Современные технологии (производства), по возможности, должны быть связаны между собой таким образом, что конечный цикл одного из них становится началом другого цикла, благодаря чему достигаются практически полная безотходность и интенсификация производства на достаточном удалении от границ динамической устойчивости экосистем.
По мнению экспертов ООН, именно такой комплексный подход, когда осуществляется схема подбора предприятий и производств, работающих на одном виде сырья, а отходы и побочные продукты одного производства выступают в качестве сырья или полуфабрикатов для другого, может полностью решить проблему устойчивого развития общества.
В своей статье «Традиционные газовые установки и возможности их модернизации» инженер из Омска Г. Б. Осадчий справедливо замечает, что в условиях постоянного повышения цен на ископаемые энергоносители, а также истощение запасов нефти и газа все большее количество стран развивают альтернативные источники энергии.
Одним из таких видов топлива является газ. К слову, Г. Осадчий – автор 140 изобретений в СССР – аргументированно утверждает, что основными недостаткомами газовой энергетики являются значительный вес удельных капитальных затрат (в расчете на единицу мощности), невысокая рентабельность проектов, а также проблемы с организацией сбыта энергии посредством централизованных сетей.
Несмотря на это, в России наблюдается увеличение спроса на газовые установки (ГУ) – как для малых потребителей, так и для более мощных.
Газовые технологии вписываются в Доктрину ООН устойчивого развития общества. И многие в России привержены этой идее. Газ не загрязняет окружающую среду. При этом газ по сути своей становится возобновляемым источником энергии.
Необходим комплексный подход в производственной деятельности, когда «отходы», в том числе органические, тепловые, водные, газо-воздушные, перерабатываются в технологической цепочке производства, минимально отражаются на качестве окружающей среды, на продуктивности зональных экосистем. «Эволюционные» и «революционные» изменения, в том числе в сфере энергетики, взаимообусловлены, дополняют и нередко сменяют друг друга. Не исключаются и случаи возврата к «старым» техническим решениям на качественно новой технологической базе.
Обычно под газовой установкой (станцией) подразумевается комплекс инженерных сооружений, состоящий из устройств:
• подготовки сырья;
• производства газа;
• очистки и хранения газа;
• производства электроэнергии и тепла;
• трансляции газа к потребителю;
• автоматизированной системы управления газовым хозяйством.
Магистрали газового оборудования должны быть герметичны, в них не должно быть доступа кислорода и посторонних примесей.
Контрольно-измерительные приборы, устанавливаемые на газовых магистралях, должны обеспечивать контроль уровня газа, температуры и давления внутри него.
Современные технологии позволяют перерабатывать в газ любые виды органического сырья, однако наиболее эффективно использование газовых технологий очистки для выработки из газового сырья.
Однако не будем забывать и другой путь получения сырья – биогаз. Так, эффективную и стабильную работу биогазовой установки (БГУ) обеспечивает периодическое перемешивание субстрата в специальном метантенке. Цель перемешивания – высвобождение образованного биогаза, перемешивание свежего субстрата и бактерий (прививка), предотвращение образования корки и осадка, недопущение образования участков разной температуры внутри метантенка, обеспечение равномерного распределения популяции бактерий, предотвращение формирования пустот и скоплений, уменьшающих эффективную площадь метантенка.
Но и слишком частое или продолжительное перемешивание вредно. Рекомендуется медленное перемешивание субстрата через каждые 4–6 ч.
Оптимальное перемешивание сырья повышает выход биогаза до 50 %. К примеру, в термофильном режиме при температуре 52…56 °C органические отходы перерабатываются за 5–10 дней, при этом качество газа и удобрений по ряду показателей обычно ниже.
Такой режим подходит большего всего тем, у кого основная задача – переработать большое количество отходов. При оптимизации работы установки и состава отходов можно ускорить переработку даже до 3–4 дней. Выгода от работы в термофильном режиме – в том, что резко снижается стоимость 1 кВт установленной мощности БГУ.
Наиболее распространенной системой подогрева является внешняя система подогрева с водонагревательным котлом (котельной установкой), работающим на биогазе, электричестве или твердом топливе, где теплоносителем является вода с температурой около 60 °C. Более высокая температура теплоносителя повышает риск налипания взвешенных частиц на поверхности теплообменника – теплообменники рекомендуется располагать в зоне действия перемешивающего устройства.