последнюю роль играет в этом развитие внутреннего туризма в России.

Второе место, по данным АГНКС.РУ, занимает Поволжье и все трассы, ведущие из Самары, Саратова и Ульяновска в Москву. Тут слабым местом являются: восточная часть Рязанской области, Мордовия, Пензенская область, Тамбов.

Третье место, и опять виной всему летний отдых россиян, это сам Сочи. Участок от Краснодара до Лазаревского, где располагается единственный пункт заправки, больше напоминает метановую пустыню — огромный трафик, а заправок нет. Впрочем, это относится ко всему побережью Черного моря.

Отметим, что проблема, связанная с инфраструктурой, выявлена и редакцией «Российской газеты» во время проведения первого тест-драйва Lada Largus CNG. Автолюбитель зачастую попадает в ситуацию, когда он обладает всеми инструментами экономии на топливе и заботы об экологии (метан наиболее экологичный вид топлива), но не имеет возможности делать это.

Кроме того, простой частник или таксист испытывают неудобство даже в городах, где есть заправки, а следовательно оснащение транспорта ГБО идет ускоренными темпами. Дело в том, что большое количество автобусов, грузовых автомобилей и спецтехники на метане, создают большие очереди. Время заправки легкового авто не превышает 3-5 минут, а вот в баллоны КАМАЗа, к примеру, газ закачивается в разы дольше.

Если подводить краткий итог, то развитие всего рынка газомоторного топлива напрямую зависит от многих факторов, а инфраструктура заправочных станций, наряду с сохранением конкурентной цены на метан, это основные драйверы этого процесса.

как правильно и безопасно заправляться газом

В этой статье я хочу рассказать о правилах безопасности на АГЗС, а также о том, как правильно заправлять авто газом самостоятельно, в случае возникновения такой необходимости.

Что нельзя делать на АГЗС

На газовых заправках запрещается:

• Ну, прежде всего, конечно же, курить или использовать открытые источники огня. Думаю, здесь объяснять не нужно, все мы знаем, что такое газ и что происходит, если резко поджечь большое количество газа. Происходит взрыв невиданных масштабов, поэтому ни в коем случае, ни при каких обстоятельствах не нарушайте, это правило «№1».
• Заправлять автомобиль с работающим двигателем. Когда мотор работает топливная магистраль функционирует, поэтому есть высокая вероятность резкого повышения давления в топливной магистрали, что чревато повреждением клапанов и неисправностью редуктора и многих других не менее важных узлов газового оборудования.
• Выполнять заправку неисправного ГБО. Перед тем как заправить свой автомобиль газом, убедитесь, что клапаны, ВЗУ, в порядке. Баллон не имеет повреждений, а само газовое оборудование исправно и не имеет утечек.
• Начинать заправку без разрешения оператора АГЗС.
• Выполнять заправку при неправильно установленном «пистолете».

Как правильно заправлять газовый баллон на авто с ГБО?

Прежде всего вы должны запомнить одну вещь — заправлять свой автомобиль при наличии на АГЗС оператора или заправщика — запрещается! За такое нарушение работник может быть наказан или даже уволен, а вы, как минимум, получите предупреждение или возможно даже штраф! Все, что вам необходимо сделать — сообщить сотруднику место расположения выносного заправочного устройства.

Бывают правда исключения, когда заправщика нет или сама заправка предусматривает возможность самостоятельной заправки, в таком случае нижеизложенные советы помогут вам правильно заправиться газом на АГЗС.

Из личного опыта. Например, я однажды стал свидетелем просто вопиющего случая нарушения правил ТБ сотрудником газовой заправки. Оператор АГЗС в состоянии сильного алкогольного опьянения пытался подключить пистолет и не мог не то, что соединить его с ВЗУ, он на ногах еле стоял. Самое страшное было то, что спустя несколько минут после своих неудачных попыток, заправщик решил «с горя» закурить, держа при этом пистолет в своих руках. Скажу вам честно, я еще никогда не видел, чтобы люди так быстро садились по машинам и разъезжались кто куда… Смех смехом, а ведь все могло закончиться плачевно…

Порядок заправки автомобиля газом:

1. Первое, что необходимо сделать — подъехать к колонке и заглушить двигатель.
2. Выполнить визуальную проверку всех узлов ГБО на предмет исправности, хотя это лучше сделать до того, как вы собираетесь на заправку.
3. Подсоедините переходник, если он предусмотрен конструкцией вашего ГБО и установите пистолет в ВЗУ.
4. Включите подачу газа и контролируйте заполнение газового баллона. Здесь необходимо помнить, что в баллон может влезть лишь то количество газа, которое физически в него помещается, не стоит трясти машину, шатать с целью побольше закачать газа в свой баллон. Более детально об этом я писал в своей предыдущей статье: Про обман на газовых АЗС. Узнай, как «надувают» на АГЗС.
5. После того как баллон будет заполнен, автоматика АГЗС перекроет подачу газа. Вы это заметите по тому, что цифры в полях «литры» и «рубли» остановятся. Хотя если вам не нужен полный баллон, вы можете остановить заправку в любой момент.
6. Все, что вам осталось — это отсоединить «пистолет» и снять переходник, если вы его устанавливали.

После завершения заправки, не забудьте оплатить счет. Вот собственно и вся процедура, как видите ничего сложного, самое главное — несколько раз попробовать сделать это самостоятельно.

ИНТРАНСГАЗ – официальный сайт. Поставка СУГ, газовые автозаправки, метан, метановые заправки, АГНКС

1	«Новоусманская»	Воронежская обл., Новоусманский район, с. Нечаевка, ул. Рубежная, 34/1
2	«Северная»	г. Воронеж, ул. Антонова-Овсеенко, 31В
3	«Московская-1»	Воронежская обл. , Рамонский район, А/Д М4-ДОН км 468+650м право
4	«Московская-2»	Воронежская обл., Рамонский район, А/Д М4-Д0Н км 468+600м лево
5	«Ростовская-1»	Воронежская обл., Новоусманский район, А/Д М4-Д0Н км 539+650м лево
б	«Ростовская-2»	Воронежская обл., Новоусманский район, А/Д М4-Д0Н км 539+550м право
7	«Машмет-1»	г. Воронеж, ул. Дубровина, 19
8	«Богучарская-1»	Воронежская обл., Богучарский район, А/Д М4-Д0Н км 735+800м право
9	«Богучарская-2»	Воронежская обл., Богучарский район, А/Д М4-Д0Н, км 736+250м лево
10	«Павловская»	Воронежская обл., Павловский район, А/Д М4-Д0Н км 672+250м лево
11	«А. Донская»	Воронежская обл., Павловский район, А/Д М4-Д0Н км 661+400м лево
12	«Тамбовская»	Воронежская обл. , Новоусманский район, А/Д 1Р193, км 23+450м право
13	«Архангельская»	Воронежская обл., Аннинский район, А/Д «Курск-Борисоглебск», 362 км.
14	«Горшечное»	Курская обл., п. Горшечное, ул. Привокзальная, 60А
15	«Таловская»	Воронежская обл., р. п. Таловая, ул. Пирогова, 4А
16	«Верхнехавская»	Воронежская область, с. Верхняя Хава, ул. Калинина, 1
17	«Дорожная-1»	г. Воронеж, ул. Г. Сибиряков, 4А
18	«Дорожная-2»	г. Воронеж, ул. Дорожная, 84А
19	«Ильюшинская»	г. Воронеж, ул. Ильюшина, 7
20	«9 Января»	г. Воронеж, ул. 9 Января, 243Б
21	«Машмет-2»	г. Воронеж, ул. Корольковой, 9
22	«Ветряк»	Воронежская область, Рамонский район, п. Солнечный, ул. Московское шоссе, д. 4
23	«Бочиновка»	Липецкая область, Усманский район, д. Бочиновка, ул. Центральная, 53 Б.
24	«Острогожская»	Воронежская область, г. Острогожск, ул. Карла Маркса, 64А
25	«Лискинская-1»	Воронежская область, г. Лиски, ул. Воронежская, 20
26	«Лискинская-2»	Воронежская область, г. Лиски, ул. Воронежская, 8
27	«Каменская»	Воронежская область, п.г.т. Каменка, ул. Гагарина, 26Г
28	«Рамонская»	Воронежская область, п.г.т. Рамонь, у л. Воронежская, 19Б
29	«Парижская»	Воронежская область, Верхнехавский район, с. Парижская Коммуна, ул. Свободы, д. 161
30	«Остужевская»	г. Воронеж, ул. Остужева, 54
31	“Семилукская”	Воронежская обл, с. Семилуки, ул. Транспортная, 30А
32	“Икорецкая”	Воронежская обл, Лискинский р-н, ППХ с.им. Цюрюпы, ул. Центральная, 1Б

Передвижные ПАГЗ на метане, эксплуатация ПАГЗа

Одним из минусов в использовании техники на газомоторном топливе-метане является слабо развитая сеть заправочных станций (АГНКС).

Передвижные ПАГЗ — это эффективный способ быстро решить проблему с заправкой транспорта, работающего на метане. Также ПАГЗы используют во время ремонта или строительства АГНКС, как дополнительный источник газа для производства, коттеджных поселков, котельных и т.д.

ПАГЗы перевозят компримированный природный газ метан. Передвижные автомобильные газозаправщики представляют собой тягач вместе с прицепом, на котором размещаются баллоны. Баллоны соединяются между собой в секции, образуя единый контейнер. Такие секции оборудованы специальным газораздаточным оборудованием. В зависимости от условий эксплуатации секций может быть от двух до пяти. Баллоны в секциях закреплены для безопасности и удобства перевозки.

Главным преимуществом эксплуатации ПАГЗа является возможность располагать их в любом месте транспортного маршрута.

ПАГЗ метан заправляется на АГНКС под давлением до 250 атмосфер, заправка автомобилей осуществляется до 200 атмосфер. Заправка автомобиля происходит благодаря разности давления между баллонами ПАГЗ и автомобильным баллоном. Заправка газа осуществляется до тех пор, пока в баллоне заправляемого автомобиля давление достигнет 19,6 атмосфер.

ПАГЗ — время заправки

Время заправки ПАГЗ зависит от нескольких факторов: от количества секций с баллонами, мощности АГНКС, остатков газа в баллонах, газораздаточного оборудования. В среднем время заправки может быть от 2,5 до 9 часов. ПАГЗы могут быть оснащены дожимным компрессором, что ускоряет процесс заправки автомобиля.

