Файл: айта жанартылатын энергия кздерін пайдалану Пні бойынша есж 1.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 04.02.2024
Просмотров: 29
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Қазіргі уақытта Ресей бұл салада бірегей оқиғалардың болуы туралы мақтана алмайды. Ақыр соңында, олар ақылға, кейбір зерттеулерге мұқтаж. Геотермиялық жылу, сол энергияны қолдануға негізделген, жалпы тәуелсіздік және практикалық тұрақсыздық сияқты негізгі қасиетке ие. Енді жердің тереңдігінің қызуын маңызды перспектива ретінде пайдаланудың керемет мүмкіндіктері туралы айтуға болады. Су немесе бу мен су қоспасы жылумен қамтамасыз ету және ыстық сумен жабдықтау қажеттілігіне, сондай-ақ түрлі мақсаттарда электр энергиясын өндіруге бағытталуы мүмкін. Мұның бәрі температураға байланысты.
Жоғары температуралы жылу электр және жылуды өндіру үшін пайдаланылуы керек. Станцияда қандай геотермалдық энергия көздері қолданылатынына байланысты белгілі бір құрылғы бар. Егер аймақта жер асты термалды су көзі болса, олар ыстық сумен және жылумен жабдықтауға жіберілуі мүмкін.
Геотермиялық жылу жүйелері күн сайын көбірек пайдаланылады, өйткені мұндай жылыту көптеген артықшылықтарға ие, оның ішінде қауіпсіздік, қоршаған ортаны қорғау және экономика. Негізгі проблемалардың бірі - суды жер асты суларына қайтадан ағыту. Әдетте, термалды суда көптеген тұздар, сондай-ақ улы металдар мен түрлі химиялық қосылыстар бар. Осының салдарынан мұндай суды жер үсті суларына төгу мүмкін емес.
Қазіргі уақытта Ресейде геотермалдық станциялар көп емес. Дегенмен, жылдан жылға геотермиялық жылуды қалайтын серіктестер мен пайдаланушылар көп.
Геотермиялық жылу жүйелері өткен ғасырдың жетпісінші жылдарындағы энергетикалық дағдарыстардан кейін дами бастады. Инновациялық қондырғылар пайда болған кезде, қарапайым отбасылар оларды өз үйінде пайдалана алады. Алайда, кейінірек жүйе барған сайын кеңінен таралған, соның арқасында олардың құны арзанырақ болды. Қазір орташа табысы бар отбасы геотермалдық жылуды пайдалана алады, құны 35-40 мың рубльден асады және көптеген адамдар үшін қол жетімді болды. Әрине, осы мақсаттарға арналған жабдықты жетілдіру жұмыстары жалғасуда. Жыл сайын экономикалық және ыңғайлы бөл Геотермиялық жылуды жүзеге асыратын қондырғылар жану процестерін пайдаланбай жұмыс істейді. Осы себептен жарылыстар немесе өрттер үшін кез-келген алғышарттар толығымен алынып тасталады. Маңызды артықшылықтар ретінде, басқа қағидалар бойынша жұмыс істейтін жылу жүйелері үшін қажет қосымша сорғышты және түтіндерді сатып алу және орнату қажеттігі болмайды. Осындай жүйенің жұмысы кезінде үйде зиянды иістер мен түтіндер пайда болмайды. Сонымен қатар, мұндай жылыту жүйесінің тыныш жұмыс істеуі туралы, сондай-ақ, оның ықшамдылығы туралы айту керек.
Геотермалдық қондырғыларды қатты отынмен немесе сұйық отын жүйелерімен салыстыратын болсақ, олар тек тұрғын үйдің ішкі бөлігін бұзбайды, сонымен қатар отынды сатып алу, жеткізу және кейіннен сақтауға байланысты проблемаларды шешуге уақыт қажет емес екендігін ескеру қажет, өйткені жердің энергиясын таусылмайтын деп айтуға болады .
Биогаз энергиясы.
