Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu

Katedra Inżynierii Wodnej i Sanitarnej

Alternatywne Źródła Energii

Projekt biogazowni rolniczej

Emilia Gnojska

Inżynieria Środowiska

Wydział Melioracji i Inżynierii Środowiska

Ochrona Zasobów Wodnych - Grupa E

Rok Akad. 2010/2011

Spis treści:

1. Cel i zakres opracowania………………………………………………………………1

2. Obliczenia:

1. Określenie kategorii i liczby zwierząt hodowlanych……………………………...1

2. Roczna produkcja metanu…………………………………………………………2

3. Roczna produkcja energii:

1. Teoretyczna moc cieplna (produkcja ciepła brutto, zużycie ciepła na cele procesowe)………………………………………………………………….3

2. Teoretyczna moc elektryczna (produkcja energii elektrycznej brutto, zużycie energii elektrycznej na cele procesowe, produkcja energii elektrycznej netto)………………………………………………………….4

1. Cel i zakres opracowania:

Celem opracowania jest projekt biogazowni rolniczej dla małej wsi wykonany metodą uproszczoną. Do produkcji biogazu przyjęto substancje organiczne pochodzące z hodowli pięciu zwierząt, odpadów produkcji rolniczej oraz odpadów z przetwórstwa spożywczego.

Wykorzystane w projekcie materiały:

1. Curkowski A., Oniszak - Popławska A.: Surowce do produkcji biogazu - uproszczona metoda obliczenia wydajności biogazowni rolniczej. Czysta Energia - nr 1/2010.

2. Głuchowski M.: Biogaz z odchodów zwierzęcych. Luty 2008.

2. Obliczenia:

1. Określenie kategorii i liczby zwierząt hodowlanych:

Określenie kategorii i liczby zwierząt hodowlanych

Lp.	Kategoria	Ilość [szt.]	Współczynnik przeliczeniowy	DJP	Przeciętna roczna produkcja obornika [dt/DJP]
1	Krowa	50	1.00	50	100
2	Jałowizna w wieku 6 do 12 miesięcy	100	0.50	50	108
3	Cielęta do 6 miesięcy	150	0.20	30	160
4	Tucznik	60	0.25	15	107
5	Warchlak	50	0.10	5	100

2. Roczna produkcja metanu:

Produkcja metanu z odchodów zwierzęcych

Nazwa substratu	Roczna produkcja obornika	Jednostkowa ilość s.m. w substracie [t s.m./t odpadów]	Ilość s.m. w substracie [t]	Jednostkowa ilośc s.m.o. w s.m. [t s.m.o./t s.m.]	Jednostkowa ilość s.m.o. w substracie [t]	Produkcja metanu [m^3/t s.m.o.]		Roczna produkcja metanu [m^3/r]		Produkcja biogazu [m^3/DJP/d]	Roczna produkcja biogazu Mz [m^3/r]
Obornik bydlęcy (krowy)	5000	0.237	119	0.764	91	249.4		22579.18		2.20	40150.00
Obornik bydlęcy (jałówki)	5400	0.237	128	0.764	98	249.4		24385.51		2.20	40150.00
Obornik bydlęcy (cielęta)	4800	0.237	114	0.764	87	249.4		21676.01		2.20	24090.00
Obornik świński (tuczniki)	1605	0.238	38	0.799	31	228.0		6958.79		0.93	5091.75
Obornik świński (warchlaki)	500	0.238	12	0.799	10	228.0		2167.85		0.93	1697.25
			410		315		77767,34				111179.00

Produkcja metanu z odpadów roślinnych

Nazwa substratu		Roczna ilość produkowanych odpadów roślinnych [t]	Procentowa zawartość s.m. w t ubstratu [% wdasu]	Zawartość s.m. w substracie [t]	Procentowa zawartość s.m.o. w s.m. [% s.m.]	Zawartość s.m.o. w substracie [t]	Produkcja metanu z 1 tony s.m.o. [m^3/t s.m.o.]	Roczna produkcja metanu Mr [m^3/r]
Rośliny energetyczne i odpady rolnicze	trawa - kiszonka	40	40.3	16.12	83.4	13.44	396.6	5331.92
		kukurydza - kiszonka	30	32.6	9.78	90.8	8.88	317.6	2820.36
	Odpady z przetwórstwa spożywczego	gliceryna	20	84.0	16.80	91.5	15.37	1196.0	18384.91
		melasa	20	81.7	16.34	92.5	15.11	301.6	4558.53
				59.04		52.81		31095.73

M_R - roczna produkcja metanu z odpadów roślinnych;

M_Z - roczna produkcja metanu z odpadów zwierzęcych.

3. Roczna produkcja energii:

Roczna produkcja energii

M - roczna produkcja metanu [m³/r];

kal_CH4- kaloryczność metanu [
kWh/m³]

2.3.1. Teoretyczna moc cieplna (produkcja ciepła brutto, zużycie ciepła na cele procesowe):

Teoretyczne moc cieplna:

M - roczna produkcja metanu [m³/r];

kal_CH4- kaloryczność metanu [kWh/m³];

η_kogC.- sprawność cieplna w kogeneracji [η_{kog .}= 43%]

Produkcja ciepła brutto:

P_TC - teoretyczna moc cieplna, kW

η_{urz C.} - dyspozycyjność urządzenia, (95%)

t - czas pracy urządzenia w ciągu roku (t = 8300h/r)

Zużycie ciepła na cele procesowe:

Produkcja ciepła netto:

2.3.2. Teoretyczna moc elektryczna (produkcja energii elektrycznej brutto, zużycie energii elektrycznej na cele procesowe, produkcja energii elektrycznej netto):

Teoretyczna moc elektryczna:

M - roczna produkcja metanu [m³/r];

kal_CH4- kaloryczność metanu [kWh/m³]

η_{kog .E}- sprawność elektryczna w kogeneracji [η_{kog .}= 38 %]

Produkcja energii elektrycznej brutto:

P_TC - teoretyczna moc cieplna [kW];

t - czas pracy urządzenia w ciągu roku [t = 8300 h/r]

Zużycie energii na cele procesowe:

Produkcja energii elektrycznej netto:

W przeliczeniu na 1 dobę wartość produkcji elektrycznej netto wynosi 908 kWh.

7

---