мазмұны
1. «Айдос» шаруа қожалығы туралы 1
1.1. Шаруашылықтың табиғаты және ауа райы жағдайы 3
1.2. Фермадан шығатын қи-садра, әр-түрлі қалдықтар және олардың физико-механикалық
2. Мал шаруашылығында сұйық қи-садра және жуынды суларды ауасыз
2.1 Сұйық қи-садраны ашыту қондырғысының жұмыс істеу принципі 17
2.2. Сұйық қи-садраны ашытушы қондырғының конструкциясы 20
2.3. Биогаз алу процесін интенсификациялау жолдары 33
2.3 Сұйық қи-садраны өңдеу технологиясына әсер ететін негізгі
2.5. Толассыз толтыра салу және түсіру 51
3 Биогаз қондырғысының инженерлі-техникалық есептеулері 53
3.1. Метантенканы (биореактор) есептеу негіздері 53
3.2. Араластыру процессіндегі сұйық сорғыш пен 55
гидромониторлық саптаманы есептеу 55
4 «Айдос» шаруашылығына таңдап алған биогаз қондырғысы 58
4.1. Шағын биоэнергетикалық қондырғы 58
4.2 Биогаз қондырғысының сұйық қи-садраны өңдегендегі 61
экономикалық тиімділігі 61
Жалпы тұжырым 63
Қолданылған әдебиеттер 65
1. «Айдос» шаруа қожалығы туралы
«Айдос» шаруа қожылығы Құрманғалиевтер жанұясының ұйымдастыруымен 1998 жылы құрылған.
«Айдос» шаруа қожалағының жер көлемі 370 гектар, оның 170га
1-Сурет. «Айдос» сүт фермасының сүлбесі:
1,2- 100 бас сиыр тұратын коровник; 3-50 басқа арналған
Фермадағы барлық технологиялық процестер 3 оператордың күшімен орындалады. Жем-шөп
Негізгі ауылшаруашылық көрсеткіштері кестеде берілген.
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
1.1-кесте
«Айдос» шаруа қожалығының
негізгі көрсеткіштері
Көрсеткіштер
Саны
Барлық машино-тракторлар паркіндегі техникалар оның ішінде арнайы техникалар
14
К – 700
1
Дт – 75
2
МТЗ – 82
2
Комбайн «Нива»
4
Зил-130
2
Бензовоз Газ-52
1
Трактор Т-150
2
Барлық шаруашылық техникалар
43
Ірі қара мал
Қойлар
Құстар (тауық, үйрек)
180 бас
210 бас
120
1.1. Шаруашылықтың табиғаты және ауа райы жағдайы
«Айдос» шаруа қожалығы Алматы қаласынан 28км қашықтықта орналасқанмен оның
Географиялық орналуы жағынан «Айдос» шаруашылығы өте ыңғайлы, Алматы қаласы
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Үлкен Алматы каналы және кіші Алматы өзені арқылы жүргізіледі.
1.2. Фермадан шығатын қи-садра, әр-түрлі қалдықтар және олардың физико-механикалық
«Айдос» шаруашылығындағы ең шешміні таппаған, экологиялық қиындық туғызатын фермадан
Есептеулерге қарағанда тәулік бойынша фермадан, 180 бас ірі қарадан
Q = NK + q = 180 x 50
мұндағы N – фермадағы ірі қара саны;
K – тәулік бойынша бір сиырдан шығатын боқ (қи),
q – тағы да басқа қалдықтар, кг;
Жалпы «Айдос» фермасынан жыл сайын 30 мың тоннадан аса
Осыған байланысты «Айдос» шаруа-қожалығы шағын биогаз қондырғысын салып қолдануға
Сұйық қи-садраны арнайы қондырғыға анаэробты, ауасыз кеңістікте ашытқанда биогаз
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
өзгереді. Соңғы кездегі мал қиының қоршаған ортаға әсеріне салық
Міне, осыған байланысты ең алдымен қи-садраның физикалық, механикалық
Қи-садраның физика-механикалық және химиялық (ФМХ) қасиеттері көп нәрсеге байланысты:
Ең негізгісі қорадан шыққан қи-садраның ылғалдығы (влажность), тығыздығы,
Ылғалдығы W құрамындағы құрғақ заттардың көрсеткіші қи-садраның басқа да
Егер ылғалдылығы W = 86…91% болса жартылай сұйық
W = 91...98% сұйық қи-садра, ал 98% жоғары болса
Ылғалдылықты анықтау үшін термотаразыны құрғату тәсілімен кептіру шкафы көмегімен
Сонда:
W = (100V + Wэкс) / (V+1), (2)
мұндағы V – қосылған су көлемі, 1м³ жуынды судағы;
Wэкс – бөлінген жапаның ылғалдылығы, %.
Фракциялық құрамы қи-садраны өңдеу кезінде білу өте қажет.
1.2. Кесте
Қидың құрамындағы қатты
бөлшектер өлшемі
Мал түрі
Бөлшектер өлшемі, мм
1-ге дейін
1...3
2...3
3...5
5...7
7...10
10-нан жоғары
Ірі қара
29
30,1
26,2
7,6
3
2,1
2
Шошқа
32,5
37,5
12,5
8
5
3
1,5
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Тығыздығын И.И Лукьяненков формуласымен есептеуге болады:
Pc = 1000 + 2.4 C, (3)
мұндағы С – құрғақ заттар құрамы, %.
Ізденістерге қарағанда қидың ылғалдылығы W ≤ 9.2 %
Реологиялық (аққыштығы) көрсеткіштері динамикалық жұмсақтығы жұққыштығымен, қозғалуға кететін күшпен
Мысалыға ылғалдылығы 92% болғанда оның динамикалық жұмсақтығы малдардың түріне,
η = η в , (4)
мұндағы η в – судың жұмсақтығы , Па
мал-жануарлардың түрлеріне байланысты алынатын коэффициент (ірі қара малдары үшін)
β- мал-жануарлардың түрлеріне байланысты алынатын коэффициент (ірі қара малдары
β = 0,70…0,75, ал шошқалар үшін β = 0,6....7).
