Биотопливо: как эффективно использовать отходы сельского хозяйства

Что относится и способы утилизации сельскохозяйственных отходов

Биотопливо: как эффективно использовать отходы сельского хозяйства

Агропромышленный комплекс – лидер среди производственных отраслей по количеству образующихся вредных веществ. Отходы, получаемые при ведении сельского хозяйства, приводят к глобальному потеплению.

Без очистки, утилизации, переработки они отравляют почву, водоемы, негативно отражаются на атмосфере. При этом сельский «мусор» может быть сырьем для удобрений, кормов или топлива. Современные технологии позволяют организовать малоотходное или безотходное производство.

Что относится к отходам сельского хозяйства?

Доля сельскохозяйственных отходов растет ежегодно вместе с приростом населения Земли и увеличением производства пищевых продуктов. Для внедрения принципов бережливого производства каждому сельскому предприятию необходимо выявить наиболее вредные для экологии факторы, изучить многогранность проблемы рационального использования сырья.

Типы отходов сельскохозяйственной отрасли

Побочные продукты, получаемые при выращивании растений, разведении сельских животных, работе предприятий сферы АПК, относят к сельскохозяйственным отходам. Их опасность для окружающей среды, способы нейтрализации и утилизации напрямую зависят от типа.

Животноводство

Разведение сельских животных на частных подворьях, на специализированных предприятиях приводит к образованию основной массы отходов. На долю животноводства приходится более половины от общей массы отходов, образуемых в отрасли. При этом переработке подлежат не более десяти процентов вредных веществ. Основные виды отходов животноводства:

  • Продукты жизнедеятельности зверей и птиц – навоз или помет.
  • Неочищенные стоки.Мясоперерабатывающие и молочные производства связны с попаданием в канализацию кровяных телец, остатков внутренних тканей туш, иных твердых отходов. При отсутствии должных систем очистки они загрязняют водоемы, грунтовые воды.
  • Вредные газы.Негативно влияет на окружающую среду метан, образующийся в скоплениях навоза при складировании в ямы. Этот газ – одна из главных причин глобального парникового эффекта.

С помощью переработки можно снизить негативное воздействие отходов животноводства на сельскую экологию. К примеру, при контролируемом брожении навоз перерабатывается в биологическое топливо. Кости, внутренние органы, ткани животных путем сушки и измельчения превращаются в добавки для кормов. Из экскрементов производят удобрения.

Растениеводство

Отходы растениеводческой отрасли занимают 35% от общей массы. Основные сельские загрязнители:

  • Листья, стебли, шелуха, корни, другие неиспользованные части растений.
  • Сточные воды, загрязненные удобрениями.
  • Скопления газов, образующиеся при складировании отходов.

Самый эффективный способ переработки отходов растениеводческой отрасли сельского хозяйства – биоконверсия. Контролируемое брожение позволяет получать натуральные удобрения, биотопливо. Часть растительной массы также может использоваться в качестве корма для сельских животных и птиц.

Технологии утилизации отходов сельского хозяйства

Принципы бережливого и экологичного производства базируются на современных технологиях. Они позволяют утилизировать, перерабатывать отходы сельского сектора. Существуют современные способы утилизации разных видов отходов сельскохозяйственного производства, которые признаны экологически безопасными.

Вывоз на поля

Проверенный веками способ утилизации навоза имеет плюсы и минусы. Коровий, конский навоз с подсобных хозяйств допустимо вывозить в поля необработанным для постепенного образования перегноя, удобрения почвы.

При этом свиные, куриные экскременты могут нанести вред почве. Из-за повышенной кислотности, наличия антибиотиков, устойчивых к их воздействию микроорганизмов можно испортить экосистему плодородных слоев грунта.

Компостирование

Соблюдение технологии позволяет получить из мусора удобрение. Для этого необходимы специальные площадки, оборудование, запасы материалов, помогающих снизить количество влаги в сырье: торфа, соломы, других.

Компостирование помогает получить биогумус из жидкого куриного помета и торфа. В зависимости от технологии процесс занимает от пяти дней до двух месяцев. Для ускорения прибегают к помощи полезных бактерий, других микроорганизмов, форсирующих переработку помета.

Помет в качестве корма

Научные исследования подтверждают: организм животного не переваривает, в среднем, 40% питательных веществ, содержащихся в корме. Животное выделяет их с пометом. Эти данные привели к идеям о повторном использовании навоза как корма для птиц, зверей. Для этого проводят очистку, дезинфекцию, обезвоживание экскрементов.

Птичий помет механически очищают от бесполезных примесей, обеззараживают нагреванием. Коровий и свиной навоз ферментируют, затем смешивают с сеном, кукурузной мукой, другими ингредиентами для получения силоса.

Полученные смеси эффективны при откорме бычков, свиней, птиц.

Биоэнергетические методы утилизации

Комплексный подход к утилизации открывают биоэнергетические технологии, направленные на:

  • Переработку отходов животноводства.
  • Получение биологического топлива в жидком, твердом, газообразном видах.
  • Создание удобрений.

