Способ сжигания птичьего помета и котел для осуществления способа. Котельная с применением прямого сжигания

Существует поговорка, что из мужика господин такой, как из навоза пуля. А вот отечественные кулибины эту народную мудрость немного подкорректировали. Сейчас акционерное общество «Белкотломаш» стало первым белорусским предприятием, где наладили нового перспективного вида продукции: водонагревательных котлов , сжигающих подстилочно-пометную массу.

Подобная утилизация отходов птицеводства позволяет решить сразу две важные для промышленности задачи: экономическую и экологическую. Котел не только производит тепловую энергию, но и сжигает куриный помет , который при ненадлежащих условиях хранения, переработки и утилизации становится опасным.

Известно, что сегодня цыплят-бройлеров выращивают в основном на глубокой подстилке. Преимущество этой технологии состоит в том, что с суточного возраста и до забоя птицу содержат в одном помещении . Глубокая подстилка хорошо поглощает влагу, вредные газы, улучшает санитарное состояние помещения и служит теплоизоляцией. Однако этот способ имеет один серьезный недостаток, так как на одного цыпленка нужно около 2,5-3 килограммов опилок.

В результате на каждой фабрике, которая использует технологию напольного выращивания, каждый день накапливаются десятки тонн использованной подстилочно-пометной массы. Птицефабрика на 400 тысяч несушек получает за год около 30 тысяч тонн помета . При его гниении выделяется около 700 тонн биогаза, в том числе 450 тонн метана, 208 тонн углекислого газа, 35 тонн водорода, сероводорода и аммиака. Ущерб экосистеме от выбросов оценивается в миллионы долларов.

Поэтому для птицефабрик Беларуси и других стран мира утилизация отходов птицеводства является довольно сложной задачей. Такую пометную массу (в натуральном или гранулированном виде) можно использовать в качестве удобрений, но вносить ее в почву нужно в небольшом количестве, так как в противном случае земля надолго выводится из оборота. Если в непосредственной близости друг от друга несколько крупных птицефабрик, то утилизация отходов является уже серьезной экологической проблемой.

Небольшие водонагревательные котлы устанавливают непосредственно на территории птицефабрики

Оптимальный выход из ситуации - сжигание помета в котлах , работающих на твердом топливе. Задача эта не из легких. Подстилочная масса содержит соединения серы и фосфора , которые разрушают трубную систему агрегатов и за считанные месяцы выводят ее из строя. Одним из предприятий не только в Беларуси, но и на всем постсоветском пространстве, которое взялось за решение этой проблемы, является «Белкотломаш».

Разработанная им установка может использовать подстилочный помет влажностью до 60% . Тепловая энергия, полученная при сжигании, идет на обогрев и технологические нужды птицефабрики. Помет не требует предварительной сушки или гранулирования, что значительно упрощает весь процесс. Уже сегодня специалисты подсчитали, что использование такого котельного оборудования позволит отечественным бройлерным птицефабрикам получить ряд конкурентных преимуществ. В первую очередь это позволит значительно сократить расходы на закупку газа, которые составляют сотни тысяч долларов ежегодно (для птицефабрик, которые используют газовые котлы), снизить капитальные затраты на строительство хранилищ помета, а также существенно уменьшить экологическую нагрузку на окружающую среду путем утилизации токсичного продукта без необходимости его длительного хранения. Разработчики нового оборудования сообщают, что испытание котла прошло успешно , поэтому в самое ближайшее время оно будет поставляться на птицефабрики Беларуси, России и других заинтересованных стран региона.

4. WEYDER - просто любит пошутить (у нас на Украине жизнь - не очень весёлая, а у WEYDERа - по целому ряду причин, о каких здесь рассказывать не буду - это его личное, жизнь и того грустнее. Вот он, чтобы руки не опускались и - шутит иногда. Но корректно - с чувством, с толком и расстановкой. При этом очень многие на его шутки-розыгрыми часто попадаются - он и в розыгрышах талантлив).

Русс уже нормально все, врагов напугали, да и к возможной смерти биоскафандра от врагов я теперь отношусь с большой долей пофигизма, как и к этой вылазки на планету, просто изучаю её, наслаждаюсь ей.

