4. WEYDER - simplemente le encanta bromear (nuestra vida en Ucrania no es muy divertida, y la de WEYDER - por varias razones, de las que no hablaré aquí - esta es su vida personal, la vida es aún más triste. Y - bromea a veces. Pero correctamente - con sentimiento, con sentido y disposición. Al mismo tiempo, muchas personas a menudo se encuentran con sus bromas (bromas pesadas, él también tiene talento para las bromas pesadas).
Russ ya está bien, los enemigos estaban asustados, y ahora trato con mucha indiferencia la posible muerte del bio-traje de los enemigos, así como esta salida al planeta, solo lo estudio, disfruto.En cuanto al horno con fertilizante para pollos:
1. Planta de biogás en invierno - en mi opinión, la misma empresa no rentable. Mucho más prometedora es la biotermorreacción directa con la eliminación de cepas de bacterias que operan a temperaturas de 80 ° C. Para hacer esto, pronto (si la casa de baños no mata) construiré un biotermorreactor más avanzado capaz de controlar con precisión la temperatura, el intercambio de gases, para iniciar una biotermorreacción estable.
Pero esto no me permitirá reciclar lo que ya he acumulado. Y no se sabe cómo irá la investigación.2. Quema, es comprensible y conveniente y fácil de controlar + experimentos positivos, pruebas, ya realizadas, viste la foto. Sí, la energía resultó ser bastante débil y depende mucho del secado, ¡pero! De este combustible, de hecho, resulta una gran cantidad, por lo que solo necesita quemar más para obtener la energía que necesita para la casa.
Y creo que es muy posible calentar tu casa en invierno. (la caldera principal debe completarse lo antes posible)3. En cuanto a la planta de biogás, ya he dicho - no es rentable en invierno, es difícil controlar la reacción, hay muchos problemas con ella - exactamente en invierno cuando se necesita gas como algo maligno y se necesita mucho.
En verano, para una estufa de gas de verano, sí, es conveniente.P. s. de hecho, rara vez bromeo
3. dónde exactamente y con qué amabilidad te "enviará" el jefe de la finca cuando le ofrezcas una caldera en la que tendrá que quemar (sufriendo vapores de amoniaco y tratando de prender fuego al agua) excrementos de pollo en lugar de leña.Russ, en realidad, la situación es que a los agricultores les resulta más fácil comprar salitre que tirar estiércol gratis.
con el tiempo ahora tenso, todo en mi cabeza, no hay tiempo para transferir un panqueque a la computadora. Para empezar, debe ensamblar una caldera experimental, probarla en el invierno, eliminar todas las deficiencias, y luego será posible encontrar algo y podamos cooperar juntos y haremos la producción de quemadores, puedo haz la electrónica y escribe el programa correcto en micrones (sin él, nada es sensato), y eres hierro. ? ¿Qué piensas?
Pero primero necesitas realizar pruebas. Los productos crudos no pueden comercializarse de ninguna manera.en nuestra región de Donetsk, en el mejor de los casos lo sacarán "gratis", por lo que en cualquier barranco de sus MONTAÑAS y en las granjas avícolas de los alrededores hay lagos muertos.
y la consistencia del producto, por todo lo que no puedo decir. pero lo que él mismo vio, como una crema agria espesa. Pero puede ser lo mejor. Es conveniente servir en caldera. y el llenado de la mina será casi del 100%.¿líquido? alimentar la caldera es absolutamente inútil. Hay que secarlo en verano en secadores o biotermorreactores, como yo solía secar.
Incluso un poco mojado - se desvanecerá hasta * bin * ateri - Lo probé hace un par de años (para otros fines). El pollo no tiene suficiente energía para evaporar medio litro de agua de un litro de volumen. Sí, y está muy atado allí, se cocina, se quema, pero incluso después de horas se secará muy mal.
16/06/2015 La planta de Belkotlomash anunció el lanzamiento de un nuevo modelo de calderas para uso en avicultura.
El nuevo modelo de caldera de agua caliente utiliza basura y masa de estiércol como combustible. Tal aprovechamiento de los desechos avícolas permite resolver dos problemas importantes para la industria a la vez: económico y ambiental. La caldera no solo genera energía térmica, sino que también quema el estiércol de pollo, el cual, en condiciones inadecuadas de almacenamiento, procesamiento y disposición, puede ser epizoótico y sanitario-epidemiológico.
Los pollos de engorde se crían principalmente en camas profundas. Cada fábrica que utiliza esta tecnología acumula decenas de toneladas de basura usada y masa de estiércol. La quema de estiércol en calderas de combustible sólido es una de las soluciones a este problema. Sin embargo, las instalaciones convencionales no pueden hacer frente a la tarea de quemar el estiércol: la masa de estiércol y hojarasca contiene compuestos de azufre y fósforo, que destruyen e inutilizan el sistema de tuberías de la caldera.
La instalación desarrollada puede utilizar estiércol de hoja con un contenido de humedad de hasta el 60%. La energía térmica obtenida durante la combustión se utiliza para calefacción y necesidades tecnológicas de la granja avícola. La arena no requiere secado o granulación preliminar, lo que simplifica y reduce enormemente el costo de todo el proceso. El suministro automático de combustible y la eliminación de cenizas garantizan: producción de calor constante sin el uso de combustible adicional, combustión completa del estiércol de cama con alto contenido de cenizas y contenido de humedad y la seguridad ambiental residuos de cenizas.
La novedad aumentará, ya que permitirá a las granjas de pollos de engorde crear una producción libre de desechos, reducir significativamente el costo de compra de gas y los costos de transporte para la eliminación del estiércol, reducir los costos de capital para la construcción de instalaciones de almacenamiento de estiércol y reducir el impacto ambiental. carga.
Cómo informa Belta, un modelo experimental de una caldera de tubos de agua con un suministro de combustible mecanizado, adaptado para quemar desechos de aves de corral, ya se ha probado en una fábrica en Sergiev Posad, cerca de Moscú. En un futuro próximo, las granjas avícolas comenzarán a entregar muestras en serie.
La empresa de investigación y producción "Belkotlomash" fue fundada el 29 de diciembre de 1989 en la ciudad de Beshenkovichi, región de Vitebsk. La dirección principal es el desarrollo y producción de calderas para calefacción, que funcionan con combustibles renovables. La empresa produce más de 60 tipos de calderas que funcionan con combustibles sólidos, líquidos y gaseosos.
Recordaremos que anteriormente se informó que la empresa Boeing va a abrir en China.
La tecnología más extendida para la producción de carne de pollo de engorde en Ucrania prevé la cría de pollos en el suelo sobre una cama profunda y permanente. Las principales ventajas de esta tecnología son el uso de equipos relativamente simples y baratos, nivel alto mecanización de procesos tecnológicos, sencillez y baja intensidad laboral del trabajo en el cuidado de las aves de corral y reorganización del gallinero, menor número de defectos en las canales, aumento de su categorización en comparación con la cría en jaulas. La principal desventaja es la necesidad de una cantidad significativa de materiales de cama escasos. Basado en 1 pollo de engorde cultivado, debe gastar entre 1 y 1,5 kg de camada, según la temporada y el período de crecimiento. El estiércol se agrega 5-7 semanas antes de la cama. Como resultado, por cada pollo de engorde que crece, obtenemos alrededor de 3-5 kg de estiércol de cama (LF) con un contenido de humedad del 15 al 50%. Si asumimos que se crían alrededor de 500 millones de pollos de engorde en Ucrania por año, el rendimiento de estiércol de pollo de engorde solo será de al menos 2 millones de toneladas. Si sumamos aquí el PP obtenido por la cría de otras especies y grupos de producción de aves, su rendimiento total se puede estimar en al menos 3 millones de toneladas.
