Sinh khối là nguồn nhiên liệu có thể tái tạo liên tục. Sơ đồ, mô tả

Thư viện kỹ thuật miễn phí

ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN
Thư viện miễn phí / Sơ đồ của các thiết bị vô tuyến-điện tử và điện

Công trình năng lượng sinh học. Sinh khối là nguồn nhiên liệu có thể tái tạo liên tục. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Thư viện kỹ thuật miễn phí

Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Nguồn năng lượng thay thế

Bình luận bài viết

Sinh khối là thuật ngữ tổng hợp tất cả các chất hữu cơ có nguồn gốc thực vật và động vật. Sinh khối được chia thành sơ cấp (thực vật, động vật, vi sinh vật, v.v.) và thứ cấp - chất thải từ quá trình xử lý sinh khối sơ cấp và các sản phẩm thải của con người và động vật. Ngược lại, chất thải cũng được chia thành thứ cấp - chất thải từ quá trình xử lý sinh khối sơ cấp (rơm rạ, ngọn, mùn cưa, dăm gỗ, cặn chưng cất, v.v.) và thứ cấp - sản phẩm của quá trình trao đổi chất sinh lý của động vật và con người.

Lượng chất thải hữu cơ hàng năm trong các lĩnh vực khác nhau của nền kinh tế quốc dân Nga là hơn 390 triệu tấn, sản xuất nông nghiệp sản xuất 250 triệu tấn, trong đó 150 triệu tấn đến từ chăn nuôi gia súc, gia cầm, 100 triệu tấn từ trồng trọt. Gỗ và chế biến gỗ sản xuất ra 700 triệu tấn, chất thải rắn đô thị - 60 triệu tấn, nước thải đô thị - 10 triệu tấn (tất cả các giá trị đã cho đều được đưa ra cho chất khô tuyệt đối).

Năng lượng được lưu trữ trong sinh khối sơ cấp và thứ cấp có thể được chuyển đổi thành các loại nhiên liệu hoặc năng lượng thuận tiện về mặt kỹ thuật theo nhiều cách.

Thu được hydrocacbon thực vật (dầu thực vật, axit béo trọng lượng phân tử cao và este của chúng, hydrocacbon bão hòa và không bão hòa, v.v.). Ví dụ, đối với các khu vực phía Nam nước Nga, dầu hạt cải có thể được thêm vào nhiên liệu diesel.
Chuyển đổi nhiệt hóa sinh khối (rắn, lên tới 60%) thành nhiên liệu: đốt trực tiếp, nhiệt phân, khí hóa, hóa lỏng, nhiệt phân.
Công nghệ sinh học chuyển hóa sinh khối (ở độ ẩm từ 75% trở lên) thành nhiên liệu: cồn nguyên tử thấp, axit béo, khí sinh học.

Ở giai đoạn phát triển kinh tế của Nga hiện nay, theo Chương trình khoa học và kỹ thuật nhà nước "Năng lượng sạch môi trường", năng lượng tái tạo đang phát triển theo hai hướng cuối cùng.

Chuyển đổi nhiệt hóa sinh khối

Việc phát triển và chế tạo tích cực nhất các thiết bị khí hóa sinh khối rắn đang được tiến hành với mục đích tạo ra các nhà máy nhiệt và điện tự trị hoạt động bằng khí máy phát điện.

Trên cơ sở các máy tạo khí như vậy, các cơ sở hoặc trạm tự trị, không phụ thuộc vào nguồn cung cấp năng lượng tập trung, có thể được tạo ra để cung cấp nhiệt và điện cho người tiêu dùng ở bất kỳ vùng nào trên đất nước có nguyên liệu thô và bị thiếu nguồn cung cấp năng lượng. Những khu vực này chủ yếu bao gồm các vùng Siberia, Viễn Bắc, cũng như hầu hết các vùng nông thôn có chất thải từ lâm nghiệp (mùn cưa, vỏ cây, dăm gỗ, roi, gốc cây) và sản xuất cây trồng (rơm rạ, thân cây hướng dương, ngô, v.v.). ).

Chuyển đổi sinh khối công nghệ sinh học

Chuyển đổi công nghệ sinh học thường sử dụng sinh khối và trên hết là các chất thải hữu cơ khác nhau có độ ẩm ít nhất 75%.

Việc chuyển đổi sinh học sinh khối thành nhiên liệu và năng lượng đang phát triển theo hai hướng chính:

lên men sản xuất ethanol, axit béo thấp hơn, hydrocarbon, lipid - hướng này từ lâu đã được ứng dụng thành công trong thực tế;
thu được khí sinh học.