Что касается топки куриным удобрением:
1. Биогазовая установка зимой - по-моему все таки убыточная затея. Намного перспективней - прямая биотермореакция с выведением штамов бактерий работающих при температурах 80С. Для этого я скоро (если банючье не убьет) буду строить более совершенный биотермореактор способный четко контролировать температуру, газообмен, чтоб запустить стабильную биотермореакцию.
Но это не позволит переработать то что у меня уже накопилось. И неизвестно как пойдут исследования.

2. Сжигание, оно и понятное и удобное и легко контролируемое + положительные эксперименты, пробы, уже провел, фото вы видели. Да энергия слабоватой оказалась и очень зависит от сушки, но! этого топлива, реально очень много получается, поэтому просто нужно сжигать его больше, чтоб получать нужную для дома энергию.
И думаю вполне реально отопить зимой свой дом. (главное котел побыстрее доделать)

3. По биогазовой установке, я уже говорил - зимой не выгодно, управлять реакцией трудно, много с ней проблем - именно зимой когда газ как на зло нужен, и нужно его много.
Летом, для летней газовой печки да, удобно.

П. с. на самом деле я очень редко шучу

3. куда именно и насколько ласково "отправит" вас руководитель сельхозхозяйства, когда вы ему предложите котёл в котором он должен будет сжигать (мучаясь в угарах амиака и в потугах поджечь воду) куринный помёт вместо дров.

Русс на самом деле ситуация такая - что фермерам проще купить селитры, чем навоз бесплатный разбрасывать.

с временем сейчас напряг, в голове все, в комп блин перенести некогда. Для начала, нужно собрать экспериментальный котел, испытать его зимой, устранить все недочеты, а потом можно будет что-то и придумать может вместе скооперируемся и производство горелок сделаем я могу электронику делать и программу правильную написать на мк (без неё толкового ничего не получиться), а вы железо. ? как думаете?
Но для начала нужно испытания провести. Сырыми изделиями торговать никак нельзя.

у нас в Донецкой обл, в лучшем случае его "бесплатно" вывезут, а так в любой балке его ГОРЫ а у птицефабрик по округе этого - мертвые озера.

а и консистенция продукта, за вё не могу сказать. но то что сам видел, примерно как у густой сметаны. Но оно может и к лучшему . В котёл удобно подавать. да и заполнение шахты будет практически 100% .

жидкое? в котел подавать абсолютно бесполезно. Его нужно сушить летом в сушилках, или биотермореакторах, как я сушил.

Даже немного влажное - затухнет к *биной *атери - пробовал пару лет назад (для других целей). Не хватит у куриного энергии, чтоб испарить пол литра воды с литра объема. Да и очень оно связанное там, вариться, подгорает, но даже через часы очень хреновосохнет.

Топливо - куриный помет в смеси с подстилкой из лузги подсолнечника подсушенный до влажности 23%.

Экспериментальная установка представляет собой вихревую топку, выполненную в виде выносного предтопка.

Результаты эксперимента по сжиганию куриного помета

Место проведения эксперимента – г. Вольнянск

Время проведения – 26-27.01.2011 г.

Температура воздуха в помещении - + 13- +15оС

Температура воздуха на улице - -15оС

Топливо - куриный помет в смеси с подстилкой из лузги подсолнечника подсушенный до влажности 23%. Другие данные по калорийности, фракционному составу, выходу летучих, а также по составу минеральной части отсутствуют.

Краткое описание установки: экспериментальная установка представляет собой вихревую топку, выполненную в виде выносного предтопка. Предтопок установлен в непосредственной близости парового котла Е10-14, и соединенная с ним теплоизолированным газоходом и используется с ТДМ и существующей системой автоматики котла, конструктивно выполнен по следующей схеме. Цилиндрический корпус футерованный из нутрии огнеупорным материалом, для организации вихревого движения оборудован двумя завихрителями (верхним и нижним), 4 дутьевыми зонами расположенными по высоте. В верхней зоне установлен узел тангенциального ввода топлива с подводом первичного дутья с целью совместного ввода с топливом. Над верхней дутьевой зоной установлен завихритель в который подается воздух вторичного дутья для формирования организованного выпуска топочных газов из вихревого предтопка. Нижняя дутьевая зона состоит из нижнего завихрителя, с центральным отверстием для выгрузки золы, и соплами основного дутья. В средние дутьевые зоны подается вторичный воздух с целью поддержания устойчивости вихревого потока по высоте.