При небольшом парке техники на газомоторном топливе выгоднее может быть приобрести ПАГЗы, чем строить АГНКС. При этом нужно определить оптимальную зону действия ПАГЗ. Как правило, дальше 50 км от АГНКС не размещают ПАГЗ.

Увидеть «вживую» ПАГЗы, получить консультацию специалистов по вопросам обслуживания, технического оснащения и другим вопросам Вы сможете, посетив выставку GasSuf 22 по 24 октября в Москве, КВЦ «Сокольники», пав. 4.

Основная информация о свалочном газе | Программа распространения метана на свалках (LMOP)

На этой странице:

Свалочный газ (свалочный газ) — это естественный побочный продукт разложения органических материалов на свалках. Свалочный газ состоит примерно на 50 процентов из метана (основной компонент природного газа), на 50 процентов из двуокиси углерода (CO ₂ ) и небольшого количества неметановых органических соединений. Согласно последнему отчету Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) Exit (AR5), метан является мощным парниковым газом в 28–36 раз более эффективным, чем CO ₂ , улавливая тепло в атмосфере в течение 100-летнего периода.

Выбросы метана со свалок

Свалки твердых бытовых отходов (ТБО) являются третьим по величине источником антропогенных выбросов метана в США, на долю которых в 2018 году пришлось примерно 15,1 процента этих выбросов. Выбросы метана со свалок ТБО в 2018 году были примерно эквивалентны парниковым выбросы газа (ПГ) от более чем 20,6 миллионов легковых автомобилей, эксплуатируемых в течение одного года, или выбросы CO ₂ в результате использования энергии более чем 11,0 миллионами домов в течение одного года.В то же время выбросы метана со свалок ТБО представляют собой упущенную возможность улавливать и использовать значительный энергетический ресурс.

Когда ТБО впервые размещаются на свалке, они проходят стадию аэробного (с кислородом) разложения, когда образуется мало метана. Затем, обычно в течение менее 1 года, устанавливаются анаэробные условия, и бактерии, производящие метан, начинают разлагать отходы и вырабатывать метан.

На следующей диаграмме показаны изменения в типичном составе свалочного газа после размещения отходов. Бактерии разлагают свалки в четыре этапа. Состав газа меняется с каждой фазой, и отходы на свалке могут подвергаться разложению сразу в нескольких фазах. Масштаб времени после размещения (общее время и продолжительность фазы) зависит от условий захоронения.

Рисунок адаптирован из ATSDR 2008. Глава 2: Основные сведения о свалочном газе. In Landfill Gas Primer — Обзор для специалистов по охране окружающей среды. Рисунок 2-1, стр. 5-6. https://www.atsdr.cdc.gov/HAC/landfill/PDFs/Landfill_2001_ch3mod.pdf (PDF) (12 стр., 2 МБ) Выход

Дополнительные сведения см. В главе 1. «Основы энергии из свалочного газа» в Руководстве по разработке энергетических проектов LMOP.

В октябре 2009 года EPA издало правило (40 CFR Part 98), которое требует отчетности о выбросах (ПГ) от крупных источников и поставщиков в США, и предназначено для сбора точных и своевременных данных о выбросах для информирования будущих политических решений.

Ежегодно EPA выпускает отчет об инвентаризации, чтобы представить оценки правительства США U. S. Выбросы и поглотители парниковых газов, связанные с деятельностью человека, за каждый год с 1990 года. Выбросы от сектора отходов, а также от других секторов представлены в этом кадастре.

Начало страницы

Сбор и очистка свалочного газа

Вместо того, чтобы улетучиваться в воздух, свалочный газ можно улавливать, преобразовывать и использовать в качестве возобновляемого источника энергии. Использование свалочного газа помогает уменьшить запахи и другие опасности, связанные с выбросами свалочного газа, и предотвращает миграцию метана в атмосферу и его вклад в местный смог и глобальное изменение климата.Кроме того, проекты по производству свалочного газа приносят доход и создают рабочие места в обществе и за его пределами. Узнайте больше о преимуществах использования LFG.

На графике показан сбор и переработка свалочного газа для производства метана для различных целей. Сначала свалочный газ собирается по вертикальным и горизонтальным трубам, закапываемым на полигоне ТБО. Затем LFG обрабатывается и обрабатывается для использования. На графике показаны потенциальные конечные применения свалочного газа, включая промышленное / институциональное использование, декоративно-прикладное искусство, трубопроводный газ и автомобильное топливо.

На этом рисунке показаны три этапа обработки свалочного газа. Первичная обработка удаляет влагу, когда газ проходит через выталкивающую емкость, фильтр и воздуходувку. Вторичная обработка включает использование дополнительного охладителя или другого дополнительного удаления влаги (при необходимости) с последующим удалением силоксана / серы и сжатием (при необходимости). После удаления примесей на этапе вторичной очистки свалочный газ можно использовать для выработки электроэнергии или в качестве топлива со средним БТЕ для декоративно-прикладного искусства или котлов.Усовершенствованная обработка удаляет дополнительные примеси (CO ₂ , N ₂ , O ₂ и летучие органические соединения) и сжимает свалочный газ в газ с высоким содержанием британских тепловых единиц, который можно использовать в качестве автомобильного топлива или закачивать в газопровод. Отходящий / остаточный газ направляется на факел или в установку термического окисления.

Блок-схема базовой системы сбора и обработки свалочного газа

свалочный газ извлекается со свалок с использованием ряда скважин и системы нагнетания / факела (или вакуума). Эта система направляет собранный газ в центральную точку, где его можно обрабатывать и обрабатывать в зависимости от конечного использования газа.С этого момента газ можно сжигать на факеле или выгодно использовать в проекте по производству свалочного газа. Щелкните блок-схему, чтобы просмотреть дополнительные сведения, включая фотографии систем сбора и обработки свалочного газа.

— Щелкните блок-схему, чтобы просмотреть подробности —

Начало страницы

Типы энергетических проектов на свалочном газе

Существует множество вариантов преобразования свалочного газа в энергию. Различные типы энергетических проектов с использованием свалочного газа сгруппированы ниже по трем широким категориям: производство электроэнергии, прямое использование газа средней БТЕ и возобновляемые источники природного газа. Описание проектных технологий включено в каждый тип проекта. Для получения дополнительной информации о вариантах технологии проекта по производству энергии из свалочного газа, а также о преимуществах и недостатках каждого из них, см. Главу 3. Варианты технологии проекта в Руководстве по разработке проектов в области энергетики на свалке.

Производство электроэнергии

Около 71 процента действующих в настоящее время проектов по производству свалочного газа в США вырабатывают электроэнергию. Различные технологии, включая поршневые двигатели внутреннего сгорания, турбины, микротурбины и топливные элементы, могут использоваться для выработки электроэнергии для использования на месте и / или продажи в сеть.Поршневой двигатель является наиболее часто используемой технологией преобразования для электроснабжения свалочного газа из-за его относительно низкой стоимости, высокой эффективности и размеров, которые дополняют выход газа на многих полигонах. Газовые турбины обычно используются в более крупных проектах по производству свалочного газа, в то время как микротурбины обычно используются для небольших объемов свалочного газа и в нишевых приложениях.

Когенерация, также известная как комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ), использует свалочный газ для выработки как электроэнергии, так и тепловой энергии, обычно в виде пара или горячей воды.Несколько проектов когенерации с использованием двигателей или турбин были реализованы на промышленных, коммерческих и институциональных предприятиях с использованием двигателей или турбин. Повышение эффективности использования тепловой энергии в дополнение к выработке электроэнергии может сделать этот тип проекта очень привлекательным.

Прямое использование газа средней БТЕ

Непосредственное использование свалочного газа для компенсации использования другого топлива (например, природного газа, угля или мазута) происходит примерно в 17% текущих действующих проектов.Свалочный газ можно использовать непосредственно в бойлере, сушилке, печи, теплице или другом тепловом оборудовании. В этих проектах газ направляется непосредственно ближайшему клиенту для использования в оборудовании для сжигания в качестве замены или дополнительного топлива. Требуется лишь ограниченное удаление конденсата и фильтрация, хотя могут потребоваться некоторые модификации существующего оборудования для сжигания.

LFG также можно использовать непосредственно для испарения фильтрата. Испарение фильтрата с использованием свалочного газа — хороший вариант для свалок, где удаление фильтрата на предприятии по восстановлению водных ресурсов недоступно или дорого.Свалочный газ используется для испарения фильтрата в более концентрированный и более легко удаляемый объем стоков.

Инновационное прямое использование газа со средним БТЕ, включая обжиг керамических изделий и стеклодувные печи; питание и обогрев теплиц; и испарение отработанной краски. Текущие отрасли, использующие свалочный газ, включают автомобилестроение, химическое производство, производство продуктов питания и напитков, фармацевтику, производство цемента и кирпича, очистку сточных вод, бытовую электронику и продукты, производство бумаги и стали, а также тюрьмы и больницы.

Возобновляемый природный газ

LFG может быть улучшен до возобновляемого природного газа (RNG), газа с высоким содержанием британских тепловых единиц, с помощью процессов обработки путем увеличения содержания в нем метана и, наоборот, снижения содержания CO ₂ , азота и кислорода. RNG может использоваться вместо ископаемого природного газа в качестве газа трубопроводного качества, сжатого природного газа (CNG) или сжиженного природного газа (LNG). Около 12 процентов действующих в настоящее время энергетических проектов с использованием свалочного газа создают ГСЧ.

Варианты использования ГСЧ включают тепловые приложения для выработки электроэнергии или в качестве топлива для транспортных средств.ГСЧ можно использовать на месте добычи газа или закачивать в трубопроводы для транспортировки или распределения природного газа для доставки в другое место.

Начало страницы

Центр обработки данных по альтернативным видам топлива: Производство возобновляемого природного газа

Этот грузовик для перевозки молока заправляется на станции возобновляемого природного газа. (Фото с сайта ampCNG)

Возобновляемый природный газ (RNG) — это газ трубопроводного качества, который полностью взаимозаменяем с обычным природным газом и, таким образом, может использоваться в транспортных средствах, работающих на природном газе.RNG — это, по сути, биогаз (газообразный продукт разложения органических веществ), который был обработан в соответствии со стандартами чистоты. Подобно обычному природному газу, RNG может использоваться в качестве транспортного топлива в виде сжатого природного газа (CNG) или сжиженного природного газа (LNG). ГСЧ квалифицируется как передовое биотопливо в соответствии со Стандартом по возобновляемым видам топлива.