ηc = ηв (1+2,5C), (5)
Қозғалуға кететін керкеу қидың құрамына байланысты болады, ол каналдарды
1.3. – кесте
Қиды жылжытуға кететін кернеудің
ылғалдылықпен байланысы
Ылғалдылық
%
Жылжытуға кететін кернеу, Па
Ірі қара садрасы
Шошқа садрасы
88
89
90
91
92
93
94
95
50
40
37
14
5
2,5
1,0
-
20
15
9
5
1,8
1,6
0,9
-
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Ылғалдылығы W ≥ 95% болғанда жылжытуға кететін кернеу 0-ге
1.4.Кесте
Сұйық қи-садраның бетіндегі кернеудің
ылғалдылықпен байланыстығы
Ылғалдылығы
%
Сұйық қи-садраны фракцияға бөлмеген жағдайда
Сұйық фракцияда
10 күндік сақтаудан кейін
69 ай сақтаудан кейін 10 күндік сақтаудан кейін
6 ай сақтаудан кейін
91
92
94
95
96
Су
65,0
59,8
62,1
65,3
68,1
72,0
59,0
63,0
64,0
66,7
70,5
72,0
55,3
56,1
59,7
61,3
62,0
72,0
58,4
59,8
61,1
62,0
62,7
72,0
Қи-садраның гидравликалық іріленуі тыныштық жағдайда тұнбаның түбіне отыру қабілеттілігін
Қи-садраның химилық қасиеттері оның құрамындағы азот, фосфор,
1.5 және 1.6-кестелерде қи-садраның құрамындағы органикалық элементтер көрсетілген.
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
1.5-кесте
Қи-садра құрамындағы өсімдіктерге
қажетті негізгі органикалық элементтер
Жануарлар
Азот (%)
Фосфор (%)
Калий (%)
Ірі қара
Бұзаулар
Шошқалар
0,43
0,77
0,72
0,28
0,44
0,47
0,50
0,76
0,21
1.6-кесте
Қи-садра құрамындағы микроэлементтер
Жануарлар
B
Mn
Mo
CH
ZH
Ірі қара
Шошқа
3.6
3.65
31.4
27
0.17
0.18
3.7
6.9
19.2
36.8
Қи-садраны 35 тәулік бойында сақтаған жағдайда оның құрамындағы азот
Физико-механикалық және химиялық ізденістер қи садрадан биогаз және органикалық
2. Мал шаруашылығында сұйық қи-садра және жуынды суларды ауасыз
Соңғы кезде кәдімгі энергия қоррларын пайдалану жолдары өте
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Біріншіден – сұйық қи-садраны арнайы қондырғыға анаэробты, ауасыз кеңістікте
Екіншіден – өңдеуден шыққан қиларды жоғары сапалы органикалық
Үшіншіден – мал қораларынан шыққан қи-садраны құбырлар арқылы
Метандық ашыту биогаз алу 1976 жылдан бері белгілі. Ол
Жуынды суларды ауасыз метандық ашыту 1930-жылдары Басвелл және Маккарти
Ферри мен Вольф бақылауларына қарағанда бұл процестерде бірнеше микробтар
Бензоат: 4С6Н5СООН+24Н2О → 12СН3СООН+4НСООН+8Н2
Ацетат: 1 2СН3СООН → 12СН4+12СО2
Формиат: 4НСООН → 4СО2+4Н; 3СО2+12Н2 → 3Н4+6Н2О
Метанның бөлінуі: 4С6Н5СООН+18Н2О → 15СН4+13СО2
Міне, сонымен, жоғарыдай биохимиялық процесстен бөлінген биогаз иіссіз көгілдір
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Онда қиын органикалық заттардың еруіне бор саты дей және
Бұрынғы Кеңес Одағында бұл проблемамен ғылыми-зерттеу және тәжірибе конструкциялық
Запорож филиалының тәжірибе жасау шаруашылығына /ВИЭСХ/ өндірістік-биологиялық гумусты –
Сумск ққаласының М.В. Фрунзе атындағы ірілендірілген ғылыми-өндірістік машина
Ашыту кезінде бастапқы қи-садралар үш құраушыға бөлінеді; газ түріндегі
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Бірлестіктің көмекші шаруашылығының фермасына енгізілгеннен кейінгі жылдық экономикалық тиімділігі
ВИЭСХ ұсынған тәжірибелі биоэнергетикалық қондырғы Москва облысының «Инстринский» совхозында
Ашыған қи-садраны жүгері егілген жерге енгізілгенде, сол учаскіде
Латвия мемлекеттік ғылым академиясының микробиология институты 1981 жылдан бастап
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
2.1. Кесте
Тәжірибе биогаз қондырғылардың қысқаша
технико-экономикалық көрсеткіштері.
Зерттеуші және дайындап шығарушы мекемелер
Өндіріске енгізілген жылы мен жері
Көптеп шығарылу, тәжірибелік, жеке шығарылғандары
Өнімділігі
Құрал-жабдық комплесінің бағасы мың сом Жылдық экономикалық тиімділігі, мың
Шикі
затты өңдеу көлемі
Биогаздың алыну көлемі
Сумск қаласының Фрунзе атындағы машина жасау ҒӨБ
Сумск ҒӨБ/НПО көмекші шар-ғы ОТФ фермасының 300 бас ірі-қара,
Тәжірибе үлгісіндегі партия 1986-87 жылдары болды. 30м³
350м³/тәу
130
92
РВНИИКОМН Запорождың КТИМС
Ірі-қара фермасындағы 400 бас 1984ж.
Тәжірибе үлгісіндегі
30-50м³
500м³/тәу
162,8
867
Латвия мемлекетінің Ғылым Академиясының микробиология институты
Латвия мемлекетінің «Огрең совхозының» шошқа комплексті төлдейтін фермасы, 1989ж.
Тәжірибе үлгісіндегі
20м³
20,3м³/тәу
Мемлекеттері жоқ
Ресей ауыл шаруашылығын электрлендіру ғылыми зерттеу институты
Москва облысы, «Инстринский» шаруашылығы 1985ж
Тәжірибе үлгісіндегі
81750м ³жылына және жылына 3175 тонн сұйық ты4айт0ыш
40
Күрделі
қаржы-ны ақтау мерзімі 2 жыл
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Биогазды алу проблемасының тәсілдері аз емес. Ал негізгі проблема
Институтта бұрыннан қолданып жүрген, шикізатты көлденең беру тәсілінің орнына,
Қаржы шығынын максималды кеміту жолы, ол – рециркуляция: ашыған
Бастапқы шикі зат көзінің биохимиялық қасиетімен кейінгі сұйық заттармен
Қазіргі кезде, барлық дүние жүзінде ауыл шаруашылық өндірісінің қалдықтарының
Ашыған метанға қи-садра, көң-тезек, салом, картошканың, қызылшаның, сабақты жапырақтары
Ғылыми зерттеулер мен әдебиеттерге қарағанда, бір тонна құрғақ заттан
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
360кг шартты отын түрінде; ірі-қараның қи-садра, нәтижесінен – 450м³
Бұрынғы Кеңес Одағын құрған уақытша ғылыми техникалық комиссияның, 1982
Шикі заттардың анаэробты ашу кезінде зат шығады –
Биогазды пайдалану арқылы электро энергиясын алуға болады, ол үшін
Биогазды матор майы ретінде де пайдаланады: калориясы 6000 ккал/м³
Өте көптеген зерттеулердің нәтижесінде іс-әрекеттік тәжірибеге қарағанда биогаз өндіруші
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
тыңайтқыштық өсімдіктің минералды формада тез сіңіруі.