Установки работают на:

  • Остатках сельскохозяйственных кормов.
  • Загрязненных стоках, тушах и их частицах.
  • Использованных подстилках для зверей и птиц.

Путем поэтапного повышения температуры и разделения продуктов брожения получают твердые удобрения, газ для работы ТЭЦ мини-формата, газомоторное топливо для сельскохозяйственных машин, промышленных охладителей, жидкие аналоги дизельного топлива, другие продукты.

Вермикультура

Прогрессивная экологичная технология, основанная на выращивании червей. В западных странах чаще используют калифорнийскую породу, в России – червей-старателей. В нетоксичных продуктах животноводства – от помета до иловых отложений сточных труб – выращиваются колонии червей. Съедая лишнее, они создают безопасный биогумус –удобрение.

Сама масса червей используется для подкормки животных и птиц.

Рыбоводно-биологические пруды

Каскад из прудов-накопителей в четыре этапа перерабатывает неочищенные стоки сельскохозяйственного производства в чистую воду для технических нужд.

В первый пруд направляются стоки с навозом и другими отходами. Отстаиваясь, они расслаиваются на твердые вещества – удобрения – и жидкую фракцию. Ее поедают специально запущенные в пруд виды планктона и водорослей.

Во втором водоеме водоросли насыщают стоки, прошедшие первую ступень очистки, кислородом. Избытки экологически чистых водорослей вылавливают и скармливают скоту.

При попадании в третий пруд водоросли становятся пищей для ракообразных и червей.

Четвертый – заключительный пруд – для разведения рыбы. Мальки кормятся зоопланктоном и растениями из третьего пруда. Чаще разводят толстолобика, пища которого – растения, и карпа, предпочитающего рачков и червей.

Использование личинок мух

На массах органических отходов – навозе птиц и животных – разводят личинок мух. Колония за неделю увеличивается в объеме до 500 раз. Личинки используются для кормления скота, птиц, рыбы, а продукты жизнедеятельности перерабатываются в удобрения.

Источник: https://bezotxodov.ru/jekologija/othody-selskogo-hozjajstva

Биотопливо – что это такое? Обзор популярных видов и типов биотоплива. Методы производства в домашних условиях + инструкция

Биотопливо: как эффективно использовать отходы сельского хозяйства

Большая часть современных машин, установок, механизмов и систем, функционируют используя нефть, уголь или природный газ в качестве топлива.

Но не стоит забывать, что их запасы быстро уменьшаются и со временем вообще иссякнут. Уже в наше время возникают военные конфликты за право обладания территориями, богатыми природными ресурсами.

Поэтому все более актуальным становится поиск другого, «неиссякаемого» источника энергии.

Многие исследователи в области энергетики считают, что именно биотопливо в будущем заменит использование нефти и газа. Сама идея использования биологических отходов в качестве топлива появилась относительно недавно, но уже показала эффективность биотоплива, как источника энергии. Поэтому, на данный момент, исследователи придумывают все новые и новые способы добычи биологического топлива.

Где применяется биотопливо?

Фактически биотопливо на 100% заменяет обычное топливо. Оно может использоваться для обогрева помещений (брикеты, пиллеты, биогаз), как горючее для автомобильных двигателей (биодизель), или как другой вид топлива. Правда в таком случае, необходима замена некоторых механизмов.

Например, биодизель более вязкий чем обычная солярка.

Использование биодизеля в качестве горючего, требует установки двигателя способного работать с более вязким топливом. Другим решением будет использовать смесь из биодизеля и классического дизеля.

Такое топливо воспринимают все дизельные двигатели

По какой технологии производится биотопливо?

Прежде всего, необходимо заметить, что бывает твердое, жидкое и газообразное биологическое топливо. Для производства твердого биотоплива (брикетов и пиллетов), используются растительные отходы сельского хозяйства (стебли подсолнухов, листья кукурузу, солому…), отходы деревообрабатывающей промышленности (щепки, опилки, кора…), и другие растительные отходы.

На первом этапе, сырье измельчается. Затем просушивается и прессуется в блоки (в форме цилиндра или параллелепипеда). Для производства жидкого биотоплива используют специальные технические культуры (чаще всего рапс).

Первоначально сырье отжимается для получения растительного масла. Затем протекает химическая реакция с одноатомными спиртами, в результате которой получается биодизель.

Для производства биогаза подходят практически любые отходы животного и растительного происхождения. Сырье помещается в герметичный резервуар и заливается водой.

В процессе брожения выделяется газ с высоким содержанием метана.

Добыча биотоплива своими руками

Для получения биотоплива в домашних условиях, не нужно обладать специализированным образованием или вкладывать огромные суммы денег. В данном разделе, мы подскажем вам как самостоятельно произвести «домашнее» биотопливо всего за несколько шагов.

Твердые виды биотоплива

Находим поставщика сырья. Это может быть владелец лесопилки, у которого много остатков производства (стружка, щепки, опилки), или крупный фермер, который рад будет избавиться от стеблей и листьев растений. Главное обеспечить постоянный источник сырья для вашего производства.

