تولیدکننده هاضم بیوگاز چین سیستم سقف و یکپارچه‌سازی فرآیند
ساخته شده در 01.15
تولیدکننده دایجستر بیوگاز چین، سیستم سقف و یکپارچه‌سازی فرآیند
هاضم بیوگاز یک راکتور بی‌هوازی مزوفیل است که معمولاً در دمای ۳۵ تا ۳۸ درجه سانتی‌گراد با زمان ماند هیدرولیکی ۲۰ تا ۳۰ روز کار می‌کند و مخزن تنها بخشی از محدوده کار است. مرز گازبند، نوع سقف، سیستم اختلاط و خط گوگردزدایی تعیین می‌کنند که آیا نیروگاه تولید گاز را حفظ می‌کند یا صرفاً مایع را نگه می‌دارد. هاضم‌های فولادی با پوشش شیشه‌ای، سطح داخلی خنثی در محدوده pH ۱ تا ۱۴ با پرداخت Ra کمتر از ۰٫۸ میکرومتر فراهم می‌کنند و سقف دوغشایی که در فشار سطح کیلوپاسکال کار می‌کند، هاضم را بدون تبدیل آن به یک مخزن تحت فشار، هوابند نگه می‌دارد.
هاضم بی‌هوازی در نقشه مثل یک مخزن به نظر می‌رسد و مثل یک فرآیند رفتار می‌کند. کارخانه‌ها مخزن را راه‌اندازی می‌کنند، مشعل را روشن می‌کنند و سپس یک سال بعد در این فکر هستند که چرا تولید گاز زیر رقم طراحی مانده است: لایه کف و پوسته ضخیم‌تر از حد انتظار است، pH پس از یک اختلال در بارگذاری افت کرده، H₂S دیگ بخار را می‌خورد، یا سقف به جای نگه‌داشتن گاز، نفس می‌کشد. در تقریباً همه این موارد، مخزن مشکل نبوده است، یا اگر بوده، فضای داخلی نامناسبی برای گازی که بالای مایع تشکیل می‌شود انتخاب شده است. انتخاب تأمین‌کننده هاضم بیوگاز به معنای قضاوت درباره مخزن، سقف، همزن و مسیر گاز به عنوان یک بسته مهندسی یکپارچه است، و هدف این مقاله قابل‌بررسی کردن همین موضوع است.
هضم مزوفیلیک و الزامات آن برای مخزن
بیشتر تأسیسات در دمای مزوفیلیک ۳۵ تا ۳۸ درجه سلسیوس کار می‌کنند و همین عدد واحد، طراحی تانک را تعیین می‌کند. در این محدوده، نرخ بیولوژیکی به نوسانات دما حساس است، بنابراین تأمین گرما، عایق‌بندی و سیستم اختلاط باید به‌صورت یکپارچه و هماهنگ با یکدیگر اندازه‌گذاری شوند، نه اینکه به پیمانکار فرآیند واگذار شوند. زمان ماند هیدرولیکی ۲۰ تا ۳۰ روز معمولاً نقطه شروع برای لجن شهری و صنایع غذایی است، و زمان ماند کوتاه‌تر در جایی که بار جامدات و قابلیت تصفیه از آن پشتیبانی کند امکان‌پذیر است. بنابراین مخزن باید اختلاط ملایم پیوسته، ورودی گرمایی از طریق مبدل‌های حرارتی خارجی یا از طریق حلقه بازچرخانی، و یک خروجی گاز که هرگز با اسلاگ مایع مواجه نشود را تحمل کند. در عمل، این به معنای مخزنی با همزن درون‌مخزنی یا لوله‌کششی است که به‌گونه‌ای قرار گرفته باشد که کل حجم را در حرکت نگه دارد، و مسیر گردشی که از ورودی به خروجی اتصال کوتاه نداشته باشد.
