Для чего нужен метан: Метан — Википедия – Метандиенон — Википедия

Содержание

считаем выгоду и ищем заправку — журнал За рулем

Полтора года назад президент страны заявил, что нужно развивать использование приоритетного для России альтернативного топлива — метана, а отнюдь не электричество. А где заправляться-то?

От сотен к тысячам

Материалы по теме

Локомотивом развития сети автомобильных газонаполнительных компрессорных станций (АГНКС) выступает Газпром. Он же фактически монополист: из 423 работающих в стране метановых заправок ему принадлежат 312. В 2015–2018 годах Газпром построил 86 и реконструировал 13 АГНКС. План на уходящий год — 43 станции. В следующем году сеть должна вырасти до 500 комплексов. Лет через десять, глядишь, будем считать уже тысячами.

В стратегии развития значатся 17 приоритетных регионов. В частности, в Белгородской области число АГНКС вырастет к 2022 году с 8 до 39, в Ростовской — с 11 до 39 к 2021‑му. И это только станции Газпрома.

Появляются заправки, появляются и автомобили. Сейчас на российском рынке продается 229 метановых моделей. Почти все они коммерческие: автобусы, легкие, средние и тяжелые грузовики, спецтехника. Есть чисто метановые и битопливные версии российских и иностранных марок, заводские и переоборудованные спецфирмами.

Новеньких АГНКС в фирменной раскраске Газпрома становится больше с каждым месяцем.

Новеньких АГНКС в фирменной раскраске Газпрома становится больше с каждым месяцем.

Вам сжать или налить?

Десятидневный автомобильный пробег «Газ в моторы — 2019» стартовал в Краснодарском крае и завершился в Санкт-Петербурге. В нем приняли участие Лады, автобусы четырех классов, включая туристический Volgabus Марафон, и грузовики — от УАЗа Профи до магистральных тягачей. И весь маршрут (2760 км) караван прошел исключительно на метане. Мы оказались в числе участников пробега.

Материалы по теме

Scania выставила два седельных тягача нового поколения. Один работает на компримированном (сжатом до 200 бар) природном газе — КПГ (по-английски — CNG). Говоря проще, это классический вид метана как автомобильного топлива. Вторая машина питается сжиженным природным газом (СПГ, латинская аббревиатура — LNG). Чтобы метан перевести в жидкое состояние, его охлаждают до —161,5 °C. Поэтому в автомобилях он хранится не в простых баллонах, а в криобаках под давлением до 16 бар. В чем преимущества? При сжижении метан уменьшается в объеме в 600 раз, и запаса газа в криобаке хватает примерно на столько же километров, сколько можно проехать на солярке в сравнимом по размеру топливном баке.

Классно? Разумеется! Но вот беда: СПГ-запр

Метан

20 век сделал автомобиль массовым. Сегодня уже невозможно представить существование человека без него. Хотя есть один безусловный фактор, который может изменить положение вещей, это цена на автомобильное топливо. Если любого водителя в любой стране спросить о стоимости горючего, он ее сразу назовёт.

Повышение цены на топливо всегда взывает недовольство. Но что будет, если цена превысит некий предельный рубеж или еще хуже нефть, из которой получают бензин и дизельное топливо просто закончится. Это абсолютно фантастическая картина, которую мы с вами вряд ли когда-нибудь увидим в реальности.

Ведь если весь вопрос в цене и наличии конкретного топлива, то достаточно его заменить и все вернется на круги своя. Тот же метан, который горит в наших газовых плитах можно использовать и для заправки авто. Это обходится примерно в двое дешевле по сравнению с бензином и соляркой.

паром Викинг на метане

Простой, казалось бы, вопрос, сколько в мире осталось нефти и газа? Удивительно, но доподлинно это неизвестно. Существует целый ряд факторов, которые мешают назвать конкретные цифры. Хотя бы потому, что до сих пор есть не разведанные запасы нефти и газа. Словом, более-менее точно, хотя и очень обтекаемо можно сказать одно, нефти на земле осталось меньше, чем природного газа. По очень приблизительным данным, нефти хватит лет на 80-100, а газа лет на 300. Добывается, а значит и расходуется нефть в больших объемах по сравнению с метаном, а это в свою очередь приведет к тому, что закончится она раньше, чем газ. Когда это произойдет, никто точно не знает. Но это случится и тогда, главным углеводородным топливом, в том числе и для заправки авто, станет метан.