Подготавливаем помещение для производства вдали от жилых помещений (производство довольно шумное), и сухое складское помещение. Закупаем оборудование (измельчитель сырья, сушилка и машину для прессовки и нарезки). Оно не дешевое! Но оно быстро окупится, если производить брикеты не только для собственных нужд, но и для продажи.

Находим потенциальных покупателей (соседи, знакомые или небольшие предприятия). Это поможет не только обеспечить обогрев вашего дома, но и получить хорошую материальную прибыль.

Жидкое топливо на биологической основе

Высаживаем большие площади рапса, подсолнечника или сои. Это необходимое для производства сырье.

Подготавливаем помещение для производства топлива (большое и хорошо вентилируемое) и место складирования. Закупаем оборудование. Пресс для отжима масла, емкости для хранения (не металлические!), фильтры для очистки масла от примесей. Также понадобится метанол и гидроксид натрия.

Будьте внимательны! Для производства качественного топлива необходимо соблюдать все пропорции при изготовлении.

Находим покупателей. Биодизельное топливо хорошо подходит для неприхотливых двигателей тракторов. Попробуйте заключить контракт с тракторной бригадой или крупным агропредприятием.

Производство биогаза в домашних условиях

  1. Выкапываем яму для резервуара. Стены резервуара могут быть из любого материла, главное, чтобы он был герметичным. Объем резервуара зависит от ваших нужд (из одного килограмма биологических отходов, выделяется пол килограмма биогаза).

  2. Наполняем резервуар био мусором (растительные и животные отходы), заливаем водой и герметично закрываем крышкой (не забывая проделать канал, через который газ будет попадать в емкость для хранения.
  3. Через металлическую трубу соединяем резервуар для брожения биомусора с емкостью для хранения.
  4. Подсоединяем систему к газовому котлу для обогрева.

    Не забываем про регуляторы давления. Этот этап лучше доверить специалисту! Неправильная эксплуатация системы может привести к утечке газа и взрыву.

о биотопливе

Источник: https://electrikmaster.ru/biotoplivo/

Биотопливо из бытового мусора

Биотопливо: как эффективно использовать отходы сельского хозяйства

Мусор – порождение человека. Природа мусора не даёт. В ней всё сбалансировано. А мусор на планете возник вместе с человеком. И все предыдущие века ему мало придавали значения.

Его было не настолько много, сколько в наше цивилизованное время и с годами становится всё больше, грозя накрыть человечество с головой, как гигантская волна цунами.

Мусор увеличивается прямо пропорционально развивающемуся прогрессу и проблема уборки уже не стучится в окно, она нагло вломилась в наш быт. И получать биотопливо из бытового мусора не только своевременное решение, но, скорее всего, задача вчерашнего дня.

Мало того, что человечество завалило мусором всю планету, оно заполнило околоземное пространство частями космических ракет и спутников, сотнями тонн обломков, летающих на орбите вокруг земли.

Не от того ли с каждым годом всё явственнее дают о себе знать магнитные бури, которых каких-то полсотни лет назад и в помине не было. Наблюдаются и температурные аномалии, когда среди зимы даже в Сибири иногда температура поднимается чуть ли не выше нуля.

То есть, жить в мусоре на земле и в космосе стало просто невыносимо.

Об очистке космоса от мусора – отдельная тема разговора. В данной статье речь пойдёт о земном мусоре. О том, как от него не только избавиться, но и получить дополнительный источник энергии – биотопливо для техники.

Как сказку сделать былью

Сначала о сказке: в Томске получено биотопливо себестоимостью одного литра в 4 копейки из обычного бытового мусора. Фантастика? — На первый взгляд, да. Но когда поближе познакомишься с процессом производства, сказка превращается в практическую реальность.

В Томском политехническом университете изобрели установку и дали ей имя легендарной птицы «АИСТ-200». Название из аббревиатуры – альтернативные источники. Цифра обозначает количество произведённого топлива из трёх кубометров бытового мусора за один час работы.

Сибирские учёные отказались применять открытый огонь и заставили установку работать способом окисления, без вредных выбросов в атмосферу. Разложение происходит при высокой температуре, затем из выделенных углерода и водорода получают молекулы горючего.

Здесь надо честно признаться, что в принципе томские учёные не открыли ничего сверх естественного. Подобные поиски создания идентичной установки проводились в Японии в конце прошлого века.

Но те упёрлись в проблему низкого качества топлива. Полученный бензин загрязнял цилиндры мотора.

Сибирские учёные решили эту задачу путём создания более мощного вакуума своей установки и значительного увеличения температуры во время химической реакции.

Чем бесценна установка? Во-первых, перед обработкой мусор не требуется сортировать, во-вторых, получается баснословно низкая себестоимость одного литра биотоплива. Что такое 4 копейки в наше время! В-третьих, её можно применять в жилищно-коммунальном хозяйстве для очищения сточных вод.

