CC BY
7Central Asian Research Journal For Interdisciplinary Studies (CARJIS)
ISSN (online): 2181-2454 Volume 2 | Issue 3 | March, 2022 | SJIFactor: 5,965 | UIF: 7,6 | Google Scholar | www.carjis.org
DOI: 10.24412/2181-2454-2022-3-280-285
ИННOВAЦИOННOЕ РЕШЕНИЕ ДЛЯ ПOЛYЧЕНИЯ БИOГAЗA
Сaрдoржoн Ксдиржсн угли Сaлoйдинoв
Aссистент Нaмaнгaнскoгo инженернo-технoлoгическoгo инститyтa
sardorj on2737@mail. ru
АННОТАЦИЯ
В статье приведены сведения o вaжнoсти, нayчнoй нoвизне и прaктическoй знaчимoсти предлaгaемoй системы yпрaвления мнoroкaмерным реaктoрoм. Ан^^^чные зорубежные решения предлaгaются в сoпoстaвимых вaриaнтaх.
Ключевые слoвa: мнoгoкaмерный реaктoр, системa yпрaвления, перемешивaние, тагрев, выгрyзкa и зaгрyзкa сырья.
INNOVATIVE SOLUTION FOR BIOGAS PRODUCTION
ABSTRACT
The article presents the rationale for the relevance, scientific novelty and practical significance of the proposed control system for a multi-chamber reactor. Variants of comparison with similar foreign solutions are proposed.
bywords: multi-chamber reactor, control system, mixing, heating, supply and unloading of raw materials.
ВВЕДЕНИЕ
Кождый из тас выбрaсывaет oгрoмнoе кoличествo мyсoрa и oтхoдa. ток, среднестатистический гoрoжaнин выбрaсывaет 3a год бoлее 360 кг твёрдых бытовых oтхoдoв. И это тольга oтхoды, так скозоть, индивидyaльнoгo пoтребителя. Сюдо не вхoдят ни стрoительные, ни прoмышленные oтхoды. Пo донным специaлистoв в респyблике кoличествo oтхoдoв oт прoизвoдственных и бытoвых сфер сoстaвляет 100 миллшшв тoнн. И дoля бытовых oтхoдoв сoстaвляет 35 миллиoнoв тонн. В кaждoй миллиoн тoнне 360 тысяч тонн oт пищевых прoдyктoв, 160 тысяч тoнн oт бумоги и кaртoнa, oкoлo 55 тысяч тонн oт текстиля, oкoлo 45 тысяч тонн oтхoды oт плaстмaссoвых и других кoмпoнентoв. Нo из них тольга 2% перероботывоется [1].
Central Asian Research Journal For Interdisciplinary Studies (CARJIS)
ISSN (online): 2181-2454 Volume 2 | Issue 3 | March, 2022 | SJIFactor: 5,965 | UIF: 7,6 | Google Scholar | www.carjis.org
DOI: 10.24412/2181-2454-2022-3-280-285
МЕТОДОЛОГИЯ
В настоящее время в примере Ферганской области образовывается за день в среднем 3,5 тонн, за месяц 105 тысяч тонн и за год 3 миллиона 260 тысяч тонн бытовых отходов. Если весь мусор, выброшенный за год, например, жителями Ферганы, распределить ровным слоем по городу, толщина этого слоя была бы около 7 сантиметров. Чтобы не утонуть в грудах мусора и не отравиться продуктами его разложения, его надо как-то утилизировать [2].
С увеличением производственных мощностей животноводческих предприятий увеличивается и количество животноводческого субстрата, который впоследствии выбрасывается на поля в качестве удобрений, либо становится сырьем для биогазовых установок [3]. В биогазовом реакторе система перемешивания, как правило, представляет собой балку с лопастями. Сам реактор является цельной емкостью, в которой весь процесс сбраживания происходит в едином режиме перемешивания и обогрева. Это находится в противоречии с тем, что на ранней стадии сбраживания интенсивное перемешивание и обогрев требуется для предотвращения образования корок и проникновения бактерий в субстрат, но на поздней стадии интенсивное перемешивание и обогрев вредит эффективному выходу биогаза, а непрерывная работа электрооборудования ведет к чрезмерному расходу энергоресурсов.
Наличие микропроцессорных средств, интегрированных в работу реактора для автоматизированной работы, может повысить эффективность анаэробного сбраживания, снизить потребление энергоресурсов, а также позволит получить контроль над технологическим процессом. Тем самым разработка системы управления режимами пере-мешивания и обогрева биомассы в многокамерном биогазовом реакторе непрерывной загрузки сырья на сегодняшний день необходима и актуальна.
АНАЛИЗЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ
Разработана и предлагается конструкция и система управления многокамерного биогазового реактора непрерывной загрузки сырья [4-6].
На рисунке 1 показана конструкция многокамерного биогазового реактора непрерывной загрузки сырья. Система управления режимами перемешивания и обогрева представляет собой головной микропроцессор с заданными параметрами работы электрооборудования, исполняющие реле, набор датчиков, смонтированных в разных камерах эксплуатируемого биогазового реактора. Для эффективной эксплуатации на объектах АПК необходимо, чтобы при
Central Asian Research Journal For Interdisciplinary Studies (CARJIS)
ISSN (online): 2181-2454 Volume 2 | Issue 3 | March, 2022 | SJIFactor: 5,965 | UIF: 7,6 | Google Scholar | www.carjis.org
DOI: 10.24412/2181-2454-2022-3-280-285
строительстве данного объекта, на стадии разработки проектной документации, был учтен комплекс переработки отходов в биогаз, учтена логистика подведения сырья в предварительную буферную емкость для их подогревания, перемешивания с жомом и загрузки в биогазовый реактор. Многокамерный биогазовый реактор непрерывной загрузки сырья является модульной конструкцией, то есть в случае вывода его из работы, например, на текущий ремонт, имеется техническая возможность оставить биомассу в одной или двух камерах реактора, в то время как в двух оставшихся камерах можно проводить регламентные работы.
Наиболее близкие к предлагаемой разработке технические решения производит компания Farmatic. В этом решении отсутствует деление емкости на камеры, что делает сбраживание малоэффективным из-за отсутствия необходимой температуры и перемешивания для субстрата разной фазы сбраживания. В рассматриваемом образце в наличии всего одна пара лопастей-мешалок, что ведет к образованию корок в субстрате и низкому выходу биогаза. Также в решении конкурента предусмотрен обогрев биомассы, всего одна позиция на всю емкость, некоторая часть биомассы излишне нагревается, а некоторая не достигает нужной температуры. Это решение является неэффективным из-за малого выхода биогаза, а также из-за высокого расхода энергоресурсов. В предложенной системе управления режимами перемешивания и обогрева биомассы в многокамерном биогазовом реакторе непрерывной загрузки сырья будут учтены и исправлены все недостатки основного конкурента.
^vT-JILA
Central Asian Research Journal For Interdisciplinary Studies (CARJIS)
ISSN (online): 2181-2454 Volume 2 | Issue 3 | March, 2022 | SJIFactor: 5,965 | UIF: 7,6 | Google Scholar | www.carjis.org
DOI: 10.24412/2181-2454-2022-3-280-285
РИСУНСК 1 - Мно^^мерный 6nora30Bbiri peaKTop непрерывней зaгpyзки сырья с предложенной системой yпpaвлeния peжимaми paбoты
элeктpooбopyдoвaния:
1 - емкость реактора; 2 - теплоизоляционная защита;
3 - устройство обогрева; 4 - двигатель лопастей-мешалок;
5 - двухлопастная мешалка; 6 - силовые и информационные кабели;
7 - насос для закачки биомассы; 8 - насос для откачки удобрений;
9 - компрессор для откачки биогаза; 10 - датчик температуры; 11 - реле;
12 - система управления режимами работы.
Система управления интегрируется в комплекс переработки отходов, содержащий емкость из поливинилхлорида, теплоизо-ляционную защиту электроприводы, лопасти-мешалки, нагревательные элементы, кабельные каналы, отверстие с компрессором, закачивающим массу из расходной емкости в реактор, отверстие с компрессором для откачивания отработанного сырья в емкость удобрений, отверстие с компрессором для откачивания биогаза в газгольдер, датчики температуры, термореле, микропроцессор. В комплексе используется эффективная конструкция реактора, позволяющая установить в каждой камере свою химическую среду задать интервал нагревания, уровень перемешивания.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Известно, что анаэробное сбраживание биомассы проходит в несколько фаз, для каждой из которых характерны определенные температурные и перемешивающие режимы. Это и есть наиболее выгодное отличие предлагаемого решения от решений главных потенциальных конкурентов -фирмы Farmatic, которая предлагает стальные однокамерные цельные реакторы сим 1 электроприводом и 1 парой лопастей мешалок. Это неэффективно, так как сбраживаемый несколько суток субстрат будет смешиваться с вновь поступившим, а температура всей биомассы будет одинаковой. Лопасти-мешалки в рассматриваемом образце слишком короткие.
- это ведет к образованию корок и низкому выходу биогаза. Реакторы фирмы Farmatic весьма недешевы, а качественный выход биогаза существенно ниже, чем в предлагаемом решении. Более того, реакторы Farmatic не являются модульными конструкциями, и при проведении регламентных работ придется приостановить весь цикл сбраживания, то есть сократить объем полученного биогаза.
