Разработка энергосберегающей электротехнологии сбраживания навоза с использованием объемного СВЧ-нагрева

• Автор: Решетникова, Ирина Валентиновна
• Шифр специальности: 05.20.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 130 с.

ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА УТИЛИЗАЦИИ НАВОЗА В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ

1.1 Проблемы утилизации отходов в свете вторичных возобновляемых ресурсов

1.2 Анализ экспериментальных и теоретических работ по интенсификации процесса метанового сбраживания

1.2 1 Мировой опыт использования биогазовых установок

1.2.2 Температура процесса

1.2.3 Оптимальный режим температуры

1.2.4 Поддержание постоянной температуры в биореакторе

1.3 Выводы и задачи работы

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ И ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ИНТЕНСИВНЫХ МЕТОДОВ СБРАЖИВАНИЯ ОТХОДОВ СХ ПРОИЗВОДСТВА
2.1 Теоретическое обоснование объединения в единый цикл реактор трех стадий метанового сбраживания с объемным разоревом метантенка .
2.2 Оптимизация энергосбережения энергетических составляющих сбраживания на основе метода конечных отношений
2.3 Объемные электромагнитные излучения для интенсификации процесса сбраживания
2.3.1 Диэлектрический нагрев навоза
2.3.2 Применение диэлектрического нагрева при переработке навоза
2.3.3 СВЧ излучение и его влияние на анаэробные бактерии
2.4 Лабораторная установка для исследования анаэробного
сбраживания навоза
2.5 Лабораторные исследования метанового сбраживания при контактном нагреве
2.5.1 Определение стадий анаэробного сбраживания в едином цикле при контактном нагреве
2.5.2 Определение влияния СВЧ на анаэробные бактерии
2.6 Схема непрерывной переработки навоза методом метанового сбраживания
2.7 Выводы по главе
3 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИНТЕНСИФИКАЦИИ И ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ ПРИ МЕТАНОВОМ СБРАЖИВАНИИ НАВОЗА
3.1 Разработка математической модели энергетических составляющих
отходов с СВЧ нагревом
3.1.1 Конвективный нагрев в метантенке
3.1.2 Диэлектрический нагрев в метантенке
3.1.2.1 Расчет процесса нагрева с применением диэлектрического поля
3.1.2.2 Расчет энергоемкости диэлектрическиконвективного нагрева
3.1.3 Контактный нагрев в метантенке
3.2 Модель процесса утилизации навоза с целью энергосбережения
3.3 Модель энергоемкости метантенка
3.3.1 Формализованное изображение процесса энергопотребления и энергопроизводства при метановом сбраживании
3.3.2 Математическая модель энергоемкости технологии метанового сбраживания навоза
3.4 Выводы по главе
4 РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОЦЕССА МЕТАНОВОГО СБРАЖИВАНИЯ В УСТАНОВКАХ С СВЧ НАГРЕВОМ И
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА
4.1 Разработка технологического процесса метанового сбраживания
4.1.1 Структурная схема линии получения биогаза
4.1.2 Операторная схема линии по переработке навоза
4.1.3 Обоснование технологической схемы линии
4.2 Технологический процесс работы метантенка
4.3 Результаты и обработка экспериментальных исследований метанового сбраживания при СВЧ нагреве
4.4 Выводы по главе
5 ТЕХНИКОЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ, УСТАНОВОК И ТЕХНОЛОГИЙ
5.1 Техникоэкономические показатели технологии метанового сбраживания при СВЧ нагреве и контактном нагреве
5.2 Техникоэкономический анализ энергоемкости технологического процесса метанового сбраживания на биогазовых установках непрерывного действия
5.3 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Масштабы применения НВИЭ в мире непрерывно и интенсивно возрастают. Это направление является одним из наиболее динамично развивающихся среди других направлений в энергетике. В последнее время вс большее внимание привлекают нетрадиционные, с технической точки зрения, источники энергии солнечное излучение, морские приливы и волны, геотермальные источники, энергия ветра, энергия биомассы и мн. Некоторые из них, например, ветер и энергия биомассы, находили широкое применение и в прошлом, а сегодня переживают второе рождение. Проблема утилизации отходов имеет важное экологическое, экономическое и энергосберегающее значение. Наиболее перспективным вариантом переработки отходов производства в ценный удобрительный материал является анаэробное сбраживание, которое сопровождается получением биогаза. Особое внимание уделяется развитию технологий получения биогаза, получающегося при утилизации отходов сельскохозяйственных производств. Отходы биомассы ферм и жидкие составляющие являются загрязнителями окружающей среды. Повышенная восприимчивость сельскохозяйственных культур к отходам приводит к загрязнению грунтовых вод и воздушного бассейна, создает благоприятную среду для заражения почвы вредными микроорганизхмами. В отходах животных жизнедеятельность болезнетворных бактерий и яиц гельминтов не прекращается, содержащиеся в нем семена сорных трав сохраняют свои свойства. Включение биоэнергетических установок по переработке биомассы в производственный цикл, позволяет решить некоторые задачи утилизировать отходы в зонах производства и переработки сельхозпродуктов и улучшить экологическую обстановку получить дополнительные энергетические ресурсы на основе местного возобновляемого сырья получить дешевые экологически чистые органические удобрения и обеспечить процесс восстановления и увеличения естественного плодородия почв. В то же время по данным отечественных и зарубежных исследователей и практиков, используя прогрессивные технологии и правильно организовывая деятельность хозяйственного подразделения, руководители АПК могут превратить свои предприятия в эффективные, экономически целесообразные и главное экологически чистые хозяйства. При этом имеется в виду исключительно проблема утилизации отходов АПК. В России данные технологии пока не имеют массового распространения, хотя они могли бы с большими успехами применяться и в нашей стране. В ИжКСХА начиная с года на кафедре Механизации и переработки сельскохозяйственной продукции, началось развитие одного из мощных направлений по теме Утилизация отходов сельскохозяйственного производства. С года этим направлением начал заниматься доцент Игнатьев Сергей Петрович. В составе творческой группы работала и Свалова Марианна Викторовна. Результатом наших исследований стали выигранные конкурсы в Министерство природных ресурсов и охраны окружающей среды Удмуртской Республики и в Министерство сельского хозяйства Российской Федерации. Поэтому можно говорить об актуальности выбранного направления исследований. Поставленная цель интенсификация и повышение эффективности переработки отходов для получения биогаза как источника энергии на основе энергосберегающих электротехнологий является актуальной задачей переработки сельскохозяйственных отходов с получением биогаза. Объект исследования Объектом исследований является электротехнологический трехстадийный процесс работы биогазовой установки. Предмет исследования закономерности трехстадийного процесса работы биогазовой установки на основе энергосберегающих электротехнологий. СВЧ нагрева. АПК. Итоги и перспективы, Ижевск, в ФГОУ ВПО Пермский ГСХА на всероссийской научнопрактической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов Вклад молодых ученых в развитие АПК, Пермь, г Научный потенциал аграрному производству посвящается 0 летию вхождения Удмуртии в состав России, Ижевск, г. ГОУ ВПО Магнитогорский Государственный университет им. Г.И. Носова на Всероссийской научнопрактической конференции Актуальные проблемы территориального развития, г. По материалам исследований опубликовано 7 печатных работ.