В-четвёртых, она легко справляется с обеспечением тепла для жилого дома площадью до 500 квадратных метров.
Итог изобретения томских учёных: весь мусор, выбрасываемый жильцами многоэтажного дома и канализацию можно перерабатывать тут же и получать тепловую и электрическую энергию путём альтернативных источников энергии.

Поезжайте в Томск, узнавайте подробнее об установке и применяйте у себя. Больше ничего не требуется. Есть у нас свои умные головы, в Европу за мозгами ехать не надо.

Для скептиков: пусть рекламисты «загнули» такую низкую цену – 4 копейки. Пусть не 4, а 40 копеек, или 4 рубля. Выгодность предприятия всегда можно изыскать при желании. А то, что проблема мусора нависла над миром грозовой тучей, — это бесспорно. Значит, выгоду надо искать там, где она в тесном союзе с необходимостью.

Пример отдельно взятого города

Пальцы тянутся к клавиатуре, чтобы рассказать на примере одного города – Новосибирска — как у нас в России относятся к новшествам, полезным для общества. То есть, как мы используем альтернативные источники энергии, коих у нас кругом полным полно.

Новосибирские учёные создали технологию, позволяющую переработать бытовой мусор и получать из него горючее типа «Евро-3» и «Евро-4». Но их труд повис в воздухе, вернее, остался в проектах на бумаге. Заниматься этим охотников не нашлось.

В чём же причина? Ленивые предприниматели? Или невыгодный бизнес-проект? Или у нас мусора мало? Или машины не нуждаются в топливе?

Начнём с того, что количество мусорных свалок, как и автомашин у нас с каждым годом растёт неимоверными темпами. Только с начала текущего года в Новосибирской области количество машин увеличилось на 28 тысяч (данные за три месяца). Свалки растут ещё быстрее. Вокруг города их насчитывается 311.

Бензин дорожает, цены ползут вверх упорно и безудержно. Учёные нашли выход и предложили сразу убить двух проблемных зайцев: сократить до минимума свалки вокруг городов и посёлков и получать дешёвое топливо из бытового мусора.

Чем не привлекательная идея, за которую должно бы ухватиться общество! Но не тут-то было!

Уже несколько лет сибирские учёные бьются как рыба об лёд, пробивая своё детище. Но результаты, как говорят, желают быть лучшими. В чём же дело?

Дело под шляпой

Может быть, горючее из бытового мусора не пригодно для автомашин? Ничего подобного! Оно соответствует евростандарту. Содержит меньше вредных примесей, чем имеет их обычное топливо. Увеличивается срок службы двигателей, сокращается износ.

По такой технологии давно работают за рубежом, но не у нас.
Отечественные предприниматели не спешат выделять средства для новых технологий получения горючего, хотя окупаемость их максимум полтора-два года.

Против новшеств и те, кто нашёл свою нишу на переработке мусора путём его сжигания и получения электроэнергии.

А в это время вокруг Новосибирска, как и других городов, дымятся свалки мусора, отравляя округу на десятки километров. В прекрасном Кудряшовском бору, где могли бы отдыхать тысячи новосибирцев, коптятся свалки. Горят они и неподалёку от новосибирского аэропорта Толмачёво, застилают дымом в округе Кольцово и других местах, окружая город науки плотным кольцом смердящего дыма.

И тормозом к прогрессу предстаёт сознание, что нам, россиянам, с нашими огромными территориями, далеко до катастрофы, ещё есть место для свалок и нечего раньше времени беспокоиться. Да и нефти полно для получения традиционного бензина.

В то же время по технологиям новосибирских учёных успешно работают польские производители биотоплива, получающие дешёвое горючее и очищающие территории от позорного мусора.

Дело в мозгах, под шляпой. Вот когда мы все повсеместно поймём, что так дальше продолжаться не может, что никакая страна не будет считаться цивилизованной, если она погрязла в мусоре, — только тогда мы можем, наконец, стать на прямую дорогу современной, уважающей себя и своих граждан, державы.

Взгляд за мировые горизонты

С приходом 21 века перед человечеством всё острее встаёт задача сокращения бытового и промышленного мусора с пользой для экономики, то есть, рассмотрения её с точки зрения дополнительного альтернативного источника энергии. Уже канули в Лету доказательства этой правоты, пришло время реальной переработки отходов и получения дополнительных источников получения тепла, электричества, биотоплива.

В США, например, каждый год получается 300 млн тонн бытового мусора, из которого можно произвести до 2 процентов требуемой электроэнергии. Профильные специалисты пришли к единодушному мнению, что городские отбросы содержат немалый запас энергии в снабжении крупных городов. Разработаны варианты, куда входит сжигание и получение теплоты, а также производство биотоплива и газа.

Взять Англию. Там уже давно действуют установки, перерабатывающие бытовой и промышленный мусор в газ, жидкое и твёрдое топливо способом гидролиза. Во время переработки извлекаются цветные металлы из отходов промышленного производства.

