Регистрация / Вход
Прислать материал

Разработка конструкции и результаты экспериментальных исследований малообъемной биогазовой установки

Сведения об участнике
ФИО
Гайфуллин Ильнур Хамзович
Вуз
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Казанский государственный аграрный университет»
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Машиностроение. Энергетика
Раздел области наук
Альтернативная и возобновляемая энергетика
Тема
Разработка конструкции и результаты экспериментальных исследований малообъемной биогазовой установки
Резюме
Производство и использование биогаза обеспечивает экологические и социально-экономические выгоды для общества в целом. Использование биогаза, получаемого из сельскохозяйственных отходов, позволит улучшить энергетический баланс страны и сделать важный вклад в сохранение природных ресурсов и охраны окружающей среды.
Ключевые слова
биогаз, реактор, субстрат, брожение, биомасса, источник энергии, удобрения, отходы.
Цели и задачи
Целью научной работы явилась анаэробная переработка органических отходов сельского хозяйства в биогаз с одновременным получением высококачественных органических удобрений.
Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
1) осуществить обзор систем получения реструктурированного навоза, биогаза и провести их анализ;
2) рассмотреть существующие основы теории расчета биогазовых установок;
3) разработать конструкцию биогазовой установки и провести необходимые исследования;
4) произвести статистическую обработку полученных результатов эксперимента.
Введение

На сегодняшний день вопросы сохранения природы и рационального природопользования имеет важнейшее государственное значение при производстве всех видов продукции. Чрезмерное эксплуатация органических ресурсов   природы и увеличение  загрязнения окружающей среды выделил проблему поиска альтернативных  технологий получения энергии, создание новых установок , использования новых видов горючего материала,  то есть создание незагрезняющих экологию чистых энергетических систем, которые будут удовлетворять потребности изготовителей при минимизации  расходов материальных ресурсов.Вместе с тем Россия имеет огромный потенциал для применения нетрадиционных  источников энергии на основе использования биологических отходов. 

Методы и материалы

Для проведения обработки результатов экспериментов необходима компьютерная техника со специальным программным обеспечением. Аппаратное обеспечение: компьютеры с процессором не меньше Pentium IV и объемом оперативной памяти 256 Мбайт.

Полученные значения экспериментальных данных отображаются в виде графиков построенных на ЭВМ в операционной среде «MS Windows XP SP-3» с помощью программы «Microsoft Excel 2007 (12.0.45.18.1014) SP-2» и «KOMPAS-3D V13» с использованием метода диаграммы Исикавы. 

План действий

В соответствии с известным принципом Парето, среди множества потенциальных причин (причинных факторов, по Исикаве), порождающих проблемы (следствие), лишь две-три являются наиболее значимыми, их поиск и должен быть организован. Для этого осуществляется: сбор и систематизация всех причин, прямо или косвенно влияющих на исследуемую проблему; группировка этих причин по смысловым и причинно-следственным блокам; ранжирование их внутри каждого блока; анализ получившейся картины. причинно-следственная диаграмма («рыбий скелет»).

Описание и обсуждение результатов

 

Результаты испытаний и определения технологических параметров биогазовой установки приведены на следующих рисунках в виде графиков.

В ходе экспериментальных исследований,  приведенных в научной работе, был получен горючий газ.

Учитывая, что грамотно спроектированный и выполненный непрерывный процесс сбраживания органических отходов в термофильном режиме является более интенсивным, чем в мезофильном периодическом процессе. Исходя из того, что навоз КРС и свиней, птичий помет является хорошим субстратом для процессов анаэробного брожения, можно сделать вывод, что биогазовая установка, имеет практическое значение.

Анализ данных испытаний биореактора показывает, что время нагрева субстрата до мезофильной температуры составляет – 24 суток, а до термофильной температуры в два раза меньше – 14 суток. Производительность по помету составляет 0,045…0,0575 т/сут, по биогазу – 0,45…0,6 м3/сут. 

Продолжительность сбраживания при перемешивании снижается за счет разрушения образующейся поверхностной корки.

Исследования зависимости расхода биогаза при установке факельной горелки показали, что горение осуществляется стабильно.

Используемые источники
1. Асадова Э.Р. Влияние концентраций субстрата на конверсию органических ве-ществ в биогаз/ С.Х. Тапалцян, Е.С. Панцхава. – М., 1987. – С. 707-716.
2. Байдукин Ю.А. Использование отходов сельского хозяйства для получения энер-гии/ Ю.А. Байдукин, А.Я. Бойко. – М.:ВНИИТЭИСХ, 1981. – 49 с.
3. Баадер В. Биогаз. Теория и практика/ В. Баадер, Е. Доне, М. Бренндерфер (Пер. с нем. и предисловие М.И. Серебряного. - М.: Колос, 1982. - 148 с.
4. Бейли Д. Основы биохимической инженерии/Д. Бейли, Д. Оллис. Пер. с англ. В 2-х частях. Ч. 2. – М.: Мир, 1989. - 590с.
5. Бирюков В.В. Основы промышленной биотехнологии. – М.: КолосС, 2004. - 29с.

Information about the project
Surname Name
GayfullinIlnur
Project title
Development of design and experimental results of small volume of a biogas plant
Summary of the project
Production and use of biogas provides the environmental and socio - economic benefits for society as a whole . The use of biogas produced from agricultural waste , will improve the energy balance of the country and make an important contribution to the preservation of natural resources and environmental protection .
Keywords
biogas reactor , substrate fermentation biomass, a source of energy , fertilizers , waste .