автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Совершенствование технологии и технических средств утилизации навоза крупного рогатого скота

Биркин Сергей Михайлович

□□34В95 12 СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ

И ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ УТИЛИЗАЦИИ

НАВОЗА КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

Специальность 05.20.01 - Технологии и средства механизации

сельского хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Волгоград 2009

003469512

Работа выполнена в ФГОУ ВПО «Волгоградский государственный архитектурно-строительный университет»

Научный руководитель:

кандидат технических наук, профессор Мариненко Елена Егоровна

Официальные оппоненты:

доктор технических наук Скворцов Александр Константинович

кандидат технических наук Попов Геннадий Георгиевич

Ведущая организация венный

ФГОУ ВПО «Калмыцкий государст-университет»

Защита состоится 9 июня 2009 г. в 1015 часов на заседании диссертационного совета Д 220.008.02 при ФГОУ ВПО «Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия» по адресу: 400002, г. Волгоград, Университетский пр., 26, ауд. 214.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО Волгоградской государственной сельскохозяйственной академии.

Автореферат размещен на сайте http://www.vgsha.ru и разослан «27» апреля 2009 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

Ряднов А. И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В сельскохозяйственном производстве животноводческие предприятия постоянно сталкиваются с проблемой утилизации и переработки жидкого навоза крупного рогатого скота с учетом соблюдения требований охраны природной среды от загрязнения.

В связи с постоянным ростом цен на энергоносители наиболее перспективным способом обработки и обеззараживания навозной массы является ее переработка в биогазовых установках анаэробной ферментацией.

Применение биогазовых установок (БГУ) позволяет не только перерабатывать бесподстилочный навоз крупного рогатого скота (КРС), но также получать высококачественное минерализованное органическое удобрение и органическое топливо - биогаз.

Для нормального протекания процесса анаэробного метанового сбраживания навоза необходимо: поддержание постоянной, на установленном уровне, температуры в биореакторе; постоянная подача подготовленного навоза определенной влажности в биореактор; предварительный подогрев навозной массы в приемном резервуаре до необходимой температуры; стабилизация температуры сбраживаемого материала в реакторе при его перемешивании с одновременной подачей «свежего» субстрата (навоза).

Актуальность темы диссертации подтверждается тем, что при всех положительных эффектах биогазовые установки в нашей стране практически не используются, а их применение в качестве источников теплоснабжения и систем утилизации навоза на животноводческих комплексах даже не рассматривается. Это объясняется недостаточной изученностью теплоэнергетической эффективности установок в климатических условиях РФ

Работа выполнялась в рамках подпрограммы «Отходы» Федеральной целевой программы «Экология и природные ресурсы России (2002-2010 годы)» и в соответствии с тематическим планом научно-исследовательской работы Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета.

Цель исследования - совершенствование технологии и технических средств утилизации навоза КРС путем увеличения выхода товарного биогаза и снижения его использования на собственные нужды биогазовой установки.

Объекгг исследования - технологический процесс энергосберегающей технологии переработки бесподстилочного навоза КРС, основным элементом которого, выступает биогазовая установка.

Методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, физическое моделирование, обработку экспериментальных данных методами математической статистики и теории планирования эксперимента.

Научная новизна работы состоит в том, что:

- усовершенствована схема теплоснабжения БГУ и система обогрева биореактора за счет возможности повышения температуры теплоносителя;

- получены теоретические зависимости для определения среднего коэффициента теплопередачи системы обогрева биореактора трубчатым метал-лополимерным теплообменником, располагаемым в стенке биореакгора;

- получены теоретические и экспериментальные зависимости рациональных параметров системы обогрева биореактора: диаметра, шага и длины труб;

- обоснован подбор толщины изоляции биореактора в зависимости от климатических условий эксплуатации биогазовых установок и размеров животноводческих ферм и комплексов.

Практическая ценность:

- даны рекомендации по расчету систем теплоснабжения БГУ, направленные на увеличение выхода товарного биогаза и повышение эффективности БГУ;

- разработана методика подбора параметров систем обогрева биореакторов из металлополимерных труб при прокладке по наружной поверхности стенки биореактора, обеспечивающая заданный режим сбраживания;

- разработан типовой модуль системы теплоснабжения БГУ для фермерского хозяйства на 10 дойных коров;

- предложена схема утилизации тепла сброженного осадка без применения перемешивающих устройств, позволяющая повысить выход товарного биогаза.

Реализация результатов исследований:

- материалы диссертационной работы использованы при разработке проекта системы утилизации жидкого навоза на откормочной ферме размером 100 условных голов по типовым проектным материалам 801-01103.33.90 для III климатического района.

- в крестьянском фермерском хозяйстве в с.Степное Степновского района Ставропольского края реализована БГУ с системой обогрева биореактора из металлополимерных труб, предназначенная для утилизации навоза от 10 дойных коров;

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на II Международной научно-технической конференции «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды», Волгоград 2003; VII, VIII, IX Региональных конференциях молодых исследователей Волгоградской области по направлению «Экология, охрана среды, строительство», Волгоград 2002-2004; научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава ВолгГАСА, Волгоград, 2003; конференциях молодых ученых и специалистов (2005...2007 г.г.) Волгоградской ГСХА и на теоретическом семинаре факультета механизации сельского хозяйства Волгоградской ГСХА (2009 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе четыре в изданиях рекомендованных ВАК РФ. Общий объем публикаций 3 п. л., из них на долю автора приходится 2 п. л.

На защиту выносятся следующие научные положения:

- принципиальные схемы обогрева БГУ животноводческих ферм й комплексов для различных климатических районов территории РФ;

- теоретические зависимости, характеризующие процессы теплообмена в системах обогрева биореакторов при различном расположении труб теплообменника;

- экспериментальные и аналитические зависимости рациональных параметров теплообменников системы обогрева биореактора;

- рекомендации по расчету систем обогрева биореакторов й теплоснабжения животноводческого комплекса на основе БГУ;

- предлагаемый модуль системы теплоснабжения БГУ для фермерских хозяйств с однотрубной системой и утилизацией тепла сброженного осадка суточной производительностью 1 тонна бесподстилочного навоза.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Материал изложен на 151 странице машинописного текста, содержит 20 таблиц и 30 иллюстраций. Список использованной литературы состоит из 150 наименования, из них 28 - на иностранных языках.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, научная новизна и изложены основные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе «Аналитический обзор и выбор направления исследований» дан анализ применения БГУ для утилизации безподстилочно-го навоза на животноводческих комплексах, приведены теплоэнергетические показатели работы установки в климатических условиях РФ, оценены различные схемы и системы обогрева БГУ.

Постановка продуктов животноводства на промышленную основу приводит к росту энергопотребления на животноводческих комплексах. Нехватка энергоресурсов и постоянный рост цен на энергоносители приводит к ускоренному поиску новых альтернативных источников энергии, которые включают в себя солнечную, ветряную, приливную, геотермальную, а также энергию, получаемую из биомассы. В настоящий момент на их долю приходится около 1,3 % общего энергопотребления. Согласно прогнозам экспертов при высоком уровне инвестиций в развитие НИЭ они могли бы обеспечить до 39 % потребностей в энергоресурсах. На долю энергии получаемой из биомассы может приходиться до 4 % общемирового производства энергии.

Одним из способов преобразования энергии из биомассы является анаэробная переработка отходов в биогазовых установках. Применение биогазовых установок (БГУ) позволяет не только перерабатывать бесподстилочный навоз крупного рогатого скота, но также получать высококачественное минерализованное органическое удобрение и органическое топливо - биогаз.

Среди несомненных достоинств данного способа преобразования энергии является его экологичность и возобновляемость, простота конструкции, а также низкие эксплуатационные затраты. Среди отрицательных -нестабильность во времени и низкая плотность потока энергии.

Анаэробная переработка требует затрат энергии для поддержания процесса, поэтому часть вырабатываемой энергии требуется направлять на собственные нужды установок. Величина этих затрат в значительной мере зависит от климатических условий, размеров установки, выбора схемы теплоснабжения. В зимнее время величина затрат на собственные нужды значительно возрастает. Доля затрат на собственные нужды установки составляет до 57 % (для небольших установок) от общей производительности и зависит главным образом от климатических условий и размеров биореактора. Основные затраты тепловой энергии дня работы БГУ связаны с теплопотерями биореактора, подогревом свежего субстрата, теплопотерь связанных с выходом биогаза и испарением влаги (рис. 1). При этом соотношение статей расхода зависит от производительности БГУ и размеров биореактора. При увеличении объема реактора

снижается доля теплопотерь в окружающую среду через стенки и уменьшаются затраты на собственные нужды. Как видно из графиков основные затраты связаны с подогревом свежего субстрата, поэтому основным способом снижения затрат является использование утилизации тепла сброженного субстрата. Использование утилизации тепла позволяет сэкономить до 40 % затрат на подогрев свежего субстрата и повысить выход товарной энергии. Средние затраты на собственные нужды за год составляют 25,6 %, а при условии применения утилизации тепла 17,4 %.

82,2% 86,5%

а) б)

Рисунок 1 - Распределение затрат на собственные нужды установки в январе месяце (для условий г. Волгограда) при объеме биореактора: а) 60 м3; 6)1500 м3

Распределение затрат тепла на собственные нужды установок в течение года неравномерно и зависит от климатических условий. Для БГУ с объемом биореактора более 60 м3 при условии полного сбраживания эти затраты составляют от 18 до 32 % общего выхода биогаза. При уменьшении объема биореактора затраты на собственные нужды установки значительно возрастают, и составляют около 57 %.

