ביומסה כמקור מתחדש לדלק. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מתקני ביו-אנרגיה. ביומסה כמקור דלק המתחדש כל הזמן. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מקורות אנרגיה חלופיים

ביומסה היא מונח הכולל את כל החומרים האורגניים ממקור צמחי ובעלי חיים. ביומסה מחולקת לראשונית (צמחים, בעלי חיים, מיקרואורגניזמים וכו') ומשנית - פסולת במהלך עיבוד ביומסה ראשונית ומוצרי פסולת של בני אדם ובעלי חיים. בתורו, הפסולת מחולקת גם לראשוני - פסולת במהלך עיבוד ביומסה ראשונית (קש, קש, נסורת, שבבי עץ, חומרי אלכוהול וכו') ומשנית - מוצרים של חילוף החומרים הפיזיולוגי של בעלי חיים ובני אדם.

הכמות השנתית של פסולת אורגנית במגזרים שונים של הכלכלה הלאומית של רוסיה היא יותר מ-390 מיליון טון. הייצור החקלאי מייצר 250 מיליון טון, מתוכם 150 מיליון טון מגיעים מגידול בעלי חיים ומגידול עופות, 100 מיליון טון מייצור יבולים. עיבוד עצים ועץ מייצרים 700 מיליון טון, פסולת עירונית מוצקה - 60 מיליון טון, שפכים עירוניים - 10 מיליון טון (כל הערכים הנתונים ניתנים עבור חומר יבש לחלוטין).

ניתן להמיר את האנרגיה המאוחסנת בביומסה ראשונית ומשנית לדלקים או אנרגיה שמישים מבחינה טכנית בכמה דרכים.

השגת פחמימנים צמחיים (שמנים צמחיים, חומצות שומן במשקל מולקולרי גבוה והאסטרים שלהן, פחמימנים רוויים ובלתי רוויים וכו'). לדוגמה, עבור האזורים הדרומיים של רוסיה, זה עשוי להיות שמן לפתית המוסף לדלק סולר.
המרה תרמוכימית של ביומסה (מוצקה, עד 60%) לדלק: בעירה ישירה, פירוליזה, גיזוז, נזילות, פספירוליזה.
המרה ביוטכנולוגית של ביומסה (בתכולת לחות של 75% ומעלה) לדלק: דלי אלכוהול, חומצות שומן, ביוגז.

בשלב הנוכחי של ההתפתחות הכלכלית של רוסיה, בהתאם לתוכנית המדעית והטכנית הממלכתית "אנרגיה נקייה לסביבה", אנרגיה מתחדשת מתפתחת בשני הכיוונים האחרונים.

המרה תרמוכימית של ביומסה

הפיתוח והיצירה הפעילים ביותר של ציוד לגיזוז ביומסה מוצקה מתבצע על מנת ליצור תחנות חום וכוח אוטונומיות הפועלות על גז מחולל.

על בסיס מחוללי גז כאלה, ניתן ליצור מתקנים או תחנות אוטונומיות שאינן תלויות באספקת חשמל מרכזית לאספקת חום וכוח לצרכנים בכל אזורי הארץ שיש בהם חומרי גלם וחסרי אספקת אנרגיה. אזורים אלה כוללים בעיקר את אזורי סיביר, הצפון הרחוק, כמו גם את רוב האזורים הכפריים שיש בהם פסולת ייעור (נסורת, קליפות עץ, שבבי עץ, גדמי עצים) וייצור יבול (כל קש, גבעולי חמניות, תירס וכו').

המרה ביוטכנולוגית של ביומסה

בהמרה ביוטכנולוגית, ככלל, נעשה שימוש בביומסה ובראש ובראשונה בפסולת אורגנית שונות עם תכולת לחות של לפחות 75%.

ההמרה הביולוגית של ביומסה לדלק ואנרגיה מתפתחת בשני כיוונים עיקריים:

תסיסה לייצור אתנול, חומצות שומן נמוכות יותר, פחמימנים, שומנים - כיוון זה כבר זמן רב בשימוש בהצלחה בפועל;
השגת ביוגז.

כיום, ייצור ביו-גז קשור בעיקר לעיבוד ופינוי פסולת מגידול בעלי חיים, גידול עופות, ייצור יבולים, תעשיית המזון, תעשיית האלכוהול, שפכים עירוניים ומשקעים.