Сонымен қоректі зат өсімдік үшін азот, фосфор және калий
Америка ғалымдары бұл проблемаларды кеңінен зерттеу және конструктивті жұмыстың
Американдық мамандардың болжауы бойынша сұйық қи-садраның энергетикалық потенциалы
Қазіргі кездегі Американың конструктивті зерттеулердегі ортақтандырылған биогазды заводтарда
Мысалы, Американың компаниясы биогаз заводының жобасын жасаған, ол 110
Америка Құрама Штатының Оңтүстік Каралина штатында 10 бас мал
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Барлық алынған биогаз қондырғының технологиялық қажетіне пайдаланады, ал сонымен
Соңғы кезде ФРГ-да, Скандинавия мен Нидерланды мемлекеттерінде мал
Финнің «А.В.Энбом» акционерлік қоғамдық кәсіпорны қи-садраны өңдеу арқылы биогаз
1984 жылы «А.В.Энбом акционерлік қоғамы 4 биогады қондырғыны басқару
Венгерия республикасында бірінші өнеркәсіпті қондырғымен биогазды өндіріп шығаруды Гедоллдағы
1985 жылдан бастап ауыл шаруашылық кәсіпорнының Еленица кооперативінде биогазды
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Осы биогаздың нәтижесінде кооператив тәулігіне шамамен 100
Сонымен қазіргі кезде сұйық қи-садрадан биогаз алудың технологиялық өңдеуіне
2.1 Сұйық қи-садраны ашыту қондырғысының жұмыс істеу принципі
Сұйық қи-садра, көң қалдықтар ашытуға арналған құралды метантенка деп
Метантенктің жасалу формасын ауа кірмейтін жабылған цилиндрлі резервуарлы құрылғы
Метантенкада метанды бөліп алу үшін, сұйық қи-садраларды араластырып, ашып
Ашу процессінің температураға байланысты жүруіне қарай екі түрлі процессін
Соңғы кезде кеңінен таралған процесстің бірі – мезофильді процесс,
Термофильді ашу процессінің ерекшелігі – ол кезде органикалық заттардың
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Мезофильді ашыту процессінің артықшылығы метантенкадағы ашу кезінде алынатын
Бұрыннан қабылданған өңдеу схемасына байланысты метантенкадағы сұйық қи-садраның
Метантенканың жұмыс істеу тиімділігін күлсіз заттың ыдырау шамасымен бағалайды,
Газбен ыдырау мынаны көрсетеді: күлсіз заттың қанша бөлігі ашу
Күлсіз заттардың кемуін, толтыра салынған күлсіз заттар массасына процентпен
Рr және Рк.з. мәндері бірдей болуы мүмкін
Метантенканы аз жүктемелеп ұзақ ашытса, кері байланысына тән
Метантенкадағы ашу кезіндегі газдан шыққан заттан ыдырып тек қана
Родигердің әдебиеттеріндебасылып шыққан осы туралы проблемаларды талдап қортуына
Газ массасының ең көп пайда болып шығуы майдың ыдырауын
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Метантенкада құралатын газ негізінен метаннан 0-75% және көмір қышқылынан
2.2. Кесте
Май, көмірқышқыл мен белоктардан анаэробты
ашу кезіндегі газдың массасы мен құрамы
Қалдық компоненттері
Газдың меншікті шығу мл/г
Газдың құрамы
Нормативті жағдайдағы газдың тығыздығы, г/м
1 грамм ыдыраған заттардың алынатын газдың массасы, г
Көмірқышқыл
790
50
50
1,25 х 10³
0,985
Майлар
1250
68
32
1,05 х 10¯³
1,31
Белоктар
704
71
29
1,01 х 10³
0,71
Газдағы метанның құруының жоғарғы болуы май мен белоктың
Ғалымдардың дәлелдеуі бойынша, ашыған күлсіз заттар қалдығы және
Шет мемлекеттердің әдебиеттерінде метантенкадағы ашытылу процессін кәдімгі мономолекулярлы
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
2.3. Кесте
Коэффициенті мағынасының ылғалдығы мен ашу
температурасына байланыстығы
Ашытылу температурасы
Толтыра салу кезіндегі алғалдығы
93
94
95
96
97
33
53
1,05
0,455
0,89
0,385
0,72
0,31
0,56
0,34
0,4
0,17
2.4. Кесте
Биореакторды толтыру дозасы
Ашу режимі температурасы
Тұнба қалдықты толтыра салу кезіндегі ылғалдығы
93
94
95
96
97
37
53
7
14
8
16
9
18
10
20
11
22
А.А. Карпинский мен Панфилов атындағы АКХ байланыстығы қи-садраны толтыра
2.2. Сұйық қи-садраны ашытушы қондырғының конструкциясы
Метантенканы жобалаған кезде ауа кірмейтіндей жабылатын резервуар түрінде жасалып,
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Қазіргі кезде метантенканың ең көп тараған түрі қимылсыз жабынды.
Метантенканың мойнына газды жинау үшін газды қалпақ орнатады.