Биометан, который является другим термином для этого очищенного топлива трубопроводного качества, относится к биогазу, который также был очищен и кондиционирован для удаления или уменьшения неметановых элементов.Этот переработанный биогаз вместо этого используется вместо традиционного природного газа для выработки электроэнергии и тепла для электростанций, а не в транспортных средствах.

Биогаз производится из различных источников биомассы с помощью биохимических процессов, таких как анаэробное сбраживание, или термохимических средств, таких как газификация. После небольшой очистки биогаз можно использовать для выработки электроэнергии и тепла. Для заправки транспортных средств биогаз должен быть переработан до более высокого стандарта чистоты. Этот процесс называется кондиционированием или повышением качества и включает удаление воды, диоксида углерода, сероводорода и других микроэлементов.Получающийся в результате ГСЧ или биометан имеет более высокое содержание метана, чем неочищенный биогаз, что делает его сопоставимым с обычным природным газом и, следовательно, подходящим источником энергии в приложениях, где требуется газ трубопроводного качества.

Полный список проектов по модернизации газа для закачки в трубопроводы или использования в качестве автомобильного топлива см. В Базе данных по возобновляемому природному газу, разработанной и поддерживаемой Аргоннской национальной лабораторией.

Биогаз со свалок

Свалки — это специально отведенные места для захоронения отходов жилых, промышленных и коммерческих предприятий.По данным Агентства по охране окружающей среды США (EPA), свалки являются третьим по величине источником выбросов метана в результате деятельности человека в США. Биогаз со свалок также называют свалочным газом (свалочный газ), поскольку процесс разложения происходит в земле, а не в анаэробном варочном котле. По данным EPA, по состоянию на июнь 2020 года в США насчитывалось около 564 действующих проектов свалочного газа. Однако в большинстве этих проектов биогаз используется для производства электроэнергии, а не для работы транспортных средств, работающих на природном газе.

Узнайте об этих проектах транспортировки альтернативного биотоплива:

Биогаз от животноводческих хозяйств

Системы регенерации биогаза при животноводстве могут использоваться для производства возобновляемого природного газа. Помет животных собирается и доставляется в анаэробный варочный котел для стабилизации и оптимизации производства метана. Полученный биогаз можно перерабатывать в ГСЧ и использовать для топлива транспортных средств, работающих на природном газе.

По состоянию на август 2017 года на коммерческих животноводческих фермах в США работало около 250 систем анаэробных реакторов.Большинство этих объектов используют биогаз для производства электроэнергии. Некоторые фермы используют биогаз для производства топлива для транспорта, в том числе Hilarides Dairy в Калифорнии и Fair Oaks Dairy в Индиане. База данных AgSTAR EPA предоставляет дополнительную информацию об использовании таких систем в Соединенных Штатах.

Биогаз от очистки сточных вод

Биогаз может производиться при сбраживании твердых частиц, удаляемых в процессе очистки сточных вод. По оценкам Агентства по охране окружающей среды, этот потенциал биогаза составляет около 1 кубического фута газа метантенка на 100 галлонов сточных вод. Согласно исследованию, выпущенному Национальной ассоциацией агентств чистой воды и Федерацией водной среды, энергия, вырабатываемая на станциях очистки сточных вод (СОСВ) США, потенциально может удовлетворить 12% национального спроса на электроэнергию. Это также может стимулировать производство ГСЧ для использования в транспортных средствах.

В Соединенных Штатах насчитывается более 16 000 очистных сооружений, а около 1300 используют анаэробное сбраживание для производства биогаза, который используется на месте. Станция очистки сточных вод Джейнсвилля в Висконсине является примером завода, который использует биогаз для производства ГСЧ для использования в транспортных средствах.

Другие источники биогаза

Другие источники биогаза включают органические отходы промышленных, институциональных и коммерческих предприятий, таких как производство продуктов питания и оптовая торговля, супермаркеты, рестораны, больницы и образовательные учреждения. Узнайте о Sacramento BioDigester, крупнейшей в своем роде анаэробной системе пищеварения в Северной Америке.

Биогаз можно также производить из лигноцеллюлозного материала (такого как пожнивные остатки, древесная биомасса и специальные энергетические культуры) посредством термохимических преобразований, совместного переваривания и сухой ферментации.Эти технологии реализуются в Европе и имеют ограниченное применение в США.

Почему пропан хранится в бытовых резервуарах, а природный газ — нет?

Категория: Химия Опубликовано: 2 мая 2013 г.

Изображение из общественного достояния, источник: Кристофер С. Бэрд.

Чтобы получить полезное количество газообразного топлива в резервуар разумного размера, вы должны его сжижать. Некоторые виды топлива легче сжижать, чем другие. Согласно учебнику органической химии Джозефа М.Hornback, пропан имеет точку кипения -44 ° F (-42 ° C) при атмосферном давлении, а метан (природный газ) имеет точку кипения -260 ° F (-162 ° C) при атмосферном давлении. Это означает, что метан необходимо охладить до гораздо более низкой температуры, чем пропан, чтобы превратить его в жидкость, которую можно хранить в резервуаре. Молекулы пропана состоят из трех атомов углерода, связанных в цепочку, с восемью атомами водорода, связанными с этими атомами углерода. Напротив, молекула метана — это всего лишь один атом углерода, связанный с четырьмя атомами водорода.Молекулы метана обладают высокой степенью симметрии. В результате у них нет постоянного электрического диполя. Связь между постоянными диполями является доминирующим механизмом связи между молекулами, поскольку они сжижаются для многих веществ, таких как вода. Симметрия метана и, следовательно, отсутствие постоянного электрического диполя означает, что его молекулы могут связываться только посредством гораздо более слабого эффекта, известного как сила лондонской дисперсии или сила Ван-дер-Ваальса. В результате молекулы создают временные диполи друг в друге, и эти диполи затем связываются.Поскольку этот механизм связывания настолько слаб, молекулы метана необходимо охладить до низкой температуры, пока они не станут достаточными для связывания и образования жидкости. Напротив, пропан не требует такой низкой температуры для разжижения.

Но бытовой пропан обычно не сохраняется в жидком состоянии при низкой температуре. Вместо этого используется высокое давление. Чтобы пропан оставался жидким при комнатной температуре (70 ° F или 21 ° C), его необходимо держать в резервуаре под давлением около 850 кПа. Это можно сделать с помощью прочного металлического резервуара.Напротив, для хранения метана в жидком состоянии при комнатной температуре требуется резервуар, который может поддерживать давление около 32000 кПа. Бытовые металлические емкости не выдерживают такого давления. Короче говоря, метан не хранится в бытовых резервуарах, потому что симметрия его молекулы затрудняет его сжижение. В принципе, вы могли бы хранить метан в резервуаре в газообразном состоянии, но метан имеет настолько низкую плотность в газообразном состоянии, что вы не можете хранить полезное количество. Вместо этого природный газ обрабатывается и хранится на нефтеперерабатывающих заводах, а затем перекачивается в домохозяйства в газовом состоянии по трубам. Ниже приведены свойства различных основных видов топлива, которые хорошо демонстрируют тенденцию изменения давления жидкости при комнатной температуре. Обратите внимание, что давления являются приблизительными.

Топливо	Точка кипения (° C)	Давление пара при 21 ° C (кПа)
Метан CH 4	-162	32000
Этан C 2 H 6	-89	3800
Пропан C 3 H 8	-42	850
Бутан C 4 H 10	0	230
Пентан C 5 H 12	36	60
Гексан C 6 H 14	69	17
Гептан C 7 H 16	98	5
Октан C 8 H 18	126	1

Темы: топливо, жидкость, метан, природный газ, фаза, фазовая диаграмма, давление, пропан, хранение пропана, пропановые баки, давление пара

Биогаз — возобновляемый природный газ — U.

S. Управление энергетической информации (EIA)

Биогаз из биомассы

Биогаз — это богатый энергией газ, получаемый в результате анаэробного разложения или термохимического преобразования биомассы. Биогаз состоит в основном из метана (Ch5), того же соединения, что и природный газ, и диоксида углерода (CO2). Содержание метана в неочищенном (неочищенном) биогазе может варьироваться от 40% до 60%, при этом СО2 составляет большую часть остатка вместе с небольшим количеством водяного пара и других газов. Биогаз можно сжигать непосредственно в качестве топлива или обрабатывать для удаления CO2 и других газов для использования так же, как природный газ.Очищенный биогаз может называться возобновляемым природным газом или биометаном .

Анаэробное разложение биомассы происходит, когда анаэробные бактерии — бактерии, которые живут без свободного кислорода, поедают и расщепляют или переваривают биомассу и производят биогаз. Анаэробные бактерии естественным образом встречаются в почвах, в водоемах, таких как болота и озера, а также в пищеварительном тракте людей и животных. Биогаз образуется и может собираться на полигонах твердых бытовых отходов и в прудах для хранения навоза.Биогаз также можно производить в контролируемых условиях в специальных резервуарах, называемых анаэробными варочными котлами . Материал, оставшийся после завершения анаэробного переваривания, называется дигестатом, он богат питательными веществами и может использоваться в качестве удобрения.

Термохимическое преобразование биомассы в биогаз может быть достигнуто за счет газификации. Министерство энергетики США поддерживает исследования по газификации биомассы для производства водорода.

Биогаз может квалифицироваться как возобновляемое топливо для производства электроэнергии в государственных стандартах портфеля возобновляемых источников энергии.Он также соответствует требованиям Стандартной программы США по возобновляемым источникам топлива как передовое или целлюлозное биотопливо и согласно Калифорнийскому стандарту на низкоуглеродистое топливо как сырье для низкоуглеродного топлива. Почти весь биогаз, потребляемый в настоящее время в Соединенных Штатах, производится в результате анаэробного разложения и используется для производства электроэнергии.