על פי הטכנולוגיה המפותחת, ששלביה העיקריים נבדקו בתנאי ייצור, זבל נוזלי עובר טיפול מקדים עם חומרי קרישה-פלקולטורים כדי להקפיץ את עיקר החומרים האורגניים. אלה האחרונים מוסרים על ידי צנטריפוגות מפרידות עם קיבולת של 25 ו 50 m3/h. המשחה המתקבלת עם תכולת לחות של 70% עוברת קומפוסטציה תרמית לקבלת דשנים אורגניים (33-35 טון ליום). החלק הנוזלי בעל תכולת לחות של 99% מותסס במעכלים מ"דור שני" עם מיקרופלורה קבועה עם זמן שמירה של 5 ימים. תשואה משוערת של ביוגז היא 2500 מ"ק ליום עם ערך קלורי של 23-25 אלף קילו ג'יי/מ"ק (בתנאים רגילים). המסה המותססת (3-360 מ"ק) עוברת ניקוי נוסף במערכת של בריכות בשטח של 370 דונם. עם טכנולוגיה זו, היקף ההשקעות ההון יקטן פי 3-20. שטח הפנים של בריכות ומשיכת הקרקע עבורן יקטן פי 5. יידרש לימוד רציני בעת יצירת מעכל "דור שני" ובחירת מנשאי מצע לקיבוע המיקרופלורה.

יצירת ייצור חקלאי מגוון ברוסיה והופעת בעלים חדשים מול חקלאים ואיכרים עצמאיים דרשו פיתוח, יצירה ושליטה בייצור מערכות ביו-גז בעלות קיבולת קטנה וקלה לתפעול.

בתנאים טבעיים, הרס של כל סוג של ביומסה, כולל זבל בעלי חיים, מתרחש בחומוס הקרקע על ידי פירוק לתרכובות יסודיות בפעולת אורגניזמים, פטריות וחיידקים מתפרקים. רטיבות, חום והעדר אור עדיפים לתהליך זה. בשלב הסופי של התהליך, פירוק מוחלט מתרחש תחת פעולתם של מגוון חיידקים המסווגים כאירובי או אנאירובי. חיידקים אירוביים מתפתחים בעיקר בנוכחות חמצן; בהשתתפותם, פחמן ביומסה מתחמצן ל-CO₂. חיידקים אנאירוביים מתפתחים בנפחים סגורים עם אספקת חמצן לא מספקת מהסביבה החיצונית, הקיימים גם עקב פירוק פחמימות.

בסופו של דבר, בשל פעילותם, הפחמן מתחלק בין CO מחומצן לחלוטין₂ ושוחזר במלואו CH₄. חומרים מזינים כגון תרכובות חנקן מסיסות נשמרים כדשני חומוס באדמה. תגובות פירוק ביומסה המבוצעות על ידי מיקרואורגניזמים מתייחסות גם לתהליכי תסיסה, אולם עבור תהליכים המתרחשים בתנאים אנאירוביים, המונח "תסיסה" ("תסיסה") עדיף לעתים קרובות יותר.

ביוגז - תערובת CH₄ ו-CO₂, שנוצרו בהתקנים מיוחדים - מחוללי ביו-גז (איור 5.1), שתוכננו ומבוקרים באופן שיבטיח שחרור מתאן מירבי (בספרות עבור מכשירים אלו עדיין ניתן למצוא את השם "מיכל מתאן"). האנרגיה המתקבלת משריפת ביוגז יכולה להגיע בין 60 ל-90% מהמקור, שיש לו חומר מקור יבש. עם זאת, הגז מתקבל ממסה נוזלית המכילה 95% מים, כך שבפועל די קשה לקבוע את התפוקה. יתרון נוסף וככל הנראה חשוב מאוד של התהליך הוא שהפסולת שלו מכילה פחות פתוגנים משמעותית מהחומר המקורי. נכון, אנו מציינים שלא כל הטפילים והמיקרואורגניזמים הפתוגניים מתים בתהליך של עיכול אנאירובי.

הפקת ביו-גז הופכת למוצדקת ועדיף מבחינה כלכלית כאשר מחולל הביו-גז המתאים עובד על עיבוד זרם הפסולת הקיים. דוגמאות לנחלים כאלה הם שפכים ממערכות ביוב, חוות חזירים, משחטות ועוד. הכלכלה במקרה זה נובעת מכך שאין צורך באיסוף מוקדם של הפסולת, ארגון וניהול תהליך אספקתם. ידוע כמה ומתי תגיע הפסולת, ונותר רק לעבד אותה לביוגז ודשנים.

