64
ВИСОКА ТЕХНОЛОШКА ШКОЛА СТРУКОВНИХ СТУДИЈА АРАНЂЕЛОВАЦ АРАНЂЕЛОВАЦ Специјалистичке струковне студије Студијски програм: Технологија воде Модул: Производња воде за пиће Наставни предмет: Систем заштите животне средине и одрживи развој Академска 2014/15. година СЕМИНАРСКИ РАД Значај коришћења биомасе за заштиту животне средине Предметни наставник: Специјализант: Проф. Др Првослав М. Јовановић Драган Радин Аранђеловац, фебруар 2015.

Значај Коришћења Биомасе За Заштиту Животне Средине

Embed Size (px)

Citation preview

  • :

    :

    :

    2014/15.

    :

    :

    . .

    , 2015.

  • 2

    ................................................................................................................................ 4

    ..................................................................................................................................... 6

    1. ........................................................................................................ 6

    2. ................................................................................ 7

    3. .................................................................................... 8

    4. 9

    1. ......................................................................................................... 11

    1.1. ............................................................................................ 11

    1.1.2. ........................................................................................ 12

    1.1.3. .................................................................................... 12

    1.1.4. ............................................................................................... 13

    1.1.5. ........................................................................................ 13

    1.1.6. ...................................................................................................... 13

    1.1.7. ................................................................................................. 14

    1.2. , ............. 15

    1.2.1. ........................................................................................... 15

    1.2.2. .......................................................................................... 16

    1.2.3. ............................................................................................ 20

    1.2.4. ................................................................................................ 22

    1.3. ........................................................................... 23

    1.3.1. ................................................................ 23

    1.3.2. .............................................................. 25

    1.3.3. ........................................................................... 26

    1.3.3.1. ............................................ 27

    1.3.3.2. ............................................................... 34

    1.3.4. ...................................................... 37

    1.3.5. .................................................................................................. 43

    1.3.6. ......................................................................................... 46

    1.3.7. ................................................................................................ 46

    2. ..................................................................................................... 48

    2.1. .............................................................................................. 48

  • 3

    2.2. .... 54

    2.2.1. ....................... 54

    2.2.2. ........................................... 55

    2.2.3. ............................................................. 57

    2.1.4. ........................................ 58

    .......................................................................................................................... 60

    ...................................................................................................................... 63

  • 4

    .

    , C2 ,

    .

    .

    ,

    .

    ,

    ()

    . .

    : .

    , , ,

    ,

    ,

    . ,

    2,7 ,

    . 1,7

    1 .

    , ,

    , 15 , ,

    .

    ,

    , 1,5

    , , , .

    ,

    . , ,

    ,

    20% .

  • 5

    3

    .

    ,

    ,

    ,

    . ,

    ,

    .

  • 6

    70- XX ,

    .

    ,

    , ( )

    .

    . , 1985. ,

    50% . ,

    2030. 50%.

    1.

    .

    , .

    .

    , . .

    .

    . ,

    "" .

    ,

    .

    .

    , ""

    .

    .

    . :

    , , . ,

    .

    .

    C2.

    . ,

  • 7

    .

    .

    : , , .

    ,

    .

    2.

    .

    ,

    .

    2.

    ,

    .

    .

    . : , , .

    , .

    .

    .

    , .

    ,

    .

    ,

    .

    .

    150 .

    28%. 150

    . ,

    .

    ,

    . - ,

    .

    .

  • 8

    .

    .

    ,

    ( )

    . ,

    . :

    1979. 1986. .

    .

    .

    3.

    :

    , "

    " , , .

    18% (2006),

    - 13 18%. .

    ,

    " " 2,4%

    . 1,3% , 0,8%

    0,3% .

    ,

    . 15

    ,

    .

    .

    ( , , )

    :

    (2) . 2

    , .

  • 9

    .

    .

    , , ,

    , .

    .

    . .

    .

    ,

    "" .

    4.

    .

    ,

    , .

    ,

    . ,

    ,

    ,

    .

    I (Energy Information Administration)

    2007. 3,6

    BTU1, 3,6% .2

    , 2,2 BTU,

    .

    ,

    ( 2,7 ),

    1 BTU - British thermal unit 1055 2 Energy Information Administration. 2008. Renewable Energy Consumption and Electricity Preliminary Statistics 2007.Table 1. U.S. Energy Consumption by Energy Source, 2003-2007.