Сбор и использование биогаза со свалок

Свалки твердых бытовых отходов являются источником биогаза. Биогаз вырабатывается естественным путем анаэробными бактериями на полигонах твердых бытовых отходов и называется свалочным газом .Свалочный газ с высоким содержанием метана может быть опасен для людей и окружающей среды, поскольку метан легко воспламеняется. Метан также является сильным парниковым газом. Биогаз содержит небольшое количество сероводорода, вредного и потенциально токсичного соединения в высоких концентрациях.

Источник: адаптировано из проекта Национального энергетического образования (общественное достояние)

В США нормы Закона о чистом воздухе требуют, чтобы на полигонах твердых бытовых отходов определенного размера была установлена ​​и эксплуатировалась система сбора и контроля свалочного газа. Некоторые свалки сокращают выбросы свалочного газа за счет улавливания и сжигания (или сжигания) свалочного газа. При сжигании метана в свалочном газе образуется CO2, но CO2 не является таким сильным парниковым газом, как метан. Многие свалки собирают и обрабатывают свалочный газ для удаления CO2, водяного пара и сероводорода и используют его для выработки электроэнергии или продажи в качестве заменителя природного газа.

По оценкам Управления энергетической информации США (EIA), в 2019 году около 257 миллиардов кубических футов (Bcf) свалочного газа было собрано на 336 U.S. свалки и сжигаются для выработки около 10,5 миллиардов киловатт-часов (кВтч) электроэнергии, или около 0,3% от общего объема выработки электроэнергии коммунальными предприятиями США в 2019 году.

Биогаз от очистки сточных вод и промышленных сточных вод

Многие муниципальные очистные сооружения и производители, такие как бумажные фабрики и предприятия пищевой промышленности, используют анаэробные варочные котлы как часть своих процессов обработки отходов. Некоторые очистные сооружения и промышленные предприятия собирают и используют биогаз, произведенный в анаэробных варочных котлах, для нагрева варочных котлов, что усиливает анаэробный процесс сбраживания и уничтожает патогенные микроорганизмы, а некоторые используют его для выработки электроэнергии для использования на предприятии или для продажи.По оценкам EIA, в 2019 году 65 таких предприятий по переработке отходов в США произвели в общей сложности около 1 миллиарда кВтч электроэнергии.

Анаэробные варочные котлы на очистных сооружениях Линкольна, Небраска

Источник: Линкольн, правительство Небраски (защищено авторским правом)

Анаэробный варочный котел на молочной ферме

Источник: Университет штата Мичиган (защищен авторским правом)

Использование биогаза из отходов животноводства

Некоторые молочные фермы и животноводческие хозяйства используют анаэробные варочные котлы для производства биогаза из навоза и подстилки из коровников. Некоторые животноводы закрывают свои навозные пруды (также называемые навозными лагунами ) для улавливания биогаза, который образуется в лагунах. Метан в биогазе можно сжигать для нагрева воды и зданий, а также в качестве топлива в дизельных генераторах для выработки электроэнергии для фермы. По оценкам EIA, в 2019 году 25 крупных молочных и животноводческих предприятий в США произвели в общей сложности около 224 млн кВтч (или 0,2 млрд кВтч) электроэнергии из биогаза.

Последнее обновление: 4 ноября 2020 г.

Метан — Энергетическое образование

Рисунок 1.Модель заполнения пространства метаном; белые сферы представляют атомы водорода, а черные сферы представляют атомы углерода. ^[1]

Метан представляет собой алкан с химической формулой CH ₄ . Как углеводород, он может сжигаться, выделяя тепло. Метан является основным углеводородным компонентом природного газа, который является одним из видов ископаемого топлива. ^[2]

При типичных температурах и давлениях это газ, составляющий около 95% сжиженного природного газа и около 80-90% природного газа. ^[3] Метан также является парниковым газом, как и диоксид углерода (CO ₂ ). Он имеет более короткий срок службы в атмосфере, чем CO ₂ , 12 лет, ^[4] , ​​но это «уравновешивается» тем фактом, что он более эффективен в улавливании тепла, чем CO ₂ , поскольку метан имеет GWP ( Потенциал глобального потепления) 21. ^[5]

Сжигание метана (см. Моделирование внизу страницы) обеспечивает значительную часть первичной энергии в мире и используется для отопления дома, приготовления пищи, нагрева воды и выработки электроэнергии. .Он может даже обеспечивать энергией транспорт. Однако это означает, что он также вносит значительный вклад в изменение климата, поскольку этот метан производит значительное количество углекислого газа, который люди выбрасывают в атмосферу.

Недвижимость

Ниже приводится таблица некоторых основных свойств метана.

Анимация горения

Метан выделяет свою химическую энергию при сжигании углеводородов. Ниже приведена анимация горения углеводорода, показывающая чистую реакцию, которая происходит при соединении метана с кислородом.

CH ₄ + 2O ₂ → CO ₂ + 2H ₂ O Тепловая энергия (энтальпия)

Реакция горения углеводородов выделяет тепловую энергию и является примером экзотермической реакции. Реакция также имеет отрицательное значение изменения энтальпии (ΔH).

Для дальнейшего чтения

Список литературы

Авторы и редакторы

Сема Амин, Эллисон Кэмпбелл, Джордан Ханания, Джеймс Дженден, Кайлин Стенхаус, Дэниел Суше, Джейсон Донев
Последнее обновление: 31 января 2020 г.
Получить ссылку

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

---

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или уточнить у системного администратора.

---

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

---

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Производство метана из отходов животноводства

AE-105

---

AE-105

Университет Пердью
Кооперативная служба распространения знаний
West Lafayette, IN 47907

---

---

---

---

Дон Д.Джонс, Джон С. Най и Элвин К. Дейл

Департамент сельскохозяйственной инженерии
Университет Пердью

---

Содержание

Преимущества и недостатки метана

Процесс производства метана

Метан из отходов животноводства - возможности и проблемы

Ценность и использование газа в варочном котле
  Энергетическая ценность газа
  Использование газа

Дизайн и конструкция реактора
  Размер реактора и экологические требования
  Требования к конструкции метантенка

Хранение, защита от коррозии и безопасность для сбора газа из метантенка
  Сбор газа
  Хранение газа
  Минимизация неприятного запаха и коррозии
  Соображения безопасности

Мониторинг метантенка

Последние инновации в метантенках
  Варочные машины для кукурузных початков
  Термофильные варочные котлы
  Варочные котлы для жидкого навоза

Определение возможности производства метана

Обобщение результатов примера

Дополнительная информация о производстве метана
 

Метан, который является основным компонентом природного газа (95-98 процентов), извлекается из отложений глубоко в Земля. Этот метан образовался миллионы лет назад в болотистой местности. (поэтому его иногда называют «болотным газом») биологическими преобразование органического вещества.

Технология, необходимая для производства метана из отходов животноводства и о других сельскохозяйственных отходах известно около 100 лет. Но из-за недорогая и богатая нефтью энергия, ее использование было ограничено в США сегодня, однако, высокие затраты на энергию и низкая рентабельность имеет опыт работы на некоторых животноводческих предприятиях, а также на недавнем заводе улучшения, достигнутые благодаря исследованиям, заставляют многих фермеров пересматривать возможность внутрихозяйственного производства метана от животноводства трата.

В данной публикации описан процесс образования метана, обсуждается проектирование внутрихозяйственных систем и их проблем, а также порядок определения потенциала развития технологии на ваша ферма .

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАНА

Преимущества . Главный из них заключается в том, что полезный конечный продукт, газообразный метан, производится. Кроме того, запах хорошо переваренного скота отходы значительно сокращаются.Хотя переваренные отходы немного меньшая ценность удобрений, чем непереваренные отходы, они легче доступны растениям. Он просто преобразуется в более полезную форму.

Недостатки . Есть несколько, которые нужно тщательно учитывается при оценке потенциала образования метана на предплечье.

* Метановый метантенк большой и дорогой. Расходы связаны с тот факт, что он должен быть хорошо изолирован, герметичен и снабжен источник тепла.Размер обычного варочного котла равен 15-20 раз больше суточного объема производимых отходов, или больше, если отходы разбавлены перед пищеварением. Объем отходов, которые необходимо утилизировать соответственно увеличивается при использовании разбавляющей воды.

* Требуется очень высокий уровень управления. Метановый реактор могут быть чрезвычайно чувствительны к изменениям окружающей среды, и На исправление биологического расстройства могут уйти месяцы. Прекращается образование метана или очень низкий во время расстройства.

* Пуск — обычно самая критическая фаза метана поколение — сложно. Бактерии, производящие метан, очень медленнорастущие, и требуется несколько недель для создания большого бактериальная популяция.

* Метан трудно хранить, так как при нормальных температурах газ можно сжимать, но нельзя сжижать без специальных, очень дорогое оборудование.

* Наконец, метан может образовывать взрывоопасную смесь при контакте с воздухом.

ПРОЦЕСС ПОЛУЧЕНИЯ МЕТАНА

Производство метана осуществляется анаэробным сбраживанием. (биологическое окисление в отсутствие кислорода) органических веществ такие как отходы животноводства и растительные отходы. Газ, добываемый в в варочном котле всего около 65 процентов метана, остальное — двуокись углерода и следы органических газов.

Для образования метана необходимы две основные группы анаэробных бактерии — «кислотообразователи», превращающие отходы в органические кислоты; и «образующие метан», которые затем превращают эти органические кислоты в метан и диоксид углерода (рис. 1).Кроме того, есть два разных температурные диапазоны, в которых эти бактерии могут производить значительные количества газообразного метана — мезофильный диапазон (90-110F) и теплофильный диапазон (120-140F). Недавние исследования с использованием термофильного бактерии выглядят многообещающе и будут кратко обсуждены позже; однако эта публикация в основном посвящена традиционному пищеварению. агрегаты действовали в мезофильном диапазоне.

Рисунок 1. Процесс образования метана.

Производство метана во многом похоже на контролируемое сжигание (неполное сжигание) древесины для производства древесного угля, т. е. сжигание вещество в среде с ограниченным воздухом, чтобы производить более легко полезный, но высокоэнергетический конечный продукт. Сжигание древесного угля требует кислорода для восполнения и производит тепло, золу, водяной пар и углекислый газ. Для сжигания метана также требуется кислород. производя тепло, водяной пар и двуокись углерода.