איור.5.1. זנים של מחוללי ביוגז (לחץ להגדלה): 1 - קלט חומר; 2 - צינור גז; 3 - כיסוי נשלף; 4 - פלט של חומר מעובד; 5 - קיר מפריד; 6 - פרמנטר; 7 - גז; 8 - מקלט; 9 - שסתום; 10 - מיקסר; 11 - זכוכית; 12 - מיכל למוצרים מעובדים; 13 - מחולל גז; 14 - אספקת גז; 15 - מבער; 16 - מחליף חום; 17 - מיכל גז מים

הפקת ביוגז מתאפשרת במתקנים בגדלים שונים. זה יעיל במיוחד במתחמים אגרו-תעשייתיים, שבהם רצוי להשיג יישום של מחזור אקולוגי שלם. במתחמים כאלה עובר הזבל לעיכול אנאירובי ולאחריו טיפול אירובי בבריכות פתוחות. ביוגז משמש לתאורה, מנגנוני הנעה, הובלה, גנרטורים, ולחימום. ניתן לגדל אצות בבריכות להאכלת בעלי חיים. לאחר תסיסה אירובית, ניתן להזין את הפסולת המעובדת במלואה למיכלי דגים ולבריכות עופות מים לפני השימוש כדשן.

הצלחת היישום של תוכניות כאלה תלויה ישירות באיכות מחקר המערכת של הפרויקט כולו, במידת התקינה של מבנים ובסדירות התחזוקה.

מחבר: Magomedov A.M.

ראה מאמרים אחרים סעיף מקורות אנרגיה חלופיים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

אלקטרוניקה לבישה במקום מחשב 22.07.2013

Dell שוקלת להיכנס לשוק האלקטרוניקה הלבישה, כך מדווח ה-Guardian, תוך שהוא מצטט את סם בורד, סגן נשיא Dell למחשוב אישי. "אנחנו בוחנים רעיונות שונים בתחום הזה", אמר.

"אמנם מכשירים כאלה הם די מייגעים לייצור ועדיין לא ברור איך להפוך אותם באמת ידידותיים למשתמש. עם זאת, שעון חכם על פרק היד שלך הוא רעיון מאוד מעניין ומושך", העיר בירד.

גורמי הצורה של המכשיר ימשיכו להשתנות במהלך 5 השנים הבאות, על פי דובר Dell. הביקוש למחשבים שולחניים יימשך, אך הוא יהיה קטן בהשוואה למכשירים ניידים. התקנת האלקטרוניקה - אחד הכיוונים הכי פרספקטיביים, שקול ב-Dell. דעה זו משותפת לא רק ל-Dell, אלא גם לגוגל, אשר הוציאה באפריל 2013 קבוצת ניסיון של משקפי מציאות רבודה של גוגל גלאס המיועדים למפתחי אפליקציות. עלות המכשיר הייתה 1,5 אלף דולר.

עם מסך LCD זעיר הממוקם במרחק קצר מהעין, גוגל גלאס מסוגלת להציג את המסלול וההודעות מטלפון נייד שמחובר באמצעות בלוטות'. המכשיר שייך לפלח האלקטרוניקה הלבישה, שכן הוא מולבש על הגוף. גוגל מתכננת לשחרר אותו לקהל הרחב ב-2014.

לפי תחזית Juniper Research, 2013 מיליון מכשירים כאלה יימכרו בעולם ב-15, הכוללים גם שעונים חכמים Sony SmartWatch, Nike FuelBand וכן חיישנים ומכשירים רפואיים שונים. עד 2017, נפח השוק, לפי אנליסטים, יגדל ל-70 מיליון מכשירים.

על פי מידע מסוים, גם שעונים "חכמים" מפתחים על ידי אפל. בראיון בכנס D11 במאי אמר מנכ"ל אפל, טים קוק, כי החברה מתעניינת גם בתחום זה, והדגיש כי מכשיר הנלבש על פרק כף היד מעניין יותר מנקודת מבט מסחרית, שכן הוא מאלץ אנשים להרכיב משקפיים. קשה יותר.

כניסתה של Dell לשוק חדש עשויה לסייע בשיפור הביצועים הפיננסיים שלה, מציין ה-Guardian, ולהתכונן טוב יותר לעידן שאחרי המחשב האישי. Dell היא יצרנית המחשבים האישיים השלישית בגודלה בעולם, אך הביקוש יורד לאחרונה לטובת מכשירים בגורמי צורה חדשים יותר. לפי נתוני IDC, ברבעון הראשון של 2013 ירדו משלוחי ה-PC לשוק העולמי ב-14%, ובשנה שעברה - ב-3%.

עוד חדשות מעניינות:

▪ טרנזיסטור שער 0,34nm

▪ חשמל מהשלג

▪ רובוט עכביש

▪ Cherry MC 4900 עכבר טביעת אצבע

▪ צ'יפ טושיבה TC7766WBG

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ סעיף האתר עבודות חשמל. בחירת מאמרים

▪ מאמר בגובה ללא שם. ביטוי פופולרי

▪ מאמר מהו חג הפסחא? תשובה מפורטת

▪ מאמר מעצב טלוויזיה. תיאור משרה

▪ מאמר מחוון מתח קבוע. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר מחוון נתיך מפוצץ. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר