В настоящее время более остро встает проблема поиска отличных от традиционных источников энергии. Запасы традиционных энергоносителей конечны и недешевы, поэтому предпочтение все чаще отдается возобновляемым источникам энергии. Человечество уже использует потенциал воды, ветра, Солнца, но также одним из возобновляемых источников топлива являются продукты жизнедеятельности самого человечества.

Специалисты Турбопар уже более 6-ти лет успешно занимаются проблемами утилизации отходов птицеводства, животноводства и в целом сельского хозяйства.

1. Виды биотоплива.

Под биотопливом понимается топливо, получаемое путем переработки побочных продуктов животного или растительного происхождения (биомассы). Это и древесина (щепа), и солома, и жмыхи, и лузга масличных культур, и продукты жизнедеятельности домашних животных и самого человека. И этот источник энергоресурсов будет существовать, пока будет существовать человек и наша планета.
Различные виды биотоплива имеют разный энергетический потенциал и, соответственно, требуют различного подхода к извлечению этого потенциала.

2. Методы использования биотоплива (подготовка к использованию в котельной для последующей подачи в котлы).

Существуют различные технологии по использованию биотоплива и приготовлению из него конечного продукта для подачи в топку котла. И подбор конкретной технологии к определенному виду биотоплива зависит от условий Заказчика. Ранее мы рассмотрели вопросы использование щепы , в данном разделе осветим вопросы утилизации других видов биотоплива, а также биоотходов.

В зависимости от влажности исходного топлива, его свойств и происхождения выделяют такие технологии как прямое сжигание, газификацию, либо получение биогаза. Так при влажности исходного топлива более 50%, как правило, целесообразнее использовать технологию получения биогаза, при влажности меньше 50% методы прямого сжигания топлива либо газификацию топлива.
Остановимся на общем описании каждого из указанных методов.

Метод с получением биогаза. Сущность данного метода заключается в следующем: биотопливо (биомасса) загружается в биореакторы, где происходит процесс брожения, в ходе которого метановые бактерии вырабатывают собственно первичный биогаз. Требования к данной технологии очень высоки, любое нарушение технологии либо температурных ре
жимов может привести к гибели бактерий, и соответственно к остановке биореактора, для его очистки.

Минусами данного метода являются как дополнительные затраты на увеличение влажности исходного биотоплива (в зависимости от времени года до 92-94%) и подогрев добавляемой воды (если технология применяется в регионах с холодными периодами года), так и довольно долгий срок приготовления непосредственно топлива – биогаза. Также надо учитывать, что при данной технологии общая масса исходного сырья уменьшается на 3-5%, т.е. как способ, в том числе и утилизации отходов, такая технология малоприменима (хотя продукт после брожения в некоторых случаях можно использовать как удобрение). Однако в то же время стоит отметить и такие несомненные плюсы данной технологии, как:
- высокая калорийность получаемого топлива (по характеристикам биогаз наиболее приближен к природному газу),
- использование полученного биогаза для различных нужд, в том числе для получения биотоплива для автомобилей,
- существенная экономия на процессе получения энергии, если влажность исходного топлива высока (от 65%).

Особняком в этой технологии стоит утилизация куриного помета кур-несушек, влажность которого может достигать 90 % и более. Это связанно в первую очередь с высоким содержанием азота в данном виде топлива, что приводит при применении данной технологии к образованию большого количества азотистой воды, которая требует дорогостоящих решений по утилизации.

Метод газификации. Метод основан на получение генераторного газа. Данная технология применяется при влажности топлива до 50% (даже если производители подобного оборудования и декларируют влажность выше, надо учесть, что они не обманывают, они просто говорят о влажности исходного топлива. В газификатор поступает брикет с максимальной влажностью 50%).
Данная технология требует брикетирования, в отличие от технологии, основанной на биогазе (при биогазовой технологии можно ограничиться участком приема топлива и смешения, после чего полученная первичная масса загружается в биореактор). Таким образом, в процессе появляются дополнительные электрические затраты на этот узел. Следует отметить также и требования по зольности исходного топлива, которая не должна превышать 40 % (максимально достижимое значение в ходе экспериментов на сегодняшний день 45% зольности). Связано это требование с тем, что эти технологии основаны на горении с ограниченной подачей воздуха. Топливо с высокой зольностью не будет иметь стабильного горения. Кроме того, потребуются значительные затраты для поддержания этого процесса. Также отметим, что получаемый газ имеет более низкие качественные характеристики в сравнении с биогазом (так калорийность и теплота сгорания генераторного газа может быть в 3-5 раз ниже биогаза). К тому же, если получившийся газ планируется подавать в ГПА, то требуется дополнительная система очистки газа от продуктов горения, а также камера охлаждения. Также следует учесть, что в настоящее время в основном эта технология развита на экспериментальном уровне, по крайней мере, на территории стран СНГ, и существуют сильные ограничения по возможному количеству перерабатываемой биомассы.

