Материал: Комплексные проблемы техносферной безопасности. материалы Международной научно-практической конференции. Колодяжный С.А., Небольсин В.А
Не менее важной проблемой предприятий маслопереработки является утилизация подсолнечной шелухи. Практикуемое прямое сжигание в печах утилизации наносит серьезный урон окружающей среде. Вынос в атмосферу окислов углерода не единственное воздействие на атмосферу. В состав отходящих газов включен и твердофазный углерод (сажа).
Рис. 3. Конструкция электролизера-реактора для анодной обработки параметрической технологической воды
(оригинальный)
На предприятии «Эфко» ежедневная переработка подсолнечника составляет ~ 80т/сут отходов. Для данного предприятия нами был предложен проект энергетического комплекса переработки отходов производства, работающий по замкнутому технологическому циклу.
В состав комплекса входят:
1.Энергоблок производства тепловой и электрической энергии
2.Предприятия производства топлива.
3. Водоочистные сооружения мясокомбината
4. Предприятия по производству органоминеральных удобрений. Функционально-технологическая схема взаимодействия этих объектов представлена
на рис. 4.
Рис. 4. Функционально-технологическая схема взаимодействия предприятий (оригинальный)
136
В состав энергетического блока входят блоки газогенерации твердого топлива, работающие на общий ресивер-накопитель генераторного газа, блоки газовых дизелей, приводящих во вращение роторы электрогенераторов. Проектируемая установленная тепловая мощность выбирается из условия переработки всех отходов производства маслоперерабатывающего предприятия (80 т в сутки). Опытным путем нами установлено, что при переработке 80т условного топлива методом газогенерации может быть получено 80 МВт*час электрической и 240 Гкал тепловой энергии. В этом случае электрическая мощность комплекса должна составлять не менее 3,5 МВт. Генерацию электрической мощности могут обеспечить 8 блоков газогенерации, работающие на суммирующий ресивер-накопитель. При этом один из блоков газогенерации будет осуществлять резервирование. Ежегодные выработки электрической и тепловой энергии от комплекса составит ~30 ГВт*час и ~ 90 тыс. Гкал. На рис. 5 представлен общий вид установки блока газификации твердого топлива.
Для привода электрогенераторов рационально использовать дизельные двигатели на газе. Поскольку генераторный газ представляет собой газовую субстанцию из газов CO, CH4, H2 , то нами была проведена реконструкция фурменного пояса, в результате которой соотношение компонентов в смеси было изменено путем введения в состав материала катализаторов процесса генерации водорода. Это позволило не только повысить теплотворную способность газа, но и сократить выброс в атмосферу дымовых газов.
Современная энергетика базируется на традиционных схемах получения электрической энергии: химическая энергия топлива преобразуется в тепловую энергию, затем тепловая – в механическую, и наконец, механическая в электрическую энергию. Однако в последнее время получило развитие научные исследования в области прямого преобразования тепловой энергии в электрическую энергию. Основной проблемой в этом научном поиске следует считать не столько отсутствие практически значимых решений, сколько созданная за многие годы консервативность понятий у основной массы исследователей. Другой немаловажной причиной торможения в развитии является вполне определенные просчеты в решении фундаментальных задач. Наиболее ярким примером может служить опыт внедрения МГД-генераторов большой мощности. Вывод напрашивается сам собой: «глобализм» и «прожектерство» в науке неприемлемы. При ограниченном финансировании наиболее рациональны – пилотные проекты. При этом объем финансирования определяется не только экономистами, но и естествоиспытателями. Именно по этой причине в предлагаемом проекте пока используется классическая схема преобразования энергии, но для новых энергосистем нами разработаны более совершенные конструкции газогенераторов.
Несложно представить какие объемы зольного остатка будут накапливаться после газификации твердого топлива в составе, которого подсолнечная лузга и отходы после очистных сооружений мясокомбинатов. Если на входе в комплекс мы получаем 80 т/сут, то на выходе приблизительно 40 т золы. Для реализации технологического процесса завершенным циклом переработки отходов производства нами предложено использовать зольный остаток в качестве одного из основных компонентов при производстве органоминеральных удобрений. Технологический процесс производства удобрений осуществляется биохимическим методом на ферментере основные узлы и детали, которого сконструированы нами. Общий вид ферментера показан на рис. 6. В одной из наших работ [10] мы уже проводили анализ воздействия на структуру почв минеральных и органоминеральных удобрений. Поэтому в материалах этой работы остановимся на возможности кооперации отдельных предприятий сельскохозяйственного профиля. В частности при выращивании масличных культур из почвы наиболее активно выносятся компоненты содержащие ионы K+, Mg2+, Ca2+.
