|
| |
|
Главная -> Экология
Способы повышения качества биогаза. Переработка и вывоз строительного мусораАлесь Хмельницкий Совет Министров поставил перед бюджетнойи производственной сферами задачу:ежегодно экономить 7-10%% энергоресурсов.Каждый многоквартирный дом должен теперьиметь приборы учета и регулированияпотребляемых тепла и воды. За чей счетпроводятся энергосберегающие мероприятияи уменьшат ли они оплату за коммунальныеуслуги для населения? 7% ежегодно - такая экономия тепловых иэнергоресурсов доведена предприятиямпроизводственной сферы, 10% - для бюджетной.Таким образом, к примеру, больница через 3года должна потреблять на треть меньшетепла и электричества. За счет чего - уж неза счет ли уменьшения освещенностиоперационных или более холодной воды вовремя процедур? Государственные чиновники в областиэнергосбережения утверждают, что за счетвнедрения энергосберегающих технологий. Сэтого года все жильё будут принимать вэксплуатацию только после тепловизионнойсъемки, которая позволит определитьисточники утечки тепла. Будет проводитьсяработа по утеплении т.н. хрущевок . За чей счет будут проводиться этимероприятия? Принимая во внимание цифры врасчетных листках за коммунальные услуги,которые ежемесячно растут, люди склонныдумать, что все эксперименты в коммунальномхозяйстве они оплачивают из собственногокармана. Как следует из ответа заместителяпредседателя Комитета поэнергоэффективности Совета МинистровАлександра Савановича, государство неимеет денег, чтобы оплачивать такие расходы. А.С.: - Мы должны платить столько, сколько это стоит. Мы не должны перекладывать плату на плечи государства. Но вместе с тем, государство сегодня оплачивает покупку коллективных приборов учета и регулирования за бюджетные средства. Что касается квартирных приборов учета, то в первый год их установки государство дотировало 75% их стоимости, во второй - 50%, в третий - 25%. К сожалению, большого количества желающих их установить не наблюдалось - приборы были установлены в 4000 квартир. Теперь сами жильцы будут оплачивать эти приборы, но исходя из существующих тарифов, эти приборы будут скоро окупаться. Установить один счетчик расхода водыстоит 120-160 тысяч рублей ($60-80). Действительно,счетчики расхода воды окупаются быстро,ведь без них с одного жильца требуют оплаты300 литров воды ежедневно. Такая же ситуацияи с потреблением газа. Поэтому люди, которыепривыкли платить за использованное ими, ане кем-то иным, уже требуют установкисчетчиков расхода тепла. Пока что намотвечают, что они стоят дорого и неотрегулированы для использования вквартирах. Что касается цен на энергоресурсы, то помнению А.Савановича, они будут повышаться. А.С.: - Цены повышаются - они и дальше будут повышаться, выйти бы хотя на уровень оплаты за себестоимость. Но каким должно быть качество? Не цель - недогревать помещения и экономить за счет этого. Нужно рационально использовать ту температуру, которая вышла из котельной, не терять ее по дороге. Выходом по мнению министерскихчиновников, является заинтересованностьграждан в экономии. Эта заинтересованностьможет проявиться в создании кондоминимумов- товариществ по обслуживанию несколькихдомов. Они могут взять на себя работу поэффективному использованию энергоресурсови стать конкурентами существующим жилищно-эксплуатационнымконторам, монополистам в своей отрасли.