На сегодняшний день практически все крупнейшие автопроизводители серийно изготавливают один, а то и два модельных ряда газовых авто. Это не столько дань моде, а простой экономический расчет. Стоимость газового топлива практически во всем мире ниже цены на бензин и дизтоплива, где-то на треть, а где-то и на половину. Тогда спрашивается, почему так мало машин, работающих на метане?

gt1 метан

В первую очередь потому, что очень мало метановых заправок АГНКС. К примеру, в России около 70 000 АЗС, которые продают бензин и дизтопливо и всего чуть более 400 АГНКС реализующих метан. Если же взять основные европейские страны, то тут ситуация иная, около 130 000 АЗС и почти 4 000 АГНКС. Несмотря на отсутствие достаточного количества АГНКС, все больше автолюбителей во всем мире переходят на газомоторное топливо.

Сейчас в мире насчитывается около восемнадцати миллионов автомобилей, работающих на метане. Кто их изготавливает? Почти все автопроизводители. Транспортные средства, работающие на метане, выпускают серийно. Например, на Российском КАМАЗе уже много лет изготавливают метановые грузовики. С конца 80-х годов прошлого века КАМАЗ выпускал газодизельные грузовики, то есть работающие на смеси метана и дизельного топлива. А с 2004 года наладил производство грузовиков, работающих только на метане. Примерно пять процентов от всех производимых грузовиков теперь газовые, то есть они могут ездить только на метане. Такие метановые грузовики по экологическим нормам достигают уровня Евро-4, Евро-5. Это еще одно безусловное отличие газового транспорта от бензинового и дизельного — экологичность.

камаз метан

Не нужны никакие фильтры и дополнительная очистка горючего. Метан, которым заправляют автомобили, тот же самый, что горит в наших кухонных плитах. Он оставляет после себя лишь воду и углекислый газ в самой безобидной пропорции среди всех ископаемых видов топлива.

Если взять самые большие месторождения газа-метана на земле и перечислить их, времени потребуется на это очень много. Вот только часть из них, на северо-западном шельфе Австралии, около острова Калимантан, Северный Купол и Южный Парс в Персидском заливе, Иолотань в Туркмении, заподно-сибирские месторождения Уренгой и Ямбург, Штокмонское в Баренцовом море, месторождения Северного моря, Левиафан на шельфе Израиля, в Мексиканском заливе, Тринидаде и Табаго, у Восточного шельфа Бразилии. Это самые большие и самые чистые месторождения метана, а сколько их существует в принципе, никому не известно.

В России метан добывают на Сахалине, в Якутии, в старых нефтегазовых регионах на Северном Кавказе, в Астрахани, в Тимано-Печорском регионе и на огромных, даже по мировым меркам, западносибирских месторождениях. Это Заполярное, Ямбурское, Южно-Русское, Комсомольское и Уренгойское, недалеко от названного в честь него города Новый Уренгой.

Добывается метан с помощью буровых вышек. Они проделывают в земле длинные до несколько километров скважины и добираются до газоносных пластов. Затем на специальных заводах метан обрабатывают, очищают, избавляют от влаги и механических примесей, и с помощью сети компрессорных станций по трубопроводам перекачивают в города и населенные пункты. Но это один способ доставки метана потребителям. Другой, охлаждение его до криогенных, очень низких температур, когда природный газ становится жидким и его перевозят в термоизолированных ёмкостях. Этот сверхохлажденный метан называется СПГ-сжиженный природный газ. Самое интересное свойство СПГ, его колоссальное уменьшение в объёмах. При охлаждении его до -162 градусов по Цельсию, он сожмется и станет жидкостью, уменьшившись в 600 раз. Если его снова нагреть он приобретет свой прежний объем. То есть СПГ, это более компактная форма хранения и транспортировки метана. Один баллон с жидким газом, это как 600 баллонов при нормальном атмосферном давлении или 3 баллона сжатого газа при давлении 200 атмосфер.

Многие страны уже используют СПГ для автомобильного транспорта, а некоторые пошли еще дальше. Швеция, одна из первых стран которая стала использовать СПГ для заправки огромного газового парома Викинг. Паром не экспериментальный, вполне коммерческий, он совершает рейсы из Стокгольма в Финляндию и обратно. Подобные суда выбрасывают меньше вредных веществ по сравнению с дизельными и, конечно, есть выигрыш по деньгам. Метан стоит дешевле традиционного судового топлива. Об этом вряд ли задумываются пассажиры судна, для них это просто увеселительная или деловая поездка. Покидая паром, они даже не знают, что были на самом большом среди всех газовых и самом экологичном среди всех существующих в мире судне.

