مخزن‌های بیوگاز دو غشایی برای نیروگاه‌های بیوگاز
ساخته شده در 09.02
مخزن‌های بیوگاز دوغشایی برای نیروگاه‌های بیوگاز
یک نگهدارنده بیوگاز با غشای دوگانه، بیشتر یک بافر گاز کم‌فشار است تا یک مخزن گاز. غشای داخلی بیوگاز را در حدود ۲ تا ۳ کیلوپاسکال نگه می‌دارد و مرز گاز را تشکیل می‌دهد، در حالی که غشای بیرونی بار باد، برف و باران را تحمل می‌کند تا گاز هرگز این بارها را تجربه نکند. فضای بین غشاها تهویه می‌شود یا به‌طور سبک تحت فشار قرار می‌گیرد تا هر دو لایه پایدار بمانند، و کل سیستم توسط یک شیر تخلیه فشار و یک شعله‌گیر روی منیفولد سقف در محدوده ±۳ تا ۵ کیلوپاسکال نگه داشته می‌شود. از آنجا که پوشش به‌جای تحت تنش قرار گرفتن، خم می‌شود، بسیار بهتر از یک گنبد صلب با هاضم فولادی شیشه‌ای پیچ‌ومهره‌ای جفت می‌شود.
واحدهای تولید بیوگاز با مشکلی در زمینه تأمین گاز مواجه هستند که هیچ شباهتی به مشکل گاز پالایشگاه ندارد. تولید از واکنش هضم تبعیت می‌کند، یعنی از دما و بارگذاری پیروی می‌کند، در حالی که مصرف از منحنی بار دیگ یا موتور تبعیت می‌کند که چنین نیست. بدون یک بافر، شیر اطمینان باز می‌شود و گازی را که برای تولیدش هزینه پرداخت کرده‌اید می‌سوزانید، یا فشار افت می‌کند و هوا وارد مخزنی می‌شود که باید بدون اکسیژن بماند. مخزن بیوگاز دوغشایی این مشکل را با کسری از هزینه یک مخزن نگهدارنده گاز حل می‌کند و برای واحدهایی که تصفیه بی‌هوازی روی فاضلاب صنعتی انجام می‌دهند، معمولاً پاسخ عملی همین است. مهندسی‌ای که این را عملی می‌کند خود غشا نیست، بلکه کنترل فشار و اتصال به سقف هاضم است.
دو غشا، دو حالت بارگذاری
ارزش یک غشای دوگانه در جداسازی بار است. غشای داخلی مرز گاز است: بیوگاز را در فشار اسمی ۲ تا ۳ کیلوپاسکال نگه می‌دارد، بنابراین فشاری که هاضم در آن کار می‌کند در محدوده کیلوپاسکال باقی می‌ماند. غشای بیرونی بالای آن قرار دارد و نیروی بالابر باد، برف و باران را تحمل می‌کند، که به این معناست فضای گاز هرگز در معرض هوای بیرون قرار نمی‌گیرد و لایه داخلی توسط وزش باد تلمبه یا کوبیده نمی‌شود. فضای بین آن‌ها یا به یک دودکش تخلیه باز است یا با یک دمنده کوچک به‌آرامی باد می‌شود؛ نسخه تخلیه‌شده برای مخازن هضم رایج است زیرا فضای بین‌لایه‌ای را در فشار اتمسفر نگه می‌دارد و هر احتمال جمع شدن گاز در حفره را از بین می‌برد، در حالی که نسخه تحت فشار نمای مرتب‌تری روی لبه مخزن برای سایت‌هایی با محدودیت ارتفاع فراهم می‌کند.
باند فشار مشخصه اصلی است. کارکرد سیستم در محدوده ±۳ تا ۵ کیلوپاسکال با شیر اطمینان تنظیم‌شده نزدیک حد بالا و شیر خلأشکن در سمت پایین به این معناست که پوشش با نوسان حجم گاز کمی حرکت می‌کند، به‌جای آنکه تنش به پوسته وارد شود یا واشر فلنج بلند شود. این دقیقاً دلیل همراهی یک مخزن انعطاف‌پذیر و دیوار میناکاری‌شده پیچ‌ومهره‌ای است: هر دو برای یک مخزن اتمسفریک با اختلاف فشار کم طراحی شده‌اند.
