Производство газоблоков как организовать мини завод: Мини производство газобетонных блоков: линия для производства газобетона

обзор типов линий и установок

Производство блоков из газобетона

Еще не так давно, производство популярного материала в виде строительного камня было возможно лишь в условиях завода. Но с усовершенствованием технологий такая возможность появилась не только у мелких предпринимателей, но и у самих застройщиков.

На данный момент существует большое количество различного оборудования, предназначенного для изготовления данного представителя ячеистых бетонов. Комплекты отличаются между собой по ряду признаков, а в первую очередь ценовой категорией и объемом выпуска.

В данной статье мы будем рассматривать оборудование для производства газобетонных блоков разного типа, и проанализируем сам процесс изготовления изделий. А также сравним материал, произведенный в домашних и заводских условиях.

Содержание статьи

Общая технология производства газобетона

Предварительно, пожалуй, рассмотрим общий принцип технологического процесса. Ведь для полноценного обзора линий оборудования, нам нужно иметь представление о том, как именно изготавливается газобетонный блок.

Необходимое сырье

Для приготовления газобетонной смеси, понадобится наличие следующего сырья:

• Цемент марки не менее М400;
• Вода;
• Известь негашеная;
• Гипс;
• Песок кварцевый;
• Алюминиевая пудра.

Алюминиевая пудра

Также не помешает добавить в раствор пластификатор. Основное его предназначение – повышение пластичности раствора, что предотвращает растрескивание изделий на стадии сушки и твердения.

Пластификатор

Другие химические добавки также используются. Как правило, они добавляются с целью повышения качеств готовых изделий.

Пропорции сырья вместе с добавками

Обратите внимание! Вышеуказанный состав является классическим. Многие компоненты могут заменяться. В этом случае набор числовые значения свойств также будут варьироваться.

• Кремнеземистый компонент может быть представлен в виде: песка, золы и иных вторичных продуктов промышленности;
• Тип вяжущего также может быть разным: цементным, шлаковым, известковым, смешанным, зольным.

Примерное содержание пропорций – следующее:

• 50-60% — цемент;
• 20-40% — песок;
• 1-10% — известь;
• До 1% — вода.

На заметку! При желании повысить плотность изделий, следует увеличить количество цемента. В этом случае также изменится и масса готового материала, и коэффициент теплопроводности.

Пропорции в зависимости от желаемой плотности

Основные этапы

Краткая инструкция выглядит следующим образом:

• Первым делом взвешиваются компоненты и смешиваются в необходимых пропорциях. При изготовлении своими руками это делается вручную, в заводских условиях, как правило, в автоматическом режиме.
• Все ингредиенты попадают в смеситель, где и происходит смешивание.
• Следующим этапом станет формовка. Формы наполняются примерно на 1/3, так как при порообразовании смесь попросту может вытечь.
• Следом, после завершения процесса вспучивания, выжидается некоторое время до частичного застывания.
• Далее производят резку единого пласта или просто распалубку, если формы используются уже готовых типоразмеров.
• Последним этапом станет автоклавирование либо отправление блоков на сушку при неавтоклавном способе производства.

Обратите внимание! Ход процесса может несколько отличаться в зависимости от того, какое оборудование для изготовления газобетонных блоков используется. Однако в целом, общий принцип будет аналогичным.

Типы установок и линий

Теперь перейдём непосредственно к обзору типов оборудования.

Конвейерный тип

Оборудование для газобетона конвейерного типа отличается:

• Максимальной автоматизацией производства;
• Минимальным участием работников;
• Высокой стоимостью;
• Большими объемами производства;
• Полной комплектацией;
• И, как правило, наибольшей рентабельностью.

Большая конвейерная линия

Рассмотрим подробнее комплектацию и возможности такого газобетонного оборудования на примере линии популярного китайского производителя, являющегося дилером компании Премиум Кирпич Плюс.

В стандартный комплект входят:

• Емкости и бункеры для сырья;

Бункер для сырья

• Ленточные конвейеры для транспортировки компонентов;

Ленточный конвейер

• Узел растворосмесительный;

Узел бетоно-растворный

Автоклавы

Сборная форма для блоков

• Резательный комплекс;
• Транспортер перемешивающий;
• Дробилки;
• Тележки;
• Узел для автоматического управления линией;
• Погрузчик вилочный.

Такое оборудование для производства стоит около 55 000 000. Согласитесь, сумма, не маленькая. Однако при этом, производительность составляет около 300 тысяч метров кубических в год. Площадь, необходимая для размещения такой линии должна быть около 4000 м2.

В качестве альтернативы, можно рассмотреть возможность приобретения конвейерной линии в бывшем употреблении. Это – своеобразный риск, однако стоимость ее значительно ниже.

Также стоит обратить внимание на мини линию конвейерного типа «Иннтех-100». Ее производительность значительно ниже и составляет 100 м3 в сутки. Цена ее – около 3 000 000.

Мини конвейерная линия

Данная линия характеризуется неподвижным смесителем. Формы передвигаются по рельсовому транспортеру как тележка. Компоненты подаются и дозируются в автоматическом режиме. Резательный комплекс – механический.

Больше всего среди производителей ценятся линии известных немецких производителей оборудования. Они отличаются высокой продуктивностью, долговечность в использовании. С их помощью можно изготавливать блоки самого высокого качества.

Немецкое оборудование для изготовления газоблока

Видео в этой статье продемонстрирует принцип работы оборудования для изготовления газобетона.

Производство газобетона Поревит

Стационарный тип

• Такой тип оборудования гораздо менее дорогостоящий. Однако и производительность ее гораздо ниже и составляет около 50 м3 в сутки.
• Как правило, в комплект таких линий входят дозаторы компонентов и ленточный транспортер, который и подает ингредиенты в смеситель.
• Однако полностью автоматизированным такой комплект назвать уже нельзя. Для полноценной работы требуется наличие как минимум нескольких человек.
• Необходимая квадратура для размещения производства и склада составляет около 500 м2.

Линия стационарного типа для производства газобетонного блока

В качестве примера, кратко рассмотрим комплектацию и возможности линии АСМ-1МС.

• Производительность составляет около 60 м3;
• Для работы потребуется привлечение 3-4-х человек;
• Песок и цемент подаются в автоматизированном режиме.

Комплектация:

1. Смеситель для вяжущего и иных компонентов;
2. Конструкция для резки блочного массива с пилами;
3. Формы и поддоны;
4. Транспортер.

Мобильные установки и мини-линии

Такое оборудование для производства блоков газобетонных идеально подойдет для начинающих предпринимателей либо застройщиков, желающих изготовить изделия для собственных нужд.

При помощи мобильной установки можно произвести исключительно только газоблок неавтоклавного твердения. Ниже мы рассмотрим основные его отличия от основного конкурента.

Такой оборудование требует наличия сети в 220 Вт, в то время как другие типы машин требуют подключения к сети в 360 Вт. Объем производства составляет около 2-10 м3 в сутки.

Установка мобильная для изготовления газобетона

Рассмотрим характеристики установки на примере комплекта Газобетон 500Б.

Установка газобетон 500 Б

• В комплект входит: смеситель, соединительные рукава и компрессор. Для производства необходимо участие нескольких человек.
• Практически весь процесс работ происходит с участие человека. В автоматическом режиме производится только смешивание.
• Дозирование также придется производить самостоятельно.
• Объем выпуска 3 м3 пористой смеси.
• Емкость для смешивания- 500 литров.

Мини-линии более производительны. С их помощью возможно изготовление вплоть до 25 м3 в сутки. Для мелких предпринимателей – отличный вариант начать свое дело.

Принцип их устройства – аналогичен мобильным установка, больше – мощность и объем смесителя.

Подробнее об автоклавировании

Теперь давайте более подробно поговорим об автоклавной обработке газоблока и разберемся, в чем заключаются основные различия между изделиями самостоятельного производства и материалом, выпущенным в условиях завода.

Что представляет собой автоклавная обработка?

При помощи автоклавной обработки удается повысить качества готовых изделий.

• Разрезанные на типоразмеры блоки помещаются в автоклав и обрабатываются под действием давления выше атмосферного водяным паром, при этом преобладает высокая температура.
• Обработка длится в течение 12-ти часов.
• По окончании обработки, блоки практически сразу можно использовать в строительстве, ведь марочной прочности они уже достигнут.
• Неавтоклав же набирает прочность в течение 4-х недель.
• При автоклавной обработке повышаются такие качества как: прочность, плотность, долговечность. Изделия становятся менее хрупкими

Стоит отметить, что изготовление блоков автоклавного твердения возможно только в заводских условиях.

Процесс автоклавирования

Сравнение автоклавного и неавтоклавного газоблока

А теперь сравним свойства автоклавного газобетона и изделий, достигающий прочности естественным способом.

Характеристика	Сравнительный анализ
Сочетание плотности и теплопроводности	За счет специализированной обработки в автоклаве, изделия синтезного твердения отличаются лучшим сочетанием показателей плотности и теплопроводности.
Морозостойкость и долговечность	В соответствии с ГОСТ, требования к марке по морозостойкости к неавтоклавному блоку несколько ниже. Точные сроки долговечности обоих изделий не установлены опытным путем, в силу недостаточного времени существования материала на рынке строительных материалов.
Внешний вид и геометрия изделия	Автоклав имеет практически идеальную геометрию. Неавтоклавный блок, изготовленный в домашних условиях в данном отношении серьезно ему уступает.
Требования к оборудованию и сложность производства	Оборудование для газобетона автоклавного, в целом, отличается лишь наличием автоклавов. Технология производства – аналогична, порядок – тоже.
Хрупкость	Неавтоклавные блоки больше уязвимы к механическому воздействию, они более хрупкие.
Стоимость	Автоклавные изделия дороже примерно на 10%.
Усадка	Неавтоклавные блоки больше подвержены усадке. Показатель составляет до 1 мм/м2.