Описание эксперимента:

Опробована система пневмотранспорта в реактор, организовано вихревое движение в топке. Воздух подается в следующие зоны:

Эжектор;

Нижний завихритель:

Нижние дутьевые сопла основного дутья.

Остальные дутьевые зоны практически отключены в виду большого сопротивления газового тракта.

Был произведен пуск установки из холодного состояния путем розжига растопочного материала. Система топливоподачи работала надежно. Вихрь находился в стабильном состоянии. Отложений на стенах реактора и пода топки не наблюдались. Температура в реакторе – 800-1100оС в зависимости от расхода топлива, задаваемого изменением количества оборотов питателя.

Непрерывная постоянная работа оказалась невозможна из-за отсутствия воды в котле и соответственно утилизации тепла, отходящего из установки.

В целом в течении дня пришлось трижды запускать вихревой предтопок, пуски производились без затруднений с быстрым выходом на рабочие режимы.

27.01.2011 (по истечении 15 часов).

Было произведено 2-3 пробных пуска на дровах, попробован режим розжига в горячую топку. Временные остановки были связаны с зависанием топлива в бункере и срабатыванием системы безопасности котла. Полностью закрыты все дутьевые зоны, кроме нижнего ряда сопел основного дутья из-за недостатка топлива на траспортирование.

Жарков Г. В. * , к.т.н. Пьяных К. Е. ** , Пупин В. Б. ** .
* ООО «Адаптика » (пгт. Белые Берега, г. Брянск, Россия ),
** Институт газа НАН У (Киев , Украина)

Аннотация . С развитием птицеводства проблема утилизации куриного помета приобретает все большую актуальность. Помет является сильным загрязнителем почвы, водного и воздушного бассейнов. В то же время помет — ценное сырье для производства удобрений, добавки к комбикормам и энергетический ресурс. Приведен сравнительный анализ различных направлений утилизации помета. Наиболее эффективным представляется комплексный подход к утилизации, в основе которого производство и газификация пеллет из подстилочного помета с использованием коксо-зольного остатка в качестве высококачественного удобрения и выработкой электрической и тепловой энергии для собственных нужд и внешних потребителей. Приведены составы генераторного газа, полученного при газификации пеллет из подстилочного и нативного помета. Предлагается схема предприятия по комплексной переработке помета.

В настоящее время самая динамично развивающаяся отрасль сельского хозяйства области — птицеводство. В ней достигается наибольшая отдача продукции в расчете на единицу затраченного корма. Как следствие, с 2008 по 2012 годы в Российской Федерации наблюдался устойчивый рост поголовья птицы. За этот период оно увеличилось на 123,4 млн голов. Прирост только в 2012 году составил более 24 млн. голов, достигнув к началу 2013 года 394,2 млн. голов . Очевидно, что, как и у каждой бурно развивающейся отрасли, у птицеводства есть «болезни роста». Одной из наиболее болезненных проблем является проблема утилизации куриного помета.

Министерством природных ресурсов РФ от 02.12.2002 утвержден «Федеральный классификационный каталог отходов», в который помет птиц включен как вещество III класса опасности. Птицефабрикам стали предъявлять серьезные штрафные санкции за размещение так называемых «опасных отходов».

С учетом постановления правительства России от 12.07.2003 № 344 «О нормативах платы за выбросы в атмосферный воздух загрязняющих веществ стационарными и передвижными источниками, сбросы загрязняющих веществ в поверхностные и подземные водные объекты, размещение отходов производства и потребления» за размещение отхода III класса опасности (птичьего помета) с птицефабрик взимается штраф в размере 497 руб. за тонну, если в птицеводческих хозяйствах птичий помёт не утилизируется, а накапливается в хранилищах. В настоящее время по данным Минсельхоза платежи агрокомпаний за размещение на своих угодьях помета и других отходов доходят до 35 млрд. руб. в год, не считая штрафов за загрязнение окружающей среды.