МЕТАН ИЗ ОТХОДОВ ЖИВОТНОВОДСТВА — ПОТЕНЦИАЛ И ПРОБЛЕМЫ

Производственный потенциал . Производство метана обычно выражается в кубических футах газа, образующегося на фунт летучих твердых веществ уничтожен. Летучие твердые вещества — это органическая часть отходов животноводства; около 80 процентов твердых частиц навоза летучие. Галлон жидкости навоз, содержащий 8 процентов твердых частиц, потенциально может обеспечить около 3 3/4 кубических футов метанольного газа или 2 1/2 кубических фута метана (примерно 10-13 кубических футов газа может быть произведено на фунт летучих твердых веществ. уничтожается в исправно работающем варочном котле.Поскольку примерно половина добавленные летучие твердые частицы могут быть уничтожены, а от половины до трех четвертей производимым газом будет метан, около 5 кубических футов газа из метантенка (3 кубических фута метана) может производиться на фунт всего навоза добавлены твердые вещества).

Что касается размера варочного котла, можно производить от 3/4 до 2 1/2 кубических футов газа (от 1/2 до 1 1/2 кубических футов метана) на кубический фут объема варочного котла. Ожидаемая добыча газа от разного поголовья вид представлен в таблице 1.

Таблица 1. Ежедневные отходы и производство метана молочными, говяжьими и свиноводческими предприятиями за 1000 фунтов веса животного.

  Товар Молочная Говядина Свинья 
-------------------------------------------------- ---------
  Необработанный навоз (фунты) 82,0 60,0 65,0
  Общее количество твердых частиц (фунты) 10,4 6,9 6,0
  Летучие твердые вещества (фунты) 8,6 5,9 4,8
  Потенциал метана (куб. Фут.) * 28.4 19,4 18,6
-------------------------------------------------- ---------
   * Исходя из того, что 65 процентов газа составляет метан.
 

Токсичные компоненты в отходах . Часто встречаются несколько веществ в отходах животноводства может препятствовать выработке метана, если присутствует в больших достаточно концентраций. Самым распространенным является аммиак, потому что он в большом количестве присутствует в моче животных. Концентрация аммиака 1500 частей на миллион (ppm) считается максимально допустимым для хорошего производства метана (Таблица 2). Выше этого уровня отходы следует разбавить водой.

Таблица 2. Влияние концентрации аммиака на производство метана.

  Концентрация
   (мг / л аммиака-N) Эффект 
----------------------------------------------
         5 - 200 выгодных
      200 - 1000 Нет побочных эффектов
     1500 - 3000 Возможное торможение при
                            более высокие значения pH
      Более 3000 токсичных веществ
------------------------------------------------
 

Конечно, большое количество антибиотиков и чистящих средств дезинфицирующие средства не следует использовать в варочном котле.Именно по этой причине, рассмотрите возможность исключения из реактора строительных отходов опороса. В антибиотик руменсин также токсичен для метановых бактерий и не должен скармливать скоту, отходы которого будут использоваться для производства метана.

Стоимость добавления пожнивных остатков . Основное ограничение на скорость загрузки отходов животноводства — высокое содержание азота (N) по сравнению с содержанием углерода (C). Отношение углерода к азоту в количество отходов, добавляемых в варочный котел, должно составлять 20 частей C на одну часть N для оптимального производства метана.

Растительные остатки и листья, обычно с низким содержанием азота но с высоким содержанием углерода, может быть полезно для улучшения варочного котла спектакль. Смешивание растительных остатков с отходами животноводства с высоким содержанием азота обеспечивает более благоприятное соотношение C: N; и добыча газа должна соответственно увеличиваются.

СТОИМОСТЬ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДИГЕСТЕРНОГО ГАЗА

Энергетическая ценность газа

Если мы знаем потенциал производства метана из различных виды домашнего скота и стоимость сопоставимых объемов коммерческих топлива, мы можем затем определить стоимость газа в варочном котле.Предполагая Энергетическая ценность газа для варочного котла составляет 650 британских тепловых единиц (БТЕ). на кубический фут и галлон пропанового топлива с энергетической ценностью 91700 БТЕ, стоит 60 центов (цена 1980 г. ), требуется около 235 куб. футов газа из метантенка, что эквивалентно пропану на один доллар. Таблица 3 оценивает стоимость потенциальной добычи газа из каждого тип поголовья.

К сожалению, до 1% этого газа необходимо использовать для нагрева навоза. который помещается в варочный котел.Кроме того, необходимо немного тепла, чтобы в зимние месяцы держите варочный котел в тепле.

Таблица 3. Значение молочных, говяжьих и свиных отходов для образования метана. *

  Среднее количество животных необходимо
                животное Стоимость на равное
  Вес животного 1,00 $ в день
-------------------------------------------------- -
                  фунт центов в день 

  Молочный скот 1300 17 6
  Мясной скот 900 9 11
  Свинья 150 1.3 77
-------------------------------------------------- -
   * Эти расчетные значения основаны на производстве метана.
предположения, изложенные в тексте, с использованием 1% метана для поддержания
температура варочного котла и значение 60 центов / галлон.  для пропана (1980 г.
цена).
 

видов использования газа

Варочный газ можно использовать везде, где есть природный газ. применимо. Требования к газу для метантенка для бытовой деятельности были вычислено в Государственном университете Пенсильвании (таблица 4).На ферме это могут использоваться для зерносушилок или для работы газовых водонагревателей, которые вернуть тепло в варочный котел и обогрев пола для ближайшего домашнего скота здания. Его также можно сжечь в обогревателе коммерческого помещения.

Таблица 4. Требования к газу для варочного котла для различных Бытовое использование.

  Бытовое использование Необходимый объем газа 
-------------------------------------------
  Готовка 20-25 куб. Футов / час. на горелку, или
                    150-300 куб.фут / день
  Нагрев 165 куб. Футов / час. на 100000 БТЕ / час.
                    ввод
  Освещение 2-3 куб. Фута / час. на мантию
-------------------------------------------
 

Его наибольший потенциал в качестве топлива для отопления. Необходимое оборудование для отопления почти такая же, как для природного газа, за исключением того, что газовые порты и подача воздуха должны быть изменены для обеспечения правильное сгорание. Горелки, работающие на природном газе, нуждаются в доработке, поскольку пламя горящего газа в варочном котле имеет тенденцию «подниматься» из горелка.Поэтому требуется определенное количество проб и ошибок, и отверстия в кожухе горелки, вероятно, придется увеличить в некотором роде.

Устройства с приводом от двигателя не очень эффективны при прямом управлении от генератора метана. Например, электрогенератор (с приводом газовым двигателем), работающая с переменным крутящим моментом, имеет низкий КПД, потому что почасовая добыча и потребление газа почти одинаковы, независимо от величины нагрузки на систему.Около 16-18 куб. футов газа для варочного котла требуется на каждую лошадиную силу-час, предполагая, что энергетическая ценность 650 БТЕ на кубический фут.

Эффективность двигателя можно повысить, удалив углекислый газ из газ из варочного котла перед сжиганием, затем сжигание оставшегося метан. Газ из варочного котла может также вводиться в воздушный поток в стационарный дизельный двигатель. До 90 процентов топлива, поступающего в Двигатель по этой методике может работать на метане.

Одно из возможных применений газа для варочного котла, на которое сейчас обращают внимание, — в качестве источника тепла для работы завода по производству спирта на предплечье.Немного производители экспериментируют с системой ферментации кукурузы, чтобы спирт, который включает подачу побочного продукта барды для домашний скот, используя навоз для производства метана, а затем используя метан непосредственно используется в процессе производства спирта.

При современной технологии производства алкоголя энергетический эквивалент для сжижения и брожения требуется около 30 кубических футов газа из варочного котла. зерно для производства одного галлона этанола и еще 60 кубических футов метантенкового газа на галлон спирта для перегонки до 160-180 качество доказательства. Это равняется примерно одному галлону алкоголя на каждые пять. кормушки для говядины, а барда из галлона алкоголя может обеспечивают кормом примерно три кормушки для мяса.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И КОНСТРУКЦИЯ ДИГЕСТЕРА

Размер реактора и требования к окружающей среде

Размер варочного котла зависит от количества перерабатываемых отходов и необходимое количество разведения. Рекомендуемая скорость загрузки зависит от виды животных и способы обращения с отходами.Например, если моча (которая содержит около двух третей аммиака) исключена от отходов загрузка может быть соответственно больше. Таблица 5 показывает необходимый объем варочного котла и другие расчетные значения варочного котла для каждый вид скота.

Таблица 5. Расчетные значения метанового варочного котла для молочных, говяжьих и свиноводческих предприятий. *

  Товар Молочная Говядина Свинья 
-------------------------------------------------- ------------------------------------------------
Коэффициент разбавления навоз: вода 1: 0 (без разбавления. ) 1: 0,92 1: 2,2
Количество разбавляющей воды на 1000 фунтов веса животного 0 галлонов. 7,0 галлона. 18,0 галлона.
Срок содержания под стражей 15 суток 15 суток 12,5 суток
Объем варочного котла на 1000 фунтов веса животного 20,6 куб. Футов 28,8 куб. Футов 43,4 куб. Футов
Расчетный газ на 1000 фунтов веса животного 43,7 куб. Футов. 29,8 куб. Футов 28,6 куб. Футов
Расчетное производство метана на 1000 фунтов веса животного 28.4 куб. Фут. 19,4 куб. Футов 18,6 куб. Футов
Расчетная суточная добыча метана на куб. Фут. из
  объем варочного котла 1,4 куб. фута. 0,67 куб. Футов 0,43 куб. Футов
-------------------------------------------------- -------------------------------------------------
 * Из MWPS-19, «Управление отходами животноводства с контролем загрязнения».

 

Запуск можно ускорить, предоставив источник метана бактерии. Один из способов сделать это — изначально заполнить 20-25 процентов объем варочного котла с активным осадком варочного котла муниципальных очистные сооружения, затем постепенно увеличивать количество отходов животноводства добавляется при каждой загрузке в течение 6-8 недель, пока система не будет полностью оперативный.

Оптимальные условия для работы метантенка: единообразные загрузка (желательно ежедневно), нейтральная кислотность , температура 95F, Соотношение углерод / азот 20: 1 Уровни вредных веществ и ниже их пределов запрета . Кислотность, близкая к нейтральной (pH = 7,0), составляет хороший показатель правильной работы. Это означает, что бактериальный популяции находятся в равновесии, причем «кислотообразующие» производят только столько органических кислот, сколько могут использовать «образователи метана».