В заключение

На современном рынке существует большое количество различных комплектов оборудования для производства газобетонных блоков, начиная от дорогостоящих крупномасштабных конвейерных линий и заканчивая бюджетными мобильными установками. Именно поэтому производство данного материала стало еще более популярным.

Производство газобетона: оборудование, организация мини-завода

Современная строительная индустрия отличается совмещением традиционных методов строительства с новейшими технологиями возведения построек. Применение ячеистых бетонов существенно повысило эффективность гражданского строительства и улучшило качество строительных работ. Широко развернутое производство газобетона для нужд частного домостроения подчеркивает возросшую популярность среди застройщиков бюджетных вариантов стеновых материалов с достаточно высокими прочностными и теплоизоляционными свойствами.

Газобетон

Физико-механические свойства газобетонных изделий

Одним из таких востребованных строительных стеновых материалов является газобетон, используемый при возведении малоэтажных жилых домов и хозяйственных построек. Из-за своей пористой структуры он является ячеистым бетоном и представляет собой искусственное пористое камнеподобное образование.

Производители газобетона выпускают газобетонные изделия в виде блоков различной конфигурации, соответствующих требованиям следующих стандартов:

•  ГОСТ 31359-2007, устанавливающего требования к ячеистым бетонам, предназначенным для производства стеновых блоков и панелей, плит, перемычек и других строительных элементов;
•  ГОСТ 31360-2007, регламентирующего требования к стеновым изделиям, изготовленным из ячеистого бетона.

ГОСТ 31359-2007 определяет газобетонные материалы как разновидность ячеистых бетонов, отличающуюся от других ячеистых материалов способом порообразования (п.4.2). По своей структуре газобетонное изделие напоминает своеобразную бетонную «губку», состоящую из мелких пузырьков-ячеек диаметром не более 3 мм.

Благодаря мелкопористой структуре, блочные изделия, которые способно выпускать современное оборудование для производства газоблоков, обладают физико-механическими свойствами, выгодно отличающими их от аналогичных изделий из других бетонных материалов:

•  малым удельным весом;
•  низкой теплопроводностью;
•  огнестойкостью;
•  устойчивостью к воздействию грибков и плесени;
•  простотой механической обработки;
•  технологичностью изготовления и применения.

Завод по производству газобетона

Преимущества

В качестве технико-экономических достоинств газобетонных материалов отмечают следующие аспекты:

1.  Вес строительных газобетонных блоков в несколько раз меньше веса аналогичных изделий из кирпича или бетона. Газоблок стандартных габаритов 300х250х600 мм весит всего лишь 30 кг, что более, чем в 3 раза меньше веса такого же объема кирпичей размерами 60х125х250 мм.
2.  Простота обработки изделий обычными механическими инструментами допускает подгонку блоков в процессе возведения построек для улучшения качества сборки.
3.  Высокие тепло- и шумоизоляционные качества стен из газобетонных блоков обеспечивают комфортное проживание в жилых постройках.
4.  Надежная огнестойкость по отношению к открытому пламени обеспечивает пожаробезопасность строения.
5.  Высокая технологичность строительства при использовании газоблоков повышает эффективность и качество работ.
6.  Доступная стоимость газоблоков обеспечивает им должную конкурентоспособность на рынке стройматериалов.
7.  Возможность организации изготовления газоблочной продукции как частного бизнеса, поскольку реальная цена производства газобетона, мини-завод или оборудование линии конвейерного типа сравнительно доступны. Технологичность производства газобетонных материалов создает предпосылки для ведения бизнеса с высокой рентабельностью.

Производство газобетона

Технология изготовления газобетона

Исходными компонентами, которые применяют производители газобетонных блоков при изготовлении ячеистого газобетонного материала, являются:

•  Портландцемент в пропорциях 50 – 70% от объема подготавливаемой смеси;
•  Известь – не более 5% от объема смеси;
•  кварцевый песок фракции, не превышающей 2,1мм, пропорции в смеси – 20-40%;
•  вода – 0,8-1,0%;
•  комплексные газообразующие добавки в пределах от 0,04 до 0,09%.

Базовая технология получения газобетона состоит из нескольких этапов:

1.  Этап 1 – дозирование основных компонентов – цемента, песка, извести – в соответствии с пропорциями заданного рецепта газобетонного материала.
2.  Этап 2 – подача основных компонентов и воды в специальный газобетоносмеситель. Тщательное перемешивание компонентов до получения высокогомогенной смеси.
3.  Этап 3 – добавка в приготовленную смесь газообразователя (чаще всего газообразователем является водная суспензия алюминиевой пудры). Процесс поризации смеси. Это важно! В процессе химического взаимодействия металлического алюминия, составляющего основу пудры, с известковым и цементным растворами выделяется свободный водород в виде газовых пузырьков, которые «вспучивают» цементное тесто. Оборудование для газобетона должно обеспечивать равномерное по объему смеси газовыделение, чтобы получилась однородная пористая структура.
4. Твердение газобетонной смеси в специальных формах, нарезание блоков требуемой конфигурации. Форму готовым изделиям можно придать самую разнообразную – от традиционных параллелепипедов до U-образных или арочных блоков.

В зависимости от вида обработки твердеющей газобетонной массы выделяют два способа изготовления газоблоков:

•  неавтоклавный способ, при котором созревание полуфабрикатов изделий до набора регламентируемой прочности протекает естественным образом без принудительного воздействия внешних факторов;
•  автоклавный способ или автоклавирование, при котором изделия подвергаются воздействию давления при повышенной температуре в автоклавных камерах.

Производство газобетона

Особенности автоклавирования газобетонных блочных изделий

Если в состав оборудования, которым оснащен завод газоблоков, входит автоклавная камера, то продукция автоклавного твердения намного превосходит по показателям качества изделия, изготовленные по неавтоклавной методике. Усадка автоклавных блоков в процессе эксплуатации не превышает 0,5 мм/м, тогда как аналогичный показатель для неавтоклавных стеновых блоков доходит до 5 мм/м. Предел прочности на сжатие автоклавных газобетонных материалов достигает 3,2 МПа, для неавтоклавных материалов – не более 1,0 МПа. У газоблоков автоклавного твердения устойчивая однородная структура, что предопределило их эксплуатационные свойства как универсального строительного материала. Стеновые постройки толщиной 375-400мм, возведенные из газобетонных изделий, неплохо себя зарекомендовали в российских погодных условиях без дополнительного утепления.

Принцип автоклавирования ячеистого стройматериала заключается в размещении уже отформованных изделий в автоклаве, в котором блоки длительное время будут находиться под воздействием повышенного давления (до 1,2 МПа) и проходить обработку водяным паром при температуре 190-191 град. Ц. Подобные условия инициируют реакции, укрепляющие структурную плотность материала и повышают его прочность.

Техническое оснащение газобетонного производства

Для запуска производственной деятельности по изготовлению газобетонных изделий комплектуется технологическая линия по производству газобетона, в состав которой входят следующие функциональные элементы:

•  дозаторы компонентов газобетонной смеси;
•  газобетоносмеситель (миксер-активатор) для приготовления газобетонной вспененной смеси;
•  формы под заливку вспененной газобетонной смеси и последующего твердения;
•  устройства для резки газоблоков;
•  тележки для перемещения готовой продукции на складирование.

Для работ по автоклавной технологии линия оснащается автоклавной камерой и системой автоматического управления и регулирования режимов работы автоклава.

До того, как организовать мини-завод производства газоблоков или иной газобетонной продукции, необходимо определиться с производительностью технологической линии. От этого зависит техническое оснащение производственного участка или завода и степень автоматизации регламентируемых технологических операций. Для выпуска строительной продукции в промышленных масштабах потребуется совершенно иное оборудование, чем для малого производства или под изготовление газоблоков в кустарных условиях. Производственно-технологические линии по выпуску газобетонной продукции подразделяют на три категории.

Производство газобетона

Мини-линии

1. Мини-линии, представляющие собой мини-заводы производственной мощностью 15-25 куб. м/сутки газобетонной продукции. У них низкая степень автоматизации техпроцессов. Обслуживанием исполнительных механизмов занимаются 2-3 работника. Производственные площади мини-заводов не превышают 140-160 кв. метров. В состав основного оборудования входят:

•  газобетоносмеситель;
•  устройства для резки твердеющей смеси;
•  формы, лотки для созревания газоблоков;
•  рельсовые пути и тележки для транспортировки готовой продукции.

В мини-заводах используются смесители передвижного типа, которые после замеса газобетонной смеси подкатывают к неподвижным стационарным формам для заполнения их приготовленной смесью.

Цена оборудования для производства газобетонных блоков на таких линиях может существенно возрасти при оснащении ее дополнительными опциями, например, компрессором для подачи воздуха в целях более качественного размешивания бетонной смеси или автоматизированными дозаторами.

Линии стационарного типа

2. Линии стационарного типа производственной мощностью от 30 до 60 куб. метров/сутки. Завод газобетона такого типа оснащен стационарным газобетоносмесителем, к которому передвижные формы-тележки подъезжают для заполнения вспененной газобетонной массой. Уровень автоматизации производства довольно высокий, что позволяет привлекать к работе одного-двух рабочих. Производственные площади стационарных линий не превышают 500 кв. метров.

Линии конвейерного типа

3. Линии конвейерного типа производственной мощностью от 75 до 150 куб. метров/сутки. Несмотря на высокую степень автоматизации управления техпроцессами, для обслуживания комплекса требуются не менее 8 человек обслуживающего персонала. Площадь , которую занимает конвейерный завод по производству газобетонных блоков, превышает 600 кв. метров.

