Азот
<<  Титан по химии 11 класс Задний план для 9 мая  >>
Проблемы получения энергоносителей из биомассы
Проблемы получения энергоносителей из биомассы
Проблемы получения энергоносителей из биомассы
Проблемы получения энергоносителей из биомассы
Динамика образования биогаза
Динамика образования биогаза
?
?
Получение горючих газов микробиологическим способом
Получение горючих газов микробиологическим способом
О2
О2
Анаэробный биореактор деструкции органического материала (метантенк)
Анаэробный биореактор деструкции органического материала (метантенк)
Образование биогаза метаногенным сообществом при утилизации различных
Образование биогаза метаногенным сообществом при утилизации различных
Анаэробный фототрофный водородный биореактор
Анаэробный фототрофный водородный биореактор
Непрерывный способ получения газовых смесей
Непрерывный способ получения газовых смесей
Разделение бинарных газовых смесей биогенного происхождения
Разделение бинарных газовых смесей биогенного происхождения
Выбор мембраны для АМС
Выбор мембраны для АМС
Разделение газовых смесей на лабораторных МК
Разделение газовых смесей на лабораторных МК
Разделение бинарных газовых смесей с помощью мембранных контакторов
Разделение бинарных газовых смесей с помощью мембранных контакторов
Разделение трехкомпонентных газовых смесей с помощью селективного
Разделение трехкомпонентных газовых смесей с помощью селективного
Разделение трехкомпонентных газовых смесей (Н2/СО2/СН4=40:25:35) с
Разделение трехкомпонентных газовых смесей (Н2/СО2/СН4=40:25:35) с
Фотография
Фотография
Схема энергополучения и масштабирование интегрированной мембранной
Схема энергополучения и масштабирование интегрированной мембранной
Проект процесса нетермального получения водорода (“HYVOLUTION” IP FP6
Проект процесса нетермального получения водорода (“HYVOLUTION” IP FP6
Выводы:
Выводы:
Работа выполняется при поддержке Программы «Фундаментальные проблемы
Работа выполняется при поддержке Программы «Фундаментальные проблемы
Спасибо за внимание
Спасибо за внимание

Презентация на тему: «Проблемы получения энергоносителей из биомассы». Автор: gasanova. Файл: «Проблемы получения энергоносителей из биомассы.ppt». Размер zip-архива: 2680 КБ.

Проблемы получения энергоносителей из биомассы

содержание презентации «Проблемы получения энергоносителей из биомассы.ppt»
СлайдТекст
1 Проблемы получения энергоносителей из биомассы

Проблемы получения энергоносителей из биомассы

В.В. Тепляков

Институт Нефтехимического синтеза им. А.В.Топчиева РАН

Энергетика и энергосбережение, Рациональное природопользование: комплексное использование отходов и вторичных ресурсов в Российской Федерации

2 Проблемы получения энергоносителей из биомассы
3 Динамика образования биогаза

Динамика образования биогаза

4 ?

?

Микробиологическое образование газовых смесей

Многокомпонентные смеси

Водород

T = 0 – 100 oC

Метан

Р = 1 – 1,5 атм.

Газоразделение

Со2

Н2, сн4

Кислород

Аммиак, оксиды азота

Сероводород

Оксиды серы

Этилен

Газы

Продуценты

Пурпурные несерные бактерии, клостридии, энтеробактерии, цианобактерии

Метаногенные

Фототрофные (цианобактерии, зеленые водоросли)

Пурпурные, цианобактерии, азотобактеры

Сульфатредукторы

Пурпурные серные

Мицелиальные грибы, дрожжи

5 Получение горючих газов микробиологическим способом

Получение горючих газов микробиологическим способом

6 О2

О2

Аэробный фототрофный реактор наращивания первичной биомассы

Spirulina platensis, Anabaena variabilis, Chlorella sp.

поглощение СО2, выделение О2 (на свету) освещение оптим. длина волны - 500 нм Tкомн, pатм.

7 Анаэробный биореактор деструкции органического материала (метантенк)

Анаэробный биореактор деструкции органического материала (метантенк)

210-280

70-93

180-240

60-73

140-250

47-75

110-160

37-53

Образование биогаза различными метаногенными сообществами:

Мл/ г субстрата.Сутки

Мл/ л среды . сутки

разложение органических веществ выделение биогаза (~60 % СН4 + ~40% СО2) строгая анаэробность отсутствие света Т = 20-30оС, рбиогаза = 1 – 1.2 атм.