Отандық есептеу тәжірибесіне қарағанда, метантенканың биіктігінің диаметріне қатынас 1:1
Газды және жылу өткізбес бетонды жабындыны төрт-бес қабат
Тұнба қалдықтарын метантенкаға беру режимінің ең ұтымды пайдалану тікелей
Метантенканың жоғарғы зонасы мен дозалаушы құрылғы арқылы сұйық тұнба
Метантенканы жобалаған кезде оның технологиялық есептеулерін жүргізу қажет және
салынатын сұйық қи-садраны тікелей есепті температураға жеткізуге қажетті
метантенканың қақпағы мен табаны және қабырғасы арқылы келетін жылудың
газбен бірге келетін жылу шығынының орнын толтыру;
Сұйық қи-садра массасын бірқалыпты жылытуын қамтамасыздандыру
үшін және жаңа келіп түскен оның порциясын ашыған бөлігімен
Сұйық қи-садра тұнба қалдығын тәулігіне 2-5 сағаттай араластыру
Электр энергиясының шығынын кеміту тұнба қалдығын гидроэлеватордың көмегімен
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Сұйық қи-садраны қосымша араластыруды инженер арқылы қамтамасыздандырады, салынатын сұйық
Шет мемлекеттерде /Германия, Англияда/ екі сатылы метантенка кеңінен
Екі сатылы ашытқылы метантенканың қабырға маңында күлсіз заттардың
Екі сатылы схемада метантенканың бірінші сатысында мезофилді ашыту режимін
Газ тасымалдау үшін қондырғыдан ағынды ағытқыштан арнаулы газ желісін
Болат құбырдың жалғауын пісіріліп нығайтып жалғанған газ желісін, және
Метантенкадан газды қабылдаған кезде ылғалды газгольдерді пайдаланады, оның әрқайсысы
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Тұнба қалдықтың ашу процессі нәтижесінде метантенкадан алынатын газды
қазанның газды жинарғысынаотын ретінде метантенканы жылытуға
және ондағы елді мекенді және тазалаушы станциясының ғимаратын жылытуға
газды қозғалтқыштың генераторын жүргізуге, сұйық сорғышты
және ауа үрлегіштің жұмыс істеуіне қажетті газ шығыны
Биогазды қондырғының жұмысын зерттеу және мал семіртетін
комплекстегі сұйық қи-садраның ашу кезіндегі пайдалануын зерттеу.
Биогаздың құрамы 50...80% метаннан және 50...30% көмірқышқыл газынан биогаздың
Ашыған сұйық қи-садрада фосфор мен калийдің жұғымдылығы артады, сонымен
Ашыған сұйық қи-садраны қуаңшылық кезеңде де шалғын шабындық
Биогазды өндіру кезінде жуынды судың тиімді тазалауы жүреді
Бұрынғы Одақта жылына 500 млн. тонна органикалық қалдықтар
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Тек қана мал фермасынан алынатын биогаздың
2.5. – кесте
Қи-садра қалдықты пайдаланудағы энергетикалық мүмкіндігі
Қи-садра қалдықтар көзі
Экспозиция
лық уақыты, тәулікте
Органикалық заттардың ыдырауы
Биогаздың энергиясы
млн. тонна
шартты отын
Одақтың энергетикалық балансына берілуі
5%
25%
50%
Ірі-қара мал
9/7
25,9/28
4126,9/
15,9
0,85/
0,8
4,2/
4,0
8,5/
8,0
Шошқа
8/6
45,9/
49,3
2,5/
2,1
0,13/
0,11
0,63/
0,53
1,3/
1,1
Құстар
43/32
44,0/48,8
7,4/7,4
0,37/
0,37
1,85/
1,85
3,7/
3,7
Мал шаруашылығының жиынтығы
-
-
26,8/25,4
1,35/
1,28
6,7/5,38
13,5/12,8
Төгінді су /жуынды/
8/6
48,8/48,8
0,53/0,39
0,02/0,1
0,1/0,09
0,2/0,1
Жұмыс қалдықтары
10/8
24,4/24,64
0,02/0,72
0,04/0,03
0,2/0,15
0,4/0,3
Коммуникалды тұрмыс шаруашылығының жиынтығы
-
-
1,45/1,1
0,06/0,04
0,3/0,2
0,6/0,4
Диханшылық
12/10
14,3/15,4
11,0/6,8
0,55/0,34
2,75/1,7
5,5/3,4
Барлық қалдықтар бойынша
-
-
39,3/23,3
1,96/1,87
9,8/8,3
19,6/16,6
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Күрделі қаржы, млрд
-
-
35,5/28,1
1,77/1,4
8,85/7,0
17,7/14,0
Таза тиімділігі млрд.сом/ жылына
-
-
21,7/20,6
1,1/1,1
5,4/5,2
10,8/10,3
Алымы – мезофильді процесс /33-37°/. Бөлімі – термофильді процесс
Анаэробты ашу кезінде органикалық заттар биологиялық
Ауыл шаруашылық өндірісінің қалдықтарының ішіндегі метанды ашытып шығару шыға
Органикалық массаның санды ыдырауынан 32°С температурада бөлініп шығатын газ
Үзік-үзік жағдайындағы өндірілетін газдың ашу ұзақтығы 20...25 % көп
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
2.6 – кесте
Қи-садраны ашыту үшін метантенканың жұмысшы көрсеткіші
Малдың қи-садрасы
Метантенкаға салу кг/м тәу
Метантенкадағы массаның болу уақыты, тәулігіне
Массаның ыдырау дәрежесі
Сауынды сиыр
Семіртілетін еркек таналар
Шошқалар
Мекиен тауықтар
6,0
4,5
3,0
1,5
15
10
10
50
40
40
50
55
Биогаздың негізгі компоненті СН4 және СО2, ауыспалы кезеңдегі
Ашыту кезінде биологиялық тұрақсыз органикалық заттардың ыдырауы жүреді де
Биогазды қондырғының технологиялық схемасына қарай ағынды ауыспалы метантенканы
Ағынды жүйеде реакторға субстрат тоқтаусыз салынады немесе белгілі бір
Метантенканың қабырғалары тотыққа тұрақты тығыз жабылуы тиім /герметично/, жылу
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Реакторлардың эластикалық материалдардан жасалған шар пішіндісі де
Ашуына қажетті температураны ұстап тұру үшін, реактордың жұмысшы
Ашу процессінің тиімді өтуі үшін механикалық, гидравликалық және газды
Метан құраушы бактериялардан топталуын арттыру үшін реакторда және
Бір комплексті болатын фракциялау желісінің көк шөп массасы, соломды
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Биогазды пайдалануға дайындау кезінде оны обессеривают, көмірқышқыл газын
Екі секциялы қи-садра сақтағыш қоймадағы бастапқы массаны сұйық сорғышпен
Алынған биогаз газ жүргізілген газгольдерге келіп түседі, олар
Реактор қысымда болады да, ыдыс цилиндрлі пішіндегі көлемдері
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Қондырғы былай жұмыс істейді. Шикізатты масса сұйық сорғышпен ауық-ауық
Биогаз реактордың доғарғы бөлігінен су бөлгіш пен қондырғының
Жылудың жоғалуын кеміту үшін, қысты күні метантенканы қойма ретінде
Финнің «Эльспат» фирмасы шығаратын тоқтаусыз әрекеттегі биогазды реактор «Горизонталь