Данные технологии имеют и свои уникальные по сравнению с другими методами преимущества. Одно из основных достоинств данной технологии – она применима практически к любому виду топлива. При помощи данной технологии генераторный либо пиролизный газ можно получить не только из биомассы, но и из ТБО (твердо-бытовых отходов), продуктов нефтепереработки (пластмассы, полиэтилен и пр.). Данная технология наиболее стабильна и контролируема. Конечный продукт (генераторный газ) стабилен по составу. По капиталовложениям данный вариант сопоставим с методом прямого сжигания. Происходит значительная утилизация отходов, что тоже дает несомненный плюс данной технологии, также как и то, что продуктами горения при данной технологии являются (при утилизации именно биомассы) высококачественные удобрения. Заметим, что затрачиваемое время на получение конечного продукта в виде генераторного газа значительно ниже, чем при биогазовом методе (при биогазе время получения биогаза в зависимости от типа применяемого первоначального биотоплива может доходить до 12-14 дней), и зависит от мощности брикетера, времени на сушку и времени на газификацию. Напоследок отметим, что при данном методе также отсутствуют вредные выбросы в атмосферу.
Полученный генераторный газ подают в стандартные газовые котлы (паровые либо водогрейные), но с переработанными под генераторный газ горелками.

Метод прямого сжигания. Как понятно из названия, суть метода – прямое сжигание биотоплива. При данном методе ключевое значение имеет даже не котельное оборудование, а метод топливоподготовки, хотя существует связь между топливоподготовкой и планируемым способом сжигания (цепная решетка, вихрь, кипящий слой и т.д.).
Данная технология требует низкой влажности топлива (45% и ниже), также как и предыдущий метод чувствительна к зольности первичной биомассы. К тому же в зависимости от типа топлива может меняться и сам состав оборудования, причем радикально, как пример, от брикетеров до дробилок. Также не стоит забывать, что в классическом исполнении этой технологии при сжигании есть проблема выбросов дымовых газов, температурой порой до 250 0С, что естественно не способствует экологической обстановке вокруг комплекса мини-ТЭЦ. При этом система требует довольно дорогих систем фильтрации, чтобы уменьшить выбросы в атмосферу вредных веществ.
Данная технология является наиболее отработанной, хотя в современном мире с помощью этой технологии пытаются утилизировать все больше видов биотоплива. Технология востребована при переводе котельной в мини-ТЭЦ на местные виды топлива, что позволяет существенно уменьшить первоначальные капитальные вложения (надо понимать, что речь идет о твердотопливных котлах).
Может возникнуть вопрос, а какой же метод применим при влажности исходной биомассы 50-65%? И однозначный ответ не будет дан, так как это то пограничное значение, при котором все покажет экономический расчет и сравнение технологий.

Специалисты ТУРБОПАР выполняют:

1. Анализ существующего топлива.

2. Выбор наиболее эффективного сжигания топлива.

3. Эффект утилизации.
Что же дает использование биотоплива?
Конечно, самый главный эффект использования данного топлива заключен в существенной экономии денежных средств.
Но также немаловажным является тот момент, что в отличие от классических видов энергоресурсов (таких как уголь, газ, мазут), биотопливо возобновляемо. Данный вид топлива не исчерпаем. Рано или поздно человечество будет вынуждено получать энергию именно при помощи возобновляемых источников топлива.

Необходимо отметить, что биотопливом зачастую являются отходы, утилизация которых стоит достаточно дорого, да и что скрывать, данные отходы наносят вред окружающей среде. Таким образом, при использовании биотоплива, помимо экономии на электрической и тепловой энергии за счет собственной выработки, происходит существенная экономия на утилизации отходов, в том числе сельскохозяйственных, происходит экономия на площадях, ранее отводимых под хранение отходов перед их отправкой на утилизацию, поддержание экологии (экономия хотя бы на экологических штрафах).

Итак, подведём итог и выделим плюсы использования биотоплива:
1. Биотопливо возобновляемо.
2. Себестоимость биотоплива существенно ниже, нежели стоимость классического топлива.
3. Исходя из пункта 2 существенно ниже и стоимость получаемой тепловой и электрической энергий.
4. В качестве источников топлива можно рассматривать различные отходы, такие как солома, лузга масличных культур, отходы переработки сахара (жом, ботва), навоз/помет и многие другие отходы животного и растительного происхождения.
5. Конечным продуктом котельных и мини-ТЭЦ на биотопливе является не только тепловая и электрическая энергии. Очень часто отходы самих котельных и мини-ТЭЦ на биотопливе можно использовать в дальнейшем (удобрения, побочные продукты в виде химических соединений, строительная отрасль и т.д.).
6. Улучшение экологической обстановки.
7. Экономия, и очень часто существенная, на утилизации отходов, таких как навоз/помет, лузга масличных и т.д.