Организационные вопросы при открытии газобетонного производства

Открытие завода по производству газобетона потребует оформления ряда документов, связанных со спецификой изготовления и реализации газоблоков. Если используется оборудование для производства газобетона в кустарных домашних условиях без применения автоклава, то никаких разрешительных документов на такие работы не потребуется. В постановлениях Правительства РФ от 13.08.97 за №1013 и Госстандарта РФ от 08.10.2001 г., определяющих перечни продукции, подлежащей обязательной сертификации, блоки из ячеистого бетона и оборудование для их изготовления отсутствуют. Однако в случае применения автоклавной технологии производителю необходимо получить разрешение от органов Госгортехнадзора, эксплуатация оборудования проводится при повышенном давлении. Отдельно необходимо получать разрешения от пожарной службы, поскольку электрическая мощность автоклавного агрегата составляет 5-10 кВт. Свои замечания может дать горСЭС, поскольку использование алюминиевой пудры должно предусматривать возможность утилизации газообразующей суспензии на ее основе.
Еще не так давно производить газобетон и другие ячеистые бетоны могли только крупные специализированные предприятия, располагающие дорогостоящим оборудованием.

Внедрение новых техпроцессов значительно упростило изготовление столь востребованных материалов, что дало толчок к развитию производства газобетонных изделий силами малого и среднего бизнеса.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Мини-завод по производству газобетона: бизнес-план, оборудование

Чтобы мини-завод по производству газобетона приносил прибыль, будущему предпринимателю следует побеспокоиться о грамотном составлении бизнес-плана предприятия. Кроме этого, необходимо знать рецептуру и характеристики изделия, технологию изготовления, особенности производства. Для выпуска качественной продукции нужно правильно подобрать оборудование.

По мнению экспертов, газобетон считается одним из самых востребованных стройматериалов, поэтому правильно организованное дело приносит 30% доход.

Бизнес план мини-завода

Начинать свое дело предприниматель должен с составления программы, где следует описать все аспекты и цели будущего производства, произвести расчеты и учесть возможные риски. Главные пункты бизнес-плана:

Для начала своего дела необходимо составить бизнес-план, в котором рассчитать финансовую сторону и учесть риски.

• Общие положения. Здесь кратко описывается суть бизнеса, указывается профиль мини-завода.
• Цели и задачи. В этом пункте указывается назначение предприятия и целевая аудитория — стройфирмы или частные покупатели.
• Производственный план. Сюда входит технология и мощность производства, поставка необходимого сырья, четкое распределение обязанностей персонала.
• Помещение. В пункте следует описать здание, в котором должны быть производственные цеха, кабинеты для администрации, подсобные помещения, склады.
• Конкуренция. Необходимо изучить окружающие объекты, поскольку находящееся рядом аналогичное предприятие будет сманивать потенциальных клиентов.
• Финансы. Предприниматель должен подсчитать все расходы на приобретение оборудования, материалов, составляющих газобетон, аренду помещения, оплату труда рабочих и администрации, затраты на автотранспорт, коммунальные услуги.
• Риски. Учитывается политическая или экономическая стабильность в регионе, погодные условия, разрешение или отказ от кредитования, конкуренция, форс-мажорные обстоятельства, курс национальной валюты по отношению к мировой.

Рецептура и характеристики материала

Газобетон относится к ячеистым бетонным смесям, то есть к легким пористым стройматериалам. Главная особенность — относительно небольшой вес и низкая плотность (от 500 кг на м3). Поры материала заполнены воздухом, что придает газобетону высокую способность аккумулировать тепло. Из-за хорошей паропроницаемости материал еще называют «дышащим», что создает комфортный микроклимат в помещении. Считается экологически безопасным, поскольку не выделяет токсических веществ при нагревании. Является пожаробезопасным, поскольку плохо нагревается и горит. Для изготовления газобетонных блоков требуются следующие компоненты:

Изготовление газобетонных изделий предполагает использование различных компонентов, таких как цементный порошок и гипс.

• порошок алюминия;
• вода;
• измельченный кварцевый песок;
• гипс;
• известь;
• раствор ускорителя твердения бетона;
• поверхностно-активная добавка пластификатор;
• цементный порошок.

Разновидности технологий

Чтобы изготовить газобетонные блоки, применяется 2 способа:

• Автоклавный. Для сушки такого вида газобетона используется автоклав, где поддерживается температура не менее 100 градусов. Для автоклавного стройматериала характерны низкая усадка, высокое теплосберегающее свойство, а также образование тоберморита, который делает блоки прочными.
• Неавтоклавный. Характеризуется небольшими затратами на производство, поскольку такой материал затвердевает сам, без применения оборудования. Однако, для неавтоклавного изделия характерна большая усадка.

Какое требуется оборудование?

Чтобы мини-завод по изготовлению газобетона выпускал качественную продукцию и приносил прибыль, следует приобрести специализированные машины и механизмы. Оборудование для производства газобетонных блоков включает в себя следующие устройства:

Для производства понадобится такое оборудование, как барабанно-шаровая мельница, которая измельчает песок.

• Барабанно-шаровая мельница. Необходима для измельчения песка, чтобы после формирования блоков их было проще обрабатывать.
• Емкость для смеси.
• Парогенератор. Нужен для производства водяного пара, с превосходящим атмосферное, давлением.
• Растворомешалка. Механизм для приготовления газобетонной смеси.
• Автопогрузчик. Машина для погрузки/разгрузки блоков.
• Станок для разрезания готовых форм.
• Автоклав. Аппарат для нагревания материала под давлением, превышающим атмосферное.
• Вместилище для формировки блоков.
• Дозатор. Необходим для правильных пропорций компонентов газобетонной смеси.
• Сито. Применяется для просеивания составляющих газобетона, чтобы в материал не попадали примеси больших размеров, а сама смесь получалась однородной.

Особенности производства газобетона

Для получения партии газобетонных блоков сначала песок измельчается в барабанно-шаровой мельнице, затем смешиваются необходимые ингредиенты. После этого в сухую смесь добавляется вода и алюминиевый порошок. Смесь помещается в резервуар, где происходит химическая реакция, в результате которой образуется водород. Благодаря этому газу в растворе формируются поры. Сырье немного застывает, затем разрезается на блоки и шлифуется. После этого блоки помещаются в автоклав, где находятся 12 ч. и обрабатываются паром при 190-градусной температуре. После того как готовый газобетон остынет, его упаковывают и развозят заказчикам.

Различные типы электростанций

Электроэнергия — это источник жизненной силы современного мира. Все, от часов до автомобилей, теперь работает на электричестве.

Чтобы выразить нашу зависимость от электричества в цифрах, мы видим, что в 2008 году потребление электроэнергии в США составляло 2 989 ТВтч (тера ватт-часов). Перенесемся в 2019 год и видим, что он увеличился до 3971 ТВтч . ТВтч, равное 1000000000 кВтч.

СВЯЗАННЫЙ: КАК РАБОТАЕТ СОЛНЕЧНАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ?

Просто поразительно видеть, насколько мы сейчас зависим от электричества в нашей повседневной жизни.Но откуда взялась вся эта сила?

Ответ — электростанции. Они производят электричество для использования во всем мире.

В мире существуют различные типы электростанций, которые работают вместе, чтобы удовлетворить растущую потребность в электроэнергии. Давайте узнаем подробнее, как работают эти электростанции.

Гидроэлектростанции — одни из самых эффективных и экологически чистых из всех электростанций. На гидроэлектростанции электричество получают из воды.

В частности, потенциальная энергия воды преобразуется в электрическую. Когда воду заставляют падать с высоты на турбину, она раскручивает якорь, соединенный с генератором.

Когда турбина вращается, генератор начинает вырабатывать электричество. Затем это электричество направляется на все различные подстанции для распределения электроэнергии.

Самая крупная в мире электростанция — это гидроэлектростанция под названием «Плотина Три ущелья». Плотина создает поразительную мощность 22 500 МВт .

Это достигается за счет использования генераторов 34 . Плотина настолько огромна, что после ее строительства плотина в одиночку замедлила вращение Земли.

Одним из преимуществ гидроэлектростанции является отсутствие отходов, образующихся при производстве энергии.

Атомные электростанции также возглавляют список электростанций, которые могут производить огромное количество энергии. Атомная электростанция работает путем преобразования ядерной энергии в электричество.

Тепло ядерного реактора используется для преобразования воды в пар. Затем сжатый пар используется для вращения турбин, подключенных к генератору.

В отличие от электростанций, работающих на угле или природном газе, атомной электростанции не нужно ничего сжигать для получения тепла. Весь процесс основан на ядерном делении.

Окатыши низкообогащенного урана загружаются на АЭС. Затем атом Урана расщепляется, создавая ядерное деление. Этот процесс высвобождает огромное количество энергии.

Преимущество атомной электростанции в том, что им не нужно ничего сжигать для получения энергии. Следовательно, выбросы углерода от атомной электростанции очень низкие.

Недостатками атомной электростанции являются ядерные отходы, которые она создает, и высокая стоимость их строительства. Ядерная энергия составляет более 10% мировых потребностей в энергии.

Самая большая атомная электростанция в мире — это электростанция Касивадзаки-Карива, расположенная в Японии.Он способен производить 7 965 МВт энергии с использованием семи реакторов с кипящей водой.

Первые две электростанции, которые мы обсуждали, имеют низкий углеродный след. Электростанции, работающие на угле, — полная противоположность. У них большой углеродный след, но на угольные электростанции приходится почти 40% мировых потребностей в энергии.

Угольные или угольные электростанции сжигают уголь для преобразования воды в пар. Затем этот пар используется для вращения турбин, которые вырабатывают электричество с помощью генератора.

A 1000MW угольная электростанция сжигает 9000 тонн угля в сутки. Этот процесс выбрасывает в воздух очень большое количество загрязняющих веществ.

Когда мы смотрим на потребление угля для выработки электроэнергии, ни одна страна не может сравниться с Китаем. Восемь из одиннадцати мощных (более 5ГВт ) находятся в Китае.