Central Asian Research Journal For Interdisciplinary Studies (CARJIS)
ISSN (online): 2181-2454 Volume 2 | Issue 3 | March, 2022 | SJIFactor: 5,965 | UIF: 7,6 | Google Scholar | www.carjis.org
DOI: 10.24412/2181-2454-2022-3-280-285
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Мирoшниченкo, И.В. Биoлoгические сш^бы перерaбoтки и утилизоции oтхoдoв живoтнoвoдческих кoмплексoв в Белгoрoд-скoй oблaсти [Текст] / И.В. Мирoшниченкo // Мотериолы междy-нaрoднoй нayчнo-прoизвoдственнoй кoнференции «Биoлoгические прoблемы прирoдoпoльзoвaния». - Белгoрoд: Издвo Белгoрoдскoй ГСХА, 2012. - С. 45-47.
2. Линднер, Й.Ф. Увеличение метaнoвoй прoдyктивнoсти бo-гaтoй лигнoцеллюлoзoй биoмaссы путем мехaническoй и энзим-нoй пoдгoтoвки при ее пoвтoрнoй перерaбoтке в бшг&з / Й.Ф. Линднер, A. Леммер, И.В. Мирoшниченкo // Иннoвaции в АПК: прoблемы и перспективы. - Белгoрoд: Издвo Белгoрoдскoгo ГАУ, 2015. - № 2 (6). - С. 111-117.
3. Яхтонигово, Ж.М. Сельскoхoзяйственнaя биoтехнoлoгия [Текст]: учебше пoсoбие / Ж.М. Яхтaнигoвa, Л.А. Мошхита, Е.Г. Федoрчyк, И.А. Шв^^нево, И.В. Мирoшниченкo. - Белгoрoд: Изд^ Белгoрoдскoгo ГАУ, 2016. - 172 с.
4. Шт. 171741 Po^H^^ Федероция, МПК-2016.01 C02F11/04. Мнoгoкaмерный биoгaзoвый реaктoр непрерывнoй зогрузки сырья/ С.В. Вендин, А.Ю. Мaмoнтoв, Н.О. Ш^р-шу^в, А.В. Коплин: зоявитель и пaтентooблaдaтель Федерaльнoе гoсyдaрственнoе бюджетнoе oбрaзoвaтельнoе учреждение высше-ro oбрaзoвaния «Белгoрoдский гoсyдaрственный технoлoгический университет» № 2017100834, 20.03.2013, зоявл. 10.01.2017, oпyбл. 14.06.2017.
5. Вендин, С.В. Прoгрaммa росчето геoметрических и ^нстру^^нных пaрaметрoв биoгaзoвoгo реaктoрa / С.В. Вендин, А.Ю. Мaмoнтoв, А.В. Коплин // Прoмышленнaя энер-гетико. - 2017. - № 3. - С. 51-55.
6. Вендин, С.В. Электрooбoрyдoвaние биoгaзoвoгo реaктoрa [Текст] / С.В. Вендин, А.Ю. Мaмoнтoв // Сельский мехaнизaтoр. -2017. - № 5. - С. 26-27.
6. Saloydinov, S. Q. (2021). Paxta tozalash zavodlarida energiya sarfini kamaytirishning texnik-iqtisodiy mexanizmini yaratish. "Academic research in educational sciences", 2(9), 886-889. https://doi.org/10.24412/2181-1385-2021-9-886-889
7. Saloydinov, S. Q. (2021). Creation of feasibility studies to reduce energy costs in ginneries. "Э^тами^ и ^ц^м", 9(88), 147-149.
8. Caлoйдинoв, C. К. (2021). Oбрaзoвaтельные кредиты в Узбекистоне. "Э^тами^ и ^ц^м", 12(91), 470-472.
Central Asian Research Journal For Interdisciplinary Studies (CARJIS)
ISSN (online): 2181-2454 Volume 2 | Issue 3 | March, 2022 | SJIFactor: 5,965 | UIF: 7,6 | Google Scholar | www.carjis.org
DOI: 10.24412/2181-2454-2022-3-280-285
9. Caлoйдинoв, C. К. (2021). Спрос на рынке дифференцированных продуктов. "Экономика и социум", 12(91), 473-476.
10. Салойдинов, С. К. (2022). С паровой турбиной 471 МВт на Талимарджанской ТЭЦ расчет электрических режимов при максимальной зимней нагрузке. "Central Asian Research Journal for Interdisciplinary Studies (CARJIS)", Special issue, 116-121.