Кроме судов, метан, фактически можно использовать на любых видах транспорта. В России, например, создали газовый локомотив, работающий на том же самом сжиженном природном газе. ГТ-1 – газотурбовоз на жидком природном метане мало того, что единственный в своем роде, но еще и локомотив рекордсмен. Официально признанный самым мощным среди всех на индивидуальной тяге, он провел грузовой состав весом 16 тысяч тонн, это 170 вагонов более двух километров в длину. Для заправки такого локомотива рядом с Екатеринбургом был построен мини-завод по сжижению газа-метана. В будущем на подобных газотурбовозах планируется устанавливать съемные термоизолированные баки, чтобы не локомотив приезжал на заправку, а заправленные баки подвозили к нему на станцию и там меняли на пустые.

Наверное, не случайно, что первый в истории человечества двигатель внутреннего сгорания, был газовый. Сегодня существует огромное разнообразие автомобильных силовых установок, но каждый из них рано или поздно отойдет на второй план, дав место чему-то новому, возможно еще даже не изобретенному. Однако на сегодняшний день, газомоторное топливо, это адекватная альтернатива бензину и дизельному топливу, хотя бы потому, что оно дешевле и экологичнее. Речь не идет о каких-то глобальных изменениях существующих условий на рынке сбыта, все уже давно изобретено и прекрасно работает. Осталось только сделать маленький шаг.

Ознакомиться с деталями переоборудования на метан (КПГ) Вы можете на странице нашего каталога:
https://gas-truck.ru/catalog/ustanovka-gbo

Что такое «Метан» для мышц и где он применим :: SYL.ru

Что такое спортивный «Метан»?

Полное название этого препарата – «Метандростенолон». Многие при этом слове сразу представляют себе бодибилдеров и правильно делают. Но даже эти самые качки не задумываются о том, как правильно принимать «Метан», а зря. Каждый анаболик значительно отличается один от другого, поэтому нужно обязательно знакомиться с составом и свойствами, перед тем как начать применение.

метан для мышц

Как следует принимать «Метан»?

Если послушать специалистов, то пить его вообще не стоит. В наше время выпущено достаточное количество препаратов, являющихся альтернативными. Фармацевтика далеко ушла вперед и выпускает более щадящие для здоровья варианты. Любой таблеточный стероид вредит печени и желудку, а если вы решили делать инъекции, то лучше выбрать «Андриол». Если вы наращиваете массу и для этого решили принимать «Метан» для мышц, нужно быть осторожным, чтобы не потерять чувствительность к препарату. Неправильно будет изо дня в день увеличивать дозу, а потом резко прекращать прием препарата. Так может нарушиться функция половых органов, остановится выработка половых гормонов, а после этого средство перестанет оказывать необходимое воздействие на организм. Поэтому некоторые люди от него просто отказываются, так как замечают, что «Метан» для мышц перестает работать и просто задерживает воду в организме. Если вы все же решили принимать «Метан», то это нужно делать в строго определенное время, одинаковыми дозами. Первый прием лучше совершить утром до 9 часов, второй – вечером, также до 9 часов. Именно в это время у мужчин уровень тестостерона в крови выше обычного. Если режим дня нестандартный, то подход к приему таблеток должен быть строго индивидуальным. Обычно курс длится до месяца, а суточная норма не превышает 6 таблеток. После того как курс закончится, нужно будет полечить внутренние органы, особенно печень. Подойдут препараты «Эссенциале», «Карсил», «Лив-52».

как правильно принимать метан

Чем опасен прием «Метана»

Многие спортсмены, которые хотят незамедлительно получить результат, принимают «Метан» для мышц каждые 3-4 часа, но это нецелесообразно, и кроме побочных эффектов, вряд ли возможно что-то получить. Самая приемлемая доза составляет 5 мг в день, далее препарат лучше сменить на другой. Не стоит пугаться, если голос станет грубее, а волосы станут расти сильнее, ведь, по сути, что такое «Метан»? Это химический аналог тестостерона, который имеет андрогенную активность. Он не перерабатывается желудком, а попадает сразу в кровь из-за наличия метиловой группы в строении.

что такое метан

Мифы про «Метан» для мышц

Несмотря на то что препарат давно есть на рынке, о нем ходит много сплетен и мифов, которые вводят в заблуждение. Вот некоторые из них.

1. «Таблетки «Метан» лучше рассасывать под языком, его не стоит глотать, и тогда вредные вещества не будут разрушать печень». Но мы-то знаем, что все, что поступает к нам в кровь, пройдет фильтрацию через печень. Однако часть правды в этом суждении есть, но совсем по другой причине. Если рассасывать «Метан» под языком, то часть препарата поступит в кровь прямо изо рта, а часть — из желудка, так в крови окажется большая концентрация вещества из-за отсутствия влияния желудочного сока.

2. «Если «Метан» растворять в растительном масле, вредное воздействие его уменьшится». Опять-таки, через печень пройдет все, поэтому вред препарата не снизить никакими способами.

Метан — это… Что такое Метан?