Автоматты режим әрекетіндегі реактордың жұмысын тексеру тәулігіне 15 минут
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Бағдарлама бойынша және энергетикалық министрліктің қаржыландыруымен бірге Корнелл университетінің
Метантенканың құрылысы 1982 жылы біткен болатын, бірақ кейбір конструктивті
Метантенканың түрі темір бетонды көлемді ыдысты жерге батыра
Екі бокс аралық қатарындағы сұйық қи-садраны фронтальды жүк тиеушімен
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Барлық жылу алмастырғыштың түрлері тұзақ түріндегі құбырлар,
БГС қойыртпақ сұйықты тұрақты түрде беруі мен биогаздың
1984 жылы тәулігіне шығатын орташа сұйық қи-садра қойыртпағы
Метантенканың құрылысының құны және барлық қосымша құрылысын
Льеж және Леван /Белгия/ қалаларының университетінің мамандарының Эдо провинциясының
Льеж провинциясы фермада құрылыс біткен БГҚ 50 бас ірі-қара
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Биогазды қондырғының зерттеу жұмыстарын 1985 жылдың 15 қаңтарынан бастап
Екінші биогазды қондырғы /БГҚ/ Леван елді мекеніне
Үшінші биогазды қондырғы Эдо елді мекенге жақын орналасқан, онда
Төртінші биогазды қондырғы Лаур елді мекен маңайындағы фермада жұмыс
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Бесінші биогазды қондырғыны /БГҚ/ сүт фермасына арналып, Белгияның елді
2.3. Биогаз алу процесін интенсификациялау жолдары
Әдеттегідей қи-садра қойыртпағын ашыту қазіргі талапқа сай
Мезофильді /35(/ және термофильді /50(/ режимдегі ашытқыны авторлар
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Қоспаның енуінен метанногенді флораның жиналуына мүмкіндік туады және метантенкаға
Кейбір авторлардың /Б.И.Зубков А.П. Новосельская Ю.А.Драч/ жүргізген
Бордақыланған ірі-қара малдың өндірістік жиынтығының шошқаны бордақылау комплексінің ашытушы
Сұйық қи-садра қойртпағын 40(, 50(, 55(, 60( температуралық режимде
Ірі-қара малының сұйық қи-садра қойртпағын ашытуға ең ұтымды қоспа
Шошқаның қи-садра қойртпағына аммонийдің гидрооксидін қосқанда шошқаның қи-садра қойртпағының
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
анаэробты ашуы 1,0 коли-титрден артық болады, ал патогенді микроорганизмдердің
Сұйық қи-садра қойртпағын ашыту технологиясы ұсынылады.
Алдын ала қи-садра, тезектері және басқа органикалық қалдықтарды
Қондырғыны жұмысқа қосар алдында, салынатын жүктеменің 5 тен 30%
Ашу процессі термофильді /50-55(С/, бірақта басында екі фазаға
бөлінеді. Қи-садра қойрпағын 35(С градусқа дейін ысыту тез жүреді,
Жұмысшы камерасын 30-35 d және τ С ысыту
Метан құраушы газды қосып отыру 500-700мм су бағасы деңгейінде
микроорганизмдер жеткілікті санда болуы тиіс, ал олардың ортада
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
жүктеменің d өзара тәуелділікті метантенкадағы бастапқы қалдықтағы құрғақ
Х. Димовскийдің көрсетуіне қарағанда, қалдықтың күлділігі артқан сайын,
Өзара тәуелділік көрсеткіштерінің мен характеріне, олардың физикалық мәнінен шығатындығында,
S = dτ, (7)
мұндағы S – метантенканы қалдықпен толтырудағы шоғырланған құрғақ күлсіз
Көбейтіндісіне анықтауды d және τ көбейткіштерінің мәні арқылы
Ашу процессін жақсарту үшін, ірі-қара малының қи-садра қойртпағына 0,1%
Ашытылуын 1 айға дейін тоқтатылса, процессті жүрісі әсерін онша
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Қи-садра қойртпағының ашығаннан кейінгі патогенді микроорганизмдер мен
2.3 Сұйық қи-садраны өңдеу технологиясына әсер ететін негізгі
Биогаз алу процессіне әсер ететін негізгі факторлар:
Температура.
Микроорганизмдердің өсу жылдамдығына және негізгі биохимиялық реакциясына тигізетін ең
Органикалық заттардан газдың бөлініп шығып пайда болуына температураның әсерін
Тиімді температураны анаэробты метанды ашытылуын есептейді психофильді.
Анаэробты метанның ашытылуын мына тиімді температура зонасында есептелінеді –
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Осы себеппен бастапқы қалдықты мезофильді процесстің өздігінен дамуы мүмкін,
Ашытылуы процессі қолайлы температуралық режимде өткізуі қажет, тіпкен қысқа
Ашу процессінің көрсеткіштерінің температурасының арту немесе кему әсерлерінің дәрежесін
Температураны 50 ден 40(С төмендетіп, 2 тәулікте одан ары
Ашытылуы температуралық режимі тікелей қойртпақтың метантенкада болу уақытына байланысты.
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Сондықтан метантенканың жұмысшы температуралыұ режимінің бұзылуы және процесстің алғашқы
60-шы жылдары жүргізілген АКХ жұмыстарында көрсетілгендей қалдықты шексіз ұзақ
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
мүмкіндігіне жақындайды, ол температураға байланыссыз болып отыр. Москодоканал жобалау
Соңғы кезде кіші қондырғыларды жиі пайдалануына байланысты жаңа дамып
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
жатуы мүмкін және К.Д.Панфилов 5 атындағы АКХ зерттеу мәліметінің
Қазіргі ұғымға қарағанда кез келген микробиологиялық процессті математикалық бейнелеу,
Көп жылдық зерртеулерге қарамастан және іс-әрекетте пайдалануға әртүрлі органикалық
Әдебиет саласында екі теңдеуді қолдану жиі кездеседі, ол
- (8)
(9)
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
мұндағы - органикалық субстраттың
К- субстратты пайдаланудағы максималды меншікті жылдамдығы, кг / /
К - Моно Константы, субстрат константына тең, ондағы
Кг /м³/ - биомассаның меншікті жылдамдығының өсуі, тәулік
Мm – биомассаның максималды меншікті жылдамдығының өсуі, тәулік /
х- биомассаның топтануы, кг/м³;
- биомассадағы бактерияның өсу жылдамдығы, кг / м³.