а) б)

1

57%

Рисунок 2 - Изменение выхода товарной энергии (1) и затрат на собственные нужды (2) при расчетной температуре, в зависимости от размеров реакторов (дня условий г. Волгограда): а) биореактор 60 м3, б) 14 м3

Использование биогазовых установок наиболее выгодно на крупных комплексах. При этом доля товарного биогаза в энергетическом балансе комплекса составляет до 75 %. Основными факторами, оказывающими влияние на эффективность получения и использования биогаза, являются: исходный субстрат (состав, влажность, гомогенезация); местность (климатические условия, рельеф, наличие транспорта и необходимого оборудования); технологические данные (конструкция реактора, параметры процесса); производство биогаза (количество, физические и тепловые характеристики, доля использования на собственные нужды); стоимость производства и др.

Поддержание заданного режима работы БГУ возможно при устройстве систем обогрева. Для реакторов с перемешивающими устройствами применимы теплообменные нагревательные агрегаты, через которые прокачивается горячая вода (1<60°С) и которые можно извлекать из реактора для очистки. Более высокая температура повышает риск налипания взвешенных твердых частиц на поверхность теплообменника, кроме того, при температуре более 60 °С метанообразующие бактерии гибнут. Подогрев субстрата паром ведет к повышению содержания влаги в газе, что недопустимо по технологическим условиям.

При неправильном подборе системы теплоснабжения БГУ (рис. 3), изоляции и технологии снижается энергоэффективность установки, а при самых неблагоприятных условиях ее остановка (размораживание) и выход из строя. Повторный запуск потребует значительных энергетических и экономических затрат. Изучению вопросов теплоснабжения БГУ посвящены работы многих авторов, однако в этих работах особое внимание было уделено исследованию свойств самого субстрата и влияние этих свойств на процессы теплообмена. Исследование вопросов повышения тепловой эффективности в аспекте снижения затрат на собственные нужды установки определяет научную новизну работы.

Для снижения затрат на собственные нужды БГУ используется тепловая изоляция биореакторов. Величина тепловых потерь биореактора составляет (для реакторов размером >60 м3) от 7 до 15 % общих затрат. Для небольших установок с объемом реактора - Юм3 эта величина достигает до 52 % общих затрат.

г=5-Ю°С Веда

1 - место образования отходов; 2 - приемный резервуар; 3 - система обогрева приемного резервуара; 4 - теплообменник (теплоутилизатор); 5 - биореактор; 6 - система обогрева биореактора; 7 - влагоотделитель; 8 - хранилище переработанного субстрата;

9 - очистные сооружения оборотной воды; 10 - котельная Рисунок 3 - Принципиальная схема теплоснабжения БГУ с применением утилизации тепла сброженного субстрата

Повышение теплоэнергетической эффективности биогазовых установок необходимо рассматривать в контексте решения следующих задач:

1. Изучить различные схемы обогрева биогазовых установок и биореакторов, способы повышения эффективности и перспективы их применения в климатических условиях РФ.

2. Обосновать выбор схемы теплоснабжения БГУ в зависимости от климатических условий, размеров и типов животноводческих ферм и комплексов.

3. Разработать математическую модель обоснования толщины изоляции биореакторов в форме правильных цилиндров с учетом величины допустимых потерь тепла;

4. Определить допустимую температуру теплоносителя с учетом требуемого термического сопротивления, позволяющего подобрать материал труб теплообменника и конструкцию его стенки для повышения теплоэнергетических показателей биогазовых установок.

5. Исследовать аналитическую зависимость определения коэффициента теплопередачи теплового потока нагрева субстрата трубами по наружной поверхности биореактора и определить средний коэффициент теплопередачи при различных схемах теплообменников.

6. Разработать методики расчета систем теплоснабжения биогазовой установки и параметров системы обогрева биореактора;

7. Выполнить производственную проверку и дать оценку экономической эффективности применения предлагаемой технологии переработки бесподстилочного навоза КРС в биогазовых установках.

Во втором разделе "Определение рациональных режимов и параметров функционирования биогазовых установок" приводятся материалы по обоснованию системы наружного обогрева биореакторов, способам минимизации тепловых потерь и затрат на собственные нужды, упрощению конструкции системы обогрева.

Анализ теоретических исследований расходов тепла на собственные нужды установки показал, что при влажности субстрата 88-93 % наблюдается незначительное увеличение, а при более высокой влажности происходит заметный рост расходов тепла. При достижении влажности 97-98 % выход товарного биогаза практически будет равен нулю.

Особенность технологии накладывает ряд ограничений на системы теплоснабжения:

- температура поверхности нагрева должна быть не более 60 °С;

- при расположении внутри реактора следует обеспечивать герметичность узлов прохода труб;

- субстрат обладает сильной агрессивностью и коррозионной опасностью;

- нежелательно повышать влажность субстрата, так как значительно возрастают объемы биореактора;

- при внутреннем расположении теплообменника возникает дополнительная возможность для налипания частиц.

Основная идея работы состоит в изучении схемы наружного обогрева бнореакторов, разработка методических основ по расчету систем теплоснабжения на основе БГУ с наружным обогревом биореакторов. Такой способ широко известен в теплотехнике и применяется в конструкциях "теплого пола", панельного отопления и др. Эти системы применяются длительное время и достаточно хорошо изучены. Однако в связи со спецификой конструкции установки в существующие уравнения следует внести ряд изменений отражающих ее особенности.

Для исследования системы обогрева биореактора был выбран теплообменник с использованием труб по наружной поверхности стального цилиндра. Данный способ позволяет значительно повысить температуру теплоносителя, производить ремонт системы без остановки биореактора, исключить герметизацию узлов прохода, являющихся, звеном снижающим надежность системы, уменьшить налипание частиц в связи с отсутствием дополнительных поверхностей, значительно упростить конструкцию и монтаж системы обогрева. Однако имеется и ряд недостатков: для сохранения доли затрат на прежнем уровне увеличивается толщина изоляции в месте прокладки труб, увеличивается длина труб в связи с уменьшением

Рисунок 4 - Геометрическая схема распределения тепловых потоков змеевика системы обогрева, расположенного снаружи реактора

коэффициента теплопередачи. Геометрическая схема данной системы обогрева представлена на рисунке (рис. 4).

В области угла а тепло передается субстрату. В области угла р тепловой поток q\ препятствует распространению тепла <72 от субстрата в окружающую среду и оказывает дополнительное влияние на потоки тепла в окружающую среду и на нагрев субстрата. В области угла у тепловой поток направлен в окружающую среду. Коэффициент теплопередачи при этом изменяется от максимальной величины при угле а/ = 0°, до минимальной - при угле а, = амакс.

Поверхность реактора покрывается слоем изоляции. В идеальном случае труба плотно прижата к поверхности стенки реактора, а свободное пространство заполнено изоляцией. Коэффициент теплопередачи на примыкании трубы к стенке реактора будет зависеть от прижимной силы и контактной пары (материалов). Уравнение коэффициента теплопередачи в зависимости от направления характеризуется уравнением

к =-\-:-- (1)

! 2cosa 2 , q

\cosa

Определение расчетного (среднего) коэффициента теплопередачи, на участке, равном шагу труб, для таких теплообменников сводится к решению определенного интеграла

Изменение коэффициента теплопередачи системы обогрева в зависимости от угла а для змеевика из металлопластиковых труб 0 14 и 32 мм представлено на рис. 5.

Расчеты показали, что если доля теплопотерь через стенки реактора составляет до 14 % общих затрат тепла на собственные нужды при расчетной минимальной температуре окружающей среды, то БГУ может работать только за счет тепла, получаемого от биогаза.

При этом толщина изоляции биореактора, стремящегося к форме

правильного цилиндра, определяется по выражению

/ \ 1

5 =Х

0,12 0,2 R

(3)

Вт/(м *°С)

Вт/(м .°С)

•90 -60 -30

а)

б)

Рисунок 5 - Изменение коэффициента теплопередачи и теплового потока в зависимости от направления угла а( для металлополимерной трубы: а) диаметром 14 мм; б) 32 мм

т, °с д

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 58.8 х

Рисунок 6 - График изменения температуры сброженного осадка и свежего субстрата в теплоутилизаторе (с учетом потерь в окружающую среду)

При различном расположении теплообменников автором рекомендуется учитывать факторы, ускоряющие теплообмен. Для этого вводится поправочный коэффициент ф, который определяется следующим образом

Ф = а+с, (4)

При этом толщина изоляции биореактора должна быть скорректирована

5,™.=^.»/——одг!- (5)

Одним из путей энергосбережения и повышения КПД биогазовой установки является применение теплоутилизаторов. Экономия затрат тепла на подогрев субстрата при этом может достигать 45 %. График изменения температуры субстрата при утилизации тепла сброженного осадка представлен на рис. 6.

В третьем разделе "Постановка и анализ результатов экспериментальных исследований процесса обогрева биореакгора". При проведении исследований предусматривалось не только определение степени влияния отдельных параметров на протекание теплового режима, но и нахождение рациональных значений для различных геометрических соотношений системы. В качестве критериев оптимизации приняты скорость нагрева субстрата 0, °С/час, и количество затрачиваемой энергии для поддержания заданной температуры Q, кВт.

Для исследования влияния параметров системы наружного обогрева, разработана экспериментальная установка, которая представляет собой физическую модель биореактора (рис. 7).

тиль, 3 - циркуляционный насос, 4 - расходомер, 5 - расширитель, 6 - цилиндр (биореактор), 7 - тепловая изоляция, 8 - змеевик из металлопластиковых (медных) труб, 9 - водонагреватель, 10 - термометр биметаллический. Т„а,, Ткоя - места измерения температуры пирометром ОРТИК Тсуб - измерение температуры субстрата

прибором ТЕМП-3.2. Рисунок 7 - Схема экспериментальной установки.