Reciclar PP es un gran problema para las granjas avícolas. Se necesitan grandes parcelas de tierra para su almacenamiento y procesamiento. El PP contiene una cantidad significativa de sustancias nocivas para el medio ambiente, semillas de malas hierbas, a menudo huevos y larvas de helmintos, microorganismos patógenos. También es un ambiente favorable para el desarrollo de moscas, roedores, helmintos y microorganismos y, en condiciones de almacenamiento, procesamiento y uso inadecuados, sirve como fuente de contaminación de aguas subterráneas y subterráneas, suelo y atmósfera con sustancias nocivas, conlleva una epizootia. y amenaza sanitario-epidemiológica para las propias granjas avícolas, sus alrededores y el medio ambiente en general.
Según el clasificador de desechos del estado, los excrementos se asignan al grupo III-rd de sustancias peligrosas. Las empresas agrícolas, los campesinos y otras granjas dedicadas a la producción, procesamiento y venta de productos ganaderos y avícolas, y al mismo tiempo eliminan los desechos (estiércol y excrementos de aves de corral), son contribuyentes del impuesto ambiental. El costo de su colocación en vertederos abiertos es de 100 UAH / t en promedio. Debido a los problemas con la eliminación del estiércol, las granjas avícolas tienen conflictos constantes con los servicios ambientales y sanitarios locales. Por lo tanto, dado lo anterior, toda empresa avícola se enfrenta a un problema: ¿qué hacer con los excrementos de las aves de corral?
La forma tradicional de utilizar PP es su transformación en fertilizantes orgánicos, ya que contiene una cantidad significativa de nutrientes para las plantas (nitrógeno, fósforo, potasio, calcio, oligoelementos) (Tabla 1). En los EE. UU. Y algunos países europeos El estiércol procesado también se utiliza como ingrediente alimentario para rumiantes, ya que también contiene una cantidad significativa de fibra, proteínas, aminoácidos individuales, lípidos y extractos libres de nitrógeno. Cuadro 1. Composición química del estiércol de la hojarasca después de la cría de pollos de engorde,% (según la empresa "SV Tekhnologiya")
| El nombre de los indicadores | El valor de los indicadores |
| Contenido de humedad,% | |
| Contenido de materia seca,% | |
| Nitrógeno,% | |
| Calcio,% | |
| Fósforo,% | |
| Lípidos brutos,% | |
| Fibra cruda,% | |
| Extractos libres de nitrógeno,% | |
| Lisina,% | |
| Histidina,% | |
| Arginina,% | |
| Ácido aspártico,% | |
| Treonina,% | |
| Ácido glutamico,% | |
| Prolina,% | |
| Glicina,% | |
| Alanina,% | |
| Valina,% | |
| Isoleucina y leucina,% | |
| Tirosina,% | |
| Fenilalanina,% | |
| Cobre, mg / kg | |
| Zinc, mg / kg | |
| Hierro, mg / kg | |
| Manganeso, mg / kg | |
| Cobalto, mg / kg | |
| Magnesio, mg / kg | |
Los métodos para transformar PP en fertilizantes orgánicos o aditivos alimentarios deben garantizar la neutralización. microflora patógena, semillas de malezas, huevos y larvas de helmintos, estabilización de nutrientes, desodorización del producto final, y esto requiere costos considerables. Por cierto, los altos costos de eliminación del estiércol y los pagos por contaminación ambiental se han convertido en una de las razones para la terminación de las actividades de una serie de granjas de pollos de engorde en Europa Oriental... Además, un número significativo de empresas avícolas en Ucrania no tienen suficiente tierra agrícola para utilizar todo el volumen de estiércol obtenido como fertilizante orgánico en sus propios campos. La implementación de basura en cualquier forma a otras empresas está asociada con dificultades y costos significativos. En este sentido, recientemente, cada vez con mayor frecuencia, como alternativa al procesamiento del estiércol en fertilizantes orgánicos, sugieren quemar hojarasca y estiércol sin hojarasca de una forma u otra con el fin de obtener energía eléctrica... Ambas opciones tienen sus partidarios y oponentes. Considere los argumentos de ambos.
Producción a base de estiércol orgánico u orgánico fertilizantes minerales.
Argumentos para:
a) obtención de un producto valioso para la producción agrícola en forma de fertilizantes orgánicos u organominerales con un alto contenido en nitrógeno, fósforo y potasio, uso correcto lo que ayuda a mejorar la estructura y la microflora de los suelos, enriquecerlos con humus, aumentar el rendimiento de los cultivos agrícolas en un 10-30%;
b) mejorar el estado del medio ambiente como resultado de la neutralización de la microflora patógena, semillas de malezas, huevos y larvas de malezas, desodorización de sustancias de olor desagradable;
c) la posibilidad de organizar un ciclo cerrado de eliminación de basura en asociaciones agroindustriales integradas verticalmente.
Argumentos en contra:
a) se pierde una cantidad significativa de nitrógeno (hasta el 50%) y otros nutrientes durante el almacenamiento, procesamiento y uso como fertilizante;
a) Larga duración ciclo de procesamiento, en relación con el cual lo anterior factores negativos operar durante un tiempo significativo;
b) se necesita un complejo de medios mecanizados, importantes costos laborales y energéticos para el almacenamiento y procesamiento de materias primas, almacenamiento, transporte y uso de los fertilizantes obtenidos;
c) la necesidad de áreas importantes de tierra para el almacenamiento, procesamiento y uso de los fertilizantes obtenidos. La dosis máxima de fertilizantes orgánicos a base de estiércol de aves de corral: compost - 60 t / ha, estiércol seco de aves de corral - 8 t / ha;
d) en el caso de procesamiento inadecuado, la introducción de dosis excesivas de excrementos, se produce la degradación de la tierra, la acumulación de nitratos y nitritos en cultivos agrícolas, la contaminación del suelo por semillas de malezas, el medio ambiente: sustancias nocivas y olores desagradables.
Usar estiércol de hojarasca para obtener energía.
Argumentos para:
a) la solución más simple, menos laboriosa y que consume energía al problema de la eliminación de la basura;
b) neutralización rápida y fiable de todos los factores nocivos y mejora del medio ambiente; c) recibir calor o electricidad, cuyo precio aumenta cada año;
d) la posibilidad de abastecimiento debido a la quema de estiércol para necesidades propias en energía térmica y eléctrica;
e) la ceniza de la quema de estiércol se puede almacenar durante años sin pérdida de nutrientes, y se utiliza como fertilizante mineral que contiene potasio, fósforo, calcio y una serie de otros elementos (Cuadro 2) dentro de términos agrotécnicos óptimos;
mi) ciclo corto producción, en relación con la cual los factores negativos antes mencionados actúan durante un breve período de tiempo;
f) reducción de los costos de transporte entre 5 y 6 veces;
g) no se necesitan parcelas de tierra importantes para el almacenamiento y procesamiento de estiércol.
Argumentos en contra:
a) pérdida de nitrógeno de materias primas en el ciclo tecnológico;
b) un costo bastante alto del equipo para quemar estiércol (al mismo tiempo, no es más que, por ejemplo, para procesar estiércol en plantas de biogás);
GRAMO) Posibles problemas con la venta del calor recibido y la electricidad y la ceniza.
Cuadro 2. Composición química de las cenizas después de la incineración del estiércol de los pollos de engorde (según la empresa "SV Tekhnologiya")
| Nombre de la sustancia | Contenido,% |
|
descansar |
Analizando los pros y los contras de cada opción, podemos llegar a la conclusión de que el procesamiento energético del PP puede ser bastante competitivo con la opción de procesarlo en fertilizantes orgánicos, al menos en empresas avícolas que no cuentan con suficiente tierra agrícola propia. .
Varios posibles opciones aprovechamiento energético del PP por combustión:
1) combustión directa en plantas de calderas para obtener agua caliente, vapor o electricidad;
2) gasificación (pirólisis) de estiércol con el mismo propósito;
3) producción de pellets de combustible (pellets) o briquetas de PP, luego se pueden quemar pellets o briquetas en el sitio para obtener agua caliente, vapor o electricidad, o vender para usar como fertilizante o como combustible.
