ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БИОГАЗА

Эффективность использования
биогаза составляет 55% для газовых плит, 24% для двигателей внутреннего сгорания. Наиболее эффективный путь использования биогаза - в качестве комбинации тепла и энергии, при котором можно достичь 88% эффективности8. Использование биогаза для работы газовых горелок в газовых плитах, отопительных котлах, кормозапарниках и теплицах - лучший вид использования биогаза для фермерских хозяйств Кыргызстана.





Излишки биогаза

В случае излишка вырабатываемого установкой биогаза рекомендуется не выбрасывать его в атмосферу-это приведет к неблагоприятному влиянию на климат, а сжигать. Для этого в газораспределительную систему устанавливается факельное
устройство, которое должно находиться на безопасном расстоянии от строений.

Потребление биогаза двигателями

В с. Петровка Чуйской области КР биогазовая установка ассоциации «Фермер» объемом 150 м³ обеспечивает биогазом для бытовых нужд 7 крестьянских хозяйств, работу газоэлектрогенератора и двух 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 м³ в час.

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

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.

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.

Наиболее простым и экономичным способом очистки биогаза от сероводорода является сухая очистка в специальном фильтре. В качестве абсорбера применяется металлическая «губка», состоящая из смеси окиси железа и деревянной стружки. С помощью 0,035 м³ металлической губки из биогаза можно извлечь 3,7 кг серы. Если содержание сероводорода в биогазе составляет 0,2%, то этим объемом металлической губки можно очистить от сероводорода около 2500 м3 газа. Для регенерации губки ее необходимо подержать некоторое время на воздухе.

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.)

Уменьшение содержания влаги

Биогаз насыщен влагой. Очистка биогаза от влаги состоит в его охлаждении. Это достигается при пропускании биогаза по подземной трубе для конденсации влаги при более низких температурах. Когда газ вновь подогревается, содержание влаги в нем существенно уменьшается. Такое высушивание биогаза особенно полезно для используемых счетчиков сухого газа, так как они со временем обязательно заполняются влагой.

Очистка биогаза

Для использования биогаза в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания необходимо предварительная очистка биогаза от воды, сероводорода и углекислоты.

ДВИГАТЕЛИ, РАБОТАЮЩИЕ НА БИОГАЗЕ

Опыт показывает, что биогаз экономически целесообразно использовать в газоэлектрогенераторах,при этом сжигание 1 м³ 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.

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.

Потребление биогаза

Бытовые газовые горелки потребляют 0,2 - 0,45 м³ биогаза в час, а промышленные - от 1 до 3 м³ биогаза в час. Необходимый объем биогаза для приготовления пищи может быть определен на основании времени, ежедневно затрачиваемого на приготовление пищи.

Тепловое излучение обогревателей

Излучающие нагреватели реализуют инфракрасное тепловое излучение через керамическое тело, которое нагревается до ярко-красного состояния при температурах 900-1000°С пламенем. Обогревающая возможность излучающего обогревателя определяется умножением объема газа на чистую теплотворную способность, так как 95 % энергии биогаза превращается в тепло. Выход тепловой энергии от маленьких нагревателей составляет от 1,5 до 10 кВт тепловой энергии.

Предохранитель и воздушный фильтр
Использующие биогаз излучающие
нагреватели должны всегда быть оборудованы предохранителем, который прекращает подачу газа в случае снижения температуры, то есть в случае, когда газ не сжигается.

Излучающие нагреватели

Излучающие нагреватели используются в сельском хозяйстве для получения нужных температур для выращивания молодняка, например поросят и цыплят, в ограниченном пространстве.

Необходимая поросятам температура начинается от 30-35°С в первую неделю и затем медленно падает до температуры 18-23Х в 4 и 5 недели.

Как правило, регулировка температуры состоит в поднятии или опускании обогревателя. Хорошая вентиляция является необходимостью для предотвращения концентрации СО или С02. Следовательно, животные должны находиться под постоянным присмотром, и температура проверяется через регулярные интервалы. Обогреватели для поросят или цыплят потребляют около 0,2 - 0,3 м³ биогаза в час.

ГАЗОВЫЕ ГОРЕЛКИ

Основой большинства бытовых приборов, в которых можно использовать биогаз, является горелка. В большинстве случаев предпочтительны горелки атмосферного типа, работающие на предварительно смешанном с воздухом биогазе. Потребление газа горелками сложно подсчитать заранее, поэтому конструкция и настройка горелок должны определяться для каждого индивидуального случая экспериментально.
По сравнению с другими газами биогазу нужно меньше воздуха для возгорания. Следовательно, обычные газовые приборы нуждаются в более широких жиклерах для прохождения биогаза. Для полного сгорания 1 литра биогаза необходимо около 5,7 литров воздуха, в то время как для бутана - 30,9 литра и для пропана - 23,8 литра [8].