В Америке ещё в 1978 году построен и пущен в эксплуатацию крупнейший завод в городе Милуоки, который обрабатывает 250 тысяч тонн мусора в течение года. Как бы мы ни относились скептически к американцам, но они толк в экономике и бизнесе понимают лучше нас, ибо занимаются этим веками. А мы всего лишь неполные четверть века, после развала СССР.

Как ни крути, но нам пора учиться у зарубежных практиков. Российским шапкозакидательством не обойтись.
Сами все погрязли в мусоре и продолжаем не замечать надвигающейся катастрофы.

В.Ильин

Познавательный фильм: «Энергия мусора»:

Источник: https://altenergiya.ru/bio/biotoplivo-iz-bytovogo-musora.html

Как получать энергию из отходов сельского хозяйства

Биотопливо: как эффективно использовать отходы сельского хозяйства

Сельское хозяйство, как и другие отрасли, даёт не только продукт, но и отходы производства. Это отходы растениеводства и животноводства. Солома, стебли кукурузы и подсолнечника, кизяк – засохший навоз, и раньше использовали для получения тепловой энергии: топили им печи в домах. Сегодня существуют технологии, позволяющие извлечь энергию из аграрных неликвидов более технологично.

Возьмём метан, природный газ, по составу простейший предельный углерод. Это источник энергии, топливо для двигателя внутреннего сгорания, добывают газовики на месторождениях. Болотный газ (биогаз), аналогичный метану по свойствам и составу, образуется в кишечнике жвачных животных.

Из каких отходов сельского хозяйства можно получать энергию

Если в кишечнике коров образуется метан, значит газ присутствует и в навозе. Следовательно, если извлечь из навоза газ, получим энергию. Так же, как из куриного помёта. С той лишь разницей, что корова, по оценкам специалистов, при массе в 500 кг. за сутки «даёт» 40 кг. сырья. Эти два вида, как и другие, объединим в группу «отходы животноводства».

Также в дело идут растения и результаты обработки:

  • солома, стебли кукурузы и подсолнечника:
  • продукты обработки – шелуха, мякина;
  • жмых, отходы пищевой промышленности.

Получение энергии из отходов

Процесс производства начинается с генерирования тепловой энергии, которую затем преобразуют в механическую или электрическую. Сырьё, полученное в первом агрегатном состоянии – твёрдом, перерабатывается ещё в два – жидкое и газообразное.

  • биодизельное – из отходов с высоким содержанием жира;
  • биоэтанол – из пшеничной, рисовой и других видов соломы.
  1. Твёрдое – пеллеты из разных культур: кукурузных стеблей, отрубей, шелухи, куриного помёта, навоза.
  2. Биогаз из куриного помёта и навоза.

Биодизель, биоэтанол и биогаз могут использоваться для двигателей внутреннего сгорания. Топливные брикеты дают энергию при горении. Теплотворная способность – 18-20 мДж/кг. Для сравнения, этот же показатель у берёзовых дров – 15 мДж/кг.

Технологии и оборудование

Сегодня предложений технологий и оборудования по получению топлива из отходов сельского хозяйства достаточно, у всех схожие принципы действия и процессы, разная производительность, цена и занимаемая площадь. Опишем одну – автономную установку «БИОЭН-1»:

  • вес 12 тонн, площадь 30 квадратных метров;
  • окупается за год;
  • гарантированный производителем срок эксплуатации 10 лет;
  • объём вырабатываемого электричества – от 4 кВт/ч до 8 кВт/ч;
  • перерабатывает 500-1000 кг отходов в сутки при влажности до 85 %.

В комплект оборудования входят:

  • два биореактора-метантенка на 10 кубометров;
  • два газгольдера на 6 кубометров;
  • оборудование для автоматизированной загрузки сырья;
  • газовый котёл типа АОГВ;
  • электрогенератор на биогазе;
  • бытовая плита на биогазе;
  • инфракрасные газовые горелки.

Рабочее сырьё: навоз, помёт, фекальные стоки, растительные остатки. Её «прокормит» ферма на 20-30 голов КРС или птицеферма на 2500-3000 несушек. Вырабатывает за сутки:

  • 40 м. куб. биогаза;
  • 80 кВт электроэнергии;
  • тонну жидких органических удобрений.

Биогаз содержит 60 % метана и 40% углекислого газа. На собственные нужды потребляет не более 30 % вырабатываемого тепла. Выработанной электроэнергии хватит на трёхразовую электрическую дойку стада из 30 голов и бытовые потребности в электричестве средней по составу семьи.

Получение энергии из отходов сельского хозяйства

Ведущие страны-сельхозпроизводители сегодня занимаются вопросом перевода сельского хозяйства из потребителя электричества его в производителя. Или, как минимум перевода в автономный, независимый от энергетических компаний, режим.

Решение этой проблемы в эпоху, когда истощаются запасы невозобновляемых источников энергии своевременно, а главное, прибыльно для того, кому удалось её решить.

Преимущество этого топлива – в отсутствии вреда для экологии.