Описание котельной на биотопливе.

В данном разделе представлено описание нескольких котельных, учитывая способ приготовления конечного топлива.

Котельная на биогазе.

Как отмечалось выше, в основу положено приготовление биогаза с последующим его использованием.
Укрупненный состав оборудования такой котельной: площадка приема топлива, оборудование смешения биотоплива, биореакторы, система подачи топлива в биореакторы, системы очистки биогаза (если требуется). Далее в зависимости от целей котельной можно установить классический газовый котел (водогрейный либо паровой). При необходимости выработки электрической энергии в дополнение к тепловой возможна установка либо ГПА, либо газовой турбины, либо паровой турбины. После газовой турбины устанавливается котел-утилизатор.
Такую котельную можно поставить, в том числе и возле очистных сооружений , для утилизации иловых накоплений.

Котельная на генераторном газе.

Укрупненный состав такой котельной: площадка приема исходного топлива, оборудование смешения, оборудование сушки, брикетеры, газогенераторная установка. Полученный генераторный газ далее отправляется либо на котел газовый (водогрейный либо паровой) с адаптированными под этот газ горелками, либо на ГПА (в случае ГПА требуется система очистки генераторного газа). Реализованными на данный момент в странах СНГ являются проекты только на основе получения пиролиза при переработке древесной щепы.

Котельная с применением прямого сжигания.

Состав данной котельной может варьироваться в зависимости от вида биотоплива, планируемого к сжиганию.
Так, например, при утилизации лузги масличных культур укрупненный состав оборудования может состоять из: площадки приема биотоплива, транспортеров топлива, бункеров дозаторов топлива и самих котлов (водогрейных либо паровых). При необходимости смешения нескольких видов лузги либо добавления в лузгу других видов растительных отходов устанавливается оборудование смешения, сушки и брикетирования.
Далее приведен пример работы Турбопар, разработка предпроектного исследования утилизации куриного помета на Украине в 2010году.

Как выбиралась утилизация куриного помета. Краткое описание проекта.

Заказчиком была поставлена следующая задача: крупной птицефабрике требовалось утилизировать до 200 тонн подстилочного помета в день, с получением тепловой и электрической энергии. Работа мини-ТЭЦ круглосуточная и круглогодичная.
На территории стран СНГ подобных проектов нет. Наиболее узким местом в данном проекте является обработка исходной биомассы (подстилочного помета), поскольку ее влажность колеблется в зависимости от поры года. Сам по себе вид топлива, получаемый из данной биомассы, обладает средней теплотой сгорания и содержит много вредных веществ. Были рассмотрены различные варианты приготовления топлива для последующей подачи в котел – от прямой подачи в топку до пылевого метода сжигания (превращение исходного топлива в мелкодисперсную пыль, обладающую более высокими свойствами горения, с последующей подачей этого пылевидного топлива в специальные топки в котлах). В итоге предварительно был принят вариант следующего вида:
- устанавливается хранилище первичного топлива с запасом топлива на 7 дней беспрерывной работы ТЭЦ,
- после этого устанавливается оборудование смешения с другими видами биотоплива,
- оборудование сушки,
- измельчения до необходимых размеров частиц
- и подача в бункеры-дозаторы перед котлами.
Далее осуществляется подача из бункеров-дозаторов непосредственно в паровые котлы.
После котлов устанавливается одна или две паровые турбины конденсационного типа с регулируемыми оборами пара. Пар из отборов отправляется на собственные нужды котельной (на участок сушки топлива), и птицекомплекса.
Электрическая энергия используется на собственные нужды птицекомбината. Остатки неиспользованной электрической энергии передаются в общегосударственную электрическую сеть.
Также данная мини-ТЭЦ помимо электрической и тепловой энергий побочным продуктом будет давать высококачественное удобрение (зола - продукт горения биомассы), которое будет использоваться либо для собственных нужд, либо реализовываться на рынке удобрений (предусмотрен участок пакетирования удобрений).
Здесь намеренно не раскрывается способы утилизации дымовых газов мини-ТЭЦ и детального описания систем оборудования. Скажем только, что при реализации проекта предприятие вырабатывать в сутки около 144 МВт электрической энергии, столько же тепловой. Срок окупаемости данного проекта с учетом всех вложений составит три года. Выполняется архитектурная часть проекта Утилизация куриного помета.