В качестве функции отклика приняты скорость нагрева субстрата в, °С/час, и количество затрачиваемой энергии для поддержания заданной температуры Q, кВт. Определяющими факторами являлись: материал труб теплообменника (металлопластиковые, медные); влажность загружаемого субстрата, V/; начальная температура субстрата, ; скорость движения

греющего теплоносителя, сотн", мощность нагревательной установки, Агнагр; диаметр (наружный) труб теплообменника, </„; шаг труб теплообменника, Б; толщина изоляции биореактора, 5Ш0Л; коэффициент теплопроводности изоляции, Хшол; температура окружающего воздуха, /нар; количество витков теплообменника, и; относительная высота загрузки реактора, Нсуб/Нреает.

Экспериментальные исследования планировались по факторному принципу.

На начальном этапе исследований с помощью однофакторного эксперимента определялось влияние материала труб теплообменника на интенсивность нагрева. Определено, что интенсивность нагрева для медных труб выше примерно в 2 раза, стоимость же их выше в 3-5 раз. Исходя из экономической целесообразности дальнейшие исследования проводились с использованием металлопластиковых труб.

При исследовании совместного влияния диаметра труб, температуры и скорости теплоносителя на процесс теплообмена получено уравнение регрессии, после преобразования, которого получена зависимость для определения необходимого диаметра труб

(¡н = 1,3-/тн - 260 • -17,9 • ^ -16,1. (6)

Для определения влияния толщины изоляции и шага труб на коэффициент теплопередачи в области, близкой к экстремуму, выполнены экспериментальные исследования с применением композиционного плана Бокса-Уилсона. При этом получено уравнение регрессии

=12,37 -5,2- Ю-3 + 0,357 -5 + 0,214 -5Ю0Л. (7)

По полученному уравнению регрессии построена зависимость (рис. 8). Из графика видно, что при увеличении шага труб до 65 мм наблюдается незначительное увеличение температуры нагрева биореактора, а затем снижение.

Тсуб,

°с

40 30 20 10

Я 8 = 80 мм _ «и ■ ^

и—-% ■ ! 8 = 50 мм

\8 = 20 мм " -

и Экспериментальные точки Рисунок 8 - Изменение температуры в биореакторе при различной толщине изоляции и шаге труб

При исследовании влияния температуры внутри биореактора от температуры наружного воздуха, толщины изоляции получено уравнение, которое в натуральном масштабе имеет вид

1суб =39,84 +3,55 •

+ 3,18-1 ^тол 60 1 20

(8)

После математических преобразований требуемая толщина изоляции определяется по выражению

Зизол = (,'суб - 0,44 • ;нар - 33,84). 6,25. (9)

При сравнении экспериментальных и теоретических значений среднего коэффициента теплопередачи змеевика системы обогрева выявлено превышение теоретических значений над экспериментальными (рис. 9), особенно для большего шага труб. Несоответствие значений можно объяснить неучтенными теплопотерями оснований, изменениями разности температур в процессе теплообмена (при теоретических расчетах) и недостаточной прижимной силой змеевика труб к стенке реактора (при экспериментальных исследованиях).

В четвертом разделе "Практическая реализация результатов исследования" на основании проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработаны методика расчета систем теплоснабжения БГУ на животноводческих комплексах и методика подбора параметров системы обогрева биореактора (рис. 10).

Методика подбора параметров системы обогрева биореактора заключается в определении по заданным параметрам теплоносителя, требуемого его расхода, диаметр, шаг и длина труб змеевика системы обогрева.

Вг/(м • °СЦ

100 5, мм

Рисунок 9 - Теоретический и экспериментальный графики среднего коэффициента теплопередачи змеевика из металлопластиковых труб

Рисунок 10 - Схема выполнения расчета системы обогрева биореакторов

По результатам экспериментальных и теоретических исследований был разработан модуль БГУ (рис. 11), с системой теплоснабжения от собственной автономной котельной и применением утилизации тепла в рекуперативном теплообменнике с естественной конвекцией. Модуль предназначен для переработки 1 т в сутки жидкого навоза. Объем биореактора данной установки составляет 14 м3. Наибольшего эффекта можно добиться при использовании данных установок на животноводческих фермах с использованием дополнительного оборудования по производству высококачественных органических удобрений. Представленный модуль БГУ позволяет переработать 298,2 т/год навоза, при этом можно получить до 28105 м3 биогаза на нужды теплоснабжения производственных зданий и сооружений фермы и дополнительно 124,1 т/год органических удобрений влажностью 60 %.

ПЛАН РАЗМЕЩЕНИЯ ОБОРУДОВАНИЯ

у.^-Помещение тамирияштрй От собстбеннсО обтонпнти котельной

Т§

□ 3№еб1Ж системы сйогребо -г) Тшмишшта ¡р^ |Д/н/п1!Мам1пам ГрН зогрро0,25н1!_I шпггщ51Э»

Рисунок 11 - Предлагаемый модуль БГУ с однотрубной системой и утилизацией тепла сброженного осадка

Стоимость полного комплекта оборудования для выработки биогаза и производства удобрений с учетом строительно-монтажных работ для БГУ с объемом биореактора 14 м3 составит 1851,05 тыс. руб.

Экономический эффект от выработки тепловой энергии установкой с объемом биореактора 14 м3

132937 605567

с учетом реализации удобрений

Э = ^9590_ = 0,51

1851050

Срок окупаемости биогазовой установки составит

^¿Г2 года

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Рассмотрены процессы потребления энергии на животноводческих комплексах, использующих биогазовые установки, в зависимости от температуры наружного воздуха и времени года. При этом затраты на собственные нужды установок изменяются от 18 до 31%. На основании изучения климатических условий эксплуатации и размеров биогазовых установок составлена классификационная таблица доя выбора ее схемы обогрева.

2. Усовершенствована схема обогрева биогазовой установки, позволяющая снизить затраты на собственные нужды на 4..5% и повысить температуру свежего навоза на выходе из теплоутилизатора на 1,2...1,4 °С (для мезо-фильного режима). Обоснованы способы повышения эффективности системы обогрева биогазовых установок и перспективы их применения.

3. С учетом величины допустимых потерь тепла биореактором и уравнения теплового баланса, получено математическое выражение для определения толщины изоляции биореакторов в форме правильных цилиндров.

4. Проведены теоретические исследования по повышению теплоэнергетических показателей системы обогрева биогазовых установок. Предложено уравнение требуемого термического сопротивления, которое позволяет подобрать конструкцию системы обогрева биореактора.

5. Выведена аналитическая зависимость определения коэффициента теплопередачи теплового потока, направленного на нагрев субстрата трубами, расположенными по наружной поверхности биореактора, дающая возможность определить средний коэффициент теплопередачи, который находится в пределах от 6 до 35 Вт/(м2- °С).

6. Обоснована зависимость для определения шага и диаметра труб системы обогрева биореактора при расположении труб теплообменника по наружной поверхности биореакгора, позволяющая подобрать ее с требуемой тепловой мощностью. Для сравнения процесса обогрева биореактора различными теплообменниками предложен коэффициент эффективности нагрева.

7. Представлены результаты экспериментальных исследований по влиянию влажности навоза, расположения теплообменника, температуры теплоносителя, диаметра и шага труб, толщины изоляции, температуры и скорости теплоносителя на процессы теплообмена в биореакторах, на основании которых выведены зависимости для определения диаметра и шага металлопластиковых труб, толщины изоляции, влияющих на коэффициент теплопередачи. Установлено, что наиболее эффективный шаг труб теплообменника составляет 50 мм. Расхождение значений среднего коэффициента теплопередачи системы наружного обогрева, определяемого по теоретическим зависимостям и экспериментальным данным составили соответственно: для шага труб 30 мм - 30,6 и 18,5 Вт/(м2- °С); для шага труб 100 мм - 12,9 и 11,3 Вт/(мг- °С).

8. Усовершенствована методика теплового расчета системы теплоснабжения животноводческого комплекса на основе биогазовых установок и системы обогрева биореакторов.

9. Для теплоснабжения фермерского хозяйства предлагается модуль БГУ с однотрубной системой и утилизацией тепла сброженного осадка суточной производительностью по переработке 1 тонны бесподстилочного навоза.

10. Годовой экономический эффект от внедрения биогазовых установок, с учетом реализации полученных после анаэробной переработки навоза удобрений, составил 939,59 тыс. руб. Срок окупаемости 2 года.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

2 - удельный тепловой поток, Вт/м, на нагрев субстрата и от субстрата в окружающую среду соответственно; а, р, у - углы направления распространения теплового потока от системы обогрева, град.; 1 -компонент; 8Р, 5И30Л - соответственно толщина стенки реактора и изоляции, мм; 5 - шаг труб змеевика системы обогрева, мм; Хр, Хта„ - соответственно коэффициент теплопроводности материала стенки реактора и изоляции, Вт/(м • °С); с/„ - наружный диаметр труб змеевика, мм; С - праметр зависящий от материала труб змеевика, теплоносителя и субстрата; &ср - средний коэффициент теплопередачи змеевика системы обогрева, Вт/(м2 • °С); Яр - радиус биореактора; ф - поправоный коэффициент для учета влияния параметров системы обогрева при подборе толщины изоляции; а, с — коэффициенты, учитывающие температуру теплоносителя и конструкцию теплообменника; у - коэффициент эффективности нагрева; 0 - скорость нагрева субстрата, °С/час; ¡2 - количество теплоты, Дж, тепловой поток, Вт; IV - влажность (вла-госодержание) субстрата, %; х"ф - начальная температура сбстрата, °С; V - скорость греющего теплоносителя, м/с; А^нагр - мощность водонагревателя, кВт; /нар - температура окружающего воздух, °С; п - количество витков змеевика системы обогрева; Я - высота биореактора, м.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ

1. Биркин С. М. Обоснование применения биогазовых установок на животноводческих фермах и комплексах. [Текст] / С.М. Биркин, Н.М. Антонов // Вестник КрасГАУ ~ Красноярск, 2009. - Вып. 5. - С. 195-199.