Более того, Китай является крупнейшим источником выбросов CO2 в мире!

Электростанция Датанг-Туокетуо — крупнейшая в мире тепловая электростанция мощностью 6 штук.7GW . Эта угольная электростанция использует более 21 миллиона тонн угля в год для удовлетворения энергетических потребностей Китая.

Угольные электростанции относятся к категории тепловых электростанций. Дизельные электростанции и электростанции, работающие на природном газе, — это два других типа тепловых электростанций, которые обычно используются для производства электроэнергии.

С развитием энергетики у нас теперь есть больше, чем просто тепловые, атомные и гидроэлектростанции.Их называют нетрадиционными электростанциями.

Эти электростанции способны производить чистую энергию (или зеленую энергию). Давайте узнаем, о чем они все!

Солнечные электростанции: Солнечные электростанции используют энергию солнца для производства электроэнергии. Солнечные панели улавливают солнечный свет с помощью фотоэлементов и преобразуют его в электричество.

Сегодня все большее число стран обращаются к солнечной энергии, чтобы компенсировать свою зависимость от ископаемого топлива.Tengger Desert Solar Park в настоящее время является крупнейшей солнечной электростанцией в мире по мощности. Он способен производить 1,547 МВт энергии.

Ветровые электростанции: Ветровые электростанции преобразуют энергию ветра в электрическую с помощью ветряных турбин. Они также очень эффективны при производстве чистой энергии.

Набор ветряных мельниц, расположенных на территории, называется ветровой фермой. Ветряная электростанция Ганьсу в Китае, год завершения которой — 2020, считается самой большой ветряной электростанцией в мире.

Геотермальная электростанция: Геотермальные электростанции похожи на паротурбинные электростанции, которые мы обсуждали ранее. Однако вместо сжигания ископаемого топлива геотермальные электростанции используют тепло ядра Земли для создания пара.

Крупнейшая геотермальная электростанция — Комплекс Гейзеров, расположенный в США. Он способен производить 1520 МВт энергии. Самым большим ограничением геотермальной энергии является то, что есть только несколько мест на земле, где ее можно установить.Кроме того, стоимость бурения и строительства установок может быть довольно высокой.

Приливная электростанция: Приливные электростанции используют приливные заграждения или приливные заграждения, чтобы использовать силу приливов. Темпы внедрения приливных электростанций были низкими, так как существуют некоторые критические ограничения на внедрение приливных электростанций.

На протяжении многих лет мы наблюдаем устойчивый рост спроса на энергию во всем мире.И, двигаясь вперед, нет никаких признаков того, что эта закономерность в ближайшее время замедлится! Ежегодный рост уровней загрязнения свидетельствует о тревожных темпах потребления ископаемого топлива.

СВЯЗАННЫЙ: ЭНЕРГЕТИКА ЯДЕРНОГО СЛИЯНИЯ В XXI ВЕКЕ

Но мы можем отказаться от источников энергии с высоким содержанием углерода, таких как ископаемое топливо, и перейти на возобновляемые источники энергии. Различные компании и страны приложили огромные усилия, чтобы воплотить это видение в жизнь.

В ближайшие годы мы можем надеяться увидеть больше электростанций, работающих на экологически чистой энергии, а не фабрик по производству CO2.

ЭФФЕКТ ПАРНИКИ

Газы загрязняют атмосферу, потому что они образуются 1). Быстро убирается естественным путем 2) .. дождь, ветер или растительность. Эти ядовитые газы 3) .. из нескольких источников, таких как производители нефти, предприятия, сжигающие топливо, и автомобили. Когда газы выделяются, они имеют два вредных эффекта. 4) .., часть газов улавливается дождевыми облаками и выпадает в виде кислотного дождя, 5).. наносит вред окружающей среде. Во-вторых, увеличивающееся количество углекислого газа образует покров над землей, удерживая тепло солнца близко 6) .. земная поверхность всего 7) .. теплица удерживает тепло. Увеличение углекислого газа 8) .. хуже вырубкой 9) .. леса. Деревья используют углекислый газ, и чем меньше деревьев 10) .., тем больше этого газа остается 11) ..в воздухе. США сейчас возглавляют международные усилия по ограничению вырубки лесов. В 1996 г. Вашингтон установил нормы для промышленности и несколько международных соглашений 12).. уже были эффективны в сокращении производства 13) .. вредных газов. Только международное сотрудничество может 14) .. эта проблема, которая, если 15) .. решена, может угрожать всей жизни на земле. Заполните пропуски словами, образованными от слов в скобках. Есть много проблем, которые 1) .. (угрожают) нашей окружающей среде. Кислотный дождь, 2) .. (земной шар) потепление и воздух и вода 3) .. (загрязнение) являются одними из самых серьезных. Есть несколько способов улучшить ситуацию.Во-первых, мы должны поощрять 4) .. (переработку), потому что это 5) .. (производство) новых материалов, которые причиняют наибольший ущерб. Мы должны научиться повторно использовать такие вещи, как пластиковые пакеты и стеклянные банки. Во-вторых, вождение экологически чистой машины тоже 6) .. (помощь). Кроме того, присоединение к 7) .. (организация), которая сажает деревья или убирает пляжи, будет 8) .. (доказать), что вам действительно 9) .. (забота) об окружающей среде. Наконец, группы поддержки, такие как Гринпис, которые пытаются предотвратить многие 10).. (экологические) бедствия, помогли бы гарантировать, что наша планета будет чистой и безопасной для будущих поколений. Прочтите следующую модель об утилизации и заполните приведенные ниже предложения темы . Многие люди утверждают, что фактический процесс сбора и переработки материалов является дорогостоящим и ненужным. Для начала очень важно, чтобы люди осознавали ущерб, который наш мусор наносит окружающей среде. Другая важная причина заключается в том, что многие леса уничтожаются из-за траты бумаги. Дата: 20.04.2015; вид: 1674

Как хранится газ и что такое ПХГ

Любой продукт нужно хранить. Газ — не исключение. Индустрии подземного хранения газа почти 100 лет.

Колебания и пики

ПХГ (подземные хранилища газа) в значительной степени способствуют надежности поставок газа потребителям.Они выравнивают дневные колебания потребления газа и удовлетворяют пиковый спрос зимой. ПХГ имеют особое значение в России с ее холодным климатом и огромными расстояниями между ресурсами и конечными пользователями. В России действует уникальная Единая система газоснабжения (ЕСГ), неотъемлемой частью которой является система ЕСГ. Подземные хранилища обеспечивают поставку природного газа потребителям независимо от времени года, температуры или форс-мажорных обстоятельств.

Зимой 25 действующих хранилищ обеспечивают до четверти суточных ресурсов газа ЕСГ России, что сопоставимо с общей добычей на Ямбургском, Медвежьем и Юбилейном месторождениях.

Бережная природа

Газ заполняет гораздо большие объемы, чем твердые тела или жидкости. Поэтому было бы сложно найти для него водонепроницаемые водоемы, если бы природа их еще не построила. Пористые пласты песчаника в земной коре, герметично закрытые куполом из глинистого слоя наверху, являются естественными ПХГ. Поры песчаника могут содержать воду, но в них также могут накапливаться углеводороды. В процессе создания ПХГ в водоносном горизонте скопившийся под глинистым покровом газ вытесняет воду вниз.

Если пласт изначально содержит углеводороды, это месторождение нефти или газа. О непроницаемости этой конструкции свидетельствует уже то, что в ней скопились углеводороды.

Активный газ

При строительстве хранилища часть газа задерживается в резервуаре для создания необходимого давления. Этот газ называют «буферным газом». Его объем составляет около половины всего закачиваемого в хранилище газа. Газ, который впоследствии будет извлекаться из ПХГ, называется «активным» или «рабочим» газом.
Северо-Ставропольское ПХГ — крупнейшее в мире. Его мощность составляет 43 миллиарда кубометров активного газа. Этого было бы достаточно, чтобы удовлетворить годовой спрос Франции или Нидерландов. Северо-Ставропольское ПХГ построено на истощенном газовом месторождении.

Хранилища на истощенном месторождении или в водоносном горизонте обладают большой емкостью, но низкой гибкостью. Закачка и добыча газа происходит намного быстрее в хранилищах, построенных в пещерах каменной соли (хотя по мощности они уступают ПХГ, построенным на истощенных месторождениях).

Самовосстанавливающиеся пещеры

Соляные пещеры — идеальные непроницаемые водоемы. Построить подземную соляную пещеру несложно, хотя процесс долгий. Скважины бурятся в пласте каменной соли. Затем в них закачивают воду и промывают в соляном ложе полость нужного размера. Соляной купол не только газонепроницаем: соль способна к «самовосстановлению» трещин и трещин.

Два хранилища на месторождениях каменной соли сейчас строятся в Калининградской и Волгоградской областях.

Как это работает

Закачка газа заключается в закачке его в искусственное газовое месторождение с параметрами, заданными технологическим проектом. Газ направляется из магистрального газопровода на площадку для удаления твердых частиц, затем на газоизмерительную станцию, а затем в компрессорный цех, где сжимается и по коллекторным коллекторам подается на газораспределительные станции (ГРС). На ГРС общий газовый поток разделяется на технологические линии, к которым подключаются контуры скважин.Подключение технологических линий позволяет измерять производительность, температуру и давление газа при закачке для каждой скважины.

Процесс хранения включает системный технический, геологический и экологический контроль над газохранилищем и имеющимися производственными мощностями.

Снова в трубу

Добыча газа из подземного хранилища — это практически тот же технологический процесс, что и добыча из газовых месторождений, но есть существенное отличие: весь активный (товарный) газ извлекается в период от 60 до 180 суток.Проходя по петлям, он поступает на газосборные станции, где собирается в газосборный коллектор. Оттуда газ подается на участок разделения для разделения попутной воды и твердых частиц, а затем направляется на участок очистки и сушки. Очищенный и осушенный газ направляется в магистральные газопроводы.