паровые котлы, водогрейные котлы, проектирование очистных сооружений

16.06.2015 Завод «Белкотломаш» анонсировал запуск в производство новой модели котлов, ориентированной на использование в птицеводстве.

Новая модель водогрейного котла в качестве топлива использует подстилочно-пометную массу. Подобная утилизация отходов птицеводства позволяет решить сразу две важные для промышленности задачи: экономическую и экологическую. Котел не только производит тепловую энергию, но и сжигает куриный помет, который при ненадлежащих условиях хранения, переработки и утилизации может быть опасен в эпизоотическом и санитарно-эпидемиологическом отношении.

Цыплят-бройлеров выращивают в основном на глубокой подстилке. На каждой фабрике, использующей эту технологию, накапливаются десятки тонн использованной подстилочно-пометной массы. Сжигание помета в котлах, работающих на твердом топливе - один из вариантов решения этой проблемы. Однако обычные установки с задачей по сжиганию помета не справляются: подстилочно-пометная масса содержит соединения серы и фосфора, которые разрушают и выводят из строя трубную систему котлоагрегата.

Разработанная установка может использовать подстилочный помет влажностью до 60%. Тепловая энергия, полученная при сжигании, идет на обогрев и технологические нужды птицефабрики. Помет не требует предварительной сушки или гранулирования, что значительно упрощает и удешевляет весь процесс. Автоматическая топливоподача и золоудаление обеспечивают: постоянство теплопроизводства без применения дополнительного топлива, полное сжигание подстилочного помета высокой зольности и влажности и экологическую безопасность зольных остатков.

Новинка повысит , поскольку позволит бройлерным птицефабрикам создать безотходное производство, заметно сократит затраты на закупку газа и транспортные расходы по утилизации помета, снизит капитальные затраты на строительство пометохранилищ, уменьшит экологическую нагрузку на окружающую среду.

Как сообщает Белта, экспериментальный образец водогрейного водотрубного котла с механизированной подачей топлива, адаптированный для сжигания отходов птицеводства, уже прошел испытания на фабрике в подмосковном Сергиевом Посаде. В ближайшее время на птицефабрики начнутся поставки серийных образцов.

Научно-производственное предприятие «Белкотломаш» создано 29 декабря 1989 года в горпоселке Бешенковичи Витебской области. Основное направление - разработка и производство котлов для отопления, функционирующих на возобновляемых видах топлива. Предприятие выпускает более 60 наименований котлов, работающих на твердом, жидком и газообразном топливе.

Напомним, что ранее сообщалось о том, что компания Boeing собирается открыть в Китае .

Яйца и куриное мясо – ценные и востребованные продукты питания, которые мы привыкли каждый день видеть на прилавках продовольственных магазинов. Птичьи хозяйства есть рядом с каждым крупным городом. Одной из насущных задач куроводства является также утилизация куриного помета на птицефабриках.

В первую очередь, птичьи экскременты – это ценное по своему составу сырье для производства удобрения полностью естественного органического происхождения. «В чистом виде» они не могут быть использованы для обогащения почв по ряду причин:

• помет птиц содержит болезнетворные организмы и яйца гельминтов;
• его органика не будет усваиваться растениями, и даже способна нанести им вред.

Превращение экскрементов кур в ценное удобрение происходит благодаря современным технологиям их переработки. В результате получают сухие, жидкие или гранулированные удобрения, а также компосты и почвогрунты, которые используются как для домашнего, так и для сельскохозяйственного растениеводства.

Во-вторых, из птичьих испражнений можно получить разные виды топлива, например, топливные гранулы (пеллеты) и биогаз. Энергию, получаемую в процессе сжигания отходов жизнедеятельности кур, можно превратить в отопление или электричество.

И, в-третьих, технология глубокой переработки позволяет изготавливать из куриного помета корма либо пищевые добавки для животных и птиц.

Дополнительная информация! Подробнее о продуктах, которые можно получить из экскрементов кур, смотрите на видео:

Технологии и способы переработки

Изготовление высокопитательных удобрений из испражнений кур возможно благодаря различным способам и технологиям утилизации:

Оборудование для переработки

Хранение каловых масс до начала процесса переработки птичьего помета в удобрение уже требует специального оснащения птицефабрик хранилищами, которые бывают различных видов. Сам состав птичьих испражнений различен: жидкий, подстилочный (смешан с натуральными материалами подстилки и минеральными добавками), подсушенный и т.д. Соответственно, используют пометохранилища разных видов:

• открытого типа – резервуары, лагуны, пруды для жидкой массы или специальной площадки для подсушенной;
• вентилируемые закрытого типа и т.п.