2. Биркин С. М. Совершенствование схемы анаэробной переработки отходов животноводства. [Текст] / С.М Биркин, Н.М. Антонов // Вестник КрасГАУ - Красноярск, 2009. - Вып. 4. - С. 197-202.

3. Биркин С. М. Переработка отходов животноводства в фермерских хозяйствах. [Текст] / С.М. Биркин // Сельский механизатор - М., 2009. -№4.-С. 26-30.

4. Биркин С. М. Особенности систем теплоснабжения биогазовой установки на животноводческих комплексах. [Текст] / С.М. Биркин, Т. В. Ефремова// Известия высших учебных заведений. Северо-Кавказский регион. Технические науки - Новочеркасск, 2008. - Вып. 3(145). - С. 83-87.

Статьи в других изданиях

5. Биркин С. М. Теоретические исследова ния коэффициента теплопередачи систем обогрева биогазовых установок [Текст] / С.М. Биркин // Вестник Волгоградского государственного архитектурного университета. Серия Строительство и архитектура. - Волгоград, 2008. - Вып. 9(28).-С. 119-124.

6. Мариненко Е.Е. Экологические показатели работы сельскохозяйственных биогазовых установок [Текст] / Е. Е. Мариненко, Т. В. Ефремова, С.М. Биркин и др. // V Международная научная конференция «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды». - Волгоград, 2007. - С. 49-52.

7. Мариненко Е.Е. Экологические аспекты применения биогазовых технологий в коммунальном секторе и сельском хозяйстве [Текст] / Е.Е, Мариненко, С.М. Биркин //III Международная научная конференция «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды». - Волгоград, 2005. -С. 206-209.

8. Биркин С.М. Снижение энергопотребления биогазовых установок путем утилизации тепловой энергии сброженного субстрата [Текст] / С.М. Биркин/ / ВолГАСУ. - Волгоград, 2004. - 10 с.:- Деп. в ВИНИТИ, 26.01.2004, №136-В2004.

9. Биркин С.М. Влияние влажности исходного субстрата на эффективность биогазовой установки [Текст] / С.М. Биркин Н IX регион, конф. мол. исслед. Волгогр. обл. - Волгоград, 2004. - С. 58-60.

10.Биркин С.М. Снижение теплопотребления биогазовых установок на собственные нужды при применении утилизаторов тепла [Текст] / С.М. Биркин// VIII регион, конф. мол. исслед. Волгогр. обл. - Волгоград, 2003. -С. 63-65.

11.Биркин С.М. Оценка теплоэнергетической эффективности сельскохозяйственных биогазовых установок [Текст] / С.М. Биркин// VII регион, конф. мол. исслед. Волгогр. обл. - Волгоград, 2002. - С. 9-11.

Подписано в печать 24.04.09 Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 227. ИПК ВГСХА "Нива" 400002. г. Волгоград, Университетский пр-т. 26

Условные обозначения ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР И ВЫБОР НАПРАВЛЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1. Анализ применения нетрадиционных источников энергии для обеспечения энергоресурсами животноводческих комплексов

1.2. Анализ факторов, влияющих на теплоэнергетическую эффективность биогазовых установок

1.3. Анализ состава оборудования и обоснование параметров классификации схем обогрева биогазовых установок

1.4. Анализ основных направлений интенсификации теплообменных процессов биогазовых установок

1.5. Способы снижения затрат тепла на собственные нужды биогазовых установок

1.6. Методы подбора изоляции биореакторов с учетом факторов, влияющих на ее толщину

1.7. Перспективы применения БГУ на животноводческих фермах и комплексах

Выводы по главе и задачи исследований

ГЛАВА 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЦИОНАЛЬНЫХ РЕЖИМОВ И ПАРАМЕТРОВ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ БИОГАЗОВЫХ УСТАНОВОК

2.1. Обоснование направления повышения эффективности переработки навоза биогазовыми установками

2.2. Выбор схемы обогрева биогазовой установки в зависимости от режима её работы и доли затрат на собственные нужды

2.3. Определение величины потерь тепла биореактором и толщины изоляции при различных схемах обогрева биореактора

2.4. Повышение теплоэнергетических показателей биогазовых установок при использовании утилизации тепла сброженного субстрата

2.5. Определение температуры теплоносителя для различных схем обогрева биореакторов

2.6. Теоретические исследования коэффициента теплопередачи в системе обогрева биореакторов

2.7. Определение эффективности систем обогрева и рационального шага труб теплообменного устройства

Выводы по главе 2 I »

ГЛАВА 3 ПОСТАНОВКА И АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРОЦЕССА ОБОГРЕВА БИОРЕАКТОРА

3.1. Постановка экспериментальных исследований

3.2. Описание экспериментальной установки для исследования параметров наружного обогрева биореактора

3.3. Исследование влияния влагосодержания навоза и материала труб теплообменника на интенсивность нагрева

3.4. Исследование влияния расположения теплообменника и температуры теплоносителя

3.5. Исследование влияния диаметра и шага металлопластиковых труб на коэффициент теплопередачи змеевика

3.6. Исследование совместного влияния диаметра, шага труб и толщины изоляции на процесс теплообмена

3.7. Исследование совместного влияния диаметра труб, температуры и скорости теплоносителя на процесс теплообмена

3.8. Исследование влияния толщины изоляции на коэффициент теплопередачи змеевика труб

3.9. Исследование влияния температуры внутри биореактора от температуры наружного воздуха, толщины изоляции

3.10. Сравнение результатов экспериментальных исследований с теоретическими расчетами среднего коэффициента теплопередачи системы обогрева

Выводы по главе

ГЛАВА 4 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

4.1. Возможности использования биогазовых установок для нужд теплоснабжения административных зданий животноводческих комплексов

4.2. Совершенствование методики расчета системы теплоснабжения животноводческих ферм и комплексов на основе БГУ

4.3. Методика расчета системы наружного обогрева корпуса биореактора биогазовой установки

4.4. Модуль биогазовой установки для переработки 1 т/сут. бесподстилочного навоза КРС (для III климатического района РФ)

4.5. Экономическая, теплоэнергетическая и экологическая эффективность внедрения биогазовых установок на животноводческих комплексах

Выводы по главе 4 ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ

1. Локальные сметные расчеты на строительство биореактора производительностью 1 т биологических отходов в сутки

2. Определение величины предотвращённого экологического ущерба

3. Документация

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Б - тепловой баланс; а - безразмерный коэффициент;

В - комплекс целиком зависящий от физических параметров жидкого навоза КРС и температуры;

Ъ - коэффициент уравнения регрессии; фактор эксперимента; с - удельная теплоемкость вещества, Дж/(кг • °С); d - диаметр, м;

F - площадь поверхности, м2; дисперсионное отношение;

G - расход жидкости, м /ч; h - высота, м; коэффициент теплопередачи, Вт/(м • °С); / - длина, м; N— мощность, Вт; п - количество витков змеевика системы обогрева; Р - давление, Па;

Q - количество теплоты, Дж; тепловой поток, Вт; низшая теплота сгорания биогаза, МДж/м3; q — удельный тепловой поток, Вт/м; R — термическое сопротивление, (м • °С)/Вт; г-радиус, м; t - температура, °С; At - разность температур, °С;

S - шаг труб змеевика системы обогрева биореактора, м; дисперсия фактора; выборочная дисперсия характеризующая фактор случайности; V- объем, м3;

W— влажность (влагосодержание) субстрата, %; w — скорость движения жидкости, м/с; jc - безразмерные координаты факторов; а - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м2 • °С); угол направления распространения теплого потока, град.; р, у - углы, характеризующие распространения тепла от труб системы обогрева, соответственно, град.; 8 - толщина, м; s - коэффициент формы, учитывающий конечную величину радиуса кривизны; ошибка измерения;

С, — коэффициент, учитывающий температуру теплоносителя; г| - коэффициент полезного действия; © - скорость нагрева субстрата, °С/час;

X — гидравлический коэффициент трения; коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м • °С); х - коэффициент динамической вязкости, Н-с/мТ; суммарный эффект во всех попытках при* планировании* факторного эксперимента; v - кинематическая вязкость жидкости, м2/с; р - плотность, кг/м3; q — коэффициент, учитывающий конструкцию теплообменника; т - время, с, сут;

Ф - поправочный коэффициент для определения толщины изоляции биореактора при различном расположении теплообменника системы обогрева; % - коэффициент, учитывающий, температурный напор между теплоносителем и субстратом; - фактор эффективности системы нагрева биореактора; со - коэффициент, учитывающий конструкцию теплообменника;

Re — число Рейнольдса;

Nu — критерий Нуссельта;

Gr - критерий Грасгофа;

Рг — критерий Прандтля.

ИНДЕКСЫ И ДРУГИЕ СОКРАЩЕНИЯ

А,В - факторы; БГ - биогаз;

БГУ - биогазовая установка; вн. - внутренний;

ВП - водяные пары; выгр. - выгружаемый; ж — жидкость; загр. - загружаемый; i - компонент; изол. - изоляция; комп. - комплекс; м - модель; макс. - максимальный; мин. - минимальный; н - наружный; нар. - наружный; низш. - низшая; НХ — навозохранилище; о - объемный; образец; общ. - общая; ош. - ошибка;

П - предварительный подогрев; повер. - поверхность; полез. - полезная; р - реактор; сбр. — сбраживание; ср. - средний; ст. — стенка; суб. - субстрат; тепл. - теплообменник; ТН - теплоноситель; ТП - теплопотери; тр. - требуемый; труба; ТУ - теплоутилизатор; уст. - установка; ут. -уточненный.

