Моделювання процесу отримання біогазу з відходів і сировини сільськогосподарських ферм

Abstract

Розглядається використання ефекту кавітації для підготовки субстрату-матеріалу для отримання біогазу з відходів та сировини сільськогосподарського виробництва у новій розробленій біогазовій установці, в якій застосований гідродинамічний теплогенератор-деструктор двоспірального термодинамічного типу. Особливістю цієї біогазової установки, призначеної для середніх і великих фермерських господарств, є наявність спеціальної ємності для підготовки сировини, звідки воно подається за допомогою компресора в реактор. Установка забезпечена автоматичним відбором біогазу і газгольдером для його зберігання. Наявність системи обігріву дозволяє експлуатувати біогазову установку у всіх режимах зброджування. Такі біогазові установки оснащені блоковими теплоелектроцентралями, які виробляють теплову та електричну енергію. Ці прилади дуже прості в експлуатації і не вимагають частого ремонту. Під впливом спрямованої і керованої кавітації в біологічному сировину рвуться складні зв'язку волокон органічних речовин на молекулярному рівні. Як наслідок цього процесу, дисперсність біологічної сировини значно збільшується, і її частки зменшуються в розмірах. Таким чином, для штамів бактерій, які беруть участь в процесі утворення біогазу, створюються більш сприятливі умови для розкладання біогенних матеріалів завдяки руйнуванню неоднорідності їх структури і, відповідно, збільшення площі покриття бактеріями біологічної сировини. У даній установці можливо використовувати як сировину найрізноманітніші субстрати. По-перше, поновлюване джерело енергії - наприклад, рослинні культури, такі як кукурудза, трава, хлібні злаки і, по-друге, залишки від продуктів харчової та переробної промисловості, такі як гній великої рогатої худоби та свиней, пташиний послід, жири, відходи рослин і т.д.

Рассматривается использование эффекта кавитации для подготовки субстрата-материала для получения биогаза из отходов и сырья сельскохозяйственного производства в новой разработанной биогазовой установке, в которой применен вновь гидродинамический теплогенератор - деструктор двухспирального термодинамического типа. Особенностью этой биогазовой установки, предназначенной для средних и крупных фермерских хозяйств, является наличие специальной емкости для подготовки сырья, откуда оно подается с помощью компрессора в реактор. Установка снабжена автоматическим отбором биогаза и газгольдером для его хранения. Наличие системы обогрева позволяет эксплуатировать биогазовую установку во всех режимах сбраживания. Такие биогазовые установки оснащены блочными теплоэлектроцентралями, которые производят тепловую и электрическую энергию. Эти приборы очень просты в эксплуатации и не требуют частого ремонту. Под воздействием направленной и управляемой кавитации в биологическом сырье рвутся сложные связи волокон органических веществ на молекулярном уровне. Как следствие этого процесса, дисперсность биологического сырья значительно увеличивается, и ее доли уменьшаются в размерах. Таким образом, для штаммов бактерий, которые участвуют в процессе образования биогаза, создаются более благоприятные условия для разложения биогенных материалов благодаря разрушению неоднородности их структуры и, соответственно, увеличение площади покрытия бактериями биологического сырья. В данной установке можно использовать как сырье сами субстраты. Во-первых, возобновляемый источник энергии - например, растительные культуры, такие как кукуруза, трава, хлебные злаки и, вовторых, остатки от продуктов пищевой и перерабатывающей промышленности, такие как навоз крупного рогатого скота и свиней, птичий помет, жиры, отходы растений и т.д.

The use of the cavitation effect to prepare the substrate material for the production of biogas from waste and raw materials of agricultural production in a new biogas plant developed in which a hydrodynamic heat generator - a destructor of a dual thermodynamic type is used. The peculiarity of this biogas plant, intended for medium and large farms, is the availability of a special container for the preparation of raw materials, from which it is supplied with a compressor to the reactor. The plant is equipped with automatic biogas selection and gas storage for storage. The existence of a heating system allows the biogas plant to be operated in all fermentation regimes. Such biogas plants are equipped with block thermal power plants that produce heat and electric energy. These devices are very easy to operate and do not require frequent repair. By the action of directed and controlled cavitation in the biological raw material, complex interactions of the fibers of organic substances at the molecular level are torn. As a consequence of this process, the dispersion of biological feedstocks increases significantly, and its proportions decrease in size. Thus, strains of bacteria that participate in the process of biogas production create more favorable conditions for the decomposition of biogenic materials due to the destruction of the heterogeneity of their structure and, consequently, the increase of the area of coverage with bacteria of biological raw materials. In this installation you can use as the raw material of the substrate. First, the renewable energy source - for example, plant crops such as corn, grass, cereals and, secondly, residues from food and processing industries such as cattle and pigs, bird droppings, fats, waste plants, etc.