За последние 10—15 лет интерес к использованию газа метантенков значительно возрос не только для больших и средних городов, где высококалорийный газ метан может быть использован эффективно для энергетических и других целей, но и для агропромышленных комплексов, где выделяется большое количество органических отходов. Анаэробная переработка этих отходов в метантенках при щелочном сбраживании осадков, во-первых, улучшает их качество для последующего использования, а во-вторых, сопровождается выделением биогаза (метана), который может быть использован на месте как дешевое топливо.[ ...]
Использование биогаза становится более перспективным в связи с применяемой все шире анаэробной очисткой концентрированных промышленных стоков. Такая очистка за счет получения и использования биогаза быстрее окупает расходы по капитальным вложениям. Получаемый биогаз (смесь метана с углекислым газом) с теплотворной способностью от 22000 до 30 000 кДж/м3 хорошо заменяет более дорогостоящее мазутное топливо. Так, из 1 кг разлагаемых загрязнений образуется до 600 л биогаза, заменяющего около 0,3 легкого нефтяного топлива.[ ...]
К преимуществам анаэробной, или анаэробно-аэробной, очистки концентрированных стоков относится также более высокая степень общей очистки (97—99%) и резкое сокращение объема осадков — до 5—10 раз.[ ...]
Наиболее простым способом использования газа метантен-ков является превращение его в источник тепловой, механической и электрической энергии. Для небольших населенных пунктов или агропромышленных комплексов биогаз можно использовать для бытовых целей в баллонах, например для газовых плит. На более крупных объектах газ можно использовать как заменитель бензина для автомашин или тракторов. Газ крупных очистных станций вполне возможно использовать на некоторых химических производствах, вырабатывающих ценные продукты для народного хозяйства.[ ...]
Выделяемый метантенками биогаз характерен содержанием чистого метана — до 60—70%, углекислоты — 26—34%, азота — 1—3%, водорода — 1—3% и следов сероводорода. Теплотворная способность такого газа колеблется от 5000 до 6500 кал на 1 м3. Температура горения чистого метана 1300—1400 °С, при этом 1 м3 газа из метантенков дает примерно 6,5 кг пара, а 1000 м3 газа заменяет 0,8 т условного топлива.[ ...]
Среди известных лучших видов топлива метан занимает одно из первых мест и относится к идеальным продуктам горения. Его преимущество выражается в полноте сгорания продукта без выделения шлаков, копоти и сажи, что весьма важно с точки зрения охраны окружающей среды.[ ...]
На очистных станциях широко практикуется сжигание метанового газа в топках котельных в целях обогрева самих метантенков, а также помещений, расположенных на территории очистных станций. Для сжигания газа в котельной специального оборудования не требуется. Газ из метантенков, собираемый в газгольдерах, в сыром виде (без очистки и сушки) поступает в топку котла с газовой горелкой, где и сжигается. Использование этого газа для целей отопления позволяет ежегодно экономить тысячи тонн условного топлива. Так, например, количество газа на очистной станции производительностью 1 млн. м3 сточной воды в сутки составляет примерно 20 млн. м3 газа в год. Учитывая, что 1 м3 газа соответствует 0,71 кг кокса, можно сэкономить при использовании всего количества газа как топлива 15 тыс. т кокса в год.[ ...]
Для энергетического использования газ из метантенков направляется в газовые двигатели; при этом одна часть топлива превращается в механическую или электрическую энергию, а другая уносится вместе с охлаждающей водой и выхлопными газами. Расход газа для получения мощности 0,74 кВт составляет 0,3—0,6 м3. Если исходить из теплового баланса газового двигателя, то можно считать, что на полезную механическую работу расходуется 20—25% тепла, вводимого в двигатель, а вместе с потерями на трение — до 32%. Остальное тепло газа уносится с охлаждающей водой (30—38%) и выхлопными газами (38—30%).[ ...]
От двигателя охлаждающая вода с температурой 70—90 °С может быть направлена по циркуляционной системе в метан-тенки или в систему водяного отопления и горячего водоснабжения. После охлаждения вода снова возвращается в двигатель. При такой системе почти все тепло охлаждающей воды может быть использовано, за исключением потерь в трубах, которые не превышают 10%. Таким образом, от каждого 1 м3 газа с теплотворностью 6000 ккал можно получить 1500— 2000 ккал тепла из системы охлаждения. При использовании выхлопных газов в теплообменнике температура этих газов падает с 600—700 до 120—160°С, что составляет 1200—1500 ккал от 1 м3 газа, сжигаемого в двигателе. Если, например, 50% получаемого газа в год на очистной станции аэрации производительностью в 1 млн. м3 в сутки сточной воды использовать для выработки собственной электроэнергии, то из 10 млн. м3 газа можно выработать примерно 15 млн. кВт-ч в год. Постоянная мощность электродвигателей, вырабатываемая за счет использования 50% получаемого газа метантенков, составит 25000/(0,5 • 24) = 1500 кВт.[ ...]
Если принять эксплуатационные расходы, связанные с выработкой электроэнергии, за 50% стоимости отпускаемой электроэнергии, то чистая экономия от использования 50% газа только для взятого примера очистной станции составит 300 тыс. руб.в год.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Продукты химической переработки метана |
 |