  • 10

    .

  • 11

    1.

    1.1.

    .

    ,

    , (

    ), ,

    .

    :

    -

    , , ,

    ,

    - ,

    ( , )

    , .

    (

    ) , , : (,

    ) (, ).

    , :

    ,

    ,

    ,

    .

    , . ,

    ,

    / ,

    .

    , ,

    , .

  • 12

    (Low Heat Level - LHV). LHV ,

    . LHV

    LHV :

    Hu(w) = Hu(wf )(100 w) 2,44w/100

    : Hu(w) - LHV (u MJ/kg) ,

    Hu(wf) - LHV ,

    w - ,

    2,44

    1.1.2.

    ,

    (, ,).

    : ,

    , , ,

    .

    .

    , , , .

    , .

    ,

    .

    .

    1.1.3.

    : ,

    , , , , .

    .

    : (), (

    , .), (),

    ( ), (),

    (), ( ), ,

    , , .

  • 13

    ,

    , , ,

    , , .

    .

    1.1.4.

    (), : 17

    , 35 ,

    50 . , .

    ,

    .

    :

    ,

    ,

    ,

    .

    1.1.5.

    .

    , 110 t 250 t

    8 kWh , 16 000 .

    1.1.6.

    ,

    .

    . ,

    .

  • 14

    , ,

    .

    1.1.7.

    ,

    . ,

    :

    , , ,

    (

    ),

    ,

    , , (

    ,

    ),

    ,

    ( 30

    )

    /

    , -

    .

  • 15

    1.2. ,

    .

    ,

    .

    HHV3 LHV4.

    .

    ,

    .

    .

    , .

    LHV.

    , .

    1.2.1.

    ,

    . ,

    .

    .

    (. )

    . CO, H2, CH4, CO2 i N2.

    .

    .

    ,

    , .

    .

    .

    .

    3 HHV - Higher Heating Value - 4 LHV Lower Heating Value

  • 16

    , .

    , - .

    ,

    .

    800C

    .

    .

    1.2.2.

    .

    5% EN 2285.

    .

    , . ,

    . ,

    ,

    , .

    (CH2O)n. :

    ( , , , .), (, ,

    , , , , .) (,

    , .).

    ,

    .

    . ,

    .

    : ,

    5 http://www.consiliari.pl/gasoline228.html

    http://www.consiliari.pl/gasoline228.html

  • 17

    , .

    ( , , ,

    , , .), (, ,

    , ), ( , .),

    ( ) .

    , .

    , .

    ,

    . 4050% .

    -D - (1,4)- .

    , .

    1530% .

    , ,

    : , , , , ,

    , - .

    200.

    .

    . ,

    , .

    .

    ,

    .

    :6

    ,

    ( ),

    (

    ),

    ,

    ,

    6 , ., , ., , ., , , , ,2007, 24.

  • 18

    ( 96% /)

    (

    )

    (

    ).

    , ,

    .

    , ( 1).

    ,

    .

    1. 7

    , , ,

    , , ,

    S2, ,

    ,

    . ,

    .

    H2S4, 0,7% 190C 3

    H2SO4, 0,4% 215C 3 .

    (40C), (2-6h).

    .

    , .

    pH 4,8 45-50C

    (Cellulomonas fumi, Clostridium thermocellum, Bacteroides

    7 , ., , ., , ., , , , ,2007, 28.

  • 19

    cellulosolvens) (Trichoderma reesei).

    - -D(1,4)- .

    : .

    ().

    ,

    . ,

    , .

    y ,

    y y ,

    y ,

    .

    0,51 kg .

    ,

    (pH , , , ,

    ,

    .). ,

    90-95% .

    , 96%.

    .

    99,6% v/v .

    , .

  • 20

    1.2.3.

    .

    .

    3, :

    ,

    ,

    ,

    ,

    ,

    ( , , , ) .

    ,

    , .

    ( 2).

    2 - ()

    .

    , . ,

    - -. ,

    ( 71C)

  • 21

    . 1-8 h,

    2 h. ,

    .

    : .

    , .

    .

    . , ,

    . , ,

    . ,

    .

    .

    .

    3 - 8

    8 , ., , ., , , 16, 2011, 57-69 .

  • 22

    1.2.4.

    .

    (CO2)

    (CH4). .

    : 55-75%, - 25-45%,

    0- 1%, 0-2%, 0-1%, 0-2%, 0-2%,

    0-0,5%.

    .

    , ,

    :9

    ,

    40% ,

    ,

    99%

    ( , H2S 2),

    () .

    9 Macias-Corral, M. i sar., Anaerobic digestion of municipal solid waste and agricultural waste and the effect of co-digestion with dairy cow manure, Bioresource technology, vol 99, 17, 2008., p. 8288-8293

  • 23

    1.3.

    1.3.1.

    ,

    ()

    . .

    : .

    , 30-35C,

    15-30 . ,

    , , ,

    , ( 4).

    4 - ,

    55C,

    12-14 . ,

    , ,

    . , 3060%

    ( 5).

    5 -

  • 24

    , ,

    ( 20C),

    .

    15C, .

    :

    (),

    . ,

    . , ,

    .

    ( ),

    ( ) , -.

    pH .

    ,

    . , ,

    ,

    .

    , ,

    . , , -

    -.

    . ,

    ,

    . .

    ,

    ( , ), ,

    ,

    , .

  • 25

    1.3.2.

    , , ,

    ,

    . ,

    70%, 55% ( 2).

    H2S 4000 mg/m3.

    ,

    . ,

    .

    (, , , .)

    .

    .

    10

    ,

    .

    2 -

    (%) (m3/t )

    60 25 65 28 61 40 40 60 45 60 60 60 80 53 88 61 100 54 108 51 111 54 172 52 202

  • 26

    1.3.3.

    :

    , ,

    pH 6,5 7,5. 6

    . -

    ( 6, . 2),

    . 70C ( 6, . 3),

    ,

    ( 6, . 4). ( ,

    ), ,

    ( 6, . 5).

    6 -

    , ,

    ( 6, .7),

    ( 6, .8). ,

    ( 6, .9) . ,

    , , 50%

    .

  • 27

    1.3.3.1.

    , pH

    , :

    .

    ,

    .

    , ,

    , .

    ,

    , ,

    . ,

    ( )

    .

    ,

    35-39 C 42-49 C

    . ,

    ,

    .

    .

    ( )

    .

    , 35 30 C 30 32 C,

    . ,

    55C 38C. , 95%

    11 , 27

    .

    , . ,

    -, -

    - ,

    . ,

  • 28

    . ,

    .

    , . ,

    .

    ,

    .

    .

    1 C/h, 0,5 C/h.

    3 .

    ,

    . ,

    ,

    .

    3 -

    28n a28rmance (C)

    Methanobacterium 37-45 Methanobrevibacter 37-40 Methanosphaera 35-40 Methanolobus 35-40 Methanococcus 35-40 Methanosarcina 30-40 Methanocorpusculum 30-40 Methanoculleus 35-40 Methanogenium 20-40 Methanoplanus 30-40 Methanospirillum 35-40 Methanococcoides 30-35 Methanolobus 35-40 Methanohalophilus 35-45 Methanohalobium 50-55 Methanosarcina 50-55

  • 29

    pH

    pH .

    pH 6,5 7,2.

    pH 6,2,

    .

    ( ) pH

    4,0 8,5 pH

    , pH 8,0 .

    pH .

    pH

    -, . pH

    -/ / . pH

    .

    7 pH

    . , pH

    . , pH

    .

    , pH ,

    ,

    pH .

    7 - pH

  • 30

    .

    ,

    . ,

    ,

    . ,

    20-30 , 15-20 ,

    50-80 .

    ,

    .

    .

    , :

    5

    (

    ),

    5-8

    ( , ),

    8-10 (

    , )

    10

    .

    .

    ,

    . , ,

    , , , , ,

    , , , , , ,

    , , . ,

    . ,

    .

  • 31

    .

    C/N 25 32 .

    C/N

    , . ,

    C/N . C/N

    , .

    -.

    - 100 300 mg/l - 50 150

    mg/l

    .

    ,

    . 4

    .

    .

    (. ). .

    , ,

    .

    .

    , pH

    .