Разнообразны и виды оборудования для переработки отходов жизнедеятельности птицефабрик.

Компостирование

Например, компостирование может осуществляться на открытых площадках, и для активной аэрации буртов (переворачивание, ворошение пластов компоста для насыщения ее воздухом) используют погрузчики и смесители-аэраторы. Но ускоренный способ компостирования уже предполагает помещение массы в закрытые камеры биоферментации, при этом подача воздуха в ферментируемую смесь обеспечивается специальными вентиляторами.

Термическая сушка

Частичная подсушка куриного кала может осуществляется уже непосредственно в птичнике. Такой тип помещения предполагает размещение в клетке батареи каскадного типа: траншеи для слива экскрементов располагаются под батареями, где и происходит подсушивание за счет температурного режима, организованного воздухопотока и периодического разрыхления массы с помощью автоматических граблей-ворошилок.

Для высокотермической сушки помета разработаны специальные сушилки: например, барабанного типа, в которых куриные экскременты сушат в потоке газов при температурах, достигающих более 1000 градусов по Цельсию. Производительность подобных сушилок достигает от 0,5 до 10 тонн в час.

Гранулирование

Наиболее простой установкой для гранулирования помета является пресс-гранулятор, более сложной и технически оснащенной — комплексная линия гранулирования.

Пресс-гранулятор обычно используют для изготовления топливных пеллет: сухое измельченное сырье в бункере механизма доводится до уровня влажности, необходимого для процесса гранулирования, и далее под действием большого давления формируются гранулы. Использовать в грануляторах можно только сырье определенного уровня влажности.

Комплексная линия гранулирования позволяет делать из исходного сырья и пеллеты, и органо-минеральные удобрения, а также использовать практически любую его консистенцию. Технологический процесс будет включать уже несколько этапов.

Сперва в сепараторе из сырья удаляется лишняя влага, далее отжатая масса поступает в барабан высокотемпературной сушки. В роторной дробилке происходит доизмельчение сырья до нужной консистенции, а потом масса специальными приспособлениями рыхлится и обрабатывается водяным паром, в результате чего становится однородной. После этого она подается в гранулятор, а затем готовые гранулы охлаждаются и становятся пригодными для фасовки.

Получение биогаза

Стандартная биогазовая установка — это герметически закрытая камера с теплообменником, оснащенная устройствами для ввода и вывода сырья (например, птичьих испражнений или навоза), а также для отвода образующегося газа. Сам биогаз выделяют в результате жизнедеятельности специальные бактерии для переработки, живущие в биореакторе.

Непосредственно в газ переходит испаряемая из помета вода, а оставшаяся фракция используется дальше как органическое удобрение.

Из биогаза можно получить электроэнергию, им можно отапливать помещения, его даже используют в качестве машинного топлива.

Современный рынок оборудования для утилизации куриного помета сегодня учитывает запросы любого потребителя. Так можно приобрести достаточно простую мобильную установку для производства биогаза или пресс-гранулятор небольших производительных мощностей для использования в домашних условиях. Для крупных куроводческих хозяйств существует большой выбор отечественных и зарубежных производственных линий.

Дополнительная информация на видео: китайское оборудование для переработки (электрический ворошитель компоста).

Также ученые России и всего мира активно продолжают исследовать возможности утилизации отходов жизнедеятельности птицефабрик и других органических отходов. Интерес представляют технология обеззараживания жидкого навоза и помета с помощью кавитации, сжигание отходов жизнедеятельности кур с получением тепловой и электрической энергии и многое другое.

Выгоды переработки

Переработка куриного помета – важная проблема современного сельского хозяйства по двум основным причинам: экологической и экономической.

Количество подобных отходов от одной птицефабрики может достигать сотен тысяч тонн в год. Экскременты кур – это в том числе ядовитые газы с неприятным резким запахом, источник загрязнения патогенными микробами воздуха, земли, воды, что ведет к распространению инфекционных заболеваний у животных и человека.

Загрязнение почв куриным пометом

К сожалению, в России до сих пор огромное количество птицефабрик накапливают рядом с собой сотни тонн не утилизированных масс испражнений птиц, грубо нарушая санитарные нормы по хранению отходов. Все это вызывает сильное беспокойство экологов и врачей.

Применение современных методов утилизации – необходимая мера для сохранения чистоты природы и здоровья людей.

