В процессе переработки органических отходов в биогазовых установках получают два основных продукта – биоудобрение и биогаз, которые можно использовать в сельскохозяйственном производстве и в быту [11].
Биогаз – это смесь из 50…80% метана СН, 20…50% углекислого газа СО2, 1% сероводорода (H2S) и незначительных следов азота N2, кислорода О2, и водорода Н2, а также продуктов метанового брожения органических веществ растительного и животного происхождения, осуществляемого специфическим природным биоценозом анаэробных бактерий различных физиологических групп (табл. 1.1). Энергия, заключенная в 1 м 3 биогаза (20…25 МДж), эквивалентна энергии 0,6 м 3 природного газа, 0,74 л нефти или 0,66 л дизельного топлива. Соотношение CH4 и СО2 зависит от исходного субстрата и характеристики процесса брожения (температуры, времени пребывания массы в реакторе и загрузки его рабочего пространства).
Теплотворная способность биогаза составляет 22. 19 МДж/м 2 и 1 м 2 его эквивалент – 0,7–0,8 кг условного топлива. В результате брожения из 1 т органического вещества (по сухой массе) получается 350. 600 м 3 биогаза, при этом КПД превращения энергии органических веществ в биогазе равен 80. 90% [12,13,14].
Minecraft гайд по BuildCraft [Двигатели].
По своему химическому составу биогаз напоминает природный газ и может применяться в автотракторных двигателях внутреннего сгорания.
Таблица 2.1 — Основные характеристики компонентов биогаза
Продолжение таблицы 2.1
По данным шведских и швейцарских ученых, биогаз может использоваться в ДВС, так как по экологическим характеристикам он на 75% чище дизельного топлива и на 50% – бензина. Токсичность биогаза для человека на 60% ниже традиционного топлива. Продукты его сгорания практически не содержат канцерогенных веществ. Влияние отработавших газов двигателей, работающих на биогазе, на разрушение озонового слоя на 60…80% ниже, чем у нефтяных видов топлива [15].
Однако создание ДВС, работающих на газе с такой же низкой теплотой сгорания, как у биогаза, представляет определенные трудности. Они обусловлены необходимостью сохранения мощности и экономичности работы базового двигателя на эксплуатационных режимах, сохранения его надежности, обеспечения устойчивости на всех режимах, минимальных конструктивных доработок базового двигателя и т.д. В связи с этим целесообразно использовать не биогаз, а получаемый из него биометан. Для этого из биогаза удаляют СО2, водяной пар, сероводород и другие примеси [11].
Очистка биогаза от двуокиси углерода (СО2) может производиться различными способами. К наиболее распространенным методам относятся:
– промывка газов через жидкие поглотители (например, воду),
– вымораживание, адсорбция при низких температурах, после чего полученный газ имеет практически однородный состав, содержащий 90. 97 % СН4 с теплотой сгорания 35. 40 МДж/м 3 [16,13,17,18].
Биогаз является возобновляемым источником энергии. Метан хорошо сгорает и может быть использован для выработки тепла и электроэнергии.
Двигатели в майнкрафт 1.7.10 — Forestry 3.3.0.6
Например, в Рейкьявике (Исландия) с загородной свалки органических отходов собирают до 500 м /ч газа. После очистки, обогащения и компремирования газ, содержащий до 98% метана, заправляется в баллоны до давления 260 атм. и доставляется к потребителю для заправки автомобилей [11].
В значительных объемах биогаз добывается в развитых странах. Так, в США объем его добычи составляет 500 млн. м 3 /год, в Германии – 400 млн. м 3 /год, в Великобритании – 200 млн. м 3 /год, в Нидерландах – 50 млн. м 3 /год, во Франции – 40 млн. м 3 /год, в Италии – 35 млн. м 3 /год, в Дании – 5 млн. м 3 /год.
В современном Китае действует свыше 7 млн. малых биогазовых установок. Китай экспортирует двигатели, работающие на биогазе, и двигатели, работающие на двух видах топлива, а также сам биогаз более чем в 20 стран мира. В связи с идентичностью физико-химических и экологических свойств очищенного биогаза и природного газа (табл. 1.2), для этих топлив применяется одна и та же топливная аппаратура [12,14,19].
Таблица 2.2 — Сравнение физических характеристик природного газа и биогаза
продолжение таблицы 2.2
Биогаз считается одним из самых перспективных, экологически чистых и экономически удобных моторных топлив для транспортных установок. По данным шведских и швейцарских ученых, биогаз на 75% чище, чем дизельное топливо, и на 50% – чем бензин. Сравнение физических свойств биогаза с другими видами моторных топлив приведено в таблице 1.3 [20].
Таблица 2.3 — Свойства наиболее перспективных альтернативных топлив в сравнении с традиционными топливами
Продолжение таблицы 2.3
Токсичные вещества, образующиеся при сгорании биогаза, влияют на организм человека на 60% ниже, чем продукты сгорания бензина. Продукты сгорания биогаза практически не содержат канцерогенных веществ.