Hiện nay, việc sản xuất khí sinh học chủ yếu gắn liền với việc xử lý và xử lý chất thải từ chăn nuôi gia súc, gia cầm, trồng trọt, thực phẩm, công nghiệp rượu, nước thải đô thị và trầm tích.

Theo công nghệ đang được phát triển, các giai đoạn chính đã được thử nghiệm trong điều kiện sản xuất, phân lỏng được xử lý trước bằng chất keo tụ-chất keo tụ để keo tụ phần lớn các chất hữu cơ. Sau đó được loại bỏ bằng máy ly tâm có công suất 25 và 50 m3/h. Bột nhão thu được có độ ẩm 70% được ủ nhiệt để sản xuất phân hữu cơ (33-35 tấn/ngày). Phần chất lỏng có độ ẩm 99% được lên men trong các thiết bị phân hủy “thế hệ thứ hai” với hệ vi sinh vật cố định với thời gian lưu giữ là 5 ngày. Sản lượng khí sinh học ước tính là 2500 m23/ngày với nhiệt trị 25-3 nghìn kJ/m360 (trong điều kiện bình thường). Khối lượng lên men (370-3 m20) được tiếp tục làm sạch trong hệ thống ao nuôi có diện tích bề mặt 5 ha. Với công nghệ này, khối lượng vốn đầu tư sẽ giảm 6-6 lần. Diện tích bề mặt của ao và việc thu hồi đất cho chúng sẽ giảm XNUMX lần. Cần phải nghiên cứu nghiêm túc khi tạo ra hệ thống phân hủy “thế hệ thứ hai” và lựa chọn chất nền để cố định hệ vi sinh vật.

Việc hình thành nền sản xuất nông nghiệp đa cơ cấu ở Nga và sự xuất hiện các chủ sở hữu mới với tư cách là nông dân và nông dân độc lập đòi hỏi phải phát triển, sáng tạo và làm chủ việc sản xuất hệ thống khí sinh học công suất nhỏ, dễ vận hành.

Trong điều kiện tự nhiên, sự phá hủy bất kỳ loại sinh khối nào, kể cả phân động vật, đều xảy ra trong mùn đất thông qua quá trình phân hủy thành các hợp chất cơ bản dưới tác động của các sinh vật phân hủy, nấm và vi khuẩn. Độ ẩm, nhiệt độ và sự vắng mặt của ánh sáng được ưu tiên cho quá trình này. Ở giai đoạn cuối của quá trình, sự phân hủy hoàn toàn xảy ra dưới tác động của nhiều loại vi khuẩn được phân loại là hiếu khí hoặc kỵ khí. Vi khuẩn hiếu khí phát triển chủ yếu khi có oxy; với sự tham gia của chúng, carbon sinh khối bị oxy hóa thành CO₂. Trong không gian hạn chế, không được cung cấp đủ oxy từ môi trường bên ngoài, vi khuẩn kỵ khí sẽ phát triển, vi khuẩn này cũng tồn tại do sự phân hủy carbohydrate.

Cuối cùng, do hoạt động của chúng, carbon được phân chia giữa CO bị oxy hóa hoàn toàn₂ và HF được phục hồi hoàn toàn₄. Các chất dinh dưỡng như hợp chất nitơ hòa tan được giữ lại làm phân bón mùn cho đất. Các phản ứng phân hủy sinh khối do vi sinh vật thực hiện cũng đề cập đến các quá trình lên men, tuy nhiên, đối với các quá trình xảy ra trong điều kiện yếm khí, thuật ngữ “lên men” (“lên men”) thường được ưu tiên hơn.

Hỗn hợp khí sinh học - CH₄ và đồng₂, được hình thành trong các thiết bị đặc biệt - máy tạo khí sinh học (Hình 5.1), được thiết kế và điều khiển theo cách đảm bảo giải phóng khí mêtan tối đa (trong tài liệu, bạn cũng có thể tìm thấy tên “bể chứa khí mêtan” cho các thiết bị này). Năng lượng thu được khi đốt khí sinh học có thể đạt từ 60 đến 90% năng lượng ban đầu mà vật liệu nguồn khô có được. Tuy nhiên, khí thu được từ một khối chất lỏng chứa 95% nước nên trong thực tế hiệu suất khá khó xác định. Một ưu điểm khác và dường như rất quan trọng của quy trình này là chất thải của nó chứa ít sinh vật gây bệnh hơn đáng kể so với nguyên liệu ban đầu. Tuy nhiên, chúng tôi lưu ý rằng không phải tất cả ký sinh trùng và vi sinh vật gây bệnh đều chết trong quá trình phân hủy kỵ khí.

