Глава 1. Теоретические вопросы биогазовой энергетики
Дипломная работа
Тема: Биогазовая установка на заводе по переработке сахарной свеклы
Биогазовая установка на отходах сахарного завода.
Жердевский сахарный завод (г. Жердевка, Тамбовская область).
Оглавление
Введение. 1
Глава 1. Теоретические вопросы биогазовой энергетики. 7
1.1.Перспективы развития биогазовой энергетики в России. 7
1.2. Биогаз. 16
1.3.Биогазовая установка. 18
1.4.Технологии производства биогаза. 28
1.5. Сахарная свекла как сырье для биоэнергетики. 31
1.6. Отходы сахарного производства как субстрат для БГУ. 34
Глава 2. Проектирование биогазовой установки. 39
2.1. Принципы проектирования биогазовой установки. 40
2.2.Принципы проектирования БГУ для сахарных заводов. 47
Глава 3. Биогазовая установка для Жердевского сахарного завода. 53
3.1. Описание Жердевского сахарного завода и его потребности в БГУ. 53
3.2. Описания проекта. 57
Заключение. 64
Список литературы.. 67
Введение
Основная гипотеза работы. Проектирование и реализация проекта биогазовой установки (БГУ) на Жердевском сахарном заводе (г.Жердевка, Тамбовская область), функционирующей на отходах сахарного производства (прежде всего, свекловичный жом), позволит обеспечить нужды завода в электрической и тепловой энергии, сократить расходы и повысить рентабельность производства, обеспечить городскую инфраструктуру дополнительным источником энергии, снизить экологическую нагрузку на окружающую среду вокруг завода и города.
|
|
|
Россия обладает огромной сырьевой базой для развития биоэнергетики, на основе органических отходов агропромышленного комплекса (АПК), городов (жилищно-коммунального хозяйства - ЖКХ), лесной промышленности. Использование отходов в качестве ресурса для получения электрической и тепловой энергии позволило бы снизить нагрузку на природные ресурсы, их эксплуатацию либо, по крайней мере, обеспечить отдельные регионы или районы страны независимыми возобновляемыми источниками энергии, поскольку до сих пор (несмотря на богатство природных ресурсов), показатели газификации, например, остается относительным[1]. Отсюда и возникает вопрос об изыскании дополнительных источников энергии. Переработка отходов сахарного производства, например, позволяет заменить потребности в природном газе на 50% (на выходе биогаз соотносится с природным газом как 2/1), а при лучшей очистке и увеличить этот показатель до 75-100%.
Если собственник БГУ сможет наладить работу таким образом, то его независимая система будет полностью обеспечивать энергией производственные мощности, а в дальнейшем возможно появление излишков газа и их перераспределение в общую сеть.
|
|
|
Актуальность темы работы очевидна, поскольку отходы сахарных заводов представляют собой огромный потенциал для развития энергоэффективности и энергетической независимости сахарного производства, достижения целей экологического и социального благополучия, а с точки зрения экономики - большей конкурентоспособности и эффективности предприятия.
Биогазовая установка для сахарного завода функционирование на отходах от переработки сахарной свеклы. Главным из них является сахарный жом. Он является источником питания для животноводческих хозяйств, однако в силу того, что его полная реализация для этих целей не достижима в осенний период (с сентября по начало января), его направляю в жомохранилица либо утилизируют. Невостребованный жом разлагаясь окисляется нанося ущерб экологии. Вместе с тем, сахарный завод заинтересован в получении дополнительного или даже основного энергоресурса, особенно в период переработки сахарной свеклы.
В связи с этим актуальным становится вопрос о строительстве на территории завода биогазового комплекса (БГК), биогазовой установки (БГУ), которая позволит перерабатывать свекловичный жом в биогаз и биоудобрения, получая из биогаза электрическую и тепловую энергию для обеспечения нужд завода.
|
|
|
В настоящее время, в связи с колебанием цен на энергоресурсы на внешних рынках и постоянным ростом цен на внутреннем рынке страны, производители обращаются все больше внимание на развитие возобновляемых источников энергии (ВИЭ), таких как ветер, солнце, вода, приливы, геотермальная теплота и др. По некоторым данным только в 2013 году во всем мире за счет ВИЭ было удовлетворено 21% мирового энергопотребления[2].
Биоэнергетика является одним из перспективных направлений ВИЭ особенно в областях богатых запасами или отходами биоресурсов.
В рамках нашего исследования, очевидно, что биогазовые установки (БГУ) уже сейчас целесообразно устанавливать и использовать в регионах, лидирующих по производству сахара в России, так как именно здесь получается наибольший выход свекловичного жома. Это, прежде всего, в порядке убывания Краснодарский край, Воронежская, Тамбовская, Липецкая, Белгородская и Курская области. Именно эти регионы вносят наибольший вклад (до 85%) в общую переработку сахарной свеклы, хотя в целом этим занимаются еще в 18 регионах страны. Так, например, в 2014 году общий объем производства сахара по стране составил 4,4 млн. тонн из которых 3,8 млн. тонн пришлось на указанные регионы[3].
|
|
|
В 2015 году производства сахара в стране увеличилось и достигло 5 млн. тонн. По прогнозу Институты исследования конъюнктуры аграрного рынка ИКАР), выпуск свекловичного сахара в сезоне 2015/16 г. может достигнуть абсолютного рекорда — 5,15 млн т.[4]
Как видим Тамбовская область находится в этом списке на третьем месте, а именно в ней функционирует Жердевский сахарный завод, который перерабатывает до 6000 тысяч тонн свеклы в сутки, что является достаточно высоким показателем, в том числе и для целей обеспечения энергией за счет собственных ресурсов.
