Abstract

Purpose. Investigation of the dependence of the energy consumption of mechanical mixers and determination of an energy-efficient type of mixing device to increase the energy efficiency of the biogas formation process and the profitability of further processing into thermal and electrical energy. Methodology. Determination and analysis of energy costs for mechanical mixers, comparison and determination of their energy consumption in the process of biogas formation, generalization of the results. Findings. Biogas technologies play an important role in the formation of a modern energy system. The profitability of which directly depends on the energy efficiency of the processes of intensification of anaerobic fermentation. The process of anaerobic fermentation of waste is long, so one of the main methods of intensification of biogas production is the mixing of waste during anaerobic fermentation. Despite the large number of different types of mixing devices and systems, the main task of mixing is to create a homogeneous substance with the same temperature, acidity and other physicochemical components at any point in the volume of the substance. There is a need to increase the energy efficiency of the processes of intensification of anaerobic fermentation and the profitability of further processing of biogas into heat and electricity. Ways to improve energy efficiency are in certain dependences of the energy consumption of mechanical mixers, the choice of an energy-efficient type of mixer, certain criteria that significantly affect the consumption of electrical energy for mixing, the study of the vectors of propagation of flows created by the mixer. The implementation of these actions will allow you to establish the optimal geometric dimensions of the mixer and significantly increase the energy efficiency of biogas plants and further processing of the resulting biogas into thermal and electrical energy. Originality. The analysis of the reasons for different values of the Euler criterion for mechanical mixers is carried out with the same mode of the substance motion, its level and volume in the tank and other equal parameters. A comparative analysis of energy costs for the most common types of mechanical mixers in biogas reactors is carried out. It has been established that the use of a two-tier paddle mixer, which has two blades per tier, requires the least amount of energy to mix waste in a biogas reactor with a volume . Practical value. The data presented in this paper can be used in the design, construction and modernization of biogas plants. The direction of necessary further scientific researches is determined, the realization of which will increase the energy efficiency of biogas production and the profitability of further processing of biogas into thermal and electric energy.

Highlights

  • The profitability of which directly depends on the energy efficiency of the processes of intensification of anaerobic fermentation

  • The process of anaerobic fermentation of waste is long, so one of the main methods of intensification of biogas production is the mixing of waste during anaerobic fermentation

  • Despite the large number of different types of mixing devices and systems, the main task of mixing is to create a homogeneous substance with the same temperature, acidity and other physicochemical components at any point in the volume of the substance

Read more

Summary

АНАЛІЗ ДОСЛІДЖЕНЬ І ПУБЛІКАЦІЙ

На сьогоднішній день відомо велику кількість типів перемішування, серед яких пневматичне, гідравлічне [3], [5], за допомогою заглибних електричних двигунів [6], [7], електромеханічних перетворювачів [8], однак з точки зору енергозбереження, найбільш перспективним обладнанням для інтенсифікації процесу зброджування органічних відходів є біогазові реактори із механічними мішалками [3], [9]-[13]. Про це свідчить велика кількість досліджень впливу механічних мішалок на речовину, що знаходиться у замкнених резервуарах, векторів розповсюдження потоків, енергетичних характеристик перемішуючого пристрою під час перемішування, процеси інтенсифікації масообміну та теплообміну у резервуарах. Проводять дослідження перемішуючих пристроїв з метою зниження енергетичного споживання на процес перемішування, встановлення розповсюдження векторів потоків для різних типів мішалок. Незважаючи на існуючі результати проведених досліджень питання визначення енергоефективного типу перемішуючого пристрою з метою підвищення енергетичної ефективності процесу утворення біогазу є не повністю вирішеним та наразі залишається актуальним

МЕТА РОБОТИ
ВИКЛАДЕННЯ ОСНОВНОГО МАТЕРІАЛУ ТА АНАЛІЗ ОТРИМАНИХ РЕЗУЛЬТАТІВ
ВИСНОВКИ
Full Text
Paper version not known

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.