137
Рис. 5. Общий вид установок блока газификации твердого топлива (оригинальный)
Рис. 6. Общий вид ферментера: 1 – реактор; 2 – приемный бункер; 3 – бункер дозатор; 4 – узел загрузки; 5 – узел выгрузки; 6 – узел фасовки готового удобрения; 7 – газопровод
биогаза (метана); 8 – привод вращения; 9 – электрический щит (оригинальный)
Потерю их в почве можно восполнить внесением минеральных удобрений. Но ресурс их работы в почве составляет всего один сезон. В сравнении с ними органоминеральные удобрения на основе куриного помета позволяют увеличить ресурс почв в 5-6 раз в сравнении с минеральными. Вывод напрашивается единственно правильный – птицефермы обеспечивают технологическим сырьем: пометом – ферментеры предприятий-производителей органоминеральных удобрений. Схемы логистики определяются в процессе проектирования. Время ферментации (полный технологический цикл) составляет 7 суток. Температура в реакторе ферментера поддерживается в пределах 50-52 °С.
Удобрения не содержат фитофтору. Рентабельность создания таких комплексов отвечает всем принципам рыночной экономики. Так, например, себестоимость 1 кг органоминеральных удобрений составляет ~ 5-7 руб./кг, для сравнения европейская цена 6-8 евро/кг. Срок окупаемости не более 2-х лет. Основное же преимущество таких комплексов состоит в следующем:
1.Все предлагаемые технологии имеют завершенный цикл переработки отходов производства.
2.Повышают эффективность природопользования.
3.Экологически более безопасны, чем существующие технологии.
138
4.Имеют полное импортозамещение
5.В сравнении с существующими технологиями более просты, экономичны и надеж-
ны.
6.Обеспечивают абсолютную энергонезависимость
7.Создают дополнительные рабочие места для высококвалифицированных кадров.
Литература
1.Бокрис Дж. О'М. Солнечно-водородная энергия. Сила, способная спасти мир / Дж. О'М. Бокрис, Т.Н. Везироглу, Д.Л. Смит. – М.: Изд-во «МЭИ», 2002. – 164 с.
2.Токарев Г.Г. Газогенераторные автомобили / Г.Г. Токарев. – М.: Изд-во «Машгиз», 1955. – 207 с.
3.Шалимов Ю.Н. Использование водорода в реакторах газификации твердого топлива / Ю.Н. Шалимов // Электротехнические комплексы и системы управления. – Воронеж: Изд-во «ЗАО «Воронежский инновационно-технологический центр», 2006. – № 1. – С. 4448.
4.Шалимов Ю.Н. Водород в установках утилизации твердого топлива / Ю.Н. Шалимов, Е.Н. Островская, Ю.В. Литвинов, Е.Л. Харченко // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология». – Саров: Изд-во «Научно-технический центр «ТАТА»», 2006. – № 5. – С. 75-77.
5.Патент Горина US 2570543.
6.Мишуров Н.П., Кузьмина Т.Н. Автономные источники энергоснабжения малых форм хозяйствования / Н.П. Мишуров, Т.Н. Кузьмина. – М.: ФГНУ «Росинформагротех»,
2010. – 116 с.
7.Копытов В.В. Газификация твердых топлив: ретроспективный обзор, современное состояние дел и перспективы развития / В.В. Копытов // Международный научный журнал «Альтернативная энергетика и экология». – Саров: Изд-во «Научно-технический центр «ТАТА»», 2011. – №6. – С. 29-78.
8.Копытов В.В. Газификация конденсированных топлив: ретроспективный обзор, современное состояние дел и перспективы развития / В.В. Копытов. – М.: Изд-во «ИнфраИнженерия», 2014. – 504 с.
9.Зельдович Я.Б. Теория горения и детонации / Я.Б. Зельдович. – М.: Изд-во АН
СССР, 1944. – 71 с.