Другие методы

Также газ можно хранить в сжиженном состоянии. Это самый затратный из всех вариантов хранения, но такое решение применимо, когда невозможно построить другие хранилища рядом с крупными потребителями.Сейчас специалисты «Газпрома» изучают возможность строительства такого хранилища за пределами Санкт-Петербурга.

Кроме того, в российской газовой промышленности есть способ хранения гелия.

• Как оцениваются запасы углеводородов

  Общепринятой системы классификации запасов углеводородов не существует, но есть некоторые общие стандарты. Россия недавно приблизила к ним свою систему.

• В чем особенности добычи на шельфе

  Месторождения природного газа встречаются не только на суше.Есть и морские месторождения: нефть и газ иногда встречаются в недрах, покрытых водой.

Производство водорода | Водород

Метод: Электролиз
Вкратце: Процесс, при котором вода (h3O) расщепляется на водород (h3) и кислород (O2) с подводом энергии и тепла в случае высокотемпературного электролиза.
На практике: Электрический ток разделяет воду на составные части.Если используется возобновляемая энергия, газ имеет нулевой углеродный след и известен как зеленый водород.

Метод: Риформинг — в первую очередь риформинг природного газа, но также и биогаза
Вкратце: Основные способы превращения природного газа, в основном метана, в водород, включают реакцию либо с паром (паровой риформинг или паровой риформинг метана, когда используется метан), кислородом (частичное окисление), либо с обоими последовательно (автотермический риформинг)
На практике: Паровой риформинг: в качестве окислителя используется чистый водяной пар.Реакция требует введения тепла («эндотермический»).

Метод: Водород из других промышленных процессов, которые создают водород в качестве побочного продукта.
Вкратце: Электрохимические процессы, такие как промышленное производство каустической соды и хлора, производят водород как побочный продукт.
На практике: Производство хлора и каустической соды сводится к пропусканию электрического тока через рассол (раствор соли — хлорида натрия — в воде).Рассол диссоциирует и рекомбинирует посредством обмена электронов (доставляемых током) на газообразный хлор, растворенную каустическую соду1 и водород. По характеру химической реакции хлор, каустическая сода и водород всегда производятся в фиксированном соотношении: 1,1 тонны каустика и 0,03 тонны водорода на тонну хлора.

Реформинг

Паровой риформинг метана (SMR):

Как уже было описано выше, в настоящее время большая часть производимого сегодня водорода производится с помощью процесса с интенсивным выбросом CO2, называемого паровым риформингом метана.

Высокотемпературный пар (700–1000 ° C) используется для производства водорода из источника метана, например природного газа. При паровой конверсии метана метан реагирует с водяным паром под давлением 3–25 бар (1 бар = 14,5 фунтов на кв. Дюйм) в присутствии катализатора с образованием водорода, монооксида углерода и относительно небольшого количества диоксида углерода. Паровой риформинг эндотермический , то есть для протекания реакции в процесс необходимо подвести тепло.

Затем в так называемой «реакции конверсии водяного газа» монооксид углерода и водяной пар реагируют с использованием катализатора с образованием диоксида углерода и большего количества водорода.На заключительном этапе процесса, называемом «адсорбция при переменном давлении», диоксид углерода и другие примеси удаляются из газового потока, оставляя практически чистый водород. Паровой риформинг также можно использовать для производства водорода из других видов топлива, таких как этанол, пропан или даже бензин.

Для химиков:

Реакция парового риформинга метана
Ch5 + h3O (+ тепло) → CO + 3h3

Реакция конверсии водяного газа
CO + h3O → CO2 + h3 (+ небольшое количество тепла)

Частичное окисление

При частичном окислении метан и другие углеводороды в природном газе реагируют с ограниченным количеством кислорода (обычно из воздуха), которого недостаточно для полного окисления углеводородов до диоксида углерода и воды.При доступном количестве кислорода меньше стехиометрического, продукты реакции содержат в основном водород и монооксид углерода (и азот, если реакция проводится с воздухом, а не с чистым кислородом), а также относительно небольшое количество диоксида углерода и других соединений. Впоследствии, в реакции конверсии водяного газа, монооксид углерода реагирует с водой с образованием диоксида углерода и большего количества водорода.

Частичное окисление — это экзотермический процесс , при котором выделяется тепло.Этот процесс обычно намного быстрее, чем паровой риформинг, и требует меньшего размера реактора. Как видно из химических реакций частичного окисления, в этом процессе сначала образуется меньше водорода на единицу входящего топлива, чем получается путем парового риформинга того же топлива.

Для химиков:

Реакция частичного окисления метана
Ch5 + ½O2 → CO + 2h3 (+ тепло)

Реакция конверсии водяного газа
CO + h3O → CO2 + h3 (+ небольшое количество тепла)

Источник: энергетика.gov

Паровой риформинг метана (SMR) для биогаза
Процесс SMR также может быть использован для производства водорода из биогаза.

Электролиз

Несмотря на то, что водород можно производить разными способами, наиболее интересной, но и многообещающей частью является получение водорода путем электролиза воды.

В этом процессе электролиз расщепляет воду на водород и кислород с помощью электричества.Если используемое электричество поступает из возобновляемых источников энергии, таких как ветер или солнце, а произведенный водород используется в топливных элементах, то весь энергетический процесс не будет создавать чистых выбросов. В данном случае речь идет о «зеленом водороде».

Электролизер состоит из источника постоянного тока и двух электродов с покрытием из благородного металла, разделенных электролитом. Электролит или ионный проводник может быть жидкостью, например проводящим раствором едкого калия (гидроксид калия, КОН) для щелочного электролиза.
В щелочном электролизере катод (отрицательный полюс) теряет электроны по отношению к водному раствору.

Вода диссоциирует, что приводит к образованию водорода (h3) и гидроксид-ионов (OH —
Носители заряда движутся в электролите к аноду. На аноде (положительный полюс) электроны поглощаются отрицательными анионами OH -. Анионы ОН — окисляются с образованием воды и кислорода. Кислород поднимается на аноде. Мембрана предотвращает смешивание продуктовых газов h3 и O2, но пропускает ионы OH -.Электролизеры состоят из отдельных ячеек и узлов центральной системы (баланс завода). Комбинируя электролитические ячейки и батареи, производство водорода можно адаптировать к индивидуальным потребностям.

Электролизеры

различаются по материалам электролита и температуре, при которой они работают: низкотемпературный электролиз (LTE), включая щелочной электролиз (AE) , электролиз с протонообменной мембраной (PEM ) и анионообменная мембрана ( AEM) электролиз (также известный как щелочной PEM) и высокотемпературный электролиз (HTE).Последняя группа, в первую очередь, включает электролиз твердого оксида (SOE ), но он все еще находится на продвинутой стадии исследований и разработок, и продукты еще не коммерчески доступны. Ожидается, что по достижении рыночной зрелости его преимущества будут включать повышенную эффективность преобразования и возможность производства синтез-газа непосредственно из пара и CO 2 для использования в различных приложениях, таких как синтетическое жидкое топливо (E4tech 2014, IEA 2015b).

Высокотемпературный электролиз особенно интересен, когда рядом с электролизером есть источник тепла (как это часто бывает на промышленных предприятиях или), более экономически эффективен, чем традиционный электролиз при комнатной температуре.Действительно, часть энергии поставляется в виде тепла, которое либо бесплатно, либо дешевле, чем электричество, а также потому, что реакция электролиза более эффективна при более высоких температурах.
Выбор той или иной технологии электролиза зависит от потребностей и местных условий.

Водород похож на электричество в том смысле, что его использование не вызывает никаких выбросов. Его углеродный след связан с его производственным режимом. В случае водорода, полученного путем электролиза, углеродный след водорода напрямую связан с источником электричества.Таким образом, водород, производимый из безуглеродных возобновляемых источников или атомной энергии, не содержит углерода. Водород, произведенный с помощью сетки, имеет ту же углеродную интенсивность, что и смесь сетки.

Водород как побочный продукт

Как объяснено выше, водород получают путем отделения от его соединения.

Если производство водорода может быть первой целью процесса разделения, то также может быть, что процесс разделения направлен сначала на производство другой молекулы и получение водорода в качестве побочного продукта.

Производство хлора и каустической соды сводится к пропусканию электрического тока через рассол (раствор соли — хлорида натрия — в воде). Рассол диссоциирует и рекомбинирует посредством обмена электронов (доставляемых током) на газообразный хлор, растворенную каустическую соду и водород. По характеру химической реакции хлор, каустическая сода и водород всегда производятся в фиксированном соотношении: 1,1 тонны каустика и 0,03 тонны водорода на тонну хлора.

Ряд исследований был направлен на количественную оценку доступного промышленного остаточного водорода.В рамках проекта ЕС «Дороги 2 HyCom» (Maisonnier et al. 2007) среди прочих результатов была получена карта, показывающая места производства водорода в Европе. На этой карте источники водорода были разбиты на три категории: категория «коммерсант» поставляет водород другим промышленным потребителям, а категория «зависимая» сохраняет водород на месте для собственного использования. Только «побочный продукт» водород больше не используется ни в технологическом процессе, ни на месте; только эта категория может быть доступна для других приложений, таких как электромобили на топливных элементах.

Водород в качестве побочного продукта — интересный и дешевый источник водорода, который может инициировать развертывание водородных применений в области его производства. Неудивительно, что регионы с большим количеством водорода в качестве побочного продукта являются одними из самых продвинутых в своей стратегии использования водорода.