Безподстилочный помет по уровню химического загрязнения окружающей среды в10 раз опаснее коммунально-бытовых отходов. Являясь благоприятной средой для сохранения и развития различных микроорганизмов и гельминтов, помет создает угрозу заражения водоемов, почвы, подземных вод, кормов и пастбищ опасными для людей и животных возбудителями болезней. По данным Всемирной организации здравоохранения более 100 видов различных возбудителей болезней животных и человека могут успешно развиваться в этой среде .

Наибольший уровень экологических нагрузок испытывают поля утилизации безподстилочного помета. Площадь полей, загрязненных органогенными отходами, в том числе животноводства, в РФ превышает 2,4 млн га, причем 20% являются сильно загрязненными, 54% - загрязненными, 26% - слабо загрязненными. Данные земли - постоянный источник загрязнения биосферы. При длительном хранении помета на грунтовых площадках, открытых для атмосферных осадков, экологические проблемы неизбежны. В поверхностном слое почвы (0 ,4 м) уровень минерального азота достигает 4950 кг/га, в том числе уровень нитратного азота превышает 2500 кг/га, что в 17 раз выше по сравнению с незагрязненной почвой. В грунтовых водах содержание нитратного азота превышает содержание его в дренажных водах с поля в 2 раза, аммиачного азота - в 8 раз, фосфора - в 11 раз, калия - в 10 раз. Только экологический ущерб от нарушения регламентов использования безподстилочного помета в настоящее время оценивается в 150 млрд. руб. Ущерб от причинения вреда здоровью людей и животных не поддается оценке даже приблизительно. Уровень заболеваемости населения в районах функционирования крупных животноводческих предприятий и птицефабрик в 1,6 раза превышает ее средний показатель в Российской Федерации.

Приведенные данные подтверждают, что грамотно организованная утилизация отходов очень важна как для успешного ведения конкурентоспособного производства, так и для обеспечения сосуществования птицеводческих комплексов и населения прилегающих территорий.

Куриный помет не только отходы, но и ценное сырье, которое необходимо использовать. Известно, что птичий помет это :

• органическое удобрение с высоким со-держанием питательных веществ. Куриный помет как удобрение превосходит навоз, в нем содержится: азот (N ) - 1,6%, фосфор (P ) - 1,5%, калий (K ) - 0,8%, кальций (Ca ) — 2,4%, магний (Mg ) - 0,7%, сера (S ) - 0,4%. Также в нем содержатся микроэлементы: медь, марганец, кобальт, цинк, и аминокислоты;
• ценная кормовая добавка. Сухой куриный помет содержит 26-38% сырого протеина, 12-14% клетчатки, 3-5% жиров, 3-9% кальция, до 5% фосфора;
• биотопливо, низшая теплота сгорания которого составляет 3500…4000 ккал/кг сухой массы в зависимости от наличия и состава подстилки.

Использование помета не только технически возможно, но и экономически оправдано. Представляет интерес создание предприятия, рассчитанного на комплексное использование помета во всех перечисленных направлениях. Изложим основные положения такого подхода.

Помет как сырье для производства удобрений. Суть процесса предполагает производство гранулированных удобрений способом ускоренного компостирования. Такой подход полностью удовлетворяет требованиям документа «Ветеринарно -санитарные правила подготовки к использованию в качестве органических удобрений навоза, помета и стоков при инфекционных и инвазионных болезнях животных и птицы» (утв . Минсельхозпродом РФ 04.08.1997 № 13-7-2/1027) и позволяет получить качественный экологически чистый продукт, на который существует устойчивый спрос сельхозпроизводителей. Требования к качеству, методам контроля, условиям хранения, транспортирования и даже нормы применения такого продукта уже разработаны и изложены в ГОСТ Р 53117-2008 «Удобрения органические на основе отходов животноводства. Технические условия». Существуют готовые решения по ускоренному компостированию, проведены исследования по влиянию удобрений на основе компостированного помета на урожайность сельскохозяйственных культур. Остается подобрать комплект оборудования для производства оборудования, обеспечить его энергоносителями и приступать к формированию сети потребителей, производству и реализации. Очевидно, что если стоимость вырабатываемых удобрений не будет высокой, а форма будет удобной для применения, данный продукт составит существенную конкуренцию традиционным минеральным удобрениям.