موقعیت مخزن در مسیر گاز
منیفولد سقف جزء حیاتی است. گاز از طریق یک نازل از هاضم خارج می‌شود که باید یک شعله‌گیر و یک شیر تخلیه فشار را روی همان اتصال ترکیب کند، تا اینکه یک مشعل مسدود شده یا موتور متوقف شده به یک رویداد فشار بیش از حد روی مخزن تبدیل نشود. از آنجا گاز به مرحله گوگردزدایی می‌رود، جایی که دوز کلرید آهن یا یک جعبه گوگردزدایی خشک سولفید هیدروژن را حذف می‌کند، و سپس به دیگ بخار، موتور یا فلر می‌رود. خود نگهدارنده یک دستگاه تصفیه گاز نیست؛ بلکه بافری است که فشار را ثابت نگه می‌دارد تا تجهیزات تصفیه و احتراق جریان قابل پیش‌بینی را ببینند.
تعیین اندازه بافر از حداکثر تولید گاز ساعتی منهای حداقل تقاضای مشعل یا موتور شروع می‌شود، ضربدر زمانی که می‌خواهید پوشش دهید. اگر مخزن نگهدارنده خیلی کوچک باشد، غشا به‌طور مداوم به کف می‌رسد یا بالا می‌آید، و اگر خیلی بزرگ باشد، برای حجمی پول پرداخته‌اید که هرگز استفاده نمی‌کنید. یک یادداشت جانبی کوتاه درباره شیمی: پوشش لعابی هاضم در سراسر محدوده pH خود سولفید را تحمل می‌کند، بنابراین مخزن عامل محدودکننده نیست، اما تجهیزات پایین‌دستی نیاز به گوگردزدایی دارند که بر اساس بار حداکثری خوراک اندازه‌گذاری شده است.
یکپارچه‌سازی مخزن روی هاضم میناکاری‌شده پیچ‌ومهره‌ای
لبه جایی است که نگهدارنده، پوسته و فرآیند همگی به هم می‌رسند. برای یک هاضم شیشه‌ذوب‌شده به فولاد، پانل‌هایی به عرض حدود ۱٫۲ متر در دمای ۸۲۰ تا ۹۳۰ درجه سلسیوس پخته می‌شوند، لایه‌ای مینایی به ضخامت ۰٫۲۵ تا ۰٫۴۵ میلی‌متر با مقاومت نامی بالای ۳٬۴۵۰ نیوتن بر سانتی‌متر مربع دارند و با پیچ‌های درجه ۸٫۸ و واشرهای EPDM به هم متصل می‌شوند. فلنج سقف پوسته پیچ‌ومهره‌ای، لنگرگاه غشا است، بنابراین باید همراه با نازل خروجی گاز، حفاظت فشارشکن و خلأ، پورت ترانسمیتر فشار که هشدار SCADA را تغذیه می‌کند، دریچه تهویه فضای میانی، و یک دریچه دسترسی ایمن طراحی شود. مینا محدوده pH از ۱ تا ۱۴ را پوشش می‌دهد، که وقتی خوراک یک جریان صنعتی باشد که می‌تواند pH را شوکه کند، کمک‌کننده است.
از نظر عملیاتی، کارخانه یک رویه ساده می‌خواهد: روند فشار را زیر نظر بگیرید، نقطه تنظیم شیر اطمینان را در توقف سالانه تأیید کنید، سطح غشاء و لنگرهای فلنج را در همان توقف بازرسی کنید، و دریچه فضای میانی را در طول زمستان باز نگه دارید. چون نگهدارنده انعطاف‌پذیر است، یک مشکل در حال شکل‌گیری به صورت یک رانش آهسته در باند فشار خیلی قبل از اینکه به بو یا رویداد فلر تبدیل شود، نمایان می‌شود.
مشخصات فنی
پارامتر | مقدار / محدوده معمول | یادداشت |
فشار غشاء داخلی | ~۲–۳ کیلوپاسکال اسمی | مرز گاز برای بیوگاز |
باند فشار عملیاتی | ±۳–۵ کیلوپاسکال | نگهداشته‌شده توسط شیر اطمینان و خلأشکن |
غشای بیرونی | لایه محافظ جوی | بار باد و برف، ADM 2015 / ASCE 7-10 |
فضای میانی | تخلیه هوا یا تحت فشار سبک | هر دو غشا را پایدار نگه می‌دارد |
دستگاه‌های حفاظتی | شیر اطمینان فشار، شعله‌گیر | روی منیفولد گاز سقف |
عملیات هاضم | مزوفیلیک ۳۵–۳۸ درجه سانتی‌گراد | HRT معمولی ۲۰–۳۰ روز |
بازده گاز معمولی | ۰.۵–۰.۶ متر مکعب بیوگاز به ازای هر کیلوگرم VS حذف شده | مرجع لجن شهری |
پوشش لعابی | ۰.۲۵–۰.۴۵ میلی‌متر، پخت در ۸۲۰–۹۳۰ درجه سانتی‌گراد | آزمون جرقه ۱۵۰۰ ولت DC به ازای هر پنل |
کلاس مخزن | اتمسفریک / فشار پایین | مرز مخزن تحت فشار نیست |
نکات عملی برای سفارش یک نیروگاه بیوگاز
هنگام نوشتن مشخصات فنی، سه چیز را به‌صراحت تثبیت کنید. نخست، باند فشار و نقطه تنظیم تخلیه، که به‌صورت اعداد همراه با تلورانس ذکر شوند، تا تأمین‌کننده نتواند پوششی تحویل دهد که برای کار کردن به ۸ کیلوپاسکال نیاز داشته باشد. دوم، فهرست اتصالات سقف، شامل محل شعله‌گیر و اینکه داخل یا خارج پوشش قرار دارد، جای‌گذاری ابزار فشار، و مسیر دسترسی برای بازرسی غشا. سوم، دسترسی تعمیر و نگهداری: سقف غشایی قابل بازرسی است اما قابل راه‌رفتن نیست، بنابراین دریچه بازدید و مسیر پیاده‌روی لبه باید روی نقشه باشند.