Procesamiento de PP por combustión directa
La combustión directa de PP no requiere necesariamente su granulación o secado. El calor de combustión del PP está en el rango de 2600-3400 kcal / kg (10300-14250 MJ / kg). El contenido de sustancias nocivas en los productos de combustión emitidos a la atmósfera, cuando se utilizan dispositivos de combustión modernos, no excede la concentración máxima permitida (MPC). La combustión de 1 tonelada de PP permite obtener hasta 2 Gcal de calor en forma de agua caliente o 3 toneladas de vapor para necesidades tecnológicas. Esto ahorra hasta 270 m3 de gas natural o hasta 240 kg de combustible líquido. La eficiencia de las unidades de caldera con combustión directa de estiércol es del 60-85%. El rendimiento de ceniza es del 10-18% de la cantidad inicial de PP. La ceniza se puede aplicar a varios cultivos agrícolas sin procesamiento adicional en una cantidad de 2-10 c / ha. El uso de esta ceniza como fertilizante contribuye a un aumento del rendimiento de los cultivos en un 10-15%.
Una característica del PP como combustible es la alta humedad, el contenido de cenizas y la presencia de una cantidad significativa de metales alcalinos y alcalinotérreos en la ceniza, lo que provoca su alta capacidad de formación de escoria. En este sentido, hasta hace poco tiempo no siempre era posible lograr una combustión estable y confiable de PP en la unidad de caldera. Ahora este problema se ha resuelto mediante el uso de tecnología de combustión en un lecho fluidizado circulante de alta temperatura, que asegura una combustión confiable de material con un contenido de humedad de hasta el 60%.
La planta de incineración de PP suele incluir: una sala de calderas, un almacén de materias primas y un almacén de cenizas de la incineración de PP. Es posible no construir un almacén de cenizas, sino llenar inmediatamente las cenizas en bolsas (big bags) o transportarlas al lugar de uso en un transporte cerrado.
La gama de tamaños estándar de talleres de combustión directa de PP fue diseñada por el grupo de empresas Agro-3 "Ecology" (Moscú). Según este grupo de empresas, para una sala de calderas que quema, por ejemplo, 75 toneladas de PP por día, con una capacidad térmica de 5 Gcal / hora. (Hasta 7 toneladas de vapor por hora.), Se requiere un local de prefabricados de hormigón armado o estructuras metálicas y paneles sándwich con dimensiones de 18 × 15 my una altura de 13 m.
El almacén de materias primas para el suministro ininterrumpido de la sala de calderas de la capacidad especificada se puede ubicar en una habitación sin calefacción con un área de aproximadamente 300 m2 (18 × 18 m) con una altura de 6 m.
También se puede fabricar con estructuras de acero y paneles sándwich. El almacenamiento de cenizas se puede ubicar en una habitación sin calefacción con un área de aproximadamente 140 m2 (12 × 12) con una altura de 6 m.
Se puede usar un sensor de nivel de grano para monitorear el consumo de combustible o el nivel de cenizas. El personal de mantenimiento del taller es de 3-4 trabajadores por turno, la potencia eléctrica consumida es de unos 100 kW.
Los gastos de capital para la creación de una planta de combustión de PP para la obtención de agua caliente y vapor dependen de la producción de calor y la cantidad de PP quemado (Tabla 3).
Tabla 3. Monto requerido de costos de capital para la creación de una planta de combustión directa de PP para obtener agua caliente y vapor.
|
El nombre de los indicadores |
La cantidad de PP quemado |
|||
| 1 | Generación de calor, Gcal / año. | |||
| 2 | Producción de vapor, t / año. | |||
| 3 | ||||
| incluso: | ||||
| 3.1 | Trabajos de diseño e ingeniería | |||
| 3.2 | Equipo | |||
| 3.3 | Instalación | |||
| 3.4 | Puesta en servicio de obras | |||
| 3.5 | Obras de construcción e instalación (sala de calderas, depósito de PP y cenizas, etc.) * | |||
* - Sin costo de excavación, concreto, trabajos de topografía y aprobaciones.
La eficiencia económica de una planta de combustión de PP solo para la obtención de energía térmica se puede calcular aproximadamente a partir de la sustitución del gas natural por estiércol de hojarasca (4,7 UAH / m3) en una sala de calderas diseñada para recibir una cantidad similar de calor, y fertilizantes de fósforo y potasio (2,0 UAH / kg) con cenizas de combustión de PP (Cuadro 4).
Cuadro 4. Efecto económico y período de amortización de las inversiones de capital del taller de combustión de basura.
|
El nombre de los indicadores |
La cantidad de PP quemado por día, toneladas. |
||
| Gastos de capital, UAH millones. | |||
| La cantidad de basura quemada por año, miles de toneladas. | |||
| Capacidad calorífica neta de la sala de calderas (en términos de suministro de calor) Gcal / hora. | |||
| La cantidad de gas que se reemplaza por año., M 3 | |||
| La cantidad de gas, yak sustituye al rik, tejo. m 3 | |||
| Costo de gas reemplazado, UAH millones. | |||
| La cantidad de ceniza obtenida por año, t | |||
| El costo de los fertilizantes minerales sustituidos, UAH millones. | |||
| El costo total de los productos recibidos (calor + ceniza), millones ... UAH | |||
| Costos operativos anuales *, millones de UAH. | |||
| Efecto económico anual total, millones de UAH. | |||
| Período de amortización, meses | |||
* - Los costos operativos incluyen el costo de la electricidad, los productos químicos para el tratamiento del agua, los costos de personal y los costos de transporte.
La energía térmica obtenida se puede utilizar para calentar, en primer lugar, las necesidades de la propia granja avícola, así como las más cercanas. asentamientos... Sin embargo, en la práctica esto no siempre es posible. En este caso, se recomienda utilizar la energía térmica obtenida para generar electricidad. Entonces, al producir 7 t / h. vapores con los parámetros de 1.4 MPa y 250 ºС, calentando el agua de la red hasta 80 ºС, es posible producir alrededor de 630 kWh cada hora. electricidad, de los cuales 100 kWh. - se gastará en las propias necesidades de la sala de calderas, el resto - en las necesidades de la granja avícola o para la implementación. El costo unitario de una unidad de turbina de vapor es UAH 8200. / KW Los gastos de capital totales aumentarán en otros 5,2 millones de UAH. El efecto económico anual sólo debido a la venta de cenizas y electricidad ascenderá a 9,4 millones de UAH. El período de recuperación de las inversiones de capital es de 2,5 años.
Ahora, el trabajo sobre el diseño de talleres para la combustión directa de estiércol, el suministro de equipos para ellos y una serie de otros trabajos son realizados por varias instituciones: el grupo de empresas ATT (calor y tecnologías alternativas en Jarkov), Kovrovsky planta de equipos de hornos y calderas (Kovrov, Rusia), ya mencionado grupo de empresas AGRO-3 "Ecología" (Moscú), SPC "ERKO" (Moscú), LLC "Grupo Abono" y otros.
Gasificación (pirólisis) de estiércol de hojarasca.
La descomposición térmica se llama gasificación (pirólisis) materia orgánica con falta de oxígeno. Se considera la gasificación o pirólisis de la basura, tanto con basura como sin ella. dirección prometedora su uso de energía, que, según algunos expertos, tiene una serie de ventajas sobre el procesamiento de estiércol en plantas de biogás, en particular:
Mayor eficiencia de conversión de biomasa en energía útil (en plantas de biogás no más del 50%, en plantas de pirólisis hasta el 85%);
Todo el año, ya que la eficiencia de generación de producción de gas prácticamente no depende de condiciones externas;
Compacidad, menor consumo de metal de los equipos utilizados;
Menores costos de transporte en todas las etapas del proceso de eliminación de desechos;
Posibilidad de convertir estiércol que contiene aditivos que contienen lignina (virutas, paja, etc.) en gas y electricidad;
Proceso de reciclaje sin residuos;
Posibilidad de automatización casi completa del proceso de procesamiento, bajos costos operativos;
La versatilidad del equipo utilizado, la posibilidad de utilizarlo para la combustión de cualquier tipo de biomasa;
Alto respeto al medio ambiente de la tecnología aplicada.