Мета́н (лат. Methanum) — простейший углеводород, бесцветный газ (в нормальных условиях) без запаха[2], химическая формула — CH4. Малорастворим в воде, легче воздуха. При использовании в быту, промышленности в метан обычно добавляют одоранты (обычно меркаптаны) со специфическим «запахом газа». Метан нетоксичен и неопасен для здоровья человека[3]. Однако имеются данные, что метан относится к токсическим веществам, действующим на центральную нервную систему[4]. Накапливаясь в закрытом помещении, метан взрывоопасен. Обогащение одорантами делается для того, чтобы человек вовремя заметил утечку газа. На промышленных производствах эту роль выполняют датчики и во многих случаях метан для лабораторий и промышленных производств остается без запаха.

Метан — первый член гомологического ряда насыщенных углеводородов (алканов), наиболее устойчив к химическим воздействиям. Подобно другим алканам вступает в реакции радикального замещения (галогенирования, сульфохлорирования, сульфоокисления, нитрования и др.), но обладает меньшей реакционной способностью. Специфична для метана реакция с парами воды, которая протекает на Ni/Al2O3 при 800—900 °C или без катализатора при 1400—1600 °C; образующийся синтез-газ может быть использован для синтеза метанола, углеводородов, уксусной кислоты, ацетальдегида и других продуктов.

Взрывоопасен при концентрации в воздухе от 4,4 % до 17 %[5]. Наиболее взрывоопасная концентрация 9,5 %. Является наркотиком; действие ослабляется ничтожной растворимостью в воде и крови. Класс опасности — четвёртый[6].

Источники

Основной компонент природных (77—99 %), попутных нефтяных (31—90 %), рудничного и болотного газов (отсюда другие названия метана — болотный или рудничный газ). В анаэробных условиях (в болотах, переувлажнённых почвах, рубце жвачных животных) образуется биогенно. Получается также при коксовании каменного угля, гидрировании угля, гидрогенолизе углеводородов в реакциях каталитического риформинга.

Классификация по происхождению:

  • абиогенный — образован как результат химических реакций неорганических соединений;
  • биогенный — образован как результат химической трансформации органического вещества;
  • бактериальный (микробный) — образован в результате жизнедеятельности бактерий;
  • термогенный — образован в ходе термохимических процессов.

Предположительно, что на поверхности Титана (спутник Сатурна) в условиях низких температур (−180 °C) существуют целые озёра и реки из жидкой метано[источник не указан 27 дней]-этановой смеси.

Получение

В лаборатории получают нагреванием натронной извести (смесь гидроксидов натрия и кальция) или безводного гидроксида натрия с ледяной уксусной кислотой.

Для этой реакции важно отсутствие воды, поэтому и используется гидроксид натрия, так как он менее гигроскопичен.

Возможно получение метана сплавлением ацетата натрия с гидроксидом натрия[7]:

Также для лабораторного получения метана используют гидролиз карбида алюминия или некоторых металлорганических соединений (например, метилмагнийбромида).

Химические свойства

Горит в воздухе голубоватым пламенем, при этом выделяется энергия около 39 МДж на 1 м³. С воздухом образует взрывоопасные смеси при объёмных концентрациях от 5 до 15 процентов. Точка замерзания −184oС (при нормальном давлении)

Вступает с галогенами в реакции замещения, которые проходят по свободно радикальному механизму:

Выше 1400 °C разлагается по реакции:

Окисляется до муравьиной кислоты при 150—200 °C и давлении 30—90 атм. по цепному радикальному механизму:

Соединения включения

Метан образует соединения включения — газовые гидраты, широко распространенные в природе.

Применение метана

  • Топливо.
  • Сырьё в органическом синтезе.

Физиологическое действие

Метан является самым физиологически безвредным газом в гомологическом ряду парафиновых углеводородов. Физиологическое действие метан не оказывает и не ядовит (из-за малой растворимости метана в воде и плазме крови и присущей парафинам химической инертности). Погибнуть человеку в воздухе, с высокой концентрацией метана можно только от недостатка кислорода в воздухе для дыхания при очень высоких концентрациях метана. Так, при содержании в воздухе 25—30 % метана появляются первые признаки асфиксии (учащение пульса, увеличение объёма дыхания, нарушение координации тонких мышечных движений и т. д.). Более высокие концентрации метана в воздухе вызывают у человека кислородное голодание — головную боль, одышку, — симптомы, сходные с горной болезнью.

Так как метан легче воздуха, он не скапливается в проветриваемых подземных сооружениях. Поэтому весьма редки случаи гибели людей от вдыхания смеси метана с воздухом, от асфиксии.