Бром (Br) — химические свойства, воздействие на здоровье и окружающую среду

Бром При температуре окружающей среды бром представляет собой коричневато-красную жидкость.Он имеет пар аналогичного цвета с неприятным удушающим запахом. Это единственный неметаллический элемент, который в обычных условиях является жидким, он легко испаряется при стандартной температуре и давлении в виде красного пара, который имеет сильный неприятный запах, напоминающий запах хлора. Бром химически менее активен, чем хлор и фтор, но более активен, чем йод; его соединения аналогичны соединениям других галогенов. Бром растворим в органических растворителях и в воде. Применения Бром используется в промышленности для получения броморганических соединений.Основным из них был дибромэтан, агент для этилированного бензина, до того, как они были в значительной степени прекращены из-за экологических соображений. Другие броморганические соединения используются в качестве инсектицидов, в огнетушителях и в фармацевтических препаратах. Бром используется в производстве фумигантов, красителей, огнезащитных составов, составов для очистки воды, дезинфицирующих средств, лекарственных средств, агентов для фотографии и в бромированных растительных маслах, используемых в качестве эмульгатора во многих растворимых напитках со вкусом цитрусовых. Бром в окружающей среде Бром — это естественный элемент, который можно найти во многих неорганических веществах.Однако люди много лет назад начали внедрение органического брома в окружающую среду. Все эти соединения не являются естественными и могут нанести серьезный вред здоровью человека и окружающей среде. В диффузных породах земной коры бром в природе встречается в виде бромидных солей. В морской воде накопились соли брома (85 частей на миллион), из которых бром извлекается. Мировое производство брома составляет более 300 000 тонн в год; тремя основными странами-производителями являются США, Израиль и Великобритания.В последнем случае его добывают из морской воды на заводе на побережье Англси, Уэльс. Бром в жидком состоянии разъедает человеческие ткани, а его пары раздражают глаза и горло. Пары брома очень токсичны при вдыхании. Человек может поглощать органический бром через кожу, с пищей и во время дыхания. Органический бром широко используется в качестве спрея для уничтожения насекомых и других нежелательных вредителей. Но они ядовиты не только для животных, против которых они используются, но и для более крупных животных.Во многих случаях они ядовиты и для человека. Наиболее важные последствия для здоровья, которые могут быть вызваны бромсодержащими органическими загрязнителями, — это нарушение работы нервной системы и нарушения генетического материала. Но органический бром также может вызывать повреждение таких органов, как печень, почки, легкие и молоки, а также вызывать сбои в работе желудка и желудочно-кишечного тракта. Некоторые формы

Биомасса как альтернатива для добычи газа

1.Введение

В настоящее время влияние изменения климата во всем мире неоспоримо. Большинство экологических, социальных и экономических проблем, с которыми сталкиваются все общества, связаны с потреблением энергии и водой, а также с другими услугами. Сырая нефть и природный газ использовались на протяжении десятилетий, являясь основным источником энергии в крупных странах. Тем не менее, было доказано, что большая часть антропогенных выбросов парниковых газов (ПГ) приходится на потребление этих ископаемых видов топлива [1], что увеличивает глобальное потепление.

Речь идет не только о негативном воздействии на окружающую среду; это также сокращение запасов ископаемого топлива. Эта ситуация вызывает беспокойство и привлекла внимание мира к поиску и освоению альтернативных источников энергии. Одним из них, в данном случае, является производство биогаза. Последний является одним из видов биотоплива в газовой форме, который производится из биологических источников, и дает возможность разделить потребность в энергии за счет обработки некоторых остатков биомассы.

С этой точки зрения в данной главе основное внимание уделяется описанию производства биогаза с использованием биомассы с применением биологических технологий как многообещающего способа обеспечения безопасного и устойчивого энергоснабжения, обеспечения теплом, электричеством и биометаном (аналогично естественному газ).

2. Биомасса как источник энергии

Энергия проявляется в виде тепла или электричества, полученного из ископаемого топлива. В некоторых странах для этой цели можно использовать не только ископаемое топливо; есть и другие элементы, такие как некоторые растения, сельскохозяйственные остатки и городские органические отходы, которые также могут его обеспечить.

Как гласит закон разговора энергий, «энергия не может быть ни создана, ни разрушена; он может быть преобразован только из одной формы в другую ». Например, химическая энергия, хранящаяся в некоторых органических остатках, может быть преобразована в другие формы энергии.

Это именно то, что ищет биоэнергетика: использование накопленной энергии из органических материалов. Здесь представлена ​​концепция биомассы как исходного органического материала, который можно обрабатывать для выработки тепла и электроэнергии из жидкого, твердого или газообразного биотоплива. В этом отношении ресурсы биомассы представляют собой источник производства биогаза. Он также является одним из самых богатых ресурсов и включает все биологические материалы, включая живые или недавно живые организмы, и считается возобновляемым органическим ресурсом [2].

Ресурсы биомассы получают энергию от солнца, как и большинство других возобновляемых источников энергии. Например, фотоэлектрическая энергия напрямую улавливает солнечное излучение с помощью специального оборудования, обеспечивающего энергию. Кроме того, солнечная энергия, которая передается через пространство, вызывает движение воздушных масс за счет нагрева, что приводит к появлению ветра, который может использоваться через турбины и генерировать электричество. Энергия также передается водным потокам. Выпадение водяного пара из-за сочетания ветра и тепла от солнечной энергии вызывает дождь, который заводит реки.Сила потока воды также может использоваться для производства энергии (гидроэлектроэнергия) и так далее.

Энергия из биомассы не исключение. Так называемая биоэнергетика может использовать солнечную энергию, хранящуюся в различных ресурсах биомассы. Например, растения используют солнечную энергию для преобразования ассимилированных неорганических соединений в органические (уравнение (1)).

Процесс фотосинтеза:

6CO2 + 12h3O → C6h22O6 + 6h3O + 602 E1

Животное, питающееся растениями, использует накопленную энергию и генерирует биомассу.Биомасса работает как тип накопителя (батареи) солнечной энергии, передаваемой с одного трофического уровня на другой. Передача энергии очевидна во всех процессах живых существ (рис. 1).

Рис. 1.

Энергия из различных источников биомассы.

Во всем мире существуют различные источники биомассы, которые можно использовать для ее преобразования в энергию, в том числе материалы биологического происхождения, такие как живые растения и животные, и полученные остатки, остатки сельскохозяйственных культур и лесных хозяйств, морские водоросли, отходы агропромышленного комплекса. , сточные воды и твердые бытовые отходы.Биомасса может состоять из почти всего органического материала, за исключением окаменевшего органического материала, встроенного в геологическую формацию [3].

Большая часть этих ресурсов биомассы представляет собой экологическую проблему, если ими не управлять, не транспортировать или не утилизировать должным образом. Следовательно, если с их использованием вырабатывается энергия, мы можем внести свой вклад в снижение загрязнения окружающей среды [4]. Кроме того, этот источник энергии имеет то преимущество, что он не выделяет CO ₂ в атмосферу из-за улавливания и хранения углерода, служа эффективным поглотителем углерода [2].

Кроме того, биомасса может быть умножена на различные формы энергии, то есть тепло от древесины и лесных отходов, химическая энергия от водорода и некоторых видов биотоплива, а также электрическая энергия от использования биогаза в некоторых двигателях. В этой главе мы сосредоточимся на биогазе, представляющем собой биотопливо, получаемое с помощью технологий преобразования биомассы (анаэробное сбраживание), и альтернативу производству газа.

2.1. Биогаз — это то же самое, что и природный газ?

Ответ отрицательный.Природный газ образуется в результате разложения органического материала в анаэробных условиях, но подвергался интенсивному воздействию тепла и давления в процессе, который произошел около 150 миллионов лет назад, что позволяет газу удерживаться между поровыми пространствами породы (пористыми системами). Газ, добываемый в этот период времени, находится на несколько метров ниже поверхности земли. Это не считается возобновляемым ресурсом. Процесс добычи природного газа в основном включает добычу из недр, сбор, обработку, транспортировку и услуги по распределению.

С другой стороны, термин «биогаз» используется для обозначения газа, полученного за короткое время (с учетом человеческого фактора) анаэробным сбраживанием ресурсов биомассы. Этот процесс иногда происходит спонтанно, непрерывно, продолжающийся или побуждающий, но всегда очень чувствителен к биологическому процессу. Действительно, определенные микроорганизмы в четырехступенчатом процессе (гидролиз, подкисление, ацетогенез и метаногенез) достигают анаэробного переваривания органического материала (рис. 2). Для этого определенные физико-химические параметры, такие как температура, pH, ежедневная органическая нагрузка, доступные питательные вещества, время удерживания, перемешивание и другие факторы ингибирования, должны быть адекватными или скорректированными для производства биогаза [5].

Рисунок 2.

Этапы анаэробного процесса пищеварения. Источник: модифицировано по исх. [6].

Основное различие между природным газом и биогазом связано с содержанием диоксида углерода. Последний содержится в 25–45% от общего состава биогаза, в то время как в природном газе содержится менее 1% (табл. 1). Более того, природный газ содержит другие углеводороды, а не метан. Содержание метана сильно влияет на теплотворную способность этих газов. Энергосодержание биогаза, аналогичное природному газу, может быть получено, если углекислый газ из биогаза удален в процессе повышения качества [7].Присутствие сероводорода (H ₂ S) в биогазе должно быть очищено или повышено до метана, чтобы разнообразить конечное использование биогаза несколькими способами.

Параметр	Биогаз со свалки	Биогаз с фермы AD	Природный газ (датский)
Нижняя теплотворная способность (МДж / м МДж / м 2) 10,7–23,3	19,7–21,5	31–40
Содержание метана, CH 4 (%)	35–65	55–70	81–89
Двуокись углерода, CO 2 (%)	25–45	35–55	0.67–1,00
Сероводород, H 2 S (%)	30–500	25–30	0–2,9
Азот, N 2 (%)	<1 –17	<1–2	0,28–14
Кислород, O 2 (%)	<1–3	<1	0
Другие углеводороды	0	0	3,5–9,4
Галогенированные соединения (мг / м 3 )	0.3–225	<0,01	—
Силоксаны (мг / м 3 )	<0,3–36	<0,02– <0,2	—
Теоретический воздух для горения (м 3 биогаза / м 3 )	6	6,6	9,5

Таблица 1.