Например, биодизель при сгорании дает меньше вредных выбросов, чем соляра, полученная из нефти. Биодизельное топливо сгорает при меньшей, чем дизель, температуре на 15 %. Правда, расход топлива при этом выше на 5 %.

Наиболее перспективный из рассматриваемых источников – биогаз: широкое применение, разнообразие сырья, отсутствие вредных примесей при сгорании.

Производство биогаза из отходов

Биогаз образуется благодаря анаэробным бактериям, жизненная функция которых – разлагать органику. Для того, чтобы они развивались вне кишечника, создают такие же условия: температура не ниже 30 ̊С и отсутствие воздуха.

При этом в сырье происходит реакция брожения, в результате образуются:

  • метан – 68-70 %;
  • углекислый газ – 28-30 %;
  • прочие газы – 1-2 %.

Герметичный сосуд, в котором это происходит, называют реактором. Газы, которые поднимаются, откачивают. На дно оседает органическое удобрение, содержащее азот и фосфор. Если температуру в реакторе увеличить, процесс пойдёт быстрее. Бактерии, которые размножаются при 30-40 ̊С – мезофильные, при 50-60 ̊С – термофильные.

Реакция, проходящая с разложением мезофильными бактериями, длится 15-30 суток, при этом на литр объёма реактора получают два литра биотоплива. Второй процесс в разы быстрее – три дня, а производительность – 5 кубометров газа. Но фермеры чаще используют первый способ. Второй, из-за необходимости высокой температуры, не настолько эффективно, насколько дороже.

В производстве используют один вид сырья или смесь из нескольких. Оптимальный состав придумал российский фермер: 1,5 тонны коровьего навоза и 3,5 растительных отходов, смешанных с водой до нужной степени влажности.

Схема установки: смесь загружается в приёмник, насосом подаётся в биореактор, где перемешивается. Котел внизу обеспечивает подогрев. В ходе реакции газ поднимается и перекачивается в газгольдер, удобрение оседает на дно и передаётся в накопитель для сушки.

В полученном топливе много воды, и гореть оно не будет. Чтобы удалить влагу, пропускают через гидрозатвор, после этого горючее готово к употреблению. Примерно так же, только с применением сложных технологий, обезвоживают природный газ на месторождениях перед транспортировкой.

Актуальность для России

Для нашей страны, лидера по добыче и продаже природного газа, актуальность темы получения энергии из отходов может показаться надуманной. Но месторождения имеют свойство истощаться.

Расположенное на Ямале Медвежье, которое запустили в работу в 1972 году, на старте имело более 5 триллионов кубометров. На тот момент добыча ямальского газа решила многие внутренние и внешние проблемы государства.

По газотранспортной системе, построенной тогда, голубое топливо идёт в Европу до сих пор. Но само Медвежье уже в процессе подготовки к консервации, запасы его истощаются. А обязательства Газпрома перед партнёрами выполняется за счёт других месторождений.

Кроме альтернативы невосполнимым источникам энергии. переработка отходов сельского хозяйства решает ещё и экологическую проблему.

Утилизация отходов сельского хозяйства становится с каждым годом всё более необходимой и глобальной.

Если же есть возможность сделать это, извлекая коммерческую прибыль и реальную пользу, то для нас этот способ актуален не меньше, чем для стран, не имеющих запасов газа. Тем более, что в огромной по площади стране есть районы, куда газопроводы протянут не скоро. Автономные источники энергии, работающие на отходах сельского хозяйства, в этом случае решают много проблем.

Данный видео материал рассказывает об одной агрофирме, на которой построен современный биогазовый комплекс, где энергию получают из навоза.

Подводные камни

Кроме положительного экономического эффекта в использовании аграрной энергетики есть и минусы:

  • экологическое загрязнение остатками переработки и промывочными водами;
  • для производства газа, как взрывчатого вещества, требуется лицензия и квалифицированные работники;
  • высокая себестоимость топлива и отсутствие господдержки.

В США, Европе и Китае аграриев к переработке отходов сельского хозяйства мотивируют, используя государственные программы поддержки. В Поднебесной, благодаря этому, ежегодно получают 14 млрд. кубометров биогаза.

Оборудование недёшево, и не каждому аграрию по силам. Несмотря на декларируемые производителями короткий срок окупаемости, деньги сначала надо вложить. Умельцы, зная основные принципы работы реактора, делают их самостоятельно. Тогда и себестоимость ниже, и срок окупаемости короче.

Опыт получения энергии из навоза в нашей и других странах

В экспериментальном хозяйстве всероссийского института животноводства «Кленово-Чегодаево» Подольского района в 2013 году создали модульную установку по получению биогаза из коровьего навоза. Одиночный модуль из 350 кг. навоза производит 24 кубометра газа.

Тульский завод «Стройтехника» в это же время разработал модульную установку, перерабатывающую отходы 30 голов крупного скота или 300 свиней в 40 кубометров газа или 80 кВт электроэнергии.