Первая помощь при тяжелой асфиксии: удаление пострадавшего из вредной атмосферы. При отсутствии дыхания немедленно (до прихода врача) искусственное дыхание изо рта в рот. При отсутствии пульса — непрямой массаж сердца.

Хроническое действие метана

У людей, работающих в шахтах или на производствах, где в воздухе присутствуют в незначительных количествах метан и другие газообразные парафиновые углеводороды, описаны заметные сдвиги со стороны вегетативной нервной системы (положительный глазо-сердечный рефлекс, резко выраженная атропиновая проба, гипотония) из-за весьма слабого наркотического действия этих веществ, сходного с наркотическим действием диэтилового эфира.

Метан и экология

Является парниковым газом, в этом отношении, более сильным, чем углекислый газ, из-за наличия глубоких вращательных полос поглощения его молекул в инфракрасном спектре. Если степень воздействия углекислого газа на климат условно принять за единицу, то парниковая активность метана составит 21 единицу[8].

ПДК метана в воздухе рабочей зоны составляет 7000 мг/м3[9].

Ссылки

Примечания

  1. Обзор: Растворимость некоторых газов в воде
  2. Статья «Метан» на сайте «Химик»
  3. З. Гауптман, Ю. Грефе, Х. Ремане «Органическая химия», М. «Химия», 1979, стр. 203.
  4. Куценко С. А. Основы токсикологии / С.А. Куценко. — СПб.: Фолиант, 2004.
  5. ГОСТ Р 52136-2003
  6. Газохроматографическое измерение массовых концентраций углеводородов: метана, этана, этилена, пропана, пропилена, н-бутана, альфа-бутилена, изопентана в воздухе рабочей зоны. Методические указания. МУК 4.1.1306-03 (УТВ. ГЛАВНЫМ ГОСУДАРСТВЕННЫМ САНИТАРНЫМ ВРАЧОМ РФ 30.03.2003)
  7. Б. А. Павлов, А. П. Терентьев. Курс органической химии. — Издание шестое, стереотипное. — M.: Химия, 1967. — С. 58.
  8. EBRD Methodology for Assessment of Greenhouse Gas Emissions, Version 3 February 2009 (англ.)
  9. Гигиенические нормативы ГН 2.2.5.1313-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны»

а нужен ли он 🚩 Здоровье и медицина 🚩 Другое

«Метан» для мышц представляет собой таблетки весом в 5 г. Их стоимость невысока, а результат от приема очень заметен. Однако «Метандростенолон» имеет большое количество побочных эффектов. Препарат содержит метильный радикал, который при определенных условиях является ядовитым для печени. Он вызывает нарушения на генетическом уровне, становится причиной эректильной дисфункции. Метан оказывает влияние на гормональный фон человека, так как его прием привязан к биологическому ритму. Он приводит к головным болям, излишкам накопленной жидкости в организме.

К тому же результат от приема препарата исчезает очень быстро. Как только прекращается использование «Метана», от накачанных мускул не остается и следа. Обосновано это тем, что вещество имеет способность накапливать в организме огромное количество воды. «Метан» оказывает негативное влияние на внешний вид кожи и часто приводит к образованию угревой сыпи. Многие спортсмены жалуются на появление кровянистых выделений в сперме, боли в яичках, которые однако исчезают после прекращения приема препарата.

Таким образом, использование «Метана» является не только бесполезным, но вредным. Стоит воздержаться от его употребления хотя бы из-за давности его происхождения: история создания препарата перешагнула полувековой рубеж. Достижения в этой области фармакологии сделали большой шаг вперед, поэтому употребление стероидных средств типа «Метилтестостерона», «Станазолола», «Анаполона», «Галотестина», «Примоболана» является необдуманным поступком. Никакая накачанная мышечная масса не заменит испорченную печень или желудок, и никто не компенсирует затраты на восстановление внутренних органов.

Если желание принимать «Метандростенолон» превышает доводы здравого смысла, необходимо досконально изучить всю информацию о препарате. Следует избегать приема средства по принципу пирамиды, так как в этом случае он вызовет привыкание и появление побочных эффектов, а результат будет отсутствовать. Дозы должны быть постоянными по величине, препарат принимают в утреннее время с 6-ти до 9-ти часов и вечером — с 17-ти до 21-го часа. Подобный режим обусловлен наибольшим содержанием тестостерона в крови в это время.

Оптимальный прием «Метана» — дважды в сутки, утром и вечером по 20-25 мг. Одновременно необходимо включать в рацион достаточное количество белка, усилено тренироваться. Курс приема средства не должен превышать 3-4 недель. После этого необходимо использовать препараты для восстановления функции печени.