Como resultado de la pirólisis de los excrementos a una temperatura de 300-800 ºС, se obtiene una mezcla de vapor y gas, que consiste en una mezcla de gases combustibles (el llamado gas generador o de pirólisis), un residuo sólido similar al carbón ( semicoque) y cenizas. El gas generador se utiliza para mantener el funcionamiento de la propia planta de pirólisis, para obtener energía térmica para las necesidades del hogar, para reemplazar la natural o gas licuado v diferentes dispositivos, para la producción de electricidad, y después de una preparación adecuada, y como combustible en motores. Combustión interna... El residuo similar al carbono también se utiliza como combustible en la propia planta de pirólisis o para la fabricación de briquetas de combustible. La ceniza se utiliza como fertilizante en las industrias metalúrgica y de la construcción.
Valor calorífico medio del gas generador - 1200 kcal / m3 (5030 kJ / m3). Su composición promedio de componentes se muestra en la Tabla 5. Después de un procesamiento apropiado, es posible obtener gas generador con contenido aumentado gases combustibles.
Cuadro 5. Composición de los componentes del gas productor de la gasificación de PP
|
Nombre del componente |
|
| Monóxido de carbono (CO) | |
| Hidrógeno (H 2) | |
| Metano (CH 4) | |
| Nitrógeno (N 2) | |
| Otros gases |
El proceso de gasificación tiene una eficiencia total de hasta el 80%. A partir de 1 kg de PP en materia seca se obtiene una media de 2 m3 de gas generador con un poder calorífico total de 2400 kcal.
Las calderas de pirólisis, incluidas las domésticas, en las que también se puede quemar PP, ahora son producidas por muchos fabricantes, incluidos los de Ucrania (Motor Sich, etc.). Los principales fabricantes de equipos industriales para la gasificación de diversos residuos orgánicos, en particular estiércol, incluyen la empresa ya mencionada LLC Abono Group, LLC TsentrInvestProekt (Moscú), Flex Technogies (Gran Bretaña), Planitec srl (Italia). Este último suministra mini - CHP en el rango de potencia de 60 kW a 1 MW.
La preparación del estiércol en las instalaciones de esta empresa para su posterior gasificación prevé:
Secado de materias primas a una humedad relativa del 12-15%;
Eliminación de impurezas de metales extraños;
Trituración de excrementos en partículas de no más de 3 cm;
Adición dosificada de piedra caliza para neutralizar los ácidos generados durante la gasificación.
Para secar los excrementos, se utiliza el calor reversible generado por la eliminación del gas generador y el calor extraído del sistema de refrigeración del motor de turbina de gas.
Los indicadores de rendimiento del mini-CHP, diseñado para procesar PP de un gallinero para 50 mil gallinas ponedoras o pollos de engorde se muestran en la Tabla 6. El costo del equipo mini-CHP es de aproximadamente 200 mil euros.
Cuadro 6. Indicadores de desempeño de mini - CHPP con una capacidad de 900 t PP por año
|
El nombre de los indicadores |
El valor de los indicadores |
| Tiempo de funcionamiento de la CHPP por día, hora. 2 | |
| Horas de funcionamiento de la CHPP por año, horas. 8000 | |
| La cantidad total de estiércol procesado por año, toneladas | |
| La cantidad de estiércol procesado por día, toneladas. | |
| Contenido medio de humedad de la arena,% | |
| Electricidad producida por hora, kWh. | |
| Potencia térmica para un consumidor externo, kW (Gcal x hora.) | |
| Potencia térmica consumida para necesidades propias, kW (secado de excrementos, mantenimiento del funcionamiento del generador de gas), kW (Gcal x hora). | |
| Producción de cenizas por año, toneladas |
El equipamiento de la planta mini-CHP permite la producción de 0,8 kW de energía eléctrica a partir de 1 kg de PP con una eficiencia del 27%, la producción de energía térmica para el sistema de calefacción en forma de agua caliente con una eficiencia de 45 %, cumplimiento de las emisiones gaseosas a la atmósfera con los requisitos vigentes de la legislación ambiental.
Las principales desventajas de las unidades de caldera de pirólisis en comparación con las unidades de combustión directa son que el precio del equipo es 1,5-2 veces más alto y el funcionamiento es algo más complicado.
El uso de PP para la obtención de pellets o briquetas de combustible.
Como ya se mencionó, no siempre es posible utilizar el calor y la electricidad obtenidos de la incineración del estiércol en el lugar. Es posible vender electricidad, pero es difícil y costoso conectarse a una red pública. En este caso, es aconsejable aplicar una variante del uso de energía del estiércol, como la fabricación de pellets de combustible o briquetas a partir de él. El PP más adecuado para estos fines con un contenido de humedad no superior al 30%. La línea tecnológica para la producción de gránulos de la empresa mencionada "Planitec srl" prevé la molienda de PP, secado hasta un contenido de humedad del 15-18%, granulado o briquetado, enfriamiento y envasado, purificación de vapor y emisiones de gases. El costo de una unidad de secado y granulación para 2 toneladas de gránulos por hora es de aproximadamente 3,7 millones de UAH. Los gránulos resultantes se pueden utilizar en cualquier tipo de calderas de combustible sólido, incluidas las domésticas, y también como fertilizante. Se pueden almacenar largo tiempo sin perder su propiedades útiles... Las características de los pellets de estiércol en comparación con otros combustibles se muestran en la tabla 7.
Cuadro 7. Características comparativas de los combustibles
| Tipo de combustible | Valor calorífico, MJ / kg | Contenido sulfuroso,% | Contenido de cenizas,% | Precio por 1 kg | El costo del calor recibido, UAH / GJ |
| Carbón | |||||
| Gránulos de PP | |||||
| Gas natural * | |||||
| Pellets de madera | |||||
| Pellets de paja |
* - Basado en 1 m3.
De acuerdo a Fabricantes rusos, el período de recuperación de los equipos para la producción de gránulos es de aproximadamente 4 años, en Ucrania, debido a los altos precios de gas natural y otros tipos de combustible en comparación con los rusos, según nuestros cálculos, no debe exceder los 2-2.5 años.
Cultivar en hidroponía es costos mínimos, pureza y disponibilidad de casi cualquier verdura completa y respetuosa con el medio ambiente todo el año... Controla la calidad de lo que te da energía y salud.
1. El procesamiento de estiércol para la producción de energía puede verse como una alternativa económicamente viable al procesamiento en fertilizantes orgánicos en granjas avícolas que no tienen suficiente tierra agrícola propia.
2. La combustión directa de estiércol para generar calor o electricidad es recomendable para su uso en granjas avícolas, ya que pueden asegurar su uso racional o venta. 3. Se recomienda utilizar la gasificación (pirólisis) del estiércol de hojarasca si es posible el uso complejo o la venta de todos los productos obtenidos.
4. La transformación del estiércol en pellets o briquetas de combustible permite ampliar los mercados del producto y las posibilidades de su uso (combustión directa, pirólisis, como fertilizante).
Melnik V.A., Instituto de Avicultura de la NAAS
Los huevos y la carne de pollo son productos alimenticios valiosos y demandados que estamos acostumbrados a ver en los estantes de las tiendas de abarrotes todos los días. Hay granjas avícolas cerca de todas las ciudades importantes. La eliminación del estiércol de aves de corral en granjas avícolas es también una de las tareas urgentes de la avicultura.
En primer lugar, los excrementos de aves de corral son una valiosa materia prima para la producción de fertilizantes de origen orgánico completamente natural. "En su forma pura" no se pueden utilizar para el enriquecimiento del suelo por varias razones:
- los excrementos de aves contienen patógenos y huevos de helmintos;
- su materia orgánica no será asimilada por las plantas e incluso puede dañarlas.
La transformación de los excrementos de pollo en un valioso fertilizante se debe a tecnologías modernas su procesamiento. Como resultado, se obtienen fertilizantes secos, líquidos o granulados, así como compost y suelo, que se utilizan tanto para cultivos domésticos como agrícolas.