هزینه معمولاً برای همان حجم گاز بهتر از یک گنبد صلب فولادی یا بتنی است، و نصب آن سبک‌تر است زیرا هیچ سقف صلب سنگینی برای جرثقیل‌کاری وجود ندارد و هیچ جوشکاری میدانی روی پوسته انجام نمی‌شود. از سوی دیگر، نگهدارنده انعطاف‌پذیر عمر غشای محدودی دارد و نیاز به تعویض برنامه‌ریزی‌شده دارد، در حالی که گنبد صلب دارایی طولانی‌مدت‌تری است اما با دامنه ساختاری بسیار سنگین‌تر. برای کارخانه‌هایی که هاضم آن‌ها یک مخزن پیچ‌ومهره‌ای است، گزینه انعطاف‌پذیر معمولاً همان گزینه‌ای است که با کلاس فشار پوسته هماهنگ است.
مورد پروژه
پروژه | موقعیت | محصول | ظرفیت | محدوده |
خط تصفیه بی‌هوازی، فاضلاب فرآوری سویا | هبی، چین | هاضم‌های GFS با پوشش سقف گازبند | مخصوص پروژه | تأمین بخش بی‌هوازی EPC + نظارت |
ذخیره‌سازی فاضلاب آبجوسازی | سیچوان، چین | مخزن GFS | ۱۴٬۶۵۵ متر مکعب | تأمین، ذخیره‌سازی فاضلاب |
برنامه مخزن پساب صنعتی، ۲۷ واحد | سین‌کیانگ، چین | مخزن GFS | ۳۰٬۴۶۹ متر مکعب | تأمین + نظارت |
قابلیت مهندسی مرکز لعاب‌کاری
سنتر انامل (شرکت فناوری شيجياژوانگ ژنگژونگ) از سال ۲۰۰۸ مخازن ذخیره‌سازی پیچ‌ومهره‌ای را طراحی و تولید کرده است. این شرکت به‌عنوان نخستین تولیدکننده مخازن شیشه-ذوب‌شده-به-فولاد (GFS) در چین، نزدیک به ۲۰۰ اختراع مرتبط با انامل دارد، سالانه حدود ۳۰۰,۰۰۰ ورق فولادی پوشش‌داده‌شده با انامل تولید می‌کند، بیش از ۳۰,۰۰۰ پروژه نصب‌شده را تکمیل کرده و مخازن خود را به بیش از ۱۰۰ کشور عرضه می‌کند. پایگاه تولید جدید به مساحت ۱۵۰,۰۰۰ مترمربع برای افزایش ظرفیت تولید اضافه شد و مخازن تک‌واحدی تا ظرفیت ۶۰,۰۰۰ مترمکعب عرضه می‌شوند. تولید تحت استانداردهای ISO 9001 و ISO 45001 انجام می‌شود، با گواهینامه‌های محصول شامل NSF/ANSI 61، WRAS، FDA، LFGB، CE (EN 1090)، ISO 28765، FM، BSCI و EUROCODE، و طراحی با ارجاع به AWWA D103-09، AWWA C550 و NFPA در مواردی که کاربرد ایجاب می‌کند.
برای نیروگاه‌های بیوگاز، این شامل طراحی نگهدارنده دو غشایی، منیفولد سقف با شیر اطمینان و ادغام شعله‌گیر، و پوسته هاضم لعابی پیچ‌ومهره‌ای است که نگهدارنده به آن مهار می‌شود.
سوالات متداول
س1: تفاوت بین گاز‌هولدر و پوشش دو غشایی چیست؟
پ1: یک هولدر متعارف یک مخزن یا سازه صلب است که گاز را در فشار بالاتر ذخیره می‌کند. یک هولدر دو غشایی انعطاف‌پذیر است و گاز را در فشار اسمی ۲ تا ۳ کیلوپاسکال در محدوده ±۳ تا ۵ کیلوپاسکال ذخیره می‌کند، بنابراین برای پوسته هاضم اتمسفریک مناسب است.