Актуальность темы. Потребность в энергоресурсах во всем мире постоянно увеличиваются. Развитие традиционных источников энергии не успевает обеспечивать возрастающее промышленное производство и потребление энергии. Ограниченность топливных природных ресурсов и ухудшение экологического состояния окружающей природной среды при сжигании органического топлива, ставят вопросы дальнейшего пути развития энергетики. Анализ сложившейся ситуации приводит к тому, что необходимо более широко использовать нетрадиционные возобновляемые источники энергии.

Одним из способов производства альтернативного вида топлива является анаэробная переработка биоорганических отходов в биогазовых установках. Образование большого количества отходов оказывает негативное влияние на окружающую среду и требует значительных капитальных и эксплуатационных затрат по их утилизации и захоронению.

В сельскохозяйственном производстве животноводческие предприятия постоянно сталкиваются с проблемой утилизации и переработки жидкого навоза крупного рогатого скота с учетом соблюдения требований охраны природной среды от загрязнения.

В связи с постоянным ростом цен на энергоносители наиболее перспективным способом обработки и обеззараживания навозной массы является ее переработка в биогазовых установках анаэробной ферментацией.

Применение биогазовых установок (БГУ) позволяет не только перерабатывать бесподстилочный навоз крупного рогатого скота, но также получать высококачественное минерализованное органическое удобрение и органическое топливо - биогаз.

Для нормального протекания процесса анаэробного метанового сбраживания навоза необходимо: поддержание постоянной, на установленном уровне, температуры в биореакторе; постоянная подача подготовленного навоза определенной влажности в биореактор; предварительный подогрев навозной массы в приемном резервуаре до необходимой температуры; стабилизация температуры сбраживаемого материала в реакторе при его перемешивании с одновременной подачей свежего субстрата (навоза); Известно, что при работе оборудования в системах термической обработки навоза происходят большие потери тепла, а применяемые теплообменные устройства, малоэффективны и ненадежны [15].

Анаэробная переработка/навоза с целью получения биогаза приводит к необходимости направления его до 40-50 % на подогрев свежего поступающего в биореактор навоза; обогрев: самого биореактора и компенсацию: потери тепла в окружающую среду через технологическое оборудование. Увеличивая долю товарного биогаза путем совершенствования системы обогрева БГУ, можно существенно повысить эффективность ее работы [17].

Для систем обогрева БГУ рекомендуется использовать; теплоноситель с начальной температурой* 60-70°С. Такая относительно низкая температура принимается» во избежание гибели метанообразующих микроорганизмов и" налипания частичек субстрата на теплообменную поверхность, что может привести к ухудшению процесса теплообмена;

Существующие системы:обогрева биореакторов основываются на; теплообменниках трубчатой конструкции. Обогрев биореактора осуществляется посредством размещения по периметру стенок теплообменников в виде спирали из труб, по которым циркулирует горячая вода:

Системы теплоснабжения в сельскохозяйственном производстве рассчитываются на более, высокие параметры, что требует устройства дополнительной ступени по снижению температуры теплоносителя для обогрева биореактора. Применение систем теплоснабжения БГУ с аналогичными для всего производства параметрами позволило бы значительно упростить схему теплоснабжения, а также уменьшить затраты на ее строительство и эксплуатацию.

Цель исследования — совершенствование энергосберегающей технологии и технических средств утилизации навоза КРС путем увеличения выхода товарного биогаза и снижения его использования на собственные нужды биогазовой установки.

Объект исследования' — технологический процесс энергосберегающей технологии переработки бесподстилочного навоза крупного рогатого скота, основным элементом которого выступает биогазовая установка.

Методы исследования включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов, физическое моделирование, обработку экспериментальных данных методами математической статистики и теории планирования эксперимента;

Научная новизна работы состоит в том; что:

- усовершенствована, схема теплоснабжения BFY и система обогрева биореактора за счет возможности повышения температуры теплоносителя;

- получены, теоретические зависимости; для определения среднего коэффициента теплопередачи системы обогрева биореактора трубчатым^ метал-лополимерным теплообменником, располагаемым в стенке биореактора;

- получены теоретические и экспериментальные зависимости рациональных параметров системы обогрева биореактора: диаметра, шага и длины труб;

- обоснование системы обогрева биореактора увязано с подбором толщины изоляции, климатическими условиями; эксплуатации биогазовых установок и размерами различных типов; животноводческих ферм и комплексов крупного рогатого скота.

В диссертационной работе изучены вопросы применения нетрадиционных источников энергии, существующие виды биогазовых установок условия их эксплуатации, распределение затрат тепла на собственные нужды установок, различные схемы обогрева биогазовых установок и биореакторов, способы повышения эффективности и перспективы их применения.

Рассмотрены процессы потребления энергии на животноводческих комплексах в зависимости от температуры наружного воздуха и времени года. На; основании изучения климатических условий эксплуатации и размеров биогазовых установок составлена классификационная таблица для выбора ее схемы обогрева. С учетом величины допустимых потерь тепла биореактором и, воспользовавшись уравнением теплового баланса, получено математическое выражение для определения толщины изоляции цилиндрических реакторов в форме правильных цилиндров. Проведены теоретические исследования по повышению теплоэнергетических показателей биогазовых установок при утилизации тепла сброженного осадка. Для определения допустимой температуры теплоносителя предложено уравнение требуемого термического сопротивления, которое позволяет подобрать материал труб теплообменника и конструкцию его стенки.

Выведена аналитическая зависимость для определения коэффициента теплопередачи для теплового потока, направленного на нагрев субстрата трубами, расположенными по наружной поверхности биореактора, которая дала возможность определить средний коэффициент теплопередачи при различ- • ных схемах теплообменников.

Обоснована зависимость для определения шага и диаметра труб системы обогрева биореактора при различном расположении теплообменников, позволяющая подобрать ее с требуемой тепловой мощностью. Для сравнения процесса обогрева биореактора различными теплообменниками предложен коэффициент эффективности нагрева.

Представлены результаты экспериментальных исследований по влиянию влажности навоза, расположения теплообменника, температуры теплоносителя, диаметра и шага труб, толщины изоляции, температуры и скорости теплоносителя на процессы теплообмена в биореакторах.

В разделе практической реализации результатов исследований усовершенствована методика теплового расчета системы теплоснабжения животноводческого комплекса на основе БГУ и системы обогрева биореакторов. Для теплоснабжения фермерского хозяйства предлагается модуль БГУ с однотрубной системой и утилизацией тепла сброженного осадка суточной производительностью по переработке 1 тонны бесподстилочного навоза.

Рассмотрен экологический, экономический и теплоэнергетический эффект от внедрения БГУ на животноводческих комплексах.

Исследования,, наоснове которых подготовлена данная диссертация; выполнялись в Волгоградском государственном. архитектурно-строительном •университете.

Работа выполнялась в ,рамках подпрограммы «Отходы» Федеральной целевой программы «Экология и природные ресурсы: России (2002-2010 годы)» и в соответствии с тематическим планом научно-исследовательской работы Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. ■

Практическая ценность.

- даны рекомендации по расчету систем теплоснабжения БГУ, направленные на увеличение выхода товарного биогаза и повышение эффективно-стиБГУ;

- разработана;методика подбора i шраметров систем обогрева биореакторов из металлополимерных труб при прокладке по наружной поверхности стенки биореактора; обеспечивающая заданный режим сбраживания;

- разработан типовой модуль системы теплоснабжения БГУ для фермерского хозяйства на 10 дойных коров; - предложена схема утилизации^ тепла сброженного осадка без применения перемешивающих устройств, позволяющая повысить выход товарного биогаза. .

Реализация результатов исследований:

- материалы диссертационной работы использованы при разработке,проекта, системы утилизации жидкого навоза на откормочной ферме, размером 100 условных голов по типовым проектным материалам 801-01-103.33.90 для ИГ климатического района.

- в крестьянском фермерском хозяйстве в с.Степное Степновского района Ставропольского края реализована БГУ с системой обогрева;биореактоpa из металлополимериых труб, предназначенная для утилизации навоза от 10 дойных коров;

- материалы диссертационной работы использованы кафедрой ТГС ВолгГАСУ в курсах лекций и в дипломном проектировании при подготовке инженеров специальности 290700 «Теплогазоснабжение и вентиляция».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение на II Международной научно-технической конференции «Качество внутреннего воздуха и окружающей среды», Волгоград 2003; VII, VIII, IX Региональных конференциях молодых исследователей Волгоградской области по направлению «Экология, охрана среды, строительство»; научно-технической конференции профессорско-преподавательского состава Волгоград, 2003. Конференциях молодых ученых и специалистов (2005.2007 г.г.) Волгоградской ГСХА.

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 11 печатных работах. Из них 4 статьи опубликованы в изданиях рекомендованных ВАК РФ. Общий объем публикаций 3 печатных листа, из них на долю автора приходится 2 печатных листа.