Менее чем оптимальные условия окружающей среды могут привести к тому, что варочный котел расстройство, обычно приводящее к кислотным условиям. Это потому что кислотообразующие бактерии будут процветать в гораздо более широком диапазоне условий окружающей среды, чем более медленный рост метанообразующих бактерии.

Кислотные условия можно временно контролировать, добавляя щелочной такое вещество, как известь. Однако первопричина дисбаланса должны быть найдены и исправлены, если добыча газа будет продолжена.

Требования к конструкции метантенка

Варочные котлы

должны быть герметичными и иметь такую ​​конструкцию, чтобы быть изолированным, нагреть и перемешать содержимое. Варочные котлы, показанные на Рисунки 2-5 не обязательно являются лучшими из возможных, но они некоторые из них были успешно использованы или предложены для использования знающие люди.

Изоляция . Поскольку температура имеет решающее значение для образования метана, сохранение тепла в варочном котле имеет важное значение.Чтобы использовать изоляционные свойства грунта, рассмотреть возможность насыпания грунта вокруг резервуара или закопать резервуар в хорошо дренированном месте, чтобы может быть реализован полный изолирующий потенциал почвы (Рисунок 2).

Рис. 2. Подземный бетонный цистерн-силос с плавающей крышкой и промежуточный резервуар для хранения сточных вод (для предотвращения попадания кислорода варочный котел).

Изолируйте поверхность варочного котла до уровня не менее R = 10, где находится в контакте с землей и не менее R = 20, где он находится в контакт с воздухом (R — мера способности материала сопротивляться поток тепла. Чем выше значение R, тем лучше изоляция. ценность). См. Публикацию Purdue Extension AE-95, «Изоляция домашнего скота. и другие хозяйственные постройки «, чтобы получить информацию о выборе и установке изоляция.

Отопление . Система, наиболее часто используемая для обеспечения круглогодичная температура 95F для производства метана — теплообменник где трубы горячей воды размещены внутри варочного котла. Вода может быть нагревается вне варочного котла, возможно, с использованием воды, сжигаемой на метане обогреватель.

Для достижения наилучших результатов отходы следует предварительно нагреть перед добавлением в варочный котел. Может потребоваться в пять раз больше тепла для процесс предварительного нагрева, как для поддержания температуры варочного котла.

Перемешивание . Перемешивание важно для обеспечения адекватного контакта между бактериями и отходами, а также для удаления газа из жидкость. Смешивание можно производить с помощью: (1) механического смесителя, (2) компрессор для барботирования собранного газа обратно через варочный котел. жидкий или (3) насос для навоза замкнутого цикла.

Механическая мешалка работает хорошо, если имеется хорошее воздушное уплотнение. поддерживается. Атмосферный кислород должен быть исключен из варочного котла, чтобы исключить угрозу взрыва. Один из способов сделать это — использовать плавающая крышка, как показано на рисунках 2 и 3.

Рисунок 3. Схема варочного котла с плавающей крышкой.

Если для смешивания используется компрессор , можно вставить трубопровод в варочный котел, а рециркулирующий газ из хранилища закачивается с помощью открытой трубы или диффузора на дне резервуара.Эта создает турбулентность и удерживает твердые частицы во взвешенном состоянии.

Для облегчения навоза насоса метод перемешивания , установить трубопровод когда построен варочный котел. Либо диафрагменный, либо мусорный насос. расположенный вне варочного котла, должен хорошо работать для этой цели.

Для механических или насосных методов определения мощности (л. с.), необходимое для смешивания содержимого варочного котла, используйте уравнение:

  hp = 0.185 x% твердых веществ x объем жидкости (в единицах по 1000 куб. Футов).
 

Например, варочный котел объемом 10 000 кубических футов, содержащий отходы на 6 процентов твердых веществ потребуется смеситель мощностью 11,1 л.с. (0,185 X 6% X 10). Относительно частота перемешивания, некоторые небольшие исследования показывают, что периодическое перемешивание (3-4 раза в день) примерно так же эффективно, как непрерывное перемешивание.

СБОР, ХРАНЕНИЕ, КОРРОЗИЯ И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ГАЗА В ДИГЕСТЕРЕ

Сбор газа

Как указывалось ранее, газ в варочном котле обычно на 60-70 процентов состоит из метана, остальное — диоксид углерода, немного сероводорода и другие следовые газы.Чтобы застраховаться от загрязнения кислородом воздуха a положительное статическое давление не менее 3 дюймов водяного столба должно быть поддерживается над жидкостью в метантенках и системах сбора газа.

Это можно сделать, собрав газ с помощью (1) плавающей крышки. в верхней части варочного котла или (2) регулятор давления для выпуска газа из варочный котел после достижения определенного уровня давления. в в первом случае крышка «плавает» на сжатом газе над жидкость.Некоторое хранение газа происходит под крышкой, и вес крышка обеспечивает положительное давление для газораспределения.

Рис. 4. Варочный котел, состоящий из резервуара для жидкого навоза. внутри зернового бункера. Пространство между двумя стенками резервуара заполнено изоляция.

Рисунок 5. Схема небольшого двухступенчатого варочного котла, аналогичного в принципа к тем, которые используются на муниципальных очистных сооружениях.

Любой используемый газовый трубопровод должен иметь уклон к реактору или конденсатоотводчики для предотвращения конденсации и засорения водяного пара линии, когда газ остывает. Также важно, чтобы счетчик газа быть установлен на линии сбора газа для контроля варочного котла операция; высокий стабильный уровень добычи газа обычно свидетельствует о хорошем операция.

Хранение газа

Сосуды для хранения газа следует проектировать с переменным объемом, потому что они должны учитывать разницу в скорости добычи газа и расход при поддержании равномерного давления.Конечно, наиболее практичный способ минимизировать дорогостоящее хранение газа — найти применение для газа, который соответствует его дебиту.

Плавающая крышка варочного котла также может использоваться для хранения газа. Что касается сбора газа. Это просто крышка понтона, которая плавает на поверхность жидкости и имеет юбочные пластины, уходящие в жидкость для обеспечения уплотнения (см. рисунок 3). Вес плавающей крышки обеспечивает напор и позволяет отводить газ как есть необходимо.

Газохранилище высокого давления возможно, но вполне дорого для использования в хозяйстве. Он может быть как цилиндрическим, так и сферическим. по форме и стальной сварной конструкции. Поскольку существует опасность взрыв или утечка при хранении под давлением, проконсультируйтесь со знающим инженеру и слесарю в помощь. Хранение среднего давления (менее 100 фунтов на кв. дюйм) более подходит для использования на ферме, чем хранилище высокого давления.

Некоторое повышение давления увеличивает количество энергии, которое может быть хранится (таблица 6).Но нецелесообразно сжижать метан на фермы, так как давление 700 фунтов на квадратный дюйм (psi) и -150F являются требуется для этого.

Таблица 6. Зависимость давления от теплосодержания хранимого газа в варочном котле.

  БТЕ на БТЕ на
     Кубический фут-галлон под давлением 
------------------------------------
       15 фунтов на кв. Дюйм 650 87
       30 фунтов на кв. Дюйм 1300170
       45 фунтов на квадратный дюйм 1950 260
       60 фунтов на кв. Дюйм 2600 350
       75 фунтов на кв. Дюйм 3250 435
       90 фунтов на кв. Дюйм 3900 520
------------------------------------
 

Минимизация запаха и проблем с коррозией

Сероводород, имеющий запах тухлого яйца, может образоваться, если отходы содержат большое количество сульфатов. Однако в целом газ из правильно работающего метантенка должен иметь лишь незначительное запах, потому что оба основных компонента — метан и углекислый газ — являются без запаха. В любом случае произведенный газ хранится в герметичном контейнер и сгорел, что устраняет проблемы с запахом.

Другое дело — коррозия. Это может быть очень серьезно. Следовательно, газ вероятно, следует пропустить через фильтр, содержащий свинцовые опилки или смесь древесной щепы и оксида железа для удаления водорода сульфид.«Шарики сорба» производства Mobil Oil также могут использоваться для удалить сероводород и водяной пар.

Для удаления только водяного пара рассмотрите возможность использования конденсатора. И чтобы удалить углекислый газ, использовать молекулярное сито.

Меры безопасности

Метан чрезвычайно взрывоопасен при смешивании с воздухом в следующих пропорциях: 6-15 процентов метана. Газ из варочного котла тяжелее воздуха и оседает на землю, вытесняя кислород. Если сероводород В настоящее время газ из варочного котла может быть смертельным ядом.

Всегда вентилируйте открытую сторону манометров (манометров статического давления) и клапаны сброса давления наружу и обеспечивают большое количество вентиляция, если метантенк находится в помещении. Будьте осторожны, когда сжатие и хранение газа из метантенка. Специальное оборудование и специальное баллоны необходимо использовать, если газ хранится под высоким давлением.

МОНИТОРИНГ ДИДЖЕСТРА

К счастью, в отличие от того, что добавлено в метантенки муниципальных сточных вод, отходы животноводства довольно однородны по составу.Как только процесс начался и достиг стабильного состояния, сбои не слишком часты, если варочный котел правильно управляется. Мониторинг работы метантенка, тем не менее, это хорошая идея, и ее можно довольно легко реализовать, использование газообразования или pH жидкости варочного котла в качестве индикатора.

Добыча газа . Это самый простой и надежный индикатор. В варочном котле с периодической загрузкой (тот, в который добавляются отходы примерно раз в месяц), если добыча газа постепенно снижается, запас пищи, доступный для бактерий, вероятно, истощен, что указывает на пришло время добавить больше отходов в варочный котел.Если добыча газа быстро спадает (в течение 1-2 дней), вероятно, причина в расстроен варочный котел. Среди возможных причин основными являются: тоже высокий уровень токсичных соединений в отходах корма, слишком высокий уровень корма скорость или слишком низкая температура в варочном котле.

Низкая температура варочного котла может быть результатом отказа в система обогрева. Если за один раз добавляется большое количество отходов, это должен быть предварительно нагрет до 95F, чтобы предотвратить термический удар метана бактерии.Лучшая производительность обычно достигается при непрерывном загрузка — то есть, когда варочный котел загружается меньшим количеством отходы на ежедневной основе.