Модификация и адаптация стандартных горелок является делом эксперимента. По отношению к наиболее распространенным бытовым приборам, приспособленным для использования бутана и пропана, можно отметить, что бутан и пропан обладают теплотворной способностью почти в 3 раза выше, чем биогаз и дают в 2 раза большее пламя.

Перевод горелок на работу на биогазе всегда приводит к более низким уровням работы приборов. Практические меры для модификации горелок включают: увеличение жиклеров в 2-4 раза для прохождения газа; изменение объема подачи воздуха.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БИОГАЗА

Основным способом применения биогаза является превращение его в источник тепловой, механической и электрической энергии. Однако крупные биогазовые установки можно использовать для создания производств по получению ценных химических продуктов для народного хозяйства.

На биогазе могут работать газосжигающие устройства, вырабатывающие энергию, которая используется для отопления, освещения, снабжения кормоприготовительных цехов, для работы водонагревателей, газовых плит, инфракрасных излучателей и двигателей внутреннего сгорания.

Наиболее простым способом является сжигание биогаза в газовых горелках, так как газ можно подводить к ним из газгольдеров под низким давлением, но более предпочтительно использование биогаза для получения механической и электрической энергии. Это приведет к созданию собственной энергетической базы, обеспечивающей эксплуатационные нужды хозяйств.

Оптимальные периоды внесения биоудобрений пол разные сельскохозяйственные культуры

Правильное применение удобрений достигается лишь при успешном проведении также других сельскохозяйственных работ. Будучи важным, но не единственным фактором повышения урожайности, удобрения являются составляющим элементом всей системы агрохимических мероприятий (снижение кислотности почвы, борьба с сорняками, болезнями и вредителями растений, выбор наиболее удачных сортов, соблюдение оптимальных сроков посева, норм высева и посадки и др.). Для обеспечения минимальных потерь азота необходимо использовать специальное оборудование для внесения на поля как жидкой, так и твердой фракции.

Жидкие биоудобрения лучше всего вносить специальными инжекторами, максимально обеспечивая равномерность рассеивания. Это позволяет своевременно подавать необходимые питательные элементы прямо в вегетационную систему растения. В таблице 4 представлены наилучшие периоды для внесения жидких биоудобрений.

Расчет необходимой нормы внесения биоудобрений под разные сельскохозяйственные культуры

В зависимости от типа почвы под разные культуры необходимо вносить разное количество общего азота (N). В таблице 2 поданы данные о необходимом количестве азота для обеспечения эффективного роста и развития разных культур.



Для определения количества внесенных питательных элементов (N, Р, К) под любую культуру воспользуемся простой формулой:
NПE=A*B*C
где. А - среднее содержание питательных элементов в биоудобрении, кг/т; В - коэффициент минеральной эквивалентности биоудобрений (табл. 3) С - количество внесенного биоудобрения, т/га.

Коэффициент минеральной эквивалентности позволяет сравнить биоудобрения с минеральными. Этот коэффициент зависит от качества биоудобрений и периода внесения. Значения коэффициента минеральной эквивалентности под разные сельскохозяйственные культуры представлены в таблице 3.




Значение среднего содержания питательных элементов (N), которые содержатся в биоудобрениях можно получить с рис. 1.
В странах западной и восточной Европы полученную биомассу из биогазовой установки давно используют в качестве пенных удобрений при полной и частичной замене минеральных. Такие удобрения упаковывают и реализуют населению.

Биоудобрения после биогазовой установки можно разделять на жидкую (5% сухого вещества) и твердую фракцию (влажностью 60-65%).
Значение средного содержания питательных элементов (N), которые содержатся в биоудобрениях можно получить с рис. 1.

В странах западной и восточной Европы полученную биомассу из биогазовой установки давно используют в качестве пенных удобрений при полной и частичной замене минеральных. Такие удобрения упаковывают и реализуют населению.

Биоудобрения после биогазовой установки можно разделять на жидкую (5% сухого вещества) и твердую фракцию (влажностью 60-65%).