    4 - (mg/l)

    (mg/l) 10-250 8000 8000 3000 100-1000 350-1000 200-2000 ( ) 200 2

  • 32

    ()10

    20.

    , .

    (, , ),

    . 15 .

    ( , , ).

    .

    ()11 .

    -

    (-), .

    ( 8)

    , .

    . ,

    , ,

    C/N..

    8 - 10 - 11 -

  • 33

    , ,

    (). ,

    10 100 Wh/m3,

    ,

    . ( 9).

    9 -

    () , ; () , ; () ,

    . ,

    .

    , ( 9).

    ( 9),

    . ,

    .

    . 0,0050,008

    kW/m3 .

  • 34

    ,

    . ( 9)

    . ( 9)

    . .

    .

    . 0,00450,007 m3/m3

    min.

    1.3.3.2.

    (20-30 )

    (30-50 %). ,

    . ,

    .

    .

    , .

    .

    , , .

    ,

    .

    70. XX . 150-200C

    600-2500 kPa.

    ,

    .

    ,

    .

    ,

    .

  • 35

    .

    . ,

    . 180C 30 30 %

    , 150 %.

    . ,

    .

    . ,

    , .

    (60 Mpa). , ,

    , ,

    .

    .

    . ,

    (

    ), .

    100 mm 2 mm,

    16%.

    ,

    .

    .

    :

    .

    . ,

  • 36

    .

    .

    .

    (260 C) (10 Mpa). ,

    ,

    .

    .

    .

    .

    . 34%

    . .

    ,

    , .

    ,

    .

    .

    .

    60% .

    .

    Ca, Fe, Ni Co.

    .

  • 37

    . , ,

    -Co/

    .

    (),

    .

    , , . ,

    , 30%.

    1.3.4.

    , . 10

    , .

    ( 10)

    .

    .

    , .

    .

    ( 10B, C)

    . ,

    .

    .

    .

    ,

  • 38

    . ,

    .

    ( 10D)

    . ,

    , , , .

    .

    .

    10 -

    (), (B),

    (C),

    (D), ()

  • 39

    ,

    .

    , .

    .

    : ,

    ( )

    .

    . ,

    ,

    .

    ,

    . ,

    .

    ,

    .

    .

    .

    .

    16%,

    22% 40% .

    ,

    -.

    ,

    , .

    . 16%

    - .

    , .

    15%

  • 40

    ,

    .

    , ,

    . , ,

    , .

    , .

    , Waasa

    . Waasa

    10 15 %.

    .

    . ,

    .

    , ,

    , .

    ( 11) a - .

    .

    .

    11 -

    Dranco ( 12)

    .

    .

  • 41

    . ,

    .

    12 - Dranco

    .

    15 .

    /

    / .

    .

    .

    ,

    .

    . ,

    , .

    , -

    , 6-8% 9%

    .

    21%

    .

    ( 13)

    . 10%

    . .

    .

    ,

  • 42

    ,

    .

    .

    13 -

  • 43

    1.3.5.

    , .

    , 5.

    5 -

    H2S CO2 H2O

    ()

  • 44

    . C2 ,

    pH. C2 ,

    . ,

    , H2S C2.

    5- 10 % C2.

    ,

    Ca(H)2 C2 H2S CaCO3 CaS. ,

    , ,

    C2 0,5 1%. , ,

    .

    , C2

    . ,

    . C2

    CH4 160 C 1 , C2 78 C. C2

    97%.

    .

    , 25 , .

    CH4.

    H2S

    H2S . Fe3+ H2S,

    . H2S

    H2S S.

    .

    .

    H2S.

    .

    H2S 95 %. H2S

    ,

    . ( 14).

    ,

  • 45

    . 35 C

    6

    . H2S NaOH

    Na2S NaHS.

    14 - H2S

    . ,

    . ,

    . ,

    .

    ,

    .

    .

  • 46

    1.3.6.

    ,

    . 6

    .

    6 -

    (0.14-0.41bar) , (1.05-1.97 bar) (200 bar)

    1.3.7.

    :

    ,

    .

    , . ,

    . ,

    .

    .

    95% - , 80 %

    . ,

    . MJ (5500 kcal)

    0,6 l .

    , .

    ( 225 )

    , .

  • 47

    .

    .

    , ,

    - .

    ,

    , .

    .

    -

    , ,

    .