На защиту выносятся следующие научные положения:

- принципиальные схемы обогрева БГУ животноводческих ферм и комплексов для различных климатических районов территории РФ;

- теоретические зависимости, характеризующие процессы теплообмена в системах обогрева биореакторов при различном расположении труб теплообменника;

- экспериментальные и аналитические зависимости рациональных параметров теплообменников системы обогрева биореактора;

- рекомендации по расчету систем обогрева биореакторов и теплоснабжения животноводческого комплекса на основе БГУ;

- предлагаемый модуль системы теплоснабжения БГУ для фермерских хозяйств с однотрубной системой и утилизацией тепла сброженного осадка суточной производительностью 1 тонна бесподстилочного навоза.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, общих выводов, списка использованной литературы и приложений. Материал изложен на 151 странице машинописного текста, содержит 20 таблиц и 30 иллюстраций. Список использованной литературы состоит из 150 наименования, из них 28 — на иностранных языках.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Рассмотрены процессы потребления энергии на животноводческих комплексах, использующих биогазовые установки, в зависимости от температуры наружного воздуха и времени года. При этом затраты на собственные нужды установок изменяются от 18 до 31%. На основании изучения климатических условий эксплуатации и размеров биогазовых установок составлена классификационная таблица для выбора ее схемы обогрева.

2. Усовершенствована схема обогрева биогазовой установки, позволяющая снизить затраты на собственные нужды на 4.5% и повысить температуру свежего навоза на выходе из теплоутилизатора на 1,2. 1,4 °С (для мезофильного режима). Обоснованы способы повышения эффективности системы обогрева биогазовых установок и перспективы их применения.

3. С учетом величины допустимых потерь тепла биореактором и уравнения теплового баланса, получено математическое выражение для определения толщины изоляции биореакторов в форме правильных цилиндров.

4. Проведены теоретические исследования по повышению теплоэнергетических показателей системы обогрева биогазовых установок. Предложено уравнение требуемого термического сопротивления, которое позволяет подобрать конструкцию системы обогрева биореактора.

5. Выведена аналитическая зависимость определения коэффициента теплопередачи теплового потока, направленного на нагрев субстрата трубами, расположенными по наружной поверхности биореактора, дающая возможность определить средний коэффициент теплопередачи, который находится в пределах от 6 до 35 Вт/(м2- °С).

6. Обоснована зависимость для определения шага и диаметра труб системы обогрева биореактора при расположении труб теплообменника по наружной поверхности биореактора, позволяющая подобрать ее с требуемой тепловой мощностью. Для сравнения процесса обогрева биореактора различными теплообменниками предложен коэффициент эффективности нагрева.

7. Представлены результаты экспериментальных исследований по влиянию влажности навоза, расположения теплообменника, температуры теплоносителя, диаметра и шага труб, толщины изоляции, температуры и скорости теплоносителя на процессы теплообмена в биореакторах, на основании которых выведены зависимости для определения диаметра и шага металлопластиковых труб, толщины изоляции, влияющих на коэффициент теплопередачи. Установлено, что наиболее эффективный шаг труб теплообменника составляет 50 мм. Расхождение значений среднего коэффициента теплопередачи системы наружного обогрева, определяемого по теоретическим зависимостям и экспериментальным данным составили соответственно: для шага труб 30 мм - 30,6 и 18,5 Вт/(м2- °С); для шага труб 100 мм - 12,9 и 11,3 Вт/(м2- °С).

8. Усовершенствована методика теплового расчета системы теплоснабжения животноводческого комплекса на основе биогазовых установок и системы обогрева биореакторов.

9. Для теплоснабжения фермерского хозяйства предлагается модуль БГУ с однотрубной системой и утилизацией тепла сброженного осадка суточной производительностью по переработке 1 тонны бесподстилочного навоза.

10. Годовой экономический эффект от внедрения биогазовых установок, с учетом реализации полученных после анаэробной переработки навоза удобрений, составил 939,59 тыс. руб. Срок окупаемости 2 года.

1. Авдолимов Е. М. Реконструкция водяных тепловых сетей. М.: Стройиз-дат, 1990.-304с., ил.

2. Авизов А.Х. Экономическая эффективность технологии конверсии биомассы в топливо и удобрения // Биотехнология кормопроизводства и переработки отходов: Сб.ст./АН Латв. ССР. Рига, 1987. С. 197-202.

3. Адлер Ю.П. Введение в планирование эксперимента. М.: Металлургия, 1969.-155 с.

4. Акулов К.И. Проблемы гигиены на селе в связи с концентрацией и переводом животноводства на промышленную основу // Гигиена и санитария. 1977. №5.

5. Асатурян В.И. Теория планирования эксперимента: Учеб. Пособие для вузов. М.: Радио и связь, 1983. - 248 с, ил.

6. Астахов А. С. Краткий справочник по машинам и оборудованию для животноводческих ферм/ А. С. Астахов, А. В. Еленев. — М.: «Колос», 1977. -256 с.

7. Афанасьев В.Н. Переработка навоза животноводческих ферм и комплексов /В.Н. Афанасьев, Б.Г. Мишуков. Л. Пушкин, 1981. 35 с.

8. Афанасьев В.Н. Переработка навоза животноводческих ферм и комплексов: Методические указания // В.Н. Афанасьев, В.Н. Мишуков. Л. Пушкин, 1981.- 19 с.

9. Ахмедов Р.Б. Рациональное использование газа в энергетических установках: Справочное руководство / Р.Б. Ахмедов, О.Н. Брюханов, А.С. Иссер-лин и др. Л.: Недра, 1990. - 423 е.: ил.

10. Баадер В. Биогаз. Теория и практика / В. Баадер, Е. Доне, М. Бреннденфер; Пер. с нем. Серебряного М.И. М.: Колос, 1982. - 148 с.

11. Баскаков А.П. Теплотехника: Учебник для вузов/ А. П. Баскаков, Б. В. Берг, О. К. Витт и др.; Под ред. А. П. Баскакова. М.: Энергоиздат, 1982. -264 с.

12. Бацанов И.Н. Уборка и утилизация навоза на свиноводческих комплексах / И.Н. Бацанов, И.И. Лукьяненков. М.: Россельхозиздат, 1977. — 160 с.

13. Белов И.А. Теплоотдача и сопротивление пакетов труб/ И. А. Белов, Н. А. Кудрявцев. Л.: Энергоатомиздат, Ленингр. отд-ние, 1987. — 223 с.

14. Бердыев О. Экспериментальное исследование теплообмена в установках по выработке биогаза: дис. . канд. техн. наук. Ашхабад, 1989г. 292 с.

15. Биогазовые установки для фермеров Электронный ресурс. Режим доступа: http:// www.ovis.khv.ru/rus/other.html свободный.

16. Биомасса как источник энергии / Под ред. С. Соуфера, О. Заборски. М.: Мир, 1985. - 368 с.

17. Биотехнология. Принципы и применение: Пер с англ. / Под ред. И. Хиг-гинса, Д Беста и Дж.Джонса. М.: 1988. 480 с.

18. Боше Д. Биоэнергия: технология, термодинамика, издержки / Д. Бойлс. -М.: Агропромиздат, 1987. 152 с.

19. Бродский В.З. Введение в факторное планирование эксперимента. М.: Наука, 1976.-223 с.

20. Бронштейн И.Н. Справочник по математике. 9-е изд., стереотипное/ И.Н.

21. Бронштейн, К.А. Семендяев. -М.: Физматиздат, 1962. 608 с: ил.

22. Быков В.В, Научный эксперимент/ Отв. Ред. B.C. Тюхтин; АН СССР, Институт философии. М.: Наука, 1989. - 174 с.

23. Вентиляция и кондиционирование воздуха. Справочник проектировщика/ под ред. И.Г. Староверова. М.: Стройиздат, 1978. - 509 с.

24. Винников И. К. Технологические линии на молочных комплексах и фермах/ И. К. Винников, В. П. Коваленко, И. Н. Краснов и др. М.: Россель-хозиздат, 1982. - 157 е., ил.

25. Ворошилов Ю. И. Животноводческие комплексы и охрана окружающей среды/ Ю. И. Ворошилов, С. Д. Дурдыбаем, Л. Н, Елбанова и др. -М.:Агропромиздат, 1991. 107с.

26. Выпирайло А. Г. Методы переработки и обеззараживания навоза/ А.Г. Вы-пирайло и др.. // Экспресс-информ. КазНИИНТИ. 1980. - Вып. 117 (751). 36 с. Серия 21.10.

27. Гелетуха Г.Г. Современные технологии анаэробного сбраживания биомассы. / Г.Г. Гелетуха, С.Г. Кобзарь // Экотехнологии и ресурсосбережение. Топливо и энергетика. Киев, 2002. - №4.

28. Гриднев П.И. Механико-технологическое обоснование эффективного функционирования технических систем подготовки навоза к его использованию: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. М., 1997. 36 с.

29. Громов Н. К. Водяные тепловые сети: Справочное пособие по проектированию/ И. В. Беляйкина, В. П. Витальев, Н. К. Громов и др. Под ред Н. К. Громова, Е. П. Шубина. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 376 е., ил.

30. Долгов B.C. Гигиена уборки и утилизации навоза / B.C. Долгов. М.: Рос-сельхозиздат, 1984. - 175 с.

31. Дрыгина Е.С. Анаэробная очистка сточных вод / Е.С. Дрыгина. М., 1986. -56 с.

32. Дрыжаков Е.В. Техническая термодинамика: Учеб. для втузов/ Е.В. Дры-жа-ков, Н.П. Козлов, Н.К. Корнейчук и др.; Под ред. В.И. Крутова. М.: Высш. шк., 1971, 472 с: ил.

33. Ефремова Т. В. Исследование и оптимизация системы сбора биогаза на полигонах твердых бытовых отходов в целях обеспечения экологической безопасности: дис. . канд. техн. наук. Волгоград, ВолгГАСУ, 2004 г. 148 с.

34. Ефремова Т. В. Исследование и оптимизация системы сбора биогаза на полигонах твердых бытовых отходов в целях обеспечения экологической безопасности. Автореф. дис. . канд. техн. наук. Волгоград, 2004. 18 с.

