—в качестве моторного топлива с когенерацией (совместной выработкой) электрической и тепловой энергии - от 75% до 87% в зависимости от технических решений утилизаторов теплоты.
—в качестве моторного топлива с выработкой электроэнергии - 35-37%;
—в качестве котельного топлива - 90-92%;
При использовании биогаза технический энергетический потенциал составляет от теоретического:
Рисунок 2. Выход биогаза из различных субстратов
Теоретический энергетический потенциал биогаза при объемном содержании метана на уровне 50% составляет 5 кВт*ч/м3. Тут стоит отметить, что выход биогаза зависит не только от специфики применяемого субстрата, но и от условий, в которых он изготавливается (например, температура, вид эксплуатации установки и т. д.) Поэтому существует довольно большая разница выхода биогаза, а соответственно и метана для одинаковых субстратов. На рисунке 2 приведены диаграммы выхода биогаза и метана из различных субстратов.
По энергетическому потенциалу 1 м3 биогаза соответствует 0,5 м3 природного газа. Газоэнергетический потенциал полигона, на котором размещен 1 млн. т ТБО с влажностью 40%, можно рассматривать как техногенное месторождение с запасами 50-60 млн. м3 природного газа. Объем добычи биогаза на полигоне ТБО может составить 10-15 м3 на 1 жителя в год обслуживаемого населенного пункта..
Использование половины образующегося биогаза равноценно утилизации 10% отходов, доставленных на полигон, что сравнимо с возможным уровнем утилизации отходов на полигоне при помощи дорогостоящих мусоросортировочных комплексов. Кроме того, при сортировке мусора энергия потребляется - 25-30 кВт*ч/т ТБО, а при утилизации биогаза - вырабатывается - 50-60 кВт*ч/т ТБО.
Рисунок 1. Распределение отходов по категориям
Полигоны ТБО являются самыми интенсивными источниками выброса метана, что в значительной мере сказывается на парниковом эффекте. С биогазом буквально улетучивается до 20% первоначальной массы сухого вещества ТБО, в том числе 8-10% - за время эксплуатации полигона. Убыль массы отходов сопровождается увеличением их плотности и снижением влажности, т.к. перерабатывается на биогаз прежде всего легкая органика с рыхлой структурой и высокой влажностью (типичный состав отходов на полигонах по категориям на сегодняшний день приведен на рисунке 1).
Из 1 т сухого вещества ТБО в общем случае образуются 170-200 м3 биогаза, более половины объема которого и 25-30% массы составляет метан.
Актуальной проблемой, имеющей важное экологическое и экономическое значение является утилизация и использование всех видов бытовых отходов, включая ТБО. Биогаз, образующийся при анаэробном разложении органической составляющей отходов полигонов ТБО, интересен с разных точек зрения.
2. Основная часть
Ежегодно в мире образуется огромное количество органических отходов бытового, коммерческого, промышленного и сельскохозяйственного происхождения. Только в городах образуется 400-450 млн. т твердых бытовых отходов (ТБО), причем на одного жителя в среднем приходится 250-700 кг/год. Количество ТБО ежегодно увеличивается на 3-6 %, что существенно превышает скорость прироста населения Земли. На сегодняшний день биомасса шестой по запасам из доступных на настоящий момент источников энергии после горючих сланцев, урана, угля, нефти и природного газа. Поэтому, в последнее время возрастает интерес к альтернативным источникам энергии, в частности, к биоэнергетике на основе возобновляемых биологических ресурсов. Одно из ответвлений этого направления - утилизация свалок и полигонов ТБО, которые наряду с выбросами и сбросами загрязняющих веществ являются одним из главных источников загрязнения окружающей среды. Негативное воздействие отходов выражается прежде всего в поступлении в природную среду вредных химических и токсичных веществ, входящих в их состав и ведущих к загрязнению почв, поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха. Отрицательным фактором является выведение из пользования значительных территорий, занятых санкционированными, несанкционированными свалками отходов.
Работа содержит предложения об использовании твердых бытовых отходов как альтернативного источника энергии, так как количество отходов в мире непрерывно возрастает, их отрицательное воздействие на окружающую природную среду все более усиливается, а процессы обезвреживания усложняются из-за расширения морфологического состава отходов, появления в них длительно разлагающихся веществ. В статье рассматриваются пути и методы решения этих проблем.
Vyzkum v oblasti odpadu jako nahrady primarnich surovinovych zdroju/ VSB-TU OSTRAVA, 2011
Дубинский И.А. (магистр, ДонНТУ)
Белоумцева Д.С. (магистр, ДонНТУ)
Твердые бытовые отходы как источник биоэнергии
Блоумцева Д.С. - Твердые бытовые отходы как источник биоэнергии
Комментариев нет:
Отправить комментарий