س2: آیا می‌توان یک هولدر بیوگاز به مخزن موجود اضافه کرد؟
A2: اغلب بله، اگر لبه بتواند لنگر غشا را تحمل کند و چیدمان نازل قابل بازنگری باشد. نقشه‌های موجود و فشار گاز مجاز را ارسال کنید و بررسی امکان‌سنجی بازسازی به سرعت بازمی‌گردد.
Q3: چگونه حجم نگهدارنده را اندازه‌گیری کنم؟
A3: اوج تولید گاز ساعتی را بگیرید، حداقل تقاضای مشعل یا موتور را کم کنید و در زمان بافر مورد نیاز ضرب کنید. نتیجه فضای گازی است که پوشش غشا باید پوشش دهد.
Q4: آیا تله شعله لازم است؟
A4: بله به عنوان یک قاعده، روی منیفولد خروجی گاز هاضم که بیوگاز را به مشعل‌ها یا موتورها تحویل می‌دهد، همراه با شیر تخلیه فشار و شکن خلأ. از تأمین‌کننده بخواهید چیدمان منیفولد را نشان دهد.
Q5: آیا غشا در برابر سولفید هیدروژن مقاوم است؟
A5: پوشش بیرونی خارج از مرز گاز قرار دارد و غشای داخلی برای سرویس بیوگاز انتخاب شده است، در حالی که پوشش لعابی هاضم در سراسر محدوده pH خود در برابر سولفید مقاومت می‌کند. گوگردزدایی همچنان برای تجهیزات پایین‌دستی مورد نیاز است.
Q6: بازه بازرسی و تعویض چقدر است؟
A6: بازرسی بصری در هر توقف، بررسی سالانه لنگر فلنج و سطح، و تعویض غشا در پایان عمر سرویس آن، که تأمین‌کننده باید آن را به صورت عدد در پیشنهاد ذکر کند.
Q7: آیا پوشش به فونداسیون ویژه نیاز دارد؟
A7: خود نگهدارنده سبک است، اما پوسته هاضمی که روی آن قرار می‌گیرد این‌گونه نیست: تیر حلقه‌ای یا فونداسیون بتنی با نشست کنترل‌شده همچنان مورد حیاتی باقی می‌ماند، همان‌طور که برای هر مخزن پیچ‌ومهره‌ای چنین است.
یک نگهدارنده بیوگاز با غشای دوگانه ارزان‌ترین راه قابل‌اعتماد برای نگه‌داشتن فشار گاز هاضم در یک محدوده کنترل‌شده و جلوگیری از فلر شدن یا ورود هوا به تأسیسات است. ایده طراحی، جدا کردن بار جوی از بار گازی است، و محدوده ±۳ تا ۵ کیلوپاسکال همراه با شیر اطمینان، شیر خلأشکن و شعله‌گیر چیزی است که آن را روی یک پوسته اتمسفری ایمن می‌کند. در ترکیب با دیواره هاضم با مینای ذوب‌شده که در دمای ۸۲۰ تا ۹۳۰ درجه سانتی‌گراد پخته شده و با آزمون جرقه در ۱۵۰۰ ولت آزمایش شده است، این مجموعه با سولفید و نوسانات pH مقابله می‌کند بدون اینکه مخزن به مرز فشار تبدیل شود. اگر در حال برنامه‌ریزی یک نیروگاه بیوگاز هستید یا هاضم را بازسازی می‌کنید، پروفیل تولید گاز، تقاضای مشعل، قطر هاضم و داده‌های باد و برف محل را ارسال کنید، و پیکربندی نگهدارنده و ابعاد مخزن همراه با بسته مدارک بازگردانده خواهد شد.
با یک مهندس صحبت کنید
داده‌های نیروگاه بیوگاز خود را ارسال کنید: نوع و دبی خوراک، حجم هاضم و دمای عملیاتی، حجم مورد انتظار بیوگاز در ساعت و در روز، مصرف نهایی گاز و حداقل تقاضای پایدار آن، سطح سولفید هیدروژن، نقشه‌های مخزن موجود در صورت وجود، و شرایط باد، برف و لرزه‌ای محل. ما پیکربندی نگهدارنده، باند فشار و تنظیمات تخلیه، چیدمان منیفولد سقف، قطر و ارتفاع هاضم، و بسته کامل اسناد مناقصه را بازمی‌گردانیم. ابتدا بررسی مهندسی، و تا زمانی که با طراحی راحت نباشید چیزی فروخته نمی‌شود.
واتس‌اپ