Метаногенное сообщество, источник

Метаногенное сообщество, источник

Образование биогаза

Образование биогаза

Курьяново

Р. Тясмин

Оз. Вонючее

Ермолинская губа

8 Образование биогаза метаногенным сообществом при утилизации различных

Образование биогаза метаногенным сообществом при утилизации различных

видов фототрофных микроорганизмов

125

500

55-78

22-45

1,2

300

450

56-68

32-44

0,5

300

300

28-30

68-71

1- 4

0,3-0,5

0,3-0,4

0,2-0,3

0,5-0,6

Субстрат

Субстрат

Образование биогаза (мл/л.сутки)

Образование биогаза (мл/л.сутки)

Образование биогаза (мл/г биомассы . сутки)

Образование биогаза (мл/г биомассы . сутки)

Состав биогаза, об.%

Состав биогаза, об.%

Состав биогаза, об.%

Сн4

Со2

Н2

Spirulina platensis

Anabaena variabilis

Chlorella sp.

Образование биогаза метаногенными сообществами при утилизации Anabaena variabilis и других источников биомассы

Субстрат

Образование биогаза, м3 /кг*сутки

A. variabilis

Свиной навоз

Навоз крупного рогатого скота

Птичий помет

9 Анаэробный фототрофный водородный биореактор

Анаэробный фототрофный водородный биореактор

180

235 (глюкоза)

300

170 (маннит)

400

260 (глюкоза)

* Производительность по лактату - 135 л Н2/100 моль лактата при 98 % конверсии

анаэробность освещение оптим. длина волны 750 нм необходимость барботажа инертным к бактериям газом образование тройной смеси (Н2 + СО2 + инерт)

Производительность продуцентов молекулярного водорода

Производительность продуцентов молекулярного водорода

Производительность продуцентов молекулярного водорода

Производительность продуцентов молекулярного водорода

ФОТОТРОФНЫЕ мл Н2/ч*г сухой биомассы (субстрат – лактат)

ФОТОТРОФНЫЕ мл Н2/ч*г сухой биомассы (субстрат – лактат)

ХЕМОТРОФНЫЕ мл Н2 ? 100 моль субстрата

ХЕМОТРОФНЫЕ мл Н2 ? 100 моль субстрата

R. rubrum

Clostridium butyricum

Rb. capsulatus B10*

Bacillus polymyxa

Tс. roseopersicina ВВС

R. albus

10 Непрерывный способ получения газовых смесей

Непрерывный способ получения газовых смесей

0,6

0,84

0,6

0,1

0,07

0,24

1,75 л поглощ. СО2/ (л реактора·сутки)

345 мл биогаза/ (л реактора·сутки)

133 мл Н2/ (час·л матрицы)

O2, CO2

Cн4, co2

Н2, CO2, ar

Ar

Биореактор

Аэробный фототрофный

Метантенк

Анаэробный водородный

Объем жидкой фазы биореактора, л

Проток среды, сутки-1

Производительность биореактора в непрерывном режиме

Культур. Жидкость

Сухой остаток

Вода

11 Разделение бинарных газовых смесей биогенного происхождения

Разделение бинарных газовых смесей биогенного происхождения

Рециркуляционный режим

Проточный режим

Мембрана

12 Выбор мембраны для АМС

Выбор мембраны для АМС

Пдмс

Пвтмс

Птмсп

Выбор абсорбента для АМС

Полимер

Полимер

Проницаемость, Q, л/м2*ч*бар

Проницаемость, Q, л/м2*ч*бар

Проницаемость, Q, л/м2*ч*бар

Проницаемость, Q, л/м2*ч*бар

Проницаемость, Q, л/м2*ч*бар

CH4

CO2

H2

N2

O2

1,5

230

1000

200

90

170

0.2

200

1600

1700

120

450

5

1600

3200

1600

800

500

Толщина селективного слоя, мкм

Толщина селективного слоя, мкм

дистиллированная вода, водные растворы карбоната калия (1,0 - 2,14 М водные растворы К2СО3), пропиленкарбонат (ПК), моноэтаноламин (1М водный раствор МЭА)

13 Разделение газовых смесей на лабораторных МК

Разделение газовых смесей на лабораторных МК

абсорбент – 1М водный раствор K2CO3; расход абсорбента – 3.5 мл/мин; расход газовой смеси – 30 мл/мин