Однако, российских аграриев, в свою очередь, тревожит возможное принятие закона о причислении навоза и птичьего помета к отходам 3-4 классам опасности. Автоматически это будет означать необходимость получения лицензии всем предприятиям, работающим с этими видами отходов, уплату дополнительных налогов и штрафов. И хотя государство обещает животноводам помощь в получении лицензий и оформлении юридических документов, тема эта вызывает самые жаркие споры.

Хотя с экономической точки зрения переработка отходов жизнедеятельности птиц должна принести немалые выгоды от продажи получаемых продуктов, но и требует первоначальных финансовых вложений для приобретения необходимого оборудования.

Уже сегодня Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт птицеводства, исследуя новые технологии переработки и утилизации куриного помета, представляет экономические расчеты, подтверждающие, что вложение финансов в эту отрасль достаточно быстро окупится и позволит повысить экономическую эффективность куроводческих хозяйств.

Помет птицефабрик является побочной продукцией птицеводства, в разы превышающей по объему выпуск готовой продукции: на 1 т мяса бройлеров производится до 3 т мяса индеек – до 4 т помета: птицефабрики России производят более 17 млн. т помета в год. Пока еще преобладает точка зрения на него как на опасный отход, снижающий прибыльность производства. Это побуждает птицеводов избавляться от него максимально дешевым способом – вывозом на свалки. Пиролиз и выработка биогаза как методы утилизации помета не нашли широкого применения в силу целого ряда причин. Выработка пиролизного газа из подстилочного помета технологически не эффективна, т.к. исходный помет является более калорийным топливом, чем пиролизный газ. Биогазовая установка – высокотехнологичное производство, имеющее ряд существенных ограничений (температура, при которой происходит выделение биогаза, не должна выходить за установленные рамки: при мезофильном режиме: 35±1,0; при термофильном режиме: 55±0,5ºС). После окончания процесса выделения биогаза жидких отходов, требующих утилизации, остается в 4-5 раз больше, чем исходного помета. Для их сушки не хватит всего выработанного биогаза. Поэтому выработка биогаза по существу не является методом утилизации биоотходов.

Видео: Сжигание подстилочного помёта в паровом котле

ООО АГК ЭКОЛОГИЯ предлагает непосредственное сжигание птичьего помета в специализированных водогрейных и паровых котлах. При этом скорость термической утилизации одной порции помета составляет 10-15 секунд. При правильной организации процесса горения концентрация выбросов меньше, чем при сжигании мазута, а образующаяся зола (до 14% от исходного объема отходов) является эффективным калийно-фосфорным удобрением. Таким образом, процесс сжигания помета характеризуется отсутствием вторичных отходов, что делает технологию экологически безупречной.

По предлагаемой нами технологии помет является вторичным сырьем и источником дополнительного дохода. Птичий помет является сырьем для производства:

• энергоресурсов (тепла, пара, электроэнергии) при его сжигании в виде биотоплива с побочным получением из золы минеральных удобрений.
• органических удобрений;

В бо льшей степени процесс термической утилизации применим к подстилочному помету, не требующему какой-либо подготовки перед сжиганием. Мы предлагаем технологию термической утилизации помета с выработкой из 1 т этого отхода до 2 Гкал тепла (ГВС, отопление), или 3 т пара, или до 600 кВт·ч электроэнергии, заместив при этом до 270 м 3 газа. Дополнительно при этом получается до 140 кг золы – эффективного минерального удобрения. Технология факельно-слоевого сжигания помета защищена Патентом №151541 (МКП F23G 7/00).

Удельные капитальные затраты на водогрейные котлы составляет 10-12 тыс.€/т помета в сутки, а срок окупаемости не превышает 2 лет только за счет снижения (или прекращения) потребления газа (1€ = 75 руб.).

Ниже Вы сможете просмотреть подробное видео о процессе эффективной утилизации помета с применением нашего оборудования.

Удельные капитальные затраты на паровые котельные составляют от 20 до 17 тыс. €/т помета в сутки, себестоимость тепла – порядка 400 руб./Гкал. В случае комбинированного производства электроэнергии и тепла капитальные затраты возрастают до 36 – 25 тыс. €/т помета или 2000-1300 €/кВт установленной мощности, снижаясь с ростом мощности ТЭЦ. Себестоимость электроэнергии составляет при этом от 2,4 до 0,7 руб./кВт·ч. Срок окупаемости инвестиций составляет от 2 (водогрейные котлы) до 5 лет (мини-ТЭЦ с комбинированным производством электроэнергии, пара, тепла и удобрений).