Việc sản xuất khí sinh học trở nên khả thi về mặt kinh tế và thích hợp hơn khi máy tạo khí sinh học thích hợp hoạt động dựa trên việc xử lý dòng chất thải hiện có. Ví dụ về các dòng chảy như vậy bao gồm nước thải từ hệ thống thoát nước, trang trại chăn nuôi lợn, lò mổ, v.v. Hiệu quả về mặt chi phí trong trường hợp này là do không cần thu gom sơ bộ chất thải hoặc tổ chức và quản lý quá trình cung cấp chất thải. Người ta biết bao nhiêu chất thải sẽ đến và khi nào, tất cả những gì còn lại là xử lý nó thành khí sinh học và phân bón.

Hình.5.1. Các loại máy tạo khí sinh học (click để phóng to): 1 - nguyên liệu đầu vào; 2 - đường ống dẫn khí; 3 - nắp có thể tháo rời; 4 - sản lượng nguyên liệu đã qua chế biến; 5 - tường ngăn; 6 - máy lên men; 7 - khí; 8 - máy thu; 9 - van; 10 - máy khuấy; 11 - kính; 12 - thùng đựng sản phẩm đã qua chế biến; 13 - máy tạo khí; 14 - cung cấp khí đốt; 15 - đầu đốt; 16 - bộ trao đổi nhiệt; 17 - bình chứa nước

Có thể sản xuất khí sinh học ở các công trình có kích cỡ khác nhau. Nó đặc biệt hiệu quả trong các khu liên hợp nông-công nghiệp, nơi cần thực hiện một chu trình sinh thái đầy đủ. Trong các khu phức hợp như vậy, phân được phân hủy kỵ khí sau đó được xử lý hiếu khí trong các bể hở. Khí sinh học được sử dụng để chiếu sáng, cung cấp năng lượng cho máy móc, vận tải, máy phát điện và sưởi ấm. Bạn có thể trồng tảo trong bể để nuôi gia súc. Sau khi lên men hiếu khí, chất thải được xử lý hoàn toàn có thể được đưa vào lồng nuôi cá và ao nuôi chim nước trước khi sử dụng làm phân bón.

Sự thành công của việc thực hiện các kế hoạch như vậy trực tiếp phụ thuộc vào chất lượng xây dựng hệ thống của toàn bộ dự án, mức độ tiêu chuẩn hóa thiết kế và tần suất bảo trì thường xuyên.

Tác giả: Magomedov A.M.

Xem các bài viết khác razdela Nguồn năng lượng thay thế.

Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này.

<< Quay lại

Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất:

Một cách mới để kiểm soát và điều khiển tín hiệu quang 05.05.2024

Thế giới khoa học và công nghệ hiện đại đang phát triển nhanh chóng, hàng ngày các phương pháp và công nghệ mới xuất hiện mở ra những triển vọng mới cho chúng ta trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Một trong những đổi mới như vậy là sự phát triển của các nhà khoa học Đức về một phương pháp mới để điều khiển tín hiệu quang học, phương pháp này có thể dẫn đến tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực quang tử học. Nghiên cứu gần đây đã cho phép các nhà khoa học Đức tạo ra một tấm sóng có thể điều chỉnh được bên trong ống dẫn sóng silica nung chảy. Phương pháp này dựa trên việc sử dụng lớp tinh thể lỏng, cho phép người ta thay đổi hiệu quả sự phân cực của ánh sáng truyền qua ống dẫn sóng. Bước đột phá công nghệ này mở ra triển vọng mới cho việc phát triển các thiết bị quang tử nhỏ gọn và hiệu quả có khả năng xử lý khối lượng dữ liệu lớn. Việc điều khiển phân cực quang điện được cung cấp bởi phương pháp mới có thể cung cấp cơ sở cho một loại thiết bị quang tử tích hợp mới. Điều này mở ra những cơ hội lớn cho ... >>

Bàn phím Primium Seneca 05.05.2024

Bàn phím là một phần không thể thiếu trong công việc máy tính hàng ngày của chúng ta. Tuy nhiên, một trong những vấn đề chính mà người dùng gặp phải là tiếng ồn, đặc biệt là ở các dòng máy cao cấp. Nhưng với bàn phím Seneca mới của Norbauer & Co, điều đó có thể thay đổi. Seneca không chỉ là một bàn phím, nó là kết quả của 5 năm phát triển để tạo ra một thiết bị lý tưởng. Mọi khía cạnh của bàn phím này, từ đặc tính âm thanh đến đặc tính cơ học, đều được xem xét và cân bằng cẩn thận. Một trong những tính năng chính của Seneca là bộ ổn định im lặng, giúp giải quyết vấn đề tiếng ồn thường gặp ở nhiều bàn phím. Ngoài ra, bàn phím còn hỗ trợ nhiều độ rộng phím khác nhau, thuận tiện cho mọi người dùng. Mặc dù Seneca vẫn chưa có sẵn để mua nhưng nó được lên kế hoạch phát hành vào cuối mùa hè. Seneca của Norbauer & Co đại diện cho các tiêu chuẩn mới trong thiết kế bàn phím. Cô ấy ... >>

