Реферат на тему:

Світові тенденції розвитку біогазових установок

5

gdbtn іологічного знесірчення використовується на модульній
теплоелектроустановці для отримання тепла та електроенергії. Повністю
автоматизовану біогазову установку модульного збирання розробила
німецька фірма “ТЕВЕ-Електронік ГмбХ і КоКГ” разом із фірмою “Ліпп ГмбХ”
(рис. 3). Установка дає змогу переробляти різні види органічної сировини
в добрива і енергію. Рідкий гній із гноєсховищ, рідка консервована
біомаса кормових культур зі сховища та інша попередньо зволожена і
подрібнена біомаса надходять до вагодозувального пристрою, де змішуються
і подаються до підігрівача субстрату. Попередньо підігріта до 70°С
біомаса надходить до реактора. По зброджуванні маса подається до сховища
і використовується для удобрення сільськогосподарських культур.
Виділений під час бродіння біогаз спалюється в модульній
теплоелектроустановці з отриманням гарячої води та електроенергії, які
використовуються для підтримання технологічного процесу та господарські
потреби. Особливістю цієї технологічної схеми є використання
попереднього нагрівання біомаси перед зброджуванням. Підігрівач
субстрату являє собою ємкість із високоякісної сталі зі знімною
теплоізоляцією габаритними розмірами 4,0х2,0х2,1 м (без ізоляції) і
масою 1000 кг. У середині ємкості розміщено циліндричний
резервуар-нагромаджувач біомаси місткістю 2000 л із мішалкою потужністю
1,5 кВт і змійовик, по якому біомаса надходить до нагромаджувача.
Субстрат підігрівається гарячою водою (90…95°С), яка подається в
ємкість від модульної теплоенергетичної установки. Конструкція
підігрівача дає змогу регулювати температуру вихідного субстрату.
Використання в складі біогазової установки цього пристрою дає такі
істотні переваги: значна стерилізація субстрату; більш високий вихід
біогазу завдяки розкладанню субстрату; поліпшення умов діяльності
метанобактерій; поліпшення якості біогазу; значна дезодорація кінцевих
матеріалів по зброджуванні; безпосереднє нагрівання біореактора
підігрітим субстратом; економічність, незначні втрати тепла. До складу
цієї біогазової установки входить метантенк (біореактор) із вбудованим
газгольдером “КомБіо-Реактор” розробки фірми “Ліпп ГмбХ”. Об’єм
метантенку може становити від 100 до 800 м3 залежно від кількості
біомаси, що підлягає переробці. Система перемішування з використанням
запатентованої механічної мішалки “Ліпп” дає змогу водночас
горизонтально і вертикально перемішувати біомасу й запобігає утворенню
кірки та осаду. Високоефективна система опалення в поєднанні з великою
площею теплообмінника і високою теплопровідністю використаних матеріалів
сприяють оптимальному рівномірному розподілу температури в бродильній
камері, що підвищує ступінь розкладу біомаси й, відповідно, збільшує
виробництво газу. Використання такого біореактора сприяє зменшенню
кількості технологічних трубопроводів і виробничої площі для
розташування установки, а також знижує капіталовкладення в будівництво.
Метантенки з вбудованим газгольдером використовують також і в біогазових
установках німецьких фірм “ЕнвіТекМалл ГмбХ”, “БІОГАЗ весер-емс ГмбХ і
КоКГ”, “Хенце Харвесторе ГмбХ”. Оригінальну конструкцію біореактора
вертикального типу розробила австрійська фірма “Ентек ГмбХ”. Біореактор
“БІМАферментер” (рис. 4) має дві камери — головну бродильну камеру і
камеру дозброджування, які розділені проміжною перегородкою. Між собою
камери з’єднуються за допомогою вертикальної центральної труби зі
змішуючими лопатями знизу і змішуючої шахти, розташованої біля бічної
стінки біореактора, а також газового ковпака з автоматичним клапаном.
Реактор має також завантажувальний трубопровід, з’єднаний із центральною
трубою, а також зливний і газовідвідний трубопроводи, з’єднані з камерою
дозброджування. Процес змішування біомаси в такому реакторі відбувається
завдяки перетіканню рідини при відборі біогазу. Так, при відведенні газу