За пределами России количество анаэробных установок сбраживания биогаза распределяется:

  • Европа – 44 %;
  • США – 14%;
  • Китай – 12%.

Остальные 30 % неравномерно распределены по всему миру. Во всех, кроме Австрии, странах действуют государственные программы поддержки внедрения биоэнергетики. Но и в Австрии направление поддерживают финансами министерства сельского хозяйства и экологии. В России на сегодня подобные программы не разработаны, хотя насущная необходимость в этом существует.

Невосполнимые источники энергии на планете иссякают, человечество в поисках новых запасов нефти и газа осваивает пустынные и необжитые уголки планеты, такие, как Арктика. При этом буквально под ногами лежат восполняемые источники энергии – отходы сельского хозяйства.

Их переработка с каждым годом всё больше набирает актуальность. Отрасль перспективная, технологии будут совершенствоваться в сторону увеличения рентабельности.

Те, кто раньше освоит нишу в этом бизнесе, сможет в дальнейшем её расширить, при необходимости без проблем диверсифицирует бизнес в смежные области производства.

Источник: https://ecologia.life/othody/oborudovanie-tehnologii/energiya-iz-selhoz-othodov.html

Биотопливо

Биотопливо: как эффективно использовать отходы сельского хозяйства

Биотопливо – это источник энергии, который получается из растительного или животного сырья. Бывает в жидком, твердом и газообразном состояниях.

Что это такое биотопливо и его виды

Само слово биотопливо у многих людей на слуху, но что это конкретно, мало кто знает, тем более мало кто сможет объяснить, как и из чего его производят.

Биотопливо – это источник альтернативной энергии, который производится из биологического сырья.

Существует несколько видов подобного топлива, которые отличаются по своему физическому состоянию, это:

  1. Жидкое биотопливо;
  2. Твердое биотопливо;
  3. Газообразное биотопливо.

Твердое биотопливо

Более широкое распространение в жизни человека получило твердое биотопливо. Этот вид топлива известен людям с древних времен – это обыкновенные дрова.

В связи с развитием технологий и совершенствованием процессов обработки древесины, в данном сегменте твердого биотоплива появились новые участники, это топливные брикеты и топливные гранулы (паллеты), которые, по сути своей, похожи, отличаются лишь в технологии производства и способам использования.

Кроме древесных отходов, для изготовления брикетов и гранул используют отходы сельского хозяйства (солому, шелухи ветки и т.д.) и продукты жизнедеятельности животных (навоз, помет и т.д.).

Жидкое биотопливо

Данный вид биотоплива менее распространен, из-за малого производимого количества и необходимости конструктивных изменений в агрегатах, привычно работающих на бензине и дизельном топливе.

Существует несколько видов жидкого биотоплива, полученных путем переработки растительного сырья, это:

  • Биоэтанол – этиловый спирт;
  • Биометанол – метиловый спирт;
  • Биобутанол – бутиловый спирт;
  • Диметиловый эфир – простой эфир;
  • Дизельное биотопливо — жидкое моторное топливо для дизельных двигателей, состоит из смеси эфиров жирных кислот.

Газообразное биотопливо

Оно также пока не получило широкого распространения, к данному виду относятся:

  • Биогаз – газ, получаемый в результате брожения веществ растительного или животного происхождения. Процесс брожения, в этом случае, происходит под воздействием бактерий;
  • Биоводород – это водород, полученный из биомассы;
  • Метан – газ из семейства углеводородов.

Распространение данного вида энергоресурсов

В настоящее время биотопливо, во всех своих состояниях, разве лишь за исключением твердых видов, не нашло широкого распространения в повседневной жизни.

Но в связи с тем, что запасы привычных видов энергии постоянно сокращаются, а запасы биомассы, которая может послужить сырьем для получения жидкого и газообразного видов биотоплива, колоссальны, то и работы по применению в повседневной жизни этих видов топлива, продолжаются.

Биотопливо, кроме различия по физическим свойствам, различаются еще по двум типам, это:

  1. Биотопливо первого поколения – производится из сельскохозяйственных культур (кукуруза, сахарный тростник, рапс, соя и т.д.),что создает конкуренцию прочим сельскохозяйственным культурам, используемых для пищи человека.
  2. Биотопливо второго поколения – в этом случае используется сырье, которое не используется человеком в качестве пищи. Это отработанные жиры и масла, деревья, трава.

Распространение данных видов топлива напрямую связано с использованием биодизеля и биоэтанола, который является хоть ине в полной мере, но все же заменителем бензина.

В настоящее время объемы биомассы, которые могут быть переработаны, используются лишь на 5 – 6%, это обусловлено

финансовыми тратами для внедрения существующих технологий, инвестиций в эти исследования и технологии.

Разработчики проекта «Стратегии развития топливно-энергетического комплекса России до 2020 года» учли существующий потенциал нашей страны, который состоит из двух составляющих, это:

  • Технический потенциал, который характеризуется приростом биомассы;
  • Экономический потенциал, целесообразный объем сбора биомассы.