Состав биогаза и природного газа.

Источник: модифицировано по ссылкам. [7–9].

2.2. Запасы природного газа и источники биогаза

Природный газ — это ископаемое топливо, которое часто встречается под океанами, вблизи нефтяных месторождений, между поровыми пространствами горных пород (пористыми системами) и под поверхностью земли.Как и в случае с разведкой нефти, на планете есть месторождения природного газа, классифицируемые как доказанные и неоткрытые технически извлекаемые ресурсы. Резервуар — это место, где большие объемы метана могут быть задержаны под землей. В этом отношении доказанные запасы природного газа представляют собой оценочные количества, которые, как показал анализ геологических и инженерных данных, могут быть экономически извлечены из известного коллектора в будущем [10]. Согласно Международной энергетической статистике, в 2014 г. в мире насчитывалось 6973 доказанных запасов [10], в которых страны Ближнего Востока и Евразии составляют подавляющее большинство (Рисунок 3).

Рисунок 3.

Доказанные запасы природного газа в мире в 2014 г. (по данным [10]).

Несмотря на то, что природный газ стал одним из наиболее часто используемых видов топлива во всем мире и тенденции указывают на увеличение количества доказанных запасов за счет применения новых технологий, население мира будет продолжать расти и по-прежнему будет требовать больше энергии, поэтому количество ископаемого топлива не является достаточным ресурсом для всех стран. А также продолжающийся рост цен на ископаемые ресурсы и видимое влияние на глобальное потепление.

Согласно этому сценарию, универсальным топливом, получаемым из широкого спектра биомассы, является биогаз. Это может обеспечить возобновляемый источник энергии и может привести к снижению воздействия загрязнения из-за неадекватной утилизации отходов. В то время как неоткрытые технически извлекаемые ресурсы природного газа все еще растут, также образуется большое количество твердых отходов. Большинство стран мира имеют дело с их остатками; они представляют собой социально-экологическую проблему из-за отсутствия управления.Эта биомасса может использовать природный потенциал для производства энергии. Он производится постоянно, бесплатно во многих странах и широко доступен.

В этом отношении будущая роль биогаза в мире связана с доступностью различных типов органического сырья, что зависит от ряда экономических, социальных, технологических, экологических и нормативных факторов. Примеры различных видов сырья биомассы для производства биогаза по секторам показаны в таблице 2.

9048

Сектор	Тип сырья биомассы	Пример биомассы	Выход биогаза (м 3 CH 903 / т ВС)
Сельское хозяйство	Навоз и навозные жижи, зерновые, трава и другие побочные продукты	Свиной навоз	300
		КРС	200
Кукуруза (весь урожай)	205–450
Промышленные	Органические отходы, побочные продукты и остатки агропромышленного комплекса, кормовой пивоварни, сточные воды органических отходов и осадок	Whey	330
		Осадок флотации	540
Муниципальные	Бытовые отходы, полигоны, швы ил, твердые бытовые отходы и пищевые остатки	Фруктовые отходы	300–550
		Осадок сточных вод	400

Таблица 2.

Источники и тип биомассы по секторам.

Источник: модифицировано по исх. [11].

Прогнозируется, что к 2020 году возобновляемые источники энергии будут составлять 14% от общего энергобаланса ЕС, в котором на биомассу приходится 54% от 251 миллиона тонн нефтяного эквивалента (Мтнэ) (Рисунок 4). К сожалению, большая часть этой биомассы напрямую используется в качестве древесины, поэтому исследования потенциала биогаза можно оценивать с учетом определенного типа биомассы.

Рисунок 4.

Энергетический баланс ЕС, 2020 год [12].

В 2010 году первичное производство биогаза в Европе составило 10,9 Мтнэ, из которых 27% биогаза было произведено на свалках, 10% — из осадка сточных вод и 63% — на децентрализованных сельскохозяйственных предприятиях, твердых бытовых отходах, заводах по метанизации и т. Д. пищеварение и многопродуктовые растения [13]. Производство биогаза увеличилось до 31% по сравнению с 2009 годом. Германия — одна из стран, которые удвоили производство биогаза за последние годы, а также одна из основных стран-производителей биогаза в 2020 году в ЕС (Рисунок 5).Принятие и быстрый рост технологии показывают, как биогаз может внести важный вклад в энергоснабжение в краткосрочной перспективе.

Рисунок 5.

Потенциал биогаза на 2020 год в ЕС.

Как и спрос на биомассу, спрос на биогаз имеет ряд секторов конечных пользователей, которые имеют разные характеристики с точки зрения применения, экономической добавленной стоимости, потребителей, социальных выгод и воздействия на окружающую среду [14]. Если биогаз кондиционируется или очищается, он будет отличным решением для множества применений, обычно известных для природного газа, с добавлением универсальности его конечного использования.Некоторые примеры включают: моторное топливо, электричество, тепло, электричество и тепло, а также недавнюю замену углеродных соединений на пластмассовые изделия [11], а также образование побочных продуктов, которые можно использовать в качестве органических удобрений.

2.3. Преимущества энергии биомассы

Использование биомассы имеет важное экологическое преимущество с точки зрения сокращения истощения природных ресурсов [15], углеродно-нейтрального ресурса в ее жизненном цикле (Справочник по азиатской биомассе) и устойчивых энергетических систем [16].Было подсчитано, что к 2020 году 50% нынешнего потребления газа в Европейском союзе можно будет покрыть за счет биометана из сброженного сырья [17], способствующего улавливанию парниковых газов, таких как метан. Кроме того, процесс ферментации является альтернативой для обработки сырых остатков влажной основы и, в частности, анаэробного сбраживания из-за рентабельности [18, 19]. Биогаз можно сжигать непосредственно в котле для тепла и / или в двигателе для когенерации, тогда как биогаз для модернизации можно вводить в сеть природного газа и использовать непосредственно у потребителя в котлах и малых комбинированных теплоэлектроцентралях (ТЭЦ) [20].

3. Технологии преобразования биомассы

С прошлого века (1897 г.) некоторые азиатские страны, такие как Китай и Индия, начали свои первые испытания по использованию биогаза [21] посредством процесса стабилизации, который позволяет использовать его в домашних условиях и на фермах. масштабировать приложения. Точно так же Англия сообщила об использовании его в 1930-х годах для освещения улиц [11]. В обоих случаях основной источник биомассы для производства биогаза был взят из сточных вод, чтобы обеспечить топливо для приготовления пищи и освещения. Вкратце, использование биомассы для производства энергии имело фундаментальное значение для развития общества.

В настоящее время спрос на энергию и влияние на изменение климата привели к призыву к увеличению использования биогаза различными способами. В этом разделе представлены основные процессы или технологии преобразования, используемые для биомассы, с особым учетом производства биогаза.

3.1. Процесс преобразования биомассы

Технологии преобразования биомассы тесно связаны с типом биомассы, количеством, наличием, рентабельностью и требованиями конечного пользователя к биотопливу.Выбор технологии зависит от основного интереса «производителя». Во всех случаях основные виды обработки биомассы, которые могут быть применены, охватываются четырьмя технологиями преобразования: прямым сжиганием, термохимическими, биохимическими и биотехнологиями и нанотехнологиями (рис. 6).

Рисунок 6.

Технологии преобразования биомассы в энергию. Источник: модифицировано по исх. [2].

Важно отметить, что перед применением конверсионной технологии необходима предварительная обработка биомассы.В некоторых случаях биомассу необходимо собирать, собирать, транспортировать или хранить [22]. Кроме того, доступность ресурсов варьируется от региона к региону, в зависимости от погодных условий, типа почвы, географии, плотности населения и производственной деятельности, что усложняет выбор технологии обработки.

3.2. Прямое сжигание

Одно из старейших применений биомассы для производства энергии в мире — сжигание древесины (сжигание). Это мероприятие представляет собой традиционное использование биомассы, особенно в сельских районах.Он считается важным ресурсом экономического развития общества [23]. Тем не менее, когда дрова сжигаются в печи с открытым огнем, теряется около 80% энергии [24]. В последнее время технологии предполагают использование энергоэффективных печей, которые не только обладают лучшим тепловым КПД, но и позволяют избежать загрязнения воздуха в помещении. Другое специализированное оборудование включает печи, котлы, паровые турбины и турбогенераторы. Сжигание биомассы позволяет использовать накопленную химическую энергию.Как правило, процессы горения включают прямое окисление вещества в воздухе, то есть воспламенение или сжигание органических веществ в атмосфере воздуха, достаточную для реакции с кислородным топливом.

3.3. Термохимический процесс

Термохимический процесс, как и прямое горение, имеет стержневую ось — температуру. Одно из основных отличий — это индуцированная атмосфера, в которой происходило преобразование биомассы. Этот процесс окисления может происходить в присутствии или в отсутствие газифицирующей среды. Преобразование биомассы зависит от переменных температуры и давления.Например, если субстрат для преобразования находится в присутствии газа, такого как кислород, водяной пар или водород, производство топлива выполняется посредством газификации. Однако если разложение материала происходит в отсутствие кислорода, то есть азота, при контролируемых давлении и температуре, то процесс называется пиролизом.

Имеется хороший опыт пиролиза определенных материалов, при котором можно извлечь древесный уголь, бионефть и топливный газ [25].

3.4. Биохимический процесс

Биохимическая обработка, в отличие от термохимического процесса, обеспечивает выработку энергии за счет биологического преобразования органических соединений с использованием анаэробного сбраживания или ферментации биомассы.Ферментация обычно используется для производства биотоплива, такого как этанол, из сахарных и крахмальных культур [22]. Тем не менее, есть еще один способ преобразования биомассы — анаэробное сбраживание.