з-під проміжної перегородки через газовий ковпак із клапаном одна
частина рідини з камери дозброджування перетікає через центральну трубу
в головну камеру, створюючи тиск на змішуючі лопаті, яким надають руху і
створюють у нижній частині реактора турбулентний рух рідини. Друга
частина рідини тече з камери дозброджування через змішувальну шахту,
створюючи у верхній частині головної камери горизонтальний рух рідини.
Біореактори такої конструкції об’ємом від 750 до 1700 м3 успішно
експлуатуються в складі біогазових установок у Нідерландах та Австрії.
Залежно від виду відходів (комунальні стоки, суміш відходів
тваринницьких ферм з органічними промисловими відходами, рідкі відходи
переробної галузі) навантаження цих біореакторів становить від 2,0 до
6,5 кг сухої органічної речовини на 1 м3 об’єму реактора за добу при
експозиції зброджування від 6,5 до 30 діб. Деякі фірми (“Новатех ГмбХ”,
“Шмак Біогаз ГмбХ”, “Борсіг Енергі”) застосовують у біогазових
установках реактори горизонтального типу (як металеві, так і з бетону) з
механічним перемішуванням біомаси; до того ж, деякі з них обладнані
похилими шнековими транспортерами для вилучення шламу. Зазначимо, що в
описаних конструкціях біогазових установок переважно використовуються
стандартні ємкості для приймання, нагромадження та витримування відходів
і зберігання продуктів переробки, або ці ємкості певного об’єму
збираються з відповідних елементів металевих конструкцій. Це стосується
часто і конструкцій біореакторів. Аналізуючи технологічні й технічні
рішення сучасних біогазових установок за кордоном, можна відзначити такі
основні тенденції їх розвитку: q спрощення конструкцій прифермських
біогазових установок завдяки переведенню їх на психрофільний режим і
компонування серійним обладнанням (стандартні суцільні або збірні
металеві ємкості, насоси-подрібнювачі, пропелерні мішалки); q розробка
високопродуктивних промислових повнокомплектних повністю автоматизованих
біогазових установок для переробки різних видів органічних відходів та
їхніх сумішей з утилізацією біогазу та отриманням теплової та
електричної енергії, органічних добрив, а іноді й очищеної води; q
розробка і широке впровадження при створенні біогазових установок нових
технологічних рішень, спрямованих на підвищення ефективності цієї
технології, а саме: післяферментаційне витримування біомаси в додаткових
ємкостях, коферментація (ферментація сумішей різних видів органічних
відходів), попереднє перегрівання вихідної біомаси (до 79°С) з дальшим
термостатуванням у біореакторі, часткове продування повітрям і деякі
інші; q дальше вдосконалення конструкцій біореакторів, спрямоване на
зниження енергоємності процесу перемішування субстрату і створення
оптимальних умов для нагромадження активної біомаси; q широке
застосування біореакторів із вбудованим газгольдером, що знижує потреби
в технологічних трубопроводах і виробничій площі; q виготовлення
ємкостей різного призначення, що входять до складу біогазових установок,
у тому числі й біореакторів, зі збірних елементів, виготовлених із
листового або гофрованого металу з високоякісним антикорозійним
покриттям; q зменшення частки біореакторів горизонтального типу в
загальній кількості розроблених і збудованих біогазових установок. Слід
також зазначити, що відбувається постійне підвищення ефективності й
надійності біогазових установок завдяки використанню високоякісних
конструкційних матеріалів, антикорозійних і захисних покриттів та
впровадження високоефективного теплотехнічного та електричного
обладнання та надійних систем автоматичного керування на базі сучасного
комп’ютерного обладнання. Стрімкий розвиток біотехнологій і постійний
прогрес у конструюванні та створенні новітньої техніки надають
впевненості, що в найближчому майбутньому впровадження біогазових
установок стане цілком рентабельним і широкомасштабним, і це, певною
мірою, сприятиме розв’язанню екологічної, продовольчої та енергетичної
проблем.

Похожие записи