Борьба с семенами сорняков и высокая эффективность биоудобрений

При использовании свежего гноя, в качестве органического удобрения, вы постоянно засоряете поля семенами сорняков и патогенными микроорганизмами.
Проведенные исследования показали, что схожесть семян сорняков из свежего гноя составляет 20-30%, компостируемого 15%. В биоудобрениях, полученных из биогазовой установки уровень содержания семян сорняков от 0% до 1,5% и другие вредные микроорганизмы точно так же. Такие удобрения можно вносить не только по чистому пару, но и под любые культуры.

Также установлено- что эти биоудобрения имеют многостороннее позитивное влияние на агрономические, физико-химические и биологические свойства почвы. Кроме того, они имеют и другие ценные свойства:
повышают стойкость растений против заболеваний;
положительно влияют на рост и развитие растений;
способны удерживать до 60% влаги:
повышают урожайности на 30-50%.

Ежегодное внесение биоудобрений выравнивает рН среду почвы

Как известно, постоянное внесение минеральных удобрений (в больших количествах) существенно ухудшает рН среду почвы. На рис. 3 приведенны данные об оптимальном уровне рН для разных сельскохозяйственных культур.



Внося необходимое количество биоудобрений- Вы можете регулировать (повышать или снижать) рН уровень в соответствии с определенной культурой.

Биоудобрения - максимальное повышение содержания азота в почве

Азот (N) - основной, наиболее важный элемент; который содержится в биоудобрениях, и необходим для интенсивного развития и роста растений. Весь азот; который находится в биоудобрениях разделяется на две составляющие:
Минеральная (NO3);
Органическая (NH4). Источником органического азота являются живые и отмершие микроорганизмы пищевого тракта животных, неперевариваемые протеины и др. Органическая составляющая азота, в свою очередь, разделяется на:
органический азот, который минерализуется в течение года (быстрый);
органический азот, который минерализуется в течение нескольких лет (медленный).

Минеральная составляющая азота (в аммиачной форме) при внесении на поля создает такой же эффект, как и минеральные удобрения. Такая форма азота наиболее эффективно усваивается растениями. На рис. 1 представлены данные о делении минерального и органического азота в разных видах гноя.

Минеральная составляющая азота (в аммиачной форме) при внесении на поля создает такой же эффект; как и минеральные удобрения. Такая форма азота наиболее эффективно усваивается растениями. На рис. 1 представлены данные о делении минерального и органического азота в разных видах гноя.



Содержание других микроэлементов (фосфор, калий, кальций, магний) остается неизменным в процессе переработки, потому эти составляющие биоудобрений не расшифровываются детально.

При внесении биоудобрений основные составляющие азота, а именно, минеральные и органические постоянно взаимодействуют. При благоприятных условиях (температура окружающей среды, влажность и другие) «быстро усваиваемая часть» органического азота минерализуется в течение 2-3 недель и одновременно с минеральной составляющей наиболее быстро усваивается растениями. Если внесение биоудобрений было проведено зимой, то процесс минерализации может затянуться на несколько месяцев.
На рис 2 представленные данные о делении минерального и органического азота, который содержится в биоудобрениях

Органические биоудобрения

Биоудобрения при правильном использовании являются мощным источником повышения плодородия почвы, а также урожайности сельскохозяйственных культур. Они содержат разные макро-, микроэлементы, полезные для растений физиологически активные микроорганизмы, антибиотики и т. п. Использование таких биоудобрений способствует лучшему проистеканию важных биологических процессов в почве и улучшает его физико-химические, механические свойства.


БИОУДОБРЕНИЯ - высокомолекулярное органическое соединение, которое образовалось вследствие специальной переработки разной биомассы (гной, помет; солома, силос, отходы пищевой, мясной, плодоовощной промышленности и другие) в биогазовой установке. Длительность обработки зависит от вида материала и составляет 30-80 дней. Полученные из биогазовой установки удобрения содержат большое количество биологически ценных элементов для питания растений и особенно полезны для тех культур, которые нуждаются в питательных веществах в минерализованной (концентрированной) форме. Это органическое удобрение длительного действия и является новым видом удобрений для выращивания экологически чистой сельскохозяйственной продукции, способное возобновить естественную структуру почвы.
Основным, наиболее ценным компонентом для получения биоудобрений является гной. В таблице 1 подан химический состав разных видов гноя.



Продолжение:
Биоудобрения - максимальное повышение содержания азота в почве
Ежегодное внесение биоудобрений выравнивает рН среду почвы
Борьба с семенами сорняков и высокая эффективность биоудобрений
Расчет необходимой нормы внесения биоудобрений под разные сельскохозяйственные культуры

Оптимальные периоды внесения биоудобрений пол разные сельскохозяйственные культуры