Помет как составляющая комбикормов для крупного рогатого скота . Особенностью пищеварения у птиц является быстрое движение пищи по пищевому тракту. Как следствие, не все компоненты и питательные вещества усваиваются . В результате содержание в курином помете такого ценного продукта как белки превышает 30%. Пищеварительный тракт жвачных животных позволяет эффективно извлекать питательные вещества из корма. Это дает возможность использовать птичий помет как добавку к естественному рациону крупного рогатого скота. Использование непереработанного помета для этих целей невозможно: характерный запах, вкусовые качества, патогенная и условно-патогенная микрофлора не позволяют применять помет в виде кормовой добавки. Однако сушка и термообработка позволяют устранить запахи и уничтожить микрофлору. Это открывает широкие возможности по использованию куриного помета. Исследования по влиянию использования помета в качестве подкормки проводились во многих странах, в том числе и в СССР, неизменно показывая хорошие результаты, На этом основании еще в 1976 году Министерство сельского хозяйства утвердило «Временные ветеринарно-санитарные требования к сухому птичьему помету, применяемому для кормления сельскохозяйственных животных».

Подкормка в виде подготовленного куриного помета позволяет значительно увеличить привес животных при откорме, уменьшив при этом затраты на обеспечение этого привеса. Как и в случае применения помета в качестве удобрений, требования, обеспечивающие широкое использование те же: низкая цена и удобство использования.

Помет как энергетический ресурс. Сразу оговоримся, что использование нативного (безподстилочного ) помета для обеспечения энергетических нужд считаем необоснованным. Фраза Менделеева о нефти может быть в полной мере отнесена и к куриному помету. Нативный помет должен использоваться по приведенным выше направлениям. В отношении подстилочного помета, утилизация которого представляет собой реальную проблему, а результаты переработки не так однозначны, разумное его использование как энергетического ресурса абсолютно оправдано. Возможны несколько направлений такого использования: выработка биогаза и дальнейшее его использование; прямое сжигание; газификация и использование полученного газообразного топлива.

Выработка биогаза предполагает анаэробное разложение помета, очистку биогаза и сжигание в газопоршневых двигателях для получения электроэнергии и тепловой энергии за счет утилизации тепла выхлопных газов двигателей.

Оценим эффективность когенерационного комплекса на базе биогазовой установки, исходя из следующих данных:

• выход биогаза при анаэробном разложении куриного помета с подстилкой влажностью 60% по данным компании ZORG Biogas достигает 90 м³ на 1 тонну .
• теплота сгорания биогаза — 5000-6500 ккал/нм 3 ;
• при работе газопоршневых двигателей в виде тепловой энергии можно получить до 40% от исходного энергетичесого потенциала топлива;

Анализ представленных данных показывает:

• из 10 т помета с влажностью 45% будет получено 13,75 т помета влажностью 60%
• выход газа составит 13,75 т/ч ∙90 м³ /т = 1237,5 м³ /ч;
• энергетический потенциал полученного газа 1237,5 м³ /ч ∙ 5750 ккал/ м³ = 7,12 (8 ,28 МВт∙час);
• что позволяет выработать электроэнергии — 8,28 МВт ∙ 0,35 = 2,9 МВт∙час;
• дополнительно выработка тепловой энергии составит 7,12 Гкал ∙ 0,4 = 2,85 Гкал.

Таким образом, комплекс, рассчитанный на производство биогаза из 10 т/ч подстилочного куриного помета влажностью 45% и производство электрической и тепловой энергии, обеспечивает генерацию: 2,9 МВт электрической энергии и 2,85 Гкал тепловой энергии.