Биогаз — қатты және сұйық күйдегі органикалық қалдықтардың метандық ашуы кезінде түзілетін жанғыш газ. Биогаз ағаш өңдеу, тамақ өнеркәсіптерінің қалдықтары ашығанда, ақаба суларда түзіледі. Оның құрамында 55 — 65% метан және 35 — 45% көмір қышқыл газы болады. Биогазды тез жетіліп, мол биомасса беретін балдырларды және басқа да микроорганизмдерді арнайы өсіріп, ашыту арқылы да алуға болады. Ол отын есебінде Адамзат биогазды қолдануды бұрыннан үйренген. Б.з.д I мыңжылдықта қазіргі Германия шекарасында қарапайым биогаздық құрылғылар болған. Эльба бассейнының шалшықтанған жерінде орналасқан Алемандарға, батпақтарда Айдаһарлар көзге түсті. Олар батпақтардың шұңқырларында жиналған ыстық газ - Айдаһардың демі деп ойлаған. Айдаһарды тынышталдыру үшін батпаққа жемтік және тамақ қалдықарын тастаған. Адамдар Айдаһар түнде келетініне және оның демі шұңқырларда қалатынына сенген. Алемандар теріден қалқа тігуді, олармен батпақтарды жауып, газды өз үйлеріне тері құбырлары арқылы өткізуді, оны тамақ дайындау үшін қолдануды ойлап шығарған.Олардың бұндай әрекетке баруы түсінікті, себебі құрғақ отын табу қиын болған, ал батпақ газы (биогаз) бұл мәселені жақсы шеше білген.
XVII ғасырда Ян Баптист Ван Гельмонт іритін биомасса тұтанатын газдар бөлетінін айқындаған. Александро Вольта 1776 жылы іритін биомассаның саны мен бөлінетін газдар саны арасында тәуелділік бар деген тұжырымға келді. 1808 жылы сэр Хемфри Дэви биогазда метан бар екендігін анықтады.
Алғашқы құжатталған биогаздық қондырғы 1859 жылы Үндістанда Бомбейде құрылған. 1895жылы Ұлыбританияда биогаз көшеге жарық түсіру үшін қолданылған. 1930 жылы микробиологияның дамуына байланысты биогазды шығару процесіне қатысатын бактериялар айқындалды. Биогаз құрамы 50 – 87 % метан, 13 - 50 % , Н2-ның, H2 S-тың аз - маз қоспаларынан тұрады. Биогазды СО2 - ден тазалағаннан кейін, одан биометан пайда болады.қолданылады.
Биогаз қоспасы болып табылады газдар бұзылуымен өндірілген органикалық заттар бірінші кезекте метан мен көмірқышқыл газынан тұратын (анаэробты) оттегі болмаған кезде. Биогазды шикізаттан өндіруге болады ауыл шаруашылығы қалдықтары, көң, коммуналдық қалдықтар, өсімдік материалы, ағынды сулар, жасыл қалдықтар немесе тамақ қалдықтары. Биогаз - бұл жаңартылатын энергия қайнар көзі. Үндістанда оны «Гобар газы» деп те атайды.
Биогазды өндіреді анаэробты ас қорыту бірге метаноген немесе анаэробты организмдер, жабық жүйенің ішіндегі материалды қорытатын немесе ашыту биологиялық ыдырайтын материалдар. Бұл жабық жүйені an деп атайды анаэробты сіңіргіш, биодигестер немесе абиореактор.
Биогаз бірінші кезекте метан (CH4) және Көмір қышқыл газы (CO2) және аз мөлшерде болуы мүмкін күкіртті сутек (H2S), ылғал және силоксандар. Газдар метан, сутегі, және көміртегі тотығы (CO) оттегімен жанып немесе тотықтырылуы мүмкін. Бұл энергияның бөлінуі биогазды а ретінде пайдалануға мүмкіндік береді жанармай; оны кез-келген жылыту мақсатында қолдануға болады, мысалы, тамақ дайындау. Сондай-ақ, оны газ қозғалтқышында газдағы энергияны электр мен жылуға айналдыру үшін пайдалануға болады.
Биомассадан биогазды алу тәсілдері.
