К параметрам биогазовой установки относятся:
- температура брожения;
- продолжительность процесса брожения;
- режим заполнения метантанка (периодический или непрерывный).
Методика расчета состоит в следующем:
- Определяется суточное поступление биомассы.
m
БМ = ||N
Жj m
УДj (10.1)
где m
БМ – суточное поступление биомассы, кг;
N
Ж – количество животных j-того вида, гол.;
m
УДj – суточный выход экскрементов от j-того животного, кг/гол.
2. Определяется доля сухого вещества в биомассе.
(10.2)
где j
БМ – влажность биомассы, %.
3. Определяется доля сухого органического вещества.
m
COB = m
CB r
COB (10.3)
где r
COB – доля органического вещества в сухом веществе, о.е.
4. Определяется выход биогаза
V
БГ = v
БГ m
COB n
t (10.4)
где v
БГ – удельный выход биогаза при полном разложении сухого органического вещества, м
3/кг;
n
t – доля выхода биогаза при выбранной продолжительности брожения, о.е.
5. Определяется объем метантанка
V
MT = (0,7 . . . 0,9) m
БМ t
Б r
БМ– 1 (10.5)
где t
Б – продолжительность брожения, сут.;
r
БМ – плотность сбраживаемой биомассы, кг/м
3.
6. Определяется количество теплоты для подогрева биомассы.
(10.6)
где с
БМ – средняя теплоемкость биомассы, Дж/кг. К;
T
ПР – температура процесса брожения, К;
T
БМ – температура загружаемой биомассы, К;
Q
ПОТ – суммарные потери тепла через стенки и крышку метантанка, Дж;
q
БМ – мощность теплового потока от биомассы во время брожения, Вт/кг;
t
БР – время брожения, сут.
Ниже приведены справочные данные, необходимые для расчета метантанка.
Суточный выход навоза сельскохозяйственных животных и помета птицы
Быки-производители . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .40 кг
Коровы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 – 55 кг
Молодняк КРС:
до 6 мес. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7,5 – 15 кг
6 – 12 мес. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 – 26 кг
12 – 18 мес. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 кг
старше 18 мес. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35 кг
Хряки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 – 11 кг
Свиноматки:
холостые . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8,5 – 9 кг
супоросные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10 – 11 кг
Подсосные поросята-отъемыши . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12,5 – 15,3 кг
Свиньи на откорме массой, кг:
до 40 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 – 3,5 кг
40 – 80 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,5 – 5 кг
более 80 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 – 6,5 кг
Куры:
яичного направления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170 – 200 г
мясного направления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 270 – 300 г
Индейки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .450 г
Утки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .420 г
Гуси . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .580 г
Средняя влажность
Навоз КРС . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85 – 90 %
Навоз свиней . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88 – 92%
Помет птицы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .73 – 76%
Состав биомассы животного происхождения в % к сухому веществу
| Компоненты |
КРС |
Дойные коровы |
Свиньи |
Птица |
| Органическая масса |
77,0 – 85,0 |
77,0 – 85,0 |
77,0 – 84,0 |
76,0 77,0 |
| Азот |
2,3 – 4,0 |
1,9 – 6,5 |
4,0 –10,3 |
2,3 – 5,7 |
| Фосфор |
0,4 – 1,1 |
0,2 – 0,7 |
1,9 –2,5 |
1,0 – 2,7 |
| Калий |
1,0 – 2,0 |
2,4 |
1,4 – 3,1 |
1,0 – 2,9 |
| Кальций |
0,6 – 1,4 |
2,3 – 4,9 |
– |
5,6 – 11,9 |
| Клетчатка |
27,6 –50,6 |
27,6 – 50,6 |
19,5 – 21,4 |
13,0 – 17,8 |
| Лигнин |
13, 0 – 30,0 |
16,0 – 30,0 |
– |
9,6 – 14,3 |
| Отношение углерода к азоту |
9,0 – 15,0 |
9,0 – 15,0 |
9,0 – 15,0 |
9,0 – 15,0 |
Состав биомассы растительного происхождения в % к сухому веществу
|
Ячменная |
Пшеничная |
Кукурузная |
Свекольная |
Картофельная |
| Органическая масса |
93,8 |
94,4 |
91,7 |
98,5 |
78,9 |
| Азот |
0,6 |
0,5 |
1,2 |
2,0 |
2,3 |
| Фосфор |
0,1 |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,2 |
| Калий |
1,4 |
0,8 |
2,3 |
3,6 |
1,7 |
| Кальций |
0,3 |
0,1 |
0,8 |
1,4 |
2,6 |
| Клетчатка |
43,5 |
45,5 |
33,3 |
11,5 |
23,8 |
| Лигнин |
15,0 – 20,0 |
15,0 – 20,0 |
5,5 |
– |
– |
| Отношениеуглерода к азоту |
84 |
90 - 165 |
30 - 65 |
18 |