Представляя собой продукт, который получается с помощью анаэробных бактерий в процессах разложения и брожения органических веществ при определенной температуре, влажности, кислотности, а также в условиях отсутствия воздуха. Биогаз является практически неисчерпаемым возобновляемым видом моторного топлива. Основная составляющая биогаза – метан.
Он выделяется на свалках, в болотах, в канализации, на рисовых полях, в силосных ямах и колонах, т.е. повсюду, где происходит микробиологическое разложение (брожение) фракций практически любых твердых и жидких органических отходов. Например, выход биогаза (м 3 ) из 1 т сухого вещества для разных растительных масс составляет: для соломы пшеничной – 342, стеблей кукурузы – 420, подсолнечной лузги – 300, ботвы картофеля – 420, сорной растительности – 500. При этом коэффициент преобразования органических веществ в биогаз достигает 0,9 [21].
Перед применением в ДВС биогаз лучше подвергать обогащению до объемной доли метана не менее 95%, очистке, сушке и компремированию. Энергетический эквивалент биогаза составляет 9…10 (кВт·ч/м 3 ). Физико-химические и экологические свойства обогащенного и очищенного биогаза и природного газа практически идентичны, поэтому для них может применяться одна и та же топливная аппаратура. Есть только одно отличие между природным газом и биогазом: при сгорании последнего в атмосферу попадает такое же количество СО2, которое было из него удалено при переработке. Таким образом, биогаз является абсолютно сбалансированным биологическим топливом [22].
Согласно европейским планам, биогаз будет использоваться прежде всего на автотранспорте, который обслуживает сельские и пригородные районы. В Западной Европе биогазом уже отапливается не меньше половины птицеферм, причем сырьем для отопительных установок являются обычные отходы этих же птицеферм. Благодаря биогазу нужды западноевропейского животноводства в топливе за последние 10 лет сократились более чем на треть [22].
Лидером по использованию биогаза является Китай, который еще в 1970-е гг. осуществил “великий биогазовый скачок”, в результате которого более чем 60% всего автобусного парка страны, в том числе в сельской местности, сейчас работают на биогазе. Производство биогазовых двигателей в Китае до конца 80-х гг. XX в. было засекречено. Сейчас Китай экспортирует их более чем в 20 стран мира [20].
Ученые подсчитали, что в мировом сельском хозяйстве за год накапливается столько отходов, что их энергопотенциал может дважды покрыть общемировой спрос на энергию [20].
Условия получения биогаза и наличие в его составе вредных и балластных примесей диктуют необходимость предварительной обработки и очистки биогаза перед использованием в тепловых установках и двигателях внутреннего сгорания. По этой причине биогаз подвергается очистке по различным технологиям. Сырой биогаз насыщен водяным паром и содержит наряду с метаном (СН4) и двуокисью углерода (СО2) существенные количества сероводорода (Н2S) [20].
В последние годы в очистке биогаза широко используется достаточно грубая фильтрация в гравийном фильтре. Иногда применяют тонкие фильтры из стекловолокна, но это связано с повышенными энергозатратами. В таблице 1.4 приведен обзор распространенных способов обработки биогаза, которые целесообразно использовать при получении биогаза в объемах до 100…3000 м 3 /ч [12].
Таблица 2.4 — Наиболее распространенные методы очистки биогаза от примесей
Диоксид углерода СО2
Диоксид углерода СО2
Биогаз выходит из биореактора при температуре процесса брожения (30…40 ºС) в водонасыщенном состоянии. Чтобы защитить агрегаты газоподготовки от сильного износа и выхода из строя, необходимо выполнять требования последующих ступеней очистки: из биогаза нужно удалить водяной пар.
Источник: infopedia.su
Forestry/Биотопливный двигатель
.png/revision/latest?cb=20120807005226)
Биотопливный двигатель поможет вам, если вы хотите освободиться от излишков саженцев и молока. Для включения он должен быть активирован сигналом красного камня, как и любой двигатель BuildCraft. Биотопливный двигатель не может взорваться от перегрева, наоборот, в начале работы ему требуется лава для нагрева.
Двигатель перегревается, если вся вырабатываемая энергия не будет успевать потребляться. По достижении критической температуры двигатель остановится, пока полностью не остынет.
- 1 Крафт
- 2 Интерфейс
- 3 Виды топлива
- 4 Взаимодействие с трубами
Крафт
Интерфейс
Старая версия интерфейса (для версий мода менее 1.4.5.7).
Новая версия (для версий мода 1.4.5.7 и выше).
I Ёмкость ресурсов: Хранит горючее, используемое в двигателе. Новое горючее может быть использовано только после полного опустошения предыдущего. Поломка или перезапуск двигателя очищают все ёмкости.