Применение метана (Ch5) в быту » Все о транспорте газа


Метан применяется во множестве сфер человеческой жизни. Он обеспечивает прогресс/сохранение уровня цивилизации. Это материал для создания полимеров (синтетического каучука), а затем иных весьма гибких и прочных материалов (резина), химическое сырьё, один из основных источников водорода. Главное же его предназначение всё-таки являться топливом. Газ в этом плане набирает популярность, ибо использовать в этих целях метан экономичнее.


Области применения метана


  Метан — топливо автомобилей

  • Сейчас метан всё чаще используется, как топливо в автомобилях в качестве. Однако — в сжатом виде, ведь плотность метана значительно меньше, чем у бензина. Обычно его сжимают до состояния от 200 до 250 атмосфер и помещают в баллоны, которые и размещаются в машине. Некоторое падение мощности применение такого топлива всё-таки может вызвать, но оно крайне не существенно. Зато в отличие от бензина стоит CH4 ощутимо дешевле, да и вредных веществ в атмосферу выделяет поменьше. Так же из этого газа можно получать синтетический бензин.

  Сварка и резка металла метаном

  • Так же метан используется в процессе (газовых) сварки, либо резки металла, в силу способности к горению. Его температура пламени (до 1200 градусов) пониже, чем у ацетилена, поэтому сварка таким газом наиболее подходит для алюминия, меди, её сплавов и чугуна.

  Использование метана в быту

  • Ch5 — основная составляющая природного газа, а значит и большая часть того, что используется в газовых плитах и других подобных конструкциях. Используется в качестве продукта хлорирования в огнетушителях.

  Метан в медицине

  • Он нашёл применение и в медицине. Газ в целом безвреден для человеческого организма, но оказывает на индивидума усыпляющие действие. Поэтому метан используют в качестве снотворного, возможно, с некоторыми примесями.

  Метан как растворитель

  • Используется Ch5 и в качестве растворителя. Вода в этом плане более эффективна, однако этот газ менее химически реактивен и потому способен создавать большие системные образования вроде белков.

Вред: Метан — парниковый газ

Однако не смотря на свою дешевизну, метан имеет большой минус. Он оказывает очень сильное парниковое воздействие на атмосферу, в 21 раз большее, чем оказывает углекислый газ.

Прежде чем задать вопрос прочитайте: FAQ

Биогаз — Википедия

Метантанк биогазовой установки

Биогаз — газ, получаемый водородным или метановым брожением биомассы. Метановое разложение биомассы происходит под воздействием трёх видов бактерий. В цепочке питания последующие бактерии питаются продуктами жизнедеятельности предыдущих. Первый вид — бактерии гидролизные, второй — кислотообразующие, третий — метанообразующие. В производстве биогаза участвуют не только бактерии класса метаногенов, а все три вида. Одной из разновидностей биогаза является биоводород, где конечным продуктом жизнедеятельности бактерий является не метан, а водород.

История

В XVII веке Ян Баптист Ван Гельмонт обнаружил, что разлагающаяся биомасса выделяет воспламеняющиеся газы. Алессандро Вольта в 1776 году пришёл к выводу о существовании зависимости между количеством разлагающейся биомассы и количеством выделяемого газа. В 1808 году сэр Хэмфри Дэви обнаружил метан в биогазе.

Первая задокументированная биогазовая установка была построена в Бомбее, Индия в 1859 году. В 1895 году биогаз применялся в Великобритании для уличного освещения. В 1930 году, с развитием микробиологии, были обнаружены бактерии, участвующие в процессе производства биогаза.

В СССР исследования проводились в 40-х годах прошлого века. В 1948—1954 гг. была разработана и построена первая лабораторная установка. В 1981 году при Госкомитете по науке и технике была создана специализированная секция по программе развития биогазовой отрасли. Запорожский конструкторско-технологический институт сельскохозяйственного машиностроения построил 10 комплектов оборудования[1].

Состав и качество биогаза

50—87 % метана, 13—50 % CO2, незначительные примеси H2 и H2S. После очистки биогаза от СО2 получается биометан. Биометан — полный аналог природного газа, отличие только в происхождении.

Поскольку только метан поставляет энергию из биогаза, целесообразно, для описания качества газа, выхода газа и количества газа все относить к метану, с его нормируемыми показателями. Объём газов зависит от температуры и давления. Высокие температуры приводят к расширению газа и к уменьшаемому вместе с объёмом уровню калорийности и наоборот. Кроме того при возрастании влажности калорийность газа также снижается. Чтобы выходы газа можно было сравнить между собой, необходимо их соотносить с нормальным состоянием (температура 0 °C, атмосферное давление 1,01325 bar, относительная влажность газа 0%). В целом данные о производстве газа выражают в литрах (л) или кубических метрах (м³) метана на 1 кг органического сухого вещества (ОСВ), это намного точнее и красноречивее, нежели данные в м³ биогаза в м³ свежего субстрата.