Утилизация клеточного помета осложнена его высокой (70-75%) влажностью, и требует его предварительной сушки (в том числе за счет тепла продуктов сгорания части уже высушенного помета). При его постоянном сжигании в котлах достаточна сушка до влажности 30%. При необходимости длительного хранения помет нужно сушить до влажности не более 15%. В этом случае он может использоваться и как органическое удобрение. При сушке клеточного помета необходима очистка газов после сушилок не только от уноса летучей золы, но и от дурнопахнущих газов. Для этой цели обычно используются абсорберы типа мокрых скрубберов с циркулирующей щелочной водой.

Видео: Сжигание клеточного помёта

Но и это ещё не всё. Утилизация помета путем его сжигания приводит к образованию золы, которая является ценным калийно–фосфорным минеральным удобрением, повышающим урожайность сельскохозяйственных культур на 10-15 %. Объем получаемой золы будет в 7-10 раз меньше объема исходного помета. В зависимости от требований ТУ зола может затариваться в мешки (биг-бэги) или вывозиться к месту использования в насыпном виде в закрытом транспорте.

Принципиальная схема паровой котельной

Эффективность использования клеточного помета как биотоплива возрастает при минимизации его исходной влажности: ее снижение с 75 до 65% увеличивает полезное тепло в 5 раз: с 0,1 до 0,5 Гкал/т помета за счет сокращения расхода топлива на сушку.

ООО АГК ЭКОЛОГИЯ предлагает производить предварительное подсушивание помета за счет тепла воздуха, удаляемого из птичников. Рекуперация этого тепла позволяет снизить влажность помета до 55-60%. Полезная теплопроизводительность в этом случае возрастает до 0,7 Гкал/т помета, что позволяет вырабатывать достаточно большое количество тепла или насыщенного пара на производственные нужды, экономя при этом природный газ.

Удельные капитальные затраты на создание такого энергокомплекса составляют до 700 тыс. руб./т помета в сутки, а срок их окупаемости не превышает 5-6 лет. Себестоимость тепловой энергии составляет 700 руб./Гкал, пара – 500 руб./т. Сопутствующим продуктом при этом является образование 50-60 кг золы (на 1 т сырого помета). Производство из этой золы кондиционера почв повышает урожайность сельхозкультур на 30-40%, что позволяет существенно снизить себестоимость кормов и, соответственно, конечной продукции птицеводства.

Термическая технология применима также для

• Утилизации куриного помета
• Сжигания куриного помета
• Переработки навоза КРС и свиней
• Переработки помета
• Переработки птичьего помета

к.т.н. Гарзанов А.Л., Смирнов В.М. (АГРО-3),
Аваков А.А. (ИЦ «Авелит»,)
Яковлев Ю.В. (завод «Союз»),
Малык И.С. (Группа «Черкизово»)

Подстилочный помет (ПП) является отходом птицефабрик и имеет III класс опасности. При размещении на открытых полигонах он разлагается с выделением токсичных и «парниковых» газов, загрязняя окружающую среду. В то же время ПП является альтернативным возобновляемым биотопливом с Q p н =2500±500 ккал/кг. Сжигание 1 т ПП позволяет получить до 2 Гкал тепла в виде горячей воды или до 3 т пара на технологические нужды, замещая при этом до 270 м 3 природного газа или до 240 кг жидкого топлива (мазут, печное топливо).

Сжигание ПП не требует гранулирования и сушки, что упрощает и удешевляет процесс его использования в качестве топлива. Особенностями ПП являются высокая влажность, зольность и наличие в золе щелочноземельных и щелочных металлов, повышающих ее шлакующую способность. По результатам анализов различных проб подстилочного помета, он имеет следующие теплотехнические характеристики (на рабочую массу):

· низшая теплота сгорания, ккал/кг 2 500±500;

· влажность, % 35±5;

· зольность, % 10-15;

· насыпная плотность, кг/м 3 380-400;

· выход летучих (на горючую массу), % 70-75;

Теоретические количества воздуха и продуктов сгорания составляют 3,1 и 3,9 нм 3 /кг соответственно, парциальное давление водяных паров – 0,23.

Сжигание партии (56т) ПП Петелинской птицефабрики проводилось в промышленной установке тепловой мощностью 1,5 МВт Ковровского завода котельно-топочного и сушильного оборудования «Союз». Установка состоит (рис.1) из закрытого топливного склада 1 с «живым» дном, скребкового транспортера топливоподачи 2, специальной слоевой топки 3, водяного теплообменника 4, рекуперативного воздухоподогревателя 5, циклонного золоуловителя 6, дымососа 7, дымовой трубы 8, вентилятора 9 и раздельных систем золоудаления из топки 10 и золоуловителя 11. Общий вид установки показан на рис 2.