Среди общей справочной информации о конверсионных технологиях анаэробное сбраживание является основным направлением в этом разделе из-за прямого производства биогаза. Анаэробный процесс аналогичен процессу пищеварения жвачных животных. Биомасса разлагается консорциумом бактерий в анаэробной среде с образованием основного продукта — газа.Этот газ, называемый биогазом, представляет собой проверенную технологию, и его использование широко распространяется по всей Европе.

Для производства биогаза существуют более точные типы биомассы, например, биомасса с высоким содержанием влаги в органических отходах (80–90%) или влажные остатки биомассы в виде навоза, твердых городских органических отходов и осадка сточных вод [22 ]. Процесс анаэробного сбраживания обычно происходит в реакторах или резервуарах в рамках одностадийного, многоступенчатого процесса или сухого сбраживания.

Анаэробный варочный котел можно разделить на категории, спроектировать и использовать в различных конфигурациях: периодический или непрерывный, температурный (мезофильный или термофильный), содержание твердого вещества (высокое или низкое содержание твердого вещества) и сложность (одноступенчатый или многоступенчатый) [26].Другая конкретная конфигурация, учитывающая загрузку органических веществ, варочный котел, подразделяется на пассивные системы (закрытые лагуны), системы с низким расходом (реактор полного смешения, поршневой поток и смешанный поршневой поток) и высокопроизводительные системы (контактная стабилизация, фиксированная пленка, суспензия). среды и партии секвенирования) [27]. Все эти типы реакторов выполняют анаэробное сбраживание, но каждый из них работает для достижения важных функций с различными применениями конечных продуктов.

Опыт использования в секторе животноводства в Мексике реактора анаэробного сбраживания с закрытой лагуной показывает преимущества использования биогаза не только с точки зрения окружающей среды, поскольку улучшается качество сточных вод, но и с экономической точки зрения, благодаря отсутствию штрафов за сбросы воды и социальным последствиям. принятие животноводческой деятельности в регионе (таблица 3).

115,315 в год)

15 115,315

Снижение выбросов (тонн CO ₂ e)

Остатки биомассы (навоз свиней)	Технические аспекты
Количество животных (головы)	32,483
Производимый навоз ежегодно (тонн
Производство биогаза (м 3 / год)	2,538,389
Потребление энергии (кВтч / год)	52,072
Производство энергии (кВтч / год)	255,528	22
14027

Таблица 3.

Опыт производства биогаза в животноводстве Мексики.

Источник: по данным исх. [28].

В этом примере различные преимущества производства биогаза в животноводческом секторе подчеркнули использование биогаза в производстве энергии. В отличие от других источников энергии, в этом случае произведенный биогаз используется на ферме для собственного потребления газовым двигателем внутреннего сгорания. Тепло, выделяемое двигателями, можно использовать для нагрева реактора или сушки отходов. Биогаз имеет такое качество, которое не требует потребления в момент производства.Производство этого биотоплива также влияет на макро- и микроэкономические аспекты из-за создания новых источников занятости и доступа к энергии в удаленных местах. Кроме того, животноводство продает органические удобрения, полученные из высококачественного дигестата, полученного при производстве биогаза.

Кроме того, достигается уменьшение запаха и удаление патогенных организмов в остатках домашнего скота. Выбросы метана из навоза улавливаются, уменьшая выброс метана в атмосферу.Метан (CH ₄ ) считается одним из крупнейших источников выбросов парниковых газов в секторе животноводства, с потенциалом глобального потепления в 25 раз больше, чем двуокись углерода (CO ₂ ) [29, 30].

В целом, упомянутые выше технологии преобразования биомассы могут быть интегрированы в концепцию биоперерабатывающего завода. По аналогии с процессами переработки нефти, различное сырье биомассы предлагает широкий спектр продуктов, которые могут использоваться в качестве топлива, включая газ, нефть или химические вещества, что дает большие возможности для использования когенерационных систем и объектов снабжения в транспортном секторе.

4. Процесс биометанизации

Когда основным конечным продуктом на биогазовой установке является метан, подобный природному газу, этот усовершенствованный газ называется биометаном. Содержание метана определяет энергетическую ценность биогаза [11]. В этом отношении одной из основных причин повышения качества биогаза до степени, эквивалентной природному газу, является закачка в газораспределительную сеть и, таким образом, диверсификацию некоторых источников природного газа.

Процесс биометанизации открывает новые пути для достижения этой цели: во-первых, потому что хранение газа в расширенном режиме позволяет впрыскивать его в распределительную систему, а во-вторых, в основном из-за разнообразного использования топлива на транспортных станциях.

Как видно из приведенных выше разделов, основными видами использования биогаза в развивающихся странах являются освещение, приготовление пищи и другие газовые турбины. В промышленно развитых странах биогаз производится в крупномасштабных варочных котлах (биогазовых установках), которые заинтересованы в концентрации метана из биогаза для соответствия стандартам природного газа. В зависимости от конечного использования необходимы различные виды обработки биогаза (очистка или улучшение). Например, для автомобильного газового топлива требуется биогаз, близкий по качеству к природному газу, поэтому необходим процесс повышения качества биогаза.Другими словами, биометанизация позволяет удерживать, контролировать и распределять биогаз.

4.1. Очистка биогаза

В биогазе есть некоторые нежелательные компоненты, которые способствуют коррозии многих материалов и двигателей: H ₂ S, кислород, азот, вода, силоксаны и следы частиц (см. Таблицу 1). Эти примеси могут вызывать или способствовать коррозии во многих частях биогазовой системы или оборудования, в котором используется биогаз. В целом эти компоненты необходимо удалить, чтобы обеспечить концентрацию метана в биогазе.

Вода, содержащаяся в биогазе, может вызвать коррозию трубопроводов из-за образования угольной кислоты в результате реакции воды и диоксида углерода [31]. К счастью, его можно удалить путем охлаждения, сжатия, абсорбции или адсорбции (активированный уголь, сита или SiO ₂ ). Сероводород (H ₂ S), еще один нежелательный компонент биогаза, имеет коррозионную природу, вызывая повреждение двигателя, трубопроводов и т. Д. Это высокотоксичный газ, который пытается разрушить здоровье человека.Удаление сероводорода может быть выполнено осаждением, адсорбцией на активированном угле для удаления H ₂ S (патент US 8669095 B2) [32]. Силоксаны также являются примесью биогаза. Это может повлиять на оборудование для сжигания, например, на газовый двигатель, из-за образования оксида кремния. Наиболее распространенными методами удаления силоксановых компонентов в основном является адсорбция на активированном угле, активированном алюминии или силикагеле [31].

После обессеривания и осушки биогаза он может вырабатывать электроэнергию и тепло в системах когенерации, комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) или может быть преобразован в энергетические продукты с более высокой стоимостью, плотностью и теплотворной способностью.

4.2. Модернизация биогаза

Во всем мире количество модернизируемых биогазовых установок увеличилось, достигнув 100 в 2009 году [7]. Этот объект привлек внимание всего мира в связи с ростом цен на нефть и природный газ.

Биогаз, полученный при анаэробном сбраживании биомассы, содержит значительное количество диоксида углерода, что приводит к снижению энергосодержания. Чтобы улучшить эту характеристику, требуется отделение диоксида углерода посредством процесса повышения качества.Перед обновлением рекомендуется очистить газ.

По сравнению с обычным использованием биогаза, повышение качества биогаза дает несколько преимуществ, связанных с транспортировкой газа, и дает возможность повысить общую эффективность использования газа. В этой части важно прояснить, что очистка биогаза относится к отделению примесей, в то время как повышение качества относится к отделению CO ₂ .

В настоящее время существует несколько коммерчески доступных технологий очистки и повышения качества биогаза, таких как адсорбция при переменном давлении (PSA) (патент США 6340382 B1) [33], водная очистка, органическая физическая очистка и химическая очистка.Большинство из них представляют собой комбинацию или один или два процесса очистки или повышения качества биогаза (Рисунок 7).

Рисунок 7.

Очистка биогаза различными способами и повышение качества биогаза. Источник: адаптировано из исх. 34.

Если биогаз улучшить до биометана с содержанием метана примерно 98% в биогазе, он может иметь те же свойства, что и природный газ [35]. Согласно этим стандартам биометан можно подавать в имеющуюся газовую сеть или использовать для любых целей, для которых используется природный газ.Однако общие экологические выгоды от использования биогаза наиболее высоки, когда биогаз используется в качестве автомобильного топлива вместо масла или дизельного топлива [4].

Фактически, выбор оптимальной технологии для обогащения биогаза зависит от качества и количества очищаемого сырого биогаза, желаемого качества биометана и конечного использования биогаза, системы анаэробного сбраживания, непрерывности биомассы. , а также местные обстоятельства [36].

6. Заключение

Большинство стран мира по-прежнему зависят от энергоснабжения, в основном от ископаемого топлива.Обществу необходимо обеспечить спрос на энергию посредством социального равенства и смягчения воздействия на окружающую среду. В этом отношении производство биогаза является не только многообещающим способом, но и в настоящее время одной из наиболее возобновляемых технологий, способных предложить энергию, как и ископаемое топливо.

Биогаз может сыграть ключевую роль в системах возобновляемой энергии в ближайшем будущем благодаря своей универсальности, доступности, сохраняемости и энергетической ценности. В этом контексте по-прежнему необходима адекватная государственная политика (регулирование) для создания экономических, социальных и культурных условий для производства биогаза.

Несмотря на то, что эта технология была принята во многих странах Европы, все еще существует необходимость в разработке и применении более адекватной технологии для очистки и преобразования биогаза в биометан в местах с ограниченным использованием (впрыск в сеть), что становится настоящий вызов.