Введение к работе
Актуальность темы.
Сегодня в мире использование нетрадиционных возобновляемых источников энергии (НВИЭ) достигло промышленного уровня, ощутимого в энергобалансе ряда стран. Масштабы применения НВИЭ в мире непрерывно и интенсивно возрастают. Это направление является одним из наиболее динамично развивающихся среди других направлений в энергетике.
В последнее время всё большее внимание привлекают нетрадиционные, -с технической точки зрения, источники энергии: солнечное излучение, морские приливы и волны, геотермальные источники, энергия ветра, энергия биомассы и мн. др. Некоторые из них, например, ветер и энергия биомассы, находили широкое применение и в прошлом, а сегодня переживают второе рождение.
Теоретические вопросы, посвященные переработке отходов АПК, рассматривали в своих работах российские ученые: Гужулев Э.П., Дубровский B.C., Бацанов И.Н., Ковалев Н.Г., Марченко В.И., Шрамков В.М., Зуев В.А. и др.; и зарубежные ученые Kelly W.F., Anderson Р.А., Baker D.N. и др.
В ИжГСХА начиная с 1995 года на кафедре «Механизации и переработки сельскохозяйственной продукции», началось развитие одного из научных направлений по теме: Утилизация отходов сельскохозяйственного производства. С 2004 года этим направлением начал заниматься доцент Игнатьев Сергей Петрович. В составе творческой группы работала и Свалова Марианна Викторовна. Результатом наших исследований стали выигранные конкурсы в Министерстве природных ресурсов и охраны окружающей среды Удмуртской Республики и в Министерстве сельского хозяйства Российской Федерации. Поэтому можно говорить об актуальности выбранного направления исследований.
Цель работы. Интенсификация и повышение эффективности переработки навоза для получения биогаза как источника энергии на основе энергосберегающей электротехнологии.
Объект исследования. Электротехнологический трехстадийный процесс работы биогазовой установки.
Предмет исследования. Закономерности трехстадийного процесса работы биогазовой установки на основе энергосберегающей электротехнологии.
Основные положения, выносимые на защиту:
- энергосберегающий метод непрерывного сбраживания навоза с
использованием СВЧ энергии;
механизм расчета и оценки энергоемкости работы биогазовой установки;
физические модели и математическое описание процессов сбраживания непрерывного действия с СВЧ нагревом;
технология метанового сбраживания навоза с применением СВЧ излучения и изготовление образца биогазовой установки непрерывного действия, реализующего эту технологию;
эффективность разработанной технологии.
Научную новизну работы составляют:
способ нагрева навоза на биогазовых установках непрерывного действия с объемным электромагнитным излучением (СВЧ), реализующий трехстадийный процесс в едином цикле;
физические модели и математическое описание процессов сбраживания навоза на метантенках непрерывного действия с СВЧ нагревом, позволяющие определять режимы технологического процесса и параметры проектируемого оборудования;
математическая модель энергоемкости технологического процесса на метантенках непрерывного действия на основе метода конечных отношений, позволяющая оптимизировать энергоемкость процесса.
Практическая значимость и реализация результатов исследований.
- разработан и испытан опытный образец лабораторной непрерывно -действующей биогазовой установки, на основе которого может быть создана промышленная установка;
температурные технологические режимы на основе переработки навоза;
- разработан лабораторный технологический процесс, обеспечивающий оптимизацию энергозатрат при переработке навоза за счет объединения стадий и применения СВЧ нагрева.
Апробация работы. Основные положения работы доложены на научно-практических конференциях: в ФГОУ ВПО Ижевская ГСХА «Инновационное развитие АПК. Итоги и перспективы», Ижевск, 2007; в ФГОУ ВПО Пермский ГСХА на всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Вклад молодых ученых в развитие АПК», Пермь, 2007 г; «Научный потенциал аграрному производству посвящается 450 - летаю вхождения Удмуртии в состав России», Ижевск, 2008г.; в ГОУ ВПО «Магнитогорский Государственный университет им. Г.И.Носова» на Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы территориального развития», 2008 г.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 статей, в том числе 3 статьи в научных журналах, входящих в перечень ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Объем работы составляет 124 страниц, 32 рисунка, 11 таблиц и 5 приложений/Список литературы включает 184 наименования, в том числе 7 на иностранном языке.
Похожие диссертации на Разработка энергосберегающей электротехнологии сбраживания навоза с использованием объемного СВЧ-нагрева