En segundo lugar, de las heces de los pájaros puede obtener diferentes tipos combustibles como pellets de combustible (pellets) y biogás. La energía de la incineración de los desechos de pollo se puede convertir en calefacción o electricidad.
Y, en tercer lugar, la tecnología de procesamiento profundo permite producir piensos o aditivos alimentarios para animales y aves a partir de estiércol de aves de corral.
¡Información adicional! Para obtener más información sobre los productos que se pueden obtener de los excrementos de pollo, vea el video:
Tecnologías y métodos de procesamiento
La producción de fertilizantes altamente nutritivos a partir de heces de pollo es posible gracias a diferentes caminos y tecnologías de reciclaje:
Procesando equipamiento
El almacenamiento de heces antes del inicio del proceso de procesamiento de estiércol de aves de corral en fertilizante ya requiere un equipamiento especial de las granjas avícolas con almacenamientos, que son diferentes tipos... La composición de las heces de aves en sí es diferente: líquido, arena (mezclada con materiales naturales de arena y aditivos minerales), secos, etc. En consecuencia, se utilizan diferentes tipos de almacenamiento de estiércol:
- tipo abierto: reservorios, lagunas, estanques para masa líquida o un área especial para secado;
- tipo cerrado ventilado, etc.
También hay varios tipos de equipos para procesar productos de desecho de granjas avícolas.
Compostaje
Por ejemplo, el compostaje se puede realizar en áreas abiertas, y se utilizan cargadores y mezcladores-aireadores para la aireación activa de las pilas (volteo, henificación de capas de compost para saturarlo con aire). Pero el método acelerado de compostaje ya implica colocar la masa en cámaras de biofermentación cerradas, mientras que el suministro de aire a la mezcla fermentada lo proporcionan ventiladores especiales.
Secado térmico
El secado parcial de las heces de pollo se puede realizar directamente en el gallinero. Este tipo de habitación consiste en colocar una batería tipo cascada en una jaula: debajo de las baterías se ubican trincheras para drenar los excrementos, donde se realiza el secado debido a régimen de temperatura, flujo de aire organizado y aflojamiento periódico de la masa mediante rastrillos rastrilladores automáticos.
Para el secado de estiércol a alta temperatura, se han desarrollado secadores especiales: por ejemplo, secadores de tambor, en los que el excremento de pollo se seca en una corriente de gases a temperaturas que alcanzan más de 1000 grados centígrados. La productividad de tales secadores alcanza de 0,5 a 10 toneladas por hora.
Granulación
La instalación más simple para peletizar estiércol es una prensa de peletización, más compleja y técnicamente equipada: una línea de peletización compleja.
Una prensa de pellets se usa generalmente para la fabricación de pellets de combustible: las materias primas trituradas en seco en la tolva del mecanismo se llevan al nivel de humedad requerido para el proceso de peletización y luego se forman los pellets bajo la influencia de alta presión. En los granuladores solo se pueden utilizar materias primas con un cierto nivel de humedad.
Una compleja línea de granulación le permite fabricar tanto pellets como fertilizantes organominerales a partir de materias primas, así como utilizar casi cualquiera de sus consistencias. El proceso tecnológico ya incluirá varias etapas.
Primero, el exceso de humedad se elimina de la materia prima en el separador, luego la masa exprimida ingresa al tambor de secado de alta temperatura. En una trituradora rotativa, la materia prima se tritura hasta obtener la consistencia deseada y luego la masa dispositivos especiales aflojado y procesado con vapor de agua, por lo que se vuelve homogéneo. Después de eso, se alimenta al granulador y luego los gránulos terminados se enfrían y se vuelven adecuados para el envasado.
Producción de biogás
Una planta de biogás estándar es una cámara herméticamente sellada con un intercambiador de calor, equipada con dispositivos para la entrada y salida de materias primas (por ejemplo, excrementos de aves o estiércol), así como para la eliminación del gas resultante. El biogás en sí es emitido como resultado de la actividad vital de bacterias especiales para su procesamiento que viven en el biorreactor.
El agua evaporada del estiércol pasa directamente al gas y la fracción restante se utiliza más como fertilizante orgánico.
Es posible obtener electricidad a partir del biogás, puede calentar habitaciones, incluso se utiliza como combustible para máquinas.
El mercado moderno de equipos para la eliminación de estiércol de aves de corral tiene en cuenta las necesidades de cualquier consumidor. Para que pueda obtener una instalación móvil para la producción de biogás o prensa de pellets a pequeña escala para uso doméstico. Para las grandes granjas avícolas, existe una gran selección de líneas de producción nacionales y extranjeras.
Información adicional sobre el video: Equipo de procesamiento chino (volteador de compost eléctrico).
también científicos de Rusia y en todo el mundo continúan explorando activamente las posibilidades de reciclar los desechos de aves de corral y otros desechos orgánicos. Son de interés la tecnología de desinfección de estiércol líquido y excrementos mediante cavitación, incineración de desechos de gallina para obtener calor y energía eléctrica, y mucho más.
Beneficios del procesamiento
Procesamiento de estiércol de pollo - problema importante agricultura moderna por dos razones principales: ecológica y económica.
La cantidad de tales desechos de una granja avícola puede alcanzar cientos de miles de toneladas por año. Los excrementos de pollo son, entre otras cosas, gases venenosos con un olor acre desagradable, una fuente de contaminación por microbios patógenos del aire, la tierra y el agua, que conduce a la propagación de enfermedades infecciosas en animales y humanos.
Contaminación del suelo con excrementos de pollo.
Desafortunadamente, en Rusia hasta ahora gran cantidad Las granjas avícolas acumulan junto a ellas cientos de toneladas de masas no utilizadas de excrementos de aves, violando gravemente las normas sanitarias para el almacenamiento de desechos. Todo esto genera una gran preocupación para los ecologistas y médicos.
Aplicación de métodos de eliminación modernos - medida necesaria para preservar la pureza de la naturaleza y la salud humana.
Sin embargo, los agricultores rusos, a su vez, están preocupados por la posible adopción de una ley sobre la clasificación de estiércol y excrementos de aves de corral como desechos de 3-4 clases de peligro. Automáticamente, esto supondrá la necesidad de obtener una licencia para todas las empresas que trabajen con este tipo de residuos, pagar impuestos y multas adicionales. Y aunque el estado promete ayudar a los ganaderos en la obtención de licencias y documentos legales, este tema provoca el debate más acalorado.
Si bien desde un punto de vista económico, el procesamiento de desechos de aves debería traer beneficios considerables de la venta de los productos resultantes, también requiere una inversión financiera inicial para adquirir el equipo necesario.
Ya hoy en día, la investigación y Instituto de Tecnologia industria avícola, explorando nuevas tecnologías para el procesamiento y eliminación de estiércol de aves de corral, presenta cálculos económicos, confirmando que la inversión financiera en esta industria dará sus frutos con la suficiente rapidez y aumentará la eficiencia económica de las granjas avícolas.
Zharkov G.V. *, Ph.D. P'yanykh K.E. **, Pupin V. B. **.
* LLC "Adaptika" ( smt. Belye Berega, Bryansk, Rusia),
** Gas Institute NAS U (Kiev, Ucrania)
anotación... Con el desarrollo de la avicultura, el problema de la utilización de estiércol de aves de corral es cada vez más importante. La basura es un fuerte contaminante del suelo, el agua y el aire. Al mismo tiempo, el estiércol es una valiosa materia prima para la producción de fertilizantes, aditivos para piensos compuestos y un recurso energético. Dado análisis comparativo Diferentes direcciones de eliminación de excrementos. El enfoque más eficaz parece ser un enfoque integrado de utilización, que se basa en la producción y gasificación de pellets a partir de estiércol de hojarasca utilizando residuos de cenizas de coque como fertilizante de alta calidad y la generación de energía eléctrica y térmica para necesidades propias y externas. consumidores. Se dan las composiciones del gas generador obtenido durante la gasificación de pellets de hojarasca y estiércol nativo. Se propone el esquema de la empresa para el procesamiento complejo de estiércol.