    22 -.

    , ,

    590-880 . 90 %

    , , , .

    90 %

    .

    .

  • 48

    2.

    2.1.

    ,

    2,7 ( 1,7

    1 ).

    .

    ( . , . ),

    , ( , , ).

    ( .

    . 1998.)

    7:

    ..

    (103 ha)

    (t/ha)

    1.

    850 3,5 2975

    2. 165 2,5 412,5 3. 16 1,6 25,6 4. 5 2 12 5. 1300 5,5 7150 6. 25 2,3 86,25 7. * - - 1430 8. 200 2 800 9. - - 120

    10. 80 2 320 11. 60 2,5 300 12. 1,5 1,6 7,92 13. 3 1 1,05 14. 275 1,05 289,44 15. 75 0,95 71,55 16. - - 110

    3055,5 12571,31

    *

    **

  • 49

    12,5

    , 1,7 .

    ,

    . , , , ,

    .

    ,

    ,

    , .

    , ,

    . ,

    .

    1/4

    , 1/4 , 1/4 1/4

    ( , , , ,

    , .).

    ,

    .

    ( 3 )

    1317 x 103 .

    .

  • 50

    8:

    ..

    (25% od ) (103 t)

    (MJ/kg)

    (103 t)

    1. 743,75 14 247,92 2. 103,13 14,2 34,87 3. 6,4 14,5 2,21 4. 3 14 1 5. 1787,5 13,5 574,55

    6.

    7. 357 14,7 124,95 8.

    200 14,5 69,05

    9. 30 17,55 12,54 10. 80 15,7 29,9 11. 75 17,4 31,07 12. 1,98 14 0,66 13. 0,26 13,85 0,09

    14.

    289,44

    14,15

    97,5

    15.

    71,55

    14

    23,85

    16. 110 23 60,24

    3880,57 14,26 1317,51

    () .

    .

    . ,

    .

    ,

    .

    .

    , .

    .

  • 51

    . ,

    (

    ). ,

    .

    . ,

    ,

    . :

    1.

    - ( ),

    - ( ),

    - ( )

    - ( ).

    2.

    - ( , ),

    - : ( ), ( .),

    - ( ),

    -

    - .

    3.

    - . ,

    .

    , ,

    .

    ,

    2.429.642 h. 27.3% ,

    : 6.8% , 32.8% , 39.4%.

  • 52

    50.91% , 49.09%.

    235 m3 , 101.6 m3/h, ()

    6.2 m3, 2.67 m3/h.12

    .

    , ,

    1,65 m3 , ,

    , 15,6

    .

    , ,

    .

    ,

    . ,

    , ,

    ,

    .

    12 ,

    .

    , ,

    .

    .

    , ,

    13:

    - 757.000 ,

    - 47.000 ,

    - 1.475.000 ,

    - 1.983.000

    - 9.300.000

    12 www.srbijasume.rs 13 , www.stat.gov.rs

    http://www.srbijasume.rs/http://www.stat.gov.rs/

  • 53

    .

    , ( ).

    9:

    m3/l 90 - 310 340 - 550 310 - 620 175 - 280

    , 66

    38 (

    150 ).

    30.000 21.000 .

    900.000 m3 .14

    0,35 40 GWh

    45 GWh .

    8.000

    . , 9 m3

    .

    ,

    , 20% ,

    .

    ,

    , (.

    , .), ,

    .

    3.355.019 .

    ( ), 500.000 .

    , ,

    14 ; ; , 5.11.2008: ; . , . ; ,

  • 54

    ,

    .

    . ,

    10 .

    , .

    ,

    . ,

    , .

    . 4

    ( ),

    1 ( ).

    ,

    , .

    2.2.

    2.2.1.

    ()

    .

    .

    , .

    ,

    .

    ,

    .

    2001/77/C15

    2003/30/C16

    15 www.aers.rs, 2001/77/C 27. 2001.

    http://www.aers.rs/

  • 55

    ,

    .

    10 % .

    ( 7). 20%

    , .

    . 2020.

    20%. ,

    .

    . ,

    , .

    , , ,

    .

    10. 2011. .

    , %

    TWh

    46 311 26,5 179,2

    19,7 133 6,9 46,3

    0,9 5,9 0,1 0,5

    676

    2.2.2.