Биогаз алу үшін шикізат және өндіріс
Биогаз өндірісіне лайық, органикалық ығындылардың тізімі: қи, құс тезегі, сыралы бытыраның бір түйірі, фекальдық тұнба, балық цехтарының ығындылары(қан, май, шекқарын), шөп, тұрмыс қоқыстары, сүт зауыттарының ығындылары – тұзды және тәтті сүт сарысуы, биодизель өндірісінің ығындылары – биодизель өндірісіндегі техникалық глицерин, шырын өндірісіндегі ығындылар – жеміс-жидек, көкөніс, жүзім сығындылары, балдырлар, крахмал өндірісінің ығындылары, қартопты қайта өңдеу,чипсылар өндірісінің ығындылары – қабықтар, шіріген клубни, кофе қойыртпағы.
Ығыртпалардан басқа биогазды арнайы өсірілген энергетикалық дақылдардан алуға болады, мысалға, сүрлемдеген жүгеріден немесе сильфия, сонымен қатар балдырлардан. Газдың шығуы 1 тоннадан 300 м3 дейін жете алады.
Газдың шығуы құрғақ заттың құрамына және қолданылған шикізаттың түріне тәуелді. Биогазды 1 тонна ірі мүйіз малдың қиынан құрамында 60 % метаны бар 50-65 м3 биогазды алуға болады. Құрамында 70% метан бар 150-500 м3 биогазды әр түрлі өсімдіктер түрлерінен алуға болады. Ең жоғарғы биогаз мөлшерін – бұл құрамында 87 %-ға дейін метаны бар 1300 м3 - майдан алуға болады.
Газдың шығуын теориялық және техникалық жүзеге асыру деп бөледі. 1950-70 жылдар аралығында техникалық мүмкін газдың шығуы теориялықтан 20-30% ғана құрған. Бүгінде шикізаттың жасанды деградациясы үшін энзимдердің, бустерлердің қолданылуы және басқа да қолданыстар ең қарапайым қондырғыларда 60% - дан 95%-ға дейін биогаздың шығуын артыра алады.
Биогазды есептеу кезінде құрғақ зат ұғымы қолданылады (ҚЗ немесе ағылшынша TS) немесе құрғақ қалдық (ҚҚ). Биомассада ұсталынатын су газ бермейді. Практика жүзінде 1 кг құрғақ заттан 300-ден 500-ге дейін литр биогаз алады. Нақты шикізаттан биогаз шығымын анықтау үшін, лабораториялық тәжірибелер жүргізу немесе анықтама мәліметтерін қарау және майдың, ақуыздың, көмірсудың құрамын анықтау қажет. Соңғыларды анықтау кезінде тез еритінділердің (фруктоза, қант, сахароза, крахмал) құрамын және қиын еритіндер (мысалы, целлюлоза,гемицеллюлоза, лигнин) білу маңызды. Заттардың құрамын анықтай отырып, әрбір затқа газдың шығымын анықтауға болады, сосын қосуға болады. Бұрын, биогаз жайлы ғылым болмаған кезде және биогаз қи ретінде ассоцияланған кезде, «жануар бірлігі» деген ұғымды қолданған. Бүгін, биогазды ерікті органикалық шикізаттан алуды үйренген кезде, бұл ұғым кетіп, қолданыстан қалды.
Метан бактериялары өзінің өмір қызметін 0-70C температура мөлшерінде көрсетеді. 90C температураға дейін өмір сүре алатын кейбір штамдардан басқа, температура 70оC-тан жоғары болса, олар өліп қалады. Төмен температурада олар тірі қалады, алайда өзінің өмір қызметін тоқтатады.
Биогазды алу үшін биоотын ресурстарын бағалау.
Стандартты қондырғы мынадай құрамнан тұрады: биогазды алу үшін пайдаланылатын шикізат жинақталған сақтау қоймасы; шикізаттың үлкен фракцияларын кішігірімге бөлетін түрлі конструкциялардың араластырғыштары мен диірмендері; газ ыдысы, герметикалық тығыздалған контейнер, ол өндірілген газды сақтауға қызмет етеді; реактор, цистерна немесе бак, биоотын қалыптастыру үдерісі; реакторды қондырғыларға беру жүйесі; реактордан және гашолдерден алынған отынды беру, содан кейін қайта өңдеу сатысына және басқа энергия түрлеріне көшіру; газ және газ өнімдерін өндіруді автоматтандыру, қорғау және басқару жүйесі.