Khai trương đài quan sát thiên văn cao nhất thế giới 04.05.2024

Khám phá không gian và những bí ẩn của nó là nhiệm vụ thu hút sự chú ý của các nhà thiên văn học từ khắp nơi trên thế giới. Trong bầu không khí trong lành của vùng núi cao, cách xa ô nhiễm ánh sáng thành phố, các ngôi sao và hành tinh tiết lộ bí mật của chúng một cách rõ ràng hơn. Một trang mới đang mở ra trong lịch sử thiên văn học với việc khai trương đài quan sát thiên văn cao nhất thế giới - Đài thiên văn Atacama của Đại học Tokyo. Đài quan sát Atacama nằm ở độ cao 5640 mét so với mực nước biển mở ra cơ hội mới cho các nhà thiên văn học trong việc nghiên cứu không gian. Địa điểm này đã trở thành vị trí cao nhất cho kính viễn vọng trên mặt đất, cung cấp cho các nhà nghiên cứu một công cụ độc đáo để nghiên cứu sóng hồng ngoại trong Vũ trụ. Mặc dù vị trí ở độ cao mang lại bầu trời trong xanh hơn và ít bị nhiễu từ khí quyển hơn, việc xây dựng đài quan sát trên núi cao đặt ra những khó khăn và thách thức to lớn. Tuy nhiên, bất chấp những khó khăn, đài quan sát mới mở ra triển vọng nghiên cứu rộng lớn cho các nhà thiên văn học. ... >>

Tin tức ngẫu nhiên từ Kho lưu trữ

Tay giả cảm giác xúc giác 22.02.2015

Cơ quan Dự án Nâng cao Quốc phòng Hoa Kỳ (DARPA) dự định cung cấp cho người cụt tay khả năng cảm nhận các vật thể và cung cấp khả năng kiểm soát trực quan đối với bộ phận giả.

Nhiều người cụt tay, mặc dù có những bộ phận giả tiên tiến nhất, gặp khó khăn trong việc phối hợp các cử động của họ do không có phản hồi. Hệ thống giao diện cảm ứng HAPTIX (Hand Proprioception and Touch Interfaces), được phát triển với sự hỗ trợ của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ, sẽ giải quyết được những vấn đề này.

Hoạt động của bộ phận giả sáng tạo sẽ dựa trên công nghệ của giao diện thần kinh: bản chất của nó là đo lường các tín hiệu vận động truyền qua các dây thần kinh ngoại vi đến các cơ, cung cấp cảm giác và phản hồi xúc giác.

Các thiết bị điện tử được cấy vào cơ, kết nối với các cảm biến thích hợp trên chân giả, kích thích các dây thần kinh ngoại vi và truyền thông tin về sự chạm vào của một vật đến não, truyền tín hiệu đến các cơ để thực hiện hành động mong muốn. Các thiết bị nhận tín hiệu, giải mã và truyền đến chân giả thực hiện các thao tác theo yêu cầu.

Tin tức thú vị khác:

▪ Chiến lược không gian NATO mới được thông qua

▪ Ánh sáng ban đêm từ cây sống

▪ Dầu diesel từ xăng

▪ Bộ gen của con người đã được xóa sạch HIV

▪ Mắt bionic nguyên mẫu được in 3D

Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới

Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí:

▪ phần của trang web dành cho những người thích đi du lịch - lời khuyên dành cho khách du lịch. Lựa chọn các bài viết

▪ bài báo Hãy rời khỏi chân của bạn. biểu hiện phổ biến

▪ bài viết Nhạc cụ lớn nhất là gì? đáp án chi tiết

▪ bài Cải xoong chung. Truyền thuyết, canh tác, phương pháp áp dụng

▪ bài báo Phủ một lớp thiếc (tinning). Công thức nấu ăn đơn giản và lời khuyên

▪ bài viết Thay đổi bộ điều hợp mạng trong tiêu chuẩn SYP. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện

Để lại bình luận của bạn về bài viết này:

Tất cả các ngôn ngữ của trang này

Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web