Уровень pH . PH (уровень кислотности или щелочности) может быть легко измерить, вставив pH-бумагу в жидкость варочного котла и сравнивая полученную интенсивность цвета, которая развивается с цветом диаграмма. Уровень pH должен быть как можно ближе к 7,0 (нейтральный). PH ниже 6,0 указывает на сбой в работе варочного котла.Вы можете приобрести pH-бумагу в большинство аптек, аквариумов или винных магазинов.

ПОСЛЕДНИЕ ИННОВАЦИИ DIGESTER

Варочные котлы для кукурузных початков

Лабораторное исследование Университета Пердью показало, что анаэробный варочный котел, содержащий кукурузные початки, может использоваться для обработки свиноводческих отходов и производят метан при температуре 65F (Рисунок 6). Исследование использовали срок задержания 5 дней и норму погрузки 7,5 фунтов летучих твердых веществ на кубический фут в день.Эта система имеет большое многообещающая сделка для использования в фермерских хозяйствах с суточной добычей газа до 1,5 объема газа на объем метантенка.

Рисунок 6. Подземный варочный котел для кукурузных початков с пластиковой крышкой.

Поскольку в початках много углерода, но мало азота, они улучшить соотношение C: N, добавив дополнительный органический углерод. Oни также обеспечивают поддерживающую среду, на которой бактерии могут прикрепляться и остается внутри варочного котла, а не удаляется вместе с стоки варочного котла.

Термофильные реакторы

Термофильные (высокотемпературные) варочные котлы спроектированы таким образом, чтобы работают удовлетворительно при 5-дневном задержании и уровне твердых частиц 10-20 процентов. Производство газа из метантенка составляло около 11 кубических футов на фунт уничтоженных летучих твердых веществ. Работа нормально начинается доведя варочный котел до температуры 130F со скоростью около 3F в неделю.

Во многих отношениях термофильное пищеварение лучше, чем переваривание 950F.Добыча газа примерно на 20 процентов выше, а распад твердых частиц примерно на 10 процентов выше. Кроме того, более высокая температура убивает больше патогенных бактерий, что позволяет переваривать отходы используется в качестве пищевой добавки без дальнейшей стерилизации.

Но переваривание термофильных бактерий также имеет свои недостатки. В содержание метана в газе несколько ниже (55%), а Работа варочного котла не так стабильна, как у обычных варочных котлов.

Но главный недостаток — высокая температура. требуется. Требуется примерно в два раза больше тепла, чем для обычного варочные котлы. Таким образом, варочный котел должен быть хорошо изолирован (R = 20 для поверхности варочного котла, контактирующие с землей и R = 30 + обнаженные в атмосферу). Кроме того, варочный котел следует перемешать до обеспечить хороший контакт между бактериями и органическими веществами и максимизировать добычу газа.

При малом времени выдержки и высоких температурах некоторые средства рекуперация тепла, потерянного в стоках метантенка, необходимо для система экономичная. Значительное количество лабораторных и пилотных в настоящее время проводятся заводские испытания для определения осуществимости термофильных варочных котлов.

Варочные котлы для жидкого навоза

Исследователи из Университета Флориды изучили наземный конструкция хранилища жидкого навоза, которая была модифицирована для использования в качестве метановый реактор. В исследовании использовался большой крытый резервуар для хранения. с ежедневным добавлением отходов. Добыча газа составила около 60 процентов. этого в обычном варочном котле.Из этой и связанной с ней работы Предлагаются следующие предложения по варочным котлам для навоза:

* Резервуар должен быть изначально засеян бактериями из активного анаэробный варочный котел на уровне 10-20 процентов объема резервуара для обеспечить достаточное количество метановых бактерий.

* Соотношение количества семян и отходов в пересчете на сухой вес составляет не менее 20: 1. нужен для молочного навоза. Другими словами, это 1000 галлонов жидкости. молочный навоз обычно добавляется каждый день, резервуар для хранения должен первоначально заполнить около 20000 галлонов варочного котла ил.После заполнения бака его откачивают в Уровень 20 000 галлонов и работа началась снова.

Если в качестве посевного материала используется городской ил, объемное соотношение 40: 1 требуется, поскольку содержание твердых частиц в осадке варочного котла из муниципальные очистные сооружения примерно вдвое меньше, чем молочный навоз.

* Контроль температуры в варочном котле этого типа не критичен, так как пока температура составляет от 70F до 95F. Пищеварение возможно при 70F, потому что бактерии не удаляются из сточных вод а большое количество бактерий компенсирует сокращение биологических активность при низкой температуре.

* Резервуар для хранения навоза должен иметь емкость 180 дней. хранение, потому что добыча газа занимает около 100 дней. стабильная скорость. Плавающая газонепроницаемая крышка должна использоваться для захвата газ по мере его выхода из жидкого навоза.

* Когда температура жидкости в варочном котле опускается ниже 70F, газ производство очень низкое, и эксплуатация, вероятно, будет нестабильный. Поэтому зимой необходимы отопление и утепление. если варочный котел должен быть надежным источником энергии.

Поскольку требуется очень большой объем нагреваемой жидкости по сравнению с обычному варочному котлу, в этот момент кажется, что навозная яма варочный котел будет практичным только в южных частях США Конечно, любой, кто рассматривает возможность преобразования цистерны для навоза в эту системе следует связаться с окружным отделением для получения последних исследовательская информация и рекомендации по управлению.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА МЕТАНА

Экономика производства метана обычно считается сомнительно, даже при сегодняшнем росте цен на топливо. Но затраты на энергию и доступность завтра может изменить эту осуществимость коренным образом. Следующий пример, хотя и не полный экономический анализ, должен дать фермеру приблизительное представление о значение производства метана на его ферме.

Пример : Фермер с молочным стадом в 100 коров хочет знать, он может экономически оправдать установку метанового реактора. Средний вес коровы составляет 1300 фунтов. Не будет навоза от телят, телок и сухостойных коров. доступен для использования в варочном котле.

                                                                       Наш Ваш
                   Элементы и пример расчетов значение 
-------------------------------------------------- ----------------------------------------------

  A. Определите потенциальный объем добычи газа в сутки.  43,7 куб. Футов /
 1. Газ, произведенный на 1000 фунтов веса животного (из Таблицы 5).= 1000 фунтов. __________

 2. Производство газа на одно животное в день. 
     Средн. вес. / hd. x Шаг A.1
     (1300 фунтов x 43,7 куб. Футов / 1000 фунтов) = 56,8 куб. Футов / дюйм __________

 3. Всего добыто газа за сутки.
     Кол-во животных x Шаг A.2
     (100 дюймов x 56,8 куб. Футов / дюйм) = 5680 куб. Футов __________
 
 4. Метан, произведенный на 1000 фунтов животного.
вес (из таблицы 5). = 28,4 куб. Футов / __________
1000 фунтов.5. Производство метана на одно животное в день.
     Средн. вес. / hd. x Шаг A.4 = 36,9 куб. футов __________
     (1300 фунтов x 28,4 куб. Футов / 1000 фунтов)

 6. Общее количество метана, произведенного за день. = 3690 куб. Футов __________
     Кол-во животных x Шаг A.5
     (100 дюймов x 36,9 куб. Футов / дюйм)

  B. Определите количество и стоимость произведенной энергии. 
 1. Энергетическая ценность в сутки. (Предполагается, что 1/4 метана должна
     быть переработанным, чтобы обеспечить тепло для варочного котла, энергию
     стоимость остальных 75% составляет 950 БТЕ / куб.футов и галлон
     пропана имеет энергетическую ценность 91700 БТЕ. 
     и стоит 60 центов.)
                                      
     Энергетическая ценность метана x полезный метан x шаг A.6 2 630 000
     (950 БТЕ / куб. Фут. X 75% x 3690 куб. Фут. / День) = БТЕ / день __________

 2. Пропановый эквивалент произведенного тепла.
     Шаг B.1 / БТЕ / гал. пропан
     (2,63 млн БТЕ / день / 91700 БТЕ / галлон) = 28,7 галлона. __________
                   
 3.Долларовая стоимость энергии, производимой за день.
     Цена пропана x Шаг B.2
     (0,60 доллара США / галлон x 28,7 галлона) = 17,22 доллара США / день __________
 
  4. Стоимость произведенной за год энергии в долларах.
     Дней / г. x Шаг B.3
     (365 дней x 17,22 USD / день) = 6285,30 USD __________

  C. Определить объем и размеры резервуара варочного котла 

  1. Расчетный объем жидкости в варочном котле (из таблицы 5).
     Объем варочного котла / 1000 фунтов.вес животного x вес. / hd. х нет. HD.
     (20,6 куб. Футов / 1000 фунтов x 1300 фунтов x 100 дюймов) = 2678 куб.  Футов _________

  2. Общий объем варочного котла (включая 1/2 дня хранения
      для добытого газа) в кубических футах.
      Шаг C.1 + (1/2 дня x Шаг A.3)
      (2678 куб. Футов + (1/2 дня x 5680 куб. Футов / день)) = 5518 куб. Футов _________

  3. Общий объем варочного котла в галлонах.
     Галл. / Куб. Фут. x Шаг 0.2
     (7.5 галлонов / куб. футов x 5518 куб. футов) = 41 385 галлонов. _________

  4. Высота бака. (В данном примере используйте варочный котел высотой 14 футов) = 14 футов _________

  5. Диаметр круглого резервуара для выбранной высоты.
      ((Шаг C.2 / Шаг C.4) x 1,27)  1/2 
      ((5518 куб. Футов x 14 футов) x 1,27)  1/2  = 24 фута _________

  D. Определите стоимость варочного котла, включая изоляцию, нагреватель и смеситель.

  1. Стоимость метантенка, включая крышку бака и насос. (Предположим, что стоимость
     50 центов за галлон.)
     Стоимость / гал. x Шаг C.3
     (0,50 доллара США за галлон x 41 385 галлонов) = 20 692 доллара США _________

  2.  Стоимость изоляции котла на крышке и боковинах.