В настоящее время биоэнергетика позволяет эффективно использовать отходы таких отраслей как животноводство, растениеводство, вообще различных сфер агропромышленного комплекса (АПК), вторичных продукт лесной и других видов промышлености, а также жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ). То есть все виды отходов, как производства, так и потребления.
По одним данным (исследования Института энергетической стратегии) совокупный суммарный объем отходов АПК и ЖКХ в России доходит до 700 млн. тонн в год. При этом структура их выглядит следующим образом: отходы животноводства и птицеводства – 20%, растениеводства - 58%, на отходы перерабатывающей промышленности - 7,9%, на твердые бытовые отходы (ТБО) - 11,9% и на осадки сточных вод - 1,2%[5].
По другим данным, только отходы АПК как источник энергии ежегодно достигают до 700 млн. т,: 350 млн. т (53 млн. т с.в.) – животноводство, 23 млн. т (5.75 млн. с.в.) – птицеводство, 220 млн. т (150 млн. т с.в.) – растениеводство, 30 млн. т (14 млн. т с.в.) - отходы перерабатывающей промышленности[6].
Так или иначе, но цифры впечатляют и очевиден имеющийся потенциал в растениеводстве.
В иностранных и отечественных исследованиях уже давно отмечается очевидный факт негативных последствий утилизации отходов сахарного производства, и, напротив, эффективность использования этих отходов в качестве источников энергии.
В настоящее время большая часть отходов сахарного производства утилизируется, то есть попросту закапывается в землю, что влечет за собой экологический ущерб. Так, исследователи отмечают, что утилизация свекловичного жома ведет загрязнению окружающей среды. Например, на среднем сахарном заводе Курской области в жомохранилище скапливается до 150-200 тысяч тонн жома, которые с наступлением весны, через 3-4 недели подвергаются маслянистому брожению, распространяя потоки маслянистой кислоты, которые поступают в водоемы[7]. Свекловичный жом иногда даже называют замедленной «экологической бомбой», хотя он и относится к 5-ому классу отходов, то есть наименее вредному.
Некоторая часть отходов перерабатывается, например, в гранулированный жом сахарной свеклы, потребителем которого является сфера животноводства (дом идет на корм скоту). Одним из видов продукции Жердевского сахарного завода является гранулированный жом.
Вместе с тем, большая польза для производителя видится в переработке отходов в биогазовой установке (БГУ), так как на выходе сахарный завод получает не только биогаз, а следовательно, и собственный независимый источник электроэнергии, но и биоудобрения.
Эффективность внедрения биогазовой установки на сахарном заводе связана и с сезонностью работы большинства таких заводов – в период сбора и переработки урожая (2-3 месяца или 90-120 дней). Предполагается, что в этот период установка будет функционировать на полную мощность на собственных ресурсах (жом – биогаз – электро- и тепловая энергия) обеспечивая работу завода электроэнергией, а не в сезон также обеспечивая работу и сохранность имеющихся мощностей полностью за счет собственной электроэнергии из своих же ресурсов (жом, ботва сахарной свеклы, свекловичные хвостики и др.). Получается замкнутый цикл производства.
Цель работы – рассмотрение теоретических и практических вопросов создания биогазовой установки (БГУ) работающей на отходах сахарного производства.
В качестве дополнительной цели можно обозначить внедрение и практическую реализацию технологий преобразования отходов сахарного производства в энергию для надежного автономного, экологически чистого энергообеспечения сельскохозяйственных потребителей, снижения негативного воздействия на окружающую среду и повышения конкурентоспособности предприятия (на примере Жердевского сахарного завода).
Задачи работы. Для достижения поставленной цели рассмотрим значимость биоэнергетики в современных условиях, вопросы выработки биогаза, проектирования биогазовой установки, охарактеризуем возможности и перспективы создания БГУ при Жердевском сахарном заводе.
Структура работы. Работа состоит из «Введения», трех глав, «Заключения» и «Списка литературы».
Работа представляет определенную теоретическую и практическую значимость, поскольку в ней охарактеризованы принципиальные моменты необходимости и перспектив создания БГУ в современных условиях как работающих на органических отходах в целом, так и на одном из растительных их видов – отходах сахарного производства.
Практическая значимость работы заключается в том, чтобы показать большую эффективность для сахарного завода переработки отходов производства посредством БГУ, чем их утилизации, поскольку последняя влечет экологический ущерб и экономические потери, а переработка посредством БГУ, если и не прибыль в краткосрочном периоде, то во всяком случае сокращение потерь и расходов, выработку дополнительной продукции - биогаза, биоудобрений (высокого качества), а также электрической и тепловой энергии.
Глава 1. Теоретические вопросы биогазовой энергетики
Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 303; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!