ﻻ - субстратты пайдалану кезіндегі өсімі, кг/кг;
в( - бактерияның өлу жылдамдығы, тәулік
Теңдеудің мағынасын қойып және х – бөліп табамыз:
(10)
Мұндағы биомассаның М меншікті жылдамдығының өсуі субстратты пайдалануына байланысты.
(11)
Классикалық теңдеулер процессінің сатыларын сипаттамайды және қатаң айтсақ, метанды
Сонымен қатар, Моно үлгісі, ашытылатын субстраттан өте көп санды
(12)
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
мұндағы Ki – ингибирлеу коэффециенті, кг/м³.
Іс-әрекетте классикалық үлгіні пайдалану метантенкадағы тірі биомассаны бағалау тәсілінің
Инженерлік есептеулерге айтарлықтай пайдалысы Конто моделі, оны кейбір органикалық
(13)
мұндағы В / τ
В – метантекаға органикалық затты толтыра салу кезіндегі процесстің
S – жүктеп салынған қалдықтағы органикалық заттардың топтануы, кг/м³;
τ - ашытылу ұзақтығы, тәулікте;
К = f (S) – процесстің кинетикалық көрсеткіштері.
Биомассаның өсуінің максималды меншікті жылдамдылығы Мт ашытылу температурасына байланысты
Мт = 0,013 · t – 0,129 (14)
мұндағы t – ашытылу температурасы, (С.
Формула көрінгендей, метанның шығу жылдамдығы бастапқы субстраттағы органикалық заттардың
S=p көл (100 – W) (100 – A) 10-4
Жоғарыда айтылғандай, қалдықтың күлділігі ашытылуы шегіне тікелей байланысты. Ресей
көл/s (16)
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Бірінші бөлімде айтылғандай, қалдықтың ашытылу шегі органикалық заттардың химиялық
Технологиялық көрсеткіш-симплекс в/ τ / немесе /τ/ -
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Жүктемені арттыру әсерінен басқа да тең жағдайда метантекадан пропорционалды
Мал шаруашылығының қылдықтарына тәжірибемен анықталғандай, В малдың тұқымынан шығатын
Вменш =в /τ : S/τ (17)
немесе
Вменш =в /τ : d (18)
онда былай жазылды:
Вменш = В (1 - к
Мm –1 + к
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
(20)
d (m) = Mm · S /(1+ √
Вменш (м) = В /(1 + √к) (22)
Метантеканың ең көп шығу жылдамдығы S = S а.к.
в / τ (m) = B (Mm · S
d(m) = MmSa.k /2 (24)
Bменш(м) =в / 2 (25)
Өкінішке орай, қалалық жуынды судың сұйық қалдықты дәстүрлі технологиямен
АҚШ-та – 2,5- 5,0. Біздің мемлекетімізде қалдықтың ылғалдығы 97-93/
СНиП /ҚНжЕ – құрылысты нормалау және ережесі /2.04.03-85 келтірілген
Rr=Rlim-Kr·Дmt (26)
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Құрғақ күлсіз заттың Rr ыдырауы мен биогаздың Bменш меншікті
Bменш =B-Kr τ-1 ; (27)
мұндағы В-метантенканы органикалық затпен толтыра салудағы бірлік
Кr = BKS/[Mm;S-d(1-k)] (28)
АКХ тәжірибемен зерттеу мәліметіне қарағанда қаланың төгінді
(30)
мұндағы t – ашытылу температурасы, (С;
1% Уытты заттардың бар болуы және тез ыдырайтын
P – түзету коэффициенті /t=33 және 53(C;
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Коэффициент Кr мәнін формула есептегендегі және жоғарыда келтірілген
Қалдықтың ауыспалы кезеңдегі қоюлануын Sa.k есептеу мәнін /2/
(31)
Егер K=1 есептесек формула мына түрге енеді: Kk=B/Mm
(32)
Коэффициент Р мәні 29,31 және 35(C температурада ары қарай
К=Kr(MmS-d)/(BS-Krd) (33)
Ескереміз, негізінен қи-садраның ашыунынан алынғанға қарағанда Контонның мәліметінде S≥Sа.к.,
Қисық сызық К=f (S) қалдықты ашытқанда алынғаны суретте келтірілген.
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
К
Сурет.
Салынатын қалдықтағы органикалық
заттың S қоюлануынан К кинетикалық
1,0 көрсеткішінің байланыстығы
0
S а.к.
Араластыру
Метантенканың ішіндегіні араластыруды жүргізудің мақсаты, метантенканың барлық көлемін тиімді
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Метантенкадағы қалдықты араластыру механикалық араластырушының көмегімен іске
Метантенкадағы қалдықты рецеркуляциялы сығылған газбен араластырудың іс-әрекеттегі
Көмірқышлының қоюлануын арттыру жағылатын газды өндіру арқылы
Сонымен бірге мынадай көзқарас бар, тазаланбаған газдың рецеркуляциясы газды
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
2.5. Толассыз толтыра салу және түсіру
Метантенка оқтын-оқтын /мезгіл-мезгіл/, толассыз және жартылай толассыз режимде
Мұндай ретті теңдеу реакциясының өзгеруі жүретін процесстің күрделігін көрсетеді.
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
2.7. – кесте
Әртүрлі реактордағы органикалық заттардың қалдығының ыдырау мәні
Уақыт тәулікпен
Оқтын-оқтын жұмыс істейтін реактор
Толассыз жұмыс істейтін араластырушы реактор
Бір сатылы
Үш сатылы
Бес сатылы
1.
2.
3.
4.