Достоинства и недостатки такой технологии известны. Перечислим основные проблемы: длительный и достаточно тонкий процесс переработки исходного сырья, необходимость поддержания температуры субстрата выше температуры окружающей среды, большие объемы удобрений с высокой влажностью (92 …95%), получаемых в ходе переработки. Существенной проблемой для подобного использования помета являются также высокие удельные капитальные вложения на создание комплексов, достигающие для анализируемого случая 2000…2500 Евро на 1 кВт установленной мощности.

Прямое сжигание . Рассмотрим аналогичную ситуацию, предполагающую производство электрической и тепловой энергии. Подстилочный помет сжигается в паровом котле, вырабатываемый пар и используется для производства электрической энергии посредством паровой турбины. Рассматривая комплексы в одинаковых условиях получим:

• мощность комплекса по переработке помета - 10 т/ч (при влажности 45%);
• к.п.д. парового котла, работающего на твердом топливе - 82%;
• к.п.д. парового турбогенератора при работе в конденсационном режиме -25%.

Анализ представленных данных:

• примем удельную низшую теплоту сгорания сухого материала 4000 ккал/кг, что вполне оправдано в случае использования в качестве наполнителя древесных опилок. Тогда полная теплота сгорания подстилочного помета при влажности 45% составит:
  4000 ∙ (1 -0,45) - 550∙ 0,45 = 1952,5 ккал/кг

• энергетический потенциал помета, сжигаемого за 1 час в котле, составит:
  1952,5 ∙ 10000 = 19,52 Гкал

• энергетический потенциал пара, полученного из помета:
  19,52 Гкал ∙ 0,82 = 16 Гкал (18 ,6 МВт∙час)

• производство электрической энергии с использование паровой турбины, работающей в конденсационном режиме:
  18,6 МВт∙час ∙ 0,25 = 4,65 МВт∙час.

Возможна также работа комплекса с турбиной, в которой предусмотрены промышленные отборы пара или теплофикационный режим. В этом случае производство электроэнергии будет снижено, но комплекс сможет поставлять тепловую энергию.

Таким образом, комплекс, рассчитанный на прямое сжигание 10 т/ч подстилочного куриного помета влажностью 45% и производство электрической энергии, может вырабатывать до 4,65 МВт электроэнергии.

В сравнении с технологией, рассмотренной ранее, капитальные затраты будут существенно ниже. Средние удельные расходы на комплекс производства электроэнергии по паровому циклу составляет 1500 Евро на 1 кВт установленной мощности.

К сожалению, сжигание подстилочного помета без предварительной обработки - сложная задача, решение которой сопряжено с необходимостью обеспечения выполнения экологических нормативов. Влажность и состав утилизируемого помета - величина не постоянная, что оказывает влияние на режим эксплуатации оборудования и состав выбросов.

Сжиганию отходов в мире уделяется много внимания. Специальные требования к сжиганию отходов изложены в директиве 2000/76/ЕС Европейского парламента «О сжигании отходов». В этом документе сказано, что обязательным при сжигании неопасных отходов является поддержание в топочном пространстве температуры не менее 850 °C и выдержка при этой температуре газообразных продуктов, в течение минимум 2 секунд. Если сжигаются опасные отходы с содержанием более чем 1% галогенных органических соединений, выраженных как хлорин, температура должна быть не менее 1100 °C. Проблемы прямого сжигания и возможные экологические риски существенно снижают ценность такого подхода к использованию помета .

Газификация. Реальной альтернативой технологиям производства биогаза и прямого сжигания может быть технология газификации куриного помёта с последующим использованием произведенного генераторного газа для выработки тепловой и электрической энергии. Важно, что применение технологии газификации наиболее эффективно в рамках многофункционального комплекса по утилизации куриного помёта. При этом товарными продуктами на выходе комплекса являются удобрения, топливные пеллеты, электрическая и тепловая энергии.