Биоотын. Жасыл өсімдіктердің фотосинтезі күн энергиясын көмірқышқыл газының, судың және жер қыртысының бірнеше «биогенді» элементтерімен синтезделген органикалық заттарға шоғырландыруға мүмкіндік береді. Фотосинтез жылына шамамен 120 миллиард тонна құрғақ органикалық заттар шығарады, бұл тәулігіне 40 миллиард тонна энергияны құрайды (жаһандық деңгей оны пайдалануды 10 есеге арттырады). Өсімдіктердің химиялық заттарын энергетикалық салада да қолдануға болады. Биомасса қолданыстағы отынға негізделген әлемдегі 7-ші орында. Биомасса энергиясы - әлемдегі төрт есе ядролық энергия.
Еуропалық Одақта биомасса энергиясы дәстүрлі емес және жаңартылатын энергия көздерінің жалпы санының 55% құрайды. Биомасса энергиясының ең тиімді көздері Португалияда, Испанияда, Францияда, Германияда, Дания мен Италияда қолданылады. Батыс Еуропада биомасса ресурстарының жалпы көлемі: (жылына 1 млн тонна құрғақ салмақ) ағаш және ағаш қалдықтары 150, ауыл шаруашылық қалдықтары 250, коммуналдық қоқыс 75, биомасса 250 млн. 100 жыл бұрын отын негізгі отын болды. Әлі күнге дейін ауыл шаруашылығы өңірлерінде және дамушы елдерде өрт сөндіргіш отынмен жабылған, отынның түрі - шамамен 2 миллиард адам 1 м3 ағаштан 505 ГДж жылу береді. Финляндия мен Канадада орманды өңдеуден және целлюлоза – қағаздар өнеркәсібінен шыққан қалдықтарды жағу отын – энергетикалық баланстың қолданыстағы бөлігін құрайды. Өкінішке орай, Ресей Федерациясында бұл қалдықтардың 85%-ы қолданылмайды.
Биогаз. Қалдықтарды (қалдықтарды) және тұрмыстық қалдықтарды өңдеуге арналған метан эмиссиялары (метанның дисперсиясы) метанның шамамен 70% және көміртек тотығы шамамен 15%, сондай-ақ органикалық тыңайтқыштармен дезактивизацияланған биогазды қамтамасыз етеді. 1 кг органикалық қалдықтардан 1 кг биогаз алуға болады. Биогаздың жану температурасы 22 ... 24 МДж / кг. Инъекция 5-тен 7 күнге дейін созылады. Биогаз шығаратын ферменттер Қытайда, Жапонияда және АҚШ-та кеңінен қолданылады. Бүгінгі күні ауыл шаруашылығында жанармай мен тыңайтқыштарға сұраныстың артуы, биогаз технологияларын қолдану агроөнеркәсіп кешендерінің, мал шаруашылығы фермаларын, кептіру шөптерін, астықты, жылыту фермаларын, жылыту фермаларын шешуге мүмкіндік береді.
Қытайдағы қашықтағы (шетелдік) ауыл тұрғындары органикалық қалдықтарды өңдеу зауыты арқылы газ жеткізеді. Ауылдың әр бірлігі жылына 6500 кВт / сағат электр энергиясын және 5 тонна органикалық қалдықтарды береді. Ресейде биогаздық қондырғыларды орнату және шығару мәселесі арта түсуде. ЭкоРос орталығы биореакторды, газды биогазды сақтауға арналған резервуарды, ыстық су қазандығын және газ пешін, сондай-ақ ферманың жыл қондырғыларын газбен жабдықтауға арналған газ тарату жүйесін қамтитын биогаз энергиясының автономды модулін әзірледі. Модуль – күніне малшаруашылық фермасының қалдықтарының 1 т жуығын өңдейді және 230 кВт/сағ жуық жылу энергиясы мен құрамында 60% метан және 15% көміртек оксиді бар, 40 нм3 биогазын алады.