63
86
95
99,8
50
67,6
75
85,7
57,8
78,4
87,5
96,3
59,1
81,2
90,3
98,1
Бұл кестеден көрінгендей, ыдырау сатысының санын арттырған сайын,
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
3 Биогаз қондырғысының инженерлі-техникалық есептеулері
3.1. Метантенканы (биореактор) есептеу негіздері
Метантенкалардың технологиялық есептеулерін жүргізгенде негізгі көрсеткіштерін анықтауды қажет
метантенкаға салу кезіндегі қалдықтың құрғақ күлсіз заттың
қоюлануы, S кг/м³;
ашыту температурасы, t(C;
метантенкаға құрғақ күлсіз заттарды жүктемелеу d, кг// м³.тәу/
метантенкада қалдықтың гидравликалық болу уақыты ашытылу ұзақтығы/ τ,
салынған құрғақ күлсіз заттарды бірлік массасынан шығатын меншікті биогаз,
биогаздың шығу шапшаңдығы, в/ τ м³.тәу./;
метантенканың қажетті жұмысшы көлемі V м³;
Қалдықтағы құрғақ күлсіз заттардың қоюлануын есептеу үшін
қалдықтың берілген ылғалдығындағы көлемдік тығыздығын ρкөл білу
ρкөл= (34)
мұндағы ρшын қалдықтың шын тығыздығы қатты фазаның тығыздығы, кг/
Ашытылуының температуралық режимін қалдықты өңдеудің технологиялық сүлбесіне, энергия сақтаушы
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
термофильді үшін /t=53(C/ Mm=0,30 тәуˉ¹. Жоғарыда айтылғандай,
Bменш = B - Kr(d/S) (35)
Ал S>Sa.k – биогаздағы метанның жорамалдап есептегендегі тұрақты үлесінің
Bменш =В(1- ); (36)
немесе
Bменш =В ), (37)
мұндағы В-метантенкаға толтыра салынған қалдықтағы құрғақ күлсіз заттың бірлік
Органикалық заттардың ыдырауы Rr, % мына формуламен есептейді:
Rr=Bменшpr · 100, (38)
мұндағы pr – биогаздың тығыздығы, кг/ м³.
Биогаздың шығу жылдамдығын, м³/ м³.тәу/ мына формуламен табады:
В/τ = Bменш · d, (39)
Метантенканың қажетті жұмысшы көлемі V , м³ берілген санды
V=Q τ, (40)
Биогаздың жалпы шығуы, м³/тәу., мына формуламен есептейді:
Вжалпы=(в/ τ)V (41)
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Метантенканы ары қарай есептеу бірлік көлемі мен метантенканың пішінін
3.2. Араластыру процессіндегі сұйық сорғыш пен
гидромониторлық саптаманы есептеу
Биореактордағы сұйық қи-садраны араластыру үшін насос пен гидромониторлық саптаманы
Ең алдымен жалпы саптамадан шығатын су шығынын анықтаймыз:
Q = εω , (42)
мұндағы
ω- қабырға ауданы 5000см²;
ε – ағынның қалыпты
ω° - тесіктің ауданы
Саптама тесігінің ауданын мына формуламен табамыз
ω° = , (43)
мұндағы d - саптама ауданы, м²
P1 - тегістің ортасындағы қысым, Па
P2 – ағынның тесіктен шыққандағы қысымы, Па;
р – сұйық тығыздығындағы 40(С температурада және 95% ылғалдылықта
(44)
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
мұндағы дөңгелек тесіктер үшін табылған мәндерді формулаға қойып тесіктен
Q = 0,58 ∙ 0,0038 ∙
Саптамадан шығатын сұйықтыққа
Q = , (46)
мұндағы
ωn - саптаманың ауданы, м²;
Р2 – саптамадан шығар жердегі су қысымы, Па;
ε = 0,59, α = 0,25 тең болғанда.
Сонда судың шығыны
Q = 0,0038 , (47)
Есептелген формуладағы мәндерді кабылдауға болатынын тексеретін теңдеу Rc =
мұндағы
с – қысылған жердегі;
Rc – гидравликалық радиус;
dc = , (49)
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
cонда
с = , (50)
егер
Rc= (51)
40 = 0.00658+Cт (52)
Гидравликалық радиус
Re= (53)
Бұл есептеудің дұрыстығын дәлелдейді.
Су сорғыштың шығанын мына формуламен табады
Q = ПДВ2С2, (54)
мұндағы
В2 құбырдан шыға берісіндегі судың қалыңдығы,м;
С2 – судың абсолютты жылдамдығы, м/с;
Сонда
Q =3,14∙ 0,158∙ 0,07 ∙ 1871=65м³/час,
Су сорғыштың сору биіктігі
(56)
мұндағы Нвак - вакуумметрикалық биіктік,м;
- жылдамдық қысымы
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Айдамалау биіктігі
Нпл = Нг.пол + ∑һс
мұндағы
Нг.пол - геометриялық айдамалау биіктігі;
∑һс - құбырдағы қысымның кедергілерден азаюы
Н=Нвс+Ннаг=90,6+7=97,6 (58)
Су сорғыштың білегіндегі қуат
N=pq∙Q∙H= (59)
Тез жүру коэффициентін мына формуламен табамыз
ns=3,65 (60)
Cонымен, каталог арқылы өзіңізге қажет ортадан тепкіш 4км-6 қабылдаймыз:
Сұйықтың су беруі 65м³/час;
Толық қысымы 65м³/час;
Қуаты 55 кВт.
4 «Айдос» шаруашылығына таңдап алған биогаз қондырғысы
4.1. Шағын биоэнергетикалық қондырғы
Барлық өркениетті елдердегі қолданылатын биогаз қондырғыларын сараптай отырып «Айдос»
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Таңдап алынған сүлбенің негізіне төмендегідей ашыту технологиясы алынды:
Биореакторды сұйық қи-садрамен толтырар алдында оны алдын ала
майдалау, ылғалдылығын 99-92%-ке жеткізу керек. Органикалық бөлшектерінің ұзындығы 5мм-ден
Биореакторларды сұйық қи-садрамен толтырғанда оның жалпы
көлемінің 30% пайдалану қажет. Ашыту температурасын 50-55°С (термофильді) жеткізер
Биореактордағы қи-садраны әрбір 5-6 сағатта 3-4 рет араластырып,
тұнбалардың түбіне отырмауын қадағалау қажет.
Биореактордан шыққан метан және қосалқы газдардың қысымын
0,5-0,7 мПа асырмау керек. Газ жинайтын газгольдерге метан газын
Метан газы шығу процессін тездету үшін ірі қара
садрасына 0,1% әк (картаксия) қосылады.
Егер де биореактор 3 айға тоқтап қалса ондағы қи-садраны
жаңа субстраттармен толтыру керек.
Барлық технологиялық процесстер жақсы өтуі үшін метан шығуына
әсер ететін факторларды толық қадағалау керек және қысым,
Міне, осыдан кейін біз «Айдос» шаруақожалығына бір
Бұл экспериментальды биоэнергетикалық қондырғының сүлбесі 4.1 – суретте көрсетілген.