35. Журавлев Б. И. Комплексная механизация животноводческих ферм в Нечерноземной зоне. М.:Россельхозиздат, 1976. — 335 е., ил.

36. Захаров А. А. Теплотехническое оборудования в сельском хозяйстве/ А. А. Захаров, А. П. Слепов. Волгоград, Н-Волж. кн. изд., 1969. 160 е., ил.

37. Звонов В.А. Экология: альтернативные топлива с учетом их полного жизненного цикла / В.А. Звонов, А.В. Козлов, А.С. Теренченко // Автомобильная промышленность. — 2001. № 4.

38. Зиединов Е. 3. Реконструкция животноводческих ферм/ Е. 3. Зиединов, В. Д. Дёмичев. -М.: Россельхозиздат, 1981. 112 е., ил.

39. Иванова Г. М. Теплотехнические измерения и приборы: Учебник для вузов/ Г. М. Иванова, Н. Д. Кузнецов, В. С. Чистяков. М.: Энергоатомиздат, 1984.-232 с.

40. ИК Файненшл Бридж. Специальные исследования, Эпоха нефти движется к завершению. Режим доступа: http://www.superbroker.ru/issled/time/nont-rad.aspx свободный

41. Инструкция по приемке, наладке и эксплуатации сооружений обработки навоза/Н. Г. Ковалев, И. К. Глазков, Н. С. Максимовский, П. П. Помытко, В. И. Денисов, П. П. Смирнов и др. М.:Гипронисельхоз, 1986. — 17с.

42. Использование отходов сельскохозяйственного производства Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.cogeneration.ru/art/ altfuel/index.html свободный.

43. Касандрова О.Н. Обработка результатов наблюдений/ О.Н. Касандрова, В.В. Лебедев. М.: Наука, 1970. 103 с: ил.

44. Келов К. Разработка научных основ технологии метанового сбраживания отходов животноводства и создание биогазовых установок с использованием солнечной энергии: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. Ашхабад, 1990. 32 с.

45. Кирпичев М.В. Моделирование тепловых устройств/ М.В. Кирпичев, А.А. Гухман. Л.: Тр. Ленингр. областного теплотехнического института, вып. 1,1931

46. Ковалев А. А. Технологии и технико-энергетическое обоснование производства биогаза в системах утилизации навоза животноводческих ферм: Автореф. дис. . д-ра техн. наук. М., 1998. 36 с.

47. Ковалев Н. Г. Уборка и утилизация навоза на фермах крупного рогатого скота/ Н. Г. Ковалев, Н. П. Погребная, О. Г. Егорова. М.: Россельхозиздат, 1981.-48 е., ил.

48. Коваленко В.П. Механизация обработки бесподстилочного навоза / В.П. Коваленко. М.: Колос, 1985. - 156 с.

49. Козин В. Е. Теплоснабжение: Учебное пособие для студентов вузов/ В. Е. Козин, Т. А. Левина, А. П. Марков, И. Б. Пронина, В. А. Слемзин. М.: Высш. шк., 1980. - 408 е., ил.

50. Комина Г.П. Использование биогаза для отопления культивационных сооружений / Г.П. Комина, Е.Е. Мариненко // Исследования в области отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха: Межвуз. сб. тр. Л.: ЛИСИ, 1988.-С 112-118.

51. Комина Г.П. Теплоснабжение биогазовой установки / Г.П. Комина, Е.Е. Мариненко, А.Л. Шкаровский // Совершенствование систем теплога-зоснабжения и вентиляции: Межвуз. сб. тр. Л., 1989. С.128-133.

52. Кондауров П. П. Газоснабжение сельскохозяйственных предприятий с использованием альтернативного источника энергии биогаза в замкнутом цикле обработки и утилизации отходов: дис. . канд. техн. наук. СПб.: СПбГАСУ, 2006. 143 с.

53. Кудинов В.А. Аналитические решения задач тепломассопереноса и термоупругости для многослойных конструкций: Учеб. пособие для вузов/ В. А. Кудинов, Э. М. Карташов, В. В. Калашников М.: Высш. шк., 2005. -430с.: ил.

54. Кукта Г. М. Технология переработки и приготовления кормов. М.: «Колос», 1978.-240 е., ил.

55. Курган Б. М. Установки для подачи и очистки воды на фермах/ Б. М. Курган, Б. С. Лезнов. — М.: Россельхозиздат, 1981. 48 е., ил.

56. Кутападзе С. С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление. Справочное пособие. М.: Энергоатомиздат, 1990 г. 367 с.

57. Лариков Н.Н. Теплотехника: учеб. для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1985. - 432 с, ил.

58. Лебедев В.И. Расчет и проектирование теплогенерирующих установок систем теплогазоснабжения / В.И. Лебедев и др.. М.: Стройиздат, 1992.

59. Луканин В.Н. Теплотехника: Учеб. для вузов/ В.Н. Луканин, М.Г. Шатров, Г.М. Камфер и др.; Под ред. В.Н. Луканина. 3-е изд., испр. - М.: Высш. шк., 2002.-671 с: ил.

60. Налимов В.В. Теория эксперимента. М.: Наука, 1971. - 208 с.

61. Нортсебо А.//РЖ Тепло- и массообмен. 1987. № 6. С. 33.

62. Макаркин А. П. Свиноводческие комплексы. М.: Россельхозиздат, 1975. — 167 е., ил.

63. Мариненко Е.Е. Биогаз и его рациональное использование в тепловых установках: дис. . канд. техн. наук. Л.: 1991. 180 с.

64. Мариненко Е.Е. Использование биогаза в коммунальном и сельском хозяйстве / Е.Е. Мариненко // Новые технологии в жилищно-коммунальном хозяйстве: Сб. тез. докл. конгресса 28 30 мая 2002 г. - СПб., 2002. - С. 2223.

65. Мариненко Е. Е. Основы получения и использования биотоплива для решения вопросов энергосбережения и охраны окружающей среды в жилищно-коммунальном и сельском хозяйстве: Учебное пособие/ ВолгГАСА. Волгоград, 2003. 100с.

66. Мариненко Е. Е. Экологические аспекты использования биогаза в СССР и за рубежом/ Е. Е. Мариненко, Г. П. Комина. М.: ВНИИЭгазпром, 1990. -43 с.

67. Мариненко Е.Е. Теплоснабжение биогазовой установки / Е.Е. Мариненко,' Г.П. Комина, A.JI. Шкаровский // Совершенствование систем теплогазо-снабжения и вентиляции: Межвуз. сб. тр. JL, 1989. - С. 128-133.

68. Мариненко Е.Е. Экологические характеристики сжигания биогаза и природного газа / Е.Е. Мариненко, Г.П. Комина М.: ВНИИЭгазпром, 1992. -43 с.

69. Министерство природных ресурсов Российской Федерации Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.mnr.gov.ru свободный.

70. Министерство сельского хозяйства РФ Электронный ресурс. Режим дос-Tyna:http//www.msx.ru, свободный.

71. Михеев М. А. Основы теплопередачи/ М. А. Михеев, И. М. Михеева. М.: «Энергия», 1973. - 320 с.

72. Научно-технический центр «Биомасса» Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.biomass.kiev.ua/ свободный.

73. ОАО «Газпром», раздел «Производство», подраздел «Добыча». Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.gazprom.ru/articles/article20015.shtml свободный.

74. Огурлнев, А. М. Использование биотоплива в сельскохозяйственной энергетике /А. М. Огурлиев, 3. А. Огурлиев // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2001. — № 2.

75. Орлов И. Г. Разработка технических средств подготовки навоза в системах получения биогаза: дис. . канд. техн. наук. М.: ВИЭСХ, 1998 г.

76. Опыт эксплуатации газопоршневых агрегатов на биогазе Электронный ресурс. Режим доступа: http:// www.turbinediesel.ru свободный.

77. Павловский Л. К. Промышленное производство говядины. (Опыт совхоза «Пашский»)/ JI. К. Павловский, Г. С. Зюканов, П. А. Кальм, В. Г. Петряев. JL: «Колос», Ленингр. отд-ние, 1975. — 160 е., ил.

78. Панцхава Е.С. Биогазовые технологии радикальное решение проблем экологии, энергетики и агрохимии / Е.С. Панцхава // Теплоэнергетика. 1994.-№ 4.-С. 36-42.

79. Панцхава Е.С. Биогазовые технологии и решение проблем биомассы и «парникового эффекта» в России / Е.С. Панцхава, В.А. Пожарнов, Н.И. Майоров, И.И. Шкода//Теплоэнергетика. 1999. -№ 2. с. 30-35.

80. Панцхава Е.С. Биомасса как дополнительный источник энергии / Е.С. Панцхава, И.В. Березин. // Биотехнология, 1986. № 2. - С 1-12.

81. Переработка навоза животноводческих ферм и комплексов: Методические указания // В.Н. Афанасьев, В.Н. Мишуков, 1981. 19 с.

82. Письменов В. Н. Уборка, транспортировка и использование навоза / В.Н. Письменов. М.: Россельхозиздат, 1975. - 200 с.

83. Планирование эксперимента / под ред. Г.К. Круга- М.: Наука, 1966. 423 с. Пытъев Ю.П. Методы анализа и интерпретации эксперимента. - М.: Изд-во МГУ, 1990.-288 с.

84. Преображенский В. П. Теплотехнические измерения и приборы: Учеьбник для вузов по специальности «Автоматизация теплоэнергетических процессов». 3-е изд., перераб. М.: «Энергия», 1978. 704 е., ил.

85. Преобразование энергии биомассы Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.intersolar.rU/bulletin/3/pantshava.shtml свободный.