II Ёмкость лавы: Лава требуется для запуска, перезапуска или постоянного снабжения теплом.
III Входящий слот: Принимает лаву, воду, растительное масло, мёд, молоко, биомассу и другое для пополнения соответствующей ёмкости.
IV Процесс горения: Показывает, как много потрачено единиц топлива.
Виды топлива
| Биомасса | 62.500 RF | 50 RF/такт | 1.250 (62.5 секунд) |
| Растительное масло | 75.000 RF | 30 RF/такт | 2.500 (125 секунд) |
| Молоко | 100.000 RF | 10 RF/такт | 10.000 (500 секунд) |
| Фруктовый сок | 25.000 RF | 10 RF/такт | 2.500 (125 секунд) |
| Вода | 10.000 RF | 10 RF/такт | 1.000 (50 секунд) |
| Биогаз | 62.500 RF | 50 RF/такт | 1.250 (62.5 секунд) |
| Мёд | 50.000 RF | 20 RF/такт | 2.500 (125 секунд) |
Взаимодействие с трубами
Принимает по трубе:
- Капсулы c любыми жидкостями (включая капсулы c водой и лавой из IndustrialCraft 2 , вёдра и колбу воды) — любая сторона, кроме той, куда он направлен.
- Жидкости, используемые двигателем — любая сторона, кроме той, куда он направлен.
Источник: minecraft.fandom.com
Двигатели, работающие на биогазе
Биогаз можно применять в качестве топлива для автомобильных двигателей, причем эффективность его в этом случае зависит от содержания метана и наличия примесей. На метане могут работать как карбюраторные, так и дизельные двигатели. Однако, так как биогаз является высокооктановым топливом, более эффективно его использование в дизельных двигателях.
Для работы двигателей необходимо большое количество биогаза и установка на двигатели внутреннего сгорания дополнительных устройств, которые позволяют им работать как на бензине, так и на метане.
Газоэлектрогенераторы
Опыт показывает, что биогаз экономически целесообразно использовать в газоэлектрогенераторах, при этом сжигание 1 м 3 биогаза позволяет вырабатывать от 1,6 до 2,3 кВт электроэнергии. Эффективность такого использования биогаза повышается за счет использования тепловой энергии, образующейся при охлаждении мотора электрогенератора, для обогрева реактора биогазовой установки.
Рис.38. Газоэлектрогенератор в с. Петровка
Очистка биогаза для использования в двигателях внутреннего сгорания
Для использования биогаза в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания необходимо предварительная очистка биогаза от воды, сероводорода иуглекислоты.
Уменьшение содержания влаги
Уменьшение содержания сероводорода
Сероводород, смешивающийся в биогазе с водой, образует кислоту, вызывающую коррозию металла. Это является серьезным ограничением использования биогаза в водных обогревателях и двигателях.
Минимальная стоимость материалов, простота эксплуатации фильтра и регенерация абсорбера делают этот метод надежным средством защиты газгольдера, компрессоров и двигателей внутреннего сгорания от коррозии, вызванной продолжительным воздействием сероводорода, содержащегося в биогазе. Окись цинка также является эффективным абсорбентом сероводорода, причем это вещество имеет дополнительные преимущества: оно абсорбирует также органические соединения серы (карбонил, меркаптан и т.д.)
Рис.39. Сероводородный фильтр и абсорбер для отделения углекислоты в с. Петровка
Уменьшение содержания углекислоты
Уменьшение содержания углекислоты — сложный и дорогой процесс. В принципе, углекислота может быть отделена путем впитывания в известковое молоко, но такая практика приводит к образованию больших объемов извести, и не подходит для использования в системах большого объема. Углекислота сама по себе является ценным продуктом, который можно использовать в различных производствах.
Использование метана
Современные исследования химиков открывают большие возможности использования газа — метана, для производства сажи (красящее вещество и сырье для резиновой промышленности), ацетилена, формальдегида, метилового и этилового спирта, метилена, хлороформа, бензола и других ценных химических продуктов на базе больших биогазовых установок.
Потребление биогаза двигателями
В с. Петровка Чуйской области КР биогазовая установка Ассоциации «Фермер» объемом 150 м 3 обеспечивает биогазом для бытовых нужд 7 крестьянских хозяйств, работугазоэлектрогенератора и 2-х автомашин — УАЗа и ЗИЛа. Для работы на биогазе двигатели были дооборудованы специальными устройствами, а автомашины — стальными баллонами для закачки газа.
Средние значения потребления биогаза для производства 1 кВт электроэнергии двигателями Ассоциации «Фермер», — около 0,6 м 3 в час.
Рис.40. УАЗ, работающий на биогазе в с. Петровка
Таблица 19 Использование биогаза в качестве моторного топлива в с петровка
Двигатель
Использование
Количество баллонов
Использование биогаза, м 3
Источник: www.rosbiogas.ru