Существует несколько технологий производства газообразного топлива путем термической его переработки. На основании собственного опыта газификации различных исходных продуктов, включая помет и другие отходы сельскохозяйственного производства, исходим из положения, что энергетический агрегат должен использовать подготовленное топливо со стабильными характеристиками по влажности, энергетическим показателям, фракционному составу. Только такой подход позволяет получить стабильные показатели работы энергетического комплекса. Предлагаемые решения включают:

• сушку подстилочного помета до относительной влажности 20%;
• гранулирование высушенного помета;
• газификацию топливных гранул;
• использование полученного газообразного топлива для производства тепловой и электрической энергии;
• использование коксо-зольного остатка для производства удобрений.

Рассмотрим работу комплекса, рассчитанного на газификацию куриного помета для условий, представленных ранее:

• мощность комплекса по переработке помета - 10 т/ч (при влажности 45%);
• сушка помета до относительной влажности 20%
• гранулирование, энергозатраты — 100 кВт/т гранул
• к.п.д. электрический газопоршневых двигателей - 35%;
• производство тепловой энергии — до 40% от исходного энергетического потенциала топлива;
• к.п.д. газогенератора по генераторному газу - 75%;
• дополнительное производство тепловой энергии 10%;
• к.п.д. сушильного комплекса 50%
• образование коксо-зольного остатка - до 20%.

Анализ представленных данных:

• удельная теплота сгорания сухого материала 4000 ккал/кг, что оправдано в случае использования в качестве наполнителя древесных опилок. Полная теплота сгорания подстилочного помета при влажности 20% составит:
  4000 ∙ (1 -0,2) - 550∙ 0,2 = 3090 ккал/кг

Влажности 20% соответствует содержание 200 кг воды в 1 тонне помета. Для получения такого результата из 1 тонны помета влажностью 45% необходимо удалить 312,5 кг воды. В результате из 10 тонн помета влажностью 45% получим 6,875 т помета влажностью 20%. Общее количество испаренной влаги составит 3125 кг.

• энергетический потенциал помета, подаваемого на газификацию, составит:
  3090 ∙ 6875 = 21,2 Гкал
• энергетический потенциал газа, полученного из подготовленного помета:
  21,2 Гкал ∙ 0,75 = 15,9 Гкал (18 ,5 МВт∙час)
• производство электрической энергии с использованием поршневого двигателя, работающего на генераторном газе:
  18,5 МВт∙час∙ 0,35 = 6,48 МВт∙час.
• дополнительно выработка тепловой энергии:
  15,9 Гкал∙ 0,1+15,9 Гкал∙ 0,4 = 7,95 Гкал.
• производство коксо-зольного остатка: 6,875 т ∙ 0,2 = 1,375 т / час

Остаток, влажность которого близка к 0, а содержание минеральных веществ выше, чем у исходного помета, используется как наполнитель в производстве компостированных удобрений.

Энергетические затраты на функционирование комплекса:

• сушка помета, обеспечивающая удаление 3125 кг влаги в час. Потребление тепловой энергии:
  550ккал/кг ∙ 3125 кг / 0,5 = 3,44 Гкал;
• производство гранул для обеспечения работы комплекса:
  6,875 т ∙ 100 кВт∙час = 687,5 кВт∙час.

Таким образом, комплекс, рассчитанный на газификацию 10 т/ч подстилочного куриного помета влажностью 45% и производство электрической и тепловой энергии, за вычетом энергии на собственные нужды обеспечивает генерацию 6,48 - 0,6875 = 5,8 МВт электрической и 7,95 - 3,44 = 4,5 Гкал тепловой энергии.

Комплекс газификации может обеспечивать подачу газообразного топлива для обеспечения работы энергетического оборудования - котлов, печей, иных топливоиспользующих агрегатов. Вместо поршневых машин для производства электрической энергии могут быть использованы также решения, предполагающие производство и использование пара в турбогенераторах или паровых машинах.

Особенности работы комплекса, включающего газификацию подготовленного куриного помета, следующие:

1. Технология предполагает использование обращенного процесса газификации, при котором газообразные продукты образуются в реагирующей высокотемпературной зоне. Уровень рабочих температур 1000….1200°С обеспечивает надежное разложение углеводородных соединений на простые компоненты. Состав газа, произведенного из подстилочного помета с наполнителем из древесных опилок, представлен в табл.1. В рамках исследования возможности использования подготовленного помета в качестве топлива проведены также испытания по газификации гранулированного нативного помета, которые показали, что получение энергетического газа из него возможно только при обогащении воздушного дутья кислородом (Табл . 1).