86. Прибытков И.А. Теоретические основы теплотехники/ И. А. Прибытков, И. А. Левицкий. Под ред. И. А. Прибыткова: Учебник для студ. учреждений сред. проф. образования. М.: Издательский центр «Академия», 2004. — 464 с.

87. Промышленная теплотехника том 19 1997 №1 Маковский В.М. Графоаналитический расчет процесса сушки.

88. Пузанков А.Г. Биоэнергетическая установка для переработки навоза / А.Г. Пузанков и др.. // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. 1994. - № 5-6. - С. 7-8.

89. Пузанков А.Г. Обеззараживание стоков животноводческих комплексов / А.Г. Пузанков, Г.А. Мхитарян, И.Д. Гришаев. М.: Агропромиздат, 1986. -175 с.

90. Рабинович Е.З. Гидравлика / Е.З. Рабинович. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1961. — 408 с.

91. Равич М.Б. Газ и его применение в народном хозяйстве / М.Б. Равич. — М.: Наука, 1974.-368 с. ил.

92. Равич М.Б. Топливо и эффективность его использования / М.Б. Равич. М.: Наука, 1971.-358 с.

93. Рид Р. Свойства газов и жидкостей: Справочное пособие / Р. Рид, Дж. Пра-усниц, Т. Шервуд. Пер. с англ. под ред. Б.И. Соколова. — 3-е изд., перераб. и доп. Л.: Химия, 1982. - 592 е.: ил. - Нью-Йорк, 1977.

94. Розенфелъд Э.И. Повышение эффективности использования газообразного и жидкого топлива. М.: ВИНИТИ, 1986.-126 с. Итоги науки и техники. Сер. Теоретические основы теплотехники. Промышленная теплотехника; т.1.

95. Румшинский Л. 3. Математическая обработка результатов эксперимента / Главная редакция физико-математической литературы изд-ва "Наука". М.: "Наука", 1971 г. 192 с. с ил.

96. Сассон А. Биотехнология: Свершения и надежды / А. Сассон. М.: Мир, 1987.-411 с.

97. Синяк Ю.В. Возможности экономии природных энергоресурсов за счет анаэробной ферментации органосодержащих веществ.//Достижения и перспективы / Ю.В. Синяк, А.Х. Авизов, 1984. №32.

98. СНиП 23-01-99*. Строительная климатология. М.: Госстрой России, 2000.

99. СНиП 41-03-2003. Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. М.: Госстрой России, 2004 г.

100. Соколов Е. Я. Теплофикация и тепловые сети: Учебник для вузов. — 7-е изд., стереот. М.: Издательство МЭИ, 2001. 472 е., ил.

101. СП 41-103-2000. Проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопроводов.

102. Справочная серия. Теплоэнергетика и теплотехника/ Под общей редакцией В. А. Григорьева и В. М. Зорина. 2-е издание, переработанное. М.: Энерго-атомиздат, 1988 г. — 543 с.

103. Справочник по механизации работ на животноводческих фермах. Под. ред. канд. техн. наук Н. И. Мжельского. JI.: «Колос», Ленингр. отд-ние, 1972. — 519 е., ил.

104. Справочник по теплообменникам. Т. I. М: Энергоатомиздат, 1987. - 560 с, ил.

105. Справочник проектировщика. Проектирование тепловых сетей. Под ред. инж. А. А. Николаева. М.: Стройиздат, 1965. - 369 с.

106. Стаскевич H.JI. Справочник по газоснабжению и использованию газа / Н.Л. Стаскевич, Г.Н. Северинец, Д.Я. Вигдорчик. Л.: Недра, 1990. - 762 с. ил.

107. Строительный каталог. Часть 2. Типовые проекты зданий и сооружений. Том 1,2. Типовые материалы 801; 802; 805. М.: ЦИТП, 1990 г.

108. Сурнин В.И. Использование жидкого навоза / В.И. Сурнин. М.: Россель-хозиздат, 1978. - 64 с.

109. Твайдел Дж. Возобновляемые источники энергии / Дж. Твайдел, А. М. Уэйр — М.: Энергоатомиздат, 1990. 392 с.

110. Тиво П.Ф. Эффективное использование бесподстилочного навоза / П.Ф. Тиво, С.Г. Дробот. Минск: Урожай, 1988. - 116 с.

111. Усаковский В.М. Возобновляющиеся источники энергии / В.М. Усаков-ский. М.: Россельхозиздат, 1986. - 126 с.

112. ФенниД. Введение в теорию планирования экспериментов, перев. с англ. — М.: Наука, 1970.-287 с.

113. Фокин В.М. Основы энергосбережения в вопросах теплообмена/ В. М. Фокин, Г. П. Бойков, Ю. В. Видин. М.: «Издательство машиностроение-1», 2005. -192 с.

114. Фокина В.Д. Переработка навоза в биогаз: Обзорн. информ / В.Д. Фокина, А.Н. Хитров / ВАСХШЯ. М., 1981.

115. Шаробаро И. Состояние и перспективы развития БГУ / И. Шаробаро. М.: 1986. - 40 с.

116. Шлыков Ю. П. Контактный теплообмен/ Ю. П. Шлыков, Е. А. Ганин. М.-JL, Госэнергоиздат, 1963 г. 144 с.

117. Экологическая биотехнология / Под. ред. К.Ф. Фостера. Л.: Химия, 1990. - 383 с.

118. Эстеркин Р.И. Теплотехнические измерения при сжигании газового и жидкого топлива: Справочное руководство / Р.И. Эстеркин, А.С. Иссерлин, М.И. Певзнер. 2-е изд., перераб. и доп. - Л.: Недра, 1981. - 424 с.I

119. Dohne Е. Entwicklungsgrad bei landwirtschaftlichen Biogasanlagen // GWF. Gas/Erdgas/ 1983. №124. H. 8. S. 389-394.

120. Drautsburg G. Entschwefelung von Biogasen an Gasreinigungsmasse // GWF. Gas/Erdgas. 1985. № 126. H.l. S. 36-41.

121. Drei Prozent des Energiebedarfs. Technologie und Potenzial von Biogas. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.geo.de/gtobin свободный.

122. Edelmann W. Energie, Mayerie, Umwelt. Stellenwert der Bioggewinnung. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.arbi.ch/warumbiogas свободный.

123. Egger К. Trockenentschwefelung von Biogas // Gas-Wasser-Abwasser. 1984. №7. S. 485-489.

124. Egger K. Entschwefelungsanlage ftir Biogas // Schweizer Landtechnik. 1984. B. 46. № 13. S. 728-729.

125. Egger K. Hoher Wirkungsgrad mit richtig eingestellten Biogasbrennern // Schweizer Landtechnik. 1987. B. 49. № 14. S. 31-34.

126. Egger K. Trockenentschwefelung von Biogas 11 Gas-Wasser-Abwasser. 1984. № 7. S. 485-489.

127. Energieversorgung im 21. Jahrhundert. Hochschule Zittau/Gorlitz (FH). Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.thermodynamik.hs-zigr.de свободный.

128. Engshuber М. Energetische Aspekte von Biogasproduktion // Agrartechnik. 1982. № 32. H. 12. S. 537-541.

129. Feeld algal grown in hog Waste // Hog farm management. 1977. V. 14. № 10. P. 27 28.

130. Fouhy K. Biogas cleans up its act / Fouhy K., Shelley S. // Chem. Eng. USA). 1997. 104. №5. P. 55, 57, 59.

131. Franzius R. Deponiegasnutzung in der Bundesrepublik Deutschland // GWF. Gas/Erdgas. 1983. № 124. H.8. S. 373-379.

132. Grundlagen der Landtechnik Bd. 37 (1987) Nr.3

133. Kaltschmitt M. Energiegewinnung aus Biomasse im Energiesystem. Institut fur Energetik und Umwelt.

134. Krachler M. Wirtschaftlichkeit von Biogasanlagen. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.novaenergie.de свободный.

135. Kranzl L. Die jegamtwirtschaflliche Bedeutung der energetischen Nutzung von Biomasse. Dissertation . eines Doktors der technischen Wissenschaft Wien, 2002. 183 S.

136. Ludley H. Einbindung von Biogasanlagen in dezentrale Energiekonzepte. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.auf.uni-rostok.de свободный.

137. Making the most of Waste // Feedstuffs, 1977. V. 49, № 49. P. 22 24.

138. NABU-Argumente / Naturvertragliche energetische Nutzungen von Biomasse. http://www.NABU.de свободный.

139. Nitsch J. Regenerative Energien im 21. Jahrhundert additiv oder alternativ? FVS.DSG. "Themen" 2000. S. 4-13.

140. Perspektiven erneunarer Energien. Teil 3: Biomasse / KfW-Research Mittel-stands- und Strukturpolitik. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.kwf.de свободный.

141. Scheer Н. Das unterschatzte Potential der Biomasse und deren Rolle in kiinfti-gen Energiemix // Energie und Mamagement. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.hermann-scheer.de свободный.

142. Sicherheitstechnische Anforderungen an die Einrichtung und den Betrieb von Biogasanlagen. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.auf.uni-rostok.de свободный.

143. Sonnenberg Н. Energie aus der Landwirtschaft / Sonnenberg H., Graef M. // Landtechnik. 1999. - Jg. 54, N l.-S. 16-17.

144. Warum ist Biomasse fur die Umwelt gtinstig? Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.themaenergie.de свободный.

145. Wichmann P. Konnen landwirtschaftliche Biogasanlagen eine Alternative zum Kanalanschlusszwangs darstellen? Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.boxer.99.de свободный.

146. Zumbau Zentrum Umweltgerechtes Bauen und innovative Energien. Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.zumbau.de свободный.