Вплив кількості завантаженого субстрату на енергоефективність виробництва біогазу
DOI:
https://doi.org/10.31548/Анотація
Нині потреба людства в енергетичних ресурсах зростає з кожним роком. Висока вартість сировини (нафти, газу, палива) призводить до необхідності пошуку альтернативних джерел енергії. Нині ферментація органічних сільськогосподарських відходів у біогазових установках є одним із найбільш екологічно чистих та економічно вигідних рішень для отримання енергії з відходів у вигляді біогазу. Разом з цим, побічним ефектом зброджування органічних відходів є виробництво цінних екологічно чистих добрив. Однак утворення біогазу є складним технологічним процесом, оскільки в процесі метаногенезу необхідно підтримувати штучно створені параметри мікроклімату. Вплив зовнішніх факторів, таких як температура, рівень кислотності pH, вологість, наявність хімічних речовин в субстраті може створити негативні наслідки для процесу утворення метану, аж до можливої повної втрати завантаженого субстрату в біогазовому реакторі. Щоб уникнути таких негативних ситуацій, до технологічних процесів утворення біогазу встановлюються дуже жорсткі вимоги. Вітчизняні та зарубіжні вчені теоретично та експериментально встановлюють оптимальні умови для процесу утворення метану. Серед них найбільша увага приділяється підтриманню рівня кислотності та температури відповідно до умов технологічного процесу утворення біогазу. За умовами технологічного процесу утворення біогазу відбувається в трьох температурних режимах: психрофільному, мезофільному та термофільному, для яких встановлені певні межі коливань температури. Найбільша різниця температур виникає під час завантаження нової основи. Щоб уникнути виникнення критичної різниці температур під час процесів завантаження та розвантаження, враховано умову теплової рівноваги в метантенку. На основі теоретичних розрахунків було визначено співвідношення між масою субстрату, що знаходиться в реакторі, і завантаженого свіжого субстрату.
Ключові слова: метантенк, температура субстрату, біогаз, теплова рівновага, коефіцієнт, теплоємність субстрату
Посилання
1. D. Deublein, A. Steinhauser (2008). “Biogas from Waste and Renewable Resources. An Introduction.” WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 450.
2. Pham C. H., Vu C. C., Sommer S. G., Bruun S. (2014). Factors Affecting Process Temperature and Biogas Production in Small-scale Rural Biogas Digesters in Winter in Northern Vietnam. Asian Australas. J. Anim. Sci., 27 (7), 1050-1056.
3. M. Zablodskiy, M. Spodoba (2021). Dynamic Analysis of Energy Consumption During Substrate Fermentation in a Biogas Reactor, 2021 IEEE 2nd KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), 147-152.
4. Zablodskiy, М., Spodoba, M., Spodoba, О. (2022). Experimental investigation of energy consumption for the process of initial heating of a substrate for the use of electric heat-mechanical system. Electrical Engineering and Power Engineering, (1), 49–59. https://doi.org/10.15588/1607-6761-2022-1-5
5. Z. Mykola, S. Mykhailo (2020). "Mathematical Model of Thermal Processes During the Fermentation of Biomass in a Biogas Reactor", 2020 IEEE KhPI Week on Advanced Technology (KhPIWeek), 227-231.
6. M. Zablodskiy, M. Spodoba, O. Spodoba (2022). "Experimental investigation of energy consumption for the process of initial heating of a substrate to the fermentation temperature". Problemele energeticii regionale Moldova, 1, 83-96, 2022.
7. M. B. Rashed (2014). “The Effect of Temperature on the biogas Production from Olive Pomace.” University Bulletin, ISSUE, 3 (16), 135–148.
8. T. Sibiya Noxolo, E. Muzenda, H.B. Tesfagiorgis (2014). “Effect of Temperature and pH on The Anaerobic Digestion of Grass Silage.” Sixth International Conference on Green Technology, Renewable Energy and Environmental Engineering. Cape Town. South Africa, 198–201.
9. G. Zhen, X. Lu, T. Kobayashi, Y. Li, K. Xu (2015). “Mesophilic anaerobic co-digestion of waste activated sludge and Egeria densa: Performance assessment and kinetic analysis.” Appl. Energy, 148, 78–86.
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