Таблица 1. Состав газа при газификации пеллет из помета

2. Технология газификации, разработанная для газификации бурого угля компанией «Сибтермо » (г . Красноярск), использована при переработке отходов. Работа генератора понятна из принципиальной схемы агрегата, которая представлена на рис.1. Генератор заполняется топливом. Верхний слой топлива разогревается за счет электрического нагрева до температуры самовоспламенения. Затем в генератор снизу подается воздух. В результате реакционный слой разогревается и начинается процесс газификации. В ходе работы генератора реагирующий слой перемещается вниз, а над ним образуется слой коксо-зольного остатка, в котором происходит дополнительная очистка газа. Организация работы генератора с низкими скоростями движения газов во внутреннем пространстве обеспечивает длительное время пребывания продуктов газификации в зоне высоких температур и малый вынос зольных частиц. Время работы генератора на одной загрузке — не менее 9 часов. При завершении процесса подача воздуха прекращается, генератор охлаждается, производится выгрузка коксо-зольного остатка и рабочий цикл повторяется. Эксплуатация комплекса установленной мощностью 2 МВт по генераторному газу (рис .2) подтвердила надежность оборудования и его высокие экономические показатели. Автоматическая система контроля позволяет отслеживать все важные события при работе комплекса, оперативно управлять технологическим процессом и сохранять значения важных параметров (рис .3.). Комплекс для обеспечения работы изготавливается из трех однотипных газогенераторов, попеременная работа которых обеспечивает эксплуатацию остального оборудования комплекса в непрерывном режиме.

3. Полученный газ подвергается охлаждению, очистке и может быть использован в энергетических агрегатах. При этом экологические показатели при его использовании соответствуют эмиссии загрязняющих веществ при работе энергетических агрегатов на природном газе.

Рис.1. Принципиальная схема газогенератора периодического действия
Обозначения:

— слой запаса топлива;

— слой разогрева, окисления и восстановления;

— слой коксо-зольного остатка;

— направление движения газа.

Технология качественной очистки генераторного газа, а также оборудование для производства из него электрической и тепловой энергии с использованием двигателей внутреннего сгорания разработана ООО «Адаптика ». Первая из запущенных установок, установленной мощностью 100 кВт по электрической энергии, использующая в качестве топлива генераторный газ, произведенный из древесных отходов, отработала более 2-х лет, что подтверждает надежность созданного комплекса. Отработана технологическая цепочка переработки отходов деревообработки в электрическую и тепловую энергии, налажен серийный выпуск электрогенерирующих комплексов. Следующим очевидным шагом стало решение по утилизации отходов сельскохозяйственной деятельности, одним из которых является переработка подстилочного помета. Удельные капитальные затраты на создание комплекса не превышают 2000 Евро на 1 кВт установленной электрической мощности.

Рис.2. Действующий комплекс газификации биосырья мощностью 2 МВт.

Рис.3. Мнемосхема комплекса производства и использования генераторного газа.

Сопоставление результатов анализа, проведенного для рассматриваемых технологий, показывает превосходство технологии газификации с точки зрения энергетической эффективности использования помета, сравнительную простоту схемы производства и использования генераторного газа. Капитальные затраты на создание комплексов газификации и использования генераторного газа сопоставимы с затратами на другие технологии.

Приведенные выше материалы показывают, что комплексный поход к утилизации куриного помета является наиболее эффективным. Производство энергии в количестве, превышающем собственные нужды, так же, как и производство удобрений для использования на собственных полях, существенно увеличивают эффективность и экономичность предприятия в целом. Предполагается следующая структура производства (рис .4):

Комплекс рассчитывается на производство удобрений из компостированного куриного помета, топливных гранул, гранулированных кормовых добавок и тепловой и электрической энергии. Мощности агрегатов желательно подбирать с некоторым запасом, обеспечивающим гибкое использование всего комплекса с преимущественным производством наиболее рентабельного в данный период вида продукции.