متریال مخزن و محیط خورنده
فضای گازی بالای هاضم بخش خورنده است و بالای مایع قرار دارد نه درون آن. سولفید هیدروژن در طی احیای سولفات تولید می‌شود، آمونیاک با افزایش pH بالا می‌آید و همراه با هم به فولاد کربنی در خط آب و در حلقه بالایی که میعانات تشکیل می‌شود حمله می‌کنند. از آنجا که فضای داخلی باید قابل تمیزکاری باشد و نباید بیوفیلمی ایجاد کند که زمان ماند را از بین ببرد، هاضم شیشه-ذوب-شده-به-فولاد یک مشخصه رایج است: لایه لعاب ۰٫۲۵ تا ۰٫۴۵ میلی‌متر در دمای ۸۲۰ تا ۹۳۰ درجه سانتی‌گراد به پانل ذوب می‌شود، با مقاومت بالای ۳٬۴۵۰ نیوتن بر سانتی‌متر مربع، در محدوده pH ۱ تا ۱۴ بی‌اثر است و با زبری سطح Ra زیر ۰٫۸ میکرومتر پرداخت می‌شود تا کف جدا شود نه اینکه به دیواره جوش بخورد. هر پانل قبل از ارسال با تست جرقه در ۱۵۰۰ ولت جریان مستقیم آزمایش می‌شود، که اینجا اهمیت دارد زیرا یک سوراخ ریز در حلقه بالایی آغاز نشتی است که دسترسی به آن بعداً دشوار خواهد بود.
انواع سقف و مرز فشار
هاضم بیوگاز یک مخزن کم‌فشار است و فرض خلاف آن هزینه و ریسک ایجاد می‌کند. مرز صحیح، یک پوشش گازبند است که اجازه می‌دهد فشار در محدوده چند کیلوپاسکال نوسان کند، که معمولاً توسط یک شیر تخلیه فشار و یک شعله‌گیر در پنجره ±۳ تا ±۵ کیلوپاسکال نگه داشته می‌شود. یک سقف دوغشایی یا پارچه‌شیشه‌ای، با یک غشای بیرونی مقاوم به هوا و یک غشای گازی داخلی با فشار اسمی دو تا سه کیلوپاسکال، آب‌بندی hermetic را با هزینه کمتر از سقف صلب فراهم می‌کند و انتخاب رایج برای سرویس هضم است. سقف گنبدی آلومینیومی صلب بر اساس AWWA D108 و API 650 با در نظر گرفتن باد و برف محل بر اساس ADM 2015 و ASCE 7-10 مرجع‌دهی می‌شود و برای کارخانه‌هایی مناسب است که هندسه ثابت می‌خواهند. در هر صورت، خروجی گاز، دستگاه تخلیه، شعله‌گیر و نقطه نمونه‌برداری باید در همان محدوده مخزن باشند، وگرنه کارخانه با یک تانک و یک سقف جداگانه غیریکپارچه مواجه می‌شود.
تولید گاز، H₂S و خط پایین‌دست
طراحی خط گاز بر اساس ترکیب مورد انتظار انجام شود، نه بر اساس متان خالص. لجن شهری معمولی حدود ۰.۵ تا ۰.۶ متر مکعب بیوگاز به ازای هر کیلوگرم مواد جامد فرار حذف‌شده تولید می‌کند و محتوای متان در همان محدوده قرار دارد؛ خوراک صنایع غذایی می‌تواند به ازای هر تن ورودی بیشتر تولید کند اما بسیار مستعد اختلال است. هرچه بازده باشد، H₂S باید قبل از رسیدن گاز به دیگ بخار، موتور یا شبکه حذف شود، زیرا سولفید حتی با وجود محافظت از داخل مخزن، تجهیزات پایین‌دستی را خورده می‌کند. دوز کلرید آهن یا گوگردزدایی بستر خشک روش‌های رایج هستند. اختلاط اهرم دیگر است: اختلاط گازی برای بسترهای یکنواخت ارزان و مؤثر است، در حالی که اختلاط مکانیکی در جایی که لایه کف تشکیل می‌شود لازم است، و در هر دو حالت یک ناحیه مرده به کلاهک شناور لجن تبدیل می‌شود که جمع‌آوری گاز را مسدود می‌کند.
مشخصات فنی
پارامتر | مقدار / محدوده معمول | یادداشت |
دمای مزوفیلیک | ۳۵–۳۸ درجه سلسیوس | محدوده عملیاتی استاندارد |
زمان ماند هیدرولیکی | ۲۰–۳۰ روز | کوتاه‌تر با بارگذاری جامدات بالاتر |
بازده بیوگاز | حدود ۰.۵–۰.۶ متر مکعب بر کیلوگرم VS حذف‌شده | لجن شهری معمولی |
محدوده فشار سقف غشایی | ±۳–۵ کیلوپاسکال | مرز گاز کم‌فشار |
فشار نامی غشای داخلی | ۲–۳ کیلوپاسکال | گازگیر دوغشایی |
دمای ذوب مینا | ۸۲۰–۹۳۰ درجه سانتی‌گراد | ذوب پنل داخلی |
ضخامت پوشش مینا | ۰٫۲۵–۰٫۴۵ میلی‌متر | بی‌اثر در محدوده pH ۱–۱۴ |
عمر طراحی | ≥ ۳۰ سال | با سیستم داخلی مشخص‌شده |
آنچه باید قبل از واگذاری از تولیدکننده بپرسید
از تأمین‌کننده بخواهید مشخص کند که آیا فقط مخزن را تحویل می‌دهد یا محدوده کامل بی‌هوازی را: گرمایش، همزن، جمع‌آوری گاز، سقف، گوگردزدایی و EPC بخش بی‌هوازی. بپرسید چه سقفی برای سایت شما پیشنهاد می‌دهد و چرا، و اندازه‌گذاری شیر تخلیه فشار و شعله‌گیر را به‌صورت کتبی دریافت کنید. توصیه داخلی را بر اساس pH و سطح سولفید اندازه‌گیری‌شده شما بخواهید، همراه با تأییدیه‌های مرتبط. بپرسید چه کسی فونداسیون مخزنی را که نباید به‌طور نامتوازن نشست کند بررسی می‌کند، زیرا هاضم کج جمع‌آوری گاز را مختل می‌کند و به آب‌بندی سقف آسیب می‌زند. و برنامه راه‌اندازی را بخواهید، زیرا ماه اول یک هاضم، منحنی نشست و جمعیت زیست‌توده آن را تعیین می‌کند.
نمونه پروژه
پروژه | موقعیت | محصول | ظرفیت | محدوده |
بخش تصفیه بی‌هوازی | هبی، چین | دایجستر GFS، بخش EPC بی‌هوازی | بر اساس طراحی فرآیند | تأمین و راه‌اندازی بخش بی‌هوازی |
برنامه فاضلاب صنعتی | سین‌کیانگ، چین | مخزن GFS، ۲۷ واحد | ۳۰٬۴۶۹ متر مکعب | تأمین + نظارت |
ذخیره‌سازی فاضلاب آبجوسازی | سیچوان، چین | مخزن GFS | ۱۴٬۶۵۵ متر مکعب | تأمین + نظارت |
قابلیت مهندسی مینای مرکزی
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 سرویس هضم بی‌هوازی، این شامل یکپارچه‌سازی سقف غشایی گازبند و بررسی‌های مرزی فشار کم‌فشار توصیف‌شده در بالا است، به‌علاوه فضای داخلی مینا که در برابر اتمسفر H₂S و آمونیاک فضای بالای هاضم مقاومت می‌کند.
سوالات متداول
س۱: آیا هاضم یک مخزن تحت فشار است؟
پ۱: خیر. یک هاضم بیوگاز در فشار اتمسفریک یا نزدیک به اتمسفریک کار می‌کند، با مرز گاز که توسط یک غشای انعطاف‌پذیر یا یک شیر اطمینان در محدوده چند کیلوپاسکال نگه داشته می‌شود. این یک مخزن ذخیره‌سازی کم‌فشار است، نه یک مخزن تحت فشار، و نباید به‌عنوان یکی مشخص شود.