В рамках стратегии развития страны, разработки новых технологий и способах их внедрения, роста цен на традиционныеэнергоносители, привлекательность биотоплива неукоснительно растет и процесс внедрения этих технологий будет продолжаться.

Применение биотоплива для автомобилей

Как уже выше писалось, для современного топлива автомобилей есть замена в виде биотоплива, это:

  • Для дизельных двигателей – биодизель;
  • Для двигателей внутреннего сгорания – биоэтанол.

Биодизель получают из растительных масел (рапсовое, соевое, пальмовое) и метанола.Биодизель второго поколения производят из микроводорослей и масленичных культур. Отдельный вид биодизеля – грин-дизель, который является смесью углеводородов и представляется на рынке, как улучшающая добавка к обычному топливу.

Как правило, биодизель для заправки автомобилей используют в смеси с обычным дизельным топливом (соляркой) в соотношении 20/80%, где биодизеля 20%. Недостаток такого смешивания – повышенный расход топлива и снижение мощности.

Биоэтанол в чистом виде для заправки автомобиля использовать нельзя, т.к. это окислитель и растворитель. Для егоиспользования требуется реконструкция авто с заменой элементов топливной системы на узлы, изготовленные из нержавеющей стали и стойкого пластика.

В мире созданы автомобили с двигателями внутреннего сгорания, которые работают на смеси биоэтанола и бензина в соотношении:

  • 85/15% — в США;
  • 10/90% — в странах Европы;
  • 20/80% — в Бразилии,

Считается, что при данных пропорциях (кроме США, там автомобили были реконструированы), такое соотношение топлива не вредит системам автомобиля, что позволяет использовать биоэтанол уже при существующих технологиях.

Биотопливо для камина

По общепринятому мнению – лучшим топливом для камина являются спиртосодержащие жидкости. В связи с этим можно с уверенность сказать, что в качестве биотоплива для камина можно использовать:

  • Биоэтанол – этиловый спирт;
  • Биометанол – метиловый спирт;
  • Биобутанол – бутиловый спирт;
  • Демитиловый эфир – простой эфир;
  • Дизельное биотопливо.

Эти вещества можно использовать как в чистом виде, так и в составе с прочими составляющими.

Биотопливо для каминов производят в разных странах, это США, Канада, ЮАР и страны Европы. Наиболее известные в России польские компании «Kratki» и «Planika».

В России биотопливо для каминов производят: компания «БИОТЕПЛО», Мастерская биокаминов BioKer и еще ряд компаний.

Цены на биотопливо для каминов находятся в диапазоне от 500 («Planika») до 2000 рублей (BioKer) за 5 литров топлива.

Биотопливо из водорослей

Разработана и успешно используется технология получения биотоплива из водорослей.

Плюсом использования водорослей для промышленного применения, является то, что для их выращивания не требуется занимать части суши, они растут в любой воде и не требуют особого ухода, с одной стороны, а с другой – способны осуществлять значительный прирост биомассы за малые промежутки времени.

Имея в своем составе простые химические элементы, водоросли легко перерабатываются.

Как сделать своими руками

Человек в повседневной жизни периодически пользуется биотопливом, это с полной уверенностью можно отнести к твердым видам топлива – дрова, опилки, солома и т. д. Для изготовления топливных брикетов не нужно специальных приспособлений и механизмов, это может сделать каждый, у кого есть продукты переработки дерева и желание.

Более сложный процесс, это получение биотоплива из навоза, являющимся продуктом жизнедеятельности сельскохозяйственных животных. В этом случае получается биогаз, который можно использовать для сжигания, тем самым нагревать воду в системах горячего водоснабжения или теплоноситель, в системах обогрева зданий и сооружений.

Вначале следует определиться с местом, где будет располагаться установка. Выбранный участок должен быть удален от жилыхстроений, дабы не создавать неудобства запахами, выделяющимися в процессе брожения биомассы.

На выбранном участке выкапывается яма, в которой делается гидроизоляция и сооружается емкость накопитель. Емкость может быть из железобетонных колец с герметизацией стыков, кирпичной с оклейкой гидроизоляцией, металлической. В верхней части устраивается люк и крышка. Монтируются трубопроводы для отвода образовавшегося газа.

В построенную емкость загружается навоз, картофельная ботва и прочие растительные отходы, после чего все заливается водой. В емкости начнется процесс брожения, и как следствие, начнет выделяться биогаз.

В состав получаемого таким образом газа будет входить — метан, углекислый газ и примеси других газов.

С 1 кг органического вещества можно получить около 0,5 кг биогаза.

Спасибо, что дочитали до конца! Не забывайте подписываться на канал, Если статья Вам понравилась!

Делитесь с друзьями, оставляйте ваши комментарии

Добавляйтесь в нашу группу в ВК:        

ALTER220 Портал о альтернативную энергию

и предлагайте темы для обсуждений, вместе будет интереснее!!!

Источник: https://alter220.ru/bio/biotoplivo.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.