Сырьё для получения

Перечень органических отходов, пригодных для производства биогаза: навоз, птичий помёт, зерновая и мелассная послеспиртовая барда, пивная дробина, свекольный жом, фекальные осадки, отходы рыбного и забойного цеха (кровь, жир, кишки, каныга), трава, бытовые отходы, отходы молокозаводов — соленая и сладкая молочная сыворотка, отходы производства биодизеля — технический глицерин от производства биодизеля из рапса, отходы от производства соков — жом фруктовый, ягодный, овощной, виноградная выжимка, водоросли, отходы производства крахмала и патоки — мезга и сироп, отходы переработки картофеля, производства чипсов — очистки, шкурки, гнилые клубни, кофейная пульпа.

Кроме отходов биогаз можно производить из специально выращенных энергетических культур, например, из силосной кукурузы или сильфия, а также водорослей. Выход газа может достигать до 300 м³ из 1 тонны.

Выход биогаза зависит от содержания сухого вещества и вида используемого сырья. Из тонны навоза крупного рогатого скота получается 50—65 м³ биогаза с содержанием метана 60 %, 150—500 м³ биогаза из различных видов растений с содержанием метана до 70 %. Максимальное количество биогаза — это 1300 м³ с содержанием метана до 87 % — можно получить из жира.

Различают теоретический (физически возможный) и технически-реализуемый выход газа. В 1950-70-х годах технически возможный выход газа составлял всего 20-30 % от теоретического. Сегодня применение энзимов, бустеров для искусственной деградации сырья (например, ультразвуковых или жидкостных кавитаторов) и других приспособлений позволяет увеличивать выход биогаза на самой обычной установке с 60 % до 95 %.

В биогазовых расчётах используется понятие сухого вещества (СВ или английское TS) или сухого остатка (СО). Вода, содержащаяся в биомассе, не даёт газа.

На практике из 1 кг сухого вещества получают от 300 до 500 литров биогаза.

Чтобы посчитать выход биогаза из конкретного сырья, необходимо провести лабораторные испытания или посмотреть справочные данные и определить содержание жиров, белков и углеводов. При определении последних важно узнать процентное содержание быстроразлагаемых (фруктоза, сахар, сахароза, крахмал) и трудноразлагаемых веществ (например, целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин). Определив содержание веществ, можно вычислить выход газа для каждого вещества по отдельности и затем сложить.

Раньше, когда не было науки о биогазе и биогаз ассоциировался с навозом, применяли понятие «животной единицы». Сегодня, когда биогаз научились получать из произвольного органического сырья, это понятие отошло и перестало использоваться.

Свалочный газ — одна из разновидностей биогаза. Получается на свалках из муниципальных бытовых отходов.

Экология

Производство биогаза позволяет предотвратить выбросы метана в атмосферу. Метан оказывает влияние на парниковый эффект в 21 раз более сильное, чем СО2, и находится в атмосфере 12 лет. Захват метана — лучший краткосрочный способ предотвращения глобального потепления.

Переработанный навоз, барда и другие отходы применяются в качестве удобрения в сельском хозяйстве. Это позволяет снизить применение химических удобрений, сокращается нагрузка на грунтовые воды.

Производство

Biogas plant Zorg.gif

Существуют промышленные и кустарные установки. Промышленные установки отличаются от кустарных наличием механизации, систем подогрева, гомогенизации, автоматики. Наиболее распространённый промышленный метод — анаэробное сбраживание в метантанках.

Хорошая биогазовая установка должна иметь необходимые части:

  • Ёмкость гомогенизации
  • Загрузчик твердого (жидкого) сырья
  • Реактор
  • Мешалки
  • Газгольдер
  • Система смешивания воды и отопления
  • Газовая система
  • Насосная станция
  • Сепаратор
  • Приборы контроля
  • КИПиА с визуализацией
  • Система безопасности

Принцип работы установки

Биомасса (отходы или зелёная масса) периодически подаются с помощью насосной станции или загрузчика в реактор. Реактор представляет собой подогреваемый и утепленный резервуар, оборудованный миксерами. Стройматериалом для промышленного резервуара чаще всего служит железобетон или сталь с покрытием. В малых установках иногда используются композиционные материалы. В реакторе живут полезные бактерии, питающиеся биомассой. Продуктом жизнедеятельности бактерий является биогаз. Для поддержания жизни бактерий требуется подача корма, подогрев до 35-38 °С и периодическое перемешивание. Образующийся биогаз скапливается в хранилище (газгольдере), затем проходит систему очистки и подается к потребителям (котел или электрогенератор). Реактор работает без доступа воздуха, герметичен и неопасен.

