Мембранные технологии в производстве биогаза

ВВЕДЕНИЕ

Биогазовые установки обеспечивают переработку органических отходов (стоков животноводческих производств и растениеводства) и осадков сточных вод в биогаз (горючий газ). Наряду с биогазом биогазовые установки производят высокоэффективное дорогостоящее жидкое органическое удобрение.
В настоящее время многие российские предприятия активно разрабатывают и осваивают производство биогазовых установок различной мощности и назначения. В большинстве стран мира биогазовые технологии стали стандартом очистки и утилизации муниципальных и индустриальных сточных вод и переработки сельскохозяйственных и твердых бытовых отходов с целью получения биогаза для производства тепловой и электрической энергии и высокоэффективного органического удобрения.
Увеличение выбросов парниковых газов, рост потребления воды и ее загрязнение, снижение плодородия земель, неэффективная утилизация отходов и растущие проблемы с загрязнением окружающей среды, обезлесивание являются следствием нерационального использования природных ресурсов по всему миру. Биогазовые технологии являются одним из важных компонентов в цепи мер по борьбе с указанными проблемами и обеспечению прогнозов развития биоэнергетики.
Индивидуальные хозяйства могут получить выгоду и от внедрения биогазовой установки, и от использования продуктов переработки отходов в этой установке. Расчеты показывают, что срок окупаемости биогазовой установки составляет в среднем три года, хотя для многих установок возможен срок менее одного года, поэтому для сельских жителей большой проблемой является именно первоначальная стоимость установки.



ОПИСАНИЕ ПРОЕКТА
Вид проекта:
Научно-технический
Название проекта:
Мембранные технологии в производстве биогаза
Проблема, которую решает проект:
Суть проблемы, остроту которой может снизить данный проект, состоит в загрязненности биогаза примесями, снижающими его качественные характеристики. Проблема состоит в недостаточном уровне применения существующих технологий очистки биогаза, что снижает удельный выход энергоформирующей составляющей биогаза на установках различного типа (сельскохозяйственные организации и фермы, коммунальное хозяйство, переработка сельскохозяйственного сырья, химическое производство и др.).
Химический состав биогаза представлен в таблице 1:
Таблица 1
Вид газов Химическая формула Удельный все в общем объеме биогаза
Метан CH4 40-70%
Углекислый газ CO2 30-60%
Аммиак NH3 1-5%
Водород H2 0-1%
Сероводород H2S 0-3%
Вода H20 до 40%
Из таблицы следует, что удельный все газов, снижающих теплотворную способность биогаза может достигать 8% от его объема. Теплотворная способность биогаза составляет в среднем 80% от того же показателя природного газа. Так как, поставщиком энергии в составе биогаза выступает метан, то теплотворная способность биогаза и, соответственно, удельный выход энергии от его использования, напрямую зависит от степени очистки от других газов. Имеющиеся к настоящему времени технические решения не в полной мере решают проблему очистки биогаза от примесей.
Актуальность проекта:
Проблема очистки биогаза от примесей за счет применения мембранных технологий значима для общества в контексте глобальной экологической проблемы – снижения выброса парниковых газов в силу негативного их влияния на климат Земли. Актуальность проблемы проекта проявляется также в рамках решения глобальных задач устойчивости социально-экономического развития для отдельных государств и территорий.