En la actualidad, la rama de la agricultura que se desarrolla con mayor dinamismo en la región es la avicultura. Consigue el mayor rendimiento de producto por unidad de pienso consumido. Como resultado, de 2008 a 2012 en Federación Rusa hubo un aumento constante en la población de aves de corral. Durante este período, aumentó en 123,4 millones de cabezas. Solo el aumento en 2012 ascendió a más de 24 millones de cabezas, llegando a 394,2 millones de cabezas a principios de 2013. Obviamente, como toda industria en auge, la industria avícola tiene dificultades para crecer. Uno de los problemas más dolorosos es el problema de la eliminación del estiércol de pollo.
El Ministerio recursos naturales RF de fecha 02.12.2002, se aprobó el "Catálogo de Clasificación Federal de Residuos", en el cual se incluyen los excrementos de aves como una sustancia de clase de peligro III. Las granjas avícolas comenzaron a imponer graves sanciones por la eliminación de los llamados "desechos peligrosos".
Teniendo en cuenta el decreto del gobierno ruso de 12.07.2003 No. 344 "Sobre los estándares de pago por emisiones en aire atmosférico contaminantes de fuentes fijas y móviles, descargas de contaminantes en cuerpos de agua superficiales y subterráneos, eliminación de desechos de producción y consumo "para la eliminación de desechos de clase de peligro III (excrementos de aves) de granjas avícolas, se impone una multa de 497 rublos. por tonelada, si el estiércol de aves de corral no se utiliza en las granjas avícolas, pero se acumula en las instalaciones de almacenamiento. En la actualidad, según el Ministerio de Agricultura, los pagos de las empresas agrícolas por colocar estiércol y otros desechos en sus tierras alcanzan los 35 mil millones de rublos. por año, excluidas las multas por contaminación ambiental.
El estiércol sin basura es 10 veces más peligroso que los desechos municipales en términos de contaminación química del medio ambiente. Al ser un entorno favorable para la preservación y el desarrollo de diversos microorganismos y helmintos, los excrementos representan una amenaza de contaminación de los cuerpos de agua, el suelo, agua subterránea, forrajes y pastos, patógenos peligrosos para las personas y los animales. Según la Organización Mundial de la Salud, más de 100 especies de diversos agentes causantes de enfermedades animales y humanas pueden desarrollarse con éxito en este entorno.
El nivel más alto de estrés ambiental lo experimentan los campos de eliminación de estiércol sin basura. La superficie de campos contaminados con desechos organogénicos, incluida la cría de animales, en la Federación de Rusia supera los 2,4 millones de hectáreas, con un 20% muy contaminado, un 54% contaminado y un 26% ligeramente contaminado. Estas tierras son una fuente constante de contaminación de la biosfera. Con almacenamiento a largo plazo de excrementos en áreas sin pavimentar abiertas a la precipitación atmosférica, problemas ecológicos son inevitables. En la capa superficial del suelo (0,4 m), el nivel de nitrógeno mineral alcanza los 4950 kg / ha, incluido el nivel de nitrógeno nitrato supera los 2500 kg / ha, que es 17 veces mayor que en el suelo no contaminado. En el agua subterránea, el contenido de nitrógeno nitrato excede su contenido en aguas de drenaje del campo en 2 veces, nitrógeno amoniacal - 8 veces, fósforo - 11 veces, potasio - 10 veces. El daño ambiental solo por la violación de las regulaciones para el uso de estiércol sin basura se estima actualmente en 150 mil millones de rublos. Los daños causados por daños a la salud humana y animal no se pueden estimar ni siquiera de forma aproximada. La tasa de incidencia de la población en las zonas donde operan grandes empresas ganaderas y granjas avícolas es 1,6 veces mayor que promedio En la federación rusa.
Estos datos confirman que la eliminación de residuos bien organizada es muy importante tanto para el desarrollo exitoso de una producción competitiva como para asegurar la coexistencia de las granjas avícolas y la población de los territorios adyacentes.
El estiércol de pollo no solo es un desperdicio, sino también una valiosa materia prima que debe utilizarse. Se sabe que los excrementos de pájaros son:
- fertilizante orgánico con alto contenido en nutrientes. El estiércol de pollo como fertilizante es superior al estiércol, contiene: nitrógeno (N) - 1,6%, fósforo (P) - 1,5%, potasio (K) - 0,8%, calcio (Ca) - 2,4%, magnesio (Mg) - 0,7%, azufre (S) - 0,4%. También contiene oligoelementos: cobre, manganeso, cobalto, zinc y aminoácidos;
- valioso aditivo para piensos. El estiércol de pollo seco contiene 26-38% de proteína cruda, 12-14% de fibra, 3-5% de grasa, 3-9% de calcio, hasta un 5% de fósforo;
- biocombustible, cuyo poder calorífico neto es de 3500 ... 4000 kcal / kg de peso seco, según la presencia y composición de la cama.
El uso de basura no solo es técnicamente posible, sino que también se justifica económicamente. Es de interés crear una empresa diseñada para el uso integrado de excrementos en todas las áreas anteriores. Resumamos las principales disposiciones de este enfoque.
La basura como materia prima para la producción de fertilizantes. La esencia del proceso implica la producción de fertilizantes granulares utilizando el método de compostaje acelerado. Este enfoque cumple plenamente los requisitos del documento "Normas veterinarias y sanitarias para la preparación para su uso como fertilizantes orgánicos de estiércol, excrementos y efluentes en enfermedades infecciosas e invasivas de animales y aves de corral" (aprobado por el Ministerio de Agricultura y Alimentación de la Federación de Rusia el 08/04/1997 No. 13-7-2 / 1027) y le permite obtener una alta calidad ambiental producto puro, por lo que existe una demanda constante por parte de los productores agrícolas. Los requisitos de calidad, métodos de control, condiciones de almacenamiento, transporte e incluso normas para el uso de dicho producto ya se han desarrollado y establecido en GOST R 53117-2008 “Fertilizantes orgánicos a base de desechos animales. Condiciones tecnicas". Existe soluciones listas para usar sobre el compostaje acelerado, se realizaron estudios sobre el efecto de los fertilizantes basados en el compostaje de estiércol sobre el rendimiento de los cultivos. Solo falta seleccionar un conjunto de equipos para la producción de equipos, dotarlos de portadores de energía y comenzar a formar una red de consumidores, producción y venta. Obviamente, si el costo de los fertilizantes producidos no es alto y la forma es conveniente para su uso, este producto será un competidor importante de los fertilizantes minerales tradicionales.
La basura como componente de los piensos compuestos para el ganado . Una característica de la digestión en las aves es movimiento rápido alimentos a través del tracto digestivo. Como resultado, no se absorben todos los componentes y nutrientes. Como resultado, el contenido de un producto tan valioso como las proteínas en el estiércol de pollo supera el 30%. El tracto digestivo de los rumiantes permite la extracción eficiente de nutrientes de los piensos. Esto hace posible el uso de estiércol de aves de corral como complemento de la dieta natural del ganado. El uso de excrementos sin procesar para estos fines es imposible: el olor característico, el sabor, la microflora patógena y oportunista no permiten el uso de excrementos en forma de aditivo para piensos. Sin embargo, el secado y el tratamiento térmico pueden eliminar los olores y destruir la microflora. Esto abre amplias oportunidades para el uso de estiércol de pollo. En muchos países, incluida la URSS, se han llevado a cabo estudios sobre el efecto del uso de basura como aderezo, que muestran invariablemente buenos resultados Sobre esta base, en 1976, el Ministerio de Agricultura aprobó los "Requisitos veterinarios y sanitarios temporales para el estiércol seco de aves de corral utilizado para la alimentación de los animales de granja".
El aderezo en forma de estiércol de pollo preparado puede aumentar significativamente el aumento de peso de los animales durante el engorde, al tiempo que reduce el costo de asegurar este aumento de peso. Al igual que en el caso de utilizar estiércol como fertilizante, los requisitos para un uso generalizado son los mismos: precio bajo y facilidad de uso.
