Современные технологии (производства), по возможности, должны быть связаны между собой таким образом, что конечный цикл одного из них становится началом другого цикла, благодаря чему достигается 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 аргументировано утверждает, что основным недостатком газовой энергетики является 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 идеи. 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 отражается 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 метатенке. 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.

Все газовое хозяйство (газовая установка – ГУ) должно быть максимально автоматизировано. Объем автоматически выполняемых операций газовых установок различного назначения может быть различен. В обязательный объем автоматизации входят (для газовых установок небольшой мощности):

• при срабатывании датчика загазованности (газоанализатора) помещения автоматически включаются системы оповещения персонала (сигнальные лампы, электрические звонки и др.) и происходит аварийное отключение систем ГУ, в частности срабатывает предохранительный клапан, перекрывающий подачу газа;

• при срабатывании любого теплового реле в цепях питания насосов циркуляционного, водяного или загрузочного включаются системы аварийного оповещения потребителей.

По данным корпорации AEnergy, составляющие положительного денежного потока газовых проектов могут быть следующими (табл. 1.1), при гарантированной надежности и долговечности надежной работы ГУ.

 

Таблица 1.1

Составляющие положительного денежного потока газовых проектов

 

При этом учитывается, что производство 1000 м³ газа обеспечивает замещение 10 тонн выбросов СО₂. Средняя рыночная цена 1 тонны СО₂ сегодня составляет 10 Евро.

Газ легче воздуха, поэтому стремится вверх.

Роспотребнадзор регламентирует все отходы производства и потребления; их делят на 4 класса опасности: 1 – чрезвычайно опасные, 2 – высоко опасные, 3 – умеренно опасные и 4 – малоопасные.

Органы Федеральной налоговой службы осуществляя плановые проверки объектов хозяйственной и иной деятельности независимо от форм собственности с целью государственного экологического контроля, принимают решения по отчислениям, по уплате экологического налога. Несмотря на то, что экологический налог нельзя считать обременительным, и он существенно не влияет на конкурентоспособность отечественной животноводческой продукции, для отдельных категорий товаропроизводителей экологический налог является одним из основных видом обязательных платежей государству.

В помещении, где размещено газовое оборудование большой мощности по правилам безопасности и регламенту (ГОСТ Р 53790-2010) должны находиться:

• комплект противопожарного инвентаря;

• диэлектрические перчатки и ковры у щитов управления электрическими агрегатами;

• газоанализаторы или газосигнализаторы;

• средства индивидуальной защиты;

• взрывобезопасные аккумуляторные фонари;

• аптечка первой доврачебной помощи.

Контролировать концентрацию газов в воздухе помещения можно с помощью газоанализаторов. Этим современным приборам посвящена вторая глава книги.

В обслуживающем помещении газовой установки электрическое освещение, электродвигатели, пусковые и энергопитающие устройства и аппаратура должны выполняться во взрывозащищенном исполнении в соответствии с классом взрывоопасной зоны (в зависимости от категории помещения).

Устройство и эксплуатация газгольдеров и газовой сети должны проводиться в соответствии с требованиями Правил безопасности в газовом хозяйстве и Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением.

При прямом сжигании газа в горелках котлов и двигателях внутреннего сгорания не требуются большие газгольдеры. В этих случаях газгольдеры должны обеспечивать выравнивание неравномерностей газовыделения и улучшения условий последующего горения, в зависимости от типа газгольдера и выдерживаемого им давления объем газгольдера составляет от 1/5 до 1/3 объема реактора.

Так пластиковые газгольдеры применяют для сбора газа в простых, совмещенных установках, где пластиком покрывают открытую емкость, служащую в качестве реактора, или отдельный пластиковый газгольдер соединяют с реактором. Стальные газгольдеры делят на газгольдеры низкого (0,01-0,05 кгс/см²), среднего (810 кгс/см²) и высокого (200 кгс/см²) давления. Стальные газгольдеры низкого давления оправданы только в случае большого расстояния (минимум 50-100 м) от установки до использующих газ приборов. В других случаях следует рассматривать возможность использования более дешевого пластикового газгольдера.

В газгольдеры среднего и высокого давления газ закачивается с помощью компрессора. Газгольдеры высокого давления используют для заправки автомашин и баллонов. Контрольно-измерительные приборы, устанавливаемые на газгольдеры, должны включать в себя водяной затвор, предохранительный клапан, манометр и редуктор давления. Стальные газгольдеры должны быть заземлены.

Привлекательно применение газа для факельного обогрева теплиц и иных локальных обогревательных установок. Кроме поступления углекислого газа из газгольдера происходит образование углекислого газа, к примеру, при сгорании метана, производится освещение теплиц и одновременно образуется вода, увлажняющая воздух.

Еще одно направление использования составных компонентов газа – утилизация углекислого газа, содержащегося в нем в количестве около 40 %.

Извлекая углекислый газ путем отмывки (в отличие от метана он растворяется в воде), можно подавать его в теплицы, где он служит «воздушным удобрением», увеличивая продуктивность растений.