Для сбраживания некоторых видов сырья в чистом виде требуется особая технология. Например, спиртовая барда перерабатываются с использованием химических добавок. Для кислой меласной барды используется щелочь. Возможна переработка этих же субстратов по одностадийной технологии без химических добавок, но при коферментации (смешивании) с другими видами сырья, например, с навозом или силосом.

Факторы, влияющие на процесс брожения

  • Температура
  • Влажность среды
  • Уровень рН
  • Соотношение C : N : P
  • Площадь поверхности частиц сырья
  • Частота подачи субстрата
  • Замедляющие вещества
  • Стимулирующие добавки

Температура

Метановые бактерии проявляют свою жизнедеятельность в пределах температуры 0-70ºС. Если температура выше они начинают гибнуть, за исключением нескольких штаммов, которые могут жить при температуре среды до 90ºС. При минусовой температуре они выживают, но прекращают свою жизнедеятельность. В литературе как нижнюю границу температуры указывают 3-4ºС.

Площадь поверхности частиц сырья

Принципиальным является, что чем меньше частички субстрата, тем лучше. Чем больше площадь взаимодействия для бактерий и чем более волокнистый субстрат, тем легче и быстрее бактериям разлагать субстрат. Кроме того, его проще перемешивать, смешивать и подогревать без образования плавающей корки или осадка. Измельченное сырье имеет влияние на количество произведенного газа через длительность периода брожения. Чем короче период брожения, тем лучше должен быть измельчен материал.

При достаточно длительном периоде брожения количество выработанного газа снова увеличится. При использовании измельченного зерна этого уже удалось достичь через 15 дней.

Применение

Biogas plant Zorg.gif

Биогаз используют в качестве топлива для производства: электроэнергии, тепла или пара, или в качестве автомобильного топлива.

Биогазовые установки могут устанавливаться как очистные сооружения на фермах, птицефабриках, спиртовых заводах, сахарных заводах, мясокомбинатах. Биогазовая установка может заменить ветеринарно-санитарный завод, т. е. падаль может утилизироваться в биогаз вместо производства мясо-костной муки.

Среди промышленно развитых стран ведущее место в производстве и использовании биогаза по относительным показателям принадлежит Дании — биогаз занимает до 18 % в её общем энергобалансе. По абсолютным показателям по количеству средних и крупных установок ведущее место занимает Германия — 8000 установок. В Западной Европе не менее половины всех птицеферм отапливаются биогазом.

Развивающиеся страны

В Индии, Вьетнаме, Непале и других странах строят малые (односемейные) биогазовые установки. Получаемый в них газ используется для приготовления пищи.

Больше всего малых биогазовых установок находится в Китае — более 10 млн (на конец 1990-х). Они производят около 7 млрд м³ биогаза в год, что обеспечивает топливом примерно 60 млн крестьян. В конце 2010 года в Китае действовало уже около 40 млн биогазовых установок. В биогазовой индустрии Китая заняты 60 тысяч человек[2].

В Индии с 1981 года до 2006 года было установлено 3,8 млн малых биогазовых установок.

В Непале существует программа поддержки развития биогазовой энергетики, благодаря которой в сельской местности к концу 2009 года было создано 200 тысяч малых биогазовых установок[3].

Автомобильный транспорт

Volvo и Scania производят автобусы с двигателями, работающими на биогазе. Такие автобусы активно используются в городах Швейцарии: Берн, Базель, Женева, Люцерн и Лозанна. По прогнозам Швейцарской Ассоциации Газовой Индустрии к 2010 году 10 % автотранспорта Швейцарии будет работать на биогазе.

Муниципалитет Осло в начале 2009 года перевёл на биогаз 80 городских автобусов. Стоимость биогаза составляет €0,4 — €0,5 за литр в бензиновом эквиваленте. При успешном завершении испытаний на биогаз будут переведены 400 автобусов[4].

Потенциал

В России агрокомплекс ежегодно производит 773 миллиона тонн отходов, из которых можно получить 66 миллиардов м3 биогаза, или около 110 миллиардов кВт•ч электроэнергии. Общая потребность России в биогазовых заводах оценивается в 20 тысяч предприятий[5].

В США выращивается около 8,5 миллионов коров. Биогаза, получаемого из их навоза, будет достаточно для обеспечения топливом 1 миллиона автомобилей[6].

Потенциал биогазовой индустрии Германии оценивается в 100 миллиардов кВт·ч энергии к 2030 году, что будет составлять около 10% от потребляемой страной энергии.

Критика

Использование для производства биогаза энергетических культур подвергается критике со стороны зеленых, в частности в Германии. К отрицательным сторонам среди прочего они относят:

См. также

Примечания

Литература

Ссылки

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *