Со второй половины двадцатого века потребление энергии человеком для экономического развития значительно возросло, ископаемые виды топлива — нефть, природный газ, уголь и другие останутся основой мирового энергетического баланса в ближайшем будущем. Согласно источникам, мир потребляет до 7 млрд тонн различных видов топлива в год для производства энергии. В таблице 1 показано количество топлива, используемого для выработки энергии, из которого полученная энергия составляет млрд / тонна дано в расчете ГДж. [1]
Таблица 1
|
Источники энергии |
Млрд/т счет |
Млрд/т. ГДж |
|
Нефть |
2.9 |
131 |
|
Газ |
1.3 |
60 |
|
Уголь |
2.0 |
90 |
|
Вода |
0.8 |
27 |
|
Итого: |
6.8 |
308 |
Эти энергетические ресурсы сокращаются из года в год по мере их добычи и использования. По этой причине в настоящее время используются различные энергосберегающие устройства для экономии топливно-энергетических ресурсов, а также быстро развиваются альтернативные методы производства топлива. В соответствии с появляющимися традиционными методами энергоснабжения дальнейшее экономическое развитие и рост населения приводят к увеличению использования энергетических ресурсов и, следовательно, к усилению негативного воздействия на окружающую среду. [1]
В Узбекистане энергосбережение остается актуальной проблемой известно, что спрос на топливо растет с увеличением подземных запасов топлива, машин и силового оборудования. Все мы знаем, что подземные запасы неисчерпаемы — необходимо использовать топливные продукты как можно реже или использовать более обычные виды топлива и искусственное топливо для замены этих видов топлива, подсчитано, что до 20 миллиардов тонн сельскохозяйственных отходов остаются на планете каждый год.
К ним относятся остатки (шелуха и солома) кукурузы, риса, ржи, свеклы, подсолнечника и других подобных растений. Это позволяет утилизировать энергию с разумным использованием отходов. В книге первого президента Узбекистана И. А. Каримова «Мировой финансово-экономический кризис и пути и меры по его преодолению в контексте Узбекистана» также рассказывается об организации производства биотоплива для экономии энергетического топлива и его замены, извлечение биогаза из отходов сельского хозяйства и его использование в качестве топлива для замены традиционных видов топлива является высокоэффективным.
Возникает вопрос: что такое биогаз? История биогаза связана с именем бельгийского ученого 17-го века Яма Батиста Гелмонта, а позднее, в 1776 году, Алессандр Вольт открыл добычу метана из неодушевленных предметов, то есть остатков растений. Следует отметить, что существуют разные методы получения биогаза [Л.2 стр. 148–150].
Ряд стран мира достигают замечательных результатов в производстве биогаза, ннапример, в Германии в 1964 году была проделана большая работа по извлечению биогаза из муниципальных отходов, и они запустили тепловую электростанцию, работающую на биогазе. В нашей стране в Кашкадарьинской, Сурхандарьинской и Бухарской областях больше солнечных дней, чем в других регионах, в этих регионах развито сельское хозяйство и животноводство, а количество образующихся в них сельскохозяйственных отходов велико.
Биогаз широко используется в некоторых регионах страны, особенно в теплицах Ташкентской области, для отопления домов в долинах, а также в Кашкадарьинской и Сурхандарьинской областях. В Узбекистане ведется большая работа по производству биогаза, в частности, на нашей кафедре «Тепловая энергия». В частности, новое современное устройство, которое мы предлагаем, позволяет получать биогаз из сельскохозяйственных отходов, а также биогаз из корма для скота. [Л.3 стар 368–372]
Ппроизводство биогаза состоит из 3 этапов:
– стадия 1: гидролиз процесс отделения воды от веществ.
– стадия 2: образование кислоты
– стадия 3: процесс образования метана.
Состав биогаза состоит в основном из 60–80 % метана (СН4) и 20–30 % углекислого газа. В разработанном нами двухступенчатом реакторе остатки растений позволяют завершить процесс быстрой ферментации и получить биогаз за короткое время. Дополнительное качественное удобрение также получается, отходящие газы выделяются и остаются в реакторе в виде чистого удобрения. Этот реактор ускоряет процесс ферментации, устанавливая электрический тент и солнечный коллектор в реакторе, что удобно для фермерских хозяйств.
Ниже приведен обзор рабочих частей устройства, основных и вспомогательных устройств устройства. Это устройство работает в термофильном режиме, что означает, что термофильный режим должен поддерживать температуру в том же режиме, то есть в режиме нагрева.
Химический процесс, происходящий внутри устройства, может контролироваться нагревом, наше устройство также работает в термофильном режиме иследования показали, что из 10 кг шелухи подсолнечника можно получить до 6 м3 биогазового топлива.
Рис. 1. Схема производства биогаза
На рис. 1 показан обзор реактора и рабочих частей:
1 — солнечный коллектор; 2 — удлиненный резервуар; 3 — метановая цистерна; 4 — винтовая крышка; 5 — жидкость; 6 — нижнее отверстие; 7 — база; 8 — электронагреватель; 9 — датчик температуры; 10 — труба 15 мм, маслянистая; 11 — болт М12; 12 — крышка; 13 — крышка для плотного закрытия; 14 — отвертка; 15 — газовый счетчик; 16 — устройство сгорания; 17 — сухая масса; 18 этаж; 19 — отвертка; 20 — горячая вода; 21 — манометр.
Основное место большого научного значения устройства — использование солнечного коллектора в этом устройстве. Устройство работает в трубке на основе трубчатого теплообменника, продукт наливается в первую трубку вода превращается во вторую оболочку.
Солнечный коллектор и электрический тент используются для поддержания температуры воды между 360 и 40°С. В пасмурные дни используется электрический тент. Устройство может быть изготовлено из недорогого местного сырья с использованием стальных бочек.
В процессе изготовления устройства основное внимание следует уделять коррозионной стойкости материала, потому что сельскохозяйственные отходы находятся под большим давлением, при нагревании до высоких температур внутренняя оболочка реактора может сломаться, поэтому желательно выбирать антикоррозийный материал. Коррозия ускоряет процесс разрушения внутреннего слоя реактора, что делает устройство непригодным для использования в течение многих лет.
Это устройство не только уменьшает потери энергии, но также уменьшает количество вредных выбросов в окружающую среду, обеспечивает дешевый источник топлива, а также качественные удобрения.
В заключение следует отметить, что в текущем периоде наряду с использованием полезных ископаемых осуществляется эффективное использование местных сельскохозяйственных отходов, и необходимо изучить технологию получения биогаза из местных отходов и изучить проблемы его совершенствования. Неслучайно современные ученые называют биогаз «топливом будущего». В будущем альтернативные и искусственные виды топлива станут основой энергоресурсов [4]
Литература:
- Страницы зарубежной прессы «Экологическая проблема и решение проблем чистой энергии» 2006. Июль.
- Баадер В., Доне Е., Бренндерфер М. Биогаз: теория и практика. (Пер. с нем. и предисловие М. И. Серебряного.) — М. Колос, 1982, -148 с.
- Биомасса как источник энергии: Пер. с англ./Под ред. С.Соуфера, О.Заборски. –М.: Мир, 1985, -368 с.
- К. Шодиметов газета «Мохият», «Инновационный проект на практике», 2010. 15 октября
