Категория: БИОМАССА Как источник энергии

Бентос

К бентосным водорослям относятся красные (Rhotophyta), сине-зеленые (Cyanophyta), зеленые (Chlorophyta) и некоторые цветковые растения. Красные водоросли — типичные морские растения. Подавляющее большинство из них обитает в морской воде, и лишь очень немногие виды-в пресных водах. Они поселяются только на твердом неподвиж­ном грунте. Самые крупные водоросли достигают в длину 1 м. Красные водоросли являются наиболее глубоководными из всех морских водо­рослей, и поэтому их условия жизни трудно воспроизводимы.

Основные уравнения

Процесс газификации биомассы сопровождается различного рода реак-. циями, многие из которых являются сопряженными. Поскольку кинети­ка процессов газификации биомассы и угля во многом аналогична, рас­смотрим кинетику реакций углерода в процессе газификации угля, используя для этого сведения, содержащиеся в работе [8]. Кинетика ре­акций углерода включает: Эндотермические реакции Экзотермические реакции Полукоксование окисление С + теплота -» СН4 + конденсируе — С + 02 С02 + теплота мые углеводороды + уголь Гидрогаз ификация пар-углерод С + 2Н2 -> СН4 + теплота С + Н20 + теплота СО + Н, Получение водяного газа обратная реакция Будуара н20 + СО -> С02 + Н2 + теплота С + С02 + теплота -> 2СО Метанирование ЗН2 + СО -» СН4 + Н20 + теплота 4Н2 + С02 — СН4 + 2Н20 + теплота При надлежащей организации процесса контактирования и примене­нии многоступенчатых систем (или других устройств в газификаторе специфического типа) одни реакции могут протекать более интенсивно, чем другие.

Основные термохимические процессы

1. Пиролиз. В истинном процессе пиролиза углеродсодержащий мате­риал подвергается термическому разложению с целью получения газа, органической жидкости и углистого вещества. Этот процесс, иногда на­зываемый сухой перегонкой, завершается в нормальных атмосферных условиях, при которых с газом удаляются кислород, пар и СО. В на­стоящее время процесс термического разложения, тепловая энергия для которого обеспечивается путем частичного сжигания углистого веще­ства или образующихся газов, называют пиролизом.

АЦЕТОГЕННЫЕ БАКТЕРИИ, ПРОИЗВОДЯЩИЕ Н2

До сих пор было выделено и исследовано всего лишь несколько видов ацетогенных бактерий, производящих Н2. Взятые в целом как группа, они расщепляют пропионовую и жирные кислоты с длинной цепью, спирты и, вероятно, ароматические и другие органические кислоты пер­вого этапа ферментации, образуя уксусную кислоту, Н2, а в случае ис­точника энергии кислоты с нечетным числом атомов углерода и С02.

Качество остатков

Основными характеристиками растительных остатков, которые по свое­му составу достаточно однородны, являются размер частиц, плотность, содержание влаги и золы. Остатки зерновых культур, за исключением, возможно, риса, относятся к относительно сухим культурам: содержа­ние влаги в них составляет примерно 15%. Теплота сгорания расти­тельных остатков большинства этих культур колеблется в пределах 11 500-18 600 кДж/кг. В настоящем разделе среднее значение теплоты сгорания растительных остатков принято равным 16300 кДж/кг. Исходя из оценочных количеств сельскохозяйственных культур, со­бираемых в США, и их средней теплоты сгорания (16300 кДж/кг), общее содержание энергии, которое может быть получено из растительных остатков, составит 1,5—4,0 • 1015 кДж/год.

Потенциальный выход энергии

С учетом всех условий наиболее важным является выращивание водо­рослей с наибольшей связанной энергией. В табл. 7 приводится потен­циальная энергия в ккал/кг сухой массы растений. При отсутствии данных оценка производилась на основании среднего содержания энер­гии в основной группе растений, к которой принадлежит данный вид. Эти значения используются для оценки потенциальной тепловой энер­гии рассматриваемых растений. Ассимиляция солнечной энергии (кон­версия), приводимая в табл.

Алюминий

В связи с тем что цветные металлы, полученные в процессе отделения методом RECYC-ALL, содержат кроме сырья, из которого изготовляют алюминиевую посуду, другие материалы, они могут найти спрос у про­изводителей вторичных алюминиевых сплавов. Основными загрязните­лями являются цинк и медь. Для достижения желаемого состава сплава алюминий, получаемый из отходов, можно смешив

Газификатор с проталкивающимся слоем сырья

Такой газификатор иногда называют реактором с движущимся слоем (рис. 4). В реакторе, поставляемом фирмой Occidental Research, в каче­стве теплоносящей среды используется отработанный катализатор неф­теперерабатывающей установки каталитического крекинга и углистое вещество. В проекте ступенчатой установки пиролиза фирмы Occidental предполагается использовать в качестве дополнительной транспортной среды получаемое углистое вещество.

Схема технологического процесса

Схема технологического процесса переработки навоза в биогаз и удоб­рения представлена на рис. 4 и рис. 5 [86-88]. Установка содержит от­стойник для навоза, насос, двухтрубный теплообменник, ферментер, су­шильную площадку, систему плавающих газосборников и колонку для отделения сероводорода (рис. 4-6) [86-88]. Подаваемый свежий навоз Рис. 3. Общий вид установки фирмы Chemical Engineering and Materials Science.

ОЦЕНКА ОТХОДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ

На основании данных по изучению заготовок леса в юго-восточных со­сновых лесах США остается около 80% биомассы [27]. Энергия го­довых отходов, образующихся на деревообрабатывающих заводах США, составляет более 74-1016 Дж, что эквивалентно 17,7 млн. м3 не­фти, или примерно 1,2-2,0% годового потребления нефти в стране [28]. Тем не менее в пяти регионах США (рис. 2) общее количество отходов сельскохозяйственных культур (табл.