La basura como recurso energético. Hagamos una reserva de inmediato que utilizando el nativo (sin basura) la basura para satisfacer las necesidades energéticas no se considera razonable. La frase de Mendeleev sobre el aceite se puede atribuir completamente a los excrementos de pollo. La basura nativa debe usarse en las instrucciones anteriores. Con respecto al estiércol, cuya eliminación es un problema real, y los resultados del procesamiento no son tan inequívocos, su uso racional como recurso energético está absolutamente justificado. Son posibles varias direcciones de tal uso: producción de biogás y su uso posterior; combustión directa; gasificación y uso de la combustible gaseoso.
Producción de biogás Implica la descomposición anaeróbica del estiércol, la purificación de biogás y la combustión en motores de pistón de gas para generar electricidad y energía térmica a través de la recuperación de calor. gases de escape motores.
Evaluemos la eficiencia de un complejo de cogeneración basado en una planta de biogás en base a los siguientes datos:
- el rendimiento de biogás durante la descomposición anaeróbica del estiércol de pollo con lecho con un contenido de humedad del 60%, según ZORG Biogas, alcanza los 90 m³ por tonelada.
- calor de combustión del biogás - 5000-6500 kcal / nm 3;
- durante el funcionamiento de los motores de pistón de gas en forma de energía térmica, se puede obtener hasta el 40% del potencial energético inicial del combustible;
El análisis de los datos presentados muestra:
- de 10 toneladas de arena con un contenido de humedad del 45%, se obtendrán 13,75 toneladas de arena con un contenido de humedad del 60%
- la producción de gas será de 13,75 t / h ∙ 90 m³ / t = 1237,5 m³ / h;
- el potencial energético del gas obtenido es 1237,5 m³ / h ∙ 5750 kcal / m³ = 7,12 (8,28 MW ∙ h);
- que permite generar electricidad - 8,28 MW ∙ 0,35 = 2,9 MW ∙ h;
- además, la producción de calor ascenderá a 7,12 Gcal ∙ 0,4 = 2,85 Gcal.
Así, el complejo, diseñado para la producción de biogás a partir de 10 t / h de estiércol de gallinero con un contenido de humedad del 45% y la producción de energía eléctrica y térmica, proporciona la generación de 2.9 MW de energía eléctrica y 2.85 Gcal de energía térmica. .
Las ventajas y desventajas de esta tecnología son bien conocidas. Enumeremos los principales problemas: un proceso largo y bastante delicado de procesamiento de materias primas, la necesidad de mantener la temperatura del sustrato por encima de la temperatura ambiente, grandes volúmenes de fertilizantes con alta humedad (92 ... 95%) obtenidos durante el procesamiento. Un problema importante para tal uso de estiércol son también las elevadas inversiones de capital específico para la creación de complejos, alcanzando para el caso analizado 2000 ... 2500 euros por 1 kW de capacidad instalada.
Quema directa... Considere una situación similar que involucra la producción de electricidad y calor. El estiércol se quema en una caldera de vapor, el vapor se genera y se utiliza para generar electricidad a través de turbina de vapor... Considerando los complejos en las mismas condiciones, obtenemos:
- la capacidad del complejo de procesamiento de estiércol - 10 t / h (a una humedad del 45%);
- eficiencia caldera de vapor de combustible sólido - 82%;
- eficiencia Generador de turbina de vapor en funcionamiento en modo condensación -25%.
Análisis de los datos presentados:
- Tomemos el poder calorífico neto específico de la materia seca 4000 kcal / kg, que está bastante justificado en el caso de utilizar aserrín como relleno. Entonces, el calor total de combustión del estiércol de la hojarasca a una humedad del 45% será:
4000 ∙ (1 -0,45) - 550 ∙ 0,45 = 1952,5 kcal / kg
- el potencial energético del estiércol quemado en 1 hora en la caldera será:
1952,5 ∙ 10000 = 19,52 Gcal
- potencial energético del vapor obtenido del estiércol:
19,52 Gcal ∙ 0,82 = 16 Gcal (18,6 MW ∙ hora)
- producción de energía eléctrica mediante una turbina de vapor que funciona en modo de condensación:
18,6 MW ∙ hora ∙ 0,25 = 4,65 MW ∙ hora.
También es posible operar un complejo con una turbina, que proporciona extracción de vapor industrial o modo de calefacción. En este caso, se reducirá la producción de electricidad, pero el complejo podrá suministrar energía térmica.
Así, el complejo, diseñado para la combustión directa de 10 t / h de estiércol de gallina con un contenido de humedad del 45% y la producción de energía eléctrica, puede generar hasta 4,65 MW de electricidad.
En comparación con la tecnología discutida anteriormente, los costos de capital serán significativamente más bajos. Los costos unitarios promedio para el complejo de generación de energía del ciclo de vapor son de 1500 euros por 1 kW de capacidad instalada.
Desafortunadamente, la incineración de estiércol sin tratamiento previo es una tarea difícil, cuya solución está asociada con la necesidad de garantizar el cumplimiento de las normas ambientales. El contenido de humedad y la composición del estiércol eliminado no es constante, lo que afecta el modo de funcionamiento del equipo y la composición de las emisiones.
Se presta mucha atención a la incineración de residuos en el mundo. Los requisitos especiales para la incineración de residuos se establecen en la Directiva 2000/76 / CE del Parlamento Europeo "Sobre la incineración de residuos". Este documento dice que al incinerar residuos no peligrosos, es obligatorio mantener una temperatura en la cámara de combustión de al menos 850 ° C y mantener los productos gaseosos a esta temperatura durante al menos 2 segundos. Si se incineran residuos peligrosos que contienen más del 1% de halógeno compuestos orgánicos expresada en cloro, la temperatura debe ser de al menos 1100 ° C. Los problemas de combustión directa y los posibles riesgos ambientales reducen significativamente el valor de este enfoque para la gestión del estiércol.
Gasificación. Una alternativa real a las tecnologías de producción de biogás y combustión directa puede ser la tecnología de gasificación de estiércol de aves de corral con el posterior uso del gas generador producido para generar calor y electricidad. Es importante que el uso de la tecnología de gasificación sea más eficaz en el marco de un complejo multifuncional para la utilización de estiércol de aves de corral. Al mismo tiempo, fertilizantes, pellets de combustible, energía eléctrica y térmica son los productos básicos a la salida del complejo.
Existen varias tecnologías para la producción de combustibles gaseosos mediante procesamiento térmico. Basándonos en nuestra propia experiencia en gasificación de diversos productos iniciales, incluyendo estiércol y otros residuos agrícolas, partimos del supuesto de que la unidad de potencia debe utilizar combustible preparado con características estables en términos de contenido de humedad, indicadores de energía y composición fraccionaria. Solo este enfoque permite obtener indicadores de rendimiento estables del complejo energético. Las soluciones sugeridas incluyen:
- secar el estiércol de la hojarasca a una humedad relativa del 20%;
- granulación de excrementos secos;
- gasificación de pellets de combustible;
- el uso del combustible gaseoso obtenido para la producción de calor y electricidad;
- uso de residuos de cenizas de coque para la producción de fertilizantes.
Considere la operación de un complejo diseñado para la gasificación de estiércol de pollo para las condiciones presentadas anteriormente:
- la capacidad del complejo de procesamiento de estiércol - 10 t / h (a una humedad del 45%);
- secado de excrementos a una humedad relativa del 20%
- granulación, consumo de energía - 100 kW / t de gránulos
- eficiencia motores eléctricos de pistón de gas - 35%;
- producción de calor: hasta el 40% de la inicial potencial energético combustible;
- eficiencia generador de gas para generador de gas - 75%;
- producción de calor adicional 10%;
- eficiencia complejo de secado 50%
- formación de residuos de cenizas de coque: hasta un 20%.
Análisis de los datos presentados:
- Calor específico de combustión de materia seca 4000 kcal / kg, que se justifica en el caso de utilizar aserrín como relleno. El calor total de combustión del estiércol de hojarasca a una humedad del 20% será:
4000 ∙ (1 -0,2) - 550 ∙ 0,2 = 3090 kcal / kg
El contenido de humedad del 20% corresponde al contenido de 200 kg de agua en 1 tonelada de estiércol. Para obtener tal resultado, se deben eliminar 312,5 kg de agua de 1 tonelada de estiércol con una humedad del 45%. Como resultado, de 10 toneladas de estiércol con una humedad del 45%, obtenemos 6.875 toneladas de estiércol con una humedad del 20%. La cantidad total de humedad evaporada será de 3125 kg.
- el potencial energético de la basura suministrada para gasificación será:
3090 ∙ 6875 = 21,2 Gcal - Potencial energético del gas obtenido del estiércol preparado:
21,2 Gcal ∙ 0,75 = 15,9 Gcal (18,5 MW ∙ hora) - producción de energía eléctrica utilizando motor de pistones operando con gas generador:
18,5 MW ∙ hora ∙ 0,35 = 6,48 MW ∙ hora. - producción de calor adicional:
15,9 Gcal ∙ 0,1 + 15,9 Gcal ∙ 0,4 = 7,95 Gcal. - producción de residuos de cenizas de coque: 6,875 t ∙ 0,2 = 1,375 t / h
El residuo, cuyo contenido de humedad es cercano a 0, y el contenido de minerales es más alto que el del estiércol original, se utiliza como relleno en la producción de fertilizantes compostados.
Costos de energía para el funcionamiento del complejo:
- secado de excrementos, proporcionando la eliminación de 3125 kg de humedad por hora. Consumo de calor:
550 kcal / kg ∙ 3125 kg / 0,5 = 3,44 Gcal; - producción de gránulos para asegurar el funcionamiento del complejo:
6,875 t ∙ 100 kW ∙ h = 687,5 kW ∙ h.
Así, el complejo, diseñado para la gasificación de 10 t / h de estiércol de ave con una humedad del 45% y la producción de energía eléctrica y térmica, menos energía para sus propias necesidades, proporciona una generación de 6,48 - 0,6875 = 5,8 MW eléctricos. y 7,95 - 3,44 = 4,5 Gcal de energía térmica.
El complejo de gasificación puede proporcionar el suministro de combustible gaseoso para garantizar el funcionamiento de los equipos eléctricos: calderas, hornos y otras unidades que utilizan combustible. En lugar de máquinas recíprocas para la producción de energía eléctrica, también se pueden utilizar soluciones que impliquen la producción y el uso de vapor en generadores de turbina o máquinas de vapor.
Las características del complejo, incluida la gasificación del estiércol de pollo preparado, son las siguientes:
1. La tecnología implica el uso de un proceso de gasificación inversa, en el que se forman productos gaseosos en una zona de reacción de alta temperatura. El nivel de temperatura de funcionamiento 1000 ... 1200 ° C garantiza una descomposición fiable de compuestos de hidrocarburos en componentes simples. La composición del gas producido a partir del estiércol relleno con aserrín se presenta en la Tabla 1. En el marco del estudio de la posibilidad de utilizar el estiércol preparado como combustible, también se realizaron ensayos sobre la gasificación de estiércol nativo granular, que demostraron que la producción de gas energético a partir del mismo es posible solo cuando la ráfaga de aire está enriquecida. con oxígeno (Tabla 1).
Cuadro 1. Composición del gas durante la gasificación de pellets de estiércol
|
Componentes |
Material de gasificación, composición de la explosión. |
|||||
|
Arena con arena para leña, soplada con aire |
Excrementos nativos granulares, porcentaje de oxígeno en la explosión. |
|||||
|
Valor calorífico, kcal / m 3 |
||||||
2. La tecnología de gasificación desarrollada para la gasificación de lignito por la empresa "Sibtermo" (Krasnoyarsk) se utilizó en el procesamiento de residuos. El funcionamiento del generador se desprende del diagrama esquemático de la unidad, que se muestra en la Fig.1. El generador está lleno de combustible. La capa superior del combustible se calienta mediante calentamiento eléctrico hasta la temperatura de autoignición. A continuación, se introduce aire en el generador desde abajo. Como resultado, el lecho de reacción se calienta y comienza el proceso de gasificación. Durante el funcionamiento del generador, la capa de reacción se mueve hacia abajo y se forma una capa de residuo de ceniza de coque sobre ella, en la que tiene lugar una limpieza de gas adicional. La organización de la operación del generador con bajas velocidades de gas en el espacio interno asegura un largo tiempo de residencia de los productos de gasificación en la zona. altas temperaturas y bajo arrastre de partículas de ceniza. El tiempo de funcionamiento del generador con una carga es de al menos 9 horas. Al final del proceso, se interrumpe el suministro de aire, se enfría el generador, se descarga el residuo de las cenizas de coque y se repite el ciclo de funcionamiento. La operación del complejo con una capacidad instalada de 2 MW para generador de gas (Fig.2) confirmó la confiabilidad del equipo y su alta indicadores económicos... Un sistema de control automático le permite realizar un seguimiento de todos eventos importantes durante el funcionamiento del complejo, gestione con prontitud proceso tecnológico y guarde los valores de los parámetros importantes (Fig. 3.). El complejo para asegurar el funcionamiento está compuesto por tres generadores de gas del mismo tipo, cuyo funcionamiento alterno asegura el funcionamiento del resto de equipos del complejo en modo continuo.
3. El gas resultante se enfría, se purifica y se puede utilizar en unidades generadoras de energía. A su vez, los indicadores ambientales durante su uso corresponden a la emisión de contaminantes durante el funcionamiento de las unidades de energía que utilizan gas natural.
Figura 1. Diagrama esquemático gasificador por lotes
Leyenda:
- capa de reserva de combustible;
- una capa de calentamiento, oxidación y reducción;
- una capa de residuos de cenizas de coque;
- dirección del movimiento del gas.
Adaptika LLC desarrolló la tecnología de purificación de alta calidad del gas del generador, así como los equipos para la producción de energía eléctrica y térmica mediante motores de combustión interna. La primera de las instalaciones puestas en marcha, con una capacidad instalada de 100 kW para energía eléctrica, utilizando como combustible gas generador producido a partir de residuos de madera, ha funcionado durante más de 2 años, lo que confirma la fiabilidad del complejo creado. Se ha elaborado la cadena tecnológica de transformación de los residuos de la madera en energía eléctrica y térmica, y se ha establecido la producción en serie de complejos de generación de energía. El siguiente paso obvio fue la decisión de deshacerse de los desechos agrícolas, uno de los cuales es el procesamiento del estiércol. Los gastos de capital específicos para la construcción del complejo no superan los 2000 euros por 1 kW de energía eléctrica instalada.
Figura 2. Complejo operativo para gasificación de bio-materias primas con una capacidad de 2 MW.
Fig. 3. Diagrama mnemónico del complejo para la producción y uso de gas generador.
La comparación de los resultados del análisis realizado para las tecnologías consideradas muestra la superioridad de la tecnología de gasificación en términos de eficiencia energética del uso de estiércol, la simplicidad comparativa del esquema para la producción y uso de gas generador. Los gastos de capital para la creación de complejos de gasificación y el uso de gas generador son comparables a los costos de otras tecnologías.
Los materiales anteriores muestran que un enfoque integral para la eliminación del estiércol de pollo es el más efectivo. La producción de energía que excede nuestras propias necesidades, así como la producción de fertilizantes para usar en nuestros propios campos, aumentan significativamente la eficiencia y la economía de la empresa en su conjunto. Se asume la siguiente estructura de producción (Fig.4):
El complejo está diseñado para la producción de fertilizantes a partir de estiércol de pollo compostado, pellets de combustible, granulados Aditivos alimentarios y energía térmica y eléctrica. Es recomendable seleccionar las capacidades de las unidades con un cierto margen, asegurando un uso flexible de todo el complejo con la producción predominante del tipo de producto más rentable en un período determinado.