Сұйық қи-садра ірі-қара мал фермасынан алдын ала араластыруға арналған
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Рекуляциясын су сорғыш биореакторды толтыруға және түбіне тұнба
Биореактордың ішіндегі сұйық қи-садраның сұйықталған жоғарғы жағындағы
Биогаз қондырғысының барлық технологиялық процестері бірқалыпты толық жүруі үшін
Температуралық режимін қадағалау және басқару үшін термометрмен, монометрмен
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Сұйық қи-садраны араластыруға рециркуляциялы су сорғыш алынған. Ол
Сонымен «Айдос» шаруақожалығына жасалатын шағын биогаз қондырғысының басқару процессі
Сонымен «Айдос» шаруақожалығына жасалатын шағын биогаз қондырғысының басқару процессі
4.2 Биогаз қондырғысының сұйық қи-садраны өңдегендегі
экономикалық тиімділігі
«Айдос» шаруақожалығындағы шағын фермада биогаз қондырғысын өндіріске енгізу үшін
Фермадағы қи-садраның физика-механикалық химиялық көрсеткіштерін анықтап, оның құрамындағы заттардың,
4.1-кесте
Қи-садраның гранулометрлік өлшемдер көрсеткіші
Құрамы
Бөлшектер өлшемі,мм
%
10
8
6
4
2,5
1,5
0,75
0,37
0,12
Орта
1,9
2,8
3,4
4,5
30,1
14,2
10,1
7,7
25,4
Төменгі (мин.)
1
0,1
6…2
1…5
9
3,4
3,6
1,4
10,6
Жоғарғы (мак)
5,8
10,2
15,9
15,2
62,4
25,6
18,2
21,3
51,9
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Химиялық сараптаулардың көрсеткіштері:
Хлоридтер – 3,3…5,2мг/л; темір құрамында жоқ; магний – 421…546мг/к;
Толық экономикалық тиімділігін мына формуламен анықтаймыз:
Эп=Эбг+Эот+Ээк, тг (61)
мұндағы Эп – биогаз қондырғысының толық экономикалық пайдасы,тг;
Эбг – метан газын пайдаланғанда келетін экономикалық тиімділік,тг;
Эот – органикалық тыңайтқышты пайдаланғандағы келетін экономикалық тиімділік, тг;
Ээк – экологиялық пайдасы,тг.
Биогаз қондырғысын пайдаланғандағы экономикалық тиімділігін былай анықтаймыз.
Эбг=СГ · Qнс·Kов·V. Тг (62)
мұндағы
СГ - 1м³ газдың бағасы, СГ=3,345тг;
Qнс – биогаз қондырғысындағы қи-садра салмағы, кг;
Kов – органикалық заттардың бөлінуін есептейтін коэффициент, к= 0,3…0,5;
V – 1кг органикалық заттардан шығатын газдың, көлемі, м³/кг.
Органикалық тыңайтқышты пайдаланғанда келетін экономикалық тиімділік өңдеуден, биореактордан шыққан
Эрот = Ск:Qсб· (Ппо-По), тг
Мұндағы Ск – жемдік бірліктің бағасы, тг/к.е;
Ппо – ауылшаруашылық өнімдерінің өңделген қи-садраны пайдаланғандағы өнімділігінің артуы,
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
По – ауылшаруашылық өнімдерінің өңделмеген қи-садрасын пайдаланғандағы өнімділігінің артуы,тг;
Qсб – жалпы өңделуге арналған қи-садра көлемі, т.
Есептеулерге қарағанда 1 тонна өңделген қи-садра өңделмегене 10-15% тен
Экологиялық пайдасын есептеуді ғалымдар әр түрлі жолдармен көрсетеді. Негізінен
Ээк=Эд + Эваз+Эатм, тг;
Мұндағы Эд – топырақтың ластанбауына жол бермейтін экономикалық тиімділік,
Эваз – су көзіне ластанбауға кететін экономикасы тиімді, кг;
Эатм – ауаның ластанбауға кететін экономикаға тиімділік;
Биогаз қондырғысының экологиялық пайдасын қаржымен есептеуге болмайды. Дегенмен ауаны,
Жалпы тұжырым
«Айдос» шаруақожалығында жыл сайын 30 мың тоннадан аса қи-садра
Фермадан шыққан сұйық қи-садраны ауасыз ыдыра, метантенкада, биореакторда өңдеу
Алынған биогаз құрамында 55…65% метан, 20-35% көмірқышқыл
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Экологиялық таза органикалық тыңайтқыштың құрамында патогенді
микрофлор, гельмит жұмыртқасы, жабайы шөп дәндері, иісі және басқа
жұқпалы аурулар шығаратын микроптар болмайды. Азот, фосфор және
калий және өсімдіктерге қажетті микроэлементтер толығымен сақталады
Дүние жүзіндегі өркениетті елдердегі қолданып жүрген биогаз түрлері екі
сатылы болады, термофильді және мизофильді екі процесс қолды қылады,
субстратты араластыру үшін механикалық және гидравликалық тәсілдер
қолданылады. Технологиялық процестері толық автоматтандырылмаған,
көп жағдайда табиғи түрде қыздырылады. Біздің табиғи жағдайымызды,
өзгешіліктерді ескерілмеген.
«Айдос» шаруақожалығында жасалынатын биоэнергетикалық қондырғы толық автоматтандырылған, араластыру және
Органикалық таза тыңайтқыш «Айдос» шаруақожалығының 8 гектар бақша өнімдерін
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
Қолданылған әдебиеттер
Баротфи И., Рафаи П.Энергосберегающие технологии и агрегаты на
Дубровский В.С., Виестур У.Э. Метановые сбраживание сельскохозяйственных отходов. –
Ковалев А.А., Лосяков В.П. Результаты исследований экспериментальной биогазовой
Ковалев Н.Г., Глазков И.К. Проектирование систем утилизации навоза
Сейтбеков Л.С., Нестерев Е.Б., Матвеев В.А. Получение биогаза из
Ауланбергенов А.А. Удаление навоза из помещений животноводческих комплексов пневмогидравлическим
Ауланбергенов Ә.А. Сұйық қи-садрадан биогаз алу негіздері. Ізденістер, нәтижелер
Ауланбергенов Ә.А., Байзақова А. Сұйық қи-садра және жуынды суларды
Ауланбергенов А.А., Байзакова А. Утилизация стоков фермерского хозяйства. Материалы
05-01-18.06-02- РПЗ Лист
измм Лист № докум. Подп. дата
5
1
2
4
6
7
3