14 Разделение бинарных газовых смесей с помощью мембранных контакторов

Разделение бинарных газовых смесей с помощью мембранных контакторов

опытного образца

18,8

136

2,1

60,0

58

4,9

85,7

39

7,4

200

13

22

Параметры 5-слойного мембранного контактора опытного образца для разделения бинарной газовой смеси 1М водным раствором К2СО3 при полном поглощении СО2 из газовой смеси 9 об. % СО2 + 81 об. % N2

мембрана: ПВТМС рабочая площадь: 0,44 м2 размеры модуля: 290·250·170 мм V жидкостной части = 290 мл V газовой части = 290 мл

Расход газовой смеси (9% СО2), мл/мин

Время насыщения абсорбента СО2, мин

Минимальный (достаточный) расход абсорбента при полном извлечении СО2, мл/мин

15 Разделение трехкомпонентных газовых смесей с помощью селективного

Разделение трехкомпонентных газовых смесей с помощью селективного

мембранного вентиля (СМВ)

СМВ опытного образца

Пермеат (H2)

Мембрана: ПВТМС Рабочая площадь мембраны: 0,35 м2 Размеры модуля: 250·180·110 мм

16 Разделение трехкомпонентных газовых смесей (Н2/СО2/СН4=40:25:35) с

Разделение трехкомпонентных газовых смесей (Н2/СО2/СН4=40:25:35) с

помощью селективного мембранного вентиля (СМВ) опытного образца

абсорбент – 1М водный раствор K2CO3; расход абсорбента – 5 мл/мин; поток исх. смеси – 30 мл/мин

17 Фотография

Фотография

Внешний вид лабораторной интегрированной мембранной биореакторной системы для получения горючих газов

1 – аэробный фотореактор поглощения СО2 и наращивания биомассы; 2 – водородный фототрофный биореактор; 3 – метантенк; 4 – комплекс АМС; 5 – блок анализа ВЭЖХ и Компьютерной обработки результатов.

18 Схема энергополучения и масштабирование интегрированной мембранной

Схема энергополучения и масштабирование интегрированной мембранной

биореакторной системы

2,9

4,0

1,14

~ 216,5 (9,0 кВт·ч)

~ 216,5 (9,0 кВт·ч)

~ 108,2 (4,5 кВт·ч)*

~ 108,2 (4,5 кВт·ч)*

Биореактор

Аэробный фототрофный

Метантенк

Анаэробный водородный

Жидкая фаза, м3

Кол-во чистого энергоносителя, л/сутки

Кол-во чистого энергоносителя, л/сутки

856

98

Кол-во чистого энергоносителя, моль/сутки

Кол-во чистого энергоносителя, моль/сутки

35,4

4,04

Тепловыделение, кВт·сутки

Тепловыделение, кВт·сутки

210

6,5

Тепловыделение системы, кВт·сутки

Тепловыделение системы, кВт·сутки

С учетом КПД

С учетом КПД

Для полного энергообеспечения сельских домов:

Кпд = 50%

19 Проект процесса нетермального получения водорода (“HYVOLUTION” IP FP6

Проект процесса нетермального получения водорода (“HYVOLUTION” IP FP6

№ 019825)

20 Выводы:

Выводы:

Продемонстрированы возможности сочетания биореакторов различного типа с высокоэффективными мембранными устройствами, обеспечивающие получение газообразных энергоносителей в виде отдельных компонентов, которые могут быть непосредственно использованы потребителями. Представляется, что оптимизация мембранно-биореакторных процессов требует организации адресных систематических исследований на стыке нескольких научных дисциплин (микробиология, биотехнология, мембранная наука и мембранное материаловедение, инжиниринг энергоустановок и т.д.) Интегрированные мембранные биореакторные системы уже в ближайшее время могут рассматриваться как генераторы энергоносителей, получаемых из биомассы, и служить базой энергетических устройств средней мощности локального назначения.

21 Работа выполняется при поддержке Программы «Фундаментальные проблемы

Работа выполняется при поддержке Программы «Фундаментальные проблемы

энергетики» Президиума РАН № 7; Гранта NATO “Science for Peace” № 973991; IP FP6, проект Hyvolution № 019825; PICS 3303; Госконтрактов Минобрнауки № 02.516.11.6090, № 02.516.11.6043

22 Спасибо за внимание

Спасибо за внимание

«Проблемы получения энергоносителей из биомассы»
http://900igr.net/prezentacija/khimija/problemy-poluchenija-energonositelej-iz-biomassy-262808.html
cсылка на страницу
Урок

Химия

65 тем
Слайды
900igr.net > Презентации по химии > Азот > Проблемы получения энергоносителей из биомассы