КолобродовВ.Г., Хажмурадов М.А., КарнацевичЛ.В., СанковскийА. Эффективностьиспользования биогаза в значительнойстепени зависит от его качества. Еслиповысить содержание метана до 90%, его можноиспользовать как топливо для двигателей,работающих на метане. Увеличив содержаниеметана до 96%, т.е. доведя его до качестваприродного газа, можно применять биогазвместо метана в различных технологическихпроцессах. Существует много способовповышения качества биогаза путем снижениясодержания примесей в нем. Основные из них– адсорбционный, абсорбционный, криогенный,мембранный и некоторые другие. Внастоящее время биогаз в основномиспользуется в виде энергетическоготоплива для сжигания в тепловых котлах иразличных двигателях-генераторах. Еслибиогаз не применяется, его факельно сжигаютдля предотвращения эмиссии метана ватмосферу. Использованиеадсорбционныхпроцессов для повышения качества биогазареализуется главным образом в видеадсорбционных установок периодическогодействия. Установки, применяемые дляпоглощения примесей из потока биогаза,обычно имеют две параллельные газовыелинии, одна из которых находится в стадииадсорбции, а вторая – в стадии десорбции.После насыщения примесными компонентамипервой линии, в стадию адсорбции включаетсявторая линия, а первая переходит в стадиюдесорбции. Продолжительность цикла можетбыть от нескольких секунд до несколькихдесятков часов, в зависимости отпроизводительности и конструкцииадсорбционной установки. Встатье приведен анализ повышения качествабиогаза при помощи адсорбции паров воды,сульфида водорода и диоксида углеродасинтетическими цеолитами типа А и Х. Цеолитыобладают рядом уникальных свойств,отличающих их от адсорбентов других типов,из которых для сорбции примесей (H2O, H2Sи СО2) первостепенное значение имеютследующие: ярко выраженная избирательность адсорбции полярных молекул; высокая адсорбционная емкость при комнатных температурах и малых парциальных давлениях сорбируемого компонента; близость диаметров входных окон в полости цеолита к размерам молекул, что позволяет осуществлять селективную адсорбцию. Посорбируемости на цеолитах примеси могутбыть расположены в ряд: H2O > H2S> СО2. Наибольшую теплоту адсорбцииимеют пары воды, а наименьшую – диоксидуглерода. Особенностью состава биогазаявляется очень высокое содержание примесидиоксида углерода (до 45%). Величина примесисульфида водорода сильно зависит отисточника биогаза и может достигать 2 - 3% (объемных),а паров воды - 10-20 г в нм3. Былиисследованы адсорбционные характеристикипо диоксиду углерода и парам водысинтетических цеолитов типа А и Хпроизводства Государственного научно-исследовательскогои проектного института основной химии (НИОХИМ)г. Харькова. Цеолиты типа А были полученыформованием алюмосиликатного сырья (каолина)в гранулы, их термообработкой икристаллизацией в цеолит NaA с последующимпреобразованием его в цеолит КА или СаАблагодаря ионному обмену. Полученные такимобразом цеолиты не содержали связующихвеществ, которые уменьшают ихадсорбционную емкость, и отличалисьвысокой прочностью. Нарис.1 изображены изотермы адсорбциидиоксида углерода при комнатнойтемпературе на цеолитах КА, NaA и СаА,полностью обезвоженных за счет регенерациипри температуре 350°С и давлении 1 Па втечение 4 часов. Рис.1.Изотермы адсорбции диоксида углерода нацеолитах Очевидно,что наибольшей адсорбционной емкостью подиоксиду углерода обладает цеолит СаА, вовсем диапазоне исследуемых давлений онапревышает эту величину для других цеолитовтипа А. Примерно такое же соотношениенаблюдается при адсорбции диоксидауглерода из потока биогаза в динамическомрежиме. Таким образом можно утверждать, чтоцеолит СаА – наиболее эффективныйадсорбент для поглощения диоксида углеродаиз потока биогаза. Зависимостьконцентрации паров воды в осушенномбиогазе от его количества, пропущенногочерез влагопоглотитель, заполненныйразличными адсорбентами, изображены на рис.2. Длина слоя адсорбента – 200 мм; температура эксперимента – 20°;регенерация в течение 4 часов притемпературе 350°С и давлении 1 Па. Рис.2.