س۲: چرا عملیات مزوفیل را به جای ترموفیل انتخاب کنیم؟
A2: عملیات مزوفیلیک در دمای ۳۵ تا ۳۸ درجه سانتی‌گراد در برابر اختلالات بار مقاوم‌تر است و به انرژی گرمایشی کمتری نیاز دارد، به همین دلیل بیشتر تصفیه‌خانه‌های شهری و صنایع غذایی از آن استفاده می‌کنند. عملیات ترموفیلیک سینتیک سریع‌تر و زمان ماند کوتاه‌تری ارائه می‌دهد اما حساس‌تر و نگهداری آن گران‌تر است.
س۳: چگونه گازبند سقف بیوگاز را گازبند نگه می‌دارند؟
پ۳: با یک پوشش دوغشایی یا پارچه شیشه‌ای با غشای گاز داخلی در فشار نامی دو تا سه کیلوپاسکال و یک غشای هوایی خارجی، همراه با یک شیر تخلیه فشار و یک شعله‌گیر که مرز را در محدوده ±۳ تا ±۵ کیلوپاسکال نگه می‌دارند.
س۴: آیا پوشش داخلی مینا با سولفید هیدروژن مقابله می‌کند؟
A4: بله، لایه مینا در محدوده pH ۱ تا ۱۴ بی‌اثر است و برای هضم حاوی سولفید، جداره داخلی ترجیحی محسوب می‌شود. این محافظت فقط به داخل تانک اعمال می‌شود؛ مسیر گاز همچنان نیاز به گوگردزدایی دارد تا از دیگ‌ها، موتورها و لوله‌کشی محافظت شود.
Q5: چه زمان ماندی را باید طراحی کنم؟
A5: بیست تا سی روز نقطه شروع معمول مزوفیلیک برای لجن شهری است، و زمان ماند کوتاه‌تر در بارگذاری جامدات بالاتر یا برای پسماندهای بسیار قابل تصفیه صنایع غذایی امکان‌پذیر است. این عدد باید از آزمایش بنچ یا پایلوت روی بستر خودتان به دست آید.
Q6: آیا می‌توان کارخانه را بعداً گسترش داد؟
A6: بله. هاضم‌های پیچ‌ومهره‌ای را می‌توان به عنوان مخازن موازی روی همان پد آماده‌شده اضافه کرد، که این کار از خارج کردن راکتور موجود از سرویس جلوگیری می‌کند و هزینه سرمایه‌ای را توزیع می‌نماید.
یک هاضم بیوگاز زمانی موفق می‌شود که مخزن، سقف گازبند، سیستم اختلاط و خط گوگردزدایی به‌صورت یکپارچه و متناسب با سوبسترای واقعی طراحی شده باشند. عملیات مزوفیل در دمای ۳۵ تا ۳۸ درجه سلسیوس با زمان ماند ۲۰ تا ۳۰ روز، حجم را تعیین می‌کند؛ سقف دوغشایی، مرز فشار پایین را مشخص می‌سازد؛ و پوشش داخلی مینای ذوب‌شده، حاشیه ایمنی خوردگی را در اتمسفر H₂S تعیین می‌کند. پیش از مناقصه، ترکیب گاز، زمان ماند مورد نیاز و مقادیر باد و برف محل را بررسی کنید و از تأمین‌کننده بخواهید که به محدوده کامل بی‌هوازی متعهد شود، نه صرفاً به یک مخزن.
با یک مهندس صحبت کنید
بستر و بار COD یا مواد جامد آن، حجم روزانه و درصد مواد جامد، خروجی بیوگاز هدف، سطح pH و سولفید اندازه‌گیری‌شده، ردپای موجود و مقادیر باد و برف سایت را برای ما ارسال کنید. شما یک گزینه هاضم، توصیه نوع سقف، محاسبه زمان ماند و بسته کامل نقشه‌کشی و گواهینامه را دریافت خواهید کرد.
واتس‌اپ