Разработка технологии переработки птичьего помета для получения биогаза и органоминерального удобрения

В ТОО «Институт химии угля и технологии» разработана технология переработки птичьего помета методом высокотемпературного быстрого пиролиза с предварительной сушкой помета. Продуктами пиролиза являются биогаз и органоминеральное удобрение.

 

Биогаз из помета

Биогаз из помета (состоит в основном из оксида углерода СО, водорода Н2 и метана СН4) можно использовать для:

- собственных бытовых нужд (отопления хозяйства и снабжения электрической энергией);

- производства тепловой энергиии и электрической энергии (в  ГПУ, газотурбинных станциях) на коммерческую продажу;

- замены вместо пропан-бутанового газа или угля в производстве других продуктов.

 

Органоминеральное удобрение из помета

Птичий помет является одним из самых ценных органоминеральных удобрений с высоким содержанием питательных веществ.

Химический состав помета богат питательными веществами: азот, калий, кальций, фосфор, магний. Кроме данных макроэлементов, в помете содержится также ряд микроэлементов: медь, марганец, цинк, кобальт, сера, бор и др.

В сухом помете содержится около 10 % переваримого протеина и небелкового азота в количестве, эквивалентном 20 % сухого протеина. Около 60 % скормленного птице протеина выделяется с пометом и после соответствующей обработки его можно повторно использовать. В ряде стран сухой помет применяют в качестве кормового средства в рационах для крупного рогатого скота.

На урожай удобрение из помета действует почти также, как комплексные минеральные подкормки. Он обладает ярковыраженным последействием в течение 2-3 лет после внесения. Это объясняется тем, что полезные вещества из помета высвобождаются постепенно.

Удобрение из птичьего помета  сбалансированное по питательным веществам и микроэлементам, экологически чистое комплексное удобрение, содержащее все необходимые питательные вещества для роста и развития растений:

• обеспечивает высокую прибавку урожая растений при малых дозах внесения (требуется в 2-3 раза меньше, чем обычный компост);

• сокращает расход минеральных удобрений и гербицидов в 1,5-3 раза, ускоряет гумусообразование, снижает кислотность почв;

• отлично разлагается в почве, безвреден для человека и животных, хорошо усваивается растениями.

 

Технология

Наиболее эффективным и экологично выгодным способом является переработка птичьего помета прямо с клеточного конвейера. В этом случае, не будет возможность попадания вредных газов в атмосферу и объем выхода горючих газов при пиролизе будет выше.

Процесс пиролиза осуществляется при температурах до 600 0С, где в качестве дутья используется азот.

Для  получения продуктов были использованы помет залежалый из полигона (взрослых птиц-бройлеров и молодняка).

Предлагаемая общая технологическая схема переработки помета

Пиролизная установка представляет собой барабанную печь, изготовленную из нержавеющей стали, имеющая кожух из листовой стали. Барабанная печь нагревается газовыми горелками. Газ для начало процесса подается из баллона. После набора температуры 250-3000С барабанная печь нагревается пиролизным газом, для поддержания необходимой температуры. Дымовой газ от печи направляется в теплообменник для съема дополнительного тепла.

На постоянный нагрев пиролизной печи потребуется 30% вырабатываемого пиролизного газа. Другая часть газа направляется для отопления водогрейного котла ВГК. Здесь тоже предусмотрен съем тепла дымовых газов.

Остаток после пиролиза направляется в смеситель для получения органоминеральногоудобрения (на оснве гумата калия).

В случае, если заказчик откажется от процесса утилизации дымовых газов посредством  ГРУ, то для очистки  вредных веществ   предусмотрен   адсорбционные   колонны.

 

Продуктами пиролиза являются биогаз и органоминеральное удобрение с дальнейшим гранулированием полученного продукта.

Анализ получаемого биогаза проводится методом газоадсорбционной  хроматографии (ГАХ)  на  приборе  «Кристаллюкс – 4000М».

 

Преимущества предлагаемой технологии

Отличительной особенностью данной технологии от применяемых в настоящее время  служит:

• всесезонность и непрерывность процесса в течение всего года;

• низкие эксплуатационные расходы, так как технологический процесс будет полностью автоматизирован;

• компактность, относительная «всеядность»;

• экологичность технологии, так как практически не выделяется вредных газов;

• наукоемкость технологии - утилизируется тепло дымовых газов;

• из дымовых газов  получаем  углеродные нанотрубки (УНТ);

• из остатков производим гуматное удобрение;

• энергоэффективность технологии;

• технология относится к возобновляемым источникам энергии;

• очистка воды производится до технического состояния посредством электроимпульсной технологии и  используется адсорбент, полученный из остатков переработки.

Энерготехнологическая переработка помета в продукты с высокой добавленной стоимостью

Технико-экономический расчет по переработке птичьего помета производительностью 2 тонн/час или 4 493 тонн/год

По предварительной оценке общая стоимость покупного и нестандартного оборудования (гуматной установки производительностью 0,5 тонн/час) составит – 54,3 млн. тенге.

Затраты на продвижение продукции (реклама, маркетинг) - 2,5 млн. тенге.

Итого общий объем инвестиций ≈ 57,0 млн. тенге.

С учетом реализационной цены 1 тонны продукции (сжиженного пиролизного газа): 150 000 тенге ниже в таблице представлен рачет доходов за 10 лет.

Расчет получения условного дохода от реализации пиролизного газа (млн. тенге):

Итого чистый доход от реализации продукции за 1-й год составит-509 млн. тг.

С учетом инфляции, доходы по годам возрастут и составят за 10 лет - 8,37 млрд. тенге.

Кроме того, дополнительно будет продукция - удобрение около 1000 тонн/год.

Срок окупаемости - 3 месяца.