Биомасса как источник энергии стр.162

3.4. Материальный и энергетический баланс

Для составления материального баланса по компонентам, углероду и энергетического баланса системы биометанизации морских водорослей использовались данные, опубликованные в работах [8, 9] и приводимые в табл. 11. Правильность составления баланса подтверждается результатами эксперимента: было получено 97,4 органических компонент сырья, 95,9 углерода и 102% энергии. Важнейшее значение имеет то, что из 100 кг мокрых морских водорослей можно получить 1,56 м3 мётана, что эквивалентно 0,281 м3/кг летучей части твердых веществ. Объем микрокультуры перегнивателя, который потребуется для обеспечения этой суточной потребности в подаче сырья и выхода, составит 3,5 м3. Извлечение энергии из получаемого газа составляет 55,5%, а снижение летучей части твердых веществ-47,5%. Сравнение этих экспери-мёнтальных значений выхода метана и уменьшения летучей части твердых веществ с максимальными значениями, приведенными в табл. 5, свидетельствует о том, что были достигнуты 64% выхода метана и 57,8% снижения летучей части твердых веществ.

Для идентификации разрушающихся и неразрушающихся в процессе анаэробной ферментации компонент сырья и отходящих продуктов полезно исследовать органические компоненты. При ферментации морских водорослей биоразрушению в наибольшей степени подвергаются маннит и альгин, в наименьшей степени-целлюлоза и протеин. Следует подчеркнуть, что некоторые протеины морских водорослей превращаются, по-видимому, в бактериальный протеин. Ламинарин и фукои-дин содержатся в морских водорослях в незначительных количествах, и поэтому их концентрация практически не влияет на общий материальный баланс.

Более подробный материальный баланс по компонентам и энергетический баланс системы для получения метана анаэробной ферментации бурых водорослей могут быть составлены только после того, как будут получены необходимые данные обо всем технологическом процессе, включая предварительную подготовку и обработку сырья, анаэробное перегнивание, разделение твердых веществ, переработку плавающей и твердой части отходящих продуктов и очистку газов. Согласно оценке, при обычном перегнивании для поддержания процесса потребуется 20% производимой энергии [2].

Тип биомассы

Выход метана, м*/кг тучей части твердых ществ

ле- Интенсивность произво-ве- детва, м33 микрокультуры в сутки

Температура,

°С

Условия проведения

испытаний

Литера турный источник

Загрузка, кг летучей части твердых веществ/м3

Время удержания, сут

Сырая морская водоросль

0,281

0,445

1,60

га

Отстой твердых городских

0,141

•—

[21]

отходов

«—»

0,099

[21]

«—»

0,204

0,750

3,68

'22‘

«—»

0,238

0,530

2,24

Смесь трав

0,184

0,370

1,92

’23*

Отходы скотооткормочных

0,256

2,21

8,65

хозяйств промышленного

типа

«—»

0,171

4,44

25,95

[17!

Навоз с доильных ферм

0,208

0,899

4,32

.24.

4. ВЫВОДЫ

В ферментерах лабораторного масштаба (загрузка 1,6 кг летучей части твердых веществ/м3 в сутки со временем удержания 18 сут) в обычных условиях была достигнута стабильная ферментация крупной бурой морской водоросли. Выход метана (0,28 м3/кг добавленной летучей части твердых веществ) оказался высоким по сравнению с выходом при использовании отходов и биомассы, состоящих в основном из углеводов, а также городских твердых отходов, травы, отходов рогатого скота скотооткормочного хозяйства и навоза молочных ферм (табл. 12). (Следует иметь в виду, что высокие темпы производства метана не всегда ассоциируются с высокими выходами. В конечном счете необходимо добиваться максимального повышения обеих характеристик.)


⇐ вернуться назад | | далее ⇒