Производство биогаза - Курсовая работа

КУРСОВАЯ РАБОТАБиогаз, получающийся в ходе этого процесса, представляет собой смесь из 65% метана, 30% углекислого газа, 1% сероводорода (Н2S) и незначительных количеств азота, кислорода, водорода и закиси углерода. Энергия, заключенная в 28 м. куб. биогаза, эквивалентна энергии 16,8 м. куб. природного газа, 20,8 л. нефти или 18,4 л. дизельного топлива. В энергоконверсию вовлекается только половина органического материала - 1800 ккал/кг сухого вещества по сравнению с 4000 ккал при термохимических процессах, но остатки, или шлаки, метанового «брожения» используются в сельском хозяйстве как удобрения. Первые превращают сложные органические субстраты в масляную, пропионовую и молочную кислоты, вторые превращают эти органические кислоты в уксусную кислоту, водород и углекислый газ, а затем метанообразующие бактерии восстанавливают углекислый газ в метан с поглощением водорода, который в противном случае может ингибировать уксуснокислые бактерии. Отходы пищевой промышленности сельскохозяйственного производства характеризуются высоким содержанием углерода (в случае перегонки свеклы на 1 л. отходов приходится до 50 г. углерода), поэтому они лучше всего подходят для метанового «брожения», тем более, что некоторые из них получаются при температуре, наиболее благоприятной для этого процесса.Получение биогаза из органических отходов основано на свойстве последних выделять горючий газ в результате метанового сбраживания»в анаэробных условиях. Одна группа микроорганизмов, обычно называемая кислотообразующими бактериями, или бродильными микроорганизмами, расщепляет сложные органические соединения (клетчатку, белки, жиры и др.) в более простые, при этом в сбраживаемой среде появляются первичные продукты брожения - летучие жирные кислоты, низшие спирты, водород, окись углерода, уксусная и муравьиная кислоты и др. В этом сложном комплексе превращений участвует огромное количество микроорганизмов - до тысячи видов, но главные из них все-таки метанообразующие бактерии. Стоит отметить, что метанообразующие бактерии значительно медленнее размножаются и более чувствительны к изменениям окружающей среды, чем кислотообразующие микроорганизмы-бродильщики, поэтому вначале в сбраживаемой среде накапливаются летучие кислоты, а первую стадию метанового сбраживания называют кислотной. Для создания таких условий органические отходы сбраживают в специальных бродильных камерах (биореакторах), где поддерживают строго анаэробную среду, а также соответствующие температурный и кислотный (РН) режимы, давление и другие необходимые условия.Процессы разложения органических отходов с получением горючего газа и его использованием в быту известны давно: в Китае их история насчитывает 5 тыс. лет, в Индии - 2 тыс. лет. Природа биологического процесса разложения органических веществ с образованием метана за прошедшие тысячелетия не изменилась. Но современные наука и техника создали оборудование и системы, позволяющие сделать эти «древние» технологии рентабельными и применяемыми не только в странах с теплым климатом, но и в странах с суровым континентальным климатом, например в России. Биогаз плохо растворим в воде, состоит из метана (55-85%) и углекислого газа (15-45%), могут быть следы сероводорода. При переработке 1 т. свежих отходов крупного рогатого скота и свиней (при влажности 85%) можно получить от 45 до 60 м. куб. биогаза, 1 т. куриного помета (при влажности 75%) - до 100 м. куб. биогаза.Поскольку разложение органических отходов происходит за счет деятельности определенных типов бактерий, существенное влияние на него оказывает окружающая среда. Так, количество вырабатываемого газа в значительной степени зависит от температуры: чем теплее, тем выше скорость и степень ферментации органического сырья. Однако применение надежной теплоизоляции, а иногда и подогретой воды, позволяет освоить строительство генераторов биогаза в районах, где температура зимой опускается до-20°С. Существуют определенные требования и к сырью: оно должно быть подходящим для развития бактерий, содержать биологически разлагающееся органическое вещество и в большом количестве воду.Ферментатор (рисунок 1) находится в яме диаметром около 4 м. и глубиной 2 м. Снаружи верхней кромки ферментатора сделана кольцевая канавка из бетона глубиной примерно 1 м., выполняющая функцию гидрозатвора;в этой канавке, заполненной водой, скользит вертикальная часть колокола, закрывающего резервуар. Автор данного проекта выбрал вариант собирания газа в отличие от других установок с помощью трубы, находящейся внутри ферментатора и имеющей три подземных ответвления - к трем хозяйствам. Ее ферментатор сделан в яме, имеющей квадратное поперечное сечение размерами 2х2 и глубиной примерно 2,5 м. Канавка гидрозатвора глубиной около 50 см. также бетонная, колокол сварен из кровельного железа и может на четырех «ушках» свободно скользить по четырем вертикальным направляющим, установленным на бетонном резервуаре.

Содержание

Введение

1. Производство биогаза

1.1 Особенности биогазового топлива

1.2 Факторы, влияющие на производство биогаза

2. Установки для получения биогаза

2.1 Производственные схемы получения биогаза

2.2 Системы хранения биогаза

3. Развитие биогазовых технологий в России

4. Биотехнологический способ очистки нефтяных шламов

4.1 Классификация и особенности нефтешламов

4.2 Биотехнологическая очистка углеводородов нефти

Заключение

Список литературы