Динамика адсорбционных характеристикразличных цеолитов по парам воды Изрисунка видно, что цеолит NaA обладаетсущественным преимуществом вадсорбционной емкости. Она примерно в 2-2,5раза превышает адсорбционную емкость попарам воды в динамическом режиме другихисследованных цеолитов СаА и NaХ, хотя встатическом режиме при парциальномдавлении паров воды 2 кПа наибольшейемкостью обладает цеолит NaХ. Следовательно,наиболее эффективный адсорбент дляглубокой осушки биогаза – цеолит NaA. Дляочистки газов от соединений серы применяютцеолиты NaA, СаА и NaХ, размеры входных окон вадсорбционные полости которыхсоответственно равны 4A, 5A и 9A. Изотермыадсорбции сульфида водорода на этихцеолитах при комнатной температуреизображены на рис. 3. Рис.3. Изотермы адсорбции сульфида водорода Какследует из рис. 3, наибольшей адсорбционнойемкостью почти во всем интервалепарциальных давлений сульфида водородаобладает цеолит NaХ. При давлениях до 100 Павеличина адсорбции на цеолитах СаА и NaХпримерно одинакова. Следует, однакоотметить, что, несмотря на лучшиеадсорбционные характеристики цеолита NaХ поH2S, целесообразность выбора того илииного типа цеолита для решения конкретныхзадач во многом определяется составомбиогаза. Наличие в биогазе тяжелыхуглеводородов и других соединений, хорошосорбируемых цеолитом, может существенноуменьшить величину адсорбционной емкостицеолита NaХ по сульфиду водорода, что делаетболее предпочтительным применение цеолитаСаА. Основныеэнергозатраты при работе адсорбционнойустановки – затраты на десорбцию примесныхкомпонент с адсорбента. Пары воды и сульфидводорода при комнатной температуре оченьплохо десорбируются с цеолитов за счетвысокой теплоты адсорбции (десорбции),поэтому их десорбцию осуществляют приповышенных температурах (до 350° С) продувкойгорячего воздуха или понижением давлениянад адсорбентом. Величинадиоксида углерода, десорбируемого сцеолитов при комнатной температуре,довольно большая, поэтому его десорбциюможно осуществлять при такой температуре.Это особенно важно для работыкороткоцикловых адсорбционных установок.Зависимость величины относительнойдесорбции диоксида углерода от временидесорбции для различных цеолитов прифорвакуумной откачке, комнатнойтемпературе (20оС) и давлении 1 Па изображенана рис. 4. Рис.4. Зависимость величины десорбции диоксидауглерода от времени десорбции Насыщениедиоксидом углерода проводилось притемпературе 20° С, давлении 0,1 МПа в течение 5мин. Пунктирными линиями показаны величиныадсорбированного диоксида углерода.Наибольшая величина десорбции наблюдаласьдля цеолита СаА. Учитывая то, что СаА имеетнаибольшие среди исследованных цеолитоввеличины адсорбции и десорбции прикомнатной температуре, можно сделать вывод,что цеолит СаА – самый эффективныйадсорбент для очистки биогаза от диоксидауглерода. Нарис. 5 изображены изотермы адсорбциидиоксида углерода на цеолите СаА приразличных условиях предварительнойподготовки адсорбента. Рис.5. Адсорбция диоксида углерода на цеолитеСаА при различных условиях регенерации: 1– цеолит обезвожен регенерацией притемпературе 350°С и давлении 1Па в течение 4часов; 2 – цеолит обезвожен, насыщен СО2 ипроведена десорбция диоксида углерода при20°С в течение 3 мин.; 3 – цеолит полностьюнасыщен атмосферной влагой Следовательно,неполная регенерация цеолита СаАсущественно снижает его адсорбционнуюемкость. Так, например, насыщенный влагойцеолит имеет адсорбционную емкость по СО2при давлении 0,1 МПа в 50 раз меньше, чемхорошо отрегенерированный. А неполнаядесорбция с обезвоженного цеолита СаАдиоксида углерода (Трег=20°С, времяфорвакуумной откачки 3 мин.) уменьшает егоадсорбционную емкость в 5 раз. Полученные результаты позволяют сделатьвывод, что наиболее эффективными цеолитамидля поглощения примесей паров воды,сульфида водорода и диоксида углерода изпотока биогаза являются соответственно NaА,СаА и СаА. При этом десорбцию паров воды исульфида водорода надо проводить приповышенных, а диоксида углерода – прикомнатной температуре. Можноконструктивно объединить адсорберы дляпоглощения Н2О и Н2S в один,заполнив первую часть по ходу движениябиогаза цеолитом NaА, а вторую – СаА.Соотношение между массами различныхцеолитов в адсорберах рациональноподбирать с учетом концентрации примесей вбиогазе и адсорбционной емкости цеолита посорбируемому компоненту. Общая массацеолитов в адсорберах определяется позаданной производительности установки. Взаключении необходимо отметить, чтоповышение качества биогаза при помощиадсорбционных процессов – этоперспективное направление в технологияхутилизации биогаза. Работа выполнялась попроекту УНТЦ.
Экономия энергии. Когенерация. Всемирный банк считает энергостр. Япония создала фонд в объеме 105. Новая страница 1. Главная -> Экология 
|