10.Шалимов Ю.Н. Получение топлива из отходов предприятий растениеводства для улучшения экологических условий в регионе / Ю.Н. Шалимов, М. Лутовац, Н.С. Кравцов и др. // Современные технологии обеспечения гражданской обороны и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций: сб. ст. по материалам VII Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. уч. 28-29 апр. 2016 г.: в 2-х ч. Ч. 1 / ФГБОУ ВО Воронежский институт ГПС МЧС России. – Воронеж, 2016. – 523 с. – С. 374-380.
1ООО «Георесурс», г.Воронеж
2Академия республики Сербия, г. Белград 3Союзный университет имени Николы Теслы, г. Белград
4ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»
Yu.N. Shalimov1, M. Lutovac2, B. Lutovac3, A.V. Russu4
ENVIRONMENTAL PROBLEMS OF OIL-PROCESSING ENTERPRISES
The work deals with the processes of purification of vapor-phase water from substances polluting its composition and worsening the technological process of production of sunflower oil. The discharge of such water into treatment facilities is prohibited by
139
all rules and regulations of environmental authorities. Cleaning is carried out by flotation for the removal of the solid phase by electrolytic hydrogen and additional anodic treatment with electrolytic oxygen. Such combined cleaning allows lowering the concentration of COD substances by an order of magnitude
Key words: flotation, substances chemically absorbing oxygen, anodic water treatment, gas-generator complex, fermentation of poultry products, humus layer of soil
1OOO «Georesurs», Voronezh
2Аcademician of the Republic of Serbia, Belgrade
3Union Universities Nikola Tesly, Belgrade
4Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education
«Voronezh state technical University»
УДК 577.1
Ю.Н. Шалимов1, М. Лутовац2, Б. Лутовац3, Д.Л. Шалимов4, С.А. Толстов5, А.В. Руссу6
КВОПРОСУ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ И ЭКОЛОГИИ ДЛЯ МАЛЫХ ПОСЕЛЕНИЙ
Вработе рассмотрены вопросы экологической безопасности и энергообеспечения малых поселений. Предложена технология переработки отходов производства сельхозпредприятий, в том числе отходов птицеферм для производства дополнительной тепловой и электрической энергии с решением вопроса получения органоминеральных удобрений при утилизации навоза и зольных остатков систем газогенерации, используемых при получении тепловой электрической энергии. Рассмотрены вопросы повышения эффективности очистных сооружений малых поселений (районных центров) за счет реконструкции систем переработки первичных илов
Ключевые слова: переработка илов, газогенераторные установки, система очистки воздуха безреагентным методом, улучшение качества сточных вод, получение органоминеральных удобрений
Задача повышения качества уровня жизни человека в малых поселениях решается, как правило, формально. Ее решение в очень сильной степени зависит от инициативы главы администрации. Определяющую роль в этом вопросе играет наличие или отсутствие в регионе определенных коммуникационных сооружений, а также состав и состояние природных ресурсов. Одно дело жить в поселке городского типа, на берегу реки или водохранилища рядом с которым проходит железная дорога и высоковольтная ЛЭП. И совершенно иная проблема возникает в поселении из 10 домиков, расположенных вдали от центров цивилизаций. В этом случае реализация бесперебойного энергоснабжения связана как с решением кадровых вопросов, так и финансовых. Проработка тематики по решению задач энергетического экологического плана не имеет готовых решений. Учитывая тот факт, что социальный состав малых поселений, как правило, люди пожилого возраста, необходимо по максимуму обеспечить комфортность их проживания в соответствии с санитарными нормами [1]. Весь комплекс проводимых мероприятий должен быть согласован с социальными службами регионов. Одним из основных условий, определяющих нормальную жизнедеятельность людей в малых поселениях, является обеспечение надежной связи с экстренными и аварийными службами административного региона.
Общая численность населения таких городов составляет порядка 10-12 тыс. человек. В инфраструктуру города входят небольшие предприятия переработки, предприятия общественной сферы обслуживания, школы, детские сады и прочее [2]. Обеспечение электроэнергией поселений и предприятий осуществляется от районной подстанции через трансформаторные станции, расположенные непосредственно у потребителя. Как правило, такие поселения имеют автономные водозаборные станции и очистные сооружения. Общий вид такого поселения представлен на рис. 1.
140