    ,

    13350 Mt

    , 1000 Mt. ,

    ,

    , . ,

    (). ,

    , : , , , 16 www.aers.rs 2003/30/ 8. 2003.

    http://www.aers.rs/

  • 56

    , , ,

    .17

    6 Mt

    . 3,3 Mt ( 64 %

    ). ,

    1,7 Mt 0,8 Mt ,

    0,2 Mt , 0,6 Mt.

    33 %

    .

    15.

    2010. 2009/28/

    http://www.tf.ni.ac.rs/IPA_Bul_Ser/pdf%2012.pdf

    17 www.mre.gov.rs, 2015., , 2005.

    http://www.mre.gov.rs/

  • 57

    16.

    http://www.tf.ni.ac.rs/IPA_Bul_Ser/pdf%2012.pdf

    2.2.3.

    2012. ,

    18 %, 9 %,

    8 %, 1 %.

    (

    ).

    ,

    ,

    . 2011. 2012.

    1 .

    . 2012.

    15 %

    2011. .

    12%

    16%

    4%

    64%

  • 58

    ,

    2012. 28 % 2011. .18

    .

    0,005 Mt. .

    .

    ,

    27 % 2020.

    . 27%

    2.1.4.

    ,

    2004. 10. ,

    . , ,

    , ( :

    ) :

    1)

    ,

    30 W,

    2) 10 W

    ,

    3) , ,

    4) ,

    ,

    18 , . ., , , 2011.

  • 59

    5)

    ,

    6)

    ,

    .

    ,

    . ,

    , 12

    .

    ,

    .

    :

    ,

    ,

    , .

  • 60

    . .

    e

    .

    ?

    , ,

    .

    .

    ,

    .

    .

    , .

    .

    C2

    C2

    .

    , .

    ,

    .

    , .

    .

    .

    .

    .

    : , ( ),

    ()

  • 61

    ().

    .

    ,

    .

    .

    . ,

    ,

    .

    . ,

    .

    .

    ( )

    , , ,

    , ,

    2020. ,

    , .

    ,

    , . ,

    .

    5 40

    1990 2001. .

    . .

    , .

    .

    .

  • 62

    . ,

    ,

    .

  • 63

    1. .,, , a, , , 2009.

    2. , , , : , , I : , , , , , , 1996, . 15 24

    3. , , , : , II : , , , 1998, . 5 9

    4. , . ., , , 2011.

    5. , ., , ., , , 16, 2011, .57-69

    6. , ., , ., , ., , , , , 2007.

    7. ,, , ,, , Jefferson Institute, , 2009.

    8. Sustainable Forest Biomass: Promoting Renewable Energy and Forest Stewardship by Jesse Caputo; July 2009.

    9. Bergman, P.C.A., and J.H.A. Kiel. November 2005. Torrefaction for biomass upgrading. Published at 14th European Biomass and Conference & Exhibition, Paris, France, 17-21 October 2005. 8 p.

    10. Biomass Research and Development Board. December 2008. Increasing feedstock production for biofuels: economic drivers, ecological implications, and the role of research. BRDI. 148 p.

  • 64

    11. Energy Information Administration. 2008. Renewable Energy Consumption and Electricity Preliminary Statistics 2007.Table 1. U.S. Energy Consumption by Energy Source, 2003-2007.

    12. Macias-Corral, M. i sar., Anaerobic digestion of municipal solid waste and agricultural waste and the effect of co-digestion with dairy cow manure, Bioresource technology, vol 99, 17, 2008., p. 8288-8293

    13. : , , 2007.

    14. ; ; , 5.11.2008: ; . , . ; ,

    15. ., : , , , 2014.

    , ,

    16. 2015., , 2005, www.mre.gov.rs

    17. Zakon o energetici Slubeni glasnik RS br. 57/11

    18. (" ", . 99/2009)

    19. , www.srbijasume.rs

    20. , www.stat.gov.rs

    21. DIRECTIVE 2009/28/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL on the promotion of the use of energy from renewable sources, Official Journal of the European Union, 2009.

    22. http://www.consiliari.pl/gasoline228.html

    http://www.mre.gov.rs/http://www.srbijasume.rs/http://www.stat.gov.rs/http://www.consiliari.pl/gasoline228.htm