   А. Изоляционное покрытие. [Один из способов изолировать - построить большую
     диаметр резервуара вокруг варочного котла и заизолировать пространство между ними.Внешний бак не обязательно должен быть таким же водонепроницаемым или прочным, как внутренний.
     бак. Предположим, что стоимость внешнего резервуара составляет 1/2 стоимости резервуара метантенка.)
     Шаг D.1 x 1/2
     (20 692 доллара США x 1/2) = 10 346 долларов США _________
                  
   б. Площадь поверхности боковой стенки реактора.
      Шаг C.4 x Шаг C.5 x 3.14
      (14 футов x 24 фута x 3,14) = 1055 кв. Футов. _________

   c. Зона покрытия варочного котла.
      (Шаг C.5)  2  х 0,79
      (24 фута x 24 фута x 0,79) = 455 кв. Футов. _________

   d. Общая площадь поверхности варочного котла.
      Шаг D.2.b + Шаг D.2.c
      (1055 кв. Футов + 455 кв. Футов) = 1510 кв. Футов _________

   е. Стоимость утепления. (Предположим, что 1 доллар за квадратный фут установленной изоляции. 
      Поскольку эта стоимость очень разная, уточняйте у местных строителей.
      при оценке варочного котла для вашей ситуации.)
      Стоимость изоляции / кв.фут. x Шаг D.2.d
      (1 доллар США за квадратный фут x 1510 квадратных футов) = 1510 долларов США _________

  3. Стоимость водонагревателя.
     
    а. Нагреватель рассчитан на подачу 30 БТЕ в час на кубический фут варочного котла
       объем жидкости.
       Мощность нагревателя / куб. Фут. x Шаг 0,1
       (30 БТЕ / час / куб.фут x 2678 куб.фут) = 80,340 БТЕ / час. _________

    б. Стоимость утеплителя. (1980 цена на обогреватель этого размера
       с водопроводом около 1000 $) = 1000 $ __________
 
  4.Стоимость миксера метантенка.

    а. Размер смесителя рассчитан на перемешивание содержимого варочного котла, имеющего около
       10 процентов твердых веществ (см. Таблицу 1).
       Шаг C.1 / 1000 x pct. твердые тела x 0,185
       (2678 куб. Футов / 1000 x 10% x 0,185) = 5 л.с. _________

    б.  Стоимость смесителя. (Предположим, что 3-дюймовый мембранный насос и система трубопроводов
       рециркулировать содержимое варочного котла, что стоит около 2500 долларов) = 2500 долларов _________
 
  5. Общая стоимость метантенка.Шаги D.1 + D.2.a + D.2.e + D.3.b + D.4.b
      (20 692 долл. США + 10 346 долл. США + 1510 долл. США + 1000 долл. США + 2500 долл. США) = 36048 долл. США _________


  E. Определите стоимость удержания сточных вод варочного котла до распределения. 

  1. Навоз, производимый в день в фунтах (из таблицы 1).
      Навоз на 1000 фунтов веса животного в день x средн. вес. / hd. х нет. HD.
      (82 фунта / 1000 фунтов / день x 1300 фунтов x 100 фунтов) = 10660 фунтов / день _________

  2. Ежедневный навоз в кубических футах.Шаг E.1 / фунт / куб. Фут.
      (10 660 фунтов / день 60 фунтов / куб. Фут) = 178 куб. Футов / день _________

  3. Объем хранилища, необходимый для 180-дневной емкости в кубических футах.
      Количество дней x Шаг E. 2
      (180 дней x 178 куб. Футов / день) = 32 040 куб. Футов _________

  4. Объем хранилища, необходимый для 180-дневной емкости в галлонах.
      Галл. / Куб. Фут. x Шаг E.3
      (7,5 галлона / куб. Фут x 32 040 куб. Фут) = 240 300 галлонов./ _________

  5. Стоимость сборной складской конструкции. [Предположим, 15 центов за галлон.)
      Стоимость строительства / гал. x Шаг E.4
      (0,15 долл. США / галлон x 240 300 галлонов) = 36 045 долл. США _________
 
  6. Стоимость земляной кладовой. (Предположим, 5 центов за кубический фут.)
      Стоимость строительства / гал. x Шаг E.3
      (0,05 долл. США / куб. Фут x 32 040 куб. Фут) = 1602 долл. США __________

Заметка.Сомнительно, чтобы стоимость единицы хранения навоза
следует загружать в варочный котел, так как многие молочные фермы уже имеют
один или потребуется один, независимо от того, используется ли варочный котел.

  F. Определить стоимость хранилища газа. 
   Также необходимо построить газохранилище, иначе
   Разработано использование, при котором газ потребляется в соответствии со скоростью его производства. 
   Для этого примера предположим, что хранение газа не требуется. = 0 __________

  г.Определите общую стоимость этой системы производства метана. 

  1. Полная стоимость с сборным складом.
       Шаг D.5 + Шаг E.5
       (36048 долларов США + 36045 долларов США) = 72 093 доллара США ___________

  2. Полная стоимость с земляным хранилищем.
       Шаг D.5 + Шаг E.6
       (36 048 долларов США + 1602 доллара США) = 37 650 долларов США ___________

  Х.Определите экономическую целесообразность.  [долларовая стоимость произведенного метана
   на этапе B.4 можно использовать для определения срока окупаемости. Таблица 7 также
   помогает определить, какой капитал может быть оправдан для метантенка
   строительство.)

   1. Капитальные вложения на душу населения, окупаемость которых составляет 7 лет.
      [из Таблицы 7 при процентной ставке 15% и 60 центов за
      энергетическая ценность галлона]. = 285 долларов США / HD ___________

   2.Суммарные безубыточные инвестиции. 
      Шаг H.1 x № HD.
      (285 долл. США / шт. X 100 шт.) = 28 500 долл. США ___________
-------------------------------------------------- ------------------------------------------------

 

ОБОБЩЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРИМЕРА

При лучших условиях эксплуатации варочного котла на 15% проценты, точка безубыточности строительства земляного холма карьера (37 650 долларов США) не будет достигнута менее чем за 7 лет согласно Таблице 7.Текущие налоговые льготы и государственные демонстрационные гранты могут несколько сократить срок окупаемости.

Таблица 7. Максимальные начальные инвестиции на голову в анаэробном варочном котле с 7-летней окупаемостью при различной стоимости, эквивалентной пропану, и Процентные ставки на молочные продукты, говядину и свинью. *

 
     Из расчета на душу населения по цене, эквивалентной пропану
                            и процентная ставка-
                -------------------------------------------------- -
                     $. 60 / галлон. 0,90 долл. США / галлон. 1,20 $ / галлон.
                     --------- -------- --------
      Виды 10% 15% 10% 15% 10% 15% 
-------------------------------------------------- -----------------
      Молочные продукты 330 долларов 285 долларов 495 долларов 427 долларов 660 долларов 570 долларов
      Говядина 184 161 276 242 368 222
      Свиньи 26 21 38 32 52 42
-------------------------------------------------- -----------------
 * Инвестиционная цена основана на 7-летней окупаемости с 4%
первоначальных инвестиций, направленных на ремонт, страхование и
налоги.Эти данные не включают прибыль или отдачу от труда.
цифры, а также какие-либо налоговые льготы. Действующее налоговое законодательство
в состоянии непрерывного изменения. В настоящее время, если в хозяйстве используется метан,
применяется только инвестиционный налоговый кредит, в то время как метантенки, производящие газ
для продажи вне фермы может получить инвестиционный налоговый кредит, а также 3 доллара США за
Продано 5,8 млн БТЕ. 

 

Можно также возразить, что во время обогрева необходимо использовать меньше газа. теплые месяцы.Но это несколько компенсируется тем, что наши оценки добычи газа основаны на идеальных условиях, и что все затраты на рабочую силу и прибыль не учитывались. Таким образом, кажется неэкономично строить варочный котел в нашем примере. (Метан поколение будет более привлекательным для крупного животноводства единицы, которые обладают потенциалом значительной «экономии масштаба» экономия.)

Таблица 7 была подготовлена, чтобы помочь вам рассмотреть влияние изменение процентных ставок и цен на топливо.В этой таблице представлены максимальные начальные инвестиции, которые можно было бы сделать, если бы вы рассчитывали заплатить для метантенка через 7 лет.

Промоторы коммерческих анаэробных варочных котлов иногда добавляют другие экономические выгоды для уравновешивания более крупных инвестиций. Один пример — присвоить сброженному осадку значение либо корм, либо удобрение. Сообщается, что питательная ценность ила достигает 100 долларов за тонну сухих твердых веществ варочного котла (цена 1980 г.). Некоторые сторонники утверждают, что ценность корма в десять раз больше, чем стоимость добытого газа.Однако в настоящее время немногие фермеры Индианы желают или могут скармливать отходы варочного котла своему скоту.

Другой способ — зачислить удобрение в варочный котел. стоимость отходов животноводства. Ценность удобрения составляет около 1 цента. на галлон стоков метантенка (цена 1980 г.), что составляет 1,5 раз больше топливной ценности метана. Однако следует отметить, что ценность удобрения будет присутствовать, даже если отходы не пройдут через варочный котел, что делает этот кредит весьма сомнительным.

Кроме того, все варочные котлы требуют некоторого управления и труда для контролировать процесс. Успешная работа для типичного фермерского хозяйства для метантенка потребуется минимум 1-2 часа в день для мониторинга, загрузка, разгрузка и выполнение общего обслуживания — некоторые системы даже больше!

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ПРОИЗВОДСТВЕ МЕТАНА

Несколько частных организаций и частных лиц написали о принцип и практика производства метана. Следующий список должен быть полезен тем, кто хочет получить больше информации.

1. Рам Букс Сингх, «Биогазовая установка, производящая метан из органических Отходы. «70 страниц. Доступно за 6 долларов США в компании Gobar Gas Research. Станция, Аджитмал (Этава) Верхний Прадеш, Индия.

2. Ле Ауэрбах, Уильям Ольковски и Бен Кац, «Руководство по дому» Производство метана ». Доступен по цене 5 долларов США в Les Auerbach, 242 Copse. Road, Мэдисон, Коннектикут 06442.

3.«Управление отходами животноводства с контролем загрязнения». MWPS-19. Публикация Северо-Центрального регионального исследования 222. Июнь, г. 1975. Служба планирования Среднего Запада, Департамент сельскохозяйственной инженерии, Университет штата Айова, Эймс, IA 50011, относительно наличия и Стоимость.

4. Р. Дуглас Крейс. «Восстановление побочных продуктов из отходов животноводства». А Обзор литературы, EPA-600 / 2-79-142, август 1979 г., National Technical Информационная служба, Спрингфилд, Вирджиния 22161.