Рисунок 1 – Принципиальная схема промышленной установки

В период проведения теплотехнических испытаний температура газов на выходе из топки поддерживалась в пределах 950±50 о С для предотвращения зашлаковывания поверхностей нагрева. При среднечасовом расходе топлива В к ~430 кг/ч (Q н р =2 660 ккал/кг, W p =34 %, А р =14,5 %) полезное тепловосприятие установки (по сетевой воде) составило 1Гкал/ч (1,2 МВт), а к.п.д. брутто – 83 % (при температуре уходящих газов 180ºС и коэффициенте избытка воздуха в них 1,5).

Рисунок 2. Общий вид опытно-промышленной установки с топливным складом

Содержание вредных примесей в продуктах сгорания при соблюдении требуемых топочных условий минимально и не превышает норм ПДВ. Результаты испытаний по сжиганию подстилочного помета приведены в табл. 1. Расчет потерь тепла и к.п.д. установки проводился по методу обратного баланса с использованием методики расчетов М.Б. Равича /1/. Эти результаты подтвердили, что ПП является достаточно эффективным видом биотоплива, который может сжигаться с минимальным выбросом вредных веществ в атмосферу.

Эффективная конструкция слоевой топки (рис. 3) с системой многозонного воздушного дутья обеспечила минимальный унос золы (коэффициент уноса золы а ун ≤0,2-0,3). Объемы золы, выгруженной из топки и из золоуловителя находились в соотношении ~5:1. Более 93% частиц золы, уловленной в золоуловителе имели размеры не более 100 мкм, в т.ч. 33% – до 50 мкм. При плотности этой золы не более 400 кг/м 3 скорость витания ее частиц не превышает 3-5 см/с. В табл. 1 приведен фракционный состав золы ПП и его сравнение с золой от сжигания подсолнечной лузги в котле Е-12-14 (г. Кропоткин, завод по экстракции растительных масел, золоуловитель типа МПУ-26).

Рисунок 3. Топочное устройство

Результаты испытаний по сжиганию ПП в промышленной установке

Таблица 1

Примечания: * - измерения с помощью Testo-350

** - измерения ЦЛАТИ (протокол №26-П/4 от 29.03.2010г.).

Фракционный состав и плотность золы ПП и подсолнечной лузги

Таблица 2

После завершения сжигания партии ПП установка была остановлена для ревизии состояния поверхностей нагрева. Поверхность водяного теплообменника была в значительной степени занесена летучей золой (рис. 4), которая легко удалялась при обдуве воздухом (рис. 5). Это говорит о необходимости оснащения котельных агрегатов, сжигающих такое топливо, аппаратами импульсной пневмоочистки поверхностей нагрева.

Рисунок 4. Поверхность водяного теплообменника после недельной эксплуатации на ПП

Рисунок 5. Поверхность водяного теплообменника после обдувки воздухом

В сочетании с ограничением температуры газов на выходе из топки не выше 1000ºС это обеспечит длительное поддержание стабильного к.п.д. котлов.

Результаты тестовых испытаний по сжиганию 56 т ПП Петелинской птицефабрики показали, что он является эффективным видом топлива, который может сжигаться с минимальным выбросом вредных веществ в атмосферу. Также возможно сжигание клеточного помета при достижении конечной влажности не более 50% путем либо предварительного смешения с сухими древесными или растительными отходами, либо предварительной подсушки помета продуктами его же сгорания.

Экономическая эффективность замещения ПП натуральных топлив на примере прирдного газа приведена в табл.3.

Таблица 3

* - в расчетах стоимость природного газа принята с учетом транспортных затрат – 3,9 руб./тыс.нм 3

** - в состав эксплуатационных затрат включены затраты на электроэнергию, реагенты на ХВО и персонал.

Зола, образующаяся при сжигании подстилочного помета, является комплексным фосфорно-калийно-известковым удобрением с повышенным содержанием микроэлементов и может применяться под различные культуры в дозах от 2 до 10 ц/Га в зависимости от вида почв, культур и способа внесения. Зола вносится в почву в сухом виде без дополнительной обработки. По опытным данным одного из подмосковных хозяйств, применение этой золы вместо обычных минеральных удобрений повысило урожайность с/х культур на 10-15%. Выход золы составляет 10-15 % от количества исходного помета. Оптовая стоимость 1 т золы составляет 5500 руб./т. В зависимости от требований потребителя зола может затариваться в мешки (биг-бэги) или вывозиться к месту использования в насыпном виде в закрытом транспорте. Ее использование в качестве минерального удобрения существенно увеличит экономическую эффективность использования ПП в качестве альтернативного биотоплива в котельных.

Использованная литература

Равич М.Б. Упрощенная методика теплотехнических